Surface Drift and Local Currents; Coriolis/Ekman

Le correnti superficiali, quelle che più ci interessano ai fini pratici della manovra navale o della navigazione, sono causate principalmente dal vento e sono limitate allo strato superiore dell’oceano, stimabile in circa 100 metri.

I forti venti costanti, gli alisei che spirano sugli Oceani Atlantico e Pacifico, muovono enormi masse d’acqua verso Ovest creando correnti di deriva costanti.

Queste correnti vengono contrastate alle latitudini tropicali (30° N – 30° S) e a quelle polari (60° N – 60° S) dai forti venti variabili diretti a Est che assieme all’effetto di Coriolis, creano sistemi circolari (gyres) che ruotano in senso orario nell’emisfero Nord e in senso antiorario in quello Sud.

I gyres sono quindi dei grandi vortici in cui si muovono venti e correnti, ma che possono essere influenzati da diversi fattori esterni, terre emerse, venti locali o stagionali come i monsoni, che possono – in particolari stagioni – invertirne anche la direzione.

La circolazione generale delle correnti di superficie – ovvero la tendenza dei movimenti delle masse d’acqua sul lungo periodo – è raccolta nelle World Climatic Charts dell’ADMIRALTY Ocean Passages for the World (NP136) e più in particolare nelle ADMIRALTY Sailing Directions (Pilots) dove troviamo tutte le informazioni riguardanti i pericoli alla navigazione, segnalazioni e regolamenti locali ecc. nonché le condizioni climatiche e le correnti costiere stagionali.

L’intensità della corrente può raggiungere il valore di 1,5% la velocità del vento che l’ha generata. Ciò dipende dalla durata nel tempo del vento (minimo 48 ore in caso di venti forti – 6 ore per venti deboli) e dall’ampiezza del fetch (l’ampiezza dello specchio d’acqua libera da ostacoli su cui agisce il vento). 

Una volta che il vento mette in movimento la superficie oceanica sotto forma di corrente, l’effetto di Coriolis, il trasporto di Ekman e la configurazione del bacino oceanico ne modificano la velocità e la direzione.

L’effetto di Coriolis dovuto alla rotazione terrestre, provoca la deviazione dello strato superficiale di acqua spinto dal vento. La deviazione dipende dalla velocità lineare che – a differenza di quella angolare – varia col variare della latitudine ed è verso Est, rispetto al vento, nell’emisfero Nord e verso Ovest nell’emisfero Sud. In teoria la forza di Coriolis devia la corrente di 45° rispetto la direzione del vento.

 

Il trasporto di Ekman indica il cambiamento di direzione e velocità del moto dell’acqua alle differenti profondità. La spirale che descrive questo effetto ci dice che ogni strato più profondo si muove – a seconda dell’emisfero considerato –  a destra o a sinistra del precedente e a velocità inferiore.

Questi due fattori (effetto di Coriolis e trasporto di Ekman) teorizzano che la corrente di superficie viene deviata da 45 fino a 90 gradi rispetto alla direzione del vento, a destra (Est) nell’emisfero Nord e a sinistra (Ovest) in quello Sud. 

Tuttavia nella realtà, diversi fattori influenzano queste forze per cui è molto difficile una previsione esatta sulla direzione risultante che la corrente ha rispetto al vento. Per fare un esempio, sotto costa in acque poco profonde, la spirale di Ekman può non svilupparsi interamente e l’angolo risultante può essere sensibilmente minore di quello che si ha in mare aperto.

Le correnti locali di superficie, a differenza di quelle di deriva, sono variabili e dipendono dall’ intensità dei venti, delle precipitazioni, dal riscaldamento e dal raffreddamento.

In prossimità della costa si possono formare correnti ascendenti o discendenti (Upwelling – Downwelling), dovute al trasporto di Ekman, a seconda che la corrente risultante corra verso la costa immergendosi o dalla costa verso il largo richiamando masse d’acqua.

Oppure, se il vento spira verso costa con adeguata intensità, l’acqua può essere costretta lungo la costa generando forti correnti locali che corrono parallele a quest’ultima.

Spesso, per valutare l’impatto della corrente locale sulla navigazione, dobbiamo affidarci a metodi empirici o a osservazioni visive. Ne parleremo più avanti.