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Capitolo 6. LA
DINAMICA DELL’ATMOSFERA
15. Il tempo meteorologico
Se vogliamo descrivere a un amico lontano che tempo fa oggi, diciamo, per
esempio, che la giornata è variabile, con sole e nubi che si alternano, oppure
che è fredda e piovosa o, al contrario, è calda e soleggiata.
In questo modo, noi ci riferiamo alla situazione del tempo meteorologico
o atmosferico: si tratta di una condizione momentanea determinata dall’insieme degli elementi che caratterizzano lo “stato” dell’atmosfera in un determinato giorno, in un’ora o istante precisi, in una specifica località: questi
elementi sono la temperatura, la pressione e l’umidità dell’aria e i fenomeni a esse associati come i venti, la copertura nuvolosa, la presenza o meno
di precipitazioni.
La disciplina che si occupa dello studio sistematico e continuo di questi
elementi è la meteorologia.
Alla meteorologia spetta il compito di raccogliere dati e gestire procedure
informatizzate che consentano di prevedere l’andamento del tempo meteorologico da un giorno con l’altro o nell’arco di alcuni giorni.
Le condizioni meteorologiche, cioè relative al “tempo che fa”, sono influenzate dalla circolazione generale nell’atmosfera e in particolare sono regolate dalla distribuzione delle aree cicloniche e anticicloniche, cioè di bassa
e alta pressione (fig. 1).
Le perturbazioni
atmosferiche
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Nelle aree cicloniche, i venti assumono
movimento a vortice ascendente: le masse
d’aria trascinate verso l’alto sono all’origine della formazione di nubi e di precipitazioni che, con i venti, sono responsabili
delle perturbazioni atmosferiche.
Queste ultime si producono quando si incontrano masse d’aria fredda, per esempio
provenienti dai Poli, e masse d’aria più calda e umida, per esempio di provenienza
tropicale; le perturbazioni si sviluppano
lungo la superficie di contatto tra le due
masse d’aria a temperatura differente, detta
fronte, che nel caso specifico prende il nome di fronte polare e possono durare mediamente una settimana.
Fig. 1.
Dettaglio delle carte delle isobare relative ai mesi
di luglio e gennaio, in cui sono mostrate le aree
di alta e bassa pressione che influenzano il tempo
nelle nostre regioni.
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Capitolo 6. LA
DINAMICA DELL’ATMOSFERA
Queste perturbazioni, alle latitudini in cui si trovano le nostre regioni, sono denominate cicloni delle medie latitudini o cicloni extratropicali (nella figura 2
sono schematizzate le principali fasi che caratterizzano la loro evoluzione).
I cicloni delle medie latitudini sono cosa ben diversa dai cicloni tropicali,
noti anche come uragani o tifoni, che si manifestano, in modo ben più violento e catastrofico, nella zona del Pacifico e dell’Atlantico compresa tra i Tropici; molto più circoscritti, pur nella loro violenza, sono quei vortici d’aria noti come tornados.
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e
a
b
c
d
Fig. 2.
Le principali fasi dell’evoluzione di un ciclone extratropicale.
Lungo il fronte polare (a), si creano ondulazioni, dove inizia a formarsi
una saccatura perché, (b) l’aria fredda tende a dirigersi verso l’Equatore
e, essendo più densa, avanza insinuandosi sotto l’aria calda, sollevandola,
mentre l’aria calda tende a dirigersi verso il Polo e, essendo più leggera,
deve avanzare risalendo sopra l’aria fredda: si genera così un movimento
di rotazione antiorario a spirale: la zona dell’aria fredda in avanzamento
si chiama fronte freddo e quella in avanzamento dell’aria calda fronte caldo
(i due fronti sono contrassegnati da simboli differenti).
Al di sopra del fronte freddo, nella massa di aria calda raffreddata
si formano nubi cumuliformi che originano temporali (vedi il dettaglio in e);
anche nella massa di aria in risalita del fronte caldo si formano nubi,
che danno però origine a piogge leggere, diffuse e persistenti;
la perturbazione raggiunge la massima intensità quando l’aria fredda,
muovendosi più rapidamente dell’aria calda, si richiude al di sotto di questa,
che sale verticalmente (c), formando un fronte occluso;
quando tutta l’aria calda viene sollevata sopra l’aria fredda (d),
la perturbazione si dissolve.
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Capitolo 6. LA
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Cicloni tropicali e tornados
i CiCloni tropiCali
I cicloni (fig. 3) si originano nella fascia oceanica intertropicale a causa di una forte depressione, in seguito alla risalita di aria calda e umida dovuta a fenomeni di intensa evaporazione, quando la temperatura delle acque oceaniche tocca valori particolarmente elevati (30 °C).
Al centro della massa d’aria si crea una zona di bassa pressione, intorno alla quale
l’aria si solleva avvitandosi in correnti vorticose, con venti che possono raggiungere
i 200 km/h. L’elevata umidità dell’aria produce formazioni nuvolose che possono
elevarsi a grandi altezze, estese in ampiezza per centinaia di chilometri, causando
piogge torrenziali.
Al centro della perturbazione si trova una zona di calma, con cielo sereno, detta
occhio del ciclone. I cicloni durano qualche giorno spostandosi a velocità di 70-80
km/h e provocando effetti catastrofici, per il vento e le inondazioni, sulle isole e nelle
regioni costiere che incontrano (in particolare Caraibi, golfo del Messico, Filippine,
mar della Cina). Il loro costante monitoraggio da satellite consente di avvisare per
tempo la popolazione.
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Fig. 3.
Due immagini da satellite del ciclone “Katrina”, che il 29 agosto 2005
ha devastato Lousiana, Mississippi e Alabama (USA), causando
il più grave disastro naturale nella storia degli Stati Uniti; da notare,
nell’immagine a sinistra, l’elevata temperatura delle acque oceaniche
nella regione in cui si è sviluppato il ciclone (Nooa e Nasa).
i tornados
I tornados (fig. 4) sono i fenomeni atmosferici più violenti che si conoscono, anche se molto più circoscritti degli uragani. Si originano quando aria
molto fredda e asciutta viene a sovrapporsi ad aria calda e umida che si trova
in prossimità del suolo: l’aria calda risale violentemente attraverso l’aria fredda, formando un vortice che in genere ha un diametro di 200 m, all’interno
del quale il suo vapore acqueo con- Fig. 4.
densa rapidamente nella tipica nube Un tornado si profila minaccioso
verticale a forma di imbuto.
in una pianura degli Stati Uniti,
Il vortice, con venti a velocità stimate dove questi fenomeni sono frequenti.
anche di 500-800 km/h, risucchia verso
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l’alto tutto ciò che incontra sul suo
cammino sradicando alberi e scoperchiando case lungo una ristretta striscia
di terreno.
Simili ai tornados, ma meno pericolose, sono le trombe d’aria, che si registrano anche in Italia e nell’area mediterranea, dove si formano in genere
nel periodo estivo.
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DINAMICA DELL’ATMOSFERA
Le previsioni del tempo
b
Il compito dei meteorologi che si occupano delle previsioni del tempo è quello di
determinare quali saranno gli spostamenti
più probabili delle aree cicloniche e anticicloniche e dei fronti caldi e freddi, in modo
tale da potere individuare l’evoluzione della situazione atmosferica nelle varie zone
della Terra.
Il lavoro è molto complesso, poiché i fenomeni atmosferici dipendono da un numero molto elevato di fattori.
Ciò richiede l’effettuazione di numerose
misurazioni, effettuate in più punti del pianeta, sia al suolo sia in quota, la loro raccolta e la successiva elaborazione dei dati ottenuti per mezzo di potentissimi computer:
è così possibile aggiornare costantemente
le carte meteorologiche, simulando i cambiamenti prevedibili nelle condizioni del
tempo atmosferico.
Alla base dell’organizzazione vi è una
fitta rete di stazioni di rilevamento distribuita su tutto il pianeta, dotata di sofisticati
strumenti tecnologici.
Le osservazioni, compiute incessantemente di giorno e di notte, sono raccolte e
scambiate attraverso uno speciale sistema
di telecomunicazioni denominato gts
(Global Telecommunications System), che
fa capo all’Organizzazione meteorologica
mondiale.
Le stazioni di rilevamento possono essere
fisse a terra oppure installate su satelliti artificiali, navi, aerei, boe marine galleggianti,
lasciate alla deriva e trasportate dalle correnti oceaniche o fissate a palloni sonda.
è stato l’impiego di satelliti meteorologici
ciò che ha consentito i più rilevanti progressi
nel settore delle previsioni del tempo.
Tra i più avanzati vi sono i Meteosat (fig.
5a e b) che sono geostazionari; ruotano con
la Terra mantenendosi sulla stessa posizione
sopra l’Equatore a circa 36 000 km di altezza e osservando sempre la medesima zona:
un gruppo di cinque di essi è in grado di fornire un’immagine della Terra quasi completa in tempo reale.
Le immagini inviate dai satelliti possono
essere sia di tipo normale, del tutto simili
cioè a quelle che vedrebbe l’occhio umano,
con la presenza di corpi nuvolosi (fig. 5c),
sia di tipo all’infrarosso, che permettono di
rilevare le diverse temperature sulla superficie terrestre.
a
c
Fig. 5.
La rete dei satelliti meteorologici Meteosat (a) è gestita
dall’Agenzia spaziale europea (Esa) (b).
c. Immagine della copertura nuvolosa al di sopra dell’Europa ripresa
da un satellite Meteosat.
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Capitolo 6. LA
DINAMICA DELL’ATMOSFERA
Attraverso i dati trasmessi da satellite sono realizzate le carte meteorologiche, come quelle mostrate in televisione o riportate nei quotidiani (fig. 6), ed effettuate le
previsioni del tempo.
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Fig. 6.
Esempio semplificato di carta meteorologica dell’Europa. Rammentiamo che:
• si ha un fronte freddo quando
una massa di aria fredda incontra
una massa di aria calda, meno densa, e vi si incunea sotto costringendola
a salire: si formano nubi cumuliformi che originano piogge intense
ma in genere brevi;
• si ha un fronte caldo quando
è una massa di aria calda che incontra una massa di aria fredda e vi scorre sopra,
originando piogge
meno intense ma persistenti.
Esisono tre tipi di previsioni:
• a breve scadenza, valide entro le 24 ore, estensibili a 3 giorni con alta attendibilità;
• a media scadenza, valide fino a una settimana, con attendibilità abbastanza buona;
• a lunga scadenza, valide fino a circa tre settimane, con grado di attendibilità inferiore alle precedenti, in quanto si limitano a fornire indicazioni generali sull’andamento delle temperature medie e della piovosità.
In Italia le carte meteorologiche e i rilevamenti locali vengono effettuati dal Servizio meteorologico dell’Aeronautica. Le previsioni meteorologiche si sono rivelate fondamentali, negli ultimi anni, per ridurre il danno delle catastrofi climatiche
che hanno coinvolto il nostro Paese, rendendo più efficace l’opera della Protezione Civile. Anche nelle zone tropicali, l’uso del satellite per seguire l’evoluzione
degli uragani permette di predisporre in anticipo piani di evacuazione della popolazione e di salvare molte vite umane.
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