Laboratorio di meteorologia
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L’importanza della misura dell’umidità e dei
gradienti barici nello sviluppo di un ciclone
tropicale
A cura dei Proff.: Anginoni Giuseppe
Lubrano Lavadera Antonio
Unità didattica n° 5
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Prerequisiti: Concetto di umidità e di
pressione.
Obiettivi: conoscenza di fenomeni violenti
dell’atmosfera e loro interazioni con le
variazioni di umidità e pressione.
Contenuti: cicloni tropicali: genesi, struttura,
evoluzione.
Tempi e modalità
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Due ore per rafforzare o riprendere i
prerequisiti.
Sei ore di lezione suddivise in frontali e di
laboratorio.
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I cicloni ricevono la loro energia da aria calda
molto umida che si trova solo sopra gli Oceani
Tropicali.
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Si formano tra i 10° e i 20° di latitudine nord e
sud (a latitudini inferiori l’azione della forza di
Coriolis è trascurabile).
IMMAGINE 1
Sviluppo
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La fase di sviluppo di un uragano può durare
dalle 12 ore fino a diversi giorni, durante tale
fase la pressione nel centro della tempesta
diminuisce gradualmente ed i venti di solito
non raggiungono la forza del vento di uragano
e si mantengono intorno ai 60 Km/h.
Dissolvimento
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I cicloni tropicali cominciano a indebolirsi e si
dissolvono quando la fonte di energia, rappresentata
dal calore latente di evaporazione, si esaurisce. Tale
situazione si verifica quando diminuisce il
rifornimento di aria calda e umida con il passaggio
della tempesta sulla terraferma oppure con lo
spostamento verso latitudini più alte, sopra acque
oceaniche più fredde.
In molti casi il ciclone tropicale si indebolisce fino a
diventare una semplice tempesta tropicale, oppure, se
ha la possibilità di arrivare a latitudini più elevate,
può trasformarsi in un normale ciclone extratropicale.
Previsioni
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Sebbene le informazioni sulla formazione dei
cicloni tropicali, sul loro sviluppo e sulle loro
evoluzioni sono molteplici, a bordo, per una
“previsione” locale vengono effettuate
misurazioni di pressioni e umidità.
Pressione atmosferica
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La pressione atmosferica è la pressione
esercitata da una colonna d’aria alta quanto
l’atmosfera.
Sono diverse le unità di misura utilizzate per la
pressione. In meteorologia si usa l’ettopascal
(hPa), i millibar e i millimetri di mercurio
(mmHg)
760 mmHg = 1013,2 mbar = 101320 Pa = 1013,2 hPa
Strumenti di misura
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Per misurare la pressione si utilizzano i
barometri. Ne esistono di vari tipi, da quelli a
mercurio, che si ispirano all’esperienza di
Torricelli, a quelli metallici, detti aneroidi, nei
quali un indice ruota all’interno di una scatola
ermetica, mosso dalle variazioni di pressione
che l’atmosfera esercita sul contenitore.
Barometro aneroide
Strumento composto essenzialmente da una capsula metallica nella
quale viene prodotto un vuoto parziale. La capsula si contrae o si
dilata in conseguenza dei cambiamenti di pressione; i suoi
movimenti sono trasmessi ad una lancetta indicatrice tramite un
sistema meccanico.
Barometro a vaschetta
È lo strumento che deriva direttamente dall'esperimento torricelliano. In
esso il tubo barometrico sul quale si leggono le variazioni del livello
di mercurio, corrispondenti alle variazioni di pressione, pesca in una
vaschetta contenente mercurio.
Barometro Fortin
Questo tipo di barometro fu messo a punto dal costruttore francese di
strumenti scientifici Nicolas Fortin (1750-1831). Si tratta di un
barometro trasportabile con cisterna parzialmente in vetro e con il
fondo di cuoio. Tramite una vite, si comprime il cuoio e si può così
tarare il barometro, regolando il livello inferiore del mercurio in
modo che esso coincida con una tacca di riferimento.
Isobare
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Le isobare sono quelle linee che nelle carte
meteorologiche uniscono tutti i punti in cui
la pressione atmosferica a livello del mare
ha lo stesso valore.
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Le indicazioni più utili per una previsione
meteorologica si ottengono non dal valore
assoluto della pressione, quanto dalla sua
variazione nelle ultime ore.
Il barografo registra i valori della pressione
atmosferica e ne deduce l'andamento, ai fini
delle previsioni atmosferiche
Isoallobare
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Una carta di fondamentale importanza è la
carta delle isoallobare.
L’isoallobara è la linea che unisce i punti in cui
si è avuta, in un determinato tempo, la stessa
variazione di pressione.
Umidità
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L'umidità atmosferica è il vapor acqueo
contenuto nell'aria. Quasi tutto il vapor acqueo
contenuto in atmosfera si origina,
dall'evaporazione delle acque oceaniche.
Grandezze igrometriche
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Umidità assoluta (gv/m3 )
Umidità specifica (gv/kg)
Umidità relativa (%)
Temperatura di rugiada (°C)
Umidità relativa
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L'umidità relativa
Essa esprime il rapporto percentuale fra la quantità di vapor
acqueo presente nell'aria e la quantità che, alla stessa
temperatura, sarebbe necessaria per la saturazione.
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L'umidità relativa e il disagio fisiologico
Il valore dell'umidità relativa influisce anche sulla nostra vita;
un'umidità relativa molto bassa dà la caratteristica sensazione
di aria secca che prosciuga la pelle e rende la gola rida;
soprattutto se la temperatura è alta.
Altrettanto caratteristica è la sensazione di afa che si ha
durante le calde giornate estive, quando l'umidità relativa è
alta; in queste condizioni l'aria è talmente ricca di vapore che il
sudore non riesce ad evaporare e si rimane con la pelle
sudaticcia.
Temperatura di rugiada
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E’ la temperatura alla quale l'aria diventa
satura se viene raffreddata senza variazioni di
pressione.
La conoscenza del punto di rugiada è
importante in quanto permette di stabilire la
probabilità di formazione della nebbia.
Strumenti di misura
Psicrometro
Assmann
Psicrometro a pompetta
Barografo - Igrografo
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Il punto di rugiada si ricava da una tabella
psicrometrica che offre la possibilità di
conoscere anche l'umidità relativa, in funzione
della temperatura del termometro bagnato e
della differenza fra le temperature dei due
termometri psicrometrici (asciutto e bagnato).
TAVOLA PSICOMETRICA
(umidità relativa U in centesimi e Punto di rugiada Td in °C)
tem
p.
ter
mo
_
met
ro
bag
nat
o
Differenza psicometrica (per letture eseguite al livello del mare)
0-0
1-0
2-0
U
Td
U
Td
-15
87
-17
47
-23
-14
87
-16
51
-13
88
-15
-12
89
-11
3-0
U
Td
-21
19
-31
54
-19
25
-27
-13
57
-18
29
-25
90
-12
60
-16
34
-22
-10
91
-11
62
-15
38
-20
-9
91
-10
64
-14
42
-8
92
-9
67
-12
-7
93
-8
69
-6
94
-7
-5
95
-4
4-0
U
Td
-18
21
-25
45
-16
26
-22
-11
48
-14
30
-19
71
-91
52
-12
34
-6
74
-8
55
-11
96
-5
76
-7
58
-3
97
-3
78
-5
-2
98
-2
79
-1
99
-1
0
100
1
5-0
U
Td
-17
19
-23
38
-14
24
-19
-9
42
-12
28
-16
60
-8
45
-11
32
-4
63
-6
48
-9
81
-3
65
-5
51
o
83
-2
68
-3
100
1
84
0
69
2
100
2
84
1
3
100
3
85
4
100
4
84
6-0
U
Td
-14
20
-19
35
-12
25
-16
-7
39
-10
28
-13
54
-5
42
-8
32
-10
-2
56
-3
43
-6
35
70
-1
58
-2
47
-4
2
72
0
60
-1
49
3
73
2
51
0
51
7-0
U
Td
-8
26
-10
37
-6
29
-3
40
-4
-1
42
-3
8-0
U
Td
-8
21
-11
31
-6
24
-9
34
-5
26
-7
9-0
U
Td
20
-9
U
10-0
Td
U
11-0
Td
U
12-0
Td
U
Td