Gli elementi che caratterizzano l’atmosfera sono: la pressione, la temperatura e l’umidità. Abbiamo parlato della pressione, vediamo ora la temperatura e l’umidità.
La temperatura
La temperatura viene rilevata mediante il termometro le cui unità di misura sono i gradi centigradi (°C) o i gradi farenaith (°F). La temperatura al suolo condiziona notevolmente i valori della pressione atmosferica. Ciò comporta, infatti, che nelle aree geografiche in cui il suolo si scalda di più, l’aria tende a salire e, di conseguenza, diminuisce la pressione.
La variazione locale della temperatura non è di grande aiuto per la previsione del tempo ma può però fornire alcune indicazioni se viene messa in relazione con le variazioni di pressione, col vento e la nuvolosità. L’escursione termica diurna presenta il valore di minimo intorno all’alba, mentre il valore di massimo viene raggiunto circa due ore dopo il mezzogiorno. Se il cielo è coperto si avranno delle temperature minime superiori alla media stagionale e delle temperature massime inferiori; con il cielo sereno avviene il contrario.
Nella troposfera la temperatura diminuisce in maniera lineare nelle misura di 0.6° centigradi ogni 100 metri (gradiente termico verticale )
Gradienti termici verticali
Quindi, in assenza di fenomeni perturbatori, una massa d’aria che si innalzi a causa della diminuzione di pressione, diminuisce la sua temperatura di 0,6°C ogni 100 m: tale fenomeno viene detto trasformazione adiabatica. Dunque, se la temperatura negli strati più bassi dell’atmosfera diminuisce in misura maggiore di 0,6°C ogni 100 m., si avrà un gradiente termico superadiabatico e di conseguenza si genererà instabilità.
In condizioni di gradiente termico superadibatico, una massa d’aria che si innalza si troverà circondata da aria più fredda e quindi più pesante ed avrà la tendenza a salire: si creeranno così dei moti vorticosi ascensionali. Se l’aria che s’innalza è carica d’umidità, raffreddandosi, tenderà a condensarsi: si formeranno quindi delle nubi a sviluppo verticale. Una condizione di gradiente superadiabatico, si presenta, ad esempio, nelle ore centrali delle giornate estive, quando il calore assorbito dal terreno fa scaldare gli strati più bassi dell’atmosfera. Si spiega in tal modo la causa dei cumuli che si formano improvvisamente nel corso dei pomeriggi estivi.
Con il gradiente termico subadiabatico l’aria tenderà a restare ferma e si avranno condizioni di stabilità. Una situazione particolare è costituita dalla cosiddetta inversione termica. In questi casi, con l’aumentare dell’altitudine, la temperatura anziché diminuire, aumenta. L’aria tenderà a scendere e si potranno verificare situazioni di nebbia persistente. L’inversione termica è un fenomeno che desta preoccupazione anche perché fa sì che tutte le impurità dell’aria, anziché sollevarsi, restino al suolo. Contrariamente al suolo, il mare mantiene una temperatura piuttosto stabile e questo provoca una condizione di stabilità nelle ore diurne (temperatura dell’acqua più bassa di quella dell’aria) oltrechè condizioni d’instabilità nelle ore notturne (acqua più calda dell’aria). In mare, dunque, sono più probabili temporali nelle ore notturne mentre sulla terraferma avviene esattamente il contrario
L’umidità
Il vapore acqueo è uno degli elementi dell’atmosfera terrestre. Il tempo è fortemente condizionato dalla quantità d’acqua presente sotto forma di vapore nell’aria. L’aria, ovviamente, non può contenere una quantità illimitata di vapore acqueo. La quantità massima di vapore è in funzione della temperatura. In altre parole, ad una determinata temperatura, l’aria è in grado di contenere soltanto una determinata quantità di vapore acqueo. Superata questa quantità, si sviluppa il fenomeno della condensazione. La tabella sotto riportata indica la quantità massima di vapore che può essere contenuta in un Kg d’aria in relazione a differenti temperature.
| Temp. °C | – 10 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
| acqua/Kg | 17 | 3.6 | 7.2 | 13.6 | 25 | 45 |
Esistono tre differenti tipi di misurazione dell’umidità. L’umidità specifica indica quanti grammi di vapore acqueo sono contenuti in un Kg di aria. La temperatura di rugiada è la temperatura alla quale una parte d’aria deve essere raffreddata per arrivare alla saturazione. Ma il terzo tipo di misurazione è quello che più interessa alla previsione locale del tempo, l’umidità relativa. Quest’ultima grandezza indica il rapporto tra la quantità di vapore presente in una massa d’aria e la quantità massima di vapore che l’aria può contenere alla stessa temperatura ( espressa in percentuale )
Es.: temperatura 10°C, umidità specifica 4,8 g.
Lo strumento utile alla misurazione dell’umidità relativa è l’igrometro. Gli igrometri a capello sono i più comuni e sono costruiti sul principio dell’attitudine dei capelli di allungarsi quando l’umidità relativa aumenta e di accorciarsi quando diminuisce. Per poter misurare la temperatura di rugiada si utilizza lo psicrometro. Lo psicrometro, oltre a fornire la temperatura di rugiada, misura l’umidita’ relativa mediante la lettura di due termometri a mercurio, uno asciutto e l’altro con il bulbo avvolto da una garza imbevuta di acqua distillata. Il valore della temperatura del termometro bagnato così ottenuto e la differenza psicrometrica servono ad ottenere, avvalendosi della tabella psicrometrica, i valori di umidità relativa e temperatura di rugiada. La temperatura di rugiada è molto importante per determinare la probabilità di formazioni di nebbie da avvezione “mare fumante”. Se gli strati superficiali del mare hanno una temperatura inferiore alla temperatura di rugiada, l’aria satura ,a contatto con la superficie del mare, condensa, formando la nebbia.
Qualora non si avessero a disposizione degli strumenti, si possono trarre utili indicazioni dalla trasparenza e dal colore del cielo. Aria tersa e cielo blu indicheranno che l’aria è secca; foschia e cielo giallastro avviseranno, invece, che siamo in presenza di masse d’aria umida. Tenendo presente dunque che l’aria umida è causa di instabilità, un peggioramento della visibilità è presagio di un peggioramento generale delle condizioni del tempo. Nell’atmosfera la causa principale della condensazione del vapore acqueo e quindi della formazione delle nubi, è da ricondursi al raffreddamento di masse d’aria innalzate da moti verticali.
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