Quattro modi per vincere con la brezza termica I quattro tipi di

Quattro modi per vincere con la brezza termica
I quattro tipi di brezza termica
Per arrivare ad una strategia vincente con la brezza termica, è necessario prima stabilire quale dei quattro
possibili scenari è applicabile. Lo scenario dipende dal “gradiente sinottico” che chiameremo, per semplicità,
“il vento del mattino”. Il vento del mattino è il vento di riferimento, il vento che ci sarebbe se non ci fossero
effetti termici (né brezza di mare, né brezza di terra). Se potete percepire un vento mentre armate la barca al
mattino, si tratta normalmente del vento di gradiente sinottico. Se questo vento soffia direttamente verso il
mare, dovreste pensare ad uno scenario di “pura brezza termica”. Se soffia parallelamente alla costa,
dovreste pensare ad un effetto “cavatappi” o “porta sul retro”, a seconda della direzione verso la quale il
vento soffia rispetto alla costa. Se il vento del mattino proviene dal mare, fate riferimento ai diagrammi dello
scenario “vento termico sinottico”.
Purtroppo, al mattino è solitamente calma piatta. Questo è generalmente dovuto ad una inversione termica
notturna. Succede quando l’aria a contatto con la terra si raffredda di notte, lasciando uno strato di aria
fresca e calma al di sotto di uno strato di aria più calda, “invertendo” la normale struttura termica
dell’atmosfera. Ci sono di solito alcune nuvole basse poco sopra l’inversione ed esse scorrono nel senso del
gradiente sinottico. Per cui, se guardate il cielo da un punto fisso, sia pure a terra ed al mattino, potete
utilizzare le nuvole per stabilire la direzione e l’intensità del vento sinottico.
Se non ci sono nuvole o vento di superficie, diventa un po’ più complicato. Se sapete come leggere una
carta del tempo, potete stimare il gradiente sinottico utilizzando risorse come Weather Channel. Se avete un
computer ed una connessione Internet, potete controllare il vento, se ce n’è, ai fari che si trovano a largo. In
alternativa, potete matematicamente calcolare il gradiente con un programma shareware quale Digital
Atmpsphere (che è possibile scaricare da Internet); semplicemente seguendo le istruzioni del software per
reperire e scaricare le ultime osservazioni meteorologiche.
ALCUNI PRESUPPOSTI SCIENTIFICI
Se scorrete un testo di meteorologia, incorrerete probabilmente in un diagramma di “circolazione di brezza
termica”. Vedrete l’aria in alto che scorre direttamente al largo sull’acqua, precipitare fino alla superficie ed
essere risucchiata verso la terra come brezza di mare. Questa è la descrizione di una “pura brezza termica”,
ed ancorché scientificamente corretta, non descrive come la maggior parte dei venti che provengono dal
mare si comportano. Altri due scenari di brezza termica – il "cavatappi" e la "porta sul retro" – comportano
una circolazione ma, invece che scorrere in modo lineare con un effetto circolatorio chiuso, lo schema di
circolazione forma una spiraloide mentre scorre lungo la costa. L’ultimo scenario – il vento termico sinottico
– non comporta circolazione alcuna.
Quel testo di meteorologia descriverà inoltre, probabilmente anche in maniera dettagliatamente fastidiosa,
alcuni altri complicati principi di fisica meteorologica, principi quali l’effetto di Coriolis, la convergenza e la
divergenza. Non è tuttavia importante che comprendiate come funzionano fintanto che potete riconoscerli
quando sono presenti.
L’effetto di Coriolis è la causa della rotazione a destra di un vento “nuovo”. Se improvvisamente si riduce la
pressione atmosferica a terra, come succede quando l'inversione scatta con il calore del sole, l’aria
accorrerà dal mare.
Dopo che quest’iniziale accorrere d’aria si è stabilito (stabilito è una parola chiave e ne discuteremo in
seguito), il vento tenderà a ruotare a destra. Questa rotazione è l’effetto di Coriolis, ed è sufficiente dire che
è causato dalla rotazione della terra sul proprio asse.
Un aria di convergenza si creerà laddove il vento si accumula, il che può risultare in un aumento della
velocità del vento che soffia quasi parallelamente alla costa. Se la costa è sul lato sinistro quando guardi al
vento, aspettati una convergenza lungo la costa. La divergenza è esattamente il contrario – un’area nella
quale il vento si spande e diventa leggero, il che accade quando la costa è sul tuo lato destro, guardando al
vento. Per cui la convergenza è un fattore dello scenario "porta sul retro" così come la divergenza è un
fattore dello scenario "cavatappi".
Guardiamo ora ciascun scenario individualmente. Ripercorreremo i meccanismi che comandano ciascuno di
questi scenari, e poi fornirò dei resoconti strategici illustrati che vi aiuteranno con il vostro piano strategico
per la regata.
1
Non tutte le brezze di mare o di lago sono uguali.
Per capire da che parte andare, devi conoscerne l’origine.
Questa è una storia sulla fisica delle brezze termiche. So che l’ultima cosa che volete è una lezione di fisica.
Ma potete credermi, dato che la mia media accademica è stata rovinata dagli esami di calcolo, sapere da
che parte andare in una brezza termica non richiede una scienza matematica. Dovete solo capire i quattro
possibili scenari e forse, tenere qualche appunto scarabocchiato in tasca.
Non dovete decifrare tutti i principi scientifici della meccanica meteorologica per vincere una regata velica.
Nemmeno ho qui lo spazio per descrivere gli effetti dell’orografia locale sulle brezze di mare o di lago, dato
che ogni evento velico è diverso. Per cui, per mantenere le cose semplici, assumerò un'ipotetica costa
rettilinea, con un campo di regata disposto al sud ed a largo. Ma anche nel caso la vostra costa non sia
rettilinea, leggete pure poiché le brezze termiche hanno similitudini prevedibili ovunque. Potrete scoprire che
alcuni dei salti di vento più inspiegabili ai quali avete assistito negli anni, non sono poi così inspiegabili.
In primo luogo, iniziamo tutti da un punto di partenza comune e accordiamoci sulla definizione di brezza
termica. Molti velisti intendono per brezza termica un vento proveniente dal mare, che soffia ad ogni ora del
giorno. Gli esperti dissentiranno, insistendo sul fatto che una vera brezza termica compare solo dopo
mezzogiorno, e dopo un periodo di calma o di venti da terra. Ma gli esperti complicano sempre le cose.
Assumiamo che una brezza termica sia semplicemente un vento che soffia dal mare verso terra e che una
termica di lago e di mare sono una sola e stessa cosa.
Il comportamento della termica dipende da molte cose, ma le più importanti sono quanto calda la terra
diventa, quanto fredda l’acqua sia e la direzione del vento del primo mattino. La differenza tra la temperatura
dell’aria sulla terra e la temperatura dell’aria sull’acqua crea una spinta termica. Maggiore la differenza, più
forte la spinta. Perché questa spinta sia diretta verso terra, questa deve essere più calda dell’acqua. In
semplici termini, nel momento in cui il sole scalda la terra, la pressione dell’aria cala e l’aria dal mare scorre
per riempire il vuoto lasciato.
Il calore del sole crea questa spinta (la frase corretta sarebbe gradiente di pressione termico) che può
causare la brezza la comparsa di una brezza marina da una calma piatta. Questo gradiente termico può
anche modificare un vento già presente. I bravi velisti sanno quanto poter giocare con queste alterazioni a
loro proprio vantaggio. Prima di entrare nel merito, torniamo un momento ad una delle cose che influenza la
brezza marina, in particolare la direzione del vento del mattino.
Brezza termica con effetto cavatappi
Questo è il tipo di termica più forte.
Si forma quando c’è un gradiente sinottico parallelo alla costa o appena verso il mare – nella nostra ipotetica
costa tra W e NW. In questo scenario, il vento molto raramente calma prima dell’arrivo della termica. Al
contrario, tende a girare a sinistra e diventare brezza termica, con una diminuzione di intensità non appena il
vento inizia il suo movimento verso la terra. Anche una brezza a cavatappi ha un effetto circolatorio così
come lo ha una pura brezza termica. Tuttavia, invece di una circolazione quasi chiusa, scorre lungo la costa
secondo uno schema spiroidale.
Al mattino, il gradiente sinottico crea un’area di divergenza, o di minore intensità, appena fuori la costa.
Questo agevola la formazione della brezza a cavatappi poiché l’aria in quota può precipitare nella zona di
divergenza ed iniziare la circolazione. Dunque, questo tipo di brezza si forma prima, con un minore
differenziale termico aria-acqua, e può incrementare i forti gradienti sinottici più facilmente di altri tipi di
brezze termiche. Si può anche formare in giornate con venti di gradiente sinottico che raggiungono i 20 nodi,
se il differenziale termico è di 10 gradi o più.
Il formarsi di questa termica è segnalato dalla scomparsa della foschia e delle basse nuvole a largo. (Ciò è
dovuto dall’aria che precipita nella zona di divergenza; quando l’aria precipita, si comprime, si scalda e
l’umidità delle nuvole evapora). Appena scompaiono le nuvole il vento del mattino inizierà la sua rotazione
verso la terra. Questa tendenza verso sinistra continuerà fino a che il gradiente barico non si stabilizza.
Questo accadrà solitamente nel primo pomeriggio in tarda primavera, quando l’acqua è fredda e la terra
calda. In tarda estate, quando il differenziale termico aria-acqua è minore, la brezza termica non si sarà
saldamente stabilita fino alla metà del pomeriggio.
Una volta che la brezza si è stabilita, la velocità del vento aumenterà costantemente. Solo a quel punto la
brezza comincerà a girare a destra a causa dell’effetto di Coriolis. Da quel momento in poi la rotazione in
senso orario sarà continua fino a che il vento tornerà nella sua originaria direzione sinottica, normalmente
verso mezzanotte.
2
Brezza con effetto porta sul retro.
Mentre la brezza cavatappi si forma facilmente – diciamo che entra dalla porta principale – quando il
gradiente sinottico è dalla direzione opposta, la brezza termica ha maggiori difficoltà nel formarsi. Quando si
forma, è più variabile degli altri tipi di brezze. In mancanza di un termine migliore, chiameremo questo
scenario brezza da porta sul retro.
Quando il gradiente sinottico è parallelo alla costa o appena verso fuori, tra NE e E nella nostra ipotetica
linea di costa, la convergenza crea una zona di maggiore intensità appena a largo. La convergenza
impedisce la precipitazione dell’aria in quota ed interrompe la formazione della circolazione della brezza
termica. Poiché la termica ha difficoltà nel formarsi vicino alla costa, spesso si forma più a largo, oltre la zona
di convergenza. Per il formarsi della brezza “porta sul retro”, è necessario un maggiore differenziale termico
aria-acqua ed un vento sinottico più leggero di quanto non sia necessario in una condizione di brezza
termica pura o a cavatappi.
In questo scenario, ci sarà più vento sulla sinistra all’inizio della giornata, dato che la sinistra è più vicina alla
zona di convergenza. Dopo, nel primo pomeriggio ed in presenza di condizioni favorevoli, un brezza da
“porta sul retro” può formarsi al largo, come brezza da SE nel caso della nostra costa ipotetica. Tra la brezza
di mare ed il vento convergente c’è solitamente una zona di venti leggeri ed instabili. Lentamente, questa
zona si sposterà verso la costa mentre la brezza di mare vince la sua battaglia, ma ci può impiegare gran
parte del pomeriggio. Se la regata comincia durante questa battaglia di venti, le barche in entrambi gli
estremi del campo spesso saranno davanti a quelle in centro.
Dopo che la brezza si è spostata attraverso il campo verso l’entro terra, comincerà a ruotare in senso orario.
Questa rotazione avverrà spesso in ondate di 10 – 15 gradi, piuttosto che con una lenta e costante rotazione
verso destra. Ogni ondata è una reazione all’aumento del calore della costa, con il vento che punta a destra
per alleviare il calo della pressione a terra. Una volta che la pressione è alleviata, il vento si stabilizza ed
oscilla mentre il differenziale di pressione si ricostituisce. Dopo di ché il processo riprende.
Se c’è sufficiente tempo prima di sera, questa brezza può ruotare in senso orario fino ad essere
perpendicolare alla costa. Tuttavia, questo tipo di brezza non è mai ben organizzata come una termica pura
o a cavatappi per cui tende a dissolversi in prima serata, e mentre lo fa, il vento torna a sinistra verso il
gradiente sinottico – verso il vento del mattino.
Brezza termica sinottico (indebolito)
Immaginiamo ora un gradiente sinottico da SE. Un’inversione mattutina è poco probabile, per cui molto
probabilmente uscirai in mare con il vento di gradiente. Ora, appena la terra si scalda con il sole che sale, il
vento tenderà a ruotare in senso orario ed a calare. Anche in questo caso, se la boa di bolina è diverse
miglia fuori, ci sarà una rotazione antioraria verso la fine della bolina, questa volta con maggiore intensità di
vento.
L’intensità di una brezza sinottica dipende da molteplici fattori. Come tutte le brezze di mare, è intensa con
un forte differenziale termico aria-acqua. E’ anche incrementata quando l’inversione è minore e più debole
poiché scalda prima a terra. In alcuni posti sulla costa, come la baia di San Francisco, una bassa inversione
impedisce alla brezza di mare di spandersi sulle montagne, forzandola invece nelle baie ad una maggiore
velocità.
Sembra tutto piuttosto semplice, no? Ora però è tempo di fare alcune eccezioni. I principi qui descritti sono
solo validi nell’emisfero nord. Nell’emisfero australe infatti tutto è rovesciato – un’immagine speculare del
nord. Non abbiamo neppure parlato dell’atrito. Una brezza di mare si forma più facilmente su di una costa
bassa ed umida perché l’aria incontra meno ostacoli mentre scorre sul terreno. Linee di costa irregolari
possono poi aggiungere degli effetti locali che possono modificare le nostre regole di massima. Ciò detto, è
comunque essenziale identificare quale dei quattro scenari è in corso, poiché solo in quel momento potrai
dire “ ho visto questa situazione in precedenza, conviene andare da questa parte”.
Pura brezza termica
3
Perché questa brezza termica si formi non ci deve essere alcun gradiente sinottico, oppure molto poco, o un
gradiente dal mare che sia grosso modo perpendicolare alla costa – NNW o NNE – nella nostra ipotetica
costa. Una pura brezza termica è sempre preceduta da un periodo di calma; se c’è un vento dal mare, deve
prima finire. Non appena questo accade, dei cumuli si formano sulla costa. Dopo di che, si alza la brezza
verso terra, tipicamente come una striscia di vento nuovo che avanza dal mare.
Una pura brezza termica tira verso terra, sale con le correnti termiche che si formano sopra il terreno, torna
verso il mare e precipita verso l’acqua solo per tornare nuovamente verso terra. Questa circolazione si
allarga durante il giorno, sia verso terra che verso il mare. Al tramonto, può aver raggiunto un’estensione
superiore alle 50 miglia dai suoi margini verso il mare fino alle zone più interne, alle nostre latitudini.
Maggiore è il differenziale termico aria-acqua e minore il gradiente sinottico, prima si alzerà la brezza
termica. Quindi, una marea crescente che porta acqua fredda dall’oceano vicino alla costa accelererà il
formarsi della termica. Le termiche che si formano da un gradiente NNW sono più forti di quelle che si
formano da un gradiente NNE per lo stesso motivo che una brezza “cavatappi” è più forte di una brezza
“porta sul retro”.
Fintanto che il gradiente sinottico proveniente dal mare non è troppo forte, una brezza circolatoria di questo
tipo si può formare anche con 4 gradi di differenziale termico aria-acqua. Minore il differenziale, più tardi e
più leggera si alzerà la brezza. Quando il gradiente sinottico è forte, con il progredire della mattina spesso
comincia a spirare un cuneo di aria calda verso il mare. Questo cuneo forma una linea di costa artificiale che
può estendersi per circa un miglio o più (a Chicago per esempio, con un gradiente di sud-ovest). La termica
si formerà quindi più fuori rispetto a questa linea di costa artificiale, spingendola poi verso la costa con una
zona di calma in mezzo. Alcune volte, le due componenti combattono tra loro e la termica non raggiunge la
costa fino al tardo pomeriggio.
Una termica pura tenterà di orientarsi perpendicolarmente alla costa appena si forma, in pieno sud nel
nostro esempio. (Se la costa è irregolare, si può provare a prenderne la mediana su circa 10-20 miglia di
costa. Una volta che la termica si è stabilita, aumenta in intensità. Questo è il momento in cui inizierà a
ruotare verso destra a causa dell’effetto di Coriolis. Questa rotazione è di circa 10 gradi per ogni ora nel nord
degli Stati Uniti e di circa 5 gradi al sud. La rotazione continua fino a che il vento è angolato di circa 45°
rispetto alla costa. Alla fine della giornata, una termica pura si affievolisce con minimi ulteriori cambiamenti di
direzione.
Brezza termica sinottica (rinforzata)
Questo è lo scenario nel quale il gradiente sinottico e verso terra, come è tipico della costa occidentale degli
Stati Uniti. Per definizione, un gradiente verso terra soffia giorno e notte, sebbene un’inversione a volte lo
ferma in superficie al mattino. Questo è il caso dello “strato marino“ tipico della costa occidentale, laddove
l’inversione è segnata da basse nuvole al largo.
Nella nostra ipotetica linea di costa, una brezza termica sinottica coprirebbe venti di gradiente provenienti tra
SW e SE. Ci sono tuttavia marcate differenze nella maniera con la quale i due venti a tali estremi si
comporteranno. Se il gradiente sinottico è SW, ed avete guardato la carta del tempo della nostra costa,
avrete notato che c’era una bassa pressione in alto a sinistra, nell’entroterra. L’alta pressione sarebbe
dunque in basso a destra, in mare. Non appena la giornata si scalda, l’effetto è quello di ulteriormente
abbassare la pressione a terra che intensifica e devia la brezza diretta a terra verso destra. Se però navigate
diverse miglia fuori, lontano dall’effetto termico, il vento mollerà ruoterà a sinistra verso il gradiente sinottico.
Per cui, avvicinando la boa di bolina, il vento spesso calerà e girerà a sinistra.
Vediamo ora il vento dall’altro estremo, il gradiente SE. Una carta del tempo mostrerà l’alta pressione
nell’entroterra, in alto a destra. Gli effetti termici del sole pomeridiano eroderanno quell’alta pressione. La
brezza comunque tenderà a ruotare in senso orario con l’avanzare della giornata ma anche calerà.
Navigando verso fuori, lontano dall’effetto termico, il vento aumenterà e tenderà a tornare nella direzione del
vento sinottico, in questo caso creando maggiore pressione ed una favorevole rotazione nel lato in alto a
sinistra del campo.
E’ bene tenere presente che in entrambi i casi il vento ruota in senso antiorario andando verso il largo
mentre, vicino alla costa il vento gira in senso orario con il progredire della giornata. La tendenza a destra
non è rapida o pronunciata come nei casi in cui la brezza innesca un movimento circolatorio poiché la
brezza sinottica non è un “nuovo” vento.
Il seguente potrebbe essere il tipico svolgersi di una giornata con vento di gradiente da SW: Si raggiunge il
campo di regata a metà-tarda mattinata. Diciamo che c’è calma di vento. Questo vuol dire che l’inversione è
in atto, partirà prima sulla costa, per poi andare verso il mare. Non appena ciò accade, il primo vento che si
4
percepirà sarà il vento sinottico che raggiunge la superficie del mare. Dopo di che, non appena l’effetto
termico rinforza, il vento tenterà di disporsi perpendicolare alla costa (da S nel nostro esempio). Questa
tendenza antioraria verso il S raramente durerà per più di un ora ed è generalmente percepibile intorno a
mezzogiorno. Nel primo pomeriggio, l’effetto termico rinforzerà la brezza e questa tenderà a girare a destra.
Entrambi gli effetti sono più pronunciati sul lato destro, vicino alla costa. Tuttavia, se la boa di bolina è
diverse miglia fuori, l’ultima rotazione sarà a sinistra.
trad. di andrea klein [email protected]
5
[didascalie da applicare allo
schema riepilogativo cominciando
da Nord in senso orario]
Strategia
•
Ci sarà un periodo di calma prima
dell’arrivo della termica.
•
Se la brezza si forma vicino alla
costa, questa sarà irregolare, con
una rotazione verso la
perpendicolare rispetto alla costa
non appena si stabilisce.
Proteggete il lato destro del campo
di bolina, ma solo dopo che la
brezza inizia ad aumentare
d’intensità.
•
Se la brezza entra con una striscia
definita da fuori, proteggete il lato
destro di bolina immediatamente.
•
Non appena la brezza inizia a
ruotare a destra, il lato destro del
campo di bolina avrà più vento (è il
lato più vicino all’effetto termico
della costa) ed una rotazione
favorevole.
Strategia
•
All’inizio della giornata proteggete il
lato sinistro, ci sarà più vento lungo
la costa, vicino alla zona di
convergenza.
•
Appena la brezza tenta di formarsi
verso mezzogiorno o il primo
pomeriggio, nel centro del campo
ci sarà vento leggero ed
incostante. O andate a sinistra
verso l’intensità della zona di
convergenza o, se vedete la
brezza avvicinarsi da fuori, andate
decisamente a destra. Gli estremi
ripagheranno; non il centro.
•
Una volta che la brezza si è
stabilita, e vedete che c’è più vento
nel lato destro piuttosto che a
sinistra, è necessario proteggere il
lato destro. La brezza ruoterà a
destra mentre si stabilisce, ma la
rotazione spesso avverrà in
pronunciati impulsi.
•
Nel tardo pomeriggio,
particolarmente nei giorni in cui la
brezza ha vinto una dura battaglia
con un moderato gradiente
sinottico, fate attenzione al lato
sinistro. Non appena la brezza si
affievolirà, il vento tornerà a sinistra
verso la direzione del gradiente
sinottico.
Strategia
•
Esci il mattino con il vento
proveniente dalla direzione
sinottica.
6
•
Mentre la giornata avanza, il vento
lentamente si affievolisce e gira in
senso orario.
•
Prendi in considerazione
l’avvicinamento alla boa di bolina
dal lato sinistro del campo, infatti,
mentre navighi verso fuori, lontano
dagli effetti termici della terra, il
vento dovrebbe girare a sinistra ed
aumentare un pochino.
Strategia
•
Il primo vento che percepisci
proviene dalla direzione sinottica.
•
Fino a mezzogiorno, stai attento ad
un salto da quella direzione verso
la perpendicolare alla costa. Da
questo punto, ci dovrebbe essere
una lenta ma costante rotazione a
destra con un aumento graduale
dell’intensità. Questi orari possono
essere posticipati se si verifica una
inversione particolarmente
determinata.
•
Al pomeriggio, dovrai andare a
destra all’inizio della bolina per
avere più vento ed una rotazione a
destra. Vira però sotto la lay line in
modo da fare l’approccio alla boa
mure a sinsistra. Nella parte alta
della bolina, il vento dovrebbe
calare e ruotare a sinistra.
Strategia
•
Fai attenzione ad una schiarita a largo e ad un calo della velocità del vento del mattino,
è un segno che il vento inizierà a girare a sinistra verso la brezza termica.
•
Una volta che la rotazione è
cominciata, l’intensità comincerà
ad aumentare nuovamente. Vai
pure verso la sinistra ma
attenzione, come in tutte le brezze
circolatorie, la maggiore intensità è
vicino alla costa, vicino alla pompa
termica, nel nostro caso, di bolina a
destra. Devi quindi negoziare
questa maggiore intensità del
vento con la lenta e persistente
rotazione a sinistra, una situazione
difficile.
•
Verso l’ 1 – 2 p.m., nella tarda
primavera, e le 3 –4 p.m. in tarda
estate, la rotazione a sinistra
cesserà. A quel punto, la brezza è
stabilita e l’intensità inizierà ad
aumentare più velocemente.
Proteggi la destra di bolina, il vento
ruoterà lentamente e
costantemente fino a dopo il
tramonto.
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