Laboratorio di meteorologiaLaboratorio di meteorologia

L’importanza della misura dell’umidità e dei L’importanza della misura dell’umidità e dei gradienti barici nello sviluppo di un ciclone gradienti barici nello sviluppo di un ciclone tropicaletropicale

A cura dei Proff.: Anginoni GiuseppeA cura dei Proff.: Anginoni Giuseppe

Lubrano Lavadera AntonioLubrano Lavadera Antonio

Unità didattica n° 5Unità didattica n° 5

Prerequisiti: Prerequisiti: Concetto di umidità e di Concetto di umidità e di pressione.pressione.

Obiettivi: Obiettivi: conoscenza di fenomeni violenti conoscenza di fenomeni violenti dell’atmosfera e loro interazioni con le dell’atmosfera e loro interazioni con le variazioni di umidità e pressione.variazioni di umidità e pressione.

Contenuti: Contenuti: cicloni tropicali: genesi, struttura, cicloni tropicali: genesi, struttura, evoluzione. evoluzione.

Tempi e modalitàTempi e modalità

Due ore per rafforzare o riprendere i Due ore per rafforzare o riprendere i prerequisiti.prerequisiti.

Sei ore di lezione suddivise in frontali e di Sei ore di lezione suddivise in frontali e di laboratorio.laboratorio.

I cicloni ricevono la loro energia da aria calda molto umida che si trova solo sopra gli Oceani Tropicali.

Si formano tra i 10° e i 20° di latitudine nord e sud (a latitudini inferiori l’azione della forza di Coriolis è trascurabile).

IMMAGINE 1

Sviluppo Sviluppo

La fase di sviluppo di un uragano può durare La fase di sviluppo di un uragano può durare dalle 12 ore fino a diversi giorni, durante tale dalle 12 ore fino a diversi giorni, durante tale fase la pressione nel centro della tempesta fase la pressione nel centro della tempesta diminuisce gradualmente ed i venti di solito diminuisce gradualmente ed i venti di solito non raggiungono la forza del vento di uragano non raggiungono la forza del vento di uragano e si mantengono intorno ai 60 Km/h.e si mantengono intorno ai 60 Km/h.

Dissolvimento Dissolvimento I cicloni tropicali cominciano a indebolirsi e si I cicloni tropicali cominciano a indebolirsi e si

dissolvono quando la fonte di energia, rappresentata dissolvono quando la fonte di energia, rappresentata dal calore latente di evaporazione, si esaurisce. Tale dal calore latente di evaporazione, si esaurisce. Tale situazione si verifica quando diminuisce il situazione si verifica quando diminuisce il rifornimento di aria calda e umida con il passaggio rifornimento di aria calda e umida con il passaggio della tempesta sulla terraferma oppure con lo della tempesta sulla terraferma oppure con lo spostamento verso latitudini più alte, sopra acque spostamento verso latitudini più alte, sopra acque oceaniche più fredde.oceaniche più fredde.

In molti casi il ciclone tropicale si indebolisce fino a In molti casi il ciclone tropicale si indebolisce fino a diventare una semplice tempesta tropicale, oppure, se diventare una semplice tempesta tropicale, oppure, se ha la possibilità di arrivare a latitudini più elevate, ha la possibilità di arrivare a latitudini più elevate, può trasformarsi in un normale ciclone extratropicale.può trasformarsi in un normale ciclone extratropicale.

PrevisioniPrevisioni

Sebbene le informazioni sulla formazione dei Sebbene le informazioni sulla formazione dei cicloni tropicali, sul loro sviluppo e sulle loro cicloni tropicali, sul loro sviluppo e sulle loro evoluzioni sono molteplici, a bordo, per una evoluzioni sono molteplici, a bordo, per una “previsione” locale vengono effettuate “previsione” locale vengono effettuate misurazioni di pressioni e umidità.misurazioni di pressioni e umidità.

Pressione atmosfericaPressione atmosferica

La pressione atmosferica è la pressione La pressione atmosferica è la pressione esercitata da una colonna d’aria alta quanto esercitata da una colonna d’aria alta quanto l’atmosfera.l’atmosfera.

Sono diverse le unità di misura utilizzate per la Sono diverse le unità di misura utilizzate per la pressione. In meteorologia si usa l’ettopascal pressione. In meteorologia si usa l’ettopascal (hPa), i millibar e i millimetri di mercurio (hPa), i millibar e i millimetri di mercurio (mmHg) (mmHg)

760 mmHg = 1013,2 mbar = 101320 Pa = 1013,2 hPa760 mmHg = 1013,2 mbar = 101320 Pa = 1013,2 hPa

Strumenti di misuraStrumenti di misura

Per misurare la pressione si utilizzano i Per misurare la pressione si utilizzano i barometribarometri. Ne esistono di vari tipi, da quelli a . Ne esistono di vari tipi, da quelli a mercurio, che si ispirano all’esperienza di mercurio, che si ispirano all’esperienza di Torricelli, a quelli metallici, detti aneroidi, nei Torricelli, a quelli metallici, detti aneroidi, nei quali un indice ruota all’interno di una scatola quali un indice ruota all’interno di una scatola ermetica, mosso dalle variazioni di pressione ermetica, mosso dalle variazioni di pressione che l’atmosfera esercita sul contenitore.che l’atmosfera esercita sul contenitore.

Barometro aneroideBarometro aneroideStrumento composto essenzialmente da una capsula metallica nella Strumento composto essenzialmente da una capsula metallica nella

quale viene prodotto un vuoto parziale. La capsula si contrae o si quale viene prodotto un vuoto parziale. La capsula si contrae o si dilata in conseguenza dei cambiamenti di pressione; i suoi dilata in conseguenza dei cambiamenti di pressione; i suoi movimenti sono trasmessi ad una lancetta indicatrice tramite un movimenti sono trasmessi ad una lancetta indicatrice tramite un sistema meccanico. sistema meccanico.

Barometro a vaschettaBarometro a vaschettaÈ lo strumento che deriva direttamente dall'esperimento torricelliano. È lo strumento che deriva direttamente dall'esperimento torricelliano.

In esso il tubo barometrico sul quale si leggono le variazioni del In esso il tubo barometrico sul quale si leggono le variazioni del livello di mercurio, corrispondenti alle variazioni di pressione, pesca livello di mercurio, corrispondenti alle variazioni di pressione, pesca in una vaschetta contenente mercurio. in una vaschetta contenente mercurio.

Barometro FortinBarometro FortinQuesto tipo di barometro fu messo a punto dal costruttore francese di Questo tipo di barometro fu messo a punto dal costruttore francese di

strumenti scientifici Nicolas Fortin (1750-1831). Si tratta di un strumenti scientifici Nicolas Fortin (1750-1831). Si tratta di un barometro trasportabile con cisterna parzialmente in vetro e con il barometro trasportabile con cisterna parzialmente in vetro e con il fondo di cuoio. Tramite una vite, si comprime il cuoio e si può così fondo di cuoio. Tramite una vite, si comprime il cuoio e si può così tarare il barometro, regolando il livello inferiore del mercurio in tarare il barometro, regolando il livello inferiore del mercurio in modo che esso coincida con una tacca di riferimento. modo che esso coincida con una tacca di riferimento.

IsobareIsobare

Le isobare sono quelle linee che nelle carte Le isobare sono quelle linee che nelle carte meteorologiche uniscono tutti i punti in cui meteorologiche uniscono tutti i punti in cui la pressione atmosferica a livello del mare la pressione atmosferica a livello del mare ha lo stesso valore.ha lo stesso valore.

Le indicazioni più utili per una previsione Le indicazioni più utili per una previsione meteorologica si ottengono non dal valore meteorologica si ottengono non dal valore assoluto della pressione, quanto dalla sua assoluto della pressione, quanto dalla sua variazione nelle ultime ore.variazione nelle ultime ore.

Il barografo registra i valori della pressione Il barografo registra i valori della pressione atmosferica e ne deduce l'andamento, ai fini atmosferica e ne deduce l'andamento, ai fini delle previsioni atmosferiche delle previsioni atmosferiche

IsoallobareIsoallobare

Una carta di fondamentale importanza è la Una carta di fondamentale importanza è la carta delle carta delle isoallobareisoallobare..

L’isoallobara è la linea che unisce i punti in L’isoallobara è la linea che unisce i punti in cui si è avuta, in un determinato tempo, la cui si è avuta, in un determinato tempo, la stessa variazione di pressione. stessa variazione di pressione.

UmiditàUmidità

L'umidità atmosferica è il L'umidità atmosferica è il vapor acqueovapor acqueo contenuto nell'aria. Quasi tutto il vapor acqueo contenuto nell'aria. Quasi tutto il vapor acqueo contenuto in atmosfera si origina, contenuto in atmosfera si origina, dall'evaporazione delle acque oceaniche. dall'evaporazione delle acque oceaniche.

Grandezze igrometricheGrandezze igrometriche

Umidità assoluta (gv/mUmidità assoluta (gv/m3 3 )) Umidità specifica (gv/kg)Umidità specifica (gv/kg) Umidità relativa (%)Umidità relativa (%) Temperatura di rugiada (°C)Temperatura di rugiada (°C)

Umidità relativaUmidità relativa

L'umidità relativaL'umidità relativaEssa esprime il rapporto percentuale fra la quantità di vapor Essa esprime il rapporto percentuale fra la quantità di vapor acqueo presente nell'aria e la quantità che, alla stessa acqueo presente nell'aria e la quantità che, alla stessa temperaturatemperatura, sarebbe necessaria per la saturazione., sarebbe necessaria per la saturazione.

L'umidità relativa e il disagio fisiologicoL'umidità relativa e il disagio fisiologicoIl valore dell'umidità relativa influisce anche sulla nostra vita; Il valore dell'umidità relativa influisce anche sulla nostra vita; un'umidità relativa molto bassa dà la caratteristica sensazione un'umidità relativa molto bassa dà la caratteristica sensazione di aria secca che prosciuga la pelle e rende la gola rida; di aria secca che prosciuga la pelle e rende la gola rida; soprattutto se la temperatura è alta.soprattutto se la temperatura è alta.Altrettanto caratteristica è la sensazione di afa che si ha Altrettanto caratteristica è la sensazione di afa che si ha durante le calde giornate estive, quando l'umidità relativa è durante le calde giornate estive, quando l'umidità relativa è alta; in queste condizioni l'aria è talmente ricca di vapore che alta; in queste condizioni l'aria è talmente ricca di vapore che il sudore non riesce ad evaporare e si rimane con la pelle il sudore non riesce ad evaporare e si rimane con la pelle sudaticcia. sudaticcia.

Temperatura di rugiadaTemperatura di rugiada

E’ la temperatura alla quale l'aria diventa E’ la temperatura alla quale l'aria diventa satura se viene raffreddata senza variazioni di satura se viene raffreddata senza variazioni di pressione. pressione. 

La conoscenza del La conoscenza del punto di rugiadapunto di rugiada è è importante in quanto permette di stabilire la importante in quanto permette di stabilire la probabilità di formazione della nebbia. probabilità di formazione della nebbia.

Strumenti di misuraStrumenti di misura

Psicrometro Assmann

Psicrometro a pompetta

Barografo - Igrografo

Il punto di rugiada si ricava da una tabella Il punto di rugiada si ricava da una tabella psicrometrica che offre la possibilità di psicrometrica che offre la possibilità di conoscere anche l'umidità relativa, in funzione conoscere anche l'umidità relativa, in funzione della temperatura del termometro bagnato e della temperatura del termometro bagnato e della differenza fra le temperature dei due della differenza fra le temperature dei due termometri psicrometrici (asciutto e bagnato).termometri psicrometrici (asciutto e bagnato).

TAVOLA PSICOMETRICA(umidità relativa U in centesimi e Punto di rugiada Td in °C)

temp

. termo_

metro bagnato

Differenza psicometrica (per letture eseguite al livello del mare)

0-0 1-0 2-0 3-0 4-0 5-0 6-0 7-0 8-0 9-0 10-0 11-0 12-0

U Td U Td U Td U Td U Td U Td U Td U Td U Td U Td U Td U Td U Td

-15 87 -17 47 -23                                            

-14 87 -16 51 -21 19 -31                                        

-13 88 -15 54 -19 25 -27                                        

-12 89 -13 57 -18 29 -25                                        

-11 90 -12 60 -16 34 -22                                        

-10 91 -11 62 -15 38 -20                                        

-9 91 -10 64 -14 42 -18 21 -25                                    

-8 92 -9 67 -12 45 -16 26 -22                                    

-7 93 -8 69 -11 48 -14 30 -19                                    

-6 94 -7 71 -91 52 -12 34 -17 19 -23                                

-5 95 -6 74 -8 55 -11 38 -14 24 -19                                

-4 96 -5 76 -7 58 -9 42 -12 28 -16                                

-3 97 -3 78 -5 60 -8 45 -11 32 -14 20 -19                            

-2 98 -2 79 -4 63 -6 48 -9 35 -12 25 -16                            

-1 99 -1 81 -3 65 -5 51 -7 39 -10 28 -13                            

0100

o 83 -2 68 -3 54 -5 42 -8 32 -10                            

1100

1 84 0 69 -2 56 -3 43 -6 35 -8 26 -10                        

2100

2 84 1 70 -1 58 -2 47 -4 37 -6 29 -8 21 -11                    

3100

3 85 2 72 0 60 -1 49 -3 40 -4 31 -6 24 -9                    

4100

4 84 3 73 2 51 0 51 -1 42 -3 34 -5 26 -7 20 -9                

5100

5 86 4 64 3 63 1 53 0 44 -2 36 -3 29 -5 23 -7                

6100

6 87 5 75 4 64 3 54 1 46 0 38 -2 31 -3 25 -5 23 -7            

7100

7 87 6 76 5 65 4 56 3 48 1 40 0 33 -2 27 -3 22 -5            

8100

8 88 7 76 6 66 5 57 4 49 3 42 1 36 0 30 -2 24 -3 20 -5        

9100

9 88 8 77 7 68 6 59 5 51 4 44 3 37 2 32 0 27 -1 23 -3        

10100

10 88 9 78 8 69 7 60 6 52 3 46 4 39 3 34 2 29 0 24 -1 20 -3    

11100

11 89 10 79 9 70 9 61 8 54 7 47 5 41 5 36 3 30 2 26 1 22 -1 18 -2