Upwelling
L'upwelling, o risalita delle acque profonde, è un fenomeno oceanografico che coinvolge il movimento, provocato dal vento, di grandi masse di acqua fredda, densa e generalmente ricca di nutrienti, che risalgono verso la superficie dell'oceano dove vanno a rimpiazzare l'acqua superficiale più calda, pertanto meno densa e in generale ormai depauperata dei suoi nutrienti.
Queste nuove masse di acqua arricchita in nutrienti stimolano la crescita e riproduzione dei produttori primari come il fitoplancton. La grande biomassa del fitoplancton e la presenza di acqua superficiale più fredda, permettono di identificare le zone di upwelling, rilevabili dalla più bassa temperatura superficiale dell'acqua e dall'alta concentrazione di clorofilla.[1][2]
L'aumentata disponibilità di nutrienti nelle regioni di upwelling comporta elevati livelli di produzione primaria che favoriscono così l'attività peschereccia, tanto che circa il 25% del totale del pescato marino mondiale proviene dalle cinque zone di upwelling che occupano solo il 5% della superficie oceanica totale.[3] La risalita di acque profonde generata dalle correnti costali ha l'impatto più elevato sulle acque arricchite in nutrienti e conseguentemente sulle rese dell'attività pescatoria.[3][4] Lo sviluppo della biomassa di fitoplancton dovuto a fenomeni di upwelling è un evento fondamentale in Perù, sulla costa occidentale degli Stati Uniti e in Africa nord-occidentale.
Meccanismi
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Le tre maggiori cause che contribuiscono all'upwelling sono il vento, la forza di Coriolis e il trasporto di Ekman, i quali agiscono in modo diverso nelle varie tipologie di risalita delle acque profonde, producendo però in generale gli stessi effetti.[5]
Nel processo complessivo di upwelling, il vento che soffia sulla superficie del mare in una data direzione provoca un'interazione aria-acqua. In conseguenza di questa azione del vento, l'acqua si sposta perpendicolarmente alla direzione del vento incidente a causa dell'effetto combinato della forza di Coriolis e del trasporto di Ekman. Quest'ultimo provoca un movimento dello strato superficiale dell'acqua ruotato di circa 45 gradi rispetto alla direzione del vento incidente; l'attrito tra lo strato superficiale e quello immediatamente sottostante fa sì che anche gli strati successivi si muovano nella stessa direzione, provocando un moto a spirale discendente lungo la colonna d'acqua.
A questo punto è la forza di Coriolis che determina in quale verso l'acqua si muove: nell'emisfero Nord l'acqua è incanalata verso destra rispetto alla direzione del vento, mentre nell'emisfero Sud l'acqua si muove verso sinistra.[6] Se il movimento netto risultante dell'acqua è divergente, questo innesca una risalita delle acque profonde per rimpiazzare l'acqua che viene perduta.[1][5]
Variazioni
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L'intensità dell'upwelling dipende dalla forza del vento e dalla variabilità stagionale, come pure dalla struttura verticale della colonna d'acqua, dalle variazioni della batimetria del fondale e dall'instabilità delle correnti marine.
In alcune aree, l'upwelling è un fenomeno stagionale che porta a periodici picchi di crescita della produttività simili alla fioritura primaverile del fitoplancton nelle acque costiere. L'upwelling indotto dal vento è innescato dalla differenza di temperatura tra l'aria calda e più leggera al disopra della terra e quella più fredda e densa sopra il mare.
Alle latitudini temperate il contrasto di temperatura è fortemente variabile in funzione della stagionalità, dando luogo a periodi di consistente upwelling in primavera-estate, seguiti da upwelling limitato o assente durante l'inverno. Ad esempio, al largo delle coste dell'Oregon si verificano quattro o cinque picchi di risalita delle acque separati da periodi di quasi assenza del fenomeno, durante i sei mesi di stagionalità dell'upwelling.
Alle latitudini tropicali invece l'escursione termica è molto più costante, dando luogo a un fenomeno uniforme nel corso dell'anno. L'upwelling peruviano è sostanzialmente regolare per tutto l'anno, dando così luogo ad una delle maggiori aree di pesca delle sardine e acciughe.[4]
Negli anni anomali quando i venti regolari come gli alisei si indeboliscono o invertono la direzione, l'acqua che risale è più calda e meno ricca in nutrienti, il che comporta una netta riduzione nella biomassa e produttività del fitoplancton. Questo evento è noto come El Nino-Southern Oscillation (ENSO). L'upwelling peruviano è particolarmente vulnerabile a questo evento che può comportare significative variazioni interannuali della produttività peschereccia.[4]
Anche le variazioni della batimetria hanno un'influenza sulla portata della risalita superficiale delle acque. Per esempio una cresta sottomarina che si estende al largo della costa, tende a produrre condizioni più favorevoli all'upwelling delle regioni circostanti. In questo caso la risalita dell'acqua si origina proprio in corrispondenza del crinale e rimane consistente lungo tutta linea di cresta, pur sviluppandosi anche nelle aree limitrofe.[4]
Note
modifica- ^ a b Anderson DM, Prell WL. (1993). A 300 KYR record of upwelling off Oman during the late quaternary: evidence of the Asian southwest monsoon. Paleoceanography, 8(2): 193-208.
- ^ Sarhan T, Lafuente JG, Vargas M, Vargas JM, Plaza F. (1999). Upwelling mechanisms in the northwestern Alboran Sea. Journal of Marine Systems, 23: 317-331.
- ^ a b Jennings, S., Kaiser, M.J., Reynolds, J.D. (2001), Marine Fisheries Ecology. Oxford: Blackwell Science Ltd. ISBN 0-632-05098-5
- ^ a b c d Mann, K.H., Lazier, J.R.N. (2006) Dynamics of Marine Ecosystems: Biological-Physical Interactions in the Oceans. Oxford: Blackwell Publishing Ltd. ISBN 1-4051-1118-6
- ^ a b Bakun A. (1990). Global climate change and intensification of coastal ocean upwelling. Science, 247: 198-201.
- ^ Chelton DB, Schlax MG, Freilich MH, Milliff RF. (2004). Satellite measurements reveal persistent small-scale features in ocean winds. Science, 303:978-983.
Voci correlate
modificaAltri progetti
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Collegamenti esterni
modifica- Wind Driven Surface Currents: Upwelling and Downwelling, su oceanmotion.org.
- Animation demonstrates the upwelling process., su classzone.com.
- On the influence of large wind farms on the upper ocean circulation. Göran Broström, Norwegian Meteorological Institute,Oslo, Norway (PDF), su wiki.met.no.
