Il vento è causato dalle differenze di pressione atmosferica che spingono l'aria da zone di alta pressione a zone di bassa pressione per effetto della forza di gradiente. Il flusso d'aria non corre in maniera diretta da un punto all'altro, cioè con la stessa direzione della forza di gradiente, ma subisce una deviazione dovuta alla forza di Coriolis (o effetto di Coriolis) che tende a spostarlo verso destra nell'emisfero settentrionale e verso sinistra nell'emisfero meridionale. A causa di questo effetto, che non è presente all'equatore, il vento soffia parallelamente alle isobare (vento geostrofico). Tuttavia alle basse quote (meno di 600 m) è necessario tenere conto che l'attrito con la superficie terrestre può modificare la direzione del vento di circa 10° sopra il mare e 15–30° sopra la terra, rendendo il percorso dall'alta pressione alla bassa pressione più diretto e la penetrazione del vento nelle aree di bassa pressione più profonda.
I venti occidentali o westerlies sono i venti prevalenti tra i 35 e i 65 gradi di latitudine, le cosiddette medie latitudini. Questi venti prevalenti soffiano da ovest verso est e determinano il movimento dei cicloni extratropicali.I venti soffiano prevalentemente da sud-ovest nell'emisfero boreale e da nord-ovest in quello australe. Sono più forti in inverno quando la pressione è più bassa ai poli, mentre si indeboliscono durante l'estate, quando la pressione cresce.
Assieme agli alisei, i venti occidentali permisero la creazione di rotte circolari per la navigazione sull'Oceano Atlantico e sul Pacifico, dato che i venti occidentali portarono allo sviluppo di forti correnti oceaniche nella parte occidentale degli oceani in entrambi gli emisferi attraverso un processo chiamato intensificazione occidentale.[39] Queste correnti trasportano acqua calda subtropicale verso le regioni polari.
I venti occidentali possono essere particolarmente forti, specialmente nell'emisfero australe, dove c'è meno terra emersa a rallentare i venti; i venti più forti sono conosciuti come i quaranta ruggenti e si trovano tra i 40 e i 50 gradi di latitudine sud. I venti occidentali giocano un ruolo importante nel trasporto di acque e venti caldi equatoriali verso le coste occidentali dei continenti,specialmente nell'emisfero australe.
I venti occidentali (frecce blu) e gli alisei (frecce gialle e marroni)
I venti locali, tipici delle zone temperate dove soffiano irregolarmente quando si vengono a creare zone cicloniche e anticicloniche sono moltissimi e spesso legati alla nomenclatura locale, a seconda delle zone in cui si generano.
Nell'area interessata dal mar Mediterraneo si usa classificare i venti a seconda della direzione da cui provengono sulla base schematica dettata dalla Rosa dei venti, riprendendo l'antica nomenclatura derivante dall'antica Grecia, che presumeva l'osservatore posto al centro del mar Ionio, a nord-ovest delle isole egee, in direzione della Sicilia. Ed è per questo che lo scirocco, il grecale e il libeccio si chiamano così perché stando in quel punto la Siria è posta a sud-est, la Grecia a nord-est e la Libia a sud-ovest.
Un'altra importante classificazione dei venti provenienti dal largo (foranei), relativa alle condizioni locali di ciascun luogo al quale ci si voglia riferire (singole città o regioni, o macro-aree ancora più estese), è la seguente:
"venti regnanti": presentano un'alta frequenza di apparizione (almeno il 50%).
"venti dominanti": sono caratterizzati da alte velocità (almeno 20 m/s).
I venti che eventualmente presentassero contemporaneamente le due caratteristiche di alta frequenza e velocità, sono detti prevalenti.
La direzione, la durata e la velocità del vento sono in generale rappresentati su diagrammi polari.
La rosa dei venti più semplice è quella a 4 punte formata dai soli quattro punti cardinali:
Nord (N 0°) anche detto settentrione o mezzanotte e dal quale spira il vento detto tramontana;
Est (E 90°) anche detto oriente o levante e dal quale spira il vento detto levante;
Sud (S 180°) anche detto meridione e dal quale spira il vento detto mezzogiorno oppure ostro;
Ovest (W 270°) anche detto occidente o ponente e dal quale spira il vento detto ponente.
Tra i quattro punti cardinali principali si possono fissare 4 punti intermedi:
Nord-est (NE 45°), dal quale spira il vento di grecale (chiamato anche greco);
Nord-ovest (NW 315°), dal quale spira il vento di maestrale;
Sud-est (SE 135°), dal quale spira il vento di scirocco;
Sud-ovest (SW 225°), dal quale spira il vento di libeccio (garbino umido)
I venti locali nel mondo
Le onde si formano ad una certa distanza dalla costa, si accrescono e si rompono in prossimità della riva.
Il moto ondoso è causato dal vento e dalla sua azione sulla superficie del mare. In mare aperto un oggetto galleggiante sale e scende al passaggio di un’ onda, ma non si sposta lateralmente perché durante il moto ondoso viene trasmessa solo la forma dell’onda. Quindi l’acqua rimane ferma: le singole particelle d’acqua si muovono secondo un disegno circolare senza spostarsi dalla posizione originaria. Il moto ondoso non si diffonde in profondità, anzi ad una certa profondità un sommergibile si muove tranquillamente anche se in superficie c’è una forte tempesta.
In prossimità della costa le onde si frangono perché diminuisce la profondità dell’acqua e le particelle non riescono più a mantenere il loro movimento circolare.
Le coste spesso non sono rettilinee e le onde si infrangono prima sui promontori e dopo nelle baie. Questo fatto crea dei movimenti di acqua paralleli alla costa che formano delle vere e proprie correnti chiamate correnti di deriva litorale. Se il fondale ha dei cumuli di sabbia sommersi dall’acqua, si possono formare delle correnti di risucchio che trascinano verso il mare aperto anche i nuotatori più esperti
Le correnti costiere sono prodotte al margine di un bacino (marino o lacustre) dallo spostamento di masse d'acqua perpendicolarmente e parallelamente all'andamento della linea di costa.
Origine e meccanismi di trasporto
All'origine del fenomeno vi è la combinazione di tre fattori:
Azione del vento. I venti dominanti in un dato periodo controllano la direzione del moto ondoso rispetto alla costa e l'afflusso d'acqua verso di essa, determinandone portata e velocità.
Azione del moto ondoso. Le onde, entrando in acqua bassa, interagiscono con il fondale rallentando e trasformando progressivamente il loro moto da oscillatorio a traslatorio. Infine si frangono dissipando gran parte della loro energia sotto forma di turbolenza e proseguendo la loro corsa fino alla battigia come onde di traslazione.[2]
Azione della marea. L'escursione della marea, trasportando l'acqua del bacino alternativamente verso costa e verso mare provoca di conseguenza correnti prevalentemente perpendicolari alla linea costiere
Le principali correnti costiere. Con fronti d'onda obliqui rispetto alla linea di costa, si hanno due componenti di movimento: perpendicolare e parallela alla spiaggia. La componente parallela è responsabile della formazione della corrente lungo costa all'interno della zona dei frangenti. Le correnti di risucchio si formano per la differenza di pressione tra le acque sotto costa e quelle esterne alla zona dei frangenti, determinata dall'accumulo d'acqua conseguente alla corrente lungo costa. La velocità delle correnti lungo costa e di risucchio è proporzionale all'angolo tra i fronti d'onda e la costa.
La frangenza delle onde determina un trasporto continuo di acqua verso costa, che deve essere compensato da un flusso di ritorno. Questo flusso si localizza prevalentemente a contatto con il fondale nella zona di traslazione, e a mezz'acqua (tra la superficie e il fondo) all'esterno della linea dei frangenti. Questo tipo di flusso è generalizzato (non concentrato né localizzato in aree e fasce, come la maggior parte delle correnti costiere), e a bassa velocità (dell'ordine di pochi centimetri o decimetri al secondo).
Quando i fronti d'onda sono obliqui rispetto alla linea di costa, le onde hanno due componenti di movimento: una perpendicolare e una parallela alla costa. Entrambe le componenti diventano efficaci (cioè determinano trasporto di massa e non solo di energia) solo dopo la linea dei frangenti, nella zona di traslazione: la componente parallela alla costa determina una corrente pulsante, definita corrente di deriva (longshore current, o corrente lungo costa), che può raggiungere velocità dell'ordine di alcuni decimetri al secondo, fino a circa 1 m/s. Questo tipo di corrente è responsabile del trasporto di particelle di sedimento e di oggetti parallelamente alla costa: la deriva litorale (littoral drift). La corrente di deriva è uno dei principali fattori che controllano la sedimentazione e l'erosione delle coste, trasportando il sedimento per notevoli distanze e dando origine a corpi sedimentari particolari, i cordoni litorali e i tomboli, in corrispondenza di rientranze e irregolarità della costa, come golfi e delta fluviali, e dando origine talora a vere e proprie lagune.
L'accumulo d'acqua parallelamente alla costa causato dalle correnti lungo costa determina la formazione di un gradiente di pressione rispetto alle acque esterne alla linea dei frangenti. Questa differenza di pressione richiede a sua volta una corrente di compensazione per ristabilire condizioni di equilibrio. Questo tipo di corrente si definisce corrente di risacca (o di risucchio). Si tratta di una corrente localizzata (a differenza del flusso di ritorno), con decorso perpendicolare alla costa, che raggiunge velocità intorno a 60 - 100 cm/s e "raschia" il fondale scavando veri e propri canali. La presenza di queste correnti può essere causa di notevole pericolo per le persone che si avventurano in acqua, sia per l'aumento improvviso della profondità in corrispondenza dei canali, sia per la forza stessa della corrente, soprattutto in regime di mare mosso o agitato.
Un particolare tipo di correnti costiere sono inoltre le correnti di marea (tidal currents), che hanno origine dall'escursione mareale. Il fenomeno è presente in bacini marini e oceanici e in bacini lacustri di grande estensione (come ad esempio i grandi laghi del rift africano). In tali contesti, su coste basse e debolmente inclinate, le correnti di marea possono raggiungere velocità e forza notevole (fino ad alcuni metri al secondo), e possono erodere i sedimenti costieri formando veri e propri canali che penetrano nell'entroterra dal mare. Il flusso e riflusso della marea, nella zona compresa tra i livello di bassa e di alta marea (zona intertidale) dà quindi luogo ad erosione, trasporto e ridistribuzione dei sedimenti sia verso terra che verso mare, formando un particolare ambiente sedimentario: la piana di marea.
Nei delta che sfociano in bacini a regime macrotidale (con escursione di marea superiore a 2 metri), le correnti di marea invadono i canali distributori del delta stesso, influenzandone il decorso e la sedimentazione, mentre nelle zone tra i canali deltizi (zone interdistributarie), si possono formare piane di marea.
Dove le maree hanno una escursione notevole il trasporto di acqua e sedimento lungo costa è generalmente molto limitato.
Le correnti di marea nella zona intertidale possono essere molto pericolose, sia nel periodo di flusso (marea montante) sia nel periodo di riflusso (marea calante), ma soprattutto in quest'ultimo caso, con il rischio per le persone eventualmente sorprese dal fenomeno di essere travolte e trasportate entro la zona subtidale e di annegarvi. Il rischio è maggiore nelle piane di marea sulle coste oceaniche e comunque dove l'escursione di marea è più elevata, ma non deve essere sottovalutato in alcun caso, neppure sulle spiagge mediterranee.