La meteorologia è la scienza che studia l’atmosfera e i fenomeni atmosferici. In particolare, la nostra analisi tratterà solo l’aspetto relativo alla quantità di aria che ha un interesse per i fenomeni al suolo nonché la troposfera.
La terra è avvolta da uno strato di materiali gassosi che si estende fino a circa 200 km d’altitudine.
- La troposfera
- La stratosfera
- La mesosfera
- La termosfera
Tre quarti dei materiali che compongono l’atmosfera sono concentrati nella troposfera, che, alle nostre latitudini, ha lo spessore di circa 13 Km (7 Km ai poli e 18 Km all’equatore). All’interno della fascia troposfera sono presenti sia vapore acqueo che pulviscolo atmosferico ed è per questo che le manifestazioni ed i fenomeni meteorologici non sono presenti negli strati più alti.
Elementi
Gli elementi che caratterizzano l’atmosfera sono: la pressione, la temperatura e l’umidità.
Una volta si credeva che l’atmosfera non avesse peso mentre oggi, invece, si sa che un metro cubo d’aria, al livello del mare, pesa circa 1,3 Kg. Al peso esercitato da una colonna d’aria su una superficie unitaria si ascrive il nome di pressione atmosferica La pressione atmosferica si misura in millimetri di mercurio (mmHg) o in millibar (mB). Al livello del mare, la pressione atmosferica media è di 760 mm di mercurio, corrispondenti a 1013 mB.
Lo strumento per misurare la pressione è il barometro. Questo può essere a capsule aneroidi o a mercurio. Il barometro aneroide è composto da una capsula metallica nella quale vi è una piccola quantità d’aria. La pressione fa deformare la capsula cui è fissata una molla, collegata ad una lancetta che si sposta su un quadrante. Il barometro aneroide ha comunque bisogno di essere tarato con un barometro a colonna di mercurio. Il barometro a mercurio basa il suo principio di funzionamento sull’esperienza di Torricelli. Funziona, infatti, grazie all’equivalenza tra il peso della colonna di aria sovrastante ed il peso della colonna di mercurio contenuta in un tubo di vetro. Questo strumento è presente solo nelle stazioni meteo a causa dell’elevato costo, della sua delicatezza e della non immediatezza di lettura. Perché sia rappresentativo come valore, la lettura deve essere effettuata a 0°c. ,al 45° parallelo di latitudine ed al livello del mare.
In genere i barometri hanno la doppia gradazione (in mm di mercurio e in millibar). La pressione atmosferica riveste un ruolo importante nelle vicende meteorologiche poiché i fenomeni principali traggono le loro origini dalle variazioni della pressione nello spazio e nel tempo. Per questo nelle stazioni meteo sono presenti barografi che registrano la pressione riferita a una settimana.
Quando si procede alla misurazione della pressione, bisogna tenere conto dell’altitudine. Nei primi 100 m di ascesa, si deve tener presente nell’effettuare il calcolo, che la pressione diminuisce di 1 milibar ogni 8,3 metri; a 3000 metri di altitudine, diminuisce di 1 millibar ogni 10 metri; a 9000 metri di altitudine diminuisce, infine, di 1 millibar ogni 50 metri.
Oscillazione e tendenza barometrica
In condizioni di tempo stazionario, la pressione varia nell’arco della giornata avendo due punti di massimo intorno alle 10.00 ed alle 22.00, e due punti di minimo alle 4.00 e alle 16.00. Alle nostre latitudini l’ampiezza delle oscillazioni può aggirarsi intorno ai 4 millibar. Di queste oscillazioni si deve tenere debito conto se si vuole interpretare correttamente la lettura del barometro.
La tendenza barometrica, cioè la variazione di pressione nel tempo, fornisce indicazioni circa l’evoluzione della situazione. Una diminuzione di 2 o 3 mB in due ore, per esempio, indica che le condizioni del tempo tendono a peggiorare. Se la diminuzione supera i 4 o 5 mB, sempre in due ore, vuol dire che il peggioramento del tempo è già in atto e che i massimi effetti saranno avvertiti entro le successive due ore.Come già detto, lo stato del tempo è collegato con il valore della pressione. Prescindendo dal rigore scientifico, si può affermare che per valori inferiori a 1024 mB si avranno condizioni di tempo perturbato. Più che la lettura di un singolo dato sul barometro è di grande utilità, per fare una previsione, lo studio della tendenza barometrica.
Le carte sulle quali sono indicati valori della pressione, si chiamano carte sinottiche. Le linee che uniscono i punti di uguale pressione si chiamano isobare.
Carte sinottiche e gradiente barico
Dallo studio di una carta sinottica si possono trarre preziose indicazioni per esprimere una previsione del tempo delle successive 24 ore. Le isobare uniscono punti che presentano uguale pressione al livello del mare e quindi la pressione rilevata in luoghi montani deve essere corretta e portata al corrispondente valore a quota 0.
Il gradiente barico è il rapporto tra la differenza di pressione di due isobare e la loro distanza. La sua unità di misura è il millibar sulla distanza di 1° di latitudine, corrispondente a 111 Km. Per esempio, se tra due punti, distanti 222 Km, esiste una differenza di pressione di 4 mB, il valore del gradiente sarà: 4/2 = 2. Il gradiente normale di solito è inferiore a 2.
In generale, nelle aree di alta pressione si avranno gradienti bassi mentre nelle aree di bassa pressione si avranno gradienti alti.
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