L’umidità atmosferica Quando parliamo di umidità, ci riferiamo a uno dei vari modi di specificare il contenuto di vapore acqueo nell’atmosfera Umidità assoluta = massa di vapore presente per unità di volume espressa in grammi/metro cubo. Si può figurare come la densità di vapore Umidità specifica = massa di vapore contenuto in una unità di massa di aria (aria secca più vapore) espressa in grammi/kilogrammo. Questa misura, dipendendo solo dalla massa e non cambia al variare di temperatura o pressione. Umidità relativa = rapporto percentuale tra il vapore acqueo contenuto in una unità di volume di aria e il vapore acqueo necessario per raggiungere la saturazione a una data temperatura Rapporto di mescolanza = massa di vapore acqueo contenuto in una unità di massa di aria secca. Espresso in grammi/kilogrammo Temperatura di rugiada = temperatura alla quale deve essere raffreddata l’aria, a pressione costante e contenuto di vapore costante, affinchè raggiunga la saturazione.

L’umidità atmosferica

L’umidità atmosferica

L’umidità atmosferica

L’umidità atmosferica Un’altra misura per determinare la quantità di vapore acqueo presente nell’atmosfera è la pressione che le molecole di vapore acqueo esercitano: La pressione di vapore La frazione di pressione esercitata da un gas in una miscela di gas, dipende dalla frazione di molecole di quel gas Es. se la pressione atmosferica è di 1000 hpa e la frazione di vapore acqueo è uguale all’ 1%, la pressione di vapore sarà uguale a 10 hpa

L’umidità atmosferica La pressione di vapore di saturazione è la massima pressione di vapore ad una data temperatura

Relative Humidity and Dew Point Parcel A Parcel B Pressure at 1000 mb T = 10 oC (50 oF) e = 12.3 mb es = 12.3 mb T = 20 oC (68 oF) e = 12.3 mb es = 23.7 mb RH = (e / es) x 100 = 100% RH = (e / es) x 100 = 52% Therefore: Td = 10 oC for Parcel B Dew point = Temperature to which air must be cooled at constant pressure to reach saturation. It is a measure of the air’s actual water vapor content. Relative Humidity is a measure of the degree of saturation of the air.

L’umidità atmosferica

L’umidità atmosferica

La stabilità atmosferica

La stabilità atmosferica I principali “attori” che intervengono nella determinazione della stabilità atmosferica sono: La pressione = forza/superficie. Se una particella d’aria ha una pressione maggiore dell’ambiente circostante, si espande La densità = massa/volume La temperatura Il contenuto di umidità

La stabilità atmosferica Pressione, Temperatura e Volume di una particella di gas sono legate dalla relazione : Per un gas ideale: dove n è il numero di Moli del Gas e R è la costante dei gas Se due particelle di gas hanno la stessa pressione, allora il gas più caldo ha una densità minore Questo dipende dal fatto che la formula dei gas perfetti può essere scritta

La stabilità atmosferica Processo Adiabatico In una particella d’aria che si espande, senza scambi di calore con l’ambiente circostante, aumentano il suo volume, e diminuiscono la pressione e la temperatura In meteorologia ci concentriamo sulle varizioni di temperatura Un processo adiabatico è reversibile Se la particella d’aria non raggiunge la saturazione, il raffreddamento o il riscaldamento avviene con un gradiente adiabatico secco Constante nella nostra atmosfera 10 oC / km Se la particella d’aria raggiunge la condensazione il raffreddamento avviene con un gradiente minore: Gradiente adiabatico umido = 6°C /Km Perche?

La stabilità atmosferica Se la particella d’aria raggiunge la condensazione Condensazione (RH = 100%), Rilascio di calore latente Calore Latente attenua in parte il raffreddamento Il raffreddamento avviene con un gradiente minore: Gradiente adiabatico umido Non è costante, varia con la temperatura e l’umidità Valore medio ~ 6 oC / km Non è reversibile (calore aggiunto, umidità rimossa) Processo pseudo-adiabatico

Assolutamente Stabile

Assolutamente Instabile

Condizionatamente Instabile

Sviluppo di una nube temporalesca

Effetto Orografico Stau - Foehn

Il diagramma termodinamico Modo conveniente di visualizzare la struttura verticale dell’atmosfera Determina quantità meteorologiche non rilevate Sia osservazioni mediante radiosonde, che previsioni da modelli

Skew-T diagram

Skew-T diagram Isobars

Skew-T diagram Isotherms

Skew-T diagram Dry adiabats

Skew-T diagram Moist adiabats

Skew-T diagram Saturation Mixing Ratio