E’ il vento che muove le barche a vela.

Ma che cos’è il vento?

L’interesse dell’uomo per i fenomeni atmosferici è antico. Questa “tavola dei venti” è del 1400.

M. Sandoli “La Fisica in barca” Napoli Novembre 2007

                                

                                                                  

                                          

               .

Esperienza di Torricelli (1640)

Barometro di Fortin (1800) La pressione atmosferica cambia

con la quota

Pressione atmosferica: si misura in millibar(mb) o in ectopascal (hPa)

Una pressione atmosferica di 1000 mb è determinata dalla somma di 780 mb (Azoto) + 210 mb(Ossigeno)+ 10 mb

(Vapore acqueo)

Legge di Dalton: In una miscela di gas la pressione totale è la somma delle pressioni parziali dei singoli componenti

L’atmosfera è composta in media dal 78% di Azoto, 21 % di Ossigeno e 1 % di vapore acqueo (e altri gas)

L’acqua ha peso molecolare 18, mentre l’Azoto ha peso molecolare 28.

Legge di Avogadro: il numero di molecole contenuto in un volume di gas è indipendente dal tipo di gas. Ne consegue che se, in un volume di aria, aumentano le molecole di vapore d’acqua diminuisce il numero di molecole degli altri gas per cui

L’Aria più umida (o più calda) è meno densa e quindi determina una pressione minore al suolo

L’Aria più secca (o più fredda) è più densa e quindi determina una pressione maggiore al suolo

In media

Alta pressione Bel tempo

Bassa pressione Brutto tempo

                                    

La pressione atmosferica non è uguale in tutti i punti alla stessa quota (gradiente orizzontale di pressione). L’andamento della pressione è descritto dalle isobare.

Il vento è una massa d’aria che si sposta da una zona di alta pressione verso una di bassa pressione.

In prossimità della costa il gradiente di pressione dovuto alla differenza di temperatura fra la terra e l’acqua genera le

brezze.

Alta pressione Bassa pressione

Bassa pressione

Alta pressione

Di giorno la brezza (di mare) al suolo soffia dal mare verso la terra, in quota si chiude il ciclo

Di notte la brezza (di terra) al suolo soffia dalla terra verso il mare, in quota si chiude il ciclo

Terra + freddaMare + caldo

Mare + freddo Terra + calda

                                 

Una piccola spinta laterale determina un movimento rotatorio della pallina. La sua traiettoria diviene ortogonale alla forza (di gravità) che ne determina lo spostamento verso il basso.

Nel suo moto la massa d’aria subisce gli effetti della rotazione terrestre (forza di Coriolis). Di conseguenza

la traiettoria delle masse d’aria, inizialmente ortogonale alle isobare, viene deviata dalla forza di Coriolis per cui si stabilizzerà parallelamente alle

isobare.

La forza di Coriolis determina la circolazione delle masse d’aria sarà in senso antiorario

(ciclonica) attorno alle basse pressioni, in senso orario (anticiclonica) attorno alle alte pressioni

(nell’emisfero nord)

                                                                        

L'aria, ruotando, converge verso le zone di bassa pressione (B) e si allontana da quelle di alta pressione

(A).

I fronti (caldo, freddo ed

occluso) presentano diverse

fasi vitali. dalla genesi del ciclone (A,B), allo sviluppo e maturità (C,D), alla dissoluzione

(E).

Nelle zone di contatto fra masse

d’aria a temperatura

diversa si generano le perturbazioni

(fronti)

Cliclone maturo visto dall'alto e di

lato secondo le due sezioni A-

B e C-D. Navigando in una zona in cui è attiva

una perturbazione

, la scelta della rotta

determina il tipo di

fenomeni atmosferici

(vento e pioggia) che

si incontrerann

o

Nel fronte caldo l'aria calda sale lentamente sopra quella fredda, si verificano i fenomeni nuvolosi caratteristici del regime di

"stabilità", cioè dai cirri ai nembostrati, con precipitazioni sotto gli altostrati e i nembostrati. La pressione col sopraggiungere

dell'aria calda, e quindi meno densa, diminuisce gradualmente fino al passaggio del fronte.

Al passaggio del fronte il vento cambia bruscamente di direzione ruotando in senso orario (es. da S a SW e poi NW per la

circolazione antioraria intorno alle basse pressioni).

                                                                                               

Col fronte freddo l'aria fredda avanzando si incunea sotto quella calda che viene sollevata violentemente creando depressione. Si verificano i fenomeni caratteristici della "instabilità" con le relative formazioni

nuvolose (cumuli e nembostrati) e precipitazioni violente. La pressione diminuisce irregolarmente fino al passaggio del fronte, poi aumenta

repentinamente accompagnata da una diminuzione della temperatura e da un rinforzo del vento, che gira rapidamente anche di 180° in senso

orario (es. da SW a NW). Prima del passaggio del fronte sotto gli imponenti fenomeni nuvolosi si possono verificare groppi di vento anche

violenti di direzione estremamente variabile.

Le nuvole sono masse di vapore acqueo che galleggiano a diverse quote immerse in masse d’aria di pari densità (principio di

Archimede).

Il riscaldamento delle masse d’acqua al suolo determina la formazione di vapore. Se le piccole gocce si aggregano, il loro peso supera la spinta di

Archimede dell’aria in cui galleggiano e cadono dando origine alla pioggia.

Classificazione delle nubi a prevalente sviluppo orizzontale

Famiglia Specie SiglaAltezza della base dal suolo

(Minimo e massimo)

      

Nubi basseStratocumulus

StratusNimbostratus

ScStNs

Pochi metri20002500

      

Nubi MedieAltocumulusAltostratus

AcAs

20002500

6000700

      

Nubi alteCirrus

CirrocumulusCirrostratus

CiCcCs

60007000

1000012000

                                                                                                               

Metri piedi

12000

6000

2000

      

cirrocumuli

cirrostrati

altocumuli

altostrati

cumulonembo

straticumuli

altocumuli

cumuli

nembostrati

cirri

cumulonembo

Che vento avremo oggi?

Le isobare in quota (circa 5000 m) indicano l’arrivo di aria fredda da NW incanalata fra un’alta ed una bassa pressione. La piccola distanza fra le isobare indica vento forte.

L’incontro fra masse d’aria calda e fredda determina la formazione di un fronte freddo in arrivo da NW. La conformazione del suolo (Alpi) modifica il moto dell’aria (isobare più distanti). Avremo venti moderati da W-NW.

                                             

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La rosa dei venti: il nome e la direzione dei venti