Insegnamento di Fondamenti di Meteorologia e Climatologia Prima

Corso di laurea in Ingegneria
per l’Ambiente e il Territorio
Università degli Studi di Trento
Insegnamento di Fondamenti di Meteorologia e Climatologia
Prima prova in itinere
a.a. 2011/2012
Candidato
___________________________ _________________________ ____________
cognome
nome
matricola
Parte I.
Rispondere in maniera sintetica alle seguenti domande
Domanda 1
Indicare le più importanti tra le componenti gassose dell’atmosfera che presentano una
concentrazione variabile nel tempo e quali sono gli effetti fisici nei quali intervengono.
Domanda 2
Indicare i principali strati dell'atmosfera standard e per ciascuno le caratteristiche più
significative.
1
Domanda 3
Indicare le principali categorie dei moti atmosferici sulla base delle scale orizzontali su cui
si realizzano.
Domanda 4
Riportare l’espressione della temperatura virtuale e indicare qual è il suo significato fisico.
2
Domanda 5
Indicare le principali caratteristiche della circolazione generale dell’atmosfera alla scala
planetaria.
Parte II.
Risolvere (su foglio a parte) i seguenti problemi
Valori delle costanti
Costante dell'equazione di stato per l'aria secca: Rd = 287 J K-1 kg-1
Costante dell'equazione di stato per il vapor acqueo: Rv = 461.5 J K-1 kg-1
Valore medio dell'accelerazione di gravità al suolo: g0 = 9.81 m s-2
Problema 1
Una stazione meteorologica posta ad una quota di 1550 m s.l.m. fornisce i seguenti dati:
Temperatura dell’aria
Pressione
28.65°C
884 hPa
Immaginando di avere una distribuzione idrostatica della pressione e che la temperatura presenti un
gradiente verticale costante, pari a quello dell’atmosfera standard (6.5°C km-1), si valuti:
a) il valore della temperatura T0 a livello del mare;
b) il valore della pressione p0 a livello del mare;
c) il valore della temperatura T1 in una seconda stazione meteorologica in quota a 2300 m
s.l.m.;
d) il valore della pressione p1 nella stazione sita a 2300 m s.l.m.
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Problema 2
Una catena montuosa è investita da un flusso d’aria secca che transita dal punto A fino al punto B
ed in seguito arriva al punto C (vedi figura).
B
A
C
I parametri dell’aria quando arriva al punto A sono:
Temperatura dell'aria
Pressione
25°C
980 hPa
Quando la massa d’aria transita dal punto B si ha che:
Pressione
750 hPa
Sapendo che la temperatura nel punto C è pari a 296.4 K, calcolare i seguenti parametri:
a)
b)
c)
d)
e)
la temperatura potenziale θ nel punto A;
la temperatura nel punto B;
la temperatura potenziale θ nel punto B;
la temperatura potenziale θ nel punto C;
la pressione nel punto C.
Problema 3
Partendo da una stazione di fondovalle a quota 200 m s.l.m dove la pressione vale 990 hPa e la
temperatura 20°C, arrivo ad un rifugio in quota dove il mio barometro segna 770 hPa e la
temperatura virtuale è pari a 8°C.
a)
b)
c)
d)
A che quota si trova il rifugio?
Qual è la temperatura al rifugio?
Qual è la temperatura potenziale θ al rifugio?
Qual è il valore della densità parziale del vapore acqueo ρv?
Ipotizzare che la temperatura presenti un gradiente verticale costante, pari a quello dell’atmosfera
standard (6.5°C km-1)
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Parte III
Esercizio 1
Uno strato di aria secca di spessore D = 2000 m presenta una distribuzione verticale di temperatura
tale che θ=θ0=cost. Si calcolino:
a. il profilo verticale di pressione corrispondente ad una distribuzione idrostatica;
b. il valore della pressione alla sommità dello strato sapendo che alla base dello stesso si ha p =
p0 = 980 hPa e T = T0 = 20 °C;
c. il profilo verticale di densità.
Esercizio 2
Si dimostri che assumendo una distribuzione verticale di densità
ρ ( z ) = ρ 0 exp −

z 

H
con H = 7 km una frazione pari a circa il 63 % dell'intera massa atmosferica risulta contenuta nello
strato compreso fra la superficie terrestre (approssimabile con una sfera di raggio RT) ed una quota
pari a H.
(Suggerimento: la massa M contenuta in un volume V è data da M =
∫ ρdV )
V
Esercizio 3
Nel centro di un area ciclonica che insiste su una vasta area pianeggiante si osserva una pressione
alla superficie pari a p0C = 920 hPa, mentre la regione periferica del ciclone presenta, ad una
distanza di 400 km, una pressione superficiale p0P = 1015 hPa. Sopra la stessa area, la superficie
isobarica 200 hPa è invece perfettamente orizzontale.
Nota la temperatura al suolo nella regione periferica T0P = - 3°C, si determini:
a) la temperatura alla superficie nel centro del ciclone T0C;
b) la pendenza della superficie isobarica 500 hPa tra il centro e la periferia.
Si assuma che il gradiente termico verticale sia ovunque pari a quello dell’atmosfera standard
(6.5°C km-1).
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