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Meteorologia marittima, Dispensa di Navigazione

In questa dispensa di Navigazione, arte navale ed elementi di costruzioni navali a cura del professore G. Trossarelli si parla di meteorologia marittima. In particolare vengono trattati i seguenti punti:
- L'atmosfera;
- Atmosfera barotropica;
- Effetti della temperatura;
- Andamento diurno della temperatura dell’aria;
- Variazione dell’escursione termica diurna con... Vedi di più

Esame di Navigazione docente Prof. G. Trossarelli

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2014 Meteorologia marittima per PAS 32

Dal sito Internet http://www.ecmwf.int/products/forecasts/d/charts/deterministic/world/msl_uv850_z500

2014 Meteorologia marittima per PAS 33

La forza di gradiente barico

In generale, il gradiente barico in un punto

dell’atmosfera è rappresentato da un vettore

diretto lungo la perpendicolare alla superficie

isobarica passante per quel punto. È rivolto verso

le pressioni minori ed ha grandezza dp/ds .

2014 Meteorologia marittima per PAS 34

Esempio di campo barico al suolo da cui, dalla distanza tra le isobare è possibile

farsi una idea sommaria di come è distribuito il gradiente orizzontale della

pressione. Dove le isobare sono più vicine (dp/ds è maggiore), il gradiente

barico è più forte.

Il gradiente barico crea dunque la “forza di gradiente” che spinge l’aria dall’area

a pressione maggiore verso quella a pressione minore.

2014 Meteorologia marittima per PAS 35

Il vento

2014 Meteorologia marittima per PAS 36

Il Vento: regole pratiche

Attorno ad un'alta pressione (High), il vento spira:

• con verso orario (clockwise) nell'Emisfero Nord

• con verso antiorario (counter clockwise) nell'Emisfero

Sud.

Immagini tratte da: CD ROM di “Meteorologia marina”, I.I. 4002, dell’Istituto Idrografico della Marina

2014 Meteorologia marittima per PAS 37

Attorno ad una bassa pressione (Low), invece, il vento spira:

• con verso antiorario nell'Emisfero Nord

• con verso orario nell'Emisfero Sud.

Immagini tratte da: CD ROM di “Meteorologia marina”, I.I. 4002, dell’Istituto Idrografico della Marina

2014 Meteorologia marittima per PAS 38

Disegni tratti da: Fantauzzo, “Dalla brezza all’uragano”, pag. 144

2014 Meteorologia marittima per PAS 39

La direzione (che è sempre quella di provenienza) del

vento che spira tra due isobare contigue è formalizzata

dalla Legge di Buys-Ballot, per la quale, spalle al vento,

avremo:

• nell'emisfero Nord, la bassa pressione a sinistra un pò

avanti (ad ore 10) e l'alta a destra un po' indietro (ad ore

4),

• nell’emisfero Sud, la bassa pressione a destra un pò

avanti (ad ore 2) e l'alta a sinistra un po' indietro (ad ore

8).

2014 Meteorologia marittima per PAS 40

Avendo a disposizione una analisi al suolo (attuale - AS, o prevista - FS) è

possibile determinare direzione ed intensità del vento.

La direzione viene individuata utilizzando la legge di Buy-Ballot, avendo

cura di tenere in debito conto la deviazione alfa prodotta dall’attrito. L'angolo

alfa di deviazione dipende dall'ostacolo che provoca l'insorgere di A e varia in

media tra i 20° sul mare ed i 35°-60° sulla terra.

La velocità viene determinata valutando la distanza tra due isobare contigue

nei pressi del punto interessato. Più sono vicine le isobare più intenso è il

vento. A causa dell’attrito, si riduce l’intensità del vento (all’incirca del 30%

sul mare e del 50% sulla terra).

Sia il valore di alfa che la

diminuzione della velocità si

riducono progressivamente

con l'allontanarsi dal suolo

lungo la verticale fino ad

annullarsi a circa 1.000 m,

così come schematizzato

dalla Spirale di Ekman. Immagine tratta da: CD ROM di “Meteorologia marina”,

I.I. 4002, dell’Istituto Idrografico della Marina

2014 Meteorologia marittima per PAS 41

Direzione del vento - Rosa dei Venti

Immagine tratta da: CD ROM di “Meteorologia marina”, I.I. 4002, dell’Istituto Idrografico della Marina

2014 Meteorologia marittima per PAS 42

Tramontana E' un vento molto freddo e spira a raffiche; di solito porta

tempo asciutto, cielo sereno e visibilità ottima. Assume nomi vari ma il più noto è la

Bora che soffia da ENE, specie nei mesi invernali sul golfo di Trieste e sul Quarnaro, e

la cui azione è però sentita su tutto l'Adriatico.

GRECALE Vento da NE con leggere variazioni di provenienza. Porta

anch'esso tempo buono e cielo sereno. Come la tramontana anche il grecale spira a

raffiche.

SCIROCCO Vento caldo ed umido nelle regioni settentrionali, dato

che ha attraversato durante il suo percorso gran parte del Mediterraneo. Porta di solito

tempo nuvoloso al nord, mare mosso, visibilità scarsa e può durare molto a lungo.

LIBECCIO Vento molto particolare perché, pur essendo un vento di

mare, ha poche caratteristiche di tali venti. Generalmente nasce molto velocemente,

sviluppandosi fino a raggiungere una potenza eccezionale, per poi calmarsi con la

stessa rapidità con cui è nato. E' il vento che segue le perturbazioni per cui cessato il

suo effetto, di solito si ha un innalzamento della pressione con conseguente arrivo di

tempo buono e cielo sereno.

MAESTRALE Vento di caratteristiche simili alla tramontana, solo di

forza più elevata, da cui il nome "maestro dei venti". Porta tempo freddo, asciutto e

sereno. Interessa, durante i mesi invernali, principalmente l'alto Tirreno ed il mar

Ligure, giungendovi dalle vallate del Rodano e golfo del Leone.

2014 Meteorologia marittima per PAS 43

2014 Meteorologia marittima per PAS 44

Il merito di avere perfezionato, nel 1805, una

scala contenente dei criteri relativamente precisi

per quantificare il vento in mare e permettere in

tal modo la diffusione di informazioni affidabili e

universalmente comprese sulle condizioni di

navigazione si deve all'ammiraglio britannico

Francis Beaufort (1774 - 1857) sulla base delle

precedenti teorie di Alexander Dalrymple.

Questo sistema di valutazione ha validità

internazionale dal 1º gennaio 1949.

Un grado Beaufort corrisponde alla velocità

media di un vento di dieci minuti di durata.

(Fonte Wikipedia)

2014 Meteorologia marittima per PAS 45

1 nodo = 1 miglio nautico all’ora

1 miglio nautico = 1.852 metri

1 nodo corrisponde a circa mezzo metro al secondo

Anemometro a mano

Immagine tratta da:

CD ROM di “Meteorologia marina”, I.I. 4002,

dell’Istituto Idrografico della Marina

2014 Meteorologia marittima per PAS 46

Immagine tratta da: “The Mariner’s Handbook”, NP 100, Admiralty charts and publications, pag.91

2014 Meteorologia marittima per PAS 47

• Depressioni equatoriali (equatorial trough, doldrums): area caratterizzata

da basse pressioni e basso gradiente di pressione. Fenomeni tipici: venti deboli

(o calma di vento), nuvole a sviluppo verticale (cumulonembi) e improvvisi

violenti temporali.

• Alisei (trade winds): negli anticicloni tropicali si generano, alla latitudine di

25° N e S del rispettivo inverno (30° d’estate), dei venti costanti, provenienti

da nord-est nell’emisfero nord (da SE, nell’emisfero S) chiamati alisei. Hanno

carattere di elevata persistenza in tutti gli oceani ad eccezione della parte nord

dell’oceano Indiano e del mar della Cina ove predominano i monsoni. Il tempo

è generalmente buono.

• Medie latitudini (variables): fascia di latitudini tra i 30° e 40° in cui sono

presenti gli anticicloni e sono caratterizzate da venti deboli e variabili e tempo

genralmente bello.

• Venti occidentali (westerlies): venti prevalenti da ovest ma senza il carattere

di persistenza che hanno gli alisei. Frequenti depressioni in transito da ovest

verso est che causano forti variazioni di intensità e velocità del vento.

Condizioni di burrasca frequenti, soprattutto d’inverno.

• Venti orientali polari: vento in prevalenza da est, burrasche meno frequenti

che alle latitudini sottostanti. Forte nuvolosità; nebbie frequenti in estate.

2014 Meteorologia marittima per PAS 48

Venti stagionali e monsoni

Si sviluppano in seguito a processi di riscaldamento-

raffreddamento di vaste aree continentali adiacenti a

mari/oceani.

In estate, l’equatore termico si sposta più a nord e sulle

regioni dell’Himalaya la pressione diminuisce. Da maggio

ad ottobre si instaurano venti da sud-ovest (più forti di quelli

invernali) accompagnati da maggior nuvolosità e da

fenomeni piovosi.

In inverno, di contro, tra ottobre e marzo, si sviluppa un

intenso anticiclone sopra le regioni fredde del continente

asiatico: questo genera persistenti venti da nord-est sulla

parte settentrionale dell’oceano Indiano e sul sud del mare

della Cina (gli alisei riprendono a predominare).

2014 Meteorologia marittima per PAS 49

Monsoni estivi

Immagine tratta da: CD ROM di “Meteorologia marina”, I.I. 4002, dell’Istituto Idrografico della Marina

2014 Meteorologia marittima per PAS 50

I monsoni di SW (da maggio ad ottobre, “rain Rain season

season”) risultano paralleli alle coste della Somalia e

della penisola arabica e spirano lasciando tali coste

sulla sinistra.

Si realizzano dunque le condizioni per la risorgenza

delle acque fredde profonde

Questa si verifica provocando tra la terra ed il mare

una intensificazione del gradiente termico

orizzontale che a sua volta genera una intensificazione

dei monsoni, fin quando, dopo alcune settimane di

risorgenza, l'acqua del mare, è tutta rimescolata e la

temperatura superficiale cessa di diminuire.

Per questo motivo lungo le coste della Somalia e lungo Da ottobre ad aprile invece, nella stagione

le coste meridionali della penisola arabica, i monsoni secca (dry season), spirano forti venti da

di SW sono particolarmente intensi e costanti e Nord-est : l'enorme differenza termica fra il

raggiungono la forza di burrasca per tre mesi all'anno. continente asiatico, più freddo, e l'oceano

Quando i venti monsonici cambiano, a volte si Indiano, più caldo, origina il monsone il

formano dei cicloni che colpiscono le coste del Mare quale, in questo caso, spira dalle montagne

Arabico e della Golfo del Bengala. indiane al mare, causando un clima

decisamente arido.

2014 Meteorologia marittima per PAS 51

Venti a carattere locale

• Brezze: sono causate dal diverso raffreddamento e riscaldamento della terra

e del mare. Di giorno (tra mezzogiorno e un paio d’ore prima del tramonto) il

vento soffia dal mare verso la terra (brezza di mare). Al tramonto c’è calma

di vento; di notte spira dalla terra verso il mare (brezza di terra). Le brezze si

verificano alle latitudini tropicali e sub-tropicali; in corrispondenza di grandi

isole; d’estate, alle medie latitudini.

Disegni tratti da: Fantauzzo, “Dalla brezza all’uragano”, pag. 178

• Venti catabatici: dovuti alla creazione di masse d’aria fredda (più pesante)

al di sopra di alture e altopiani confinanti con il mare. L’aria scende verso

valle e da origine a questi venti, di caduta, tipici del Nord Adriatico,

.

Antartide, Mar Nero, Norvegia

2014 Meteorologia marittima per PAS 52

Le basse pressioni

I fronti atmosferici

I cicloni tropicali

2014 Meteorologia marittima per PAS 53

Le basse pressioni sono frequenti alle medie latitudini, possono avere diametro fino

2.000 miglia e raggiungere valori di 950 hPa, il vento circola in senso antiorario

(nell’emisfero N) e tende a convergere verso il centro del sistema depressionario.

2014 Meteorologia marittima per PAS 54

Possono muoversi in ogni

direzione anche se, alle

medie latitudini, tendono a

dirigersi verso E.

La velocità di spostamento

(che non corrisponde alla

velocità del vento) può

arrivare sino a 30-60 nodi. Figura tratta da: “The Mariner’s Handbook”, NP 100,

Admiralty charts and publications, pag. 96

2014 Meteorologia marittima per PAS 55

Fronti

In corrispondenza delle depressioni

si trovano i fronti atmosferici, ovvero

la superficie di contatto tra due masse

d’aria diverse.

Alle medie latitudini i fronti sono

dovuti a masse d’aria fredde polari che

“incontrano” masse d’aria calda e

umida di provenienza subtropicale.

Sulla superficie frontale (AC) si

creano delle irregolarità: masse d’aria

fredda (blu) si insinuano in masse calde

(rosso) e masse d’aria calda sormontano

masse d’aria fredda.

In B si crea una depressione ed inizia il Figura tratta da: “The Mariner’s Handbook”, NP 100,

vortice depressionario. Admiralty charts and publications, pag. 98

2014 Meteorologia marittima per PAS 56

Fronte caldo: quando l’aria calda incontra quella fredda tende a sormontarla; trattandosi di

aria umida, salendo crea formazioni nuvolose e pioggia. La pendenza della superficie frontale

è di circa 1:100; la nuvolosità (cirri, 8-10 km di quota) anticipa di 500 miglia il fronte. I

fenomeni (pioggia) si estendono per circa 200 miglia prima del passaggio del fronte.

Fronte freddo: l’aria fredda si insinua sotto quella calda (umida) e la fa salire. Il rapido

innalzamento provoca la formazione di cumulonembi. I fenomeni associati sono costituiti da

violenti temporali che si estendono per circa 70-80 miglia a cavallo del fronte.

Figura tratta da: “The Mariner’s Handbook”,

NP 100,

Admiralty charts and publications, pag. 96

2014 Meteorologia marittima per PAS 57

Disegno tratto da: Fantauzzo, “Dalla brezza all’uragano”, pag. 219

2014 Meteorologia marittima per PAS 58

Occlusioni

In un sistema frontale

il fronte freddo si

muove più

velocemente del fronte

caldo e lo raggiunge

creando, nella parte

settentrionale del

sistema (emisfero N)

una superficie mista

dove si alternano

masse d’aria calda con

masse d’aria fredda. Figura tratta da: “The Mariner’s Handbook”, NP 100,

Admiralty charts and publications, pag. 99

2014 Meteorologia marittima per PAS 59

Figura tratta da: “The Mariner’s Handbook”, NP 100, Admiralty charts and publications, pag. 99

2014 Meteorologia marittima per PAS 60

Fronte occluso

• A mano a mano che il settore caldo si chiude fino quasi a scomparire dalla superficie del suolo

ed a rimanere solamente in quota, si forma il fronte occluso

• Si distinguono due tipi di occlusioni:

1. fredda (l'aria dietro al fronte freddo in A è più fredda di quella davanti al fronte caldo in B

agisce come un cuneo il fronte al suolo ha carattere freddo)

2. calda (l'aria dietro al fronte freddo in A è più calda di quella davanti al fronte

caldo in B sale sopra il fronte al suolo ha carattere caldo) .

In ogni caso, l'aria calda è sempre sollevata dalla superficie

2014 Meteorologia marittima per PAS 61

Effetti dei fronti, MUR

Tabella tratta da: CD ROM di “Meteorologia marina”, I.I. 4002,

2014 Meteorologia marittima per PAS 62

dell’Istituto Idrografico della Marina

Cicloni tropicali

Sono depressioni poco estese, ma molto profonde, che si sviluppano, solo

negli oceani, in latitudini tropicali (10°-25° N, sino a 30°N nell’Atlantico, tra

5°e 18°S).

I valori di pressione sono simili a quelli delle depressioni delle latitudini

intermedie. Il diametro è più ridotto (500 miglia anziché 1.500-2.000), il

gradiente di pressione è più elevato, le isobare sono molto ravvicinate.

I venti di conseguenza sono molto violenti e convergenti verso il centro della

depressione; il mare agitato e confuso. Costituiscono uno dei maggiori

pericoli per la navigazione: le navi che avvistano una tempesta tropicale

hanno l’obbligo di segnalarne la posizione alle navi circostanti.

Le immagini da satellite sono il sistema più efficace per individuarli e

riportarli sulle previ meteo.

Denominazioni:

- vento forza 7 depressione tropicale

- vento forza 8/9 tempesta tropicale

- vento forza 10/11 tempesta tropicale forte

- vento forza 12 o > uragano, ciclone, tifone

2014 Meteorologia marittima per PAS 63

Figura tratta da: Fantauzzo, “Dalla brezza all’uragano”, pag. 231

2014 Meteorologia marittima per PAS 64

Caratteristiche:

• vento di burrasca (>34 nodi) a

100-200 miglia dal centro,

uragano (>64 nodi) entro 80

miglia dal centro. Il vento può

essere a groppi, con improvvisi

aumenti di intensità del 30-50%

(punte registrate di 175 nodi),

• nell’area centrale della depres-

sione si trova “l’occhio” del

ciclone (diametro 10-30 miglia)

con venti moderati e variabili,

• all’esterno dell’occhio si trovano

nubi a sviluppi verticale che

generano piogge torrenziali.

L’effetto combinato delle piogge,

del forte vento, delle nubi scure,

rendono minima o nulla la

visibilità. Figure tratte da: Fantauzzo,

“Dalla brezza all’uragano”, pag. 234

2014 Meteorologia marittima per PAS 65

Figura tratta da:

“The Mariner’s Handbook”, NP 100,

Admiralty charts and publications,

pag. 103

2014 Meteorologia marittima per PAS 66

Figura tratta da: “The Mariner’s Handbook”, NP 100, Admiralty charts and publications, pag. 102

2014 Meteorologia marittima per PAS 67

Da sito Internet http://www.met-office.gov.uk/sec2/sec2cyclone/tctracks/nwp03.gif

2014 Meteorologia marittima per PAS 68

Le nubi

2014 Meteorologia marittima per PAS 69

Classificazione delle nubi in base alla forma - Poiché le nubi sono l'insieme visibile

di particelle liquide o solide in continuo movimento e cambiamento di stato, l'aspetto

totale è in continua evoluzione e trasformazione. Le osservazioni della nuvolosità

hanno però permesso di stabilire che l'insieme dei sistemi nuvolosi più

frequentemente visibili può essere sufficientemente rappresentato mediante

l'enunciazione di un numero limitato di forme caratteristiche.

La classificazione più importante delle nubi dipende pertanto dalla loro appartenenza

ad una delle due seguenti forme primarie da esse assunte:

Forma stratificata, per la quale l'estensione del corpo nuvoloso è maggiore sul piano

orizzontale e minore su quello verticale.

Forma a sviluppo verticale, in cui l'estensione verticale della nube supera quella

orizzontale.

Stabilita quindi l'appartenenza di più nubi ad una delle due forme primarie, si è

dovuto tener conto delle altre differenze di aspetto e spessore e suddividere così

ulteriormente tutti i corpi nuvolosi in 10 generi, concepiti in modo che una nube

qualsiasi può appartenere ad uno solo di essi.

2014 Meteorologia marittima per PAS 70

Le nubi sono il prodotto della condensazione e del brinamento del vapor

d’acqua contenuto nell’atmosfera.

Possono essere costituite da minutissime goccioline d’acqua o da

minutissimi cristalli di ghiaccio o da una combinazione di entrambi.

Quota delle nubi

Regioni Calotte Polari Zone Temperate Zone Tropicali

Superiore da 4000 a 8000 m da 6000 a 13000 m da 8000 a 18000 m

Media da 2000 a 4000 m da 2000 a 6000 m da 2000 a 8000 m

Inferiore da 15 a 2000 m da 15 a 2000 m da 15 a 2000 m

2014 Meteorologia marittima per PAS 71


PAGINE

89

PESO

3.61 MB

AUTORE

Teemo92

PUBBLICATO

+1 anno fa


DESCRIZIONE DISPENSA

In questa dispensa di Navigazione, arte navale ed elementi di costruzioni navali a cura del professore G. Trossarelli si parla di meteorologia marittima. In particolare vengono trattati i seguenti punti:
- L'atmosfera;
- Atmosfera barotropica;
- Effetti della temperatura;
- Andamento diurno della temperatura dell’aria;
- Variazione dell’escursione termica diurna con la latitudine;
- Influenza del mare (azione mitigatrice);
- Variazione della temperatura con la quota;
- Effetti al suolo ed in quota delle inversioni termiche;
- La pressione atmosferica;
- Schema riassuntivo della circolazione tropicale;
- Le cause della variazione della pressione;
- La legge fondamentale della statica dell’atmosfera;
- La forza di gradiente barico;
- Il Vento: regole pratiche;
- Direzione del vento - Rosa dei Venti;
- Venti stagionali e monsoni;
- Monsoni estivi;
- Venti a carattere locale;
- Le basse pressioni;
- Fronti;
- Occlusioni;
- Fronte occluso;
- Cicloni tropicali;
- Tipi di nube (zone temperate);
- Stato del tempo.


DETTAGLI
Esame: Navigazione
Corso di laurea: Corso di laurea in ingegneria energetica
SSD:
Università: Pisa - Unipi
A.A.: 2015-2016

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Teemo92 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Navigazione e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Pisa - Unipi o del prof Trossarelli Giorgio.

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