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