Introduzione

Il deserto del Sahara è una regione di superlativi climatici. Come il più grande deserto caldo sulla Terra, che comprende quasi tutta la larghezza del Nord Africa, la sua influenza sul clima globale e regionale è profonda. A prima vista, la distribuzione del paesaggio del Sahara sembra un improbabile protagonista in una discussione sui temporali. Con pioggia annuale spesso misura meno di 25 millimetri e stirpi espansivi di sabbia e roccia che sperimentano alcune delle temperature più alte del pianeta, sembra essere

Fondazione di Aridity: Circulation Hadley e il Layer aereo del Sahara

Per comprendere il ruolo del Sahara nella formazione del temporale, bisogna prima capire la sua caratteristica climatica: la sottosidenza estrema. Il deserto si trova sotto il ramo discendente della cella Hadley, una circolazione atmosferica su scala globale dove l'aria sale all'equatore, si muove verso l'alto, si raffredda, e poi si affonda alla superficie intorno ai 20° a 30° di latitudine.

Questa aria discendente crea uno strato profondo di aria calda, secca e polverosa conosciuta come il Saharan Air Layer (SAL). La SAL è una caratteristica che definisce l'atmosfera estiva del Nord Africa. Si estende da circa 1,5 km a 5,5 km di altitudine ed è caratterizzata da alte temperature potenziali, bassa umidità relativa e un carico significativo di polvere minerale. La base del SAL forma una potente inversione di temperatura, spesso indicato come "la conversione di saharan

Il motore Monsoon: La discontinuità intertropicale

Il Sahara svolge un ruolo fondamentale nella guida del monsone africano occidentale (WAM), fonte primaria di umidità per i temporali nordafricani. Durante la primavera boreale e l'estate, l'intenso riscaldamento solare del Sahara crea un profondo sistema di bassa pressione termica.

Il sollevamento forzato dell'aria umida come sottomette la più secca, meno densa aria sahara fornisce un meccanismo di sollevamento continuo. Mentre gran parte di questo sollevamento produce solo nuvole basse a causa dell'inversione di tappatura SAL, periodi in cui il flusso monsoon rafforza, o quando un disturbo esterno passa, può causare il fango che viene rotto.

Controlli termodinamici: CAPE, CIN e il coperchio di tappatura

Stoccando Potenziale Convettivo

Il profilo termodinamico dell'atmosfera sul Nord Africa durante la stagione monsonica è definito da due forze concorrenti: Convective Available Potential Energy (CAPE) e Convective Inhibition (CIN). Lo strato limite sotto la SAL è riscaldato dal sole intenso, spesso diventando super-adiabatico.

Meccanismi di triggering: AEWs, Haboobs, e Topografia

I meccanismi di oscillazione dell'aria sono i "trigger" che interrompono l'inversione di tappatura. I disturbi della scala sintotica, come i Waves africani (AEWs), forniscono una salita su larga scala che può sollevare lo strato di inversione o raffreddarlo dall'alto. In alternativa, i processi locali possono essere efficaci.

Le dinamiche africane di lancio e d'onda pasquali

Instabilità baroclinica

Il forte gradiente di temperatura tra il Sahara e la costa equatoriale è responsabile della generazione del getto pasquale africano (AEJ). L'AEJ è un flusso concentrato di vento che scorre da est a ovest attraverso il Nord Africa ad un'altitudine di circa 600 a 700 hPa (circa 3 a 4 chilometri). Il getto è in equilibrio termico con l'intenso gradiente di temperatura nord-sud.

Modulazione del tracollo d'onda

L'AEW si forma tipicamente sul Nord Africa orientale, nella regione delle Highlands etiopi, e si propaga verso ovest attraverso il Sahel e nell'Atlantico. La struttura di un AEW è intrinsecamente legata al Sahara. Il centro di vorticità ciclonica dell'onda, dove la convergenza di ascesa e umidità è massimizzata, è tipicamente trovato appena a sud dell'asse AEJ.

Oltre l'acqua: il ruolo degli aerei

Impatti microfisici su Thunderstorms

Il Sahara è la più grande fonte di aerosol di polvere minerale al mondo. Queste particelle sono invase nell'atmosfera da forti venti di superficie, spesso generati dai temporali stessi che stiamo discutendo, creando un ciclo di feedback complesso. Una volta alofto, le particelle di polvere agiscono nuclei di ghiaccio efficienti (IN) e nuclei di condensazione di nube giganti (CCN).

Elettrificazione e Illuminazione della polvere

Oltre alla microfisica, la polvere contribuisce direttamente all'ambiente elettrico dei temporali. Le collisioni tra particelle di polvere e cristalli di ghiaccio all'interno di una nuvola possono portare a triboelettrificazione, trasferendo carica in modo simile alla collisione di grandine e graupel. Studi hanno collegato intensi focolai di polvere del Sahara alla produzione di fulmini migliorata nel Sahel e anche nel Mediterraneo e nell'Atlantico.

Calzini topografici

Le montagne dell'Atlante

Le montagne dell'Atlante formano una barriera significativa nell'Africa nordoccidentale, separando la zona climatica mediterranea dal Sahara. Questa regione sperimenta un regime unico di temporali, in particolare nelle stagioni transitorie. Quando i cicloni mediterranei attirano l'aria umida verso sud, la gamma Atlas costringe quest'aria a salire orograficamente.

I Massicci di Hoggar e Tibesti

In profondità nel Sahara stesso, le montagne dell'Hoggar nel sud dell'Algeria e le montagne del Tibesti nel nord del Ciad agiscono come oasi di convezione. Queste regioni dell'altopiano, che si innalzano su 3.000 metri, si protraggono al centro della troposfera, intercettando direttamente gli strati umidi dell'aria che talvolta esistono sopra la SAL.

Cambiamento climatico e attività futura del Thunderstorm

I tropi espansivi e un Sahara Wetter?

Le proiezioni climatiche in aumento delle concentrazioni di gas serra suggeriscono un futuro complesso per l'attività di temporali saharaiani. Da un lato, i modelli climatici proiettano un'espansione della Circolazione di Hadley, spingendo le zone aride subtropicali verso il polo. Questo potrebbe potenzialmente spostare il nucleo del Sahara verso nord.

Cambiamenti nell'intensità della tempesta

Anche se l'area totale del Sahara non si restringe, la natura delle tempeste ai suoi margini è prevista per cambiare. Un'atmosfera più calda contiene più energia, che si traduce in un aumento del potenziale per i temporali gravi. L'umidità specifica sopra il Sahel è già in aumento.

Conclusioni

Il clima del deserto del Sahara è l'asse centrale intorno al quale ruota l'attività del temporali del Nord Africa. La sua posizione sotto il ramo discendente della Cellula di Hadley crea l'aridità fondamentale che definisce il deserto, mentre il suo intenso riscaldamento superficiale genera i gradienti di pressione che guidano il monsone dell'Africa occidentale.