Atmosfera - Pressione, umidità, venti e climi

La pressione atmosferica

Nel 1643 Torricelli scoprì che l’aria esercita una pressione. L’aria, come tutti i corpi, è però soggetta all’attrazione gravitazionale terrestre ed esercita su tutto ciò che sovrasta pressione atmosferica.

Si dice pressione atmosferica normale il peso dell’aria secca e pura su una superficie unitaria (1 cm²), misurata a livello del mare, alla latitudine di 45° e alla temperatura di 0 °C.

La pressione atmosferica normale equivale al peso di una colonna di mercurio alta 760 mm, con una sezione di 1 cm², che però viene scelta come unità di misura:

1 atm = 760 mmHg = 1013 mbar

Lo strumento che serve a misurare la pressione atmosferica è il barometro.

Alta pressione: pressione superiore a quella normale.

Bassa pressione: pressione inferiore a quella normale.

In ogni luogo della Terra, la pressione atmosferica è soggetta a variazioni ed è correlata da:

• Altitudine: in genere la pressione diminuisce con l’aumentare dell’altitudine, tale diminuzione però non è costante.
• Temperatura: la pressione diminuisce con l’aumentare della temperatura.
• Umidità: la pressione diminuisce con l’aumentare di umidità; quanto maggiore è la percentuale di acqua presente nell’aria, tanto minore sarà la pressione che questa esercita sull’unità di superficie.

Le isobare sono delle linee che congiungono tutti i punti con la stessa pressione atmosferica sul livello del mare.

Su una carta geografica, si congiungono tutti i luoghi in cui la pressione atmosferica, ridotta al livello del mare e a 0 °C, ha lo stesso valore; si ottengono le linee che prendono il nome di isobare.

Le isobare sono linee sempre chiuse e concentriche. Se in una determinata zona i valori della pressione diminuiscono dalle isobare più esterne a quelle più interne, si parla di aree di bassa pressione, o aree depressionarie, o aree cicloniche, o semplicemente di ciclone.

Se i valori aumentano dalla periferia verso il centro, si parla di aree di alta pressione, o aree anticicloniche, o semplicemente di anticiclone.

Centro di bassa pressione, ciclone: questa area di depressione termica tende a convergere, dalle regioni vicine, l’aria calda che forma una corrente calda ascensionale.

Centro di alta pressione, anticiclone: da questa area l’aria fredda, poiché è più pesante, tende a scendere verso la superficie terrestre e a divergere verso l’esterno.

Nelle carte delle isobare un’area ciclonica viene indicata con B, un’area anticiclonica viene indicata con A. By Skuola.net

Osservazioni interessanti

• Se le isobare sono ravvicinate significa che nella zona considerata la pressione varia rapidamente, con possibilità di formazioni di venti veloci.
• Se le isobare appaiono distanziate tra loro la variazione della pressione è più lenta, quindi i venti saranno meno veloci.

Condizioni termiche in Italia

In Italia la situazione termica è complessivamente favorevole, perché:

• È una penisola largamente circondata dal mare; le acque del mare rappresentano una riserva di calore in inverno e una fonte di frescura in estate.
• L’arco alpino rappresenta un’efficace barriera rispetto alle influenze climatiche provenienti dal nord.

La penisola italiana è molto estesa in latitudine e, a causa della sua orografia molto accidentata, la distribuzione della temperatura presenta notevoli variazioni.

L’escursione termica annua, cioè la differenza fra la temperatura media del mese più caldo e di quella del mese più freddo, aumenta da sud a nord e dalla costa verso l’interno e diminuisce generalmente con l’altitudine; è inoltre un po’ minore lungo il litorale tirrenico rispetto al litorale adriatico.

L’umidità dell’aria

L’aria non è mai completamente secca, ma contiene sempre acqua allo stato di vapore, la cui quantità costituisce l’umidità atmosferica.

Il vapore dell’acqua contenuto nell’atmosfera proviene:

• Dall’evaporazione delle grandi distese oceaniche.
• Dal suolo.
• Dalla traspirazione delle piante.
• Dalle vaste foreste delle regioni tropicali.

Il vapore d’acqua è concentrato quasi esclusivamente nella troposfera; esso ha un’enorme importanza non solo perché assorbe una notevole quantità della radiazione solare e di quella terrestre, ma anche perché costituisce la fonte di tutte le forme di condensazione e di precipitazione; è normalmente invisibile nell’aria e la sua concentrazione si misura con l’igrometro.

Per ogni valore di temperatura esiste una quantità massima di vapore che un volume di aria può contenere, quantità che non può essere superata.

Limite di saturazione è la quantità massima di vapore che può essere contenuta in 1 m³ di aria a una certa temperatura.

Più la temperatura è elevata, maggiore è il limite di saturazione dell’aria: l’aria calda infatti può contenere più vapor d’acqua dell’aria fredda.

Quando la quantità di vapore presente nell’aria supera il limite di saturazione, il vapor d’acqua comincia a condensare.

L’umidità dell’aria si misura in due modi:

• Come umidità assoluta è la quantità in peso di vapor d’acqua contenuta in 1 m³ di aria.
• Come umidità relativa è il rapporto tra la quantità di vapor d’acqua presente in 1 m³ di aria e la quantità di vapore massima che potrebbe essere contenuta a quella temperatura.

L’umidità relativa è quindi il rapporto tra l’umidità assoluta e il limite di saturazione dell’aria a quella temperatura. Tale rapporto si esprime in %, per cui l’aria è satura quando la sua umidità relativa è pari al 100%. By Skuola.net

Il limite di saturazione dell’aria varia con la temperatura.

Isoiete = linee curve che uniscono tutti i punti di una carta caratterizzati da una stessa quantità media di precipitazioni.

L’atmosfera e i suoi fenomeni

Quando due zone contigue hanno una diversa pressione atmosferica, tra esse si genera una corrente d’aria: il vento.

I venti sono correnti generate dal movimento di masse d’aria che si spostano da una zona di alta pressione verso una di bassa pressione, muovendosi nella direzione in cui, a parità di distanza, la pressione si abbassa maggiormente.

I venti si muovono nella direzione del gradiente barico, intendendo con tale termine il rapporto tra la differenza di pressione tra due punti situati su due isobare di valore diverso e la distanza che le separa:

diff. pressione / dist. isobare = gradiente barico.

Se le isobare sono vicine il gradiente è elevato, se le isobare sono distanti il gradiente è ridotto.

I venti tendono a ristabilire l’equilibrio barico tra due zone: è la forza causata dalla presenza di un gradiente che origina il vento, lo alimenta e ne determina direzione e velocità.

La velocità del vento, che esprime la sua forza, è tanto più elevata quanto maggiore è il gradiente barico tra due zone. La velocità del vento si misura con l’anemometro e si esprime in m/s o km/h.

• I venti della bassa troposfera non hanno velocità regolare, ma spirano a folate a causa dell’attrito con il suolo, che determina continue variazioni di velocità.
• In alta quota i venti si muovono più regolarmente e a velocità maggiore per l’assenza di attrito.

La direzione del vento in teoria dovrebbe essere alle isobare, ma in realtà è influenzata dal moto di rotazione terrestre.

La forza di Coriolis provoca una deviazione della direzione del moto dei venti verso destra nell’emisfero settentrionale e verso sinistra nell’emisfero meridionale, tanto più significativa quanto maggiore è la velocità di traslazione.

Direzione e velocità dei venti che si muovono al suolo sono quindi la risultante di tre forze: