Pressione Atmosferica

Torricelli, fisico e matematico italiano , realizzò nel 1644 il primo barometro a mercurio, arrivando con metodo sperimentale alla definizione dell’unita’ di pressione atmosferica. Prendendo un’ asta cava graduata di nota lunghezza contenente mercurio per tutta la sua lunghezza, e capovolgendola in una bacinella vuota , egli notò che ,in condizioni sperimentali e all’equilibrio, il mercurio, non defluiva completamente nella bacinella vuota ma raggiungeva una determinata altezza all’interno dell’asta graduata, ed in corrispondenza di tale scala si poteva leggere il valore della pressione atmosferica. Da questa esperienza successivamente fu possibile ricavare il valore della pressione atmosferica in condizioni normali o standard e definire anche i concetti di “ alta pressione “ e di “bassa pressione”

La pressione atmosferica può variare.

Poiché l’atmosfera e’ un fluido in continuo movimento solo perché partecipa per trascinamento al moto di rotazione terrestre , in tutti i suoi punti , anche la pressione atmosferica e’ soggetta a delle variazioni .Ogni variazione della pressione atmosferica, e’ l’effetto misurabile di una variazione della massa totale dell’aria contenuta nella colonna atmosferica di sezione unitaria , sovrastante quel punto; ovvero la pressione e’ concepita come forza applicata su una superficie.

Possiamo cosi’ riassumere le variazioni della pressione : VARIAZIONI INDIVIDUALI VARIAZIONI LOCALI O DI CAMPO STAGIONALI: sono legate alle stagioni; il riscaldamento ed il raffreddamento differenziati di alcune zone della terra in ragione dei periodi dell’anno producono delle strutture bariche permanenti o semipermanenti che caratterizzano lo stato del tempo in determinate regioni della Terra (Es: Anticiclone delle Azzorre,Depressione sull’Islanda,Alta polare artica ed antartica,Anticiclone e depressione monsonica asiatica) sono quelle variazioni prodotte dai moti atmosferici a tutte le scale e sono essenzialmente responsabili del cambiamento repentino delle condizioni del tempo in una determinata zona del nostro pianeta. Possono essere variazioni orizzontali o verticali cioè legate al gradiente orizzontale o topografico della pressione oppure ai moti verticali della massa d’aria GIORNALIERE: la pressione ha un andamento altalenante con due massimi e due minimi giornalieri corrispondenti rispettivamente ai minimi ed a i massimi valori di temperatura AVVETTIVE sono operate dal moto orizzontale di uno o più strati della colonna d’aria preesistente (in deflusso) con aria (in afflusso) più calda o più fredda GEOGRAFICHE e/o ALTIMETRICHE : sono dovute essenzialmente alla posizione geografica o all’altimetria del luogo per CONVERGENZA o DIVERGENZA cioè’ per incremento e/o depauperamento di massa d’aria per effetto di afflusso o deflusso orizzontale differenziato GRAVIMETRICHE : per il diverso valore della accelerazione di gravità in base alla diversa latitudine dovute a MOTI VERTICALI sono variazioni che causano in seno ad una sezione della colonna atmosferica un aumento o una diminuzione della densità TERMOMETRICHE legate cioè alle variazioni di temperatura Come si misura la pressione atmosferica. L’unita’ di misura della pressione atmosferica è l’hectopascal .Torricelli stabili’ l’equivalenza : 1 atm = 760 mmHg = 101325 N/m2 = 101325 Pa = 1013,25 hPa 1 Pa = 1N/m2 = 10 dine/cm2 a temperatura di 15° , al livello del mare e alla latitudine di 45° 15’ 13’’N.

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Vento

In meteorologia il vento è il movimento di una massa d'aria atmosferica da un'area con alta pressione (anticiclonica) a un'area con bassa pressione (ciclonica). In genere con tale termine si fa riferimento alle correnti aeree di tipo orizzontale, mentre per quelle verticali si usa generalmente il termine correnti convettive che si originano invece per instabilità atmosferica verticale. Innumerevoli gli autori classici che si sono occupati di questo fenomeno atmosferico. Scrive Lucrezio: "Son dunque i venti un invisibil corpo, che la terra che ’l mar che ’l ciel profondo trae seco a forza e ne fa strage e scempio". Per Seneca "Il vento è aria che spira". Il vento è causato dalle differenze di pressione atmosferica che spingono l'aria da zone di alta pressione a zone di bassa pressione per effetto della forza di gradiente. Il flusso d'aria non corre in maniera diretta da un punto all'altro, cioè con la stessa direzione della forza di gradiente, ma subisce una deviazione dovuta alla forza di Coriolis (o effetto di Coriolis) che tende a spostarlo verso destra nell'emisfero settentrionale e verso sinistra nell'emisfero meridionale. A causa di questo effetto, che non è presente all'equatore, il vento soffia parallelamente alle isobare (vento geostrofico). Tuttavia alle basse quote (meno di 600 m) è necessario tenere conto che l'attrito con la superficie terrestre può modificare la direzione del vento di circa 10° sopra il mare e 15–30° sopra la terra, rendendo il percorso dall'alta pressione alla bassa pressione più diretto e la penetrazione del vento nelle aree di bassa pressione più profonda. I venti definiti da un equilibrio di forze fisiche vengono usati nella scomposizione e analisi dei profili del vento. Sono utili per semplificare l'equazione del moto atmosferico e per ricavare dati qualitativi sulla distribuzione orizzontale e verticale dei venti. Globalmente le due forze maggiori della circolazione atmosferica sono il differenziale di riscaldamento tra equatore e poli (la differenza nell'assorbimento dell'energia solare che genera la forza di buoyancy) e la rotazione del pianeta. Al di fuori dei tropici e dell'attrito causato dalla superficie terrestre, i venti su larga scala tendono ad avvicinarsi al bilancio geostrofico. Una nuova, controversa teoria suggerisce che il gradiente atmosferico sia causato dalla condensazione dell'acqua indotta dalle foreste che incentivano l'assorbimento dell'umidità dall'aria dei litorali. Il vento termico è la differenza nel vento geostrofico tra due livelli dell'atmosfera. Esiste solo in un'atmosfera con gradienti di temperatura orizzontali. Il vento ageostrofico è la differenza tra vento reale e geostrofico, che è correlato alla creazione dei cicloni. Il vento di gradiente è simile al vento geostrofico ma include anche la forza centrifuga (o accelerazione centripeta). La direzione del vento generalmente viene espressa in base alla direzione da cui soffia. Ad esempio un vento settentrionale soffia da nord verso sud. La direzione del vento si misura con le banderuole; negli aeroporti le maniche a vento indicano la direzione del vento permettono di stimarne la velocità in base all'angolazione assunta dalla manica. La velocità è misurata dagli anemometri, solitamente servendosi di eliche o coppe rotanti. Quando è necessaria una maggior precisione (come nel campo della ricerca) il vento può essere misurato tramite la velocità di propagazione degli ultrasuoni o dall'effetto della ventilazione su resistenze di fili riscaldati. Un altro tipo di anemometro usa i tubi di Pitot, che, sfruttando il differenziale di pressione tra un tubo interno e uno esterno che viene esposto al vento, permettono di determinare la dinamica della pressione, che viene poi usata per calcolare la velocità del vento. In tutto il mondo la velocità del vento, o meglio la sua intensità, viene misurata a dieci metri di altezza e calcolando la media su dieci minuti di misurazione; negli Stati Uniti la media viene fatta su un minuto per i cicloni tropicali, e su due minuti per le osservazioni meteorologiche, mentre in India viene generalmente misurata in tre minuti. I valori calcolati sulle medie di un minuto sono generalmente il 14% più alti di quelli calcolati sulle medie in dieci minuti. Un breve soffio di vento ad alta velocità è chiamato raffica. Una definizione tecnica della raffica è: la massima che eccede di 10 nodi (19 km/h) la velocità del vento misurata in dieci minuti. Un groppo è un raddoppio della velocità del vento sopra una certa soglia che dura per un minuto o più. Per misurare i venti in quota vengono usate radiosonde monitorate con il GPS, navigazione radio o il radar. In alternativa il movimento del pallone aerostatico a cui la radiosonda è attaccata può essere monitorato da terra usando un teodolite. Le tecniche di telerilevamento del vento includono il SODAR, il doppler lidar e i radar, che possono misurare l'effetto Doppler della radiazione elettromagnetica diffusa o riflessa da aerosol o molecole. Radiometri e radar possono essere usati per misurare l'irregolarità della superficie degli oceani dallo spazio o dagli aerei, che può essere usata per stimare la velocità del vento vicino alla superficie dell'acqua. Le immagini dei satelliti geostazionari possono essere usate per misurare i venti nell'atmosfera basandosi sulla distanza percorsa dalle nuvole tra un'immagine a la successiva. L'ingegneria eolica studia gli effetti del vento su ambienti urbanizzati, e quindi su edifici, ponti e altri manufatti. La velocità del vento dipende dal gradiente barico, cioè dalla distanza delle isobare, e può essere espressa in metri al secondo (m/s), chilometri all'ora (km/h) e nodi. L'intensità del vento aumenta in media con la quota per via della diminuzione dell'attrito con la superficie terrestre e la mancanza di ostacoli fisici come vegetazione, edifici, colline e montagne. Il complesso dei venti e delle correnti aeree atmosferiche dà vita alla circolazione atmosferica.

Scala di Beaufort

Tradizionalmente la scala di Beaufort fornisce una descrizione empirica dell'intensità del vento basata sulle condizioni del mare. Originariamente composta da 13 livelli, negli anni quaranta ne sono stati aggiunti altri 5, tutti relativi agli uragani, arrivando così a 17. La scala contiene termini generali per definire i venti di differenti velocità medie come brezza, burrasca, tempesta e uragano, talvolta preceduti da aggettivi come moderato, fresco, forte, che vengono usati per differenziare la forza del vento all'interno della stessa categoria. La terminologia per i cicloni tropicali differisce da una regione all'altra del mondo. La maggior parte dei bacini oceanici usa la media della velocità del vento per determinare la categoria del ciclone. La scala Fujita avanzata (in inglese Enhanced Fujita), un aggiornamento della scala Fujita, è composta da 6 gradi (da EF0 a EF5) e viene usata per misurare l'intensità dei tornado usando come metro di giudizio i danni provocati alle abitazioni.

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