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E il vento che muove le barche a vela. Ma che cosè il vento? Linteresse delluomo per i fenomeni atmosferici è antico. Questa tavola dei venti è del 1400.

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1 E il vento che muove le barche a vela. Ma che cosè il vento? Linteresse delluomo per i fenomeni atmosferici è antico. Questa tavola dei venti è del M. Sandoli La Fisica in barca Napoli Novembre 2007

2 . Esperienza di Torricelli (1640) Barometro di Fortin (1800) La pressione atmosferica cambia con la quota

3 Pressione atmosferica: si misura in millibar(mb) o in ectopascal (hPa) Una pressione atmosferica di 1000 mb è determinata dalla somma di 780 mb (Azoto) mb(Ossigeno)+ 10 mb (Vapore acqueo) Legge di Dalton: In una miscela di gas la pressione totale è la somma delle pressioni parziali dei singoli componenti Latmosfera è composta in media dal 78% di Azoto, 21 % di Ossigeno e 1 % di vapore acqueo (e altri gas)

4 Lacqua ha peso molecolare 18, mentre lAzoto ha peso molecolare 28. Legge di Avogadro: il numero di molecole contenuto in un volume di gas è indipendente dal tipo di gas. Ne consegue che se, in un volume di aria, aumentano le molecole di vapore dacqua diminuisce il numero di molecole degli altri gas per cui LAria più umida (o più calda) è meno densa e quindi determina una pressione minore al suolo LAria più secca (o più fredda) è più densa e quindi determina una pressione maggiore al suolo In media Alta pressione Bel tempo Bassa pressione Brutto tempo

5 La pressione atmosferica non è uguale in tutti i punti alla stessa quota (gradiente orizzontale di pressione). Landamento della pressione è descritto dalle isobare.

6 Il vento è una massa daria che si sposta da una zona di alta pressione verso una di bassa pressione. In prossimità della costa il gradiente di pressione dovuto alla differenza di temperatura fra la terra e lacqua genera le brezze. Alta pressione Bassa pressione Alta pressione Di giorno la brezza (di mare) al suolo soffia dal mare verso la terra, in quota si chiude il ciclo Di notte la brezza (di terra) al suolo soffia dalla terra verso il mare, in quota si chiude il ciclo Terra + fredda Mare + caldo Mare + freddo Terra + calda

7 Una piccola spinta laterale determina un movimento rotatorio della pallina. La sua traiettoria diviene ortogonale alla forza (di gravità) che ne determina lo spostamento verso il basso. Nel suo moto la massa daria subisce gli effetti della rotazione terrestre (forza di Coriolis). Di conseguenza la traiettoria delle masse daria, inizialmente ortogonale alle isobare, viene deviata dalla forza di Coriolis per cui si stabilizzerà parallelamente alle isobare.

8 La forza di Coriolis determina la circolazione delle masse daria sarà in senso antiorario (ciclonica) attorno alle basse pressioni, in senso orario (anticiclonica) attorno alle alte pressioni (nellemisfero nord)

9 L'aria, ruotando, converge verso le zone di bassa pressione (B) e si allontana da quelle di alta pressione (A).

10 I fronti (caldo, freddo ed occluso) presentano diverse fasi vitali. dalla genesi del ciclone (A,B), allo sviluppo e maturità (C,D), alla dissoluzione (E). Nelle zone di contatto fra masse daria a temperatura diversa si generano le perturbazioni (fronti)

11 Cliclone maturo visto dall'alto e di lato secondo le due sezioni A-B e C-D. Navigando in una zona in cui è attiva una perturbazione, la scelta della rotta determina il tipo di fenomeni atmosferici (vento e pioggia) che si incontreranno

12 Nel fronte caldo l'aria calda sale lentamente sopra quella fredda, si verificano i fenomeni nuvolosi caratteristici del regime di "stabilità", cioè dai cirri ai nembostrati, con precipitazioni sotto gli altostrati e i nembostrati. La pressione col sopraggiungere dell'aria calda, e quindi meno densa, diminuisce gradualmente fino al passaggio del fronte. Al passaggio del fronte il vento cambia bruscamente di direzione ruotando in senso orario (es. da S a SW e poi NW per la circolazione antioraria intorno alle basse pressioni).

13 Col fronte freddo l'aria fredda avanzando si incunea sotto quella calda che viene sollevata violentemente creando depressione. Si verificano i fenomeni caratteristici della "instabilità" con le relative formazioni nuvolose (cumuli e nembostrati) e precipitazioni violente. La pressione diminuisce irregolarmente fino al passaggio del fronte, poi aumenta repentinamente accompagnata da una diminuzione della temperatura e da un rinforzo del vento, che gira rapidamente anche di 180° in senso orario (es. da SW a NW). Prima del passaggio del fronte sotto gli imponenti fenomeni nuvolosi si possono verificare groppi di vento anche violenti di direzione estremamente variabile.

14 Le nuvole sono masse di vapore acqueo che galleggiano a diverse quote immerse in masse daria di pari densità (principio di Archimede). Il riscaldamento delle masse dacqua al suolo determina la formazione di vapore. Se le piccole gocce si aggregano, il loro peso supera la spinta di Archimede dellaria in cui galleggiano e cadono dando origine alla pioggia.

15 Classificazione delle nubi a prevalente sviluppo orizzontale FamigliaSpecieSigla Altezza della base dal suolo (Minimo e massimo) Nubi basse Stratocumulus Stratus Nimbostratus Sc St Ns Pochi metri Nubi Medie Altocumulus Altostratus Ac As Nubi alte Cirrus Cirrocumulus Cirrostratus Ci Cc Cs

16 Metri pied i

17 cirrocumuli cirrostrati altocumuli altostrati cumulonembo strati cumuli altocumuli cumuli nembostrati cirri cumulonembo

18 Che vento avremo oggi? Le isobare in quota (circa 5000 m) indicano larrivo di aria fredda da NW incanalata fra unalta ed una bassa pressione. La piccola distanza fra le isobare indica vento forte. Lincontro fra masse daria calda e fredda determina la formazione di un fronte freddo in arrivo da NW. La conformazione del suolo (Alpi) modifica il moto dellaria (isobare più distanti). Avremo venti moderati da W-NW.

19 © Istituto e Museo di Storia della Scienza La rosa dei venti: il nome e la direzione dei venti


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