Meteorologia Nautica CORSO ISTRUTTORE PRIMO LIVELLO ALTURA FIV Cervia 01 - 07 Novembre 2014 Meteorologia Nautica Riccardo Spanu

Corso Primo Livello Fiv Sapere 1° Modulo Saper fare 2° Modulo “Tutor” Sapere Far Fare 3° Modulo

Programma Prima Parte: Introduzione 1. L’atmosfera e la sua circolazione 2. La Carta Sinottica 3. Le Nubi 4. Vento e Brezze 6. Correnti e Maree 7. Onde e Frangenti

Introduzione Chi esce in mare deve conoscere la meteorologia: per la SICUREZZA, per la pianificazione della crociera o della regata, per prepararsi ad affrontare il tempo duro, - per la pianificazione della rotta.

Trovarsi in mare con, colti improvvisamente da un temporale con tuoni e fulmini è una situazione sicuramente poco piacevole e difficile da gestire. Navigare in sicurezza significa anche valutare se è il caso di uscire o meno.

Ricordate sempre di osservare bene la zona dove vi trovate La morfologia della costa può avere effetti notevoli sulle condizioni dei venti locali. Alte scogliere o promontori possono incanalare una brezza di terra, incrementandone la velocità e cambiandone la direzione. E’ consigliato di dotare la propria barca di “stazioncina” meteorologica per la corretta analisi del meteo

1. L’atmosfera e la sua circolazione L’atmosfera è una massa aeriforme che avvolge la terra, costituita da un miscuglio di gas, è composta all'incirca per il 78% di azoto, per il 21% di ossigeno e per l'1% di argon, più altri componenti in quantità minori, vapore acqueo e pulviscolo.

la pressione la temperatura l’umidità L’atmosfera si distingue per tre peculiari caratteristiche fisiche: la pressione la temperatura l’umidità La pressione atmosferica rappresenta il peso della colonna d’aria che sovrasta una superficie unitaria, si misura con il barometro e la sua unità di misura è l’Hecto Pascal: 1 HPa = 1 mb (millibar). La pressione atmosferica varia di continuo, ciò è dovuto a cause diverse come il passaggio di fronti, lo stabilirsi di depressioni o anticicloni.

La differenza della temperatura dell’aria da un luogo ad un altro dipende dalla latitudine, dalla natura del terreno, dalla diversa distribuzione delle terre e delle acque. Essendo l’aria trasparente, essa non viene riscaldata direttamente dal sole, ma riceve il calore dalla superficie terrestre. Di giorno,l’aria sarà più calda sulla terra che sul mare, di notte viceversa. Per umidità si intende la misura della quantità di vapore acqueo contenuto nell’atmosfera. L’umidità è espressa in % fra la quantità di vapore contenuto in un volume d’aria e la massima concentrazione alla stessa temperatura. L’umidità relativa si misura con l’igrometro.

L’umidità dell’aria è in stretta relazione con la temperatura: più la temperatura è elevata, più grande è la quantità di vapore acqueo che l’aria può contenere. La variazione di questi tre elementi determina le condizioni del tempo meteorologico.

L'aria sovrastante le regioni calde, riscaldandosi si dilata, diventa più leggera e si innalza, assumendo una pressione (un peso) minore. Ne deriva che nelle zone più calde la pressione è più bassa che nelle regioni più fredde dove l'aria, raffreddandosi e quindi diventando più densa, assume una pressione maggiore. Avremo, pertanto, bassa pressione nelle regioni più calde, alta pressione nelle regioni più fredde.

Il vento dovrebbe, a prima vista, soffiare dalle alte verso le basse pressioni con direzione normale ai paralleli; invece si orienta come in figura.

Questo perché la rotazione della Terra introduce una forza, detta forza di Coriolis che tende a far deviare ogni cosa mobile verso la destra del proprio movimento nell'emisfero nord e, verso la sinistra del proprio movimento, nell'emisfero sud.

2. La Carta al Suolo “Sinottica” Saper interpretare una carta Sinottica è fondamentale per capire cosa sta succedendo dal punto di vista meteo. Le linee dette Isobare rappresentano punti di uguale pressione, le lettere rappresentano le zone di Alta e Bassa pressione. Sono inoltre evidenziati i tipi di fronti in arrivo (caldo, freddo, occluso).

Vediamo adesso la carta di analisi al suolo “SINOTTICA”

Zone di Alta e Bassa pressione                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               

Fronte caldo Fronte freddo Si ha un fronte caldo quando una massa d'aria più calda (quindi anche più umida) si avvicina ad una più fredda (e meno umida). In questo caso l'aria calda, più leggera, sale sopra quella fredda, raffreddandosi e causando anche piogge leggere o nevicate al passaggio del fronte. L'aria fredda sottostante, perché più pesante (ovvero densa), fa più attrito sul terreno e quindi si sposta lentamente. Per questo motivo i fronti caldi e le perturbazioni che li accompagnano possono durare anche alcuni giorni. Fronte freddo Si ha un fronte freddo quando una massa d'aria fredda (quindi meno umida ma più densa) si avvicina ad una massa più calda e pertanto più leggera e più umida. In questo caso l'aria fredda si incunea sotto quella calda, facendola salire. Lungo il fronte si possono generare fenomeni meteorologici anche violenti, come temporali, vento forte, tempeste e bufere, ma i fronti freddi passano velocemente, anche in poche ore, lasciando dopo il loro passaggio aria fredda e asciutta. Il fronte freddo può essere lento o veloce (ma sempre più veloce di quello caldo). Le nubi caratteristiche del fronte freddo sono a sviluppo verticale cumuli e cumulunembi,

Fronte stazionario Si ha un fronte stazionario quando di due masse d'aria a contatto nessuna delle due riesce a sostituire l'altra. Si ha pertanto una situazione di stallo con eventuali fenomeni precipitativi che possono durare anche molti giorni simili a quelli di un fronte caldo, finché o il fronte si dissolve oppure si tramuta in un fronte caldo o un fronte freddo. Fronte occluso Si ha un fronte occluso quando un fronte freddo (quindi più veloce) raggiunge un fronte caldo. Il fronte occluso può essere a carattere caldo o a carattere freddo, a seconda delle temperature: se un fronte freddo a 5 °C raggiunge un fronte caldo a 7 °C che sovrasta una massa d'aria a 3 °C, entrambi salgono sopra quest'ultima, generando una situazione simile al fronte caldo. Se invece il fronte freddo ha l'aria più fredda di tutte si incunea sotto tutte e due le masse d'aria generando una situazione simile al fronte freddo. I fenomeni del fronte occluso sono però più violenti (spesso genera temporali) e persistenti. Sulle carte meteorologiche difficilmente si fa la distinzione fra i due tipi di fronti occlusi: se c'è nel fronte occluso a carattere caldo i semicerchi sono pieni e i triangoli vuoti, in quello a carattere freddo i triangoli pieni e i semicerchi vuoti. Il fronte occluso a carattere caldo però è più frequente.

Ancora un riepilogo immagine Fronte Freddo Simbolo sinottico .                                                                                                                                                                                                                                                         immagine Fronte Freddo                                             Simbolo  sinottico .                                                                                                                                                                                                   immagine Fronte caldo                                                Simbolo  sinottico

In via generale possiamo affermare che: - il tempo cattivo si associa alla bassa pressione; - il tempo bello e soleggiato all'alta pressione; - se le isobare sono molto ravvicinate, il vento soffierà FORTE; - se le isobare sono molto distanti tra loro, il vento sarà debole o addirittura assente.

Ecco come possiamo fare delle previsioni dalla lettura degli strumenti: • Pressione con valori medi e umidità del 60-80%: Tempo variabile • Pressione alta e umidità normale: Tempo bello • Pressione bassa, umidità e temperatura con valori alti: Tempo brutto • Pressione in aumento, umidità e temperatura in diminuzione: Tendenza al bello • Pressione in diminuzione, umidità e temperatura in aumento: Tendenza al brutto • Pressione che diminuisce rapidamente: Previsto tempo brutto di breve durata e di forte intensità • Bassa pressione che diminuisce ancora rapidamente: Probabile tempesta in arrivo • Pressione in lenta diminuzione: Cattivo tempo di lunga durata

Aria Fredda Aria Calda

Ecco come possiamo fare delle previsioni dall’osservazione diretta: • Cielo sereno, o poco nuvoloso con venti leggeri e a regime di brezza di provenienza dal primo e quarto quadrante: Tempo bello • Formazioni verticali di nuvole (cumulonembi, cirri, o cirrostrati), con venti dal II° e III° quadrante: Un progressivo peggioramento del tempo • Se i venti modificano la propria provenienza ruotando in senso antiorario: Il tempo cambia in peggio • Se i venti modificano la loro provenienza ruotando in senso orario: Il tempo è in miglioramento • Cielo notturno sereno, con stelle molto brillanti, e mattino limpido ma di azzurro intenso: Previsti venti forti • La luna contornata da un alone e pressione bassa: Pioggia in arrivo

4. Vento e Brezze Possiamo definire il Vento come aria in movimento, è il moto quasi orizzontale che l'aria compie rispetto alla superficie terrestre. Come abbiamo visto si genera dalla differenza di pressione atmosferica tra zone diverse, rappresenta uno dei parametri meteorologici più significativi per la navigazione marittima. Il navigante può misurare l’intensità del vento in m/s (Metri al secondo) trasformati per praticità un Nodi con il seguente rapporto: 1 m/s = 1.943 Nodi

Cosa possiamo “Capire” in questa foto?

BREZZE Un aspetto fondamentale per chi opera in mare è conoscere le Brezze. Il meccanismo che forma la brezza di mare è alquanto semplice. Poiché il mare si scalda più lentamente della terra, si crea una grande differenza di temperatura L’aria che staziona sulla terra, più calda e quindi più leggera, sale, lasciando posto all’aria fredda che stazionava sul mare. Questo forma un movimento convettivo di aria dal mare verso la terra, formando quella che chiamiamo brezza di mare: questo fenomeno accade quando c’è irradiazione solare, cioè di giorno.

Ecco la brezza di giorno che proviene dal mare:

Di notte invece, il processo si inverte e si forma un movimento di aria dalla terra verso il mare chiamato, appunto, brezza di terra.

Un pò di cose pratiche sul vento: Sappiamo che il vento risente degli ostacoli della superficie terrestre, che provocano un aumento o una sua diminuzione di velocità, lo fa “adagiare” o lo deforma in base alla configurazione locale. Urtando contro la costa, è obbligato a seguirne l'andamento creando un flusso deviato. Per esempio, lungo le coste occidentali dell'Istria il vento di SE (Scirocco) assume la direzione sud. Lungo le coste tirreniche, in presenza di venti da W (Ponente), il flusso assume un andamento parallelo alla costa, aumentando in velocità.

E’ facilmente intuibile che quando il vento s’incanala fra due isole o fra due promontori montagnosi, si crea una “strozzatura”, il flusso orizzontale, quindi rinfresca e diviene turbolento: esempi tipici? le Bocche di Bonifacio e lo Stretto di Messina. Se il canale è fra coste quasi pianeggianti, si producono intensi vortici. Fuori dal canale, il mare può essere anche calmo.

Nelle zone sottovento ad un rilievo montuoso si avrà un flusso di aria discendente (effetto catabatico) il quale manterrà calmo il mare adiacente se si tratta di aria calda (essendo più leggera tenderà a mantenersi in alto); se il vento è freddo, oltrepassato il rilievo montuoso, stramazza impetuosamente seguendo l’andamento del terreno. Praticamente ciò che determina la bora e la tramontana.

Conoscere il vento e il moto ondoso superficiale da questi determinato è per chi naviga è rilevante. I due fenomeni sono talmente connessi che nell'uso comune si tende a confondere "forza del vento" e "forza del mare" identificandoli come un fenomeno unico. Come ovvio gli effetti negativi del vento sono molto più importanti in mare piuttosto che sulla terraferma ove gli ostacoli e l'assenza del moto ondoso rendono sopportabili venti di velocità più elevata.

5. Le Onde e i Frangenti La superficie del mare è percorsa da onde che, prodotte dall’azione del vento, si propagano secondo la direzione di quest’ultimo. Elementi di un’onda: Lunghezza: distanza fra due creste successive Velocità: spazio, in metri, percorso dalla cresta in un secondo Periodo: intervallo di tempo (in secondi) fra il passaggio di due creste rispetto ad un punto fisso Ripidità: rapporto fra altezza e lunghezza.

Il concetto di onda viene spesso travisato dai non addetti ai lavori. Chiariamo subito che un’onda è uno spostamento di energia e non di materia. Questo concetto è ben evidente se si pensa alle onde radio, non c’è nulla che si sposti eppure noi riceviamo segnali a molti Km di distanza. In mare questo vuol dire che l’acqua, e ciò che vi galleggia sopra, non si sposta al passaggio di un’onda, essendo solo il mezzo in cui si propaga la perturbazione.

Dando la classica frustata ad una corda vincolata ad un muro si vede chiaramente che la corda resta ferma al suo posto, oscilla solo attorno al suo punto di equilibrio, mentre l’onda si muove fino alla parete.

Quello che succede è solo un’oscillazione attorno alla posizione iniziale. Esempio classico è quello del tappo di sughero che galleggia, salendo e scendendo al passaggio delle onde, senza però avanzare di un centimetro. Ma tutti noi abbiamo visto un surfista, che avanza velocemente su di un onda! come si può spiegare Bene, finché l’onda non frange vale il discorso appena fatto.

Quando però l’onda diventa troppo alta e ripida la sua cresta precipita verso il basso creando quel famoso baffo di schiuma che altro non e’ che un FRANGENTE. E’ il il vero pericolo per chi naviga. Onde non frangenti di 10 metri di altezza non sono assolutamente pericolose (se non per il mal di mare) mentre frangenti anche piccoli possono causare gravi danni.

Adesso sappiamo che una barca investita da un'onda NON frangente semplicemente si alza e si abbassa. Con onde alte  si crea un movimento sicuramente spiacevole, ma non esiste pericolo per la barca. Ma se c’e Frangente….. Esiste un reale pericolo!!!!

In caso di frangenti osservate sempre queste regole: - non fidatevi delle onde frangenti anche se piccole, cercate di farvi prendere di poppa per evitare di venir traversati,  evitate di farvi portare in surf dalla cresta del frangente. - con vento forte ogni tante onde normali appare un frangente, quindi attenzione. - anche un frangente piccolo può traversare una barca,  coricarla di fianco e trascinarla. - la barca senza vele si traversa al mare ed è più indifesa ai frangenti, se potete portate sempre un po' di tela

Il fetch Tratto di mare libero nel quale il vento spira con direzione e velocità costante

Onda interazione tra vento e corrente Vento e corrente marina con direzione uguale: l’onda aumenta di velocità, diminuisce l’altezza. Meno ripida Vento e corrente marina con direzione contraria:l’onda diminuisce la velocità e la lunghezza, aumenta la sua altezza. Maggiore ripidezza Il cambio della marea può modificare rapidamente lo stato del mare: onda di 60 m alta 1,3m scontrandosi con una corrente di 3 nodi assume una lunghezza di 40m e una altezza di 2m, la sua velocità diminuisce da 18 a 14 nodi La corrente marina del bacino del mediterraneo, generata dalla differenza di salinità con l’oceano Atlantico, entra dallo stretto di Gibilterra, devia a destra (Coriolis) e ha una velocità di circa 1 nodo

6. LE CORRENTI E LE MAREE Con il termine correnti marine viene indicato il movimento di massa d'acqua.

Con il termine correnti marine ci si riferisce al movimento di massa d'acqua non collegato alla marea o al moto ondoso. Le correnti, di cui il navigante nota solo l'effetto superficiale, esistono lungo tutta la massa d'acqua, e talvolta solo in determinati strati senza causare effetti visibili in superficie. Le correnti sono presenti prevalentemente in acque profonde ed in mari aperti.

Possiamo distinguere le correnti in: Correnti di marea con ciclo temporale ben definito. Correnti marine che sono permanenti (stazionarie) possono essere classificate in base alle cause che le creano (correnti di gradiente e correnti di deriva) oppure in relazione alla temperatura dell'acqua (correnti calde o fredde). Correnti stagionali (o semipermanenti)

Quello che noi notiamo maggiormente è il moto orizzontale delle correnti superficiali che è causato dall'azione combinata di: correnti di gradiente correnti di deriva. Le correnti di gradiente sono dovute alla differenza di pressione su luoghi diversi della superficie del mare ed alla differenza di densità delle masse d'acqua adiacenti.

Le correnti di deriva sono dovute all'azione di trascinamento creato dall'attrito esistente tra la massa d'aria in movimento (vento) e la massa d'acqua superficiale del mare. I forti venti costanti come gli alisei dell’ Oceano Atlantico, o i monsoni dell'Oceano Indiano, sono la causa di correnti di deriva costanti L 'intensità della corrente di deriva a regime è pari a circa l'1,5 % della velocità del vento che l'ha generata, velocità che dipende dall'ampiezza dello specchio d'acqua sopravvento e libero da ostacoli, denominato fetch.

Il moto orizzontale della massa d'acqua superficiale è quello di maggior interesse per il diportista. Pertanto ogni volta che dobbiamo navigare occorre informarsi anche delle correnti e della possibile formazione del fetch

Adesso parliamo delle maree Le maree sono spesso trascurate dai navigatori mediterranei perché, nel nostro piccolo mare chiuso, sono di modesta entità. Chi invece si trova a navigare in mari come la Manica, dove il livello del mare può variare di alcuni metri, non può assolutamente ignorare questo fenomeno: esistono infatti porti accessibili solo con alta marea e isole che diventano terraferma quando scende la marea.

A determinare le maree è in primo luogo la luna che ha una sua attrazione gravitazionale. Visto che la terra per tre quarti è liquida riesce a deformarsi.

Visto che la luna esercita una certa attrazione sulla terra lo farà anche il sole, infatti quando il sole e la luna sono in congiunzione "tirano" dalla stessa parte, la forza di attrazione sarà maggiore    

quando sole e luna sono in congiunzione o in opposizione avremo le maree sizigiali, ovvero le massime escursioni.    

Come abbiamo visto lo spostamento di queste enormi masse di acqua provoca correnti di marea, che non seguono una regola generale ma sono influenzate da molteplici fattori, raccomandiamo pertanto di raccogliere informazioni sia dai portolani che da specifiche carte. Questo vale soprattutto se si naviga in bassi fondali, negli stretti o vicino alla foce dei fiumi. In questi casi infatti si possono formare delle correnti molto forti e improvvise a causa di una inversione di marea.

Uno degli strumenti più attendibili per la misurazione della corrente marina è il radar costiero in HF. Si tratta di un dispositivo rivolto alla determinazione della direzione ed intensità delle correnti marine superficiali in un’area costiera basato sulla trasmissione verso la superficie marina di un segnale elettromagnetico ad alta frequenza e sulla ricezione del segnale riflesso dalla superficie stessa.

La misurazione delle correnti è effettuata con diversi metodi, tra i più utilizzati vi è la mappa dinamica delle correnti ricavata dalle osservazioni SeaSonde.

Il monitoraggio è necessario sia per la navigazione che per il rischio Ambientale.

La deriva, che in genere non viene avvertita in navigazione La deriva, che in genere non viene avvertita in navigazione. Si rileva con punti nave successivi. Può causare, specie nelle navigazioni più lunghe errori di “fuorirortta” pertanto occorre compensare l’errore. I metodi per tenere conto della corrente in genere si basano sulla soluzione grafica del  triangolo della corrente. Nella pratica della navigazione, si ritraccia la nuova Pv (Prora Vera) correggendola con i gradi che abbiamo rilevato riportando la corrente sulla carta.

Fine prima parte