Aero Circolo Centrale di Volo a Vela Ettore Muzi

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1 Sondaggi aggiornati ogni 6-12 ore. Sondaggi Termodinamici Atmosfera Si ringrazia il Il DIPARTIMENTO DI SCIENZE DELL'ATMOSFERA DELLA FACOLTA' DI INGEGNERIA DELL' UNIVERSITÀ DEL WYOMING USA per consentirci l'accesso diretto al loro server da cui sono scaricati i sondaggi di Pratica di Mare, San Pietro Capofiume e Brindisi. Nota Introduttiva: Dalle principali stazioni meteo di tutto il mondo ad intervalli di ore, vengono lanciati dei palloni sonda meteorologici che hanno il compito di ritrasmette a terra tutti i dati meteo necessari alla comprensione delle caratteristiche della massa d'aria dal livello 1000 millibar sino ai metri circa..(alcuni sondaggi raggiungono i 30 Km, ma a noi non interessano). Gli intervalli con cui vengono lanciati questi palloni variano in funzione dell'importanza della stazione meteo. Ad esempio da pratica di Mare e da Brindisi otteniamo 2 sondaggi al giorno (00.00 e zulu) mentre da San Pietro Capofiume generalmente riceviamo un solo sondaggio (In genere quello delle zulu). Sondaggi. I sondaggi si presentano come la figura qui sotto riportata. In particolare quello che esaminiamo come esempio è un sondaggio della base meteo di Brindisi delle ore del giorno 09-Aprile-2009.(come indicato in basso a sinistra del grafico) In alto a sinistra è indicato il nome della località Brindisi ed il codice internazionale LIBR del luogo in cui è stato lanciato il pallone sonda. Le linee più scure sono rispettivamente. quella più a sinistra è la temperatura di rugiada (DewPoint) alle varie quote. quella più a destra è la temperatura dell'atmosfera alle varie altezze. Le linee orizzontali sono le linee Isobare che indicano anche le varie quote. Nell'esempio si vede che la isobara di 500 millibar si trova ad una quota di metri (In questa caso siamo in una situazione di alta pressione in quota perché in atmosfera standard dovremmo trovare una pressione di 500 mb alla quota di metri, vedi Analisi 500 mb Circa metri e sue istruzioni.) Le linee inclinate sono indicate dalle frecce e più in particolare sono: - Linee isoterme, che vanno dai 40 C ai + 40 C e sono inclinate da sinistra (in basso) verso desta seguendole verso l alto

2 - Linee Isoigrometriche (stessa umidità), leggermente meno inclinate delle Isoterme (sono più verticali). I valori di umidità vanno da 0.4 g/kg ai 40 g/kg. Valori di acqua in grammi contenuti in un Kg di aria secca. Inclinate da destra (in basso) verso sinistra seguendole verso l alto sono rappresentate: - Linee adiabatiche secche, le quali Indicano la variazione della temperatura di aria non satura:(prima della condensazione) - Linee adiabatiche sature, che descrivono la variazione della temperatura con la quota di aria satura(da quando e dopo che ha iniziato a condensare). Queste sono meno inclinate (più vicine alla verticale delle adiabatiche secche). A destra sono riportati i venti in direzione ed intensità.

3 Analisi qualitativa di questo sondaggio. - I venti sopra i metri passano dai quadranti orientali a quelli nord occidentali. - Il grafico della temperatura di rugiada sin da quote basse è distante dal grafico delle temperature. Questo significa che molto difficilmente potranno esserci condensazioni stratificate in quota. (Se il grafico della DewPoint incontra quello della temperatura, in quel punto l'aria condensa, se viceversa ne rimane lontano, a meno di moti convettivi,l'aria non può condensare) - Nelle vicinanze del suolo, fino a 150 metri circa, c'è una inversione termica.(primo tratto in basso del grafico della temperatura). - Il grafico della temperatura è più vicino alla verticale (è meno sdraiato) delle linee adiabatiche secche. Questo fatto sta ad indicare aria stabile. Infatti se una bolla d'aria sale dal suolo, questa si raffredda,prima di condensare, lungo l'adiabatica secca, ed in questo caso lungo la sua salita incontrerà prima o poi il grafico della temperatura: (La bolla d'aria che sale avrà raggiunto in questo punto la stessa temperatura dell'aria circostante fermandosi in condizioni di equilibrio termico, vedi segmento blu sul più basso nel grafico). Calcolo della base di condensazione dei cumuli. Qui sotto è riportato un esempio di come con il diagramma termodinamico dell'atmosfera si può calcolare la base di condensazione dei cumuli con aria calda che parte dal suolo. La base di condensazione per sollevamento di aria che parte con una temperatura Tp dal suolo si ottiene trovando il punto di intersezione dell'adiabatica secca che ha origine nella temperatura Tp al suolo (nei nostri due casi 25 c e 30 C, linea blu e

4 verde ) con l'soigrometrica passante per la temperatura di rugiada al suolo (linea rossa) Nel nostro caso si vede che con 25 C la bolla d'aria che parte si ferma prima di raggiungere la temperatura di condensazione.(si ferma a circa metri di quota). Aria che parte con 30 C (ben difficile ad aprile) raggiungerebbe la sua temperatura di rugiada a circa metri. Questa sarebbe la base di condensazione di aria che parta dal suolo con una temperatura di 30 C. Qui di seguito è decritto come calcolare la base di condensazione per termiche che partono da quote più alte. Nell'esempio è descritta una bolla d'aria che parte da metri di quota con 15 C di temperatura ed un'altra che parte dalla stessa quota con 20 C Attenzione: per non complicare da subito il tutto, nel caso descritto sopra le linee parallele alle adiabatiche secche partono da quota 0; in realtà per avere soluzioni più precise avremmo dovuto fare quello descritto qui sotto per il calcolo delle termiche di montagna e tracciare da quota 0 a circa 100 metri (1000 millibar: livello da cui partono i dati dei sondaggi) le isoterme come indicato qui di seguito. Base di condensazione per termiche di montagna. In questa caso poiché la nostra termica parte da metri occorre: Con 15 c a metri. 1)Tracciare la parallela alle isoigrometriche che parte dal punto di rugiada a metri (Linea Blu) 2) Per la termica che parte con 15 C a metri occorre tracciare la isoterma a 15 C (linea rossa) fino a che incontra la linea della quota di metri (linea di quota

5 orizzontale). 3) Dal punto di incontro di queste si traccia la parallela alla adiabatica secca (linea verde) si nota come questa (linea verde ) incontra il grafico della temperatura a circa metri: li si ferma perché ha raggiunto l'equilibrio termico, senza condensare.(non ha incontrato la linea blu isoigrometrica disegnata all inizio) Con 20 c a metri 1) Tracciare la parallela alla isoigrometriche che parta dal punto di rugiada a metri (Linea Blu), come prima. 2) Per la termica che parte con 20 C a metri occorre tracciare la isoterma a 20 C fino a che incontra la linea della quota di metri. (linea marrone) 3) Dal punto di incontro di queste si traccia la parallela alla adiabatica secca (linea viola) Si vede che quest'ultima (linea viola ) alla quota di circa metri incontra la isoigrometrica (linea rossa ). In questo punto la nostra termica inizia a condensare dando vita al processo di formazione del cumulo. Si può concludere che in questo caso le termiche che partano con 20 C da circa metri (termiche di montagna) daranno luogo a formazioni cumuliformi con base a metri. Degenerazione 4) Da quando inizia la condensazione a metri, la nostra massa d'aria si raffredderà per la diminuzione di pressione (processo di espansione adiabatico saturo) lungo un linea Adiabatica Satura (Linea verde tratteggiata nel successivo grafico), che risulta più verticale della Adiabatica Secca (Linea viola). D' ora in poi la nostra termica, ormai cumulo, si raffredderà come una adiabatica stura, l'aria che sale non essendovi alcuna inversione termica fino ai metri di quota., sarà sempre più calda dell'aria che la circonda, e proseguirà il suo moto ascendente senza fermarsi fino alla degenerazione temporalesca passando da cumulo a cumulo congesto ed infine dopo aver raggiunto lo zero termico,si trasformerà in un maestoso e pericoloso Cumulo Nembo.

6 NOTE CONCLUSIVE Quello che abbiamo qui descritto è un metodo grafico che da risultati attendibili se la massa d'aria non è cambiata dal momento del sondaggio. Possiamo anche comparare i risultati ottenuti usando questo metodo con la carta meteo Quota teorica di condensazione per sollevamento forzato. (Su questa carta ricordarsi di aggiungere circa 100 metri per ogni grado C in più previsto nelle ore più cade della giornata da quello indicato sulla carta meteo delle temperature:temperatura al suolo.. Si possono inoltre confrontare i risultati ottenuti con questo metodo grafico con le carte pubblicate sul sito che danno le basi dei cumuli massime previste per la giornata per termiche che partono: Dal suolo Da terreno collinoso (circa 700 metri) Da Terreno montuoso (circa metri) Tornando al nostro metodo grafico bisogna fare ora alcune considerazioni. 1) Nel metodo qui descritto si ipotizza assenza di mescolamento dell'atmosfera nei bassi strati. In effetti c'è sempre del mescolamento tra l'aria vicino al suolo e gli strati fino ai metri; fenomeno che a volte coinvolge anche gli strati superiori. Questo fatto comporta che i vari punti di rugiada che competono ai diversi strati di atmosfera, mescolandosi, creino un nuovo punto di rugiada dell'atmosfera in esame che è la media dei diversi dewpoint. 2) Se non si tiene conto della correzione per questo fenomeno la base teorica di condensazione calcolata graficamente può variare anche se non di molto ( metri.) 3) Se si vogliono calcoli più precisi che tengano conto del mescolamento basterà partire con la retta isoigrometrica nel punto medio dei valori della curva della temperatura di rugiada presa nei suoi primi metri di quota.