Caratteristiche struttura e composizione dell

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Magg. Franco Colombo Cell. 338-9839885
colombo_at_meteorologia.it
www.meteorologia.it
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Temperatura ed energiaLa pressione I venti
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento

• La temperatura di un corpo è una misura di quanta
  energia di moto (energia cinetica) le molecole di
  un materiale possiedo
• Più alta è la temperatura, maggiore è la velocità
  media delle molecole
• Allo zero assoluto, lenergia cinetica delle
  molecole è nulla.

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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
Le scale di temperatura

• I termometri misurano la temperatura dei corpi
• Le scale termometriche maggiormente utilizzate
  sono
• Celsius o Centigrada C
• Fahrenheit F
• Kelvin K

Formule di conversione
C 5/9 (F-32) F (9/5 C) 32 K C 273
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
Il processo di trasferimento di calore
Conduzione le molecole trasferiscono energia
per contatto diretto Convezione il
trasferimento di calore avviene per mezzo di un
fluido (aria o acqua) interposto tra corpi a
temperature differenti. - In meteorologia, la
convezione è generalmente associata ai moti
verticali del fluido - Lavvezione ha lo stesso
significato della convezione, solo che si
manifesta sul piano orizzontale. Irraggiamento
Il trasferimento di calore non richiede un
contatto tra i corpi che scambiano calore, e non
richiede la presenza di un fluido interposto
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
Alcuni importanti concetti termodinamici il
calore latente
1 caloria quantità di energia necessaria per
aumentare la temperatura di un grammo dacqua da
14,5C a 15,5C
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
Alcuni importanti concetti termodinamici il
processo adiabatico
È un processo che avviene senza trasferimento di
calore tra il sistema (es. una particella daria)
e lambiente circostante. In un processo
adiabatico ad una compressione corrisponde sempre
un riscaldamento e ad una espansione corrisponde
sempre un raffreddamento. Tutti i processi che
avvengono nellatmosfera possono essere
considerati adiabatici.
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
Alcuni importanti concetti termodinamici la
radiazione elettromagnetica
Legge di Stefan- Boltzman
E energia radiante
(costante di Stefan)
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
Alcuni importanti concetti termodinamici la
radiazione elettromagnetica
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Legge di Wien
Esempio
Spettro elettromagnetico del Sole
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
Spettro elettromagnetico del Sole e della Terra
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
Il sole, a circa 5700C, emette circa 4x1026
Watt La terra, a circa 15C, emette circa 2x1017
Watt che è esattamente lenergia che riceve dal
sole la terra è quindi in EQUILIBRIO TERMICO
cioè emette tanta energia quanta ne riceve
(altrimenti si scalderebbe disastrosamente) ma
mentre la riceve come luce visibile dal sole, la
riemette come raggi infrarossi (invisibili) in
tutte le direzioni. Anche la luna fa lo stesso
ma è molto diversa dalla terra perché? Perché
non ha unatmosfera!!
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
Leffetto serra naturale
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
Laria nella bassa atmosfera è riscaldata dal
basso. Il sole riscalda la terra laria al di
sopra si riscalda per conduzione, convezione ed
irraggiamento. Un ulteriore riscaldamento si
verifica a causa del rilascio di calore latente
allinterno della nube durante il processo di
condensazione.
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento

• Visto che le latitudini polari ricevono un
  numero maggiore di ore durante lestate, perché
  non hanno anche le temperature più alte?
• Perché le temperature massime non si registrano
  al solstizio destate?
• Che cosa succederebbe se cambiasse linclinazione
  dellasse polare?
• (avremo più o meno stagionalità con un angolo
  maggiore?
• E cosa succederebbe con linclinazione a 0 e
  90?)

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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
Temperatura media alla superficie terrestre in
gennaio (SX) e luglio (DX)
Isoterma linea che unisce i punti alla stessa
temperatura
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
Variazione termica stagionale
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento

• La pressione atmosferica è causata dal peso della
  colonna daria sovrastante su una superficie
  unitaria
• Essa, di conseguenza diminuisce con la quota
• A parità di pressione al suolo, la colonna di
  aria fredda sarà più bassa della colonna di aria
  più calda
• La pressione varia enormemente con la quota, ma
  sono le più piccole variazioni di pressione sul
  piano orizzontale a determinare i venti e i
  sistemi meteorologici.

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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento

• Gli strumenti per la misura della pressione sono
  i barometri a mercurio
• La pressione si ricava misurando il peso della
  colonna di mercurio

dove
è la densità del mercurio g è la gravità h
laltezza della colonna di mercurio
Al livello del mare la pressione media
è 1013.25 hpa 76 cm Hg 29.92 inch Hg
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
Isobara linea che congiunge i punti aventi la
stessa pressione
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Ente che ha prodotto la mappa
Validità
Data e ora del rilevamento
Tipo di mappa
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Configurazioni bariche
1 promontorio 2 saccatura 3 sella
Anticiclone
Depressione
1
3
2
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
Le carte in quota sono mappe a pressione costante
e mostrano la variazione dellaltezza di una
superficie isobarica. Le linee su una mappa in
quota rappresentano laltezza della superficie
isobarica a cui la mappa si riferisce e sono
quindi delle ISOIPSE. Tale altezza in termini
meteorologici si chiama GEOPOTENZIALE indicato
con la lettera z (si misura in dam geop) Le
superfici isobariche standard maggiormente
utilizzate in meteorologia sono 850 hpa 700
hpa 500 hpa 300 hpa
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Individuare Isoipsa 5520 metri geopotenziali
promontorio e saccatura
1
2
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
Il vento

• Le differenze di temperatura tra oceani e
  continenti provoca delle variazioni di pressione
• Le differenze di pressione danno origine alle
  forze che provocano i moti atmosferici
• La forza di gradiente (PGF) si esercita
  ortogonalmente alle isobare ed è uguale a

Più vicine sono le isobare maggiore è la forza di
gradiente
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento

• Le altre forze che agiscono sul vento sono
• La forza di Coriolis (CF)
• La forza centripeta (c)
• La forza di gravità (g)
• Lattrito (F)

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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
I venti che spirano a quote superiori ai 1000
metri sono il risultato degli effetti della forza
di gradiente (PGF) e della forza di Coriolis (CF)
Questo vento viene definito VENTO GEOSTROFICO
f parametro di Coriolis che dipende dalla
latitudine densità dellaria
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
Nelle vicinanze del suolo, bisogna tenere in
considerazione lattrito esercitato dal
terreno. Questo riduce lintensità del vento,
riducendo anche la forza di Coriolis che non
risulterà più opposta alla forza di gradiente. Il
risultato è una deviazione verso le basse
pressioni del vento. Nel caso di configurazioni
chiuse, il risultato sarà un flusso convergente
intorno ai cicloni e un flusso divergente intorto
agli anticicloni.
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Venti in quota
Venti al suolo
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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento

• La forza del vento dipende dal gradiente di
  pressione
• I venti in quota spirano parallelamente alle
  isobare
• Nellemisfero nord i venti spirano in senso
  orario intorno alle alte pressioni e in senso
  antiorario intorno alle depressioni
• I venti al suolo sono leggermente deviati verso
  le basse pressioni
• Essendo un elemento vettoriale il vento va
  definito usando la direzione di provenienza e
  lintensità espressa in metri/secondo o nodi
  (Kts)
• 1 Kts 1,852 Km/h 0,5 m/s

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Lezione 2 Temperatura, pressione, vento
Gli strumenti per misurare il vento sono gli
ANEMOMETRI I più comuni sono a coppe di Robinson.
Le coppe girano in maniera proporzionale alla
velocità del vento. Altri anemometri sono a
eliche. Una banderuola indica invece la direzione
di provenienza del vento.