Appunti esame Metereologia e Climatologia, prof. Paolo Ceccon

V

P*V=cost; Di Charles =k*V *T; l. Di Gay-LussacPt=k*P *T; l. Dei gas perfetti

t 0 0

P*V=n*R*T

❖ spostamenti si verificano senza scambio di calore con l’atmosfera circostante (processi

Tali perché sono processi molto veloci (non c’è tempo perché si stabilisca un equilibrio);

adiabatici)

❖ Si formano correnti ascendenti perché l’atmosfera in prossimità del suolo si riscalda e quindi si

innalzano (o viceversa si abbassano);

❖ Parcelle d'aria riscaldate al contatto con il suolo si espandono occupando un maggior v e

si spostano verso l’alto;

diminuendo p e t

❖ Parcelle d'aria raffreddate in quota si comprimono occupando un minor v e aumentando p e t

si spostano verso il basso (moto subsidente).

• Gradienti adiabatici:

❖ delle variazioni di t dipende dall’umidità dell’aria:

L’entità

o gradiente adiabatico secco= variazione di t che una parcella di aria secca (in cui non avviene

condensazione) in moto adiabatico subisce durante lo spostamento verticale (può essere

positivo o negativo). La parcella che si muove in verticale si raffredda più velocemente

dell’atmosfera stessa dell’aria a pressione costante.

g = accelerazione di gravità (9.81 m s-1), Cp= calore specifico

o Gradiente adiabatico umido (saturo)= variazione di t che una parcella di aria prossima alla

saturazione in moto adiabatico subisce durante lo spostamento verticale. Vale circa= 5

-1

k*km

La condensazione attenuta il gradiente perché cede calore.

• Conoscendo la temperatura iniziale e il punto iniziale e la temperatura del punto di rugiada (tenendo

conto di variazioni ogni 10 m 5°c), prima di iniziare il processo di condensazione deve variare la

temperatura di 20°c;

• di 2000m

all’altitudine inizia la condensazione;

• quale riscalda l’atmosfera circostante sale verso l’alto e quindi

Un terreno arido viene riscaldato, il

cambia la sua temperatura in modo diverso (con il gradiente adiabatico secco. Ad ogni altitudine ha

una t minore rispetto all’atmosfera circostante densità superiore tende a rallentare il proprio

moto verticale. Atmosfera stabile: condizione in quale le parcelle ascendenti sono rallentate in moto

non raggiungono l’altitudine in cui raggiungerebbero il punto di rugiada e quindi non si

verticale

formano le nubi cielo sereno (no nubi convettive: atmosfera subadiabatica).

• Inversione termica si accentua ancora di più la distanza tra la temperatura ambiente e quella delle

parcelle insature;

• In una atmosfera superadiabatica instabilità;

• L’interazione tra parcella ascendente e atmosfera circostante provoca nuvolosità;

• La parcella insatura è più fredda e più densa sale molto velocemente;

• L’atmosfera sarà stabile o meno in base al fatto che l’aria circostante la parcella sia vicina o meno

alla condensazione;

• si realizza perché l’aria sale in quota e si raffredda

Nubi orografiche: il raffreddamento

innalzamento forzato; quando un moto advettivo incontra un ostacolo orografico molto ampio

durante l’ascesa forzata cambia la sua temperatura in base al gradiente adiabatico (umido o secco);

l’aria fredda e umida che proviene dal nord Europa viene intercettata dalle alpi genera le

precipitazioni, poi si riscalda e quindi investe le valli (Foehn);

Forma nuvolosità e precipitazioni nei versati sopravento;

• fredda; aria fredda che va a occupare lo spazio dell’aria

Nubi frontali: interazione tra aria calda e aria

calda; se viceversa temporale; nuvolosità stratiformi, minor altitudini, densità + basse, piovosità



2

maggiori e a lungo tempo. Fenomeno a scala sinottica: riguarda molte migliaia di km le così dette



2

perturbazioni (le nubi convettive si sviluppano per pochi km sono legate alle particolarità del

territorio);

• Le nubi sono per la maggior parte orizzontali di sviluppo (estensione verticale molto ridotta, tranne

le così dette nubi a sviluppo verticale);

• La temperatura implica la loro composizione;

• Classificazione per morfologia e altitudine (quindi anche temperatura);

• Nubi calde=nubi basse;

• Nubi fredde=nubi alte;

• Dai diversi tipi di nubi dipendono i diversi tipi di precipitazioni;

• essere originata da nubi calde (costituite da goccioline), a meno che l’aria

La neve non può

circostante non sia talmente bassa da congelare le goccioline (accade più spesso il contrario, cioè da

ghiaccio ad acqua);

• Valori molto difficili da misurare;

• Classificazione in funzione della temperatura;

• Informazioni sul meccanismo di aggregazione che porta alla formazione della gocciolina d’acqua o

del cristallo di ghiaccio;

• È necessario che il vapore acqueo si aggreghi a un qualche supporto (es. Superficie rugiada; più

raro). In atmosfera? Con cristalli, sali, polveri, ceneri, materiali biologici (spore, batteri) nuclei di

condensazione;

• Condensazione su superfici curve (effetto curvatura):

❖ Le goccioline che si attaccano ai nuclei di aggregazione prendono la forma sferica;

❖ L’aria intorno alla gocciolina è satura di umidità;

❖ Per mantenere la curvatura è necessaria energiale molecole alla superficie della goccia hanno

più energia di quelle su una superficie piana evaporano più facilmente;

❖ In atmosfera satura il tasso di evaporazione è pari al tasso di condensazione;

❖ Il tasso di condensazione su una goccia è maggiore che su una superficie piana intorno a delle

superfici curvilinee si possono venir a creare condizioni di sovrasaturazione: atmosfera satura

che contiene più umidità di quanto prevedibile dalle relazioni note (concentrazione di vapore >

100%); queste condizioni sono più spinte quanto minore è il diametro delle goccioline;

❖ La gocciolina vince i moti turbolenti interni e riesce a cadere verso il basso;

❖ Durante la caduta trova altre gocce di più piccolo diametro aumenta le dimensioni;

❖ Oltre a un certo diametro, l’attrito è così alto che si spezzano in una goccia grande e una

piccola continuano ad aggregarsi nella loro caduta creando una catena (sono processi che

avvengono all’interno della nube sono necessari ma non sufficienti perché tra la base della

nube e la superficie possono crearti temperature troppo alte che fanno evaporare le goccioline

prima che raggiungano il suolo, soprattutto se di piccole dimensioni);

❖ Le nubi grandinigene hanno gocce di forma subsferica (tutte le direzioni uguali), quelle da pioggia la

forma in cui una direzione è maggiore dell’altra si possono distinguere le nubi con i radar.

Misura della precipitazione

• Strumenti di misura:

➢ Pluviometri:

o Superficie di captazione + sistema di accumulo e misurazione; un cilindro con una superficie

precisamente nota nella quale si raccoglie la precipitazione che viene poi misurata; la

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superficie standard è di 0,1 m , circolare, su un supporto a circa altezza di 1,50 m;

o Ogni giorno si svuota il serbatoio e si misura il volume da cui poi si ricava il valore;

o Ponendo dentro una resistenza, essa scioglie la neve e la rende acquosa.

➢ Pluviografi o pluviometri registratori:

–tronco

o Collettore cilindrico conico;

o Recipiente raccoglitore e/o sistema di misura;

o Vaschette basculanti (tipping buckets); si riempie l’altra

o Quando una delle due vasche si riempie, per effetto del suo peso si svuota

e poi si svuota. A ogni oscillazione corrisponde, di solito, una precipitazione di 0.2 mm. A

ogni ribaltamento avviene un segnale elettrico così si può sapere il momento esatto in cui si

riempie massimo;

o 2

Superficie di captazione in bolla (altrimenti non è più di 0.1 m ).

➢ Disdrometro:

o Misura la distribuzione dimensionale delle gocce in modo continuo e automatico;

o Sistema piezometrico corrente elettrica la cui intensità è correlata alla forza generata

dall’impatto della goccia sulla piastra misura anche energia cinetica e la frequenza degli

impatti;

o Trasforma il momento verticale di una goccia di pioggia che impatta sullo strumento (area =

2

50 cm ) in un impulso elettrico u (volt) la cui ampiezza è funzione del diametro d (mm) della

1.47

goccia; u = 0.94 d ;

o Una successiva analisi conduce alla distribuzione dimensionale delle gocce;

o L'intervallo diametrale delle gocce varia da 0.3 a 5 mm;

o Il disdrometro distingue 20 classi dimensionali, distribuite più o meno esponenzialmente

sull’intervallo disponibile;

o Il numero di gocce in ciascuna classe è integrato ogni minuto.

➢ Pluviometro laser: conta il numero di segnali che corrispondono alle goccioline; molto importante

per misurare la neve.

pluviometro: se con vento, il pluviometro può fare molta turbolenza che non è prevista spostare la

pioggia si interra ma è sottoposto a splashing (le gocce possono rimbalzare dentro si mette una

sbarra di legno per intercettare queste gocce);

• Una rete pluviometrica affidabile è una rete molto estesa;

• In Italia ci sono tanti pluviometri per unità di superficie il nostro territorio è molto più variabile

(eterogeno) perché nel giro di poche centinaia di chilometri si alternano montagne/colline/costa (es.

Friuli in circa 100 km);

• Gli stati uniti sono molto più omogenei anche se più estesi;

• Isoiete: curve che rappresentano aree con la stessa quantità di pioggia

Temperatura

Temperatura

• Misura dell'energia cinetica media delle molecole che costituiscono un corpo indipendente dalla

massa;

• Se misurata in k, la temperatura è direttamente proporzionale all’energia cinetica media delle

molecole che costituiscono il corpo. Calore

• Misura dell'energia totale (cinetica + potenziale) di tutte le molecole che costituiscono un corpo

dipendente dalla massa del corpo;

• Quando si somministra energia sotto forma di calore a un corpo:

▪ Aumenta la sua temperatura (energia cinetica media delle molecole);

▪ O cambia di stato (senza aumento di temperatura: l’energia supplementare viene utilizzata per

rompere i legami tra le molecole aumenta l’energia potenziale).

Trasferimento di calore

• Conduzione:

▪ Richiede contatto fisico e differenza di temperatura;

▪ Avviene da corpi a t maggiore a corpi a t minore;

▪ Importante solo per un sottile strato vicino al suolo.

• Convezione (avvezione):

▪ Sistema assai