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Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 1 Istituto Tecnico Aeronautico Statale Euclide Seminari di Meteorologia A.

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Presentazione sul tema: "Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 1 Istituto Tecnico Aeronautico Statale Euclide Seminari di Meteorologia A."— Transcript della presentazione:

1 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 1 Istituto Tecnico Aeronautico Statale Euclide Seminari di Meteorologia A cura di Vittorio Villasmunta Previsore del Servizio Meteorologico dellAeronautica Militare Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera Parte III

2 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 2

3 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 3 Prerequisiti

4 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 4 Conoscenza approfondita del messaggio TEMP e relativa decodifica Conoscenza approfondita del messaggio TEMP e relativa decodifica

5 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 5 Materiale necessario

6 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 6 Diagramma termodinamico (nomogramma di Herlofson) Diagramma termodinamico (nomogramma di Herlofson) carta carta penna penna matita matita matite colorate (rosso, giallo, verde, blu) matite colorate (rosso, giallo, verde, blu) gomma gomma righello righello

7 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 7 Parte III: il diagramma aerologico

8 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 8 Il messaggio TEMP, contiene dati di pressione, temperatura, temperatura del punto di rugiada, direzione ed intensità del vento, rilevati alle diverse quote. Per poter compiere uno studio adeguato dello stato termodinamico dellatmosfera, abbiamo bisogno di vedere come queste grandezze variano con la quota.

9 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 9

10 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 10 A prima vista … il diagramma termodinamico appare come un guazzabuglio di linee che corrono in tutte le direzioni. Tuttavia, dopo un studio attento e approfondito, scoprirete con piacere che esso è veramente …

11 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 11 … un guazzabuglio di linee che corrono in tutte le direzioni. Scherzi a parte, una volta che la mente ha imparato a distinguere le diverse linee, tutto comincia ad avere un senso.

12 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 12 Il nostro scudo protettivo

13 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 13 Il nostro laboratorio di ricerche

14 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 14 thermodynamic diagram = diagramma termodinamico temperature = temperatura dew point temperature = temperatura del punto di rugiada moisture = umidità air pressure = pressione atmosferica wind = vento atmosphere = atmosfera sounding = sondaggio weather balloon = pallone aerologico radiosonde = radiosonda radiosonde observations (raob) = osservazioni mediante radiosonda adiabatic processes = processi adiabatici

15 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 15 Le isobare

16 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 16 Il diagramma ha come coordinata verticale la pressione p in scala logaritmica log p Perché in scala logaritmica ?

17 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera metri hPa scala lineare scala logaritmica

18 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 18 Le isobare sono linee rette, equiscalate di 10 hPa e parallele allasse delle ascisse.

19 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 19 Le isobare corrono orizzontalmente. La diversa spaziatura riflette il fatto che la pressione decresce esponenzialmente rispetto allaltezza.

20 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 20 Infatti, la pressione atmosferica si dimezza a circa 5500 metri, a 9000 è circa 1/3, a è ormai 1/10.

21 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 21 il 50% dellatmosfera terrestre è compreso tra superficie e 5500 metri m Monte Bianco il restante 50% tra 5500 metri ed i confini estremi dellatmosfera

22 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 22 Se non usassimo una scala logaritmica per le pressioni …

23 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 23 Le isoterme

24 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 24 Sulle ascisse si leggono i valori della temperatura Le isoterme sono inclinate di 45°

25 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 25 Le isoterme sono linee rette, graduate in °C, equidistanti e inclinate dal basso a sinistra, verso lalto a destra. Esse sono poste in evidenza da fasce verdi e bianche alternate di 10° in 10°.

26 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 26 Perché le isoterme sono inclinate ? ???

27 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera

28 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera La temperatura, nella troposfera, in genere diminuisce con la quota … Le temperature più basse alle quote più elevate. Le temperature più alte alle quote più basse.

29 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera ruotale di 45°… e il gioco è fatto ! Come rappresentare tutte le isoterme in uno spazio limitato ?

30 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 30 5 I valori delle isoterme si riconoscono facilmente perché sono ruotati in senso antiorario. 5 5 isoterma

31 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 31 zoom

32 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 32 Le isoterme sono tracciate per ogni unità. Però il valore è trascritto solo ogni 5°C Le isoterme corrispondenti ai valori stampati hanno uno spessore maggiore.

33 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 33 Le adiabatiche per aria secca

34 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 34 Processi che avvengono senza scambio di calore con l'esterno PROCESSI ADIABATICI

35 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 35

36 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 36 Se una particella daria si solleva dal suolo, essa, in condizioni adiabatiche, si raffredda per espansione di circa 1° ogni 100 metri.

37 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 37 Quanto detto, però, è vero finché non interviene la condensazione del vapore acqueo.

38 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 38 Adiabatiche per aria secca Linee che mostrano le variazioni di temperatura subite da una massa daria secca o umida non satura che si muova verticalmente senza condensare. FORMULA DI POISSON

39 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 39 =(B$4+273)*((A8/B$5)^0,286)-273

40 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 40 Le adiabatiche per aria secca sono linee leggermente ricurve, che intersecano lisobara 1000 hPa a intervalli si 2°C. Esse hanno andamento da destra in basso, verso sinistra in alto.

41 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 41 ISOTERME ADIABATICHE SECCHE 10° 11° 12° … intervalli di 2°C

42 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 42 Le adiabatiche per aria satura

43 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 43 Quando il vapore acqueo comincia a condensare, rilascia circa 600 calorie per grammo, e quindi la particella daria, ricevendo questo contributo si raffredda in misura minore.

44 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 44 Adiabatiche per aria satura linee che evidenziano la variazione di temperatura per una particella daria satura in movimento verticale

45 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 45 Le adiabatiche per aria satura sono le curve che intersecano lisobara 1000 hPa a intervalli di 2°C e divergono verso lalto tendendo a disporsi parallelamente alle adiabatiche secche.

46 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 46 Consideriamo una particella daria che, a 1000 hPa, possieda una temperatura di 20°C.

47 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 47 Se essa viene sollevata sino a 850 hPa, che temperatura avrà se il processo è adiabatico secco?

48 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 48 Se essa viene sollevata sino a 850 hPa, che temperatura avrà se il processo è adiabatico saturo?

49 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 49 Qual è il massimo valore di vapor saturo ad una data temperatura e ad una data pressione ?

50 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 50 Le isoigrometriche

51 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 51 Quantità di vapore acqueo in grammi contenuta in 1 kg di aria secca. Rapporto di mescolanza g/kg

52 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 52 Indica il numero di grammi di vapore acqueo necessario per saturare 1 chilogrammo d'aria secca a temperatura e pressione fissate. Rapporto di mescolanza alla saturazione g/kg

53 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 53 Le isoigrometriche esprimono il rapporto di mescolanza, e sono rappresentate da curve tratteggiate, inclinate dal basso a sinistra, verso lalto a destra e graduate (in g per kg di aria secca) lungo il bordo inferiore del nomogramma.

54 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 54 Isoigrometriche linee curve che uniscono, per ogni valore di temperatura e pressione, tutti i punti nei quali la massa daria satura ha lo stesso rapporto di mescolanza.

55 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 55 Alla temperatura di 20°C e pressione di 1000 hPa, sono necessari … grammi di vapore acqueo per saturare la massa daria.

56 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 56 Alla temperatura di … e pressione di 1000 hPa, sono necessari … grammi di vapore acqueo per saturare la massa daria.

57 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 57 Facciamo una prova. Se mantengo la pressione a 1000 hPa, e aumento la temperatura dellaria, saranno necessari più grammi di acqua o meno, per saturare la massa daria?

58 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 58 Esercizio: Pressione: 1000 hPa Ricava il rapporto di mescolanza alla saturazione per le temperature di 10°C, 12°C, 15°C e 18°C.

59 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 59 Si vede anche che una stessa massa daria secca diventa satura molto rapidamente a basse temperature mentre, quando la temperatura è elevata, può contenere una quantità dacqua maggiore. 14 g 20 g 11 g

60 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 60 In una massa daria, quindi, può esservi una quantità variabile dacqua. Per esprimere sinteticamente quanta acqua realmente è realmente presente rispetto al valore massimo, usiamo lumidità relativa. Quando diciamo che lumidità relativa è del 50%, intendiamo dire che vi è la metà dellacqua che potrebbe esserci al massimo.

61 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera g 20 g 11 g Esempio: A 20°C, 1000 hPa, lUr è 50%

62 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 62 Applicazione pratica Conoscendo temperatura, pressione e umidità relativa, determinare lumidità assoluta dellaria al momento della misura. In altre parole,vogliamo conoscere quanta acqua realmente è presente nellatmosfera alla quota considerata.

63 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 63 Pressione: 900 hPaPressione: 900 hPa Temperatura: 15°CTemperatura: 15°C Umidità relativa: 50%Umidità relativa: 50% 900 hPa 15°C

64 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 64 Cerchiamo lisoigrometrica passante per il punto individuato: 900 hPa 15°C Leggiamo sul bordo inferiore il valore indicato

65 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 65

66 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 66 Poiché lumidità relativa è del 50%, il suo contenuto reale dacqua sarà: 12 x 50/100 = 6 g

67 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 67 Esercizio isobare

68 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 68 … … … … Scrivi i nomi delle linee rappresentate

69 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 69

70 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 70 Riporto del vento

71 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 71

72 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 72

73 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 73 Esempi di diagrammi termodinamici

74 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 74

75 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 75

76 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 76

77 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 77

78 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 78

79 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 79

80 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 80 Partendo dal TEMP, riportando manualmente punto per punto i dati sul diagramma. Partendo dal TEMP, riportando manualmente punto per punto i dati sul diagramma. Su internet, già plottati. Su internet, già plottati. Utilizzando un software specifico come, ad esempio RAOB, oppure Digital Atmosphere. Utilizzando un software specifico come, ad esempio RAOB, oppure Digital Atmosphere. Dove e come ?

81 Vittorio Villasmunta Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dellatmosfera 81


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