Acqua e umidità atmosferica

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1 Acqua e umidità atmosferica

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3 Ciclo idrologico

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5 Umidità, nuvole e precipitazioni Umidità Precipitazioni globali Meccanismi di risalita Processi precipitativi

6 Precipitazioni globali

7 Umidità assoluta L umidità assoluta (espressa in grammi di vapore acqueo per metro cubo di aria) è la misura della quntità di vapore in aria, senza nessun riferimento alla temperatura dell aria stessa. Maggiore è l ammontare di vapore acqueo, maggiore è l umidità assoluta. Nel caso di una massa d aria che risale e si espanda, l umidità assoluta diminuisce, dato che aumenta il volume d aria, senza aumentare la quantità di vapore acqueo. E quindi fondamentale che la misura venga fatta alla stessa quota. Umidità specifica L umidità specifica (espressa in grammi di vapore acqueo per kilogrammo di aria) è un altra misura della quntità di vapore in aria, anche in questo caso senza nessun riferimento alla temperatura dell aria stessa. Maggiore è l ammontare di vapore acqueo, maggiore è l umidità specifica. Nel caso di una massa d aria in risalita, òl espansione adiabartica aumenterà il volume d aria, ma non modifica il valore di umidità specifica dato che un kg di aria comprende la stessa massa di gas a tutte le quote (troposferiche).

8 Umidità Relativa: L umidità relativa (RH) (espressa in percento) misura il vapore acqueo nell aria, ma in relazione alla temepratura. Cioè misura l ammontare di vapore nell aria in relazione alla massima quantità di vapore che l aria potrebbe contenere ad una certa temperatura. Aria calda può contenere più vapore dell aria fredda, quindi a parità di umidità assoluta/ specifica, aria fredda ha una RH unidità relativa maggiore; aria calda ha invece una RH minore.

9 Umidità Capacità dell aria a contenere vapore è funzione della temperatura Umidità Relativa (RH) = (contenuto di vapore acqua attuale) x 100 (max. contenuto di vapore acqueo possibile) Se scaldiamo l aria, diminuisce la RH in quanto aumenta il denominatore. Viceversa pr un raffreddamento

10 Saturazione vs Temperatura dell aria Aria a 40 C può contenere 3 volte il vapore contenuto a 20 C (47 g vs 15 g). Aria a 20 C può contenere 4 volte il vapore contentuto a 0 C (15 g vs 4 g) 47 grammi 15 grammi 0 C 40 C 20 C 4 grammi

11 Saturazione e Punto di Rugiada Temperatura del Punto di Rugiada Temperatura a cui l aria deve essere raffreddata per raggiungere la saturazione (100% RH) Acqua all esterno di un bicchiere Ghiaccio sul finestrino dell auto Rugiada e nebbia

12 Raffreddamento adiabatico: Nuvole e livello di condensazione (Lifting Condensation Level=LCL) LCL / base delle nuvole = altezza del punto di rugiada

13 RH e tempratura RH fluttua durante il giorno o l anno.

14 Misurare la RH Hair hygrometer

15 Dopo la saturazione l aria rilascia acqua liquida Acqua che si forma all esterno di un bicchiere freddo. Questo avvien perchè l aria all sterno è raffreddata e supera il punto di rugiada. L acqua che si ottiene per condensazione dell umidità dell aria intorno al bicchiere

16 In natura l eccesso di umidità è trasformato in gocce d acqua. Aria nei pressi di un versante viene raffreddata Alla temperatura del punto di rugiada e crea una nuvola lungo il versante. Aria presso il versante è del 100% e quindi satura

17 Le Nebbie sono simili alle nuvole

18 Nebbia del Golden Gate

19 Inversione della temperatura Inversione termica a Los Angeles

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21 Quale dei 4 tipi di nebbia? Clarence River, Australia

22 Inversione delle Temperature Quando aria calda si stratifica su aria fredda, gli inquinanti e la nebbia sono intrappolati al suolo. Tipica inversione termica nelle Valli

23 Quale dei 4 tipi?

24 Appalachi Quale dei 4 tipi?

25 Nebbia di inversione nelle pianure centrali della California Pacific Ocean

26 Meccanismi di risalita atmosferica Risalita dell aria un processo che crea nuvole e precipitazioni. E necessaria saturazione dell aria e nuclei di condensazione (dust/polline) Quattro tipi di risalita: 1. Convezione 2. Convergenza 3. Risalita orografica 4. Risalita frontale

27 Convergenza Avviene quando grandi masse d aria si incotrano e sono forzate a risalire verticalmente per accumulo di aria. Questo processo è tipico della ITCZ dove gli Alisei si incontrano e risalgono per formare nuvole verticali e forti precipitazioni.

28 Risalita per convezione In ogni posto dove l aria è più calda di quella che la circonda, otteniamo una risalita. In questo esempio un isola si riscalda di più rispetto al mare circostante formando masse di cumuli sopra di essa.

29 Risalita per convezione in Florida Il riscaldamento della Florida rispetto all oceano che la circonda causa la risalita di masse d aria.

30 Risalita per convezione sui Deserti Le temperature estremamente alte nel tardo pomeriggio estivo summer spesso portano a temporali sulle aree aride mondiali. regions. The Grand Canyon in Agosto Mojave Desert

31 Risalita orogrfica Quando l ria si muove orizzontalmente ed incontra delle montagne, risale fino alla cresta. Risalendo, si raffredda e crea nuvole che spesso portano a precipitazioni. Moist Air Moisture Lost Dry Air Run off NO Run off

32 Risalita frontale Anche se non si tratta di montagne, l effetto è molto simile. A differenza delle montagne, limitate in alcune aree continetali, questo effetto può interessare molte altre zone del globo. Fronti possono sollevare aria stabile creare nuvole E grandi piogge, nevicate, grandinate.

33 Tipi/proprietà di precipitazioni

34 Fiocchi di neve e temperature Immagini di fiocchi di neve al microscopio elettronico

35 Stagionalità e variazini globali dei meccanismi di risalitaa e delle precipitazioni. Convergenza Aumenta quando il sole è allo zenit nelle regioni (ITCZ). Convezione massime quando l insolazione e la temperatura sono intense e quando masse d aria marina si spostano su aree continentali; comuni anche nei deserti, specie durante le estati intense. Orografica richiedeche le masse d aria siano forzate lungo un versante (montagne). Frontali solo alle medie latitudini, dove masse d aria calde e fredde collidono.