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METEOROLOGIA

La scienza meteorologica

E' la scienza che studia le leggi dei fenomeni atmosferici . Meteorologia aeronautica , parte della meteorologia riguardante specificatamente i fenomeni atmosferici che interessano la navigazione aerea.  Sin dall'antichità l'uomo si è interessato ai fenomeni atmosferici, ma per lungo tempo la meteorologia è rimasta allo stadio della pura osservazione .Sebbene molti fenomeni fossero noti e classificati si deve giungere al sec. XX perchè si possa veramente parlare di una scienza applicata; l'estensione del raggio di osservazione al sole , lo sviluppo tecniche aerologiche, l'uso di aeroplani e di satelliti che sono a un tempo utenti esigentissimi e importanti mezzi di osservazione hanno favorito lo sviluppo di questa scienza. I dotti dell'antica Grecia si dedicarono con interesse allo studio dell'atmosfera.

Già nel IV secolo a.C. Aristotele aveva scritto un trattato dal titolo Meteorologica, che si occupava dello studio di cose sollevate da terra; da questo lavoro, circa un terzo del quale dedicato ai fenomeni atmosferici, stato tratto il termine moderno meteorologia. Nel corso della storia, molti dei progressi che hanno condotto alla scoperta di leggi fisiche e chimiche sono dovuti alla curiosità per i fenomeni atmosferici. Pochi passi avanti, comunque, sono stati compiuti fino al XIX secolo, fin quando cioè gli sviluppi nei campi della termodinamica e della meccanica dei fluidi hanno permesso di porre le basi teoriche della meteorologia. Poichè precise misurazioni dei parametri atmosferici sono della massima importanza in meteorologia, i grandi progressi di questa scienza sono stati possibili solo dopo l'invenzione e la messa a punto di strumenti adeguati e, più di recente, dopo la creazione di reti per la raccolta dei dati meteorologici. Le registrazioni di dati meteorologici in singole località venivano effettuate già nel XIV secolo, ma fino al XVII secolo mancavano osservazioni sistematiche eseguite su aree estese. In passato lo sviluppo delle previsioni del tempo stato frenato dalla lentezza delle comunicazioni: si dovette attendere fino all'invenzione del telegrafo, alla metà del XIX secolo, per riuscire a trasferire rapidamente i dati meteorologici raccolti in un'intera nazione a un sito centrale, in modo da poter effettuare correlazioni e previsioni.

Evince pertanto necessita di spiegare alcuni fenomeni ,quali il temporale , le nubi temporalesche si formano in seguito ala condensazione di vapore acqueo in piccole goccioline quando queste nubi vengono investite da correnti di aria fredda le goccioline si riuniscono in gocce più grandi e piùpesanti che cadono a terra sotto forma di pioggia talvolta il vento soffiando tra le gocce spinge delle particelle elettricamente cariche in una zona delle nuvole si crea una differenza di potenziale fra le aree con carica positiva e le aree con cariche negativamente tale differenza di potenziale viene allora eliminata da un fulmine che scarica al suolo elettricità in eccesso o da un lampo che scatena tra due nubi o all'interno della stessa nube.  Il sole la principale sorgente di energia dell'ambiente superficiale terrestre e , in particolare dell'atmosfera. Esso può essere considerato un corpo nero alla temperatura dio 6000 K che emette radiazione elettromagnetica e particelle cariche (vento solare). Il vento solare soprattutto importante per la sua interazione col campo magnetico terrestre e per i fenomeni connessi. Di maggiore interesse meteorologico e ambientale lo studio della radiazione elettromagnetica e della sua interazione sia con l'atmosfera che con la superficie terrestre. l cumulonembo ,fra tutte, la nube più maestosa e più minacciosa, simile a montagne o torrioni a grande sviluppo verticale. Le enormi energie racchiuse in questo colosso nuvoloso si scaricano tramite nubifragi o grandinate, accompagnate da fulmini e tuoni persistenti, mentre al suolo il vento, molto forte, dà luogo a groppi violenti. Per prevenire certe manifestazioni violente di carattere temporalesco e non , oltre al modello matematico, i meteorologi si affidano al satellite METEOSAT detto satellite geostazionario, posizionato nello spazio a 36000 km , e da un sistema di terra basato su stazioni meteo dislocate sul pianeta collegate con un unità centrale, dove confluiscono i dati rilevati sul territorio ,quali: temperatura umidità, direzione e intensità del vento, pressione atmosferica, questo sistema chiamato AFRODITE. Rimanendo nei fenomeni atmosferici , era il 1752 Benjamin Franklin esegui il suo famoso esperimento facendo volare un aquilone durante un temporale. Il filo metallico con cui guidava l'aquilone terminava in una BOTTIGLIA DI LEILA che si carica non appena il fulmine ebbe colpito l'aquilone. Nel corso dei suoi studi Franklin inventò anche il parafulmine.



Alcune verifiche effettuate durante lo studio del cielo.

Se il movimento di nubi in avvicinamento contrario alla direzione di provenienza del vento al suolo, il tempo sta per cambiare. Nubi basse da sud ovest e nubi alte da nord ovest , preannunciano irruzioni di aria calda, nubi alte da sud ovest e nubi basse da nord ovest irruzioni di aria fredda.
Se dopo un periodo di tempo variabile la pressione aumenta rapidamente, il miglioramento sarà di breve durata.
Un incremento della nuvolosità ed un rapido intensificarsi dal vento indicano che la pioggia o la neve tarderanno a manifestarsi.
Se la pioggia a contatto con il suolo gela formando una lastra di ghiaccio, entro breve tempo ci sarà il disgelo.
Se dopo un periodo di tempo variabile la pressione aumenta rapidamente, il miglioramento sarà di breve durata
Alta pressione non vuol dire necessariamente cielo sereno. Si può avere bel tempo con barometro su valori bassi e brutto tempo con barometro su valori alti.
Una forte e brusca caduta di pressione indica temporali di estate e tempeste di inverno.
Se, d'estate, la pressione si abbassa lentamente e in modo costante, il tempo rimane buono; se, invece la pressione sale lentamente e il vento si dispone da Nord Ovest, aumenta la nuvolosità e diminuisce la temperatura.
L'abbassamento della pressione atmosferica e la comparsa di nubi alte quali cirri, cirrostrati, cirrocumuli,preannunciano l'arrivo del fronte caldo della depressione.
D' estate, un aumento della pressione atmosferica, in presenza di vento da Nord Est, porta bel tempo.
Le scie di condensazione che lasciano gli aerei segnalano l'arrivo, in quota, di aria calda umida.
D' inverno, un aumento della pressione atmosferica, con vento da Nord Est, dà inizio a un periodo di freddo.
Quando il Sole appare all'orizzonte come un disco splendente, la giornata sarà bella.
La nostra atmosfera non statica. Teoria ed esperienza suggeriscono che non vi può essere stato atmosferico nel quale i maggiori sistemi di vento rimangano in posizione fissa (se così fosse alcune aree sarebbero costantemente battute dalle piogge, mentre nel resto del mondo si instaurerebbe il deserto).


La perfezione dei modelli, la completa conoscenza dello stato iniziale dell'atmosfera e una capacità di calcolo a prova di errore non consentono comunque di effettuare previsioni del tempo che vadano oltre una-due settimane. In altre parole, l'atmosfera intrinsecamente instabile nei particolari di piccola scala: un cosiddetto sistema caotico.
I progressi nelle tecniche di previsione meteorologica saranno possibili solo in seguito a una maggiore conoscenza dei fenomeni che hanno luogo nell'atmosfera, a un raffinamento dei modelli numerici e a un ulteriore incremento della potenza di calcolo. Sarà inoltre essenziale disporre di osservazioni a scala globale di più elevata qualità. WMO o World Meteorological Organization Istituto specializzato dell'ONU, costituito nel 1947 per coordinare e uniformare le informazioni meteorologiche a livello mondiale. La WMO, che nel 1988 contava 160 paesi membri, sostituì l'Organizzazione meteorologica mondiale, che aveva coordinato, a partire dal 1878, i servizi di diffusione dei bollettini meteorologici tra i paesi membri.
La WMO favorisce la cooperazione internazionale per la creazione di una rete di stazioni e centri di ricerca in grado di fornire servizi meteorologici e idrometeorologici e di svolgere studi empirici. Promuove l'introduzione di sistemi per una trasmissione rapida dei dati relativi alle condizioni atmosferiche e una certa standardizzazione delle osservazioni in questo campo; incoraggia attività di ricerca e di formazione per ampliare l'applicazione della meteorologia all'aviazione, al trasporto marittimo, all'agricoltura e ad altre attività.


La sua struttura organizzativa comprende un organo decisionale, il congresso meteorologico mondiale, che si riunisce almeno una volta ogni quattro anni; il comitato esecutivo, che attua le risoluzioni del congresso, promuove studi e formula raccomandazioni riguardo a questioni che richiedono interventi su scala internazionale; associazioni meteorologiche in sei regioni (Africa, Asia, America settentrionale, centrale e meridionale, Europa e il Sud-est Pacifico); e commissioni tecniche composte da esperti in campi quali lo studio del clima e della meteorologia marittima. La sede centrale del segretariato, al cui vertice si trova il segretario generale, a Ginevra.


Il Meteosat, nome di una serie di satelliti meteorologici geostazionari dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA). L'asse del satellite fisso nello spazio e per correggere i moti di deriva dovuti alle perturbazioni esterne si utilizzano costantemente dei propulsori ausiliari. Le immagini, riprese grazie a due passaggi quotidiani del satellite sullo stesso sito, consentono di raccogliere dati sulle condizioni dell'atmosfera terrestre e di effettuare studi oceanografici. L'osservazione continua delle masse nuvolose permette inoltre di prevedere eventuali tempeste. Meteosat 1 stato messo in orbita il 23 novembre 1977. Vedi anche Metereologia.
Meteorologia Scienza che studia l'atmosfera terrestre e le sue proprietà. La meteorologia si occupa delle variazioni che si verificano di giorno in giorno nelle condizioni di tempo atmosferico (meteorologia sinottica); delle proprietà; elettriche, ottiche e in generale fisiche dell'atmosfera (meteorologia fisica); del clima, ovvero delle condizioni medie ed estreme del tempo atmosferico su lunghi periodi di tempo (climatologia); della variazione degli elementi meteorologici in prossimità del suolo in relazione ad aree ristrette (micrometeorologia) e, in generale, di altri fenomeni a questi correlati. Per studiare le zone più alte dell'atmosfera (al di sopra dei 20-25 km di quota) si utilizzano tecniche particolari, proprie della disciplina che prende il nome di aeronomia.

  • METODO DI PREVISIONE
  • La carta isobarica del giorno. Le zone di alta pressione vengono indicate con una b. mentre quelle di bassa con una A.
  • La carta delle isoterme, cioè delle zone a eguale temperatura. Una legenda al di sotto dell'immagine ci consente di conoscerne il valore.
  • Analisi meteorologica dell'Europa: isoipse a 500mb, velocità delle correnti in verticale, temperature, umidità, direzione ed intensità dei venti, precipitazioni, ecc.
  • Previsione delle precipitazioni nell'arco dei prossimi dieci giorni e relativa anomalia in percentuale.
  • Previsione sulla variazione della pressione, alla quota di 500mb, nell'arco della settimana sul nostro continente.
  • Previsione sulla variazione della pressione, alla quota di 850mb (circa 1700 m), nell'arco della settimana sul nostro continente.

Evoluzione del fronte meteo
Quando due masse d'aria con caratteristiche diverse si incontrano, danno origine a un fronte meteorologico. La circolazione atmosferica della Terra tale per cui l'aria fredda tende a muoversi sempre verso l'equatore e verso ovest, e l'aria calda verso i poli e verso est; questo fa sì che il fronte che separa una massa d'aria calda e una d'aria fredda a poco a poco si incurvi, generando un settore caldo in rotazione, delimitato da un fronte caldo rivolto a est e un fronte freddo rivolto a ovest. Poichè l'aria fredda si muove più rapidamente di quella calda, il settore si restringe gradatamente fino a occludersi e decadere.
Masse d'aria


Attorno alla Terra, a circa 30 di latitudine nord e sud e in inverno al di sopra dei continenti, tende a dominare un regime di alte pressioni e di venti deboli. In tali regioni i venti si disperdono lentamente in orizzontale, e aria fredda discende da quote superiori per compensazione. Dato il riscaldamento associato alla compressione dell'aria in discesa, gli anticicloni corrispondono in generale a condizioni di tempo sereno, tranne che in situazioni locali nelle quali l'aria a contatto con superfici fredde produce nebbie o nubi di bassa quota.
Gran parte delle regioni in cui tendono a prevalere gli anticicloni presenta caratteristiche di uniformità superficiale, e di conseguenza, in concomitanza con i lenti moti divergenti, si generano grandi masse d'aria con caratteristiche uniformi.
Le masse d'aria tropicali marittime si formano al di sopra degli oceani a 30; di latitudine nord e sud, e possono essere successivamente trasportate a migliaia di chilometri dalla loro origine. Queste masse, molto ricche di umidità, alimentano le precipitazioni alle medie e alte latitudini. Masse d'aria polari continentali, situate in inverno al di sopra delle estensioni innevate del Nord America e dell'Asia, raggiungono temperature estremamente basse, tra i 60 e i 70 C sotto zero. Quando le masse d'aria si incontrano, si producono zone di forte contrasto termico.

 

 

IL TEMPO ATMOSFERICO
Mentre la Terra orbita intorno al Sole, l'inclinazione dell'asse terrestre fa sì che uno dei due emisferi riceva più energia solare rispetto all'altro e si trovi quindi nella sua stagione estiva. Le regioni equatoriali, che vedono il Sole sempre alto sull'orizzonte, ricevono più calore delle zone a elevate latitudini, ma la circolazione atmosferica uniforma questa ineguale distribuzione di calore, trasportando energia verso le regioni polari. In mancanza di questo meccanismo, all'equatore il calore porterebbe l'acqua al punto di ebollizione, mentre ai poli la temperatura raggiungerebbe valori ancora più bassi di quelli attuali. A livello globale, il riscaldamento solare è poi compensato dal reirraggiamento di energia nello spazio, la cui entità piuttosto uniforme in tutto il mondo.Per descrivere lo sviluppo e il movimento dei sistemi di perturbazione atmosferica, indispensabile sapere che cosa accade nel presente. Per fare previsioni oltre le 48 ore occorre disporre di osservazioni globali delle condizioni atmosferiche, su mare o terraferma, in superficie o in quota. In molti casi si tratta di misure ottenute direttamente con strumenti convenzionali, più spesso ormai ci si avvale di dati raccolti a distanza, per mezzo di radar o di satelliti.
I fattori principali che condizionano il tempo atmosferico sono la radiazione solare e la rotazione terrestre. La velocità lineare con cui la superficie terrestre si sposta verso est più elevata all'equatore che alle alte latitudini, cosicchè, quando l'aria calda sale in quota all'equatore per spostarsi verso i poli, si originano forti venti di alta quota. Queste cosiddette correnti a getto, spesso molto strette, compiono un giro completo attorno a entrambi gli emisferi, causando lo sviluppo e l'esaurimento di grandi sistemi di bassa e alta pressione, associati a trasferimenti di energia di cui ogni sistema di previsione che si estenda oltre uno o due giorni deve necessariamente tenere conto.


LA CARICA ELETTRICA DEL FULMINE
In che modo si carichino elettricamente le nubi temporalesche non ancora del tutto chiaro; si sa che in esse vi sono accumuli di carica negativa alla base e positiva alla sommità. La maggior parte dei meteorologi ritiene che la presenza di ghiaccio sia determinante perch avvenga questo processo di polarizzazione, ipotesi suggerita dal fatto che i fulmini non vengono di solito osservati fino a quando non c'è formazione di ghiaccio negli strati superiori delle nubi.
Alcuni meteorologi ritengono responsabile della polarizzazione delle nubi la differenza di potenziale elettrico esistente tra la ionosfera, ovvero lo strato più alto dell'atmosfera, e la superficie terrestre. Secondo questa teoria, il flusso ascendente di aria calda attraverso una nube temporalesca reca con sè particelle caricate positivamente che si accumulano alla sommità della nube e attraggono dalla ionosfera cariche negative. Queste ultime sono poi trascinate verso il basso da potenti correnti discensive che hanno luogo alla periferia della nube, e ciè impedisce che le particelle cariche si neutralizzino reciprocamente. Raramente i fulmini scoccano da terra verso la nube; ciè avviene perlopiù solo da vette di montagne o da torri radio.
Gli studi effettuati con riprese ad alta velocità hanno dimostrato che nella maggior parte dei casi i fulmini sono eventi multipli, che consistono di un gran numero di colpi principali; tutti i colpi seguono un percorso iniziale ionizzato che può essere ramificato lungo il quale transita la scarica. L'intervallo medio tra due successivi colpi di fulmine 0,02 s e il lampo visibile dura in media 0,25 s. Dato che la durata di un colpo particolarmente potente non supera 0,0002 s, gli intervalli tra colpi successivi coprono in realt la maggior parte della durata del lampo visibile.


Alcuni esperimenti hanno mostrato che quando si fanno congelare soluzioni diluite, il ghiaccio acquista una carica negativa, mentre l'acqua liquida mantiene carica positiva. Se, dopo l'inizio del congelamento, una corrente ascensionale d'aria separa l'acqua liquida dal ghiaccio, le goccioline si concentrano nella parte superiore della nube, mentre le più grandi e pesanti particelle di ghiaccio si concentrano verso la base. D'altro canto si pure dimostrato che le grosse gocce d'acqua in rapida caduta tendono a caricarsi negativamente, mentre le gocce piccole, più lente, conservano carica positiva.
Così la polarizzazione delle nubi temporalesche potrebbe semplicemente essere legata a questa differenza di velocità nel moto di caduta delle gocce. Qualunque ne sia l'origine, la carica negativa alla base della nube induce una carica positiva sulla superficie terrestre, come se fosse la seconda armatura di un enorme condensatore. Quando il campo elettrico raggiunge un valore sufficientemente alto (circa 10.000 V/cm), l'aria si ionizza e la scarica elettrica può avvenire. Questo meccanismo di trasporto di cariche negative dalle nubi a terra potrebbe essere responsabile del valore negativo del potenziale della superficie terrestre.

FISICA DEL TEMPORALE
UN TEMPORALE SI FORMA QUANDO UNA MASSA D' ARIA MOLTO UMIDA PRESENTA UNA STRATIFICAZIONE VERTICALE INSTABILE, CON STRATI DI ARIA PIU' CALDI IN BASSO E PIU' FREDDI IN ALTO.IN TALI CONDIZIONI SI METTEIN MOVIMENTO UNA COLONNA D'ARIA CALDA ASCENDENTE; L'AFFLUSSO DI VENTO PUO' ACCELLERARE IL FENOMENO E RENDERLO TUMULTUOSO.
PERCHE' SI VERIFICHI UN TEMPORALE OCCORRONO, PERCIO', DUE CONDIZIONI:
-PRESENZA DI ARIA MOLTO UMIDA;
-FORMAZIONE DI UNA CORRENTE D'ARIA CALDA ASCENDENTE
IN ITALIA SI FORMANO IN MAGGIOR PARTE DEI TEMPORALI CON L'ARRIVO DI UN FRONTE DI ARIA FREDDA(TEMPORALE FRONTALE). LA FORMAZIONE DI TEMPORALI OROGRAFICI FAVORITA DALLA PRESENZA DI CATENE MONTUOSE A FIANCHI RAPIDI AFFACCIATE SU VASTE ZONE PIANEGGIANTI(PREALPI,GRANDI VALLI AQLPINE, VALLE DEL TEVERE, COSTA LIGURE, VERSILIA ABRUZZO, COSTE CALABRE,ECC.)
LA NASCITA DI UNA NUBE TEMPORALESCA E QUANDO L'ARIA CALDA, CHE SI TROVA VICINO AL SUOLO , E' COSTRETTA A SOLLEVARSI E RAFFREDDANDOSI. AD UNA DETERMINATA ALTEZZA ,L'ARIA RAGGIUNGE UNA TEMPERATURA ALLA QUALE DIVENTA SATURA DI VAPORE ACQUEO; DOPODICHE' IL VAPORE SI CONDENSA E FORMA UNA NUVOLA. IL CALORE CHE SI LIBERA DALLA CONDENSAZIONE DEL VAPORE RISCALDA ULTERIORMENTE L'ARIA ASCENDENTE, IMPRIMENDOLE COSI' UNA NUOVA SPINTA VERSO L'ALTO. SE L'ARIA CONTIENE POCO VAPORE ACQUEO, SI ESAURISCE RAPIDAMENTE CON L'AUMENTARE DELL'ALTEZZA. SE INVECE L'ARIA E' MOLTO UMIDA SI HA LA FORMAZIONE DI CUMULI STRATIFICATI,CHE POSSONO RAGGIUNGERE UNO SPESSORE ANCHE DI 10-12 Km CON UN DIAMETRO DI DI DECINE DI Km ED UNA ALTEZZA SUL SUOLO DI 2-3 Km. SE NELL' ASCESA LA TEMPERATURA DELL'ARIA SCENDE AL DI SOTTO DI OC°, LE GOCCIOLINE D'ACQUA GELANO. E' QUESTO UN PUNTO CRITICO DELL'EVOLUZIONE TEMPORALESCA: DALLA FORMAZIONE DEL GHIACCIO NELLE NUVOLE DIPENDE LO SVILUPPO DI GRANDI QUANTITA' DI ELETTRICITA'.
SI RIPORTA DI SEGUITO LE DEFINIZIONI DI DUE ASPETTI CHE FAVORISCONO IL MALTEMPO
INSTABILITA'


Stato dell'atmosfera per cui una particella d'aria, comunque sollecitata verso l'alto o verso il basso, tende spontaneamente, anche cessando la sollecitazione, ad allontanarsi sempre più dal suo livello d'origine. L'ISTABILITA' si presenta quando il gradiente termico verticale dell'atmosfera è maggiore della termovariazione che la particella subisce nel suo movimento, a causa dell'espansione, o compressione, adiabatica.
DEPRESSIONE
Regione della superficie terrestre, o di una superficie di livello, su cui la pressione atmosferica è bassa rispetto alle zone circostanti, con un minimo di pressione all'incirca nella parte centrale della regione stessa. Caratterizzata da isobare chiuse, approssimativamente concentriche, e da circolazione spiraliforme del vento, convergente dalla periferia verso il centro (in senso antiorario nell'emisfero boreale, orario nell'australe).

classificazione delle nuvole

 

INTRPRETARE I SIBOLI DELLE CARTE METEO O CARTE WEFAX

 

 

 

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