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NOTIZIE METEO

I PARAMETRI METEOROLOGICI - Definizione e Rilevamento

MeteoPozzolo: i parametri meteorologici - Definizione e Rilevamento
I parametri meteorologici 

Nel definire i parametri fondamentali in campo meteorologico occorre innanzitutto tener presente che esistono moltissime variabili in grado di determinare una previsione meteo accurata.
Nel campo meteorologico si inizia con il dare le definizioni di tempo atmosferico e di clima, fondamentali per comprendere il comportamento dell’atmosfera.
Per tempo atmosferico si intende il complesso delle condizioni meteorologiche (temperatura, pressione, umidità, che sono responsabili dei venti, della copertura nuvolosa e delle precipitazioni) che caratterizzano la troposfera, lo strato più basso dell'atmosfera, in un dato momento e in un dato luogo; per "momento" si considera un intervallo di tempo breve, che può essere di un giorno o di alcuni giorni o anche di un'ora o di un minuto.
La scienza che studia il tempo atmosferico, come prima definito, è detta meteorologia.
Il clima rappresenta, invece, l'insieme delle condizioni meteorologiche (cioè del tempo) che si osservano in un dato luogo nel corso di un anno, sulla base di rilevazioni effettuate per un periodo di almeno 30 anni.
La scienza che studia i vari fattori che determinano un clima (attingendo le informazioni dalla meteorologia) è la climatologia: essa si occupa anche dei reciproci rapporti tra i diversi fattori, della loro influenza sull'ambiente fisico e biologico e delle variazioni che subiscono in relazione alle condizioni geografiche. In meteorologia vengono usati diversi termini tecnici per indicare alcuni indici utili per la formulazione di previsioni meteo, i più noti ed usati sono quelli elencati di seguito.




Temperatura
 

Tra tutti i parametri meteo misurabili, la temperatura dell'aria è probabilmente quello più evidente; esso esprime il grado d'agitazione delle molecole d'aria, impiegando una grandezza scalare chiamata appunto "grado".
In Italia viene correntemente impiegato il "grado centigrado", detto anche "grado Celsius", il cui simbolo è: °C. Tale unità di misura è definita in modo che i valori 0°C e 100°C corrispondano rispettivamente al punto di fusione e al punto d'ebollizione dell'acqua a pressione atmosferica normale.
Termometro schermato

La misura di questo valore si esegue tramite il termometro.
Nelle stazioni meteorologiche si utilizza un sensore a termoresistenza, opportunamente schermato, ossia protetto dall'irraggiamento diretto e indiretto della radiazione solare, che ne falserebbe la misurazione. Si tratta di una serie di "piatti" bianchi perforati progettati per massimizzare la riflessione e favorire allo stesso tempo una discreta ventilazione.








Umidità relativa
 


L'aria, per quanto secca possa essere, contiene sempre una certa quantità d'acqua, o meglio, di vapore acqueo. La quantità massima di vapore che può essere contenuto dall'aria varia con la sua temperatura e con la pressione: ad esempio, più l'aria è calda, più vapore essa può contenere.
Per questo motivo si è preferito introdurre un parametro "relativo", che esprime cioè il rapporto tra la quantità effettiva di vapore contenuto e la quantità massima che quella massa d’aria potrebbe contenere nelle stesse condizioni di temperatura e pressione.
Tale rapporto è solitamente espresso in punti percentuale.
Valori inferiori al 30% denotano la presenza di aria secca o poco umida (ad esempio in una giornata di favonio), mentre valori superiori al 70-80% sono indice di una notevole umidità (ad esempio in caso di pioggia o di nebbia).
E' un parametro molto importante per descrivere una determinata situazione meteorologica: una giornata con cielo sereno, temperatura 30°C e umidità relativa 25% è BEN DIVERSA da una identica ma con umidità relativa 90%.
Nel primo caso si avverte una "piacevole" e sopportabile sensazione di caldo, nel secondo si percepirà una sensazione di afa opprimente!
L'umidità relativa può essere ricavata con l'ausilio di diversi strumenti: i più comuni sono l'igrometro e lo psicrometro. 


Igrometro Analogico

Le più diffuse moderne stazioni di rilevamento meteo utilizzano un sensore ad elemento capacitivo a film sottile, il cui valore di capacità varia proporzionalmente al valore d'umidità relativa presente nell'ambiente.
Il sensore è posizionato solitamente all'interno dello stesso elemento schermante utilizzato per il termometro.





Dew Point (punto di rugiada)
 

Il valore d'umidità relativa non fornisce di per sé un indicazione in merito alla quantità di vapore acqueo effettivamente presente nell'aria: per questo scopo si utilizza un altro indice.
Il Dew Point (o "punto di rugiada") è un parametro meteorologico di cui non si parla spesso data la sua estrema tecnicità, eppure la sua importanza è molto elevata in meteorologia.
Esso fornisce il valore di temperatura (in °C) a cui l'aria dovrebbe essere raffreddata (a pressione costante) per raggiungere il 100% di umidità relativa, ovvero, per saturarla di vapore. Dato che la quantità di vapore solubile nell'aria diminuisce col calare della temperatura, è chiaro che abbassando la temperatura ci si aspetta che l'umidità relativa aumenti: più secca sarà l'aria di partenza, più basso sarà il relativo valore di Dew Point.
Ne consegue che se questo punto cade al di sotto degli 0°C esso prenderà il nome di punto di brina. Ulteriori eccedenze di vapore acqueo si trasformeranno allo stato liquido sotto forma di condensa (rugiada).

Rugiada

In sostanza, lo scarto tra i valori di temperatura e il punto di rugiada indica il tasso d'umidità dell'aria (analogamente al valore di umidità relativa), mentre il valore di Dew Point da solo fornisce indicazioni sulla sua umidità assoluta, cioè sulla quantità effettiva di vapore contenuto.
Se la temperatura dell'aria raggiunge il punto di rugiada l'aria è detta "satura" ed il vapore acqueo condensa creando appunto la rugiada.
Risulta logico che le tre grandezze finora analizzate (temperatura, U.R., dew point) siano collegate tra loro: conoscendo due di esse è possibile ricavarne la terza. Il software di gestione ed elaborazione dei dati utilizzato dalle stazioni di rilevamento meteo calcola e fornisce automaticamente le 3 grandezze.

Gli esseri umani tendono a considerare fastidiosi alti livelli di punto di rugiada. Le persone abituate ai climi continentali cominciano a sentir disagio quando il punto di rugiada è tra 15 e 20 °C e come oppressivo quando supera i 20 °C. In questi casi, per quantificare il disagio, può risultare utile valutare anche la temperatura percepita.



Indicatore di disagio fisiologico da CALDO (Temperatura Apparente)

Indice di Calore (Heat Index)
 
Per consentire di stimare la sensazione di calore provocata dall'aria sul nostro organismo, i centri meteorologici hanno elaborato un apposito indice, chiamato appunto "indice de calore" (o Heat Index). Utile specialmente nel periodo estivo, esso ci fornisce una indicazione sul grado di disagio fisiologico dovuto in particolar modo all'esposizione a condizioni meteorologiche caratterizzate da alte temperature ed elevati livelli igroscopici dell’aria.
Esso viene ricavato tramite un'equazione empirica che prende in considerazione alcuni parametri termo-igrometrici, fornendo un valore di temperatura (in gradi centigradi) che dovrebbe corrispondere alla "temperatura percepita" dal nostro corpo. Un valore d'umidità relativa elevata, ad esempio, ostacola la sudorazione: l'organismo fatica pertanto ad eliminare il calore in eccesso. Ne consegue che la sensazione avvertita è la stessa di quella provocata da una temperatura maggiore, proprio perchè il meccanismo fisiologico di raffreddamento è ostacolato.
L'indice acquista significato se applicato a temperature uguali o superiori ai 27°C ed ad un valore di umidità relativa superiore al 40%. Il limite superiore è fissato a 42°C, oltre questa temperatura viene attribuito a qualsiasi valore il medesimo significato indipendentemente dal tasso di umidità presente.



Il National Weather Service (NOAA) ha classificato l’Indice di Calore in quattro categorie, riportando anche i possibili disturbi cui possono andare soggetti soprattutto le persone più deboli, come i malati, gli anziani e i bambini:

CATEGORIA
VALORI DI HEAT INDEX
POSSIBILI DISTURBI
cautela
da 27°C a 32°C
Possibile stanchezza in seguito a prolungata esposizione al sole e/o attività fisica
molta
cautela
da 32°C a 40°C
Possibile colpo di sole, crampi da calore con prolungata esposizione e/o attività fisica
pericolo
da 40°C a 54°C
Probabile colpo di sole, crampi da calore o spossatezza, possibile colpo di calore con prolungata esposizione al sole e/o attività fisica
elevato pericolo
> 54°C
Elevata probabilità di colpo di calore o colpo di sole in seguito a continua esposizione




Pressione atmosferica  

L'atmosfera che circonda la Terra è composta da una miscela di gas (in prevalenza azoto e ossigeno) chiamata comunemente "aria".
Sebbene sia trascurabile rispetto a quello di altre sostanze, anche l'aria ha un proprio peso: potrebbe sembrare incredibile, ma un metro cubo d'aria, in condizioni standard di pressione e temperatura, pesa quasi 1.3 Kg.
La colonna d'aria che sovrasta la superficie terrestre, concentrata per la maggior parte nella troposfera (ovvero nei primi 15 Km), esercita quindi, col suo peso, una pressione che viene chiamata appunto "pressione atmosferica". L'unità di misura più utilizzata in meteorologiaper esprimerne il valore è l'ettopascal (hPa), o, equivalentemente, il millibar (mb).
Poiché la pressione atmosferica diminuisce con l'aumentare della quota altimetrica, i valori pressori assoluti, registrati dalle varie stazioni meteorologiche, vengono per convenzione rapportati al livello del mare.
In sostanza accade che, per poter confrontare tra loro i dati rilevati da stazioni poste a diverse altezze, ci si preoccupa di fornire un valore che sia INDIPENDENTE dalla quota alla quale si è effettuata la misura.
Il valor medio della pressione atmosferica al livello del mare è di 1013.25 hPa: le perturbazioni presenti nell'atmosfera spostano masse d'aria di diversa natura (fredde e secche, calde ed umide, etc.), provocando un'oscillazione di questo valore dell'ordine delle decine di hPa.
Attraverso l'analisi della variazione della pressione nel tempo (tendenza barometrica)  possiamo ricavare indicazioni  significative  circa l'evoluzione delle condizioni atmosferiche, come ad esempio l'arrivo di una perturbazione, il passaggio di un fronte o l'ingresso d'aria fredda.
Anche se NON VALE COME REGOLA ASSOLUTA, si può ragionevolmente sostenere che un progressivo e costante aumento di pressione è indice di un probabile ristabilimento del tempo, mentre un crollo improvviso annuncia solitamente il peggioramento delle condizioni meteo.
Interessante notare tuttavia come in presenza già di condizioni di maltempo, fenomeni violenti come un temporale, quindi con pioggia vento e fulmini, sono sempre associati a un repentino innalzamento della pressione.

La misura del valore di pressione atmosferica viene effettuata mediante uno strumento chiamato "barometro"; le stazioni meteorologiche impiegano solitamente un trasduttore di pressione elettronico anche se posso esistere strumentazioni di tipo meccanico.






Vento: intensità e direzione
 

Con il termine "vento" s'intende genericamente lo spostamento di una massa d'aria.
Tale moto può essere causato da diversi fattori: in generale, le masse d'aria tendono a migrare verso zone con pressione atmosferica inferiore. La velocità di spostamento sarà tanto più elevata quanto più rapida sarà la variazione di pressione in gioco, che in linguaggio tecnico viene chiamata "gradiente barico".
La conformazione del territorio, nonché la sua posizione geografica, influiscono tantissimo sulla natura e sull'intensità dei venti che possono originarsi in un determinato luogo.
A differenza degli altri parametri meteorologici, per descrivere completamente uno spostamento d'aria è necessario specificarne due valori: l'intensità (ossia la velocità) e la direzione. Spesso inoltre, per meglio definire la natura del fenomeno, si preferisce riportare sia la velocità media (calcolata in genere negli ultimi 5 o 10 minuti) sia la velocità massima delle raffiche.
Sebbene sia ancora uso comune (specialmente in campo aeronautico) esprimere la velocità del vento esclusivamente in nodi (un nodo = 1.852 Km/h), talvolta viene affiancato il corrispondente valore in m/s o anche in Km/h, unità di misura più facilmente leggibili e ponderabili.

Una scala di misura tradizionale dell'intensità del vento, che ha il vantaggio di essere facilmente riconducibile ai fenomeni che il vento provoca, è la scala Beaufort.
Si tratta di una scala introdotta nel 1805 dall'Ammiraglio Francis Beaufort della Marina Britannica, e successivamente modificata per adattarla ai tempi e alle esigenze. La scala si compone di un grado (spesso detto forza), di un termine descrittivo convenzionale e di una descrizione visiva degli effetti tipici dei vari gradi. Nella tabella sottostante, è stato aggiunto l'equivalente dei vari gradi in km/h, nonché la suddivisione in classi utilizzata nelle previsioni meteo.

La scala di Beaufort indica la forza del vento su 13 classi di forza. In realtà la scala non è quantitativa, cioè non misura la pressione esercitata dal vento, bensì qualitativa, infatti si basa sull'osservazione degli effetti del vento. A ciascuna classe si può associare una gamma di velocità.


Talvolta capita di fare confusione sulla direzione del vento: è bene chiarire che, per convenzione, la direzione riportata da qualsiasi bollettino meteo è SEMPRE QUELLA DI PROVENIENZA; venti settentrionali, ad esempio, sono correnti che spirano DA NORD VERSO SUD.
Per definire la direzione con una maggiore precisione si impiegano i 360 gradi dell'angolo giro, come indicato nella nota "rosa dei venti": 0° corrisponde al Nord, e, procedendo in senso orario, Est=90°, Sud=180° e Ovest=270°.

La rosa dei venti è un diagramma che indica la direzione dei venti e la prevalenza di ciascuno di essi in determinate regioni;
è generalmente rappresentata sulle bussole, negli strumenti nautici e in quelli topografici.

Le principali direzioni dei venti nel Mediterraneo sono otto: Tramontana (Nord), Grecale detto anche Greco o Bora  (Nord-Est), Levante o Euro (Est), Scirocco o Garbino umido (Sud-Est), Ostro o Mezzogiorno (Sud), Libeccio o Garbino (Sud-Ovest), Ponente detto anche Zefiro o Espero (Ovest), Maestro o Maestrale (Nord-Ovest).


Lo strumento atto alla rilevazione della velocità e della direzione del vento è l'anemometro: solitamente quello impiegato nelle stazioni meteo è il modello a coppe.
La massa d'aria in movimento ruota la banderuola in modo che essa punti verso la sua direzione di provenienza; la pressione esercitata sulle coppe provoca invece la rotazione delle stesse con una velocità angolare che risulta proporzionale alla velocità del flusso d'aria incidente.

                                                               

L'anemometro
a coppe e
banderuola


Per la notevole variabilità del dato istantaneo, in molti settori ed in particolare in agrometeorologia, allo scopo di valutare la ventosità di una zona si fa spesso riferimento al cosiddetto vento sfilato (in inglese "wind run") ovvero alla somma (riferita ad un arco temporale significativamente lungo come ad esempio le 24 ore) dei dati istantanei di vento.
Il vento sfilato viene espresso in Km e indica la distanza che percorre il vento in un determinato periodo di tempo.






Indicatore di disagio fisiologico da FREDDO (Temperatura Apparente)

Indice di Raffreddamento (Wind Chill)
 
Il "Wind Chill" è un parametro concettualmente simile all'indice di calore ("Heat Index"), utile però nel periodo invernale: esso quantifica sostanzialmente la sensazione di "freddo" percepita dal nostro corpo a causa dell'esposizione al vento.
Una massa d'aria (con temperatura inferiore rispetto a quella corporea) che investe la pelle nuda, determina infatti una perdita di calore per evaporazione che è tanto maggiore quanto più è elevata la velocità del flusso d'aria stesso. Ciò comporta che il nostro corpo percepisca una temperatura apparentemente inferiore a quella effettivamente presente.
Trattandosi pertanto di un valore termico, anche se apparente, il Wind Chill viene espresso in gradi centigradi: talvolta, per precisarne il significato, tale indice viene anche chiamato "indice di raffreddamento".
Come per l'Heat Index, anche il Wind Chill è calcolato mediante un'equazione empirica: nella formula si tiene conto della temperatura dell’aria e della velocità del vento.
Tale indice è significativo quando la velocità del vento è compresa tra 2 metri al secondo (m/s) e 24 metri al secondo (m/s) e e a temperatura è inferiore a 11°C.
La tabella riportata di seguito riassume gli effetti sull’organismo umano in funzione ad ogni classe dell’indice.

CLASSI DI WIND CHILL
EFFETTI SULL'ORGANISMO UMANO
> +10°C
nessun disagio particolare

da +10°C
a -1°C

disagio lieve 
da -1°C
a -10°C
disagio moderato
da -10°C
a -18°C
forte disagio: marcata sensazione di gelo
da -18°C
a -29°C
Possibile congelamento in seguito
ad esposizione prolungata
da -29°C
a -50°C
Congelamento in seguito
ad esposizione prolungata
< -50°C
Rapido congelamento per esposizioni
superiori a 30 secondi




Precipitazioni: intensità e accumulo
 


Le precipitazioni atmosferiche sono senza dubbio uno dei fattori climatici di maggior importanza: il territorio, la flora e la fauna sono profondamente condizionati dalla quantità e dall'intensità delle piogge.
Le precipitazioni traggono origine dai fenomeni di condensazione dell’umidità atmosferica sotto forma di particelle d'acqua liquide o solide. La pioggia, la grandine e la neve sono dette "idrometeore di precipitazione".

Per descrivere opportunamente un evento precipitativo si utilizzano solitamente due parametri: l'intensità e la quantità accumulata. Per quanto riguarda quest'ultima, l'unità di misura adottata dai meteorologi è il millimetro, che equivale ad un litro d'acqua per metro quadrato di superficie.
Per la neve e per la grandine è possibile esprimere una misura empirica in centimetri accumulati, anche se è preferibile fornire sempre il corrispondente valore in millimetri d'acqua equivalenti (un cm di neve fresca corrisponde all'incirca ad un mm d'acqua).

L'intensità della precipitazione si esprime di conseguenza in millimetri orari (mm/h): spesso si distingue tra l'intensità media, ovvero i millimetri totali diviso la durata del fenomeno, e l'intensità massima raggiunta nel corso dell'evento.

Nella rilevazione delle precipitazioni, si adottano di solito 5 parametri:

  1. Pioggia odierna o Day rain (la pioggia caduta nelle 24 ore)
  2. Pioggia mensile o Month rain (la pioggia caduta in un mese)
  3. Pioggia dell’anno o Year rain (la pioggia caduta in un intero anno)
  4. Rain rate che indica l’intensità di caduta cioè indica la pioggia che cadrebbe in un’ora se la precipitazione di quel momento continuasse costante per un’ora
  5. Storm rain che indica la quantità di pioggia caduta in un evento piovoso singolo (un evento piovoso si considera terminato quando sono trascorse 24 ore dalla fine delle precipitazioni stesse).

Con un'intensità tra 2 e 6 mm/h si ha pioggia moderata, mentre durante un violento temporale si possono anche superare i 100 mm/h, con accumuli di parecchi millimetri in pochi minuti.

Lo strumento impiegato per compiere tali misure è il pluviometro.
La versione più semplice dello strumento consiste in un cilindro graduato; le stazioni meteo odierne utilizzano invece pluviometri digitali "a bascula", generalmente con  risoluzione di 0.20 mm: la misurazione avviene in sostanza registrando gli scatti del bilancino sul quale di accumula l'acqua che defluisce dal raccoglitore.
Per dare un'idea delle grandezze
 in gioco, si può considerane che una tipica perturbazione autunnale della durata di due o tre giorni apporta in media dai 20 ai 50 mm d'acqua totali.

Il pluviometro a bascula

Potete trovare le nostre informazioni meteo anche su:

Meteonetwork

Linea Meteo

Weather Underground

AWEKAS

European Weather Network

PWS Weather

WeatherCloud

Citizen Weather Observer Program (CWOP)

Strumentazione in uso:

Meteo-stazione
Oregon Scientific WMR300

Meteo-programma
Weather Display

Meteo-server
Samsung N220

Oregon Scientific WMR300

Weather Display

Samsung N220


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