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Introduzione tecnica alla “Meteorologia”
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La meteorologia é la scienza che studia l'atmosfera e i suoi
fenomeni. Ci limiteremo a
trattare solo l'aspetto relativo alle masse d’aria che hanno un interesse
per i fenomeni al suolo, nonché la troposfera.
La terra é avvolta da uno strato di materiali gassosi che si
estende fino a circa 200
km di altitudine. Gli strati dell'atmosfera sono:
la troposfera, la stratosfera, la mesosfera e la termosfera.
Tre quarti dei materiali che compongono l'atmosfera sono
concentrati nella troposfera, che, alle nostre latitudini, ha lo spessore di circa 13
km (
7 km ai poli e 18 km
all'Equatore ).
All'interno della fascia troposfera sono presenti sia vapore acqueo sia pulviscolo atmosferico ed é per questo che le
manifestazioni e i fenomeni meteorologici non sono presenti negli strati
più alti. I parametri che caratterizzano l'atmosfera sono:
la pressione, la temperatura e l'umidità.
Una volta si credeva che l'atmosfera non avesse peso. Oggi si
sa che un metro
cubo d'aria, al livello del mare, pesa circa 1,3 kg. Al peso esercitato da una colonna
d'aria su una superficie unitaria si ascrive il nome di pressione
atmosferica. Al livello del mare la pressione atmosferica media é di
760 mm di mercurio mmHg = 1013,25
millibar mBar = 1013,25 ettopascal hPa.
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La pressione si misura col “Barometro”
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Lo strumento per misurare la pressione é il barometro. Questo può essere a capsule aneroidi o
a mercurio. Il barometro aneroide é composto da una capsula metallica nella
quale vi é una piccola quantità d'aria. La pressione fa deformare la capsula
cui é fissata una molla, collegata a una lancetta che si sposta su un
quadrante. Il barometro
aneroide ha comunque bisogno di essere tarato con un barometro a colonna di
mercurio. Il barometro a
mercurio nasce dall'esperienza di Torricelli.
Funziona grazie all'equivalenza tra il peso della colonna di aria
sovrastante e il peso della colonna di mercurio contenuta in un tubo di
vetro. Questo strumento si trova solo nelle stazioni meteo perché ha un costo
molto elevato, é molto delicato e non é di facile lettura. Affinché sia
rappresentativo come valore, la
lettura si intende riferita a 0 gradi centigradi, al 45°
grado di latitudine e al livello del mare.
In genere i barometri hanno la doppia gradazione (in mm di
mercurio e in millibar).
La pressione atmosferica riveste un ruolo importante nelle
vicende meteorologiche poiché i fenomeni principali traggono le loro origini dalle
variazioni della pressione nello spazio e nel tempo. Per questo nelle stazioni meteo sono
presenti barografi che registrano la pressione riferita a una settimana.
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Gli strumenti della “Meteorologia” ...
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image credit: F.Barasciutti
un moderno barometro
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image credit: Pighin
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Il barometro
aneroide è lo strumento di misura per la pressione atmosferica.
È usato per determinare l'altitudine di un luogo e nell'ambito della
meteorologia per rilevare dati utili per le previsioni del tempo.
È di fatto un
manometro differenziale, in cui la misura di riferimento ( lato bassa pressione
) è il vuoto assoluto.
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La misura della “pressione” non è cosa davvero “immediata”
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Quando si procede alla misurazione della pressione, bisogna
tenere conto dell'altitudine.
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nei primi 100 m di ascesa la pressione diminuisce di 1 millibar ogni 8,3 metri
·
a 3000 metri di altitudine la pressione diminuisce
di 1 millibar ogni 10
metri
·
a 9000 metri di altitudine la pressione diminuisce
di 1 millibar ogni 50
metri
In condizioni di tempo stazionario, la pressione varia
nell'arco della giornata
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due punti di massima intorno alle 10 e alle 22
·
due punti di minima alle 4 e alle 16
Alle nostre latitudini l'ampiezza delle oscillazioni può
aggirarsi intorno ai 4
millibar. Di queste
oscillazioni si deve tenere debito conto se si vuole interpretare
correttamente la lettura del barometro.
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La variazione della “pressione” nel tempo – la “tendenza barometrica”
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Come già detto, lo stato del tempo é collegato con il valore
della pressione.
Prescindendo dal rigore scientifico, si può affermare che per valori inferiori a 1024 mB si avranno condizioni di tempo perturbato.
Più che la lettura di un singolo dato sul barometro é di grande
utilità, per fare una previsione, lo studio della tendenza barometrica. La
tendenza barometrica, cioè la variazione di pressione nel tempo, fornisce indicazioni sull'evoluzione della situazione.
Una diminuzione di 2 o 3 mB in due ore, per esempio, indica che le
condizioni del tempo tendono a peggiorare.
Se la diminuzione supera i 4 o 5 mB in due ore, vuol dire che il peggioramento del
tempo é già in atto e che i
massimi effetti saranno avvertiti entro le successive due ore.
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La variazione della “pressione” nello spazio – le “carte sinottiche”
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Le carte sulle quali sono indicati valori della pressione si
chiamano carte
sinottiche. Le linee
che uniscono i punti di uguale pressione si chiamano isobare.
Dallo studio di una carta sinottica si possono trarre
preziose indicazioni per esprimere una previsione del tempo delle
successive 24 ore.
Le isobare uniscono punti che presentano uguale pressione al
livello del mare e quindi la
pressione rilevata in luoghi montani deve essere corretta e portata al
corrispondente valore a quota
0.
Il gradiente
barico é il rapporto tra la differenza di
pressione di due isobare e la loro distanza. La sua unità di misura é il millibar sulla distanza di 1 grado
di latitudine, corrispondente a 111 km. Per esempio se tra due punti, distanti 222 km, esiste una
differenza di pressione di 4
mB, il valore del
gradiente sarà:
4/2 = 2
Il gradiente normale di solito é inferiore a 2. In generale, nelle aree di alta pressione si avranno
gradienti bassi mentre nelle aree di bassa pressione si avranno gradienti
alti.
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Le “carte sinottiche” danno una sensazione immediata
della situazione
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image credit: F.Barasciutti
carta sinottica
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image credit:
meteoschweiz.admin.ch
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Le isobare sono linee che
sulle carte meteorologiche uniscono i punti con uguale pressione
atmosferica al livello del mare. Sono importanti per stabilire le zone
di alte pressioni ( anticicloni ) o di basse pressioni
( cicloni ) sul globo terrestre,
la direzione dei venti, la loro intensità, tanto maggiore quanto più le
isobare sono ravvicinate. Legato alla distanza tra le isobare è il
gradiente barico.
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La “pressione” unita alla “temperatura” può fornire alcune indicazioni
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La temperatura al suolo condiziona notevolmente i valori della
pressione atmosferica. Quindi, nelle aree geografiche in
cui il suolo si scalda di più, l'aria tende a salire e, di conseguenza,
diminuisce la pressione.
La variazione locale della temperatura non é di grande aiuto
per la previsione del tempo ma può fornire alcune indicazioni, se viene
messa in relazione con le variazioni di pressione, col vento e con la
nuvolosità.
L'escursione termica diurna presenta il valore di minimo
intorno all'alba, mentre il valore di massimo viene raggiunto circa due ore
dopo il mezzogiorno. Se il
cielo é coperto si avranno delle temperature minime superiori alla media
stagionale e delle temperature massime inferiori; con il cielo sereno
avviene il contrario
La temperatura viene rilevata mediante il termometro le cui unità di misura sono i gradi centigradi (°C) o i gradi fahrenheit (°F).
Nella troposfera la temperatura diminuisce in maniera lineare nelle misura di 0.6 gradi centigradi ogni 100 metri (gradiente termico verticale).
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La
carta delle “isoterme”
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image credit: F.Barasciutti
carta isoterma
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image credit:
Meteogiornale
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Una rappresentazione del gran freddo del 10 gennaio 2010. Evidente è la provenienza balcanica dell'ondata di gelo.
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