misurazione elementi del clima

Misurazione degli elementi climatici: la temperatura, la pressione, i venti, l’umidità, le precipitazioni e la nuvolosità.

La temperatura.

La temperatura nel linguaggio quotidiano è associata al concetto di caldo e freddo. In realtà si tratta di un passaggio di calore tra un corpo e l’altro. É  una grandezza che misura la capacità di un corpo di trasferire calore ( il calore è una energia, può fare un lavoro, esempio la locomotiva dei vecchi treni a vapore ) a un altro corpo.

Il punto zero O, da cui origine la scala della temperatura è arbitrario ( libera scelta, libero arbitrio ), nella scala centigrada, o Celsius,  il punto di congelamento dell’acqua ( quando da liquida diventa ghiaccio )  é il valore zero;  e il punto di ebollizione dell’acqua (quando essa bolle e diventa vapore ) è il valore cento. Hanno poi stabilito l’unità di misura:  il segmento tracciato su un termometro a mercurio  tra zero e 100 venne suddiviso in 100 parti uguali e ogni parte venne chiamata grado Celsius o Centigrado  °C.

La misura della temperatura atmosferica dipende dal posto dove ci troviamo e dal  momento in cui la misuriamo.

Misurazione degli  elementi climatici. La temperatura atmosferica. 

Nelle stazioni meteorologiche di montagna ove le temperature sono per la gran parte del tempo inferiori agli 0°C sono impiegati i termometri che sfruttano la dilatazione dell’alcool al variare della temperatura. L’alcool è contenuti in un bulbo di vetro che si prolunga in un tubo capillare graduato.  Il termometro è in grado di misurare la temperatura massima, pertanto il tubo capillare è strozzato in vicinanza del bulbo, in modo che il liquido possa salire nel cannello, ma non ridiscendere anche se la temperatura si abbassa  e anche la temperatura minima,  con un’asticella che si muove con la colonna liquida di alcool e che viene trascinata verso i valori bassi della graduazione quando il liquido si contrae, ma non partecipa al moto di dilatazione del liquido, in modo che si ferma sul valore minimo anche se la temperatura risale.

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Misurazione degli  elementi climatici.  La pressione atmosferica.

La pressione atmosferica è il rapporto tra la forza peso della colonna d’aria che spinge su una superficie, presente in un qualsiasi punto dell’atmosfera terrestre.

Gli antichi greci, romani e cinesi non possedevano il concetto di pressione atmosferica, credevano che l’aria non aveva peso.

Torricelli riempi di mercurio (Hg) una bacinella ed un tubicino di vetro della sezione di 1 cm2 e alto 1 m. Quindi capovolse il tubicino nella bacinella avendo cura di non farci entrare aria. Osservò che il tubo non si svuotò completamente del mercurio contenuto, anzi in gran parte il mercurio continuava a restare nel tubo nonostante che lui lo aveva capovolto; l’altezza della colonna, infatti, si fermava a 760 mm.

Nella parte superiore del tubo lasciata libera da quella parte che si era riversata nella bacinella, Torricelli giustamente concluse che si fosse formato il vuoto. Con questo esperimento lo scienziato dimostrò che l’aria esercitava una pressione sulla superficie libera del mercurio contenuto nella bacinella tale da compensare il peso del mercurio nella colonnina. Era il peso dell’aria ad impedire alla colonnina di svuotarsi completamente.

Meteorologia

Il barometro (dal greco βάρος, peso e μέτρον, misura) è lo strumento di misura della pressione atmosferica, cioè la forza esercitata dall’atmosfera su una superficie di area unitaria.

P = F/ AREA DI S

Unità di misura  ⌈newton / m2 ⌉ = ⌈ 760 mm di mercurio (Hg) ⌉ = ⌈ 1 atmosfera ⌉ = ⌈ 1000 bar⌉

. È usato in meteorologia per rilevare dati utili per le previsioni del tempo. 

misura della pressione
Misurazione degli  elementi climatici: i  venti.

I parametri, cioè che non sono sempre uguali, tipici del vento sono: direzione e velocità. Per misurarli si usano gli anemometri, messi a una altezza dal suolo di 10-15 metri.

L’anemometro à lo strumento di misura dei venti. La banderuola serve per stabilire la direzione e le 3 coppe ruotano misurando la velocità in metri al secondo.

clima conoscenze base
Misurazione degli  elementi climatici: l‘umidità atmosferica.

L’evaporazione degli oceani e anche delle terre emerse producono umidità atmosferica attraverso quantità d’acqua (riferita all’unità di tempo) che dal terreno passa nell’aria allo stato di vapore per effetto congiunto della traspirazione, attraverso le piante (in modo particolare quella delle grandi foreste) e dell’evaporazione, direttamente dal terreno e l’evaporazione delle acque continentali (soprattutto quella dei laghi di grandi dimensioni).
La trasformazione dell’acqua dallo stato liquido a quello di vapore avviene con assorbimento di energia (600 calorie per ogni grammo di acqua evaporata). Di conseguenza, l’aria umida contiene energia potenziale (calore latente di evaporazione), che verrà prima o poi restituita all’atmosfera nei fenomeni di condensazione (o sublimazione).

Misura dell’umidità atmosferica.

L’umidità non è visibile, non ha odore; insomma, non può essere percepita in maniera palese dai nostri sensi. L’organismo umano può comunque avvertire un certo disagio: il freddo umido, l’afa associata al caldo umido. L’igrometro è uno strumento che misura l’umidità relativa dell’aria, ovvero il rapporto tra l’umidità assoluta, definita come la quantità di vapore acqueo presente nell’atmosfera in un dato istante, e l’umidità di saturazione, cioè la quantità massima di vapore acqueo che può essere presente ad una data temperatura e pressione. 

L’unità di misura è peso del vapore acqueo per unità di peso di aria secca e sono quindi adimensionali. Mentre l’umidità relativa, anch’essa adimensionale, si esprime in percentuale come rapporto tra le due umidità assolute.

Le precipitazioni.

Con il termine precipitazione si intendono, in meteorologia, tutti i fenomeni di trasferimento di acqua allo stato liquido o solido dall’atmosfera al suolo, come pioggianevegrandinerugiada e brina, rappresentando una fase dell’intero ciclo idrologico.

Il pluviometro è lo strumento utilizzato per misurare la quantità di pioggia caduta. Esso fa parte della dotazione di strumenti principali di una comune stazione meteorologica. ( fonte wikipedia )

Il pluviografo invece è uno strumento che ha il compito di registrare la pioggia verificatasi a una scala temporale inferiore al giorno, attualmente sono disponibili pluviografi digitali con risoluzione temporale dell’ordine di qualche minuto. Convenzionalmente in Italia la pioggia viene misurata in millimetri (misura indipendente dalla superficie). Per avere un’idea si può considerare che in Italia piovono dai 100 mm ai 3000 mm all’anno; un giorno di pioggia fine non porta più di 1 mm d’acqua, mentre un temporale lungo e violento porta anche 30 mm d’acqua, con record intorno ai 440 mm.

Misura delle precipitazioni.

Un semplice pluviometro manuale è costruito con un apposito vaso cilindrico, solitamente in plastica, dotato di una scala graduata. L’altezza dell’acqua che riempie il vaso equivale alla pioggia caduta che si misura in millimetri. Si noti che con tale unità di misura l’ammontare della precipitazione risulta indipendente dalla superficie in cui la si misura. ( fonte wikipedia )

Misura della nuvolosità.

La nuvolosità è espressa in % della nuvolosità massima. Lo 0% di nuvole significa che non c’è nuvola visibile nel cielo. 50% di nuvole è equivalente a metà del cielo sgombro da nuvole. 100% di nuvolosità significa che il cielo azzurro è invisibile. Se la nuvolosità è del 50% in diverse altezze, solo una bassa percentuale del cielo sarà visibile. Misurare la nuvolosità può rivelarsi difficile. I sensori utilizzati più frequentemente sono i satelliti che forniscono una quadro d’insieme della nuvolosità. I sensori al suolo possono determinare la nuvolosità e l’altitudine fino ad un certo punto, ma unicamente su una superficie limitata. L’osservazione visuale rimane una forma frequente di determinazione delle nuvole, usando una scala da 0/8 (nessuna nuvola) a 8/8 (nuvolosità del cielo completa). ( Fonte meteoblue.com )