Volevo sapere che influenza ha il moto di rotazione della terra sul raggiungimento di località. Es. per arrivare dall’Italia a Chicago all’andata si impiegano 9 ore, al ritorno 8. Questa variazione temporale è dovuta ai venti contrari o al moto di rotazione della terra? Grazie mille in anticipo.

Iniziamo col dire che la rotazione della Terra c’entra solo indirettamente.
Infatti quando un aereo si stacca dal suolo esso conserva la quantità di moto che possedeva al suolo, e la quantità di moto del sistema totale pianeta+aereo si deve conservare.
È come se una mosca che, in un treno, volasse verso la testa o verso la coda: il tempo che impiega è esattamente lo stesso perché il treno per lei è come se stesse fermo ( il treno, cioè, è un sistema di riferimento inerziale).

Nel dialogo sui masiimi sistemi di Galileo è molto interessante leggere il paragrafo in cui presenta questa intuizione. Anche se il pianeta che ruota non è un sistema inerziale, in quanto compaiono delle forze apparenti, il paragone può dare l’idea di quello che succede.

Le forze apparenti che compaiono in un sistema rotante sono la forza di Coriolis e la forza centrifuga. Mentre l’effetto della forza centrifuga si può considerare semplicemente come una riduzione dell’accelerazione di gravità, la forza di Coriolis compare solo su corpi in moto e tende a deviare le traiettorie rispetto ad un moto rettilineo se osservato dal sistema rotante.
È proprio la forza di Coriolis a far sì, indirettamente, che i tempi di percorrenza di rotte transoceaniche siano diversi nei due sensi: essa influenza infatti il moto delle masse d’aria nella circolazione generale atmosferica e si formano tre celle di convezione in ogni emisfero, nelle zone di confine, in quota, si formano le correnti a getto (non entrerò nel dettaglio della loro formazione, eventualmente consultare i link a fine pagina).

Sono queste che causano direttamente la differenza dei tempi di percorrenza: costituiscono infatti un sistema di venti ad alta quota abbastanza costanti, presenti nelle zone di convergenza atmosferiche come il fronte polare o la fascia subtropicale. A causa del senso della rotazione terrestre esse spirano da ovest ad est.


fig 1 – uppercirculation


L’esistenza di queste correnti è stata scoperta durante l’ultima guerra mondiale dai piloti militari che si spingevano sempre più in alto per raggiungere i bersagli da colpire. Durante la missione San Antonio I del 17 novembre 1944, dei bombardieri B29, che dovevano bombardare i quartieri industriali di Tokio, si imbatterono in venti di 120 nodi ( circa 200 Km/h) che provocarono il quasi fallimento della missione.
Poco prima un ricognitore tedesco Junkers che incrociava a 17000 metri di quota sopra il mediterraneo incontrò un vento a 170 nodi (più di 300 Km/h) che lo costrinsero ad un atterraggio di fortuna nella base tedesca a Creta. Da allora molti studi sono stati condotti ed ora sono ben note sia le caratteristiche che i meccanismi di formazione delle correnti a getto.
La corrente a getto subtropicale si trova generalmente tra i 25° N in inverno ai 40-60° N in estate, con il massimo della velocità attorno ai 12 Km di quota, ove si raggiungono mediamente velocità di 140 nodi (250 Km/h), ma si registrano anche punte di 200 nodi.
La corrente subpolare, invece, è di solito presente attotrno ai 45° N in inverno e ai 60° N in estate.

La buon conoscenza delle correnti a getto ha permesso di sfruttarle a favore della navigazione aerea. Il pilota può infatti sfruttarla se è a favore o evitarla se in senso contrario: infatti le rotte tra l’Europa e l’America del Nord sono leggermente diverse a seconda del verso. Ora si può avere a disposizione in tempo reale la posizione e l’intensità delle correnti, e ciò permette di stabilire di volta in volta quale sia la rotta più conveniente.
È da ricordare, tuttavia, che nelle vicinanze del nucleo delle correnti si generano zone di forte turbolenza (Clear Air Turbulence), che richiedono esperienza per essere attraversate.

Confrontare anche la voce jet stream su wikipedia, all’indirizzo
http://en.wikipedia.org/wiki/Jet_stream (in inglese).

Per dettagli più tecnici si può consultare anche (in inglese):
http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7q.html
http://apollo.lsc.vsc.edu/classes/met130/notes/chapter11/subt_jet_form.html
http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/investigations/es1908/es1908page04.cfm

Sulla forza di Coriolis:
http://www.vialattea.net/esperti/php/risposta.php?num=8388
http://www.vialattea.net/esperti/php/risposta.php?num=1126
http://www.vialattea.net/esperti/php/risposta.php?num=7288