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La Meteorologia La meteorologia è una branca della scienza dell'atmosfera che studia i fenomeni fisici responsabili del tempo atmosferico. Essa si basa sull'osservazione, sulla misurazione e sulla previsione dei fenomeni atmosferici quali il vento, i fronti, le nubi e delle variabili da cui dipendono come la temperatura dell'aria l'umidità atmosferica, la pressione atmosferica, la radiazione solare e la velocità e direzione del vento. l’Atmosfera L’atmosfera è l'involucro di gas che riveste il pianeta terra Ha una struttura piuttosto complessa e suddivisa in più strati che dal basso in ordine di altezza sono: 1. troposfera, 2. stratosfera, 3. mesosfera, 4. termosfera, ionosfera, 5. esosfera. La Troposfera La troposfera è la fascia dell'atmosfera che si trova a diretto contatto con la superficie terrestre, di spessore variabile a seconda della latitudine dagli 8 km ai poli ai 20 chilometri dell'equatore. Sono concentrati i 3/4 dell'intera massa gassosa e quasi tutto il vapore acqueo. Avvengono la maggior parte dei fenomeni di carattere meteorologico. le masse d’aria La massa d'aria è una porzione di troposfera ampia anche qualche migliaio di chilometri all'interno della quale le condizioni di: temperatura umidità pressione sono relativamente costanti. La sua proprietà fondamentale è quella di conservare, per un certo periodo di tempo. stabilità verticale Il calore Le masse d’aria vengono riscaldate dalla radiazione solare dal basso verso l’alto (per termoavvezione indiretta), ovvero dalla terra agli strati di aria immediatamente sovrastanti. Ne consegue che la temperatura vada diminuendo con l'altitudine in ragione di un gradiente termico medio verticale di 6,5°/1.000m. Il calore è il primo responsabile dei fenomeni meteo poiché fornisce l’energia necessaria al verificarsi di tali fenomeni. Il calore Il grafico commenta con migliore evidenza la relazione tra radiazione solare riscaldamento della terra e delle masse d’aria sovrastanti. la Pressione Atmosferica La pressione atmosferica è la pressione presente in qualsiasi punto dell'atmosfera terrestre. Nella maggior parte dei casi il valore della pressione atmosferica è equivalente alla peso della colonna d’aria che sovrasta una superficie. La sua unità di misura è l’Ettopascal (l’hPa) ed il valor medio della pressione al livello del mare è di 1013 hPa Variazioni della pressione dipendono dalla quota e dalla densità dell’aria Barometro Aneroide E' uno strumento composto da una capsula metallica con vuoto parziale. La capsula si contrae o si dilata in conseguenza dei cambiamenti di pressione; i suoi movimenti sono trasmessi ad una lancetta indicatrice tramite un sistema meccanico. Barometro di Torricelli E' uno strumento composto essenzialmente da una capsula metallica nella quale viene prodotto un vuoto parziale. La capsula si contrae o si dilata in conseguenza dei cambiamenti di pressione; i suoi movimenti sono trasmessi ad una lancetta indicatrice tramite un sistema meccanico. Nonostante che barometri di concezione simile fossero stati proposti in precedenza, il barometro aneroide di tipo classico fu messo a punto dal francese Lucien Vidie (1805-1866) negli anni quaranta del XIX secolo. Umidità Relativa è la percentuale di vapor d'acqua nell'aria relativamente alla sua capacità quindi rapporto tra il contenuto di vapore acqueo e la capacità della massa d'aria presa in considerazione. L'umidità relativa cambia con la temperatura, la pressione ed il contenuto di vapore acqueo mentre la sua unità di misura è il valore percentuale Punto di Rugiada (Dew point) E’ la temperatura alla quale bisogna raffreddare una massa d'aria, mantenendo la pressione costante, affinché il vapor d'acqua in essa contenuto condensi. La temperatura di rugiada si esprime, in °C. Sotto lo zero assume il nome di brina. Quando l'umidità relativa è bassa significa che siamo molto lontani dalla condensazione e quindi la temperatura di rugiada è minore della temperatura dell'aria. Più l'umidità relativa aumenta, più la dew point si avvicina alla temperatura dell'aria, fino a diventare uguale quando l'umidità è al 100%. Il gelo da vento (Wind Chill) Il wind chill è la temperatura apparente percepita dal corpo umano. Il corpo riscalda le molecole d'aria a contatto trasferendo calore. In assenza di vento, le molecole d'aria rimangono adiacenti alla pelle offrendo isolandola. Tuttavia, il vento è in grado di scalzare rapidamente questo confortevole strato che avvolge il nostro corpo. Più il vento è intenso, più rapidamente il calore viene disperso e maggiore sarà la sensazione di freddo. Sopra i 32 °C, il vento non ha effetto sulla temperatura apparente, cosicché la temperatura di wind chill coincide con la temperatura esterna. Il Vento Spostamento di una massa d'aria atmosferica dovuto a differenze di pressione e di temperatura tra un'area anticiclonica e una ciclonica. Vengono riconosciuti come: Venti Costanti Venti Periodici (Brezze e Monsoni) Venti Variabili La velocità del vento dipende dal gradiente barico, cioè dalla distanza delle isobare, e si misura con uno strumento chiamato anemometro e può essere espressa in: • • • m/s km/h nodi Forza di Coriolis Un corpo in movimento su ciascuno dei due emisferi, Boreale ed Australe, riceve una forza deviante per effetto della differente velocità periferica della sfera terrestre. Rispettivamente: nell’emisfero Boreale (nord) verso destra da est verso ovest nell’emisfero Australe (sud) verso sinistra da ovest verso est Il Vento Convergenza e divergenza Moti Generali dell’Atmosfera Le Celle Venti Costanti I venti costanti soffiano tutto l'anno sempre nella stessa direzione e nello stesso senso. Tra questi vi sono: •gli alisei •i venti occidentali •i venti polari Venti Periodici (Brezze e Monsoni) Sono venti periodici quelli che invertono periodicamente il loro senso. Il periodo può essere stagionale, come nel caso dei monsoni, o anche semplicemente diurno come nel caso delle brezze. I monsoni sono caratteristici dell'Oceano Indiano e dei mari della Cina. Nel semestre estivo spirano dall'Oceano verso terra mentre durante quello invernale assumono direzione contraria Tra le brezze si riconoscono due tipologie: brezze di mare e di terra, Rispettivamente il vento soffia dal mare verso terra durante il giorno invertendo direzione di notte. Venti Variabili Venti Variabili o Locali che soffiano irregolarmente nelle zone temperate tutte le volte che si vengono a formare aree cicloniche o anticicloniche. La loro variabilità, in intensità e direzione, li caratterizza con nomi locali. Le Isobare Le isobare sono linee ideali che uniscono punti ad uguale pressione atmosferica al livello del mare o ad una certa quota altimetrica. Le isobare indicano zone di alte o di basse pressioni sul globo terrestre, dette rispettivamente anticicloni e cicloni e le loro configurazioni (saccature, promontori, conformazioni a sella) La distanza di due isobare contigue definisce il “gradiente barico” dal quale è possibile rilevare l’intensità del vento. Gb = P2 – P1/d Alta e Bassa pressione Emisfero settentrionale La forza del vento è inversamente proporzionale alla distanza delle isobare, cioè al variare del gradiente barico (Gb = P2 – P1/d). La sua direzione, idealmente orientata dall’alta verso la bassa pressione, subisce una deviazione verso destra per effetto della “forza deviante di Coriolis” il vento spira pertanto • in senso orario attorno alle zone di alta pressione (circolazione anticiclonica) • in senso antiorario attorno alle zone di bassa pressione (circolazione ciclonica) PROMONTORIO : lingua di alta pressione che si protende da un anticiclone con valori di pressione decrescenti Conformazioni Isobariche I promontori sono aree di alta pressione tra due aree depressionarie e costituiscono una propaggine di una area anticiclonica. Se l'espansione avviene da ovest verso est si parla di 'cuneo'. Si tratta di strutture di breve durata, che portano temporanee fasi di stabilità. La saccatura, invece, è una depressione tra due aree anticicloniche. Ad essa sono associati fronti perturbati anche intensi, che apportano piogge e temporali diffusi. I Fronti Le masse d'aria si muovono trasportate dalle circolazioni dei venti e vengono normalmente indicate con le loro caratteristiche termodinamiche si avranno, così, masse d'aria calde e masse d'aria fredde. Quando due masse d'aria entrano in contatto, si formano delle zone di discontinuità denominate fronti. Esse sono sempre inclinate verso l'aria fredda che tende ad incunearsi sotto quella calda. In relazione al reciproco movimento si hanno fronti caldi (massa calda che avanza), freddi (massa fredda che avanza) ed occlusi, che sono una sovrapposizione dei due fronti Le Nuvole Traggono origine nella condensazione del vapor d’acqua intorno a piccole particelle igroscopiche (pulviscolo atmosferico) L'aspetto delle nubi, cioè la forma, la densità ed il colore, sono determinanti per elaborare una previsione. i contorni netti indicano in genere la presenza di grandi masse in attività, la trasparenza è indice di scarsa presenza di elementi condensati, l'opacità denuncia una elevato spessore, una struttura fibrosa e diafana è legata alla presenza cristalli finissimi. Movimenti orizzontali e forme distese denunciano stabilità atmosferica diversamente dai movimenti verticali con formazioni globulari che sono spesso causa d’instabilità. Le nuvole hanno due forme caratteristiche: • a viluppo orizzontale, con crescita ed estensione sul piano orizzontale e minori su quello verticale • a sviluppo verticale, con crescita ed estensione verticale superiore a quella orizzontale. Atlante delle Nuvole Cumulonenbi E’ la nube tipica dei temporali, si presenta come una torre dalla base piatta che si erge sino ad arrivare al limite della troposfera. Presenta fenomeni molto violenti, con correnti ascensionali di forte intensità (anche di 40m/s) ed analoghe correnti discendenti al loro esterno, nonché grossi accumuli di elettricità statica, che possono dare luogo ai fulmini. Allo scoppiare del temporale, nella zona interna si forma una fortissima discendenza, mentre nelle zone circostanti prosegue l'ascendenza, quindi si verifica un forte vento al suolo che spesso solleva visibilmente foglie e polvere nella zona circostante al fenomeno. I cumulonembi si formano se l'aria è calda, umida e instabile. Si distinguono numerose specie di cumulonembi: Cumulonimbus calvus capillatus incus Cumulonenbi I temporali Da fronte caldo Si generano quando aria instabile sale verso l’alto, scorrendo sulla superficie frontale del fenomeno. Il fronte di questi temporali può essere molto esteso: anche centinaia di chilometri, mentre la larghezza non supera generalmente i cinquanta. La caratteristica del cielo in questo tipo di temporale è la presenza di cumulonembi sparsi e correnti ascensionali non molto intense, ed è per questo motivo che i temporali da fronte caldo sono raramente forti. I cumulonembi sono caratterizzati da un rigonfiamento lungo il suo contorno a causa dei moti convettivi dell’ aria. Da fronte freddo Si crea quando la massa d’ aria di un fronte freddo, generalmente veloce, si incunea sotto la massa d’ aria di un fronte caldo, generalmente più lento. In questo caso la massa d’ aria calda ed umida, viene sollevata molto velocemente, creando forti correnti d’ aria. Per questo motivo spesso sono di forte intensità. Può formarsi anche quando l’ aria fredda del fronte solleva dell’ aria molto calda presente in quel luogo al suolo. I temporali da occlusione Possono essere riconosciuti dalla posizione del cumulonembo generalmente ad alta quota. Dopo un temporale di questo tipo il cielo si apre velocemente, anche se generalmente si tratta di una pausa in condizioni di tempo perturbato. I temporali pre-frontali Sono tra tutti i più insidiosi perché sono difficili da prevedere, ed è proprio questa caratteristica a renderli insidiosi per chi viaggia. Si possono formare a centinaia di chilometri da un fronte freddo e sono anch’ essi di forte intensità. La loro origine è da attribuirsi alla spinta di aria fredda e instabile (indotta dalla presenza di un fronte freddo che avanza) su un suolo molto surriscaldato a causa di un forte irraggiamento solare. I Fulmini Le Carte Meteo I modelli meteo utilizzano le condizioni meteo momentanee (stato atmosferico) come input di equazioni necessarie alla previsione meteorologica in momenti o istanti successivi (prognosi). L'uso di più modelli (previsioni di ensemble) aiuta a determinare e ridurre l'incertezza delle previsioni. GFS, modello americano a scala sinottica ECMWF, modello europeo a scala sinottica NOGAPS, modello della marina americana (U.S. Navy) a scala sinottica UKMO, modello del Regno Unito a scala sinottica GEM, modello canadese a scala sinottica WMC, modello russo a scala sinottica JMA modello giapponese a scala sinottica BOM ACCESS, modello australiano a scala sinottica RAMS, modello a mesoscala BOLAM modello ad area limitata (LAM) DALAM, modello ad area limitata (LAM) MM5, modello ad area limitata (LAM) Skiron Il Mare ed il Vento Le onde marine sono un caso particolare di onda fisica nelle quali è messa in moto la superficie d'acqua principalmente a causa dell'azione del vento e in generale della circolazione atmosferica Le onde vive vengono, pertanto, generate dall'attrito provocato dal vento che scorre sulla superficie marina e la loro caratteristica dipende da 3 fattori principali: •Dall'intensità e persistenza del vento •Dalla lunghezza del tratto di mare interessato senza la presenza di ostacoli (Fetch) •Dall'altezza dei fondali (nelle vicinanze delle coste). Vengono differenziate da: •Altezza •Lunghezza •Frequenza •forma Il Fetch Il "FETCH" ha una importante significato in campo nautico, nel quale indica una "zona di mare interessata da un vento costante in direzione e velocità". Nei bacini chiusi, come nei mari italiani e del Mediterraneo in genere, la lunghezza del Fetch si misura in miglia nautiche su una direzione che parte dalla costa dalla quale proviene il vento e spostandosi nel suo verso. Si usa indicare con "Fetch minimo" quel valore del Fetch a partire da quale si potranno avere, per una certa velocità del vento e per una sua durata in ore, condizioni di "mare pienamnete sviluppato". la parola "fetch" indica nel campo dei trasporti marittimi:la distanza di mare libero che esiste frontalmente al punto scelto per l'ubicazione di un porto. Le Scale Convergenza Divergenza Verticale Il Vento Sottocosta Il Vento Sottocosta Il Vento Sottocosta Vento e Corrente
