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La Terra completa un giro completo di 360 gradi ogni 24 ore, dando origine alla familiare alba a est e al tramonto a ovest. Mentre l’asse di rotazione del pianeta rimane fisso, la velocità superficiale di tale rotazione cambia drasticamente dall’equatore ai poli. Questo articolo spiega perché l'equatore si muove più velocemente e i poli sostanzialmente non si muovono affatto ed esplora le conseguenze atmosferiche e geofisiche di questa variazione.
La velocità è massima all'equatore (~1.670 km/h) e scende a zero ai poli.
Il pianeta ruota attorno a una linea immaginaria che va dal Polo Nord, attraverso il suo centro, al Polo Sud. Pensa a una giostra:il palo è il supporto centrale che fa girare la giostra. Poiché l'asse è fisso, ogni punto sulla Terra traccia un percorso circolare attorno a sé, ma il raggio di tale percorso, e quindi la distanza percorsa in un giorno, varia con la latitudine.
All'equatore la Terra è più larga, con una circonferenza di circa 40.000 km (24.855 mi). Man mano che ci si sposta verso nord o sud verso i poli, la circonferenza si restringe, diventando zero esattamente ai poli. Un'immagine mentale semplice è quella di legare una corda attorno a un pallone da basket:la corda deve essere più lunga al centro e non può circondare la parte superiore o inferiore.
Poiché la Terra impiega 24 ore per completare una rotazione, la velocità lineare a qualsiasi latitudine è semplicemente circonferenza ÷ 24 h. All'equatore la velocità è di circa 1.667 km/h (1.036 mi/h). A 40°N – la latitudine di città come Filadelfia e New York – la circonferenza è di ~30.600 km (19.014 mi), con una velocità di ~1.275 km/h (792 mi/h). Ai poli la distanza è zero, quindi la velocità superficiale è effettivamente 0 km/h.
Anche a medie latitudini ti muovi a oltre 1.000 piedi al secondo (circa un piede ogni millisecondo) semplicemente restando fermo.
Poiché le masse d’aria si muovono su una superficie rotante, l’effetto Coriolis fa curvare i venti, con la deflessione crescente verso i poli. Questa variazione è un fattore chiave nelle correnti a getto, nei cicloni e nei modelli meteorologici globali ed è fondamentale per i modelli climatici che valutano i cambiamenti a lungo termine come il riscaldamento, gli incendi e la dispersione dell'inquinamento.
L’asse del pianeta non è perfettamente stabile. Una sottile oscillazione di 433 giorni nota come oscillazione di Chandler sposta leggermente la posizione del Polo Nord. Recenti simulazioni del Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA mostrano che le turbolenze oceaniche e atmosferiche su larga scala si ripercuotono su questa oscillazione, modulando la durata del giorno nel corso di decenni e secoli.
Il campo magnetico della Terra è generato dal movimento nel suo nucleo esterno liquido. Sebbene la rotazione del nucleo non sia identica alla rotazione della superficie, le due sono collegate attraverso complessi processi magnetoidrodinamici che aiutano a sostenere il campo geomagnetico su cui facciamo affidamento per la navigazione e la protezione dalle radiazioni solari.
Non tutti i corpi ruotano come la Terra. Venere ruota in modo retrogrado, mentre l’asse di Urano è inclinato di ~98°, dandogli oscillazioni stagionali estreme. Lo studio di queste variazioni aiuta gli scienziati a comprendere la formazione planetaria e l'evoluzione delle dinamiche rotazionali in tutto il cosmo.
