PRIMA DI TUTTO VEDIAMO CHE COSA E' UNA STAZIONE METEOROLOGICA. La stazione meteorologica è un gruppo di strumenti che permettono di monitorare le condizioni dell'atmosfera e tutto ciò che riguarda la meteorologia.
Una stazione meteorologica è composta principalmente da:
• Termometro (a minima e massima) per misurare la temperatura;
• Barometro per misurare la pressione dell'aria;
• Igrometro per misurare l'umidità atmosferica[L'umidità relativa (U.R.)]
• Anemometro per misurare la velocità del vento;
• Banderuola per misurare la direzione del vento;
• Pluviometro per misurare la quantità di pioggia caduta.
Le stazioni meteorologiche elettroniche, che in questi ultimi decenni hanno sostitiuto quelle meccaniche che richiedevano la presenza costante di un operatore, consentono di registrare in automatico tutti i dati e di archiviarli grazie a una memoria interna (datalogger) che a intervalli regolari viene interrogata da un server per l'archiviazione sull'hard-disk di tutti i dati rilevati.
LA TEMPERATURA. Tocchiamo un oggetto con la mano. Se la mano si scalda diciamo che l'oggetto è più caldo della mano e che questa riceve calore per contatto o per conduzione, La il riscaldamento della mano può avvenire anche a distanza, se fra essa e l'oggetto caldo non è interposto uno schermo. Il riscaldamento è dovuto allora a radiazioni termiche emesse dal corpo caldo, le quali sono della stessa natura delle radiazioni luminose e diciamo che la trasmissione di calore avviene per irraggiamento. Se l'oggetto è più freddo della mano, la conduzione o l'irraggiamento avverranno in senso inverso: dalla mano all'oggetto. Questi esperimenti ci danno una prima idea del concetto di temperatura: due corpi possono modificarsi reciprocamente per trasmissione di calore sotto forma di condizione o di irraggiamento. Tali modificazioni sono dette termiche e insorgono quando due corpi hanno diversa temperatura.
In meteorologia il termometro serve principalmente per la misura della temperatura dell'aria. L'esperienza e le innumerevoli misurazioni eseguite con i più vari mezzi d'esplorazione suggeriscono che la temperatura dell'aria diminuisce con l'altitudine.
L'atmosfera infatti si riscalda principalmente dal basso, per irraggiamento termico terrestre, cioè cessione di calore da parte del suolo precedentemente riscaldato dalla radiazione incidente, anziché dall’alto, cioè per assorbimento diretto della stessa; l’assorbimento della radiazione infrarossa emessa dalla terra da parte dell’atmosfera riguarda, per ovvie ragioni di propagazione spaziale, prima gli strati prossimi al suolo poi i successivi più distanti ed è anche tanto maggiore quanto maggiore è la densità dell'aria, che è funzione inversa della quota; è ragionevole dunque aspettarsi una diminuzione allontanandoci dalla sorgente di calore. Il trasferimento verticale del calore dal suolo all’atmosfera e la diminuzione di temperatura con la quota è opera anche dei moti convettivi quando l’aria diviene turbolenta in presenza di forte riscaldamento del suolo: masse d’aria calda, divenute meno dense e quindi più leggere per unità di volume rispetto alle circostanti, salgono di quota e, portandosi a pressione minore, si espandono adiabaticamente con conseguente raffreddamento. Oltre che dall'altitudine, la temperatura dell’aria dipende anche da altri parametri tra i quali spicca l'intensità della radiazione solare entrante, funzione a sua volta dell'inclinazione dei raggi solari con la superficie terrestre secondo la legge di Lambert.
L'UMIDITA' RELATIVA (U.R.) indica il rapporto percentuale tra la quantità di vapore contenuto da una massa d'aria e la quantità massima (cioè a saturazione) che il volume d'aria può contenere nelle stesse condizioni di temperatura e pressione.
Lo strumento usato per misurare l'umidità relativa si chiama igrometro la cui scala è graduata da 0% a 100%. L'umidità relativa è un parametro dato dal rapporto tra umidità assoluta e l'umidità di saturazione. È svincolato dalla temperatura e dà l'idea del tasso di saturazione del vapore atmosferico, e delle ripercussioni sui fenomeni evapotraspirativi delle colture. Il deficit di saturazione è dato dalla differenza tra umidità assoluta e umidità di saturazione.
Esempio: se una massa d'aria ha una temperatura propria, ad esempio, di 15 °C con una quantità di umidità relativa pari al 50%, affinché tale umidità possa raggiungere il 100% (saturazione) a pressione costante, e, magari depositarsi (condensazione) sarà necessario abbassare la temperatura della massa d'aria, ad esempio, di 5 °C, portarla cioè da 15 °C a 10 °C.
IL VENTO e' un fenomeno che consiste nel movimento di masse d'aria dovuto alla differenza di pressione atmosferica tra due punti dell'atmosfera. In presenza di due punti con differente pressione si origina una forza detta forza del gradiente di pressione o forza di gradiente che agisce premendo sulla massa d'aria per tentare di ristabilire l'equilibrio. Le masse di aria che generano il vento si muovono dall'area di alta pressione all'aria di bassa pressione. Il flusso d'aria non corre in maniera diretta da un punto all'altro, cioè con stessa direzione della forza di gradiente, ma subisce una deviazione dovuta alla forza di Coriolis che tende a spostarlo verso destra nell'emisfero settentrionale e verso sinistra nell'emisfero meridionale.
La velocità del vento, o meglio la sua intensità, dipende dal gradiente barico, cioè dalla distanza delle isobare, e si misura con uno strumento chiamato anemometro e può essere espressa in: m/s (metri al secondo), km/h (kilometri all'ora), KTS (nodi). L'intensità del vento aumenta in media con la quota per via delle diminuzione dell'attrito con la superficie terrestre e la mancanza di ostacoli fisici quali vegetazione, edifici, rilievi e montagne.
LA PRESSIONE ATMOSFERICA e' la pressione presente in qualsiasi punto dell'atmosfera terrestre. Nella maggior parte dei casi il valore della pressione atmosferica è equivalente alla pressione idrostatica esercitata dal peso dell'aria presente al di sopra del punto di misura.
Le aree di bassa pressione hanno sostanzialmente minor massa atmosferica sopra di esse, viceversa aree di alta pressione hanno una maggior massa atmosferica. Analogamente, con l'aumentare dell'altitudine, il valore della pressione decresce.
La diminuzione repentina della pressione atmosferica normalmente precede un rapido peggioramento del tempo accompagnato da vento forte. Quando la pressione supera i 1014 millibar normalmente il tempo è stabile. Al livello del mare il volume di una colonna d'aria della sezione di 1 cm² ha un peso di circa 1,03 kg. Ne consegue che una colonna d'aria della superficie di 1 m², pesa approssimativamente 10,3 tonnellate. Il valore della pressione atmosferica varia anche in funzione della temperatura e della quantità di vapore acqueo contenuto nell'atmosfera e decresce con l'aumentare dell'altitudine, rispetto al livello del mare, del punto in cui viene misurata.
LA RADIAZIONE ULTRAVIOLETTA (UV o raggi ultravioletti) e' una radiazione elettromagnetica con una lunghezza d'onda inferiore alla luce visibile, ma più grande di quella dei raggi X. Il nome significa "oltre il violetto" (dal latino ultra, "oltre"), perché il violetto è il colore visibile con la lunghezza d'onda più corta. Tutte le persone sono esposte quotidianamente a una certa dose di radiazioni ultraviolette (UV), in gran parte derivanti dal Sole, ma anche da fonti artificiali in campo industriale, commerciale o nel tempo libero. Le radiazioni UV coprono quella porzione dello spettro elettromagnetico con una lunghezza d’onda compresa tra 100 e 400 nanometri (nm). Le radiazioni U.V. sono nocive durante il periodo estivo se il nostro corpo è esposto per lungo tempo al sole senza protezione. Tenere conto dell’indice UV, rilevato dalla nostra centralina meteo e confrontarlo con i valori riportati nello schema (CLICCA QUI per scaricare lo schema degli indici U.V.) che correla il livello di radiazione UV con il grado di rischio: quando l’indice è superiore a 3, occorre mettere in atto le misure preventive.
LA RADIAZIONE SOLARE è l'energia radiante emessa dal Sole a partire dalle reazioni termonucleari di fusione che avvengono nel nucleo solare e producono radiazioni elettromagnetiche. L'energia irradiata dal sole scaturisce dalla fusione nucleare dell'idrogeno in elio. Dalla trasformazione deriva la produzione di calore dispersa nello spazio per irraggiamento e decresce geometricamente con la distanza. Nell'atmosfera terrestre la potenza dei raggi solare giunge circa a 1367 W/m² (costante solare). Questo dato è da intendersi come dato medio e può variare del +/-3% per effetto della distanza variabile tra il Sole e la Terra nel corso dell'anno. Considerando l'intera superficie sferica del pianeta, l'energia luminosa arriva sulla Terra con una potenza complessiva di 174 milioni di gigawatt.
LE NUBI Una nube è una massa visibile di piccole goccioline o cristalli di ghiaccio sospesi nell'atmosfera, sopra la superficie terrestre. Le nuvole che si formano sulla Terra sono costituite di vapore acqueo che, condensandosi, forma piccole goccioline o cristalli di ghiaccio, solitamente di 0,01 mm di diametro. Quando si formano agglomerati di miliardi queste goccioline, appare visibile la nuvola. Le nubi sono prodotte dalla condensazione del vapore generato dall'evaporazione dell'acqua sulla superficie terrestre (contenuta nei mari, laghi, fiumi, etc.) a causa del riscaldamento solare. Il fenomeno, per quanto complesso, si può riassumere come segue:
• a causa dell'irraggiamento solare la temperatura della superficie terrestre aumenta.
• per conduzione termica il suolo caldo scalda anche l'aria a contatto con esso.
• Poiché l'aria calda è più leggera di quella fredda, essa si solleva generando una corrente ascensionale e portando con sé l'umidità contenuta.
• salendo, l'aria si raffredda, raggiungendo il punto di saturazione del vapore, il quale pertanto si trasforma in minuscole goccioline di acqua, che galleggiano nell'aria, formando per l'appunto le nubi.
• se la temperatura è particolarmente bassa, queste si trasformano in microscopici cristalli di ghiaccio.
I processi di raffreddamento più comuni sono: contatto di aria calda con una superficie fredda per avvezione; mescolanza di aria calda e fredda;movimenti ascendenti dell’aria.
Le nubi sono classificate in base alla loro forma(stratiformi e cumuliformi) ed in base all’altezza della base dal suolo; tale ultima classificazione divide le nubi in nubi alte, nubi medie, nubi basse.
Nubi alte: frmazioni nuvolose con base (nelle regioni temperate) tra gli 8000 ed i 14000 m, sono le nubi più fredde, composte essenzialmente da cristalli di ghiaccio che le rendono traslucide; dalla loro disposizione si può sapere la direzione del vento in quota (perpendicolarmente alle strisce, verso la direzione delle gobbe); sono caratterizzate del prefisso "cirro-".
• cirri (Ci)
• cirrocumuli (Cc)
• cirrostrati (Cs)
Nubi medie: formazioni nuvolose con base (nelle regioni temperate) tra i 2000 ed gli 8000 m. Sono essenzialmente composte da gocce d'acqua o da un miscuglio di gocce d'acqua e cristalli di ghiaccio. Sono caratterizzate dal prefisso "alto-".
• altocumuli (Ac)
• altostrati (As)
Nubi basse: formazioni nuvolose con base (nelle regioni temperate) sotto i 2000 m, sono essenzialmente composte da gocce d'acqua. Quando le nubi basse giungono in contatto col terreno si parla di nebbia. Sono caratterizzate dai prefissi e suffissi "nembo-" e "strato-".
• stratocumuli (Sc)
• strati (St)
• nembostrati (Ns)
Nubi a sviluppo verticale: formazioni nuvolose verticali. Sono le nubi più turbolente e sovrastano le correnti ascensionali. Nelle loro forme più grandi (cumulonembi), possono raggiungere dimensioni enormi, coprendo intere regioni e portando violente precipitazioni e temporali. Questi tipi di nubi non sono classificati insieme agli altri per altezza perché hanno appunto un grande sviluppo verticale.
• Cumuli (Cu).
• Cumulonembi (Cb).
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