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METEOROLOGIA GENERALE
La temperaturaLa temperatura
Dell’AtmosferaDell’Atmosfera
La temperaturaLa temperatura
Dell’AtmosferaDell’Atmosfera
A cura del Prof. G. ColellaA cura del Prof. G. Colella
ObiettivoObiettivo
Saper valutare i fattori che Saper valutare i fattori che determinano la temperatura di determinano la temperatura di
un sito e il legame tra la un sito e il legame tra la temperatura ed i movimenti temperatura ed i movimenti all’interno dell’atmosferaall’interno dell’atmosfera
Argomenti TrattatiArgomenti TrattatiArgomenti TrattatiArgomenti Trattati
Definizione di temperaturaScale termometricheLa temperatura di un sitoEscursione termicaGradiente termicoRappresentazione della temperatura
DEFINIZIONEDEFINIZIONE
CALORECALORE“ è una forma di energia” (energia termica)Il calore di un corpo è l’energia cinetica totale posseduta da tutte le particelle che lo costituiscono
CALORECALORE“ è una forma di energia” (energia termica)Il calore di un corpo è l’energia cinetica totale posseduta da tutte le particelle che lo costituiscono
TEMPERATURATEMPERATURA
La temperatura dipende dall’energia cinetica media delle particelle. La temperatura è quella grandezza fisica che regola l’equilibrio termico.
TEMPERATURATEMPERATURA
La temperatura dipende dall’energia cinetica media delle particelle. La temperatura è quella grandezza fisica che regola l’equilibrio termico.
SCALE SCALE TERMOMETRICHETERMOMETRICHE
SCALE SCALE TERMOMETRICHETERMOMETRICHE
Scale Fattori diFattori diconversioneconversione
TEMPERATURE OSSERVATETEMPERATURE OSSERVATE
TEMPERATURA DI UN SITOTEMPERATURA DI UN SITOTEMPERATURA DI UN SITOTEMPERATURA DI UN SITO
LatitudineLatitudine
StagioneStagione
Capacità termica superficie Capacità termica superficie terrestreterrestre
AlbedoAlbedo
Variazioni irregolari dovute al passaggio di una perturbazione
TEMPERATURATEMPERATURA e e LatitudineLatitudineTEMPERATURATEMPERATURA e e LatitudineLatitudine
Cambia l’angolo di incidenza dei raggi solari
Cambia lo spessore di Cambia lo spessore di atmosfera attraversato atmosfera attraversato dalla radiazione solaredalla radiazione solare
Diversa distribuzione Diversa distribuzione della radiazione sulla della radiazione sulla superficie terrestresuperficie terrestre
TEMPERATURA:TEMPERATURA: e stagionee stagione
La figura accanto mostra la variazione dell’altezza massima dell’altezza massima del sole sull’orizzontedel sole sull’orizzonte tra il solstizio d’estate e quello d’inverno per
una località posta a 40° Nord.
TEMPERATURA:TEMPERATURA: e stagionee stagione
L’altezza massima del sole nel corso dell’anno cambia a causa dell’inclinazione dell’asse terrestre (a.t.).dell’inclinazione dell’asse terrestre (a.t.). Tale asse non è perpendicolare al piano dell’orbita terrestre ma è inclinato di 23°27’ rispetto alla perpendicolare.
Poiché durante il movimento di rivoluzione della Terra intorno al sole la direzione dell’asse terrestre non varia (punta sempre verso la stella polare), l’orientamento dell’a.t. rispetto ai raggi solari cambia continuamente nei vari momenti dell’anno come mostrato nella diapositiva successiva.
TEMPERATURA:TEMPERATURA: e stagionee stagione
TEMPERATURA:TEMPERATURA: e stagionee stagione
La Terra vista dal La Terra vista dal satellite Meteosat satellite Meteosat mostra la parte mostra la parte illuminata e quella in illuminata e quella in ombra.ombra.
Si noti la diversa Si noti la diversa illuminazione delle illuminazione delle due calotte polari due calotte polari (stagione)(stagione)
TEMPERATURA:TEMPERATURA: e capacità termicae capacità termicaTEMPERATURA:TEMPERATURA: e capacità termicae capacità termica
La relazione
dt = dQ/Cdt = dQ/C esprime il legame tra
calore ricevuto dalla superficie terrestre, capacità termica e
variazione di temperatura
C = capacità termicaC = capacità termica
TEMPERATURA:TEMPERATURA: e Capacità termicae Capacità termica
Diversa capacità termica continente/mare Superficie del mare più fredda della superficie della costaVento che spira dal mare verso la costa: Brezza di mareBrezza di mare
TEMPERATURA:TEMPERATURA: e Capacità termicae Capacità termicaTEMPERATURA:TEMPERATURA: e Capacità termicae Capacità termica
Diversa capacità termica continente/mare Superficie del mare più calda della superficie della costaVento che spira dalla costa verso il mare : Brezza di terraBrezza di terra
Brezza di Brezza di maremare e brezza di e brezza di terraterraBrezza di Brezza di maremare e brezza di e brezza di terraterra
GiornoGiorno
NotteNotte
TEMPERATURATEMPERATURA diurnadiurnaTEMPERATURATEMPERATURA diurnadiurna
Insolazione solare ha il massimo a mezzogiorno (sole allo zenit)
Emissione IR terrestre ha il massimo alcune ore dopo a causa del tempo necessario alla
superficie terrestre per assorbire radiazione solare VIS e riemettere radiazione IR
L’aria si scalda assorbendo radiazione infrarossa emessa dalla superficie terrestre
La temperatura massima giornaliera viene registrata nel primo pomeriggio (2 ore dopo il passaggio del sole allo zenit)
TEMPERATURATEMPERATURA diurnadiurnaTEMPERATURATEMPERATURA diurnadiurna
GiornoGiornoIrraggiamento radiazione solareCon cielo sereno radiazione solare (VIS) raggiunge il suolo in maggiore quantitàRadiazione solare assorbita dal suolo e trasformata in IRLo strato d’aria vicino al suolo si riscaldaLa temperatura diminuisce con la quotaSi generano moti convettivi
TEMPERATURATEMPERATURA notturnanotturnaTEMPERATURATEMPERATURA notturnanotturna
NotteNotteEmissione IR
Con cielo sereno più radiazione IR dispersa nello spazio
Il suolo si raffredda
Lo strato di aria vicino suolo diventa freddo
L’ aria è più densa al suolo che a quote superiori
Assenza di moto convettivo
Si modifica il profilo termico della bassa troposfera
Si può formare una inversione termicainversione termica
INVERSIONE TERMICAINVERSIONE TERMICAINVERSIONE TERMICAINVERSIONE TERMICA
Di notte il terreno si raffredda e si forma l’inversione Di notte il terreno si raffredda e si forma l’inversione termicatermicaDi notte il terreno si raffredda e si forma l’inversione Di notte il terreno si raffredda e si forma l’inversione termicatermica
ESCURSIONE TERMICAESCURSIONE TERMICA ( (TTmaxmax – – TTminmin))ESCURSIONE TERMICAESCURSIONE TERMICA ( (TTmaxmax – – TTminmin))
E’ la differenza tra la temperatura massima E’ la differenza tra la temperatura massima TTmaxmax e la e la
Temperatura minima Temperatura minima TTminmin registrata in un arco di registrata in un arco di
tempo.tempo.
A secondo dell’intervallo considerato si ha:
Escursione termica diurnadiurna
Escursione termica mensilemensile
Escursione termica annualeannuale
ESCURSIONE TERMICAESCURSIONE TERMICA DIURNA DIURNAESCURSIONE TERMICAESCURSIONE TERMICA DIURNA DIURNA
E’ MASSIMA CON E’ MASSIMA CON CIELO SERENO E CIELO SERENO E CALMA DI VENTOCALMA DI VENTO
La TTmaxmax dipende da: quantità di energia entrante
La TTminmin dipende da: quantità di energia dispersa
GRADIENTE TERMICOGRADIENTE TERMICO GRADIENTE TERMICOGRADIENTE TERMICO
= - dt/dn= - dt/dn variazione di temperatura per unità di distanza
zz = - dt/dz = - dt/dz (°C/100 m) grad. Termico verticaleverticale
xx= - dt/dx= - dt/dx (°C/111 Km) grad. Termico orizzontaleorizzontale
GRADIENTE TERMICO VERTICALEGRADIENTE TERMICO VERTICALEGRADIENTE TERMICO VERTICALEGRADIENTE TERMICO VERTICALE
z z < 0< 0
T aumenta con la quotaInversione termicaInversione termicaAssenza moti convettiviSaturazioneAvvezione caldaScarsa visibilità
z z > 0> 0
T diminuisce con la quota
Moti convettivi
Buona visibilità
Formazioni di nubi
Precipitazioni
INVERSIONE TERMICAINVERSIONE TERMICAINVERSIONE TERMICAINVERSIONE TERMICA
Quando la temperatura, all’aumentare della quota aumenta, si dice che si è in
presenza di inversione termicainversione termica
Può verificarsi sia al suolo che in quota e si parla rispettivamente di inversione termica inversione termica al suoloal suolo e di inversione termica in quotainversione termica in quota.
INVERSIONE TERMICAINVERSIONE TERMICAINVERSIONE TERMICAINVERSIONE TERMICA
Al suoloAl suolo
E’ causata da:
Avvezione caldaAvvezione calda
Irraggiamento Irraggiamento notturnonotturno
In quotaIn quota
E’ causata da:Avvezione caldaAvvezione calda
Compressione Compressione adiabatica (adiabatica (centri di centri di
alta pressionealta pressione)
INVERSIONE TERMICAINVERSIONE TERMICA ((zz <0 <0)INVERSIONE TERMICAINVERSIONE TERMICA ((zz <0 <0)
T aumenta con la quota
(z < 0)Al suolo è dovuta a: avvezione calda irraggiamento notteIn quota è dovuta a: avvezione calda subsidenza (compressione adiabatica)
I.T. in quota
I.T. al suolo
RADIOSONDAGGIO DI TRAPANI
Le due curve mostrano
L’andamento della temperaturatemperatura
e della temperatura temperatura di rugiada di rugiada
con la quota.
Carte che rappresentano la TEMPERATURA
Carte che rappresentano la TEMPERATURA
ISOTERME: ISOTERME: linee di ugual temperaturaISOTERME: ISOTERME: linee di ugual temperatura
isotermisotermee
Isobare
ISOTERMEISOTERMEISOTERMEISOTERME
isotermeisoterme
Isoipse
TEMPERATURA osservata il 31.10.04
TEMPERATURA osservata il 31.10.04
TEMPERATURA osservata il 31.10.04
TEMPERATURA osservata il 31.10.04
Dettaglio sull’Italia
TEMPERATURA osservata il 31.10.04
TEMPERATURA osservata il 31.10.04
GRADIENTE TERMICO GRADIENTE TERMICO ORIZZONTALEORIZZONTALE
GRADIENTE TERMICO GRADIENTE TERMICO ORIZZONTALEORIZZONTALE
x= - dt/dx (°C/111 Km)
Un elevato gradiente termico orizzontale indica la presenza di una
zona di transizione tra due masse d’aria zona di transizione tra due masse d’aria (fronte).(fronte).
FRONTE: FRONTE: CaldoCaldoFRONTE: FRONTE: CaldoCaldo
ARIA FREDDA
ARIA CALDAARIA CALDA
FRONTE: Confronto carta di previsione
al suolo e Immagine Meteosat
G. Colella V Edizione, Meteorologia Aeronautica
IBN Editore, 2009, Cap 3.
BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA