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Didattica: i principali parametri meteorologici  
 
- PRIMA PARTE -      
 Temperatura 
 
Tra tutti i parametri meteo che si possono misurare, la temperatura dell'aria è probabilmente quello più evidente. Esso esprime il grado d'agitazione delle molecole d'aria, impiegando una grandezza scalare chiamata appunto "grado". In Italia viene correntemente impiegato il "grado centigrado", detto anche "grado Celsius", il cui simbolo è: °C. Tale unità di misura è definita in modo che i valori 0°C e 100°C corrispondano rispettivamente al punto di fusione e al punto d'ebollizione dell'acqua a pressione atmosferica normale.
Lo schermo solare della nostra stazione meteo
La misura di questo valore si esegue tramite il termometro: la nostra stazione meteo è provvista di un sensore a termoresistenza Pt100, opportunamente schermato, ovvero protetto dall'irraggiamento diretto e indiretto della radiazione solare, che ne falserebbe la misurazione. Si tratta di una serie di "piatti" bianchi perforati progettati per massimizzare la riflessione e favorire allo stesso tempo una discreta ventilazione.
 Umidità relativa 
 
L'aria che respiriamo tutti i giorni, per quanto secca possa essere, contiene sempre una certa quantità d'acqua, o meglio, di vapore acqueo. La quantità massima di vapore che può essere contenuto dall'aria varia con la sua temperatura e con la pressione: ad esempio, più l'aria è calda, più vapore essa può contenere. Per questo motivo si è preferito introdurre un parametro "relativo", che esprime cioè il rapporto tra la quantità effettiva di vapore contenuto e la quantità massima che quella massa d’aria potrebbe contenere nelle stesse condizioni di temperatura e pressione. Tale rapporto è solitamente espresso in punti percentuale. Valori inferiori al 30% denotano la presenza di aria secca o poco umida (ad esempio in una giornata di favonio), mentre valori superiori al 70-80% sono indice di una notevole umidità (ad esempio in caso di pioggia o di nebbia).
E' un parametro molto importante; spesso viene inopportunamente trascurato allorché ci accingiamo a descrivere una determinata situazione meteorologica: una giornata con cielo sereno, temperatura 30°C e umidità relativa 25% è BEN DIVERSA da una identica ma con umidità relativa 90%!! Nel primo caso avvertiamo una "piacevole" e sopportabile sensazione di caldo, nel secondo caso... ci sentiamo terribilmente soffocare nell'afa più opprimente!
L'umidità relativa può essere ricavata con l'ausilio di diversi strumenti: i più comuni sono l'igrometro e lo psicrometro. La nostra stazione impiega un sensore ad elemento capacitivo a film sottile, il cui valore di capacità varia proporzionalmente al valore d'umidità relativa presente nell'ambiente.

 
Andamento dell'umidità relativa registrato dalla nostra stazione meteo il giorno 08 Agosto 2013. Fino alle ore 15.20 circa il vento spirava da nord: si nota come, in concomitanza con l'ingresso del vento da sud più umido, il valore d'umidità relativa sia aumentato repentinamente.
 
 Dew Point (punto di rugiada) 
 
Il valore d'umidità relativa non ci fornisce di per sé un indicazione in merito alla quantità di vapore acqueo effettivamente presente nell'aria: per questo motivo si è deciso di introdurre un altro indice. Il "Dew Point" (ovvero "punto di rugiada") ci fornisce il valore di temperatura (in °C) a cui l'aria dovrebbe essere raffreddata (a pressione costante) per raggiungere il 100% di umidità relativa, ovvero, per saturarla di vapore. Dato che la quantità di vapore solubile nell'aria diminuisce col calare della temperatura, è chiaro che abbassando la temperatura ci si aspetta che l'umidità relativa aumenti: più secca sarà l'aria di partenza, più basso sarà il relativo valore di Dew Point.
 
Rugiada
 

 
Se la temperatura dell'aria raggiunge il punto di rugiada, l'aria è detta "satura" e il vapore acqueo condensa.
In sostanza, lo scarto tra i valori di temperatura e punto di rugiada indica il tasso d'umidità dell'aria (analogamente al valore di umidità relativa), mentre il valore di Dew Point da solo fornisce indicazioni sulla sua umidità assoluta, cioè sulla quantità effettiva di vapore contenuto. Risulta logico che le tre grandezze finora analizzate (temperatura, U.R., dew point) siano collegate tra loro: conoscendo due di esse è possibile ricavarne la terza. Questo compito è svolto automaticamente dal software della nostra stazione meteo, che, per comodità, ci fornisce già tutti e tre i valori.
 Indice di Calore (Heat Index) 
 
Per consentirci di stimare la sensazione di calore provocata dall'aria sul nostro organismo, i centri meteorologici hanno elaborato un apposito indice, chiamato appunto "indice de calore" (o Heat Index). Utile specialmente nel periodo estivo, esso ci fornisce una indicazione sul grado di disagio fisiologico dovuto in particolar modo all'esposizione a condizioni meteorologiche caratterizzate da alte temperature ed elevati livelli igroscopici dell’aria.
Esso viene ricavato tramite un'equazione empirica che prende in considerazione alcuni parametri termo-igrometrici, fornendo un valore di temperatura (in gradi centigradi) che dovrebbe corrispondere alla "temperatura percepita" dal nostro corpo. Un valore d'umidità relativa elevata, ad esempio, ostacola la sudorazione: l'organismo fatica pertanto ad eliminare il calore in eccesso. Ne consegue che la sensazione avvertita è la stessa di quella provocata da una temperatura maggiore, proprio perchè il meccanismo fisiologico di raffreddamento è ostacolato.
Il National Weather Service (NOAA) ha classificato l’Indice di Calore in quattro categorie, riportando anche i possibili disturbi cui possono andare soggetti soprattutto le persone più deboli, come i malati, gli anziani e i bambini:
 
CATEGORIA
VALORI DI HEAT INDEX
POSSIBILI DISTURBI
cautela
da 27°C a 32°C
Possibile stanchezza in seguito a prolungata esposizione al sole e/o attività fisica
 
molta
cautela
da 32°C a 40°C
Possibile colpo di sole, crampi da calore con prolungata esposizione e/o attività fisica
 
pericolo
da 40°C a 54°C
Probabile colpo di sole, crampi da calore o spossatezza, possibile colpo di calore con prolungata esposizione al sole e/o attività fisica
 
elevato pericolo
> 54°C
Elevata probabilità di colpo di calore o colpo di sole in seguito a continua esposizione
 
Didattica: i principali parametri meteorologici  
 
- SECONDA PARTE -      
 Pressione atmosferica  
 
L'atmosfera che circonda la Terra è composta da una miscela di gas (in prevalenza azoto e ossigeno) chiamata comunemente "aria". Sebbene sia trascurabile rispetto a quello di altre sostanze, anche l'aria ha un proprio peso: potrebbe sembrare incredibile, ma un metro cubo d'aria, in condizioni standard di pressione e temperatura, pesa quasi 1.3 Kg!!!
La colonna d'aria che sovrasta la superficie terrestre, concentrata per la maggior parte nella troposfera (i primi 15 Km), esercita quindi, col suo peso, una pressione che viene chiamata appunto "pressione atmosferica". L'unità di misura più utilizzata dai meteorologi per esprimerne il valore è l'ettopascal (hPa), o, equivalentemente, il millibar (mb).
Poiché la pressione atmosferica diminuisce con l'aumentare della quota altimetrica, i valori pressori assoluti, registrati dalle varie stazioni meteorologiche, vengono per convenzione rapportati al livello del mare. In sostanza accade che, per poter confrontare tra loro i dati rilevati da stazioni poste a diverse altezze, ci si preoccupa di fornire un valore che sia INDIPENDENTE dalla quota alla quale si è effettuata la misura.
Il valor medio della pressione atmosferica al livello del mare è di 1013.25 hPa: le perturbazioni presenti nell'atmosfera spostano masse d'aria di diversa natura (fredde e secche, calde ed umide, etc.), provocando un'oscillazione di questo valore dell'ordine delle decine di hPa.
Attraverso l'analisi della variazione della pressione nel tempo (tendenza barometrica)  possiamo ricavare indicazioni  significative  circa l'evoluzione delle
Carta meteo con situazione barica al suolo
Nelle carte meteo, l'andamento della pressione atmosferica al suolo è descritto dalle isobare (le curve blu nella mappa qui sopra).
 
condizioni atmosferiche, come ad esempio l'arrivo di una perturbazione, il passaggio di un fronte o l'ingresso d'aria fredda. Anche se NON VALE COME REGOLA ASSOLUTA, si può ragionevolmente sostenere che un progressivo e costante aumento di pressione è indice di un probabile ristabilimento del tempo, mentre un crollo improvviso annuncia solitamente l'arrivo del "brutto tempo".
La misura del valore di pressione atmosferica viene effettuata mediante uno strumento chiamato "barometro": la nostra stazione meteo impiega un trasduttore di pressione elettronico.
 Vento: intensità e direzione  
 
Con il termine "vento" s'intende genericamente lo spostamento di una massa d'aria. Tale moto può essere causato da diversi fattori: in generale, le masse d'aria tendono a migrare verso zone con pressione atmosferica inferiore. La velocità di spostamento sarà tanto più elevata quanto più rapida sarà la variazione di pressione in gioco, che in linguaggio tecnico viene chiamata "gradiente barico".
La conformazione del territorio, nonché la sua posizione geografica, influiscono tantissimo sulla natura e sull'intensità dei venti che possono originarsi in un determinato luogo: nell'area "Didattica" di OfenaMeteo inseriremo presto una sezione che tratta in dettaglio i venti della zona della valle del Tirino.
A differenza degli altri parametri meteorologici, per descrivere completamente uno spostamento d'aria è necessario specificarne due valori: l'intensità (ossia la velocità) e la direzione. Spesso inoltre, per meglio definire la natura del fenomeno, si preferisce riportare sia la velocità media (calcolata in genere negli ultimi 5 o 10 minuti) che la velocità massima delle raffiche. Sebbene sia ancora uso comune (specialmente in campo aeronautico) esprimere la velocità del vento esclusivamente in nodi (un nodo = 1.852 Km/h), talvolta viene affiancato il corrispondente valore in m/s o anche in Km/h, unità di misura più facilmente leggibili e ponderabili.
Talvolta capita di fare confusione sulla direzione del vento: è bene chiarire che, per convenzione, la direzione riportata da qualsiasi bollettino meteo è SEMPRE QUELLA DI PROVENIENZA; venti settentrionali, ad esempio, sono correnti che spirano DA NORD VERSO SUD.
Per definire la direzione con una maggiore precisione si impiegano i 360 gradi dell'angolo giro, come indicato nella nota "rosa dei venti": 0° corrisponde al Nord, e, procedendo in senso orario, Est=90°, Sud=180° e Ovest=270°.
Lo strumento atto alla rilevazione della velocità del vento è l'anemometro: quello impiegato dalla nostra stazione meteo è un modello a coppe. La massa d'aria in movimento ruota la banderuola in modo che essa punti verso la sua direzione di provenienza; la pressione esercitata sulle coppe provoca invece la rotazione delle stesse con una velocità angolare che risulta proporzionale alla velocità del flusso d'aria incidente.
L'anemometro a coppe e banderuola
 
L'anemometro a coppe della nostra stazione meteo Davis Vantage Pro.
 
 Wind Chill (indice di raffreddamento) 
 
Nella prima parte di questa sezione didattica relativa ai parametri meteorologici è stato descritto il significato dell'indice di calore (Heat Index), sottolineando come si tratti di un parametro "fittizio", introdotto per fornire un indicazione sul grado di disagio fisiologico generato sul nostro organismo dal caldo afoso, tipico dei mesi estivi.
Il "Wind Chill" è un parametro concettualmente simile, utile però nel periodo invernale: esso quantifica sostanzialmente la sensazione di "freddo" percepita dal nostro corpo a causa dell'esposizione al vento. Una massa d'aria (con temperatura inferiore rispetto a quella corporea) che investe la pelle nuda, determina infatti una perdita di calore per evaporazione che è tanto maggiore quanto più è elevata la velocità del flusso d'aria stesso. Ciò comporta che il nostro corpo percepisca una temperatura apparentemente inferiore a quella effettivamente presente.
Trattandosi pertanto di un valore termico, anche se apparente, il Wind Chill viene espresso in gradi centigradi: talvolta, per precisarne il significato, tale indice viene anche chiamato "indice di raffreddamento". Come per l'Heat Index, anche il Wind Chill è calcolato mediante un'equazione empirica: nella formula si tiene conto della temperatura dell’aria e della velocità del vento.
La tabella riportata qui sotto riassume gli effetti sull’organismo umano in funzione ad ogni classe dell’indice:
CLASSI DI WIND CHILL
EFFETTI SULL'ORGANISMO UMANO
> +10°C
nessun disagio particolare
 
da +10°C
a -1°C
disagio lieve
 
da -1°C
a -10°C
disagio moderato
 
da -10°C
a -18°C
 
forte disagio: marcata sensazione di gelo
 
da -18°C
a -29°C
Possibile congelamento in seguito
ad esposizione prolungata
 
da -29°C
a -50°C
Congelamento in seguito
ad esposizione prolungata
 
< -50°C
Rapido congelamento per esposizioni
superiori a 30 secondi
 
 Precipitazioni: intensità e accumulo 
 
Le precipitazioni atmosferiche sono senza dubbio uno dei fattori climatici di maggior importanza: il territorio, la flora e la fauna sono profondamente condizionati dalla quantità e dall'intensità delle piogge. Il dott. William Lau, capo coordinatore del Laboratorio Nasa per lo studio dell’atmosfera, ha recentemente dichiarato che "i cicli dei monsoni influenzano la vita quotidiana del 60% della popolazione mondiale".
Le precipitazioni traggono origine dai fenomeni di condensazione dell’umidità atmosferica sotto forma di particelle d'acqua liquide o solide. La pioggia, la grandine e la neve sono dette "idrometeore di precipitazione".
Per descrivere opportunamente un evento precipitativo si utilizzano solitamente due parametri: l'intensità e la quantità accumulata. Per quanto riguarda quest'ultima, l'unità di misura adottata dai meteorologi è il millimetro, che equivale ad un litro d'acqua per metro quadrato di superficie. Per la neve e per la grandine è possibile esprimere una misura empirica in centimetri accumulati, anche se è preferibile fornire sempre il corrispondente valore in millimetri d'acqua equivalenti (un cm di neve fresca corrisponde all'incirca ad un mm d'acqua). L'intensità della precipitazione si esprime di conseguenza in millimetri orari (mm/h): spesso si distingue tra l'intensità media, ovvero i millimetri totali diviso la durata del fenomeno, e l'intensità massima raggiunta nel corso dell'evento.
Lo strumento impiegato per compiere tali misure è il pluviometro: la sua versione più semplice consiste in un cilindro graduato. La nostra stazione meteo
Il pluviometro a bascula
Il pluviometro a bascula della nostra stazione meteo: nella foto è stata separata la parte inferiore per mostrarne il funzionamento.
 
è provvista invece di un pluviometro digitale "a bascula", con risoluzione di 0.25 mm: la misurazione avviene in sostanza registrando gli scatti del bilancino sul quale "gocciola" l'acqua che defluisce dal raccoglitore.
Per dare un'idea delle grandezze
in gioco, diciamo che, nelle nostre zone, una tipica perturbazione autunnale della durata di due o tre giorni apporta in media dai 20 ai 50 mm d'acqua totali. Con un'intensità tra 2 e 6 mm/h si ha pioggia moderata, mentre durante un violento temporale si possono anche superare i 100 mm/h, con accumuli di parecchi millimetri in pochi minuti.
La piovosità media annua della nostra zona varia da un minimo di 350 mm fino ad un massimo di oltre 600 per alcune zone più a NW.
La media  di Ofena è di circa 450 mm annui.