Il bilancio di Sverdrup

Sto studiando il Bilancio di Sverdrup ma non l'ho capito. Potete aiutarmi anche con qualche esempio? Grazie
Rossella Lembo
7 novembre 2005
Il bilancio di Sverdrup è uno dei fondamenti della dinamica marina a grande scala. Venne inizialmente formulato da Sverdrup nel 1947 per spiegare in termini dinamici la formazione della controcorrente equatoriale ma ci si rese presto conto della sua validità generale nelle regioni centrali e orientali di tutti i bacini oceanici. La formulazione matematica è notevolmente semplice in quanto tale bilancio stabilisce la proporzionalità diretta tra il trasporto della corrente meridionale (cioè lungo i meridiani) localizzato al di sotto dello strato turbolento superficiale e al di sopra della parte abissale (spessore dell'ordine dei 700 metri) e la componente verticale del rotore dello stress del vento.

Il calcolo diretto del trasporto meridionale, assieme al fatto che il trasporto complessivo (meridionale più zonale, cioè lungo i paralleli) è orizzontalmente non divergente, permette di calcolare separatamente anche il trasporto zonale e si può constatare che, entro un'opportuna banda latitudinale localizzata a pochi gradi sopra l'equatore, il verso del trasporto zonale è effettivamente opposto alla direzione del soprastante campo di vento. È fondamentale sottolineare che il bilancio di Sverdrup sussiste solamente sotto l'ipote siche l'accelerazione di Coriolis vari (almeno linearmente) con la latitudine. Infatti il fattore di proporzionalità (K) che connette trasporto e rotore dello stress dipende dal così detto "gradiente di vorticità planetaria" che quantifica proprio la variazione dell'accelerazione di Coriolis con la latitudine. Questo fatto richiede che la scala del moto (L) sia dell'ordine di 500-1000 km mentre al di sotto di essa il bilancio non può più essere formulato.

Dal punto di vista didattico si può considerare il caso in cui il trasporto meridionale V sia proporzionale al rotore per ipote si sinusoidale dato da cos(y/L), e quindi il bilancio prende la forma V=K cos (y/L). Se il trasporto è orizzontalmente non divergente e U ne è la componente zonale, allora e siste una funzione F(x,y) tale che V=DF/Dx e U=-DF/Dy (D/Dx e D/Dy sono derivate parziali). Pertanto l'equazione DF/Dx=Kcos (y/L) è immediatamente integrabile se si impone la condizione che F si annulli alla latitudine della costa orientale (ad es. in x=E, cioè F(E)=0, il che significa semplicemente che la costa è impermeabile) e si trova F(x,y)=-K(E-x) cos (y/L). Di conseguenza U=K(E-x) D cos(y/L)/Dy= -(K/L)(E-x)sin(y/L) e il trasporto (U,V) è completamente calcolato.

Fulvio Crisciani Istituto di Scienze Marine del CNR, Trieste

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