INVERSIONE TERMICA
1. La stratificazione dell’atmosfera
L’atmosfera è suddivisa in quattro strati fondamentali, all’interno dei quali la pressione, la densità
dell’aria e la temperatura variano in maniera differente.
Lo strato atmosferico in cui si svolgono tutte le attività umane e animali (compreso il trasporto
aereo) si chiama troposfera e si estende fino a circa 10km di altezza alle medie latitudini. Qui la
temperatura decresce con la quota, raggiungendo circa i -56°C e la sua composizione è omogenea
per l’elevato rimescolamento dei gas. Ciò che separa la troposfera dallo strato superiore, la
stratosfera (fino a 50km), si chiama tropopausa, molto fredda. La stratosfera, invece, prevede
l’aumento della temperatura con la quota, in quanto qui si trova l’ozono (O3) che assorbe gran
parte della radiazione ultravioletta proveniente dal sole. Tra i 50km e gli 80km, poi, troviamo la
mesosfera, dove la temperatura crolla attorno ai -92°C in quanto c’è l’assenza di gas assorbenti.
Infine, oltre gli 80km di quota, troviamo la termosfera, la quale si trova, alla sommità, a qualche
migliaio di gradi secondo dati teorici.
Figura { SEQ Figura \* ARABIC } Termometria dell'atmosfera e distribuzione dell'ozono
2. L’inversione termica
In meteorologia con il termine
inversione termica si indica un
cambiamento dell’andamento della
temperatura con la quota, dove molto
spesso la temperatura aumenta più si
va in alto.
Viene perciò a rompersi il gradiente
termico verticale standard di 0,6°C/1°C
in meno ogni 100m di quota.
Figura 2 Schema base dell'inversione termica
3. I tipi di inversione termica
Le inversioni termiche sono di vario tipo e vengono classificate in base alla loro localizzazione nella
troposfera (primi 10km circa dell’atmosfera) e in base a ciò che le ha generate. In modo particolare,
possono venir classificate in: inversione termica al suolo e inversione termica in quota.
L’inversione termica al suolo è generata dalla discesa notturna di aria fredda dai monti, da un’avvezione di
aria calda o per irraggiamento notturno. Nel primo caso, l’aria più fredda e più pesante, tende ad
accumularsi nei luoghi più bassi del suolo, generando anche un gradiente termico notevole con le quote
superiori. Molto importante, però, è la velocità del vento. Infatti, con una ventilazione superiore a circa
10km/h, l’inversione termica viene notevolmente disturbata a causa dei moti turbolenti generati dalla
rugosità del suolo. Nel secondo caso, un richiamo d’aria calda alle quote alte può portare a un deciso
aumento termico ad alta quota, mentre in valle, grazie al famoso cuscino freddo, le temperature si
mantengono basse.
Nel ultimo caso, invece, una condizione di stabilità atmosferica (periodo anticiclonico), con cielo sereno,
assenza di ventilazione e possibile effetto albedo, provoca il ristagno dell’aria in uno strato che può variare
da alcune decine di metri fino a circa 200-300m di altezza. L’aria fredda, ovviamente, ha la capacità di
contenere meno quantità di vapore acqueo rispetto all’aria calda e ciò provoca una saturazione dello strato
prossimo al suolo. La conseguenza è la
formazione
delle
nebbie
da
irraggiamento, appartenenti al genere
degli stratus, mentre d’estate è più
comune la formazione di foschia.
Il secondo tipo di inversione è quella in
quota o anche chiamata dinamica. La sua
formazione avviene per vari motivi: in
presenza di alta pressione e a causa di un
fronte caldo.
In presenza di alta pressione, l’aria tende
a scendere dalle quote alte verso il suolo,
con conseguente convergenza in quota
(bassa pressione) e divergenza al suolo
(alta pressione). Tale moto del vento
provoca il fenomeno conosciuto come
Figura 3 Schema moti anticiclonici
subsidenza,
che
collegato
alla
compressione adiabatica fa aumentare
la temperatura dell’aria. Per spiegare
meglio quest’ultimo processo bisogna
sapere che nella nostra atmosfera,
spesso, le masse d'aria subiscono uno
spostamento verticale, causato da
ostacoli orografici come i monti o a
fenomeni anticiclonici. Esse, venendosi
a trovare in regioni con diversa
pressione atmosferica, subiscono un
processo di espansione o di
compressione che è accompagnato da
un conseguente raffreddamento o
riscaldamento della stessa massa
d’aria. In altre parole, aumenta
l’energia interna al sistema, ma tutto
ciò non è provato da fattori esterni ad
esso. Normalmente, questo tipo di Figura 4 Warm Conveyor Belt. Questa è una delle cause di inversione termica
al suolo negativa e positiva in quota
inversione termica avviene ad una quota
compresa tra gli 850hPa e i 600hPa.
Un inversione in quota, come anche quella al suolo, può infine venir generata dalla presenza di aria calda
che scorre sopra un strato d’aria fredda. L’avvezione d’aria calda provocante l’inversione termica può
essere di tipo pre-frontale o legata alla Warm Conveyor Belt.
4. L’inversione termica vista dai diagrammi aerologici
Un altro strumento molto
utile, che permette una facile
individuazione delle inversioni
termiche
e
del
profilo
termodinamico dell’atmosfera, è il
radiosondaggio. Esso viene fatto
due volte al giorno tramite dei
palloni sonda, alle ore 00:00 e
12:00.
Questo a lato, mostra il profilo della
temperatura
all’aeroporto
di
Milano Linate il giorno 19 gennaio
del 2007.
Come si vede meglio nel grafico,
che
evidenzia
solamente
l’andamento delle temperature, nei
primi
100m
di
quota
la
Figura 5 Radiosondaggio Milano Linate (19.01.2007)
temperatura, dopo un lieve calo
tende ad aumentare. Mentre al
suolo abbiamo una temperatura di +15,8°C alla quota di 371m siamo a +19,4°C.
Figura 6 Dati del radiosondaggio e profilo termometrico Milano Linate (19.01.2015)
Un altro esempio di inversione termica, questa volta in quota, è quello mostrato dal diagramma aerologico
Skew-T di Udine del giorno 11 gennaio 2015. Il pallone sonda parte con una temperatura al suolo di +8,8°C
alle ore 12 circa e raggiunge la temperatura di +1,2°C a 1067m di quota. Da qui la curva termometrica
tende nuovamente a valori positivi, raggiungendo il valore più alto a 1509m con +12,8°C. Anche in questo
caso, siamo di fronte a un chiaro esempio di inversione termica.
Ciò viene anche messo in risalto dal profilo igrometrico della
colonna d’aria: saturazione a livello del suolo e nei primi 1100
metri circa e aria secca in alto.
Figura 7 Profilo termometrico, igrometri e dati radiosondaggio Udine (11.01.2015)
Sebastiano Carpentari
Sebastiano Carpentari in collaborazione con
OsservatorioCalliano di Andrea Pernecher
