Un uso consapevole dei termometri digitali
A cura di Fabio Murli
Una pubblicazione di SerenissimaMeteo.eu
I tanti termometri digitali che negli ultimi anni hanno iniziato a comparire ovunque sono senz'altro
l'espressione del desiderio di conosce il valore che essi misurano da parte della popolazione, poiché è
quello più immediatamente percepibile dal corpo umano assieme a quello dell'umidità.
Temperatura ed umidità sono strettamente collegati, ma è sulla temperatura che i prodotti tecnologici si
sono concentrati, sostituendo gradualmente i termometri a mercurio ed introducendo i più comodi e
meno inquinanti digitali.
Sono comodi perché sono più piccoli e si possono posizionare ovunque senza manutenzione, se non
quella di cambiargli le pile, possono comunicare il valore che misurano anche su superfici di lampadine
led visibili da lontano e non solo su piccoli display.
Ad esempio negli ultimi decenni ne sono comparsi molti all’esterno delle farmacie.
Ma quanto sono affidabili? A meno che non appartengano a stazioni a norma OMM (l’Organizzazione
Mondiale della Meteorologia), i tanti termometri che si trovano sia per strada, che in vendita per pochi
euro, sono spesso non perfettamente tarati perché non vengono fabbricati con grandi pretese dovendo
essere economici.
Come sensore hanno generalmente una termo resistenza, questa alimentata a corrente costante genera
un segnale in tensione che varia in base alla temperatura. Il segnale in tensione viene campionato e
convertito in formato digitale con un A/D (Analog to digital converter), il valore così ottenuto viene
mandato a un display attraverso dei circuiti elettrici ed LCD. Tutte queste funzioni sono praticamente
svolta da dei mini circuiti integrati.
Questi termometri servono più che altro per dare una idea sommaria della temperatura e non misurarla
perfettamente, nonostante alcuni indichino anche il decimo di grado.
Oltre ad essere non ottimamente tarati a volte possono guastarsi e rimanere privi di manutenzione per
diversi giorni, indicando temperature grossolanamente errate.
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Vediamo per esempio un termometro lungo un’arteria di Ferrara la sera del 13-12-2010. Indica -40°C
che non sono assolutamente possibili in questo clima, mentre la temperatura reale era appena sotto zero.
In quest’altro esempio arriviamo ai -45°C segnati in una serata estiva dal termometro di un distributore,
lungo la circonvallazione di Ferrara il 06-09-2011.
Ma il particolare più importante di cui spesso ci si dimentica è che questi termometri servono per
misurare la grandezza termica dell'aria e non quella degli oggetti che hanno vicino, o al peggio quella di
essi stessi esposti al sole. Infatti secondo le disposizioni dell’Organizzazione Mondiale della Meteorologia,
una misurazione professionale richiede che il sensore sia posto in una capannina, cioè in una gabbia
schermata con le pareti bianche che non facciano entrare i raggi solari, ma con delle aperture in modo
che l'aria possa ivi circolare. Questa deve essere posta a circa un metro e mezzo da terra su un suolo
erboso il più possibile lontano da strutture ed edifici.
Tutte queste caratteristiche sono per uniformare il sistema di misura con tutti quelli delle altre stazioni in
tutto il mondo. In modo da essere usati per redigere calcoli, statistiche e creare le mappe delle
temperature medie, massime e minime.
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A titolo di esempio nell’immagine è riportata la capannina dell’Orto Botanico di Ferrara inserita nel
percorso didattico dell’università. Essa appare aperta e senza strumenti perché è a scopo dimostrativo, in
quelle in servizio invece i sensori sono posti chiusi al suo interno.
La posizione delle stazioni OMM è stata studiata in modo che i valori registrati non siano influenzati
dall’isola di calore degli agglomerati urbani, essi infatti presentano normalmente una temperatura più alta
dell’ambiente circostante a causa del maggior calore che gli edifici assorbono rispetto al verde.
Quindi come per le stazioni a norma, se i termometri digitali vengono posti vicino a delle strutture,
queste avranno immagazzinati una certa quantità di calore, calore che il termometro misurerà
sovrastimando il dato che noi riteniamo essere dell'atmosfera. Inoltre se questi manufatti presentano una
superficie scura avranno una temperatura maggiore di quelli chiari, in quanto i colori scuri assorbono più
radiazioni. Così i sensori che vengono posti vicini all'asfalto o ad i muri di mattoni in laterizio misureranno
anche la temperatura di questi, specie se nella stagione calda.
Nella seguente immagine all’infrarosso, dove i colori rossi indicano le temperature più alte e quelli verdi e
blu le più basse, possiamo trovare conferma che le superfici più calde sono gli edifici in muratura e
l’asfalto. Mentre invece la vegetazione e le parti superiori delle auto risultano più fresche. Quindi si può
avere un’idea delle differenze di temperatura che gli eventuali termometri indicheranno a seconda di dove
verranno posizionati.
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Come esempio possiamo prendere in esame un sensore esterno di un termometro non professionale,
esso è posto sul davanzale di un palazzo e quindi misurerà anche il calore che proviene dal marmo e dai
mattoni. Con la finestra aperta sarà inoltre condizionato dalla temperatura dell’aria presente all’interno
della stanza. In questa foto presa in inverno sicuramente sovrastimerà il dato causato dal riscaldamento
dell’appartamento, mentre in estate farà lo stesso a causa del calore del palazzo.
Lo stesso vale per i termometri delle automobili che ora sono parte degli accessori di serie, essi
segneranno una temperatura diversa a seconda di dove si trova il sensore. Nel caso che lo si monti
manualmente sarà bene posizionarlo sotto al paraurti anteriormente al motore, questo per evitare che
venga influenzato dal suo calore e quello dell’automobile stessa. Così facendo mentre si è in marcia sarà
il più possibile esposto all’aria antecedente il veicolo e disturbato solo dal calore dell’asfalto sottostante.
Al contrario quando ci si fermerà a motore caldo, il sensore inizierà a sentire la temperatura di questo.
Questa foto scattata alle 03.15 del 20-12-2009 durante una discesa di aria continentale pellicolare dalla
Russia, ci mostra un termometro digitale montato manualmente che segna una temperatura di -5,7°C
mentre l’auto è ferma a motore caldo. Invece la vicina stazione dell’Aeroporto di Ferrara (LIPF) dell’AMM
(l’Aeronautica Militare) a norma OMM registrò una minima di -10°C.
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Un’altra caratteristica assolutamente importante è quella dei raggi solari, i termometri posti al sole
segneranno anche la temperatura del proprio supporto, mentre invece la temperatura effettiva dell'aria
sarà inferiore.
Purtroppo ad ogni ondata calda i mass media per fare audience, prendono spesso in esame i valori
misurati da questi display termometrici posti al sole e non quelli delle stazioni a norma.
I valori potranno così essere anche di oltre +40°C, queste temperature in realtà nella Pianura Padana si
possono toccare, ma solamente durante le ondate calde più intense e non certo in ognuna di queste.
Ad esempio nel seguente articolo del 23-08-2011 di un quotidiano locale di Ferrara, si prende in esame la
temperatura misurata il giorno precedente dal termometro di una farmacia esposto al sole.
La presenza di questi termometri non è di per sé sbagliata, ma essendo non a norma ed esposti ai raggi
solari, i valori che raggiungono non dovrebbero essere presi come esempio per dimostrare l’intensità di
un’ondata di caldo. Questo risulta fuorviante perché così si fa percepire al lettore che quella temperatura
sia riferita a tutta la massa d’aria presente in quella località.
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Da questo estratto dal sito di Wunderground (una rete mondiale di stazioni a norma OMM), si può vedere
come la vicina stazione LIPF dell’AMM il giorno a cui l’articolo fa riferimento, segnò una temperatura
massima di +37°C. Si tratta di un valore certamente elevato ma assai differente da quello indicato dal
termometro esposto al sole.
Inoltre nel trattare l’argomento si afferma che “bisogna tornare al 2003 per avere picchi di caldo così
consistenti e per un periodo così prolungato”. In realtà quella a cui l’articolo fa riferimento fu una ondata
calda come molte altre negli ultimi anni e rimane inferiore sia per valori raggiunti, che per durata, ad
altre che la precedettero. Su tutte quella della seconda metà del luglio 2007, dove tra l’altro ci fu il record
di temperatura massima mai raggiunta a Ferrara che fu di +40,4°C, un valore quindi inferiore a quello
indicato dal termometro esposto al sole.
Infine si afferma che si tratta di “un dato più consono al deserto del Sahara”. In realtà anche se fosse
stato veritiero il valore di +43°C, sarebbe rimasto comunque inferiore alle temperature sahariane, le
quali superano facilmente i +50°C. A differenza che rispetto al clima della Pianura Padana, nel deserto
l’aria è mediamente molto più secca ed a parità di temperatura risulta più sopportabile di quella umida.
Sempre dall’ estratto dal sito di Wunderground si può infatti vedere come l’umidità massima durante
l’ondata calda di cui parla il quotidiano sia stata del 100%, questo a dimostrare che si tratta di un clima
differente e di come i singoli valori non possano essere messi comparazione per stimare il disagio che
comportano.
Per quanto riguarda gli aggettivi dati alle ondate di caldo, per misurare il disagio è purtroppo diventata
una prassi comune identificare un caldo molto intenso con il termine di torrido. Si tratta di un errore
grossolano perché da definizione il caldo torrido è in realtà un caldo secco. Invece se abbiamo una
umidità elevata associata ad una ondata di caldo si parlerà di caldo afoso, il quale il nostro organismo lo
percepirà con maggior disagio.
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Con il rapporto tra temperatura ed umidità relativa si può ricavare un valore numerico chiamato "indice di
calore percepito" o "Humidex” dal suo inventore, il meteorologo canadese K.Scharlau negli anni sessanta.
In questo grafico cartesiano del Centro Geofisico Prealpino, possiamo vedere come la correlazione tra
temperatura e umidità possa determinare differente aree del calore percepito in cui si può provare
benessere, disagio, fino al rischio di un colpo di calore.
Infatti il nostro corpo in base ai diversi parametri atmosferici percepisce una temperatura più alta o più
bassa di quella presente realmente. Nel caso di una umidità elevata associata ad una temperatura
anch’essa elevata, l’organismo sentirà una temperatura più alta.
Il motivo è perché il corpo umano per mantenere regolata la temperatura interna, perde costantemente
calore attraverso l’evaporazione del sudore dalla pelle. Così facendo esso si raffredda, ma con l’afa il
sudore prodotto dall’organismo per abbassare la temperatura corporea non riesce ad evaporare nell’aria
perché già satura, in questo modo si percepirà una temperatura maggiore.
Mentre in inverno, nel caso di una umidità elevata associata ad una bassa temperatura, l’organismo
avvertirà una temperatura più bassa. Questo avviene perché l’isolamento naturale della pellicola d’aria
calda attorno alla pelle si riduce e la temperatura corporea si abbassa, quindi per esempio nel caso di
nebbia è come se l’organismo fosse a contatto con dell’acqua fredda.
Diversamente con un’aria secca, sia le temperature elevate che quelle basse saranno più sopportabili.
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Nel 1979 venne introdotto il ”Heat Index” (HI), l’Indice di Calore di Stedman. Si tratta di un indice che
mette in correlazione la temperatura dell’aria, l’umidità e la temperatura percepita dal nostro corpo.
Attraverso una formula calcola l’intensità dell’afa in base agli effetti che la temperatura e l’umidità hanno
sull’organismo.
Uno degli ultimi indici introdotti a distanza di tempo ed attualmente abbastanza usato è il “Discomfort
Index” (DI), l’Indice di Disagio di Thom.
Viene calcolato con una formula matematica abbastanza complessa e prende in esame oltre alla
temperatura e l’umidità, anche il movimento dell’aria sulla sensazione di caldo o di freddo percepita
dall’organismo.
-
Fino a 21 nessun disagio o benessere generalizzato
Da 21 a 24 meno della metà della popolazione prova disagio
Da 25 a 27 più della metà della popolazione prova disagio
Da 28 a 29 la maggioranza della popolazione prova disagio ed un deterioramento della stato psico-fisico
Da 30 a 32 tutta la popolazione prova un forte disagio
Oltre 32 stato di emergenza sanitaria per il disagio molto forte con elevato rischio di colpi di calore
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L’isolamento naturale della pellicola d’aria che il corpo scalda attorno a noi viene progressivamente meno
quando soffia il vento, a parità di temperatura normalmente si percepisce una temperatura più bassa
all’aumentare della velocità del vento. Viene chiamato “wind chill”, cioè l’Indice di raffreddamento da
vento.
In questa tabella del Servizio Valanghe del Club Alpino Italiano possiamo vedere il rapporto che intercorre
tra le due grandezze fisiche.
Infine è necessario un ultimo accorgimento, nell’indicare una temperatura si dovrebbe utilizzare il
“Sistema internazionale di unità di misura”, esso prevede il grado Kelvin ma è accettato anche il grado
Celsius in quanto viene più comunemente usato. E’ più conveniente perché nella sua scala il valore di
0°C corrisponde al punto di fusione del ghiaccio e il valore di 100 °C corrisponde al punto di ebollizione
dell'acqua al livello del mare.
Purtroppo è altresì comune una grossolana inesattezza, nell’indicare una temperatura viene spesso usata
la dizione “grado centigrado”, ma il centigrado non è altro che il sistema di misura decimale della
grandezza fisica termica e non la scala con cui viene misurata. Il sistema di misura dei gradi può essere
infatti anche sessagesimale, il “grado sessagesimale” per esempio viene usato nelle coordinate. Nel caso
della temperatura viene invece usato appunto quello decimale, quindi dopo la sua grandezza numerica il
simbolo °C si leggerà semplicemente «grado Celsius”.
Per concludere, con tutte le informazioni finora trasmesse, non si vuole far intendere che tutti i
termometri non a norma siano da buttare. Ma far presente che nel consultarli bisognerebbe prendere
qualche accortezza prima di dare per assoluto il dato che essi comunicano.
Infatti conoscendo ora tutte queste caratteristiche si evince che i termometri andrebbero posizionati in
maniera da avvicinarsi alle norma OMM, qualora non fosse possibile si può confrontare la temperatura
segnata dal proprio sensore con quella di una stazione a norma posta nelle vicinanze, possibilmente nella
stessa città ed a parità di caratteristiche ambientali. Vedendo di quanto delta tendono a differire si potrà
ricavare la temperatura effettiva dell'aria, sempre tenendo conto della diversa percezione di caldo o di
freddo che si potrà avere con questa, a seconda degli indici di cui si parlava precedentemente.
Questo non sarà certo un metodo scientifico per classificare i dati e redigere le medie climatiche, ma
riuscendo ad arrivare anche solo ad una precisione del singolo grado avremo fatto un uso più
responsabile di codesto strumento.
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Scritto da Fabio Murli
Pubblicato da SerenissimaMeteo.eu
Foto di Fabio Murli
Immagine dell’isola di calore da weatherquestions dot com
Articolo di giornale da il Resto del Carlino del 23-08-2011
Immagine all’infrarosso da Urban-Climate&Energy
Grafico dell’indice di calore percepito a cura del Centro Geofisico Prealpino
Tabella dell’indice di calore di Stedman disponibile in rete senza fonte
Tabella dell’indice di disagio di Thom da Eurometeo.com
Tabella dell’indice di raffreddamento da vento a cura del Servizio Valanghe del Club Alpino Italiano
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