Meteorologia,nozioni di base

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Openboat
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Meteorologia,nozioni di base

Messaggio da Openboat » 11 nov 2015, 15:44

Meteorologia: nozioni di base
da Openboat » 27 giu 2009, 15:40
Cercherò con parole semplici e chiare di far conoscere a chi magari, per mille motivi, non si e' mai dedicato a conoscere questa scienza (che poi scienza non e'!) chiamata "Meteorologia", materia importantissima per chi va' per mare, aria, vacanze e chi più ne ha, più ne metta.
Ciò che esporrò non e' stato inventato da me! Fa parte di una mia vecchissima cultura, pallosa per quanto sia, ma allo stesso tempo affascinante e, soprattutto in alcuni casi, imprevedibile.
La nostra missione (spero) sia quella di dare, a chi lo vorrà, un’informazione in più di ciò che sa sulla Meteorologia, approfondimenti in più saranno ben' accetti da chiunque....nel contesto, naturalmente, della semplicità d'espressione.

Una premessa e' d'obbligo:

Geo, Gaia, Terra o come vogliamo chiamarla, e' il pianeta in cui viviamo. Questo non tanto vecchio pianeta ruota su se stesso e insieme al suo satellite Luna, ruotano intorno al sole e la terra, ruotando anche su se stessa, compie un movimento di traslazione.
Ruotando attorno al sole formano un’ellisse di cui il sole e' posizionato al centro di uno dei due fuochi: prima legge di Keplero.
Quando la nostra Terra si trova nel punto più lontano dal sole, quel punto viene chiamato afelio. Il punto più vicino al sole viene chiamato perielio…
perielio-afelio.jpg
Voglio ricordare che quando la terra e' all’afelio siamo in estate nell’emisfero nord (il nostro), in inverno invece nell'emisfero sud. Il contrario quando invece siamo al Perielio.
Diranno i più: ma come? Siamo più vicini al sole e siamo in inverno? Certo!
Tutto dipende dall'inclinazione dei raggi solari: se arrivano perpendicolari si ha più caldo; se arrivano obliqui riscalderanno di meno e quindi si avrà più freddo. Per farla breve, durante l'estate la terra (emisfero nord) assume una traslazione tale da mostrare l'emisfero nord perpendicolare ai raggi del sole. Tutto ciò e' di estrema importanza per ciò che abbiamo iniziato a spiegare: La terra e il Sole...
raggi%20solari.jpg

L’ATMOSFERA
Stabilito alcuni equilibri geofisici ed astronomici (pensate per un attimo a Keplero nel 1608) parliamo finalmente del pianeta Terra e di tutto ciò che la circonda: L'ATMOSFERA!
Se volessimo dare una spiegazione dell'atmosfera, mi viene in mente solo una definizione: una massa gassosa che la circonda e l'accompagna nei suoi movimenti.
La terra ruotando su se stessa, “trascina” con se anche l’aria. L’aria è formata da vari gas, con un loro peso specifico, soggetta anch’essa alle leggi di gravità, forza centrifuga e centripeta che ne derivano.
I gas che costituiscono l'aria sono:
- Azoto (N2):……………………78%
- Ossigeno (O2):…………………21%
- Argon (A):………………….…0,96%
- Vapor d'acqua (H2O-vap):……0,06%
- Anidride carbonica (CO2):……0,04%
- e altri gas cosiddetti nobili, in percentuali trascurabili, ma molto importanti per l'equilibrio.

Questa massa gassosa che circonda la nostra Terra è chiamata Atmosfera.
A sua volta la divideremo in 6 parti diverse fra loro:
- Troposfera: strato dell'atmosfera in cui si ha ogni 1000mt una diminuzione di circa 6,5°C della temperatura
-Tropopausa: strato di transizione (ad una quota di 11.000mt circa) a temperatura costante (-55°C) in funzione delle stagioni e della latitudine.
-Stratosfera: regione in cui la temperatura va generalmente crescendo con l'altezza
-Stratopausa: limite inferiore dello strato d'inversione della stratosfera.
-Mesosfera: regione in cui la temperatura va generalmente diminuendo con l'altezza.
-Mesopausa: base dell'inversione al limite superiore della Mesosfera.
-Termosfera: regione al di sopra della mesopausa in cui la temperatura va generalmente crescendo con l'altezza.
atmosfera.jpg

RADIAZIONI SOLARI
Mi sembra essenziale fare un richiamo sull'importanza del Sole, sulle sue radiazioni emesse e come influenzeranno la nostra atmosfera.
Le radiazioni del Sole sono radiazioni luminose e calorifiche che costituiscono la causa prima di tutti i processi vitali ed energetici che si compiono sulla Terra.
Ci sono due tipi di radiazioni: dirette e indirette.
Quella diretta e' quella parte di una radiazione solare che, attraverso l'atmosfera, giunge direttamente sulla terra.
Quella indiretta (o diffusa) e' quella parte di radiazione solare che viene diffusa dalle molecole dell'aria e giunge quindi sulla Terra indirettamente.
radiazione%20solare%20diretta%20diffusa%20riflessa.JPG

Mi sembrava doveroso fare questo importantissimo prologo, in quanto quasi tutti i fenomeni meteorologici che avvengono sulla terra sono conseguenze delle composizioni chimiche e fisiche che fanno parte dell'atmosfera, in rapporto biunivoco con le radiazioni solari.

CALORE e TEMPERATURA
Tutti sappiamo che il calore e' una forma di energia; ci viene spontaneo pensare alla temperatura (questo valore che poco guardiamo in Estate). La temperatura non e' altro che una manifestazione dello stato termico di un corpo, la quale indica, con le sue variazioni, come varia il calore di quel dato corpo (per dirla ancora più semplice): si dice, in generale, che un corpo e' più caldo rispetto ad un altro se esso ha la temperatura più alta. Questa e' la definizione di: calore e temperatura.

ESCURSIONE TERMICA
Sentiamo spesso parlare di escursione diurna della temperatura! Essa non e' altro che la differenza tra i valori massimo e minimo della temperatura della giornata ad esempio:
temperatura minima -5°C;
temperatura massima +15°C;
L’escursione termica e' di 20°C.
Chiunque direbbe: elementare Watson, elementare... Giusto, ci ricorderemo più avanti di quanto questa definizione elementare sia diabolica nel determinare evoluzioni di tempo.

La temperatura minima si ha in genere alle ore 4 (LMT) senza ora legale, poco prima dell'alba e quella massima si ha nel pomeriggio verso le ore 14.
Tale fenomeno, che avviene sia durante l'estate che durante l'inverno (dove le temperature minime e massime dell'estate sono ovviamente superiori a quelle dell'inverno) e' dovuto al fatto che la terra si riscalda lentamente e restituisce altresì con un certo ritardo il calore assorbito.

PRESSIONE ATMOSFERICA
La pressione atmosferica e' il peso che, su ogni centimetro quadrato della superficie terrestre, esercita l'atmosfera.
Se ci poniamo la domanda su cos'e' l'atmosfera intesa come unità di misura della pressione, diremo che e' il peso di una colonna di mercurio alta 760 mm e della sezione di 1 cmq.
Poiché il peso specifico del mercurio e' pari a 13,59 si ha:
13,59 x 76 = 1,033 kg/cmq = 1 Atmosfera
Al livello del mare il valore di pressione si può dare con diverse unità di misura: 1013,25mb o HP= 760mm di HG= 1,033kg/cmq= 29,92"Hg (=pollici di Mercurio).

L'unita di misura della pressione e' il millibar (mbar), oggi l’equivalente è l’EttoPascal (hPa), ma siccome non sono più tanto giovane, preferisco parlare di mbar...
Si e' spesso portati a pensare che una diminuzione della pressione sia direttamente proporzionale alla quota! Niente di più sbagliato! Infatti, aumentando la quota, non solo diminuisce l'altezza della colonna d'aria che ci sovrasta, ma diminuisce anche la densità dei successivi strati dell'aria. Perciò la pressione decresce in un primo tempo assai rapidamente e poi sempre più lentamente.
pressione%20altezza.jpg

Generalmente (a dire il vero sempre) i valori della pressione atmosferica misurati contemporaneamente nei diversi punti della terra (e ad ore convenute e che servono per l'analisi delle carte del tempo), vengono ridotti ad un livello comune (livello del mare) affinché le pressioni registrate in luoghi diversi possano essere confrontate tra loro ed abbia senso parlare di:
Alte o di Basse pressioni.
Lo strumento tipico che abbiamo a bordo per misurare la pressione e' il Barometro, che da' un valore reale ed esistente al momento; più raramente possiamo trovare il barografo che, come dice la stessa parola, misura tutte le variazioni di pressione tramite un pennino, su carta millimetrata.
La nostra amatissima Terra e' attorniata da questa forza, più o meno debole, chiamata pressione!
Vediamo adesso com'e' la distribuzione media della pressione sul nostro globo.
La pressione varia continuamente, con variazioni regolari ed irregolari, periodiche ed aperiodiche. Fra le periodiche, le più evidenti sono la variazione annua e quella diurna, connesse con le variazioni periodiche di temperatura.
La variazione annua e' trascurabile nella zona tropicale dove, in pratica, non esistono stagioni; mentre nelle zone temperate tale variazione e' assai incostante tra le varie regioni, a seconda del loro diverso riscaldamento.
In particolare nelle regioni continentali la pressione e' minima d'estate e massima d'inverno ed il contrario avviene nelle zone oceaniche. Ciò dipende dal fatto che l'acqua si riscalda e si raffredda meno rapidamente della terra emersa.
La variazione diurna ha invece un carattere molto definito, presenta due massimi: uno verso le 10,00 e l’altro verso le 22,00; ma tali oscillazioni barometriche NON sono state ancora esaurientemente spiegate; esempio: gli effetti di marea.

UMIDITA’
Diamo immediatamente la definizione semplice di umidità: e' la quantità di vapore acqueo contenuta nell'aria.
Ci sono tre tipi di umidità:
Assoluta, Specifica e Relativa.
Abbiamo già definito che l'umidità' dell'aria e' la quantità di vapore acqueo contenuta in essa e mi sembra doveroso ricordare un altro termine che e' la pressione (o tensione) del vapore acqueo che e' la pressione che esercita il vapore sull'atmosfera.
Per dare alcuni parametri di riferimento ci si può chiedere come varia la quantità di vapore acqueo che può essere contenuta in un MC di aria atmosferica: esso varia da un minimo (che teoricamente e' 0 ma praticamente e' quasi impossibile) ad un massimo che dipende dalla temperatura dell'aria stessa che lo contiene; ci si chiederà, inoltre, quando questo dato volume d'aria e' saturo di vapore (diventa saturo quando non è più possibile “aggiungere” altro vapore, senza far cambiare il suo equilibrio e stato).
Un volume d'aria si definisce non-saturo, quando contiene una quantità di vapore acqueo inferiore a quello richiesto per la saturazione, cioè quando una certa quantità d'acqua può ancora evaporare in esso.
Sarà sovrassaturo, quando contiene una quantità superiore del vapore acqueo richiesto per la saturazione. Nell'atmosfera questo stato si verifica in condizioni speciali o sotto il termine di “assenza di nuclei di condensazione”.
Ridiamo quindi tre definizioni importanti di umidità:
Umidità assoluta: e' la quantità (in gr.) di vapore contenuto in un MC d'aria.
Umidità specifica: e' la quantità (in gr.) di vapore acqueo contenuto in 1 kg d'aria.
Umidità relativa: e' il rapporto tra il contenuto reale di vapore nell'aria ed il contenuto che si dovrebbe “aggiungere” per raggiungere la saturazione, in pratica è lo stato igrometrico dell'aria.

TEMPERATURA di RUGIADA
A questo punto reputo importantissimo definire per bene il termine Temperatura di Rugiada: essa non e' altro che quella determinata temperatura alla quale l'aria diventa satura, se venisse raffreddata, in assenza di variazione di pressione.
Il non capire la suddetta definizione, sconoscere le conseguenze pratiche e ignorando gli altri 3 parametri fondamentali della meteorologia suddetti (temperatura, pressione, umidità) soprattutto per tutti coloro che navigano in autunno/inverno/primavera, specie nell'alto Adriatico e in altri posti soggetti, potrebbe avere conseguenze spiacevoli e indesiderate, sia per chi naviga in aria, sia per chi naviga in mare e cioè trovarsi nella NEBBIA.
nebbia.jpg

Se anche possedete un radar (lo sa usare un 10% circa dei diportisti!) non sarà mai così preciso da rilevare bersagli tipo: piccole briccole di legno e altri orpelli che potrebbero seriamente compromettere la vostra navigazione.
Per dovere d'informazione esiste anche un altro parametro che a noi diportisti italiani interessa poco, ma interessa tantissimo ai naviganti dell'aria: la "Temperatura di Brina", determinante al fine di prevenire le formazioni di ghiaccio sui bordi d'attacco delle ali e delle eliche, nonché sui piani di coda, con ovvie conseguenze tragiche.
Queste che abbiamo definito sono comunemente chiamate: Grandezze Igrometriche.

GRADIENTI
Il gradiente termico verticale: è la diminuzione di temperatura che si verifica con l'aumentare della quota (circa 6,5°C ogni 1000 Mt di quota).

Isobare: linea che congiunge tutti i punti di egual pressione.
Isallobara: linea che congiunge tutti i punti in cui la pressione ha subito la stessa variazione di pressione, in valore e segno, in un certo intervallo di tempo.
isallobara.jpg
Isoipsa (o isolinee di geopotenziale): linea di eguale altezza che realizza la rappresentazione di una certa superficie isobarica nello spazio (sono come le linee che rappresentano, su una carta topografica, i vari rilievi). Si tratta di linee chiuse a ciascuna delle quali è associato un numero: tale valore rappresenta la quota alla quale ci si riferisce, espressa solitamente in metri (se composta da 4 cifre) o in decametri (se composta di 3 cifre).
isoipsa.jpg
Gradiente Barico orizzontale: è il rapporto tra la differenza di pressione tra due punti e la loro distanza (si esprime in mbar per grado di meridiano terrestre.)
Isalloterme: idem come le isallobare, con la differenza che qui, anziché parlare di pressione, si parla invece di temperature.

LE NUBI
Mi sembra ora doveroso approfondire cos'e' una nube e come si forma, partendo chiaramente dalle basi sopra descritte.
Una Nube e' una massa di vapore acqueo, sospesa nell'aria.
Può essere composta interamente da goccioline d'acqua o interamente da cristalli di ghiaccio, oppure da entrambi le cose.
Una nube si dice “d'acqua” quando si trova in aria avente temperatura centigrada positiva;
Si dice di "Ghiaccio" quando si trova in aria avente temperatura negativa, ossia costituita da cristalli di ghiaccio.
In verità per completezza d'informazione avrei dovuto definire e spiegare alcune terminologie importanti per capire la formazione delle nubi e le sue variazioni, parlando per esempio di sublimazione, di sopraffusione o di calore latente di fusione... Ma sono argomenti un po' pesanti e visto che le basi sono state gettate, dirò per convenzione internazionale che esistono 10 forme tipiche di nubi che sono:
Cirri, Cirrostrati, Cirrocumuli, Altocumuli, Altostrati, Nembostrati, Stratocumuli, Strati, Cumuli e Cumulo-Nembo.

Foto e descrizione delle varie tipologie di nubi possono essere consultate su diversi portali nel web. Ne citerò due di particolare importanza per noi:
Cirri: hanno una struttura filamentosa e delicata. Appaiono come spennellate bianche nel cielo (indicano forti venti in quota!) queste nuvole sono il primo timido segnale di perturbazioni, comunque ancora lontane.

Cumulo-Nembo: e' una nuvola di tipo temporalesco a grande sviluppo verticale (lo individua bene chi fa' navigazione d'altura) ed e' sede di violenti correnti ascendenti e discendenti. Hanno una tipica colorazione grigio-scura e preannunciano nella maggior parte dei casi violenti piogge e burrasche; in esso vi e' la nuvola "d'acqua" e quella di "ghiaccio". Evitatelo…….sarete dei veri marinai!!!
E se proprio non potete, beh allora che Dio ve la mandi buona!
cumulonembo_incudine.jpg
cumulonB.jpg

SISTEMI ISOBARICI
I sistemi isobarici, sono particolari successioni di Isobare e si distinguono in:
-Depressione o Ciclone: sono una successione di isobare che si chiudono intorno ad un centro di bassa pressione.
-Anticiclone: successione irregolare di isobare (più estesa rispetto alla precedente) della quale le isobare racchiudono una zona di alta pressione.
anti%20e%20ciclone.jpg

-Saccatura: striscia di bassa pressione che si chiude con una depressione.
saccatura.jpg

-Promontorio o Cuneo: striscia di alta pressione che si protende da un anticiclone.

Quando si visiona una carta con isobare molto fitte e vicine fra loro significa che c'e' molto vento o, meglio, in gergo si dice che c'e un "Forte Gradiente" ed in genere si riferisce al Gradiente Barico Orizzontale, già definito precedentemente ed esso e' sempre perpendicolare alle isobare ed e' sempre diretto verso la bassa pressione.
Intorno ad un centro di alta pressione si e' osservato che i venti ruotano sempre in senso orario. In particolare si ha che, al suolo, i venti stessi sono divergenti dal centro.
In quota invece sono convergenti.
Intorno ad un centro di bassa pressione i venti al suolo ruotano in senso antiorario ed essi sono convergenti verso il centro e divergenti in quota.
Stabilire le posizioni delle rispettive aree diventa facile da individuarle, applicando la regola di Buys Ballot, già definita in un altro post.

Spesso ci si chiede perché in un centro di bassa o di alta pressione si hanno i venti che convergono o divergono rispetto al centro a seconda che essi vengano considerati al suolo o in quota. Tutto è spiegato dal fatto che i venti al suolo, in seguito all'attrito che essi subiscono al suolo, non soltanto sono meno intensi dei venti in quota, ma presentano rispetto ad essi uno scostamento più o meno accentuato dalle direzioni delle isobare. Lo strumento che misura la pressione e' il Barometro che tutti conosciamo.

Ridefiniamo ancora il gradiente Barico: è la quantità di cui varia, sull'unita' di distanza, la pressione considerata perpendicolarmente alle superfici isobariche.
Come riusciremo a distinguere sulla carta una forte variazione di pressione?
Semplicemente dal gradiente barico, che e' tanto maggiore, quanto più fitte sono le superfici isobariche, ossia quanto più breve e' il tratto lungo il quale la pressione varia di una certa quantità.
gradiente%20barico%20fitto.jpg

C'e' poi il gradiente barico verticale che, vicino al suolo, varia di 1 mb ogni 8 Mt in aria tipo (ricordo che l' “aria tipo” e' un parametro di base con valori ben definiti: pressione 1013,25mb, temperatura 15°C, assenza di vento, ecc, ecc).
Il rapporto fra il gradiente barico orizzontale ed il gradiente barico verticale da origine al gradiente barico topografico.

Una massa d'aria in movimento sulla terra genera delle forze ben definite e sono:
-Forza dovuta al gradiente di pressione
-Forza deviante
-Attrito con il suolo
-Forza centrifuga
La forza dovuta al gradiente di pressione orizzontale e' l'unica forza capace di dar origine al vento il quale avrà velocità tanto maggiore quanto più grande e' la forza stessa.
L'aria in moto si sposta nella direzione del gradiente, cioè normalmente a 90° dalle isobare e nel senso delle pressioni decrescenti, in pratica dalle zone di alta pressione alle zone di bassa pressione.
Nonostante il gradiente abbia una sua forza, esso, dalla direzione normale alle isobare, viene deviato con un angolo che varia da 45° a 80° verso destra nell'emisfero nord e verso sinistra nell'emisfero sud. Nel movimento di una massa d'aria sulla superficie terrestre, l'azione dell'attrito (col suolo) può considerarsi approssimativamente quella di una forza che formi un angolo di 142° con la direzione del gradiente. Sul terreno l'attrito e' doppio di quello che si ha sul mare (questo però negli strati bassi).

Cos'e' la forza centrifuga? E' la forza che agisce sulla massa d'aria che descrive una traiettoria curvilinea; questa forza agisce verso l'esterno e per la stessa ragione che a causa della rotazione terrestre il vento viene deviato dall'attrito e dalla forza centrifuga.
Detto ciò definiamo finalmente la "Regola di Coriolis":
coriolis.jpg
E' la forza apparente (chiamata di Coriolis) cui e' soggetto ogni movimento sulla superficie della terra a causa della rotazione terrestre. Essa e' direttamente proporzionale alla velocità della massa d'aria in movimento ed e' massima ai poli e minima all'equatore. L'effetto di questa forza e' quello di cambiare la direzione del vento. Sappiate che, anche quando si tira un colpo d'artiglieria a lunga gittata, si deve tenere conto della regola di Coriolis.

VENTO
Abbiamo stabilito la direzione del vento (massa d'aria che si sposta) fra due punti dell'atmosfera con pressioni diverse. Ma essenzialmente il vento e' anche dovuto alla differenza di riscaldamento di grandi masse d'aria nelle diverse località della terra; essi hanno tutti carattere circolatorio, ossia si muovono lungo traiettorie chiuse.
Darò adesso due definizioni importanti di venti, sintetizzando il più possibile:
Vento Geostrofico:
Nel moto stazionario rettilineo uniforme le isobare sono parallele e la forza del gradiente viene neutralizzata dalla forza deviante per cui la velocità del vento risulta a 90° rispetto alla forza del gradiente e della forza deviante stessa.
Nell'emisfero nord la forza deviante e' sempre a destra. Il vento parallelo alle isobare si chiama:
Vento Geostrofico.

Vento di Gradiente:
Nel moto stazionario circolare uniforme (isobare circolari) il vento assume valori diversi a seconda che ci si trovi in presenza di un vento ciclonico o anticiclonico. Nel primo caso (vento ciclonico) la forza barica e' equilibrata dalla somma tra la forza deviante e la forza centrifuga. Il vento risultante e' tangenziale rispetto alle isobare, disposto in modo che la forza deviante si trovi sempre alla sua destra e orientato in senso antiorario rispetto al centro delle isobare. Nel secondo caso e' l'opposto.
La somma tra la forza barica e la forza centrifuga sono equilibrate dalla forza deviante. Il vento risultante sarà sempre tangenziale rispetto alle isobare ed orientato in modo che la forza deviante si trovi a destra. Il vento ciclonico, a parità di condizioni, e' inferiore a quello anticiclonico. Quindi il vento ciclonico e anticiclonico tangenti in ogni punto delle isobare circolari e' detto "vento di gradiente".

BREZZE
A questo punto definiamo le Brezze di Terra e di Mare
bmare.jpg
bterra.jpg
esse sono il prodotto del diverso riscaldamento e raffreddamento della terra ferma e dell'acqua, sotto l'influenza della radiazione solare di giorno e per l'effetto dell'irraggiamento di notte.
Di giorno il mare si riscalda meno della terra perciò si crea una corrente d'aria che dal mare va' verso terra.
Nella notte la terra si raffredda prima dell'acqua del mare per cui si genera una corrente d'aria che dalla terra al mare.
Ciò e' dovuto al fatto che durante il giorno l'aria che sovrasta il suolo si riscalda e sale verso l'alto, secondo un modo convettivo che trascina con se, dal basso, l'aria più fredda che in questo caso e' quella proveniente dal mare. Durante la notte invece succede l'opposto.

CIRCOLAZIONE MASSE ARIA
Definiamo a grandi linee la circolazione generale delle masse d'aria:
La ripartizione media delle pressioni atmosferiche sulla terra, accertate in inverno ed in estate, ha permesso di dire con certezza che tra i poli e l'equatore si ha un'alternanza di zone di alta e di bassa pressione, lungo la fascia equatoriale e nelle regioni temperate (da 30° a 60° gradi circa di Latitudine) e alte pressioni nelle fasce sub-tropicali e ai poli (fino a 30° e oltre i 60° circa di Latitudine. Questa situazione determina un regime di venti predominanti quali: Alisei, Monsoni e altri.
monsoni.jpg
L'Anticiclone delle Azzorre che tanto lo nominiamo e' un anticiclone quasi permanente e stazionario; il più noto in Europa per le alterne condizioni (ripeto alterne!) meteorologiche che determina sul continente Europeo.
Gli Alisei invece sono venti stazionari che, con velocità media di circa 12 kts, permangono tutto l'anno sull'Atlantico, estendendosi a 30° Sud e Nord dell'equatore.

La prima domanda che solitamente ci poniamo e': da cosa dipendono le condizioni meteorologiche esistenti in una data località?
La risposta più semplice e': dalla massa d'aria circostante (sappiamo ormai cosa sono le masse d'aria, i venti, la pressione, l'umidità' e la temperatura) e questa massa d'aria e' come una grande porzione d'aria troposferica avente caratteristiche quasi uniformi per una grande estensione (può essere anche di 500NM). Se questa massa d'aria rimane lungamente su una certa regione, la distribuzione della sua temperatura e della sua umidità si pone in equilibrio con la superficie sottostante, di conseguenza le proprietà della massa d'aria verranno allora a dipendere dalle caratteristiche della superficie sottostante. Le origini di queste masse sono le diverse regioni della terra, dette luoghi d'origine.
Le origini delle masse che più interessano noi sono i grandi anticicloni quasi permanenti: delle AZZORRE e della RUSSIA.

Le principali classificazioni cui queste masse possono essere soggette, sono quelle:
a) geografica (fondata sulla regione d'origine)
b) termodinamica (fondata sulla struttura della massa)

La classificazione geografica si suddivide in:
1) Aria Artica (origine entro il circolo polare Artico)
2) Aria temperata (tra il Circolo polare e 35° circa)
3) Aria tropicale o Sub-tropicale (origine compresa tra 35° e 15°)
4) Aria Equatoriale
circolazione%20aria.jpg

ali zone sono poi distinte in Marittime e continentali a seconda che il loro luogo di origine sia Oceanico o Continentale.

La classificazione Termodinamica si suddivide in:
1)Aria fredda (che assorbe calore dalla superficie sottostante)
2)Aria calda (che cede calore alla superficie sottostante).

La caratteristica fondamentale di quest'ultima classificazione e' il generarsi o il conservarsi di uno stato di stabilità o di instabilità dell'aria, dovute anche alla perdita o all'acquisto di calore da parte dell'aria stessa a contatto con la superficie sottostante.
I fattori che determinano le caratteristiche all'interno di una massa d'aria sono:
a) il contenuto di vapore
b) la temperatura dell'aria (in relazione con quella del suolo) che determina la stabilità.
c) la relazione tra vento e suolo (movimenti ascendenti o discendenti).

Tutti questi elementi variano con queste conseguenze: l'aria che sale si raffredda, mentre quella che scende si riscalda.
La condensazione si attua quando l'aria si raffredda sino alla TEMPERATURA di RUGIADA.
Una nube che invece si riscalda oltre la temperatura di rugiada, evapora e si dissolve.
La stabilità di una massa d'aria varia con il variare della temperatura e più precisamente:

a) la stabilità aumenta:
- se la temperatura alla superficie si abbassa.
- se la temperatura dell'aria aumenta negli strati alti e resta inalterata alla superficie.

b) La stabilità diminuisce:
- se la temperatura alla superficie aumenta
- se la temperatura dell'aria diminuisce negli strati alti e resta inalterata alla superficie (nel qual caso la nebbia e' connessa con aria stabile).

Quali sono le proprietà di una massa d'aria FREDDA?
Essendo il suo luogo d'origine in prossimità dei Poli o in continenti molto freddi, la sua struttura e' molto stabile specie negli strati inferiori, con un contenuto di vapore molto scarso e con temperature molto basse.

Quali quelle di una massa d'aria CALDA?
Essendo il suo luogo d'origine in prossimità di regioni calde (relativamente al nostro continente, nelle isole Azzorre) la sua struttura e' stabile, con un elevato contenuto di vapore e con alte temperature.

I FRONTI
Che cos'e' un fronte?
Lo sentiamo nominare spesso, anche dai media, nel web, quasi sempre per i non addetti ai lavori, viene immaginato come un qualcosa di grande, non ben definito, dove ci sono sconvolgimenti climatici... E forse c'e' anche un fondo di verità nascosta in tale immaginazione...

Il FRONTE e' una superficie di separazione tra due masse d'aria che presentino differenti caratteristiche termodinamiche e meccaniche (densità, temperatura e velocità)
simboli.jpg
Al loro contatto le due masse non si fondono fra loro; soltanto una piccolissima parte lo fa, per cui si può immaginare che le due masse rimangono pressoché inalterate e separate da una superficie chiamata di "Discontinuità".
Le due masse d'aria si comportano in questo modo: quella più densa, più fredda e perciò più pesante, cercherà sempre di incunearsi sotto la massa meno densa, più calda e più leggera.
La superficie di discontinuità e' quindi sempre inclinata verso la massa più fredda. Tale superficie di discontinuità forma, con il piano orizzontale, un angolo molto piccolo dell'ordine di frazione di grado (da 1/50 a 1/300).
E' proprio da questo angolo che deriva tutta l'importanza delle discontinuità, giacché ad esso si debbono quei movimenti verticali che producono le nubi e le precipitazioni.

Ci sono due tipi di fronti:
1) FRONTE TROPICALE: se esso separa al suolo aria tropicale da aria intermedia.
2) FRONTE ARTICO: se esso separa al suolo aria artica da aria intermedia.

C'e' poi un'altra classificazione di fronti a noi più nota, in base alla loro mobilità:
a) Fronte Caldo: quando si sposta sotto l'impulso della massa calda
b) Fronte Freddo: quando si sposta sotto l'impulso della massa fredda
c) Fronte Stazionario o Occluso: se resta fermo.

L'Occlusione si ha quando il settore caldo va gradatamente restringendosi e il fronte freddo guadagna terreno su di esso e finisce col raggiungerlo, insinuandosi al di sotto del settore caldo che in tal modo non tocca più il terreno.

FRONTE CALDO:
fcaldo.jpg
FFcaldo.jpg
Il fronte si muove sotto l'impulso dell'aria calda, che via via si sostituisce alla fredda.
Questa, essendo più densa, viene scalzata solo se l'aria calda le soffia contro con una certa violenza, salendo energicamente lungo la superficie frontale e lo chiameremo: scorrimento ascendente.
Lo scorrimento ascendente dell'aria su un fronte caldo e' più rapido che non su un fronte stazionario. Quando l'aria calda nella salita raggiunge il livello di condensazione forma nubi che saranno stratificate o cumuliformi a seconda che l'aria sia stabile o instabile. Caratteristiche del fronte caldo, a causa dell'evaporazione, sono anche le nebbie. La cortina di nubi si estende lungo la superficie frontale secondo una fascia larga da 350NM a 500NM.
Torno a ricordarvi che nubi cirriformi sono di solito gli indizi di un fronte caldo.

FRONTE FREDDO:
ffreddo.jpg
FFfreddo.jpg
Il fronte si muove sotto l'impulso dell'aria fredda che si va gradatamente sostituendo all'aria calda. L'aria fredda avanza quando il vento in seno ad essa soffia verso il fronte con una velocità che e' quella del fronte. L'attrito con il terreno altera la forma della superficie frontale per il rallentamento subito dallo strato adiacente al suolo.
La zona in cui l'aria calda viene sollevata dall'incalzante massa fredda non e' cosi ampia, ma piuttosto localizzata. La salita dell'aria calda e' rapida e violenta per cui se l'aria e' stabile si forma una spessa fascia nuvolosa con pioggia o neve. Se invece e' condizionatamente instabile si formano nubi cumuliformi con probabili cumulo-nembi.
Quando lungo il fronte si formano numerosi cumuli-nembi allineati come una barriera, si ha la: LINEA DEI GROPPI.
Il fronte e' preceduto da una diminuzione della pressione (che aumenta dopo il suo passaggio). Mentre esso passa i venti si rinforzano e ruotano in senso orario; la temperatura diminuisce con pioggia violenta, neve o grandine. La zona di precipitazione e' di circa 100kmq, mentre il sistema nuvoloso e' di circa 200 km in lunghezza.

FRONTE STAZIONARIO:
Le isobare e il vento sono paralleli al fronte a quote dove l'attrito del terreno e' nullo. Negli strati inferiori, a causa dell'attrito, il vento dirige l'aria calda verso il fronte, facendola lentamente ascendere lungo la superficie frontale, con conseguente formazione di nubi. Se l'aria calda e' stabile, le nubi sono stratiformi con possibilità di piogge; se invece essa e' instabile le nubi sono cumuliformi con possibilità di temporali.

FRONTE OCCLUSO:
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Il fronte freddo si muove più rapidamente del fronte caldo; il settore caldo e' costretto a ridursi, l'aria del settore caldo si muove velocemente verso l'alto, il fronte freddo raggiunge quello caldo a cominciare dalla cresta. L'occlusione può essere a carattere di fronte caldo oppure freddo a seconda che l'aria (fredda) che segue il fronte freddo abbia una temperatura maggiore o minore di quella dell'aria che precede il fronte caldo.

Un "Temporale"... Generalmente definiamo un temporale come una situazione anomala del tempo, con nuvoloni neri accoppiati a piovaschi anche intensi….ma un temporale si può considerare come una macchina, in cui l'energia potenziale viene trasformata rapidamente in energia cinetica e spesa per la produzione di violente correnti verticali, di piogge torrenziali o grandine, con venti alla superficie, lampi e tuoni.

Essi si classificano in due categorie: frontali e di massa.
Quelli frontali si producono a causa dell'instabilità' che accompagna l'aria ascendente lungo le superfici frontali. Questo tipo di temporale può anche essere di fronte caldo, di fronte freddo e prefrontale.
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Quelli di massa sono quelli generati dall'instabilità' presente nell'interno di una massa d'aria. Questi tipi di temporali si distinguono in termici, instabili in quota, orografici ed avvettivi.
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Per completezza d'informazione i temporali orografici sono così definiti perché nascono da una spinta verso l'alto dell'aria che soffia contro le montagne;
quelli convettivi invece sono così definiti perché nascono dal riscaldamento e il conseguente sollevamento dell'aria a contatto della superficie sottostante più calda (sono i classici temporali continentali estivi).
Le due categorie, frontali e di massa, non sono classificazioni assolute, ma può accadere che due o più cause concorrano insieme ad intensificare l'attività' temporalesca.
Un temporale può durare da 2 a 3 ore coprendo nel suo complesso una regione da 30 a 300 kmq di estensione.


LINEA DEI GROPPI
E' la linea direzionale lungo cui soffia il "groppo", che e' un vento di considerevole forza, originato da instabilità atmosferica. E' generalmente di breve durata e prende il nome dal fenomeno che l'accompagna (pioggia, neve, grandine, etc).
groppi.jpg
Diamo infine una breve definizione della " TEORIA NORVEGESE":
nello studio della circolazione generale dell'atmosfera, si e' riscontrato come nel nostro emisfero si determini una superficie di discontinuità (fronte polare) la cui traccia può essere segnata sulla carta meteorologica nel punto che separa le due masse d'aria, aventi temperatura e contenuto di vapore d'acqua molto diversi: l'aria subtropicale calda proviene da SW e l'aria polare fredda proviene da NE (andamento 45°-225°). Tali masse, mentre si muovono parallelamente, vengono entrambe deviate verso destra per effetto della rotazione terrestre, allontanandosi così l'una dall'altra e determinando tra loro una zona di aria rarefatta e di bassa pressione. Infatti le due correnti assumono rispettivamente l'andamento da SW e da NE appunto per la rotazione terrestre che già ne ha modificato le direzioni primitive. Da questa situazione ha origine il " CICLONE " o area ciclonica.
Con questa teoria ci fu' una riduzione (all'epoca) del 50% del numero di pescatori vittime di tempeste. Tale risultato va attribuito specialmente alla circostanza che le tempeste più pericolose sono dovute a neo-formazioni assolutamente imprevedibili con l'antico metodo isobarico, dato che il loro sviluppo può essere così rapido da produrre perturbazioni notevolissime là dove, isobaricamente parlando, nessun indizio lasciava supporre l’imminenza di una burrasca.

Concludendo, possiamo adesso definire con cognizione di causa cosa significa lo "studio sinottico" del tempo: esso e' l'esame delle condizioni del tempo che simultaneamente si verificano su un’estesa regione. I dati (pressione, vento, umidità, temperature, nuvolosità, fenomeni vari, etc.) relativi alle condizioni del tempo vengono raccolti in un quadro grafico che rappresenta una carta geografica della regione considerata.
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Le ore sinottiche sono: 03.00, 06.00, 09.00, 12.00, 15.00, 18.00, 21.00 e 24.00. Dallo studio delle carte sinottiche si deduce LA PREVISIONE DEL TEMPO.
Direi di concludere qui….continuando ulteriormente non sarebbero più "nozioni di base".

Certamente dopo questo lungo post non diventerete dei “previsori”, ma il fine era quello di mettervi dei dubbi costruttivi tali da capire che, sia che siate alla fonda o ormeggiati nel vostro marina, quando noterete una repentina variazione sia di pressione che di temperatura o umidità, vi allertiate, perché già saprete che qualcosa intorno a voi sta cambiando e prenderete le dovute precauzioni.
Ricordo inoltre di guardare il cielo e le nubi... Hanno tante cose da dirci!
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Marconet
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Re: Meteorologia,nozioni di base

Messaggio da Marconet » 09 mar 2016, 12:30

Grande, molto utile, grazie!

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