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METEOROLOGIA METEOROLOGIA GENERALEGENERALE
La Pressione La Pressione La Pressione La Pressione
A cura del Prof. G. ColellaA cura del Prof. G. Colella 2004
Indice argomentiIndice argomentiIndice argomentiIndice argomenti
Concetto di pressioneVariazioni di pressioneCarte a livello
costanteConfigurazioni baricheGradiente baricoCarte a pressione
costanteGradiente topografico
ObiettivoObiettivoObiettivoObiettivo
Conoscere il concetto di Conoscere il concetto di pressione e saper valutare le pressione e saper valutare le
differenze di pressione. differenze di pressione. Conoscere e saper analizzare Conoscere e saper analizzare
le carte meteorologiche le carte meteorologiche fondamentalifondamentali
Concetto di PressioneConcetto di PressioneConcetto di PressioneConcetto di Pressione
Per pressione atmosferica si intende la forza, riferita
all’unità di superficie, che l’aria esercita in ogni punto dello spazio atmosferico e sulla superficie terrestre.
Concetto di PressioneConcetto di PressioneConcetto di PressioneConcetto di Pressione
La pressione, ad ogni quota, è equivalente al peso della colonna d’aria di sezione unitaria, avente uno spessore che si estende da quella quota fino al limite estremo dell’atmosfera.
Torricelli dimostrò che l’atmosfera, mediamente, esercita una pressione pari al peso di una colonnina di mercurio di altezza h=760 mm .
Esperienza di TorricelliEsperienza di Torricelli
76 cm
S
Vuoto torricelliano
P = F/S = P/S = m g/S
Peso Colonna D’aria
=
Peso colonnina di mercurio
Concetto di PressioneConcetto di PressioneConcetto di PressioneConcetto di Pressione
Partendo dal concetto di pressione p= F/Sp = mg/s= vg/s =
p = shg/s = gh = densità dell’ariag = accelerazione di gravitàh = altezza della
colonna d’aria atmosferica s
h
UNITA’ DI MISURA (p=F/S)UNITA’ DI MISURA (p=F/S)
Pressione = Peso colonna Hg/S = 1013250 dine/cm2
p = gh
CONDIZIONI STANDARD: T = 0°C; Latitudine 45° Livello del mare p = 13.6 x 980 x 76 = 1013250 dine/cm2
= 13.6 gr/cm3g = 980 cm/sec2 sech = 760 mmHg
UNITA’ DI MISURA (p=F/S)UNITA’ DI MISURA (p=F/S)
1Bar = 106 dine/cm2 = 105 Pa
1mb = 1hPa = 1000 dine /cm2 p =1013250 dine /cm2 =
1013.25mb = 1013.25hPaIl peso della colonna d’aria corrisponde
al peso di una colonna d’acqua alta 10 m.
760 mmHg = 1013.25 mb = 1013.25 hPa
DENSITA’ ATMOSFERICA DENSITA’ ATMOSFERICA
Diminuisce con la quota esponenzialmente
50% atmosfera compresa nei primi 5,5 km
99,7% atmosfera compresa nei primi 40 km
Il limite superiore dell’atmosfera non è definibile
Pressione e quotaPressione e quota
l’aria è un fluido comprimibilegli strati più bassi sono più compressi e più densi
gli strati superiori sono meno compressi e meno densi
all’aumentare della quota di riferimento per variare la pressione di 1 hPa si devono considerare variazioni di quota sempre più ampie.
Variazioni di quota corrispondenti ad una variazione di pressione di 1 hPa1 hPa
(t = costante = 0°C)
8 metri al livello
del mare
16 metri a 5500 m
32 m a 11000 m
64 m a 16500 m
SUPERFICI ISOBARICHE STANDARDe temperature corrispondenti
SUPERFICI ISOBARICHE STANDARDe temperature corrispondenti
VARIAZIONI DI PRESSIONE AL SUOLOVARIAZIONI DI PRESSIONE AL SUOLO
Variazioni regolari
Stagionali Giornaliere
Variazioni irregolari Dinamiche TermicheTermiche
Variazioni di pressione al suolo REGOLARIREGOLARI
Variazioni di pressione al suolo REGOLARIREGOLARI
Stagionali
Estate: massimo su oceani, minimo su continenti.
Inverno: opposto.
GiornaliereGiornaliere
meno di 1 hPa nelle zone temperate,
qualche hPa ai Tropici
due massimi e due minimi nelle 24 ore (massimi alle 10 e 22 locali minimi alle 16 e 4 locali)
Variazioni di pressione al suolo IRREGOLARIREGOLARI
Variazioni di pressione al suolo IRREGOLARIREGOLARI
Dinamiche
compressioni e rarefazioni
dell’aria legate a
circolazione generale
atmosfera
Termiche
Variazioni anche notevoli legate all’andamento
del tempo
(passaggio di una
perturbazione)
Variazioni di pressione al suolo IRREGOLARIREGOLARI
Variazioni di pressione al suolo IRREGOLARIREGOLARI
Avvezione calda Avvezione fredda Convergenza/divergenza Passaggio di una
perturbazione
Avvezione caldaAvvezione caldaAvvezione caldaAvvezione calda
Aria fredda
Avvezione caldaAvvezione caldaAvvezione caldaAvvezione calda
ARIA ARIA CALDACALDA
Avvezione caldaAvvezione caldaAvvezione caldaAvvezione calda
Avvezione caldaAvvezione caldaAvvezione caldaAvvezione calda
Aria calda sostituisce aria fredda
AC < < AF
p = gh
La La pressione pressione diminuiscediminuisce
p = gh
La La pressione pressione diminuiscediminuisce
Avvezione freddaAvvezione freddaAvvezione freddaAvvezione fredda
Aria calda
Avvezione freddaAvvezione freddaAvvezione freddaAvvezione fredda
Aria fredda
Avvezione freddaAvvezione freddaAvvezione freddaAvvezione fredda
Avvezione freddaAvvezione freddaAvvezione freddaAvvezione fredda
Aria fredda sostituisce aria calda
AC < < AF
p = gh
La La pressione pressione aumentaaumenta
p = gh
La La pressione pressione aumentaaumenta
Avvezione calda/freddaAvvezione calda/freddaAvvezione calda/freddaAvvezione calda/fredda
Avv. Fredda
Avv. Calda
Convergenza/divergenzaConvergenza/divergenza
La quantità di aria che entra nella colonna è diversa da quella che
esce
Convergenza/divergenzaConvergenza/divergenza
In una colonna d’aria…
Convergenza/divergenzaConvergenza/divergenza
…si crea un flusso convergente che fa affluire aria all’interno della colonna…
Convergenza/divergenzaConvergenza/divergenza
… l’aria comincia a salire …
Convergenza/divergenzaConvergenza/divergenza
… genera un moto
ascensionale …
Convergenza/divergenzaConvergenza/divergenza
… e crea …
Convergenza/divergenzaConvergenza/divergenza
… divergenza in quota.
Convergenza/divergenzaConvergenza/divergenza
Se la quantità di aria che entra nella colonna è diversa da quella che esce la pressione varia.
Convergenza/divergenzaConvergenza/divergenza
Se la convergenza è
Maggiore
della divergenza
PP aumentaaumenta
e viceversa.e viceversa.
MOTI DELL’ARIA MOTI DELL’ARIA MOTI DELL’ARIA MOTI DELL’ARIA
Convergenza
Divergenza
PerturbazionePerturbazionePerturbazionePerturbazione
Fronte caldo
PerturbazionePerturbazione
Variazione di pressione al passaggio di una perturbazione
Variazione di pressione al passaggio di una perturbazione
Punto 1Punto 2Punto 3Punto 4Punto 5 Aria Calda Aria
fredda
Variazione di pressione al passaggio di una perturbazione
Variazione di pressione al passaggio di una perturbazione
Punto 1Punto 2Punto 3Punto 4Punto 5
Variazione di pressione al passaggio di una perturbazione
Variazione di pressione al passaggio di una perturbazione
Punto 1Punto 2Punto 3Punto 4Punto 5
Variazione di pressione al passaggio di una perturbazione
Variazione di pressione al passaggio di una perturbazione
Punto 1Punto 2Punto 3Punto 4Punto 5
Variazione di pressione al passaggio di una perturbazione
Variazione di pressione al passaggio di una perturbazione
Punto 1Punto 2Punto 3Punto 4Punto 5
CARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTE
Riportare su carta geografica:pressione ridotta al livello del mare alle singole stazioni
Tracciare le isobareo Unire le stazioni con uguale pressione MSL
o Tracciare le isobare ad intervalli di 4 hPa
o Interpolare i dati disponibili se necessario
Evidenziare le zone dove la pressione:o aumenta progressivamente (zona di alta pressione -
anticicloni)
o diminuisce progressivamente (zona di bassa pressione - cicloni)
ANALISI AL SUOLO (carta a livello costante)
CARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTE
Zona di ALTA pressione
101210161020
CARTA a LIVELLO CARTA a LIVELLO COSTANTECOSTANTE
Zona di alta pressione o Anticiclonica
ISOBARA
Isobara: linea di ugual pressione registrata alla stessa quota e allo stesso istante
CARTA a LIVELLO CARTA a LIVELLO COSTANTECOSTANTE
Zona di BASSA pressione
CARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTE
100810041000
Zona di BASSA pressione o
CICLONICA
IsobareH (A) anticicloneL (B) cicloneFronte caldoFronte freddoFronte occlusoVenti (direzione, intensità)
(legge di Buis-Ballot)
CARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTE
Elementi Elementi deducibilideducibili
AA
BB
Legge di BUIS-BALLOTLegge di BUIS-BALLOT
Nell’emisfero NORD, un’osservatore che si pone con le spalle al
vento, alzando il braccio destro indicherà la zona
di alta pressione, mentre, alzando il braccio sinistro indicherà la zona di bassa
pressione
Legge di BUIS-BALLOTLegge di BUIS-BALLOT
CARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTE
F. Freddo
F. CaldoF. Occluso
CONFIGURAZIONI BARICHECONFIGURAZIONI BARICHE
• Anticiclone (H-A): zona di alta pressione caratterizzata da isobare generalmente chiuse e con valori di pressione decrescenti dal centro alla periferia.
• Ciclone (L-B): zona di bassa pressione caratterizzata da isobare generalmente chiuse e con valori di pressione crescenti dal centro alla periferia.
• Promontorio: zona di alta pressione a forma di U o V che si incunea tra due zone cicloniche.
• Saccatura: zona di bassa pressione generalmente a forma di V che si protende tra due zone anticicloniche
Indicati con la lettera HH oppure AA sulle carte meteo
Valore medio al centro 1024 hPaSi raggiungono anche valori oltre i
1050 hPaDivergenzaDivergenza al suoloConvergenzaConvergenza in quota
ANTICICLONIANTICICLONI
Aria in quota viene richiamata al suolo (subsidenza)
Aria in movimento dal centro verso l’esterno (divergenza) assumendo rotazione oraria
La discesa d’aria si oppone alla formazione di nubi
ANTICICLONIANTICICLONI
Indicati con la lettera L oppure B sulle carte meteo
Valore centrale raramente sotto 980 hPa
Convergenza al suolo
Divergenza in quota
CICLONICICLONI
Aria richiamata, al suolo, all’esterno verso il centro (Convergenza) entra assumendo rotazione antioraria
Nel centro sale portandosi in quota (Convezione)
La salita fa raffreddare l’aria favorendo così la formazione di nubi
CICLONICICLONI
ANTICICLONI/CICLONIANTICICLONI/CICLONI
PROVIAMO a riconoscere …..
GRADIENTE BARICOGRADIENTE BARICO
Per gradiente barico orizzontale s’intende la variazione di
pressione per unità di distanza orizzontale.
Grad pGrad pxx= - dp/dx= - dp/dx (hPa/111 Km)
Maggiore è il Grad px, maggiore è la forza di gradiente, maggiore sarà l’intensità del vento.
GRADIENTE BARICO ORIZZONTALE
Grad p = - Grad p = - dp/dxdp/dx
PP2 2 – P– P11
dd
1020 - 10121020 - 1012
dd
Direzione del vento
P2 PP11
dd
CARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTE
Riportare su una carta geografica:Altezze geopotenziali alle quali si trova la superficie
isobarica
Tracciare le isoipseo Unire le stazioni con uguale altezza geopotenziale
o Tracciare le isoipse ad intervalli di 60 metri
o Interpolare i dati disponibili se necessario
Evidenziare le zone dove la quota geopotenziale:o aumenta progressivamente (zona di alta pressione )
o diminuisce progressivamente (zona di bassa pressione)
CARTA a PRESSIONE COSTANTE
Su una superficie isobarica: tutti i punti hanno uguale pressione ma quote diverse Isoipse :Isoipse : uniscono punti con stessa quota (intervalli di 60
metri)
La distanza tra due superficie isobariche: (Z = K T)
dipende dalla temperatura media T dell’aria compresa tra le superfici
(alta temperatura , aria si dilata, distanza alta) (bassa temperatura, aria si comprime, distanza diminuisce)
Superfici isobariche standard (uso aeronautico):
850 -700 -500 - 400-300 -200 hPa
Massime o minime altezza della superficie isobarica corrispondono max o min pressioni in quota
Su una superficie isobarica: tutti i punti hanno uguale pressione ma quote diverse Isoipse :Isoipse : uniscono punti con stessa quota (intervalli di 60
metri)
La distanza tra due superficie isobariche: (Z = K T)
dipende dalla temperatura media T dell’aria compresa tra le superfici
(alta temperatura , aria si dilata, distanza alta) (bassa temperatura, aria si comprime, distanza diminuisce)
Superfici isobariche standard (uso aeronautico):
850 -700 -500 - 400-300 -200 hPa
Massime o minime altezza della superficie isobarica corrispondono max o min pressioni in quota
CARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTE
CARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTE
Isoipse
FSFS
500 500 hPahPa
H
L
Gradiente topograficoGradiente topografico
∆∆Z /∆XZ /∆X∆∆ZZ Variazione dell’altezza Variazione dell’altezza geopotenziale geopotenziale della della superficie isobarica.superficie isobarica.
∆∆X X Distanza orizzontale sulla quale Distanza orizzontale sulla quale si si verifica la variazione di verifica la variazione di altezza.altezza.
Gradiente topograficoGradiente topografico
∆∆Z /∆X = tgZ /∆X = tgααPendenza superficie isobaricaPendenza superficie isobarica
Z1Z2
∆∆XX
∆∆ZZ
X1
X2
∆∆Z Z = Z= Z2 2 - Z- Z11
∆∆X X = X= X22 - X - X11
αα
Vento proporzionale al gradiente topografico
CARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTE
Z1
FSFS
500 500 hPahPa
H
L
Z2
∆∆XX
G. Colella V Edizione, Meteorologia Aeronautica
IBN Editore, 2009, Cap 1.
BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA