Corso Meteo
Corso meteo
a cura di Vittorio Villasmunta
Obiettivi del corso
Il corso
La sicurezza
Si parte....
Il metodo sinottico
L'orario universale
Brevissimo cenno alla terminologia scientifica
Ritorniamo alla nostra cartina al suolo ...
Il vento
L'origine del vento
Due parole sulla struttura dell'atmosfera
Un altro piccolo passo nell'interpretazione della cartina
A caccia di indizi
La tendenza barometrica
Maltempo e bassa pressione
Tipi principali di nubi
Obiettivi del corso
Dal punto di vista metodologico, esistono due modi per affrontare un
corso di meteorologia dedicato agli istruttori di vela: o una meteorologia
intesa a spiegare i concetti oppure una meteorologia applicata, che
si occupa essenzialmente del comportamento da tenere sul campo di regata
finalizzato a trarre il maggior profitto dalle condizioni meteorologiche.
Diciamo subito che quest'ultimo non costituisce il nostro obiettivo,
anche se qualche indicazione utile talvolta potremo trarla.
L'obiettivo di questo corso è l'insegnamento di concetti di meteorologia.
Non dobbiamo infatti dimenticare che quanto voi imparerete vi servirà
senz'altro nella vostra vita professionale, ma vi sarà d'ausilio
soprattutto quando cercherete di travasare qualche concetto agli allievi.
Allievi la cui età solitamente si aggira dai sette ai quindici
anni. Nel corso della lezione, anche con i vostri suggerimenti, tenteremo
di individuare degli esempi che possano poi essere usati per spiegare
i concetti elementari agli allievi, non trascurando la necessità
di adottare un linguaggio più o meno semplice a seconda dell'età
degli stessi
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Il corso
Sotto l'impulso di una accresciuta consapevolezza dell'importanza della
meteorologia, le ore dedicate a questa materia, da quest'anno, sono
aumentate, per un totale di cinque ore. Ciò ha consentito di
introdurre due argomenti precedentemente trascurati, ovvero temperatura
e umidità.
Ad ogni modo, lo schema classico delle lezioni di questo corso è
rappresentato in figura 1. Esso rappresenta soltanto una traccia indicativa
di quello che andremo a dire. In realtà parleremo a braccio cercando
di seguire questo schema senza esserne saldamente vincolati.
Nella prima ora ci occuperemo del vento, nella seconda ora parleremo
della pressione atmosferica al suolo, poi, la prossima volta, continueremo
eventualmente il discorso sulla pressione atmosferica, parleremo poi
dello stato del mare e infine, nell'ultima ora a nostra disposizione,
faremo qualche cenno alle previsioni del tempo, intese come riconoscimento
di piccoli indizi. Tuttavia gran parte del nostro viaggio nella meteorologia
sarà finalizzato alle previsioni a brevissimo termine che, in
molti casi, potranno garantirci la sicurezza.
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La
sicurezza
Il primo concetto fondamentale, per chi ha responsabilità nei
confronti di minori, è quello di operare in assoluta sicurezza,
che non si ferma soltanto alle attrezzature che vengono caricate a bordo
(ad esempio, quelle che garantiscono il galleggiamento):
la sicurezza riguarda anche tutte quelle azioni preventive tese ad evitare
di trovarsi in situazioni spiacevoli. E questo è tanto più
vero, quanto più piccoli sono i bambini. Trovarsi in mare con
bambini piccoli, colti improvvisamente da un temporale con tuoni e fulmini,
riduzioni della visibilità a causa di forti precipitazioni, colpi
di vento, ecc. è una situazione sicuramente poco piacevole e
difficile da gestire. Lavorare in sicurezza significa soprattutto pianificare
in modo che, se le condizioni meteorologiche sono previste in peggioramento,
si possa valutare, anche personalmente costruendosi una propria esperienza,
se uscire o meno.
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Si
parte...
Iniziamo subito il nostro viaggio nella meteorologia partendo dalla
cosiddetta carta di analisi al suolo. La prima cosa che intendo insegnarvi
è l'interpretazione della cartina rappresentata in figura 2.
Si tratta di una carta detta di analisi al suolo. Vi vediamo rappresentata
una geografia appena accennata che riproduce l'Europa con l'Italia al
centro e i mari circostanti.
Per ora dimentichiamocene, perché affinché possa effettivamente
dirci qualcosa, dobbiamo far nostri alcuni concetti fondamentali.
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Il
metodo sinottico
Uno degli strumenti fondamentali della meteorologia è costituito
dal metodo sinottico In cosa consiste
?
Consiste nel tenere sott'occhio i parametri del tempo osservati alla
medesima ora. Riportando i dati osservati dalle singole stazioni meteorologiche
su una cartina geografica, ottengo delle raffigurazioni mediante linee
che non sono prive di significato.
C'è una differenza sostanziale nei modi di avvicinarsi allo studio
del tempo.
Le modalità sono essenzialmente due:
o fisso il tempo (cronologico) o fisso lo spazio.
Mi spiego: se fisso lo spazio, cioè qui, e faccio scorrere le
ore, io, singolo osservatore, vedo il tempo così come si evolve
dove mi trovo. Ma così facendo, ho una visione molto limitata.
Per gli scopi pratici può tornare utile, ma non sapremo mai cosa
sta accadendo in genere: osservo solamente come cambia il tempo sul
posto dove sono. Rileverò che il vento sta cambiando di direzione
o d'intensità, che la temperatura sta calando o aumentando, ma
comunque variazioni sempre riferite ad un singolo luogo.
Questo tipo di approccio non ci consente di "capire" il tempo.
Per ottenere una maggior comprensione, dobbiamo adottare il metodo sinottico.
In buona sostanza, questo metodo capovolge le impostazioni del precedente
approccio, fissando il tempo (adesso) e ampliando lo spazio (l'Italia,
l'Europa, ecc.).
Ad esempio, voglio conoscere ora qual è la distribuzione della
pressione su un'area più o meno ampia. Quello che sto facendo
è un allargamento della visuale, da cui deriva il termine "sinottico",
che significa "visione d'insieme".
Un esempio molto semplice per capire la necessità di questa visione
sinottica dei parametri meteorologici (vedi figura 3), è quello
della partita di calcio.
Se mi soffermo a esaminare soltanto le variazioni locali della pressione,
è come se la telecamera indugiasse sempre sullo stesso calciatore.
Il risultato quale sarebbe?
Che io potrei apprezzare i virtuosismi del giocatore. Però probabilmente,
alla fine della partita, non riuscirei a capire nemmeno chi ha vinto
e chi ha perso.
Se fisso lo sguardo su un particolare, senza tener conto di tutto il
resto, riesco senz'altro ad apprezzare quel particolare, ma non capisco
tutto il resto.
Diverso è invece se inquadro un'area più ampia: mi si
apre una visione maggiore, e comincio a capire (conoscendo le regole
del calcio, ovviamente) perché quel giocatore si comporta in
una determinata maniera. Vedo, infatti, la sua relazione con gli eventi
circostanti. Chi frequenta gli spalti dello stadio sa quale enorme differenza
esiste fra guardare la partita in tivù oppure vedersela allo
stadio. La mia visione (e quindi la mia comprensione), infatti, si allarga
a tutto il campo di gioco e non più ad una singola porzione di
esso.
Bene, anche per la meteorologia è così.
Se voglio sapere cosa sta accadendo al tempo, devo avere una visione
su un'area geografica sufficientemente ampia. Solo in questa maniera
riuscirò a capire, ad esempio, perché il vento sta ruotando.
L'osservatore locale non può far altro che rilevare la rotazione
del vento, magari associandola talvolta a miglioramenti e peggioramenti
delle condizioni meteo: senza tuttavia capire come si inserisce nel
tutto questo avvenimento.
In conclusione, per poter appena affrontare il discorso delle previsioni,
bisogna senz'altro tenere sotto controllo le variazioni locali dei parametri
meteo, ma avendo bene in mente qual è la situazione generale
del tempo, avendo consultato le cartine meteo.
Un tempo, esse erano disponibili solo ai professionisti della meteorologia.
Oggi tutti le possono consultare: in tivù, sui giornali, oppure
attraverso internet, che mette a disposizione una quantità impressionante
di informazioni.
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L'orario
universale
Abbiamo detto che il metodo sinottico necessità della contemporaneità
delle osservazioni: sulla nostra cartina, ad esempio, sono riportati
valori di pressione al suolo riferiti tutti alla medesima ora.
Per far ciò in tutte le nazioni del mondo vale un unico orario
per le osservazioni, detto ora UTC (o Z, in alcuni ambienti).
Detta ora è quella del meridiano di Greenwich (presso Londra).
Ad esempio, in questo momento sono le 1640 UTC qui come in Nuova Zelanda,
notoriamente agli antipodi dell'Italia.
Riprendendo la nostra cartina, essa riporta in basso a sinistra le 1200
UTC: questo significa che le osservazioni sono state effettuate alla
medesima ora ovunque esse siano state compiute.
Con osservazioni fatte alla medesima ora, posso permettermi il lusso
di tracciare una cartina come questa.
Per il momento ci limitiamo a capire i segni principali, successivamente
entreremo nel dettaglio.
La prima cosa da sapere è che le linee raffigurate rappresentano
delle isobare, e sono linee che uniscono punti aventi la medesima pressione
riferita al suolo.
Per comodità, spesso si riportano in corrispondenza delle linee,
le ultime due cifre del valore della pressione, poiché non c'è
timore di sbagliarsi. 16, quindi, sta a significare 1016 hPa, 20 sarà
1020 hPa. Non si può sbagliare perché l'arco di variazione
delle pressione va da all'incirca da 960 a 1050 hPa. Per cui una pressione
di 66 sarà 966 hPa e non 1066 hPa.
In figura 4 sono rappresentate le isobare, con il valore della pressione
espresso con tutte e quattro le cifre.
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Brevissimo
cenno alla terminologia scientifica
Abbiamo detto che le linee rappresentate assumono il nome di isobare.
Nelle scienze, solitamente si adoperano termini di origine greca, latina,
e più raramente araba. La parola isobara racchiude due elementi
che troviamo spesso in meteorologia:
iso, che significa uguale
baro, che sta per peso dell'aria.
Per fare un esempio, isoterma, è una linea che non unisce più
la pressione, ma punti che hanno la medesima temperatura.
Barometro sarà lo strumento per la misura quantitativa della
pressione, termometro, lo strumento per la temperatura.
Per l'umidità si usa il prefisso "igro-", per cui igrometro
sarà lo strumento per misurare l'umidità relativa.
Come vedete, è un rincorrersi di pochi termini.
In sintesi, diremo che:
"baro-" sta per pressione
"termo-" sta per temperatura
"igro-" sta per umidità
"iso-" significa uguale
Per gli strumenti, invece si adoperano i seguenti suffissi:
"-scopio", ovvero osservo soltanto;
"-metro", ovvero misuro;
"-grafo", ovvero scrivo.
Questo rappresenta il nostro vocabolario di base da cui potremo trarre
gran parte delle parole.
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Ritorniamo
alla cartina del suolo
Adesso sappiamo che questa è una cartina che riporta le pressioni
che le stazioni meteo hanno registrato al suolo alla medesima ora.
Sappiamo che le linee rappresentano delle isobare, riusciamo a capire
i valori di pressione ivi riportate.
Tuttavia vi sono delle linee di cui non conosciamo ancora il significato:
alcune sono intervallate da triangolini, altre da semicerchi, altre
ancora riportano insieme triangolini e semicerchi.
La linea con i triangolini rappresenta il fronte freddo (fig.5), quella
con i semicerchi, il fronte caldo (fig.6), quella con tutt'e due, il
cosiddetto fronte occluso (fig.7).
Abbiamo così preso visione "grafica" dei principali
tipi di fronti, di cui parleremo più ampiamente nella prossima
lezione.
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Il
vento
Prima di parlare del vento in sé stesso, vorrei parlarvi di ciò
che origina il vento stesso.
Cos'è il vento?
Innanzitutto, è la nostra fonte di propulsione sul mare, ovvero
ciò che ci consente, gonfiando le vele, di far muovere la nostra
imbarcazione (a patto di non mettere la prua nel vento!).
Senza vento, non si va da nessuna parte.
Una definizione di vento potrebbe essere "movimento orizzontale
di particelle d'aria".
L'aria si anima di un moto che viene quindi chiamato vento.
Esistono moti verticali dell'aria nell'atmosfera?
Certamente, ma non chiameremo vento questi moti: è un termine
che preferiamo dedicare agli spostamenti orizzontali dell'aria (ovvero
quelli paralleli o quasi, alla superficie marina).
L'origine
del vento
L'origine del vento va ricercata, in primissima battuta, in un fatto
squisitamente astronomico. Voi vi chiederete come.
E' un fatto astronomico talmente importante, da essere fondamentale
per l'esistenza stessa di tutte le specie viventi sulla Terra.
Noi, anno dopo anno, constatiamo il succedersi delle stagioni.
Perché esistono le stagioni?
Esistono perché l'asse di rotazione della Terra non è
perpendicolare al piano dell'orbita intorno al Sole (piano dell'eclittica).
Questo concetto fondamentale può essere spiegato disegnando sulla
lavagna la nostra stella, il Sole. Esso è la fonte della grandissima
parte di tutta l'energia che giunge sulla superficie terrestre. Una
piccola parte di energia è quella interna, o geotermica, che
esiste proprio perché la Terra possiede un "cuore"
molto caldo: tuttavia i suoi effetti sulla Terra in termini di calore
sono pressoché nulli (una manifestazione di ciò sono le
eruzioni vulcaniche).
La posizione della Terra rispetto al Sole è inclinata, cioè
l'asse di rotazione terrestre ha un'inclinazione ben definita che si
mantiene costante per migliaia di anni (salvo un piccolo movimento stesso
dell'asse terrestre).
Questa inclinazione fa sì il riscaldamento della superficie terrestre
dovuto all'energia solare non sia la stesso ovunque.
Dimostrazione di ciò è l'esistenza stessa delle calotte
polari e delle regioni equatoriali. Quindi ci sono sicuramente dei posti
sulla Terra dove fa più caldo e dove invece fa più freddo.
Detto in poche parole: esistono delle differenze termiche.
Guardando la figura, a che stagione corrisponde per noi quella posizione
della Terra?
Quando la Terra si trova in quella posizione, per noi è inverno,
mentre nell'emisfero australe è estate.
Vedete bene che il riscaldamento della superficie terrestre varia molto
in relazione all'inclinazione della superficie stessa rispetto ai raggi
solari. Se i raggi solari giungono più o meno perpendicolari
alla superficie, il riscaldamento sarà più elevato. Se
invece giungono molto inclinati, il riscaldamento sarà molto
basso (per unità di superficie).
E' proprio da queste differenze di riscaldamento
che prende origine il vento.
Se non ci fosse il vento a portare aria più calda verso i Poli,
e aria più fredda dai Poli verso l'Equatore, accadrebbe che i
Poli si raffredderebbero sempre piu mentre l'Equatore tenderebbe a surriscaldarsi
(non essendovi smaltimento del calore man mano che si accumula). Il
risultato, nefasto, di tutto ciò, è l'impossibilità
della vita sul nostro pianeta, a causa di un ambiente molto ostile.
Vi ricordo che basta la variazione di pochi gradi della temperatura
media globale per scombussolare le cose. L'estinzione dei dinosauri,
ad esempio, fu probabilmente dovuta al raffreddamento della Terra causato
dall'oscuramento del Sole dovuto alle fitte polveri sollevate dall'impatto
di un meteorite, con interruzione, quindi, della catena alimentare.
Avete sentito tutti parlare dell'effetto serra. Esso presuppone il riscaldamento
medio di qualche grado, con gravi conseguenze sui ghiacci perenni, come
quello dei ghiacciai, o dell'Antartide o della Groenlandia. Il conseguente
innalzamento del livello del mare inonderebbe le coste, con cessazione
di tutte le attività ivi svolte.
Fortunatamente interviene questo scambio di calore fra Poli ed Equatore,
e questo scambio è operato proprio dal vento.
A questo punto vi domanderete: ma come avviene?
Siamo nell'ambito della circolazione generale dell'atmosfera. Le cose
che diciamo possono sembrarvi lontane dalla pratica di tutti i giorni:
in realtà i concetti esposti sono alla base della meteorologia,
e ci serviranno puntualmente in tutte le cose che andremo a dire da
qui in poi.
I concetti generali vi daranno la chiave di lettura di molti meccanismi
anche a piccola scala.
L'idea fondamentale è che l'aria, quando si riscalda, diventa
meno densa e perciò più leggera.
Ovviamente, vale anche il contrario: se l'aria si raffredda, diventa
più densa e quindi più pesante.
La densità di un corpo è il rapporto che intercorre tra
la sua massa e il volume che occupa. Se prendo due scatole di uguale
dimensione, ed uno lo riempio con 50 fazzoletti, mentre nell'altro ce
ne metto solo dieci, quale sarà quello più pesante?
Ovviamente, la scatola che ne contiene 50, che è molto più
"denso" di quello che ne contiene soltanto 10.
Un corpo, perciò, più è denso, più è
pesante.
Indirettamente, questo concetto è lo stesso che vi consente di
mantenere a galla le imbarcazioni (principio di Archimede).
Disegniamo un bel globo terrestre, completo di asse di rotazione. Aggiungiamo
la linea che segna l'Equatore.
Diciamo che ai Poli fa molto freddo, e all'Equatore fa molto caldo.
Introduciamo ora un secondo concetto di fondamentale importanza:
secondo voi, l'aria si riscalda per effetto del Sole?
Molti di voi risponderanno istintivamente di sì.
E allora vi chiedo: se andate in alta montagna, le temperature sono
più alte o più basse generalmente rispetto alla pianura?
Conseguentemente, siete portati a rispondere che fa più caldo
perché siamo più vicini al Sole. Ma qualcosa non ci torna.
per esperienza, sappiamo che in montagna fa più freddo. E quindi?
Se provaste a fare una bella ascensione in mongolfiera, vi accorgereste
subito di una cosa: ovvero che le temperature diminuiscono con la quota,
a dispetto della maggiore o minore vicinanza al nostro Sole!
Ciò avviene perché l'atmosfera, in realtà, è
riscaldata direttamente dal Sole soltanto in piccola parte (circa il
15% dell’energia solare viene assorbita direttamente). La principale
fonte di riscaldamento dell'aria è rappresentata dalla superficie
terrestre, che restituisce il calore ricevuto dal Sole in una forma
più "digeribile" dall'aria stessa. Infatti, in buona
sostanza, l'aria è trasparente ai raggi solari diretti.
Abbiamo detto: il riscaldamento dell'aria avviene dal basso. Per cui
il comportamento normale della temperatura con l'altezza è una
diminuzione della temperatura stessa. In montagna le temperature saranno
più basse proprio per questo motivo.
Se l'aria si riscalda o si raffredda dal basso, che cosa accadrà
all'aria che giace sui Poli: si raffredderà o si riscalderà?
Si raffredderà, poiché le sue qualità termiche
non sono le sue, ma sono quelle del posto in cui si trova.
Per cui l'aria che giace sui Poli diventerà fredda, molto fredda,
tanto fredda da aumentare la sua densità, e quindi il suo peso.
Se il peso dell'aria aumenta, la pressione, che rappresenta il peso
esercitato su una superficie, aumenterà anch'essa. Si formerà,
pertanto, un'area in cui la pressione sarà più elevata
rispetto alle zone circostanti: un'area di alta pressione.
E all'Equatore? Esattamente il contrario. L'aria riscaldandosi diminuirà
di densità divenendo più leggera.
Perché diviene più leggera?
Perché le particelle che compongono il miscuglio chiamato aria,
ricevono un'energia maggiore, e quindi cominciano a richiedere più
spazio, e a distanziarsi tra loro.
Un esempio un po' frivolo, se volete, è quello della discoteca.
In una discoteca se il disk jockey mette un lento; anche se la sala
non è molto grande, è sufficiente, poiché tutti
stanno più ravvicinati e si muovono lentamente.
Quando invece si scatena un ritmo veloce, la sala viene occupata tutta,
perché, aumentando il movimento delle singole persone, esse tendono
a distanziarsi maggiormente l'una dall'altra.
L'energia cinetica, cioè di movimento, è aumentata.
E così accade per le particelle dell'atmosfera: finché
la temperatura è bassa, ballano il "lento" e sono più
vicine tra loro. Ma quando la temperatura comincia ad aumentare, anch'esse
si "scatenano", allontanandosi l'una dall'altra.
E' come se i fazzoletti del precedente esempio, presi da un moto proprio,
uscissero dalla scatola, con diminuzione della densità.
Sull'Equatore, l'aria riscaldandosi diventa perciò meno pesante,
per cui si formerà una zona in cui il peso dell'aria è
minore rispetto alle aree circostanti: un'area di bassa pressione.
Una constatazione che possiamo fare è questa:
differenze termiche si sono trasformate in differenze
di pressione.
Alla natura, i dislivelli non piacciono assolutamente. Una legge che
governa questo universo fa sì che tutti i dislivelli vengano
colmati. Si usa un parolone, entropia o tendenza al massimo disordine,
per spiegare matematicamente questo concetto. Pertanto tutte le volte
che si instaura un dislivello, subito si innesca un meccanismo che tende
a livellare le differenze.
Se accosto un corpo caldo ad un corpo freddo, quello più caldo
tenderà a cedere parte del suo calore a quello più freddo.
Potrà mai accadere il contrario, ovvero che il corpo più
freddo si raffreddi ulteriormente cedendo parte del suo calore al corpo
più caldo?
Mai, nel nostro universo.
Quella che abbiamo individuato è quindi una legge universale,
valida per tutti i fenomeni fisici: se c'è una quantità
maggiore ed una minore, si instaurerà sicuramente un flusso che
va dal maggiore al minore.
Nel nostro caso, questo flusso è rappresentato dal vento, che
si preoccupa di trasportare aria da lì dove ce n'è di
più (alte pressioni) a lì dove ce n'è di meno (basse
pressioni).
E adesso entriamo subito nel vivo della meteorologia: perché
si sviluppano le brezze?
Anche le brezze devono la loro esistenza ai meccanismi che abbiamo visto.
Ci troviamo in piena estate in riva al mare, la mattina si apre con
un cielo sereno ed un bel sole che comincia ad alzarsi, situazione di
alta pressione tutt'intorno. Ad un certo punto della mattinata, insorge
dapprima un leggero venticello, che via via si fa sempre più
intenso. Da dove proviene questo vento?
Lo sentiamo provenire dal mare.
Qual è il meccanismo che lo ha suscitato?
Facile rispondere, con quello che già sappiamo. E' un meccanismo
che viene generato dal Sole, dalla sua energia.
Disegniamo in sezione una linea che rappresenta una parte di costa (il
suo entroterra), e una linea che rappresenta la superficie marina. Queste
due superfici si riscaldano differentemente sotto l'azione dei raggi
solari: il Sole, sorgendo, invia la stessa energia alla terraferma come
al mare. In natura, le sostanze possiedono capacità diverse di
incamerare il calore: i corpi solidi, come la terra, la sabbia, le rocce,
tendono a riscaldarsi
superficialmente più che i liquidi, ovvero nel nostro caso, l'acqua
del mare. Il risultato di questa diversa attitudine a incamerare calore,
fa sì che la terra si riscaldi molto rapidamente, mentre il mare
si riscalda molto più lentamente.
Tant'è che noi sappiamo che le temperature medie del mare sono
più o meno sempre quelle per ogni stagione, mentre dalla nostra
esperienza quotidiana, possiamo rilevare quanto varie siano le temperature
sulla terraferma nell'arco di una stessa giornata.
Man mano che il Sole si alza sull'orizzonte, la temperatura della terraferma
andrà aumentando più rapidamente rispetto a quella del
mare, per cui, l'aria che giace sulla terraferma, riscaldandosi a contatto
col suolo, diventerà più leggera: si staccheranno dal
suolo le cosiddette termiche.
Ora noi sappiamo che se immergiamo un corpo più leggero nell'acqua,
sentiamo una forza che si oppone: un corpo meno denso dell'acqua riceve
dunque una spinta verso l'alto (spinta archimedea), tende quindi a galleggiare.
Anche l'aria riscaldatasi, diventata più leggera dell'aria circostante,
tenderà a galleggiare, cioè si solleverà staccandosi
dal suolo.
L'aria che si solleva richiamerà perciò alla sua base
aria più fresca proveniente dal mare, allo scopo di eliminare
il dislivello tra densità che si è venuto a creare. Come
vedete, il flusso ha un verso preciso, dal mare, dove c'è aria
più fresca, quindi più densa, verso la terraferma, dove
l'aria riscaldandosi, è diventata meno densa. Dal più
al meno, come sappiamo bene.
E' facile a questo punto capire perché la brezza aumenta d'intensità
con l'aumento dell'insolazione, fino a raggiungere il suo massimo intorno
alle 14 o alle 15 del pomeriggio, ovvero quando la superficie terrestre
ha accumulato la maggior quantità di calore.
Potete ora constatare come si è passati da un concetto riferito
a tutto il globo terrestre, a situazioni molto locali: il meccanismo
che sta alla base del vento è sempre lo stesso, differenze termiche
che si traducono, in definitiva, in differenze di pressione.
Riassumendo abbiamo visto che l'aria si riscalda o si raffredda dal
basso, a contatto con la superficie terrestre; l'aria diventa più
densa quando si raffredda e quindi diventa più pesante, formando
le cosiddette alte pressioni "termiche"; l'aria quando si
riscalda, diventa meno densa e quindi più leggera, dando origine
alle basse pressioni "termiche"; il vento è un movimento
di aria teso a colmare i dislivelli, che va dalle alte alle basse pressioni.
Abbiamo cominciato a parlare di alte pressioni e basse pressioni.
Per le alte pressioni si usa anche il termine "anticiclone".
Per le basse pressioni si utilizza il termine "ciclone" o
"depressione". Quest'ultimo viene molto usato: in tivù
spesso potremo ascoltare frasi del tipo "una depressione di origine
africana tende ad interessare le coste che si affacciano sul Tirreno
meridionale ecc.ecc."
Con le nozioni apprese, noi ora siamo in grado di determinare
direzione e verso del vento.
Il vento esce dall'alta e va verso la bassa. Ma
non lo fa in linea retta. Perché?
Noi sappiamo che in natura, se esiste un dislivello da colmare, questo
avviene seguendo la via più breve. Se non ci sono ostacoli, però.
Un fiume, nel trasportare acqua dai monti al mare, segue un percorso
più o meno tortuoso in relazione alla natura del suolo attraversato.
Se sul suo cammino incontra uno sperone roccioso, lo aggira, allontanandosi,
quindi dal suo percorso in linea retta.
Se la Terra non ruotasse intorno al proprio asse, il vento, sotto l'impulso
della sola differenza di pressione, fluirebbe direttamente dall'alta
verso la bassa (fig.9). Se non ruotasse. E invece gira, descrivendo
un giro completo in 24 ore. Tutti i punti sulla Terra, pertanto, sono
soggetti a questo movimento, che in termini angolari, è uguale
per tutti. Sia che mi trovi sulla massima circonferenza, l'Equatore,
sia che mi trovi al Polo Nord, compirò un giro di 360 gradi in
24 ore. Questa velocità, abbiamo detto, è uguale per tutti
e prende il nome di velocità angolare.
C'è invece una velocità, detta lineare, che non è
uguale per tutti, ma dipende dalla posizione occupata dal punto sulla
superficie terrestre, ovvero dalla latitudine.
Se considero le circonferenze della Terra perpendicolarmente all'asse
di rotazione, avrò partendo dall'Equatore, cerchi via via più
piccoli, fino ai Poli, dove il cerchio si sarà ridotto ad un
semplice punto.
Diversa, quindi, sarà la velocità del punto posto sull'Equatore,
che dovrà compiere un giro di 40mila km in 24 ore, rispetto al
Polo Nord, dove il punto coprirà nel medesimo periodo una distanza
pari a zero, limitandosi a girare su stesso.
Le persone non si accorgono di questo movimento perché sono "solidali"
alla Terra, cioè partecipano del suo moto saldamente vincolati
ad essa.
Poniamo il caso di un punto che si voglia muovere dall'Equatore verso
i poli secondo un movimento meridiano. Esso, all'atto del suo spostamento,
possiederà una velocità lineare di 40000km/24 ore, e man
mano che prosegue verso i poli, incontrerà cerchi dove la velocità
lineare diviene sempre più piccola: in breve, si troverà
sempre un po' più avanti rispetto al suolo.
Un osservatore posto all'esterno sapete cosa vedrebbe?
Che quel punto che cerca di andare dall'Equatore al polo in linea retta,
in realtà si sposta verso destra.
Si tratta della cosiddetta accelerazione. Pertanto il vento in movimento
anziché fluire in linea retta dall'alta verso la bassa, subendo
questa deviazione, ruoterà, nell'emisfero nord, verso destra.
Un esempio semplice potrebbe essere quello di una pista di automobiline
a più corsie, dove l'auto che occupa la corsia più a destra
possiede una velocità maggiore rispetto a quella soprastante.
Se l'auto più veloce ad un certo punto scavalca la corsia, portandosi
su quella alla sua sinistra, si troverà davanti all'auto che
corre in quella corsia, e ancor più avanti rispetto a quella
che percorre la successiva corsia a sinistra.
Il moto risultante è un evidente spostamento a destra rispetto
alle altre automobiline.
Non è un concetto facilissimo da spiegare, per cui ogni esempio
corre il rischio di essere riduttivo.
Una implicazione immediata dell'accelerazione di Coriolis è il
cosiddetto effetto "girasole", in virtù di cui un vento
di brezza che la mattina spira direttamente dal mare verso la costa,
col trascorrere delle ore subisce una costante deviazione verso destra
(cioè in senso orario), fino a portarsi parallelo alla costa.
Ritorniamo alle nostre aree di alta e bassa pressione: il vento che
esce dall'alta non sarà perpendicolare alle isobare, ma subendo
la deviazione tenderà a ruotare verso destra assumendo un verso
di rotazione oraria rispetto al centro dell'alta.
Fissiamo dunque questo concetto: il verso di rotazione del vento intorno
alle aree di alta pressione è orario.
Badate bene che nell'emisfero sud, o australe, è esattamente
il contrario, in modo speculare: il movimento intorno all'alta è
antiorario, proprio perché la forza deviante di Coriolis agisce
nel verso opposto rispetto all'emisfero nord.
Nel nostro emisfero, nelle aree di bassa pressione il movimento dell'aria
assume una rotazione antioraria.
Imparato questo concetto, ovvero:
alta pressione=circolazione oraria
bassa pressione=circolazione antioraria
possiamo subito approfittarne per enunciare una regola pratica, che
va sotto il nome di regola di
Buys-Ballot. Poiché
alle basse pressioni è associato il maltempo (e ne scopriremo
il perché nella prossima lezione), è interessante sapere
in che direzione conviene dirigersi, stando in mare aperto, in modo
da allontanarsi dall'area di maltempo. In questo caso ci viene in soccorso
la suddetta regola, che dice:
ponendomi con il vento alle spalle, avrò
la bassa pressione davanti a sinistra, e l'alta pressione in basso a
destra.
Quindi, in vista del maltempo, conviene andare verso destra per allontanarsi
dall'area di bassa pressione. Uno sguardo alle figure ci chiarirà
ogni dubbio.
A questo punto possiamo introdurre un altro concetto: se vi fosse soltanto
l'accelerazione di Coriolis, il vento spirerebbe pressoché parallelo
alle isobare. In realtà esso finisce per intersecarle, perché
interviene una ulteriore deviazione, questa volta verso sinistra, dovuta
all'attrito causato dal contatto dell'aria con le asperità della
superficie terrestre.
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Due parole
sulla struttura dell'atmosfera
L'atmosfera, se considerata rispetto al diametro della Terra, che è
all'incirca pari a 12mila km, rappresenta una sottile pellicola. La
maggior parte dell'aria, in massa, è contenuta in poche decine
di km a partire dal suolo: anzi, possiamo affermare che il 50% di tutta
l'aria è contenuta entro i primi 5 km dell'atmosfera.
Tutti i fenomeni atmosferici hanno luogo in uno spessore di circa 12
km a partire dal suolo, noto come troposfera. Potete dunque immaginare
quanto sottile sia lo spessore di questa pellicola se confrontato con
i 12mila km di diametro della Terra. Si tratta dunque di soli 12 km,
importantissimi per tutta la vita su questo pianeta.
Un altro
passo nell'interpretazione della cartina
Guardiamo ora la nostra cartina. Adesso siamo in grado di capire il
significato delle zone di alta e bassa pressione. Possiamo facilmente
renderci conto che in corrispondenza della lettera L troviamo il minimo
di pressione, e quindi le pressioni crescono dal centro verso l'esterno:
1000, 1004, 1008, ecc.
In corrispondenza della lettera H troviamo invece il massimo della pressione,
con pressioni via via decrescenti dall'interno verso l'esterno: 1024,
1020, 1016, ecc.ecc.
Con ciò che abbiamo imparato, siamo in grado addirittura di individuare
il flusso seguito dalla massa d'aria, ovvero la direzione di provenienza
dei venti nei vari luoghi.
Consideriamo di trovarci ai margini della depressione, in basso a destra:
il vento spirerà da sud, sud-ovest. Facciamo adesso il discorso
contrario: ci troviamo in quella medesima zona, con un vento alle spalle
che giunge da sud: dove si troverà l'area di bassa pressione?
Applicando la regola di Buys-Ballot, essa si troverà davanti
a sinistra, esattamente come possiamo osservare sulla cartina. Avete
notato ? Senza aver alcun dato, posso rapidamente fare delle considerazioni
sulla distribuzione in grande della pressione basandomi soltanto sulla
direzione di provenienza del vento.
Vedete, il meteorologo non deve far altro che raccogliere indizi: il
professionista ha a sua disposizione una infinità di fonti, ovvero
le osservazioni strumentali, le immagini da satellite, i modelli numerici,
ecc. ecc. quindi viene messo in grado di potersi fare un'idea più
o meno precisa, collezionando parecchi indizi.
Ma anche il dilettante può fare la stessa cosa: non deve far
altro che imparare a riconoscere gli indizi, i segni del tempo.
Risulta evidente che un singolo indizio di per sé non potrà
mai darmi un'idea precisa: se possiedo solo il dato del vento, o della
pressione, mi farò sempre e comunque una idea molto approssimativa
del tempo, tale da indurmi a conclusioni errate.
Se vi appropriate dei concetti che qui espongo, e ci mettete anche un
po' del vostro, potrete costruirvi, con osservazioni e deduzioni, una
discreta esperienza "meteorologica" che vi potrà tornare
utile.
Riassumendo:
-abbiamo imparato cosa origina il vento
-abbiamo imparato anche qualcosa circa la direzione di provenienza del
vento.
Adesso ci tocca capire cosa determina l'intensità del vento.
A volte il vento può essere piacevolmente intenso, talvolta non
tanto piacevolmente, specie se associato a raffiche o temporali.
Perché il vento può essere più o meno forte? Ovvero,
cos'è che induce una maggiore o minore velocità del vento?
La differenza di pressione.
Se ricordate, noi abbiamo parlato di dislivello tra alta e bassa.
Disegniamo una montagna e una collina: come definireste la montagna
rispetto alla collina? Direste che la montagna è più ripida,
ovvero che la variazione di quota avviene in uno spazio più breve
rispetto alla collina.
Un fiume che porta acqua dalla cima della montagna al mare scorrerà
più velocemente rispetto ad un fiume che scende sui tranquilli
declivi di una collina.
L'intensità del vento pertanto sarà data dalla grandezza
della variazione di pressione rispetto ad una distanza. Le isobare molto
fitte corrispondono ai fianchi molto ripidi di una montagna, per cui
la forza che induce il vento a muoversi sarà molto intensa. Un
esempio proponibile può essere il seguente: se prendiamo un piano
inclinato, la pallina posta sul lato più alto scenderà
con una velocità maggiore a seconda dell'inclinazione
del piano. Più il percorso sarà ripido, più velocemente
scenderà la pallina.
La variazione di pressione in uno spazio definito prende il nome di
gradiente barico: più le isobare sono vicine, più alto
sarà il gradiente barico e più intensa sarà la
velocità del vento.
Guardando la nostra analisi al suolo, possiamo già individuare,
almeno qualitativamente, le aree in cui il vento si presenterà
più veloce: laddove le isobare si presentano più ravvicinate.
Un'altra considerazione che possiamo fare è la seguente:
generalmente le isobare si presentano più ravvicinate presso
le basse pressioni, mentre nelle zone di alta sono più distanti
l'una dall'altra. E questo ci dà ragione del fatto che, quando
ci troviamo in un regime di alte pressioni, i venti sono deboli e talvolta,
addirittura assenti (calma di vento).
Esiste una regoletta pratica per calcolare l'intensità del vento
partendo dalla distanza tra le isobare, valida per il Mediterraneo.
Se conosco la scala di una cartina, prendo una riga millimetrata e misuro
la distanza tra due isobare presa perpendicolarmente. Se invece la scala
non è nota, basta sapere che la distanza tra Trieste e Capo Passero
(all'estremità sud-orientale della Sicilia) è all'incirca
1000 km. A questo punto è sufficiente ricavarsi la distanza in
cm tra le isobare e impiantare una semplice proporzione.
Esempio:
se la distanza in cm tra Capo Passero e Trieste è di 25 cm, significa
che 1000 km si riducono sulla carta a 25 cm. Se la distanza in cm tra
le isobare è di 5 cm, D (il dato incognito) sarà dato
da:
1000 : 25 = D : 5 (1000 sta a 25 come D sta a 5)
D = 1000 x 5 / 25
D = 200 km.
Le due isobare, dunque, distano perpendicolarmente tra loro 200 km.
Se indichiamo d la differenza di valore tra le isobare (solitamente
d=4 hPa), ricavarsi l'intensità del vento sarà un gioco
da ragazzi:
infatti
v (in nodi) = 1000 x d / D (n.b. 1000 è un valore costante approssimativamente
valido per il mediterraneo).
v = 1000 x 4 / 200
v = 20 kts.
Unità di misura del vento
Le unità di misura del vento maggiormente utilizzate sono:
i metri al secondo (m/s)
i nodi (miglia marine per ora, kt)
i chilometri orari (km/h).
Una regola molto pratica per passare da una unità di misura all'altra
consiste nel ricordare la sequenza di numeri
1 2 3,6
ovvero 1 m/s = 2 kt = 3,6 km/h.
Esempio:
un vento che spira a 10 m/s corrisponderà ad una intensità
di circa 20 kts, ovvero a 36 km/h.
Un vento di 36 nodi corrisponderà a circa 18 m/s, ovvero a 18x3,6
km/h, cioè circa 65 km all'ora.
E' appena il caso di dire che i valori ricavati dovranno essere considerati
puramente indicativi, in quanto altri fattori possono determinare una
variazione locale dell'intensità del vento.
Un dato di fatto, per valutare lo spostamento delle depressioni nel
mediterraneo, ci viene dalla considerazione statistica che 7 volte su
10, il movimento dei minimi avviene da ovest verso est.
Ma come posso rendermi conto se una perturbazione si avvicina o si allontana?
In base all'andamento della pressione, attraverso l'uso del barometro.
In molte case, troviamo spesso il barometro associato ad un orologio,
ad un termometro e ad un igrometro. Si tratta di un barometro aneroide.
Le indicazioni che detto strumento può fornire sono due: il valore
della pressione (spesso impreciso, poiché lo strumento necessità
di regolazione) e l'entità della variazione. Il barometro è
infatti composto da una lancetta che indica la pressione e un indice
mobile che può essere posizionato in corrispondenza della lancetta.
Lo spostamento della lancetta al variare della pressione, ci può
dare l'entità della variazione in un dato periodo, ad esempio
dopo tre ore, se confrontato con la precedente posizione "congelata"
dall'indice mobile.
Se dal nostro esame "sinottico" della situazione abbiamo rilevato
la presenza di una depressione in entrata sul Mediterraneo, una diminuzione
osservata con continuità sul nostro barometro di darà
preziose indicazioni circa l'approssimarsi o meno della depressione.
La variazione di pressione di 1 hPa (o di 1 mb, dato che 1 mb=1 hPa)
per ora ci fornisce, ad esempio, un attendibile indizio circa l'intensità
del vento, destinato a rinforzare notevolmente.
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A
caccia di indizi
Coloro che stamattina hanno osservato il cielo, cosa hanno potuto notare?
Questa mattina, qui a Bari, si potevano osservare, in un cielo peraltro
molto pulito, terso, l'arrivo di qualche cirro. I
cirri
sono nubi molto alte, ed hanno la caratteristica di essere sottili e
di avere un aspetto quasi evanescente. In certe condizioni, spesso,
possono preannunciare l'arrivo di una perturbazione di tipo "caldo".
Precedono solitamente l'arrivo del fronte di 800-1000 km. Il tempo che
intercorre tra la loro comparsa ed il sopraggiungere del fronte dipende,
naturalmente, dalla velocità con cui avanza il fronte stesso;
tuttavia possiamo valutare questo arco di tempo in 12-18 ore.
Questa osservazione la chiameremo indizio n.1.
Anche nel campo termico, era possibile fare delle valutazioni. La temperatura
dell'aria era molto mite, anzi, il vento girandosi a scirocco e rinforzando,
ha innalzato ulteriormente le temperature. Questa rotazione del vento
dai quadranti meridionali costituisce un indizio molto buono, e pertanto
sarà il nostro indizio n.2.
Insospettito da questi indizi, ho visto un po' di cartine meteorologiche
che mi hanno confermato che il tempo domani assumerà un aspetto
completamente differente da quell'odierno. L'aria tiepida lascerà
il posto ad aria molto più fredda, proveniente da alte latitudini
polari. Al passaggio del fronte, il vento ruoterà in senso orario
dapprima mettendosi da ovest e poi da maestrale. Ma soprattutto arriveranno
le precipitazioni, che dopodomani potranno assumere carattere nevoso
sulle alture intorno agli 800-1000 metri. Come vedete, basandomi su
alcuni indizi che ho saputo riconoscere, ho ricevuto l'input per approfondire
l'indagine. Se ricordate, la scorsa volta abbiamo parlato di metodo
sinottico. Il metodo sinottico consiste nell'esaminare uno o più
parametri registrati nel medesimo momento su un'area sufficientemente
estesa. Stamattina, non avendo carte a disposizione, ho dovuto applicare
il metodo esattamente contrario: ho osservato cosa accadeva in un singolo
luogo col passare delle ore, ho colto questi segni e li ho integrati
con lo studio delle carte del tempo, potendo infine esprimere una valutazione
sull'evoluzione del tempo. Che cosa può dare conforto a questa
previsione, basandoci su ciò che abbiamo detto nella scorsa lezione
? L'osservazione del barometro! Non tanto per il valore assoluto della
pressione quanto per la tendenza barometrica. Il barometro segnava un
valore di 1022 hPa. Se osserverò che la pressione comincia a
calare, dapprima lentamente, poi sempre più rapidamente, avrò
un chiaro segno che il maltempo sta avvicinandosi. Quindi tutti possiamo
disporre di un chiaro ausilio di facile interpretazione per determinare
il peggioramento. La pianificazione di una uscita per domani mattina
potrebbe tener conto di questo fatto: che i venti persisteranno da scirocco,
ma ad un certo subiranno una rotazione oraria rinforzandosi per portarsi
a nordovest. Sull'Adriatico Meridionale, i venti più intensi
sono quelli provenienti dal quadrante di nord-ovest. Di solito la rotazione
oraria del vento si accompagna ad un rinforzo. Questo esempio vi dimostra
come, imparando a riconoscere i piccoli segni del tempo e integrando
con un esame sinottico della situazione, si può pervenire ad
una ragionevole previsione o, comunque, a mettersi in preallarme per
un eventuale cambiamento del tempo. In pratica, quanto detto significa
che, domani mattina, il probabile cambiamento del tempo non ci sorprenderà.
E' utile, a questo punto, riprendere rapidamente i concetti espressi
nella precedente lezione, in modo da procedere poi speditamente. Il
primo punto fermo è rappresentato dal concetto che il vento spira
dall'alta pressione verso la bassa pressione. Sulle carte di analisi
al suolo, le figure bariche principali vengono individuate da linee
continue dette isobare, il cui valore talvolta è riportato con
le sole ultime due cifre. L'unità di misura della pressione atmosferica
è l'hPa, anche se si usa ancora il termine millibar (mb). Ad
ogni modo, le due unità sono perfettamente equivalenti.
In prima battuta, potremmo pensare che il fluire del vento dal centro
di alta verso il centro di bassa avvenga in modo diretto. In realtà
questo non succede, poichè intervengono altre forze a deviare
questo flusso, prima fra tutte la
forza deviante di Coriolis.
In quota, nella cosiddetta libera atmosfera, il vento scorre pressoché
parallelo alle isobare. Infatti, libera atmosfera sta a significare
soprattutto che in quota il vento è libero dall'attrito con il
suolo, che induce invece nei bassi strati, un'ulteriore deviazione che
costringe il vento a tagliare le isobare. Nell'emisfero boreale, il
vento circola in senso orario nelle aree di alta pressione, e in senso
antiorario in quelle di bassa pressione.
Un regoletta pratica, detta di Buys-Ballot, enunciata nella scorsa lezione,
ci può aiutare ad individuare la posizione dei centri depressionari:
essa ci dice che mettendosi con il vento alle spalle, avremo davanti
a noi verso sinistra la bassa pressione, dietro di noi verso destra
l'alta.
Un'altra relazione importante da noi trovata è quella che prende
in esame la distanza che intercorre tra due isobare (gradiente barico).
Dall'esame di questa informazione, possiamo trarre utili indicazioni
circa l'intensità del vento. Si possono fare due tipi di valutazioni:
una di tipo qualitativo, ovvero, ad esempio, "le
isobare sono molto ravvicinate, per cui il vento soffierà forte",
oppure, "le isobare sono molto distanti tra loro, per cui il vento
sarà debole o addirittura assente". Questo è
un tipo di giudizio qualitativo, cioè espresso senza entrare
nel merito dei numeri, ma basandomi esclusivamente su una valutazione
di massima di quello che vedo. Ovviamente, ciò non implica una
sostanziale inesattezza del giudizio, ma soltanto una imprecisione.
La valutazione "quantitativa" impone, invece, l'uso dei numeri:
attraverso varie formule, una delle quali esaminata la volta scorsa,
è possibile ricavarsi un valore definito per l'intensità
del vento: attenzione, questo non significa che il dato ricavato sia
più "vero" o preciso dell'esame qualitativo, soprattutto
perché i dati che noi immettiamo sono basati sempre su situazioni
"grossolane", cioè di massima: per fare un esempio,
non possiamo pretendere che un filtro a maglie larghe non lasci passare
la polvere più fine e qualche sassolino, cioè non possiamo
pretendere che immettendo nella formula dati di per sé imprecisi,
si possa ottenere un dato assolutamente preciso.
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La
tendenza barometrica
Rappresenta la quantità di variazione subita dalla pressione
atmosferica in un dato periodo di tempo, tipicamente tre ore. La tendenza
barometrica è una nostra preziosa alleata, poiché ci può
fornire ulteriori "indizi" alla nostra indagine sull'evoluzione
delle condizioni meteorologiche. Ad esempio, una tendenza barometrica
di 1 hPa per ora, quasi sempre preannuncia vento forte. Normalmente
la pressione non subisce variazioni brusche, salvo quando arrivano le
perturbazioni. Avendo un semplice barometro a disposizione, con gli
indizi osservati stamattina, possiamo seguire fino a domani l'evoluzione
del tempo. Osservando sul barometro l'andamento della pressione, in
presenza di una diminuzione costante e pronunciata potremo dedurne che
la perturbazione si sta avvicinando fino a transitare su di noi. In
termini generali, si può dire quanto segue:
una variazione positiva molto forte può indicare l'avvento di
un cuneo di alta pressione che porta un miglioramento temporaneo.
Una variazione negativa molto marcata preannuncia un rapido peggioramento
della situazione, con afflusso di aria molto fredda in inverno e temporali
durante l'estate, solitamente seguiti da un altrettanto rapido miglioramento.
Variazioni graduali portano, invece, a situazioni generalmente più
persistenti: una graduale diminuzione della pressione predice condizioni
di maltempo durevoli, un lento costante aumento lascia intravedere l'avvento
di alte pressioni stabili.
Maltempo
e bassa pressione
Ora che sappiamo quasi tutto sulla pressione, ci resta da capire perché
associamo il tempo cattivo alla bassa pressione, e il tempo bello e
soleggiato all'alta. L'aria, quando si riscalda, diventa meno densa
e perciò più leggera e quindi, per il principio di Archimede,
riceve una spinta verso l'alto e tende a sollevarsi: si realizza un
moto verticale. Quindi l'atmosfera non è caratterizzata soltanto
da moti orizzontali, che abbiamo definito "vento", ma è
anche animata da movimenti verticali. Questi moti verticali possono
avere un'origine termica o dinamica. Nel nostro esempio, ci troviamo
di fronte ad un "motore" termico, ovvero ciò che spinge
l'aria a muoversi verso l'alto è il riscaldamento della massa
d'aria operato dalla superficie terrestre. Questo sollevamento dell'aria,
del resto, è alla base del meccanismo di formazione delle brezze,
in quanto l'aria che lascia il suolo viene sostituita dall'aria richiamata
dalle aree circostanti, e in particolar modo dal mare, dove l'aria possiede
una densità relativamente maggiore rispetto alla superficie terrestre.
In definitiva, possiamo dire che nelle aree di bassa pressione, prevalgono
i moti ascensionali, mentre nelle aree di alta, i moti dominanti sono
quelli diretti verso il basso (subsidenti). Se l'aria è indotta
a muoversi verso l'alto, incontrerà pressioni più alte
o più basse. Sappiamo che la pressione diminuisce con la quota,
per cui spostandosi verso l'alto, incontrerà via via pressioni
decrescenti: per fare un esempio, se al suolo la pressione media è
più o meno di 1013 hPa, a 1500 metri, la pressione si sarà
ridotta ad 850 hPa, e, salendo ancora, intorno ai 5500 metri, il valore
della pressione si sarà dimezzato, con un valore prossimo a 500
hPa. L'aria, soggetta ad una pressione esterna minore, tende ad espandersi:
più sale più si espande. Un esempio molto semplice di
questo fenomeno è raffigurabile da un palloncino riempito d'elio:
una volta liberato, il palloncino comincia a salire, finchè non
esplode. L'esplosione è dovuta generalmente proprio al fatto
che esso, elevandosi, si è via via espanso ad un punto tale da
superare il limite di elasticità della gomma di cui è
fatto. L'aria sollevandosi, quindi, si espande e si raffredda, e perciò
la sua capacità di mantenere acqua allo stato gassoso diminuisce,
poichè questa capacità dipende proprio dalla temperatura,
finchè raggiunge il limite massimo, detto saturazione : a questo
punto, tutta l'acqua in più rispetto alle sue capacità
comincia a condensare, ovvero a passare dallo stato gassoso a quello
liquido, formando le goccioline minute delle nubi. Quindi, come vedete,
laddove l'aria tende a sollevarsi, se possiede una sufficiente quantità
di acqua allo stato gassoso, formerà a partire da una certa quota
in poi, le nubi. Il contrario avviene nelle aree di alta pressione,
dove cioè i moti sono dall'alto verso il basso: qui l'aria subisce
una compressione e tende perciò a riscaldarsi. Con l'aumento
della temperature, l'acqua in eccesso passa dallo stato liquido allo
stato gassoso, e perciò il cielo si fa terso e scompaiono le
nubi.
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Tipi
principali di nubi
La forma delle nubi dipende sostanzialmente dalla modalità con
cui l'aria si è sollevata. Si suole distinguere fondamentalmente
due tipi di nubi: stratificate cumuliformi.
Le nubi stratificate devono il loro sviluppo ad un sollevamento graduale
dell'aria, che giunge perciò alla saturazione (100% di umidità
relativa) senza grandi sconvolgimenti. Le nubi di tipo cumuliforme,
invece, si sviluppano a seguito di un innalzamento più o meno
brusco dell'aria (quindi con velocità verticali piuttosto pronunciate.
Queste nubi le possiamo trovare a diverse quote nella troposfera, tuttavia
esse tendono ad occupare regioni precise dell'atmosfera, per cui è
possibile suddividerle ulteriormente in nubi che si sviluppano a quote
basse, medie ed alte. C'è tuttavia un tipo di nube che in virtù
delle forti velocità ascensionali, si sviluppa al suolo e si
innalza fino a raggiungere le quote più elevate: il cumulonembo
è una nube che tipicamente si comporta cos. E' in definitiva
la classica nube temporalesca. Le nubi associate al maltempo, le cosiddette
perturbazioni, assumono un aspetto organizzato, a cui si è dato
nome di fronte.
Si distinguono tre tipi di fronti:
fronte freddo
fronte caldo
fronte occluso.
Nel fronte caldo l'aspetto delle nubi è di solito stratificato,
in quanto il fronte stesso rappresenta la linea d'intersezione al suolo
di una massa d'aria calda in movimento. L'aria calda, spostandosi verso
zone in cui l'aria è relativamente più fredda e quindi
più densa, tende a scivolare dolcemente sull'aria fredda.
Nel fronte freddo, la nuvolosità prevalente è di tipo
cumuliforme, poichè l'aria fredda essendo più densa, tende
a scalzare l'aria calda verso cui si muove dal basso, sollevandola bruscamente.
Il fronte occluso presenta entrambe le caratteristiche dei due fronti
suddetti, e il suo formarsi è indizio che la perturbazione sta
iniziando ad esaurirsi, il che avverrà completamente quando le
masse d'aria che si sono incontrate avranno raggiunto caratteristiche
termiche simili nei bassi strati e una configurazione più stabile
in quota.
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