METEOROLOGIA

Condizioni meteorologiche CLIMA Andamento medio delle condizioni atmosferiche (meteorologiche) rilevate per almeno 30 anni Condizioni atmosferiche limitate nel tempo In pratica Che tempo fa? Piove, nevica, temporale, nuvoloso, caldo, freddo, secco, umido ecc… Sono individuate e descritte in modo obiettivo da ELEMENTI CLIMATICI (o meteorologici) TEMPERATURA Indice della quantità di calore che ci circonda. E’ misurata in gradi centigradi. Si considerano: la massima, la minima e la media. La differenza tra la minima è la massima è detta escursione termica. PRESSIONE ATMOSFERICA Forza-peso dei gas contenuti nell’aria esercitata sulla superficie terrestre VENTI Movimenti di masse d’aria UMIDITA’ ATMOSFERICA Quantità di vapore acqueo presente nell’aria. PRECIPITAZIONI e fenomeni connessi (pioggia, neve, grandine, nebbia, rugiada)

LATITUDINE (Distanza in gradi dall’Equatore) Allontanandosi dall’equatore: - La temperatura diminuisce per la maggiore inclinazione dei raggi solari. - La pressione diminuisce pe lo schiacciamento polare e l’espansione equatoriale dovuta alla rotazione terrestre ALTITUDINE (altezza del territorio rispetto al ,livello del mare) - La temperatura diminuisce per maggiore dispersione del calore riflesso. - La pressione diminuisce per legge di stevin e minor densità dell’aria PRESENZA E DISPOSIZIONE DEI RILIEVI (montagne) Le catene montuose possono ostacolare e creare variazioni nei movimenti delle masse d’aria INFLUENZA DEL MARE E DELLE CORRENTI MARINE Le grandi masse d’acqua conservano il calore più a lungo e lo rilasciano lentamente della terra (effetto «volano»), inoltre rendono l’aria più umida COPERTURA VEGETALE Come sopra Gli elementi climatici sono influenzati da… FATTORI CLIMATICI (non variano nel tempo) + = CARATTERISTICHE DEL CLIMA ELEMENTI CLIMATICI I FATTORI CLIMATICI l’UOMO influisce sulle caratteristiche climatiche del luogo in cui vive Urbanizzazione – Disboscamento – Industrializzazione - Opere ingegneristiche

L’ Atmosfera E’ L’INVOLUCRO AERIFORME CHE CIRCONDA L’INTERO GLOBO E LO SEGUE NEI SUOI MOVIMENTI

L’ Atmosfera L’atmosfera è un miscuglio di gas: Azoto 78% Ossigeno 21% Argon 1% Anidride Carbonica 0,03% Elio, Idrogeno, Vapore, Ozono, Metano, Ammoniaca, Pulviscolo Atmosferico La gravità terrestre è apprezzabile sino a oltre 70.000 km, ma... ...il 99,7% dell’atmosfera è condensato nei primi 40 km. Densità e pressione decrescono con l’altezza La temperatura ha un andamento particolare che cambia nelle 5 sfere cui è suddivisa l’atmosfera Liquefatta occuperebbe uno spessore di appena 11 metri Grazie ad essa è possibile la vita sulla Terra E’ la sede dei fenomeni meteorologici

Vapore acqueo primi km di altezza (fino a 12-18 km) evaporazione da superfici liquide percentuali variabili (pochi gr/kg di aria) importanza meteorologica dovuta a scambi energetici (600 cal/g acqua) limite alla dispersione del calore irradiato dalla Terra sotto forma di radiazione infrarossa (effetto serra)

Pulviscolo atmosferico particelle sospese nei bassi strati hanno origine: naturale (sale marino, ceneri vulcaniche) artificiale (residui processi di combustione  smog) importanza meteorologica dovuta a: proprietà igroscopiche (nuclei di condensazione) formazione delle nubi

diminuiscono con l’altezza Decrescono con l’altitudine Pressione e densità diminuiscono con l’altezza Decrescono con l’altitudine

Temperatura variabilità di comportamento alternanza di massimi e minimi serie di strati a profilo termico uniforme (sempre crescente o decrescente) strati di transizione a temperatura costante

PROFILO TERMICO DELL’ATMOSFERA strati a profilo termico uniforme Troposfera: temperatura decrescente Stratosfera: temperatura crescente Mesosfera: temperatura decrescente Termosfera e strati esterni: temperature crescenti (superiori al migliaio di gradi) strati di transizione a temperatura costante tropopausa stratopausa mesopausa

- altezza variabile per rotazione terrestre Troposfera - altezza variabile per rotazione terrestre 8 km circa ai poli,11 - 12 km alle medie latitudini e 17 km all’equatore - temperatura diminuisce con la quota gradiente termico verticale 6 – 10°C per Km valore medio s.l.m. : 15°C valore medio a quota massima: - 55°C Include l’80% dell’atmosfera E’ la sede di tutti i fenomeni meteorologici

tropopausa stratosfera spessore dell’ordine di una decina di km temperatura costante di circa - 55°C presenza delle correnti a getto stratosfera altezza massima circa 50 km temperatura inizialmente costante, poi aumenta con la quota massima concentrazione ozono assorbimento radiazione solare UV La sommità è chiamata stratopausa

Mesosfera e strati esterni Da 50 km a circa 90 km temperatura diminuisce rapidamente con l’altezza fino a circa – 80°C alla mesopausa, dove la pressione è > 0,01 mb presenza delle nubi nottilucenti Aurore polari

L’ Atmosfera è Barotropica (la pressione dipende dalla densità) Come succede nei liquidi, in ogni punto la forza peso Fp eguaglia la forza derivante dalla pressione idrostatica (in questo caso aerostatica)  legge di Stevin FI Fp FI Fp FP FI FI Fp FP FI Fp + FI = 0

IN UNA ATMOSFERA BAROTROPICA LA PRESSIONE IN OGNI PUNTO E’ COSTANTE NEL TEMPO E FUNZIONE DELLA SOLA QUOTA P P1 P2 P3

Ma la terra non è riscaldata in modo uniforme a causa della diversa incidenza dei raggi solari... ... le zone con differente temperatura hanno una densità diversa  pressione differente

Variabilità in base alla latitudine, per diverso irraggiamento, inoltre, dato che l’atmosfera è riscaldata per calore riflesso dal suolo e... ... il calore specifico del suolo non è lo stesso su tutto il pianeta... Le strade, le case, le zone aride e rocciose si riscaldano di più e le variazioni di temperatura sono più rapide Le zone umide o coperte da ricca vegetazione si riscaldano meno e le variazioni di temperatura sono più lente

FENOMENO METEOROLOGICO Le differenze termiche, dovute alla latitudine e al calore specifico di ogni zona, comportano variazioni di densità, peso e pressione e sono la causa diretta di ogni… FENOMENO METEOROLOGICO

Mettendo in comunicazione due masse fluide di differente peso... Flusso L’aria, come l’acqua e qualsiasi altro fluido, ricerca l’equilibrio in ogni punto tra pressione e gravità

Data la tendenza dell‘atmosfera a ristabilire la sua barotropicità ideale, le differenze nelle varie zone sono responsabili di movimenti orizzontali delle masse d’aria che avranno, come conseguenza, lo spostamento di energia termica dalle zone più calde a quelle più fredde (circolazione dell’aria). I moti delle masse d’aria, causate dalle differenze bariche, sono soggetti alla forza di Coriolis dovuta alla rotazione terrestre

A livello delle zone più calde, l’aria a contatto con il suolo si espande, diventa meno densa e sale in quota In quota la pressione aumenta (A) e al suolo diminuisce (B) A Aria Calda B

L’abbassamento di pressione, a livello del suolo, richiama aria più densa ( e più fresca) da una zona vicina (per es. dal mare) che, a sua volta, perderà in pressione. A 1008 mb 1010 mb B A 1012 mb

La bassa pressione creatasi nella zona vicina, richiamerà aria dall’alto che, a sua voltà la richiemerà, in quota, dalla prima zona. In tal modo si genera una cella convettiva che farà circolare le masse d’aria. A B 1008 mb 1010 mb B A

Questo tipo di cellula convettiva è la causa, per esempio, del fenomeno denominato brezza di mare, o di terra. In generale questo meccanismo è alla base della formazione dei… H L 1008 mb VENTI 1010 mb L H 1012 mb

Il movimento dell’aria nella brezza di terra H L

LA PRESSIONE A CAUSA DEI MOVIMENTI DELLE MASSE D’ ARIA LA DISTRIBUZIONE DELLA PRESSIONE E’ IN CONTINUO MODIFICARSI E SEMPRE MOLTO LONTANA DA QUELLA BAROTROPICA IDEALE

LA PRESSIONE La misurazione delle pressioni sulla verticale di stazioni meteorologiche disseminate in tutto il mondo ci permettono di tracciare delle linee di ugual pressione dette… ISOBARE

LA PRESSIONE CAMPO BARICO L’insieme delle isobare definiscono il: Le isobare si tracciano di 4 in 4 mb Per esperienza possono variare da 940 a 1060 mb. Il valere medio è 1012 mb

LA BASSA PRESSIONE Detta anche CICLONE o DEPRESSIONE L 996 992 1000 988 L E’ rappresentata da un complesso di isobare chiuse con valori degradanti dalla periferia verso il centro dove abbiamo il valore più basso

NELLA BASSA PRESSIONE l'aria tende a convergere al suolo e a divergere in quota. Il vento tende a salire verso l'alto avvitandosi in senso antiorario. Questo causa la formazione di nubi e conseguenti piogge che nelle depressioni più intense assumono carattere di forte intensità. Per cause di origine termica e dinamica, si può avere alta pressione al suolo e bassa in quota. D'estate questo tipo di situazione favorisce la formazione di temporali.

L’ALTA PRESSIONE ANTICICLONE E’ rappresentata da un complesso di isobare chiuse con valori crescenti dalla periferia verso il centro dove abbiamo il valore più alto

NELL’ALTA PRESSIONE l'aria tende a divergere al suolo e ad addensarsi in quota. Il vento tende a scendere dall'alto verso il basso, comprimendo l’aria e avvitandosi. Questo causa il dissolvimento delle nubi e quindi le condizioni del tempo in un'anticiclone sono prevalentemente buone, se si esclude la formazione delle nebbie dovute alle inversioni termiche al suolo.

LE MASSE D’ARIA Se una massa d’aria posta ad una certa altezza si raffredda per un qualsiasi motivo, le sue molecole diminuiscono in velocità e tendono ad avvicinarsi fra loro richiamando aria circostante meno fredda. Abbiamo così un aumento di massa e quindi di peso e la conseguente discesa della massa d’aria verso il basso in cerca di un nuovo punto di equilibrio in uno strato di pari densità

DENSITA’ DELL’ARIA ARIA CALDA meno densa più leggera ARIA FREDDA più densa più pesante ARIA CALDA meno densa più leggera Quindi esistono masse d’aria calda e fredda in continuo movimento sul piano orizzontale che quando vengono in contatto tra loro non si mescolano …

DENSITA’ DELL’ARIA Due liquidi di densità diversa posti in un recipiente una volta messi in contatto non si mischieranno ma il più denso tenderà a porsi sotto il meno denso Nello stesso modo si comporta l’aria Aria calda Aria fredda

DENSITA’ DELL’ARIA Nell’ATMOSFERA il processo è analogo. Quando due masse a diversa densità si incontrano, tenderanno a «stratificarsi» l’una sull’altra. Il movimento che ne nasce creà una perturbazione. Durante questo movimento, la zona di discontinuità tra le due masse si chiama fronte della perturbazione Quando si attua il distacco del fronte dal suolo si ha la fine della perturbazione Aria calda Aria fredda

FRONTI METEO

I FRONTI I fronti possono estendersi fino anche a decine di KM Sono superfici di discontinuità tra masse d’aria a differente densità. Sono in «movimento» a causa della ricerca della «barotropicità» ideale che porta la massa più densa a stratificarsi sotto quella meno densa. Tale movimento è definito «perturbazione» atmosferica I fronti possono estendersi fino anche a decine di KM Sono responsabili di fenomeni meterologici (venti, precipitazioni)

Fronte caldo La massa d’aria calda si muove verso la fredda. Essendo meno densa vi scorre sopra, salendo in alto. Qui, trovandosi a temperature più basse, condensa il suo vapor acqueo formando nubi con estensione orizzontale. Ci saranno precipitazioni non violente, diffuse in ampie zone e persistenti (giorni o settimane)

Fronte Freddo La massa d’aria fredda si muove contro quella calda, si insinua sotto e la solleva. L’aria calda, raggiungendo quote a temperature più basse, condensa il suo vapor acqueo formando nubi con estensione verticale. Ci saranno precipitazioni violente, localizzate e di breve durata.

Fronte Occluso Quando due fronti (caldo e freddo) si incontrano, le loro masse d’aria fredde tendono a unirsi in basso, spingendo e occludendo in quota le masse calde. I fenomeni che ne nascono sono sostanzialemnte simili a quelli precedenti, differenziando: Fronte occluso caldo (vedi fronte caldo) Fronte occluso freddo (vedi fronte freddo)