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FORZA D’ATTRITO
L’osservazione di fenomeni d’attrito che avvengono fra superfici diverse che scorrono una sull’altra è un’esperienza decisamente comune. Si può anche facilmente dedurre come l’attrito aumenti in funzione della rugosità delle due superfici e della velocità reciproca. Astraendo, a partire da queste semplici osservazioni, potremo concludere che esiste una forza, che chiameremo appunto forza d’attrito, che si oppone al movimento e che risulta tanto più intensa quanto più rugose siano le superfici e quanto maggiore sia la velocità relativa. Meno ovvio è che anche l’aria, così impalpabile, sia, in prossimità della superficie terrestre, influenzata dall’attrito prodotto dai rilievi, dai boschi, dalle città o da un qualunque tipo d’ostacolo financo ad arrivare all’erba o alle onde del mare. Sui continenti il coefficiente d’attrito è circa il doppio che sui mari e varia fortemente secondo la tipologia di suolo. Inoltre, anche gli stessi strati d’aria, caratterizzati da densità diverse, o per l’origine delle masse d’aria o per la diminuzione della densità all’aumento della quota, scorrendo uno sull’altro producono attrito e contribuiscono a propagare lo stesso dal terreno verso gli strati superiori dell’atmosfera. Ovviamente, man mano che la quota aumenta, la forza d’attrito va diminuendo e oltre i 1500 metri dal suolo risulta così piccola da essere praticamente trascurabile. Sui mari il suo effetto si annulla già oltre i 500 metri.
Ma qual’é l’effetto principale dell’attrito sui moti delle masse d’aria? In primo luogo esso agisce sull’intensità del vento, riducendola e determinando inoltre un’attenuazione dell’azione della forza di Coriolis, essendo la deviazione da questa indotta proporzionale alla velocità; perciò il vento tenderà anche a scostarsi dall’andamento parallelo alle isobare, caratteristico dell’atmosfera a quote elevate (vedi forza di gradiente), e a deviare sempre più verso sinistra formando con le stesse un angolo acuto.
Nello strato più prossimo al terreno, la forza d’attrito è di gran lunga superiore alla forza di gradiente e a quella deviante. Con venti deboli o moderati la deviazione è di 10-15° sul mare, mentre sulla terraferma è, di norma, di 30° ma può superare i 45° in atmosfera molto stabile, come nelle notti serene e poco ventilate. L’attrito, come già osservato, diminuisce via via che ci si allontana dal suolo, ciò ha come conseguenza che il vento tenderà ad intensificarsi con la quota e anche a ruotare verso destra per riportarsi, ad un’altezza sufficiente, parallelo alle isobare. Tutto ciò è confermato da alcune comuni osservazioni: la punta degli alberi è scossa più che le fronde, il fumo di una ciminiera s’inclina e si allontana più rapidamente di quanto non succeda al fumo di un basso comignolo…