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
