15 - il tempo meteorologico

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1 15. Il tempo meteorologico Se vogliamo descrivere a un amico lontano che tempo fa oggi, diciamo, per esempio, che la giornata è variabile, con sole e nubi che si alternano, oppure che è fredda e piovosa o, al contrario, è calda e soleggiata. In questo modo, noi ci riferiamo alla situazione del tempo meteorologico o atmosferico: si tratta di una condizione momentanea determinata dall insieme degli elementi che caratterizzano lo stato dell atmosfera in un determinato giorno, in un ora o istante precisi, in una specifica località: questi elementi sono la temperatura, la pressione e l umidità dell aria e i fenomeni a esse associati come i venti, la copertura nuvolosa, la presenza o meno di precipitazioni. La disciplina che si occupa dello studio sistematico e continuo di questi elementi è la meteorologia. Alla meteorologia spetta il compito di raccogliere dati e gestire procedure informatizzate che consentano di prevedere l andamento del tempo meteorologico da un giorno con l altro o nell arco di alcuni giorni. Le condizioni meteorologiche, cioè relative al tempo che fa, sono influenzate dalla circolazione generale nell atmosfera e in particolare sono regolate dalla distribuzione delle aree cicloniche e anticicloniche, cioè di bassa e alta pressione (fig. 1). 1 Le perturbazioni atmosferiche Nelle aree cicloniche, i venti assumono movimento a vortice ascendente: le masse d aria trascinate verso l alto sono all origine della formazione di nubi e di precipitazioni che, con i venti, sono responsabili delle perturbazioni atmosferiche. Queste ultime si producono quando si incontrano masse d aria fredda, per esempio provenienti dai Poli, e masse d aria più calda e umida, per esempio di provenienza tropicale; le perturbazioni si sviluppano lungo la superficie di contatto tra le due masse d aria a temperatura differente, detta fronte, che nel caso specifico prende il nome di fronte polare e possono durare mediamente una settimana. Fig. 1. Dettaglio delle carte delle isobare relative ai mesi di luglio e gennaio, in cui sono mostrate le aree di alta e bassa pressione che influenzano il tempo nelle nostre regioni. 1

2 Queste perturbazioni, alle latitudini in cui si trovano le nostre regioni, sono denominate cicloni delle medie latitudini o cicloni extratropicali (nella figura 2 sono schematizzate le principali fasi che caratterizzano la loro evoluzione). I cicloni delle medie latitudini sono cosa ben diversa dai cicloni tropicali, noti anche come uragani o tifoni, che si manifestano, in modo ben più violento e catastrofico, nella zona del Pacifico e dell Atlantico compresa tra i Tropici; molto più circoscritti, pur nella loro violenza, sono quei vortici d aria noti come tornados. 2 e a b c d Fig. 2. Le principali fasi dell evoluzione di un ciclone extratropicale. Lungo il fronte polare (a), si creano ondulazioni, dove inizia a formarsi una saccatura perché, (b) l aria fredda tende a dirigersi verso l Equatore e, essendo più densa, avanza insinuandosi sotto l aria calda, sollevandola, mentre l aria calda tende a dirigersi verso il Polo e, essendo più leggera, deve avanzare risalendo sopra l aria fredda: si genera così un movimento di rotazione antiorario a spirale: la zona dell aria fredda in avanzamento si chiama fronte freddo e quella in avanzamento dell aria calda fronte caldo (i due fronti sono contrassegnati da simboli differenti). Al di sopra del fronte freddo, nella massa di aria calda raffreddata si formano nubi cumuliformi che originano temporali (vedi il dettaglio in e); anche nella massa di aria in risalita del fronte caldo si formano nubi, che danno però origine a piogge leggere, diffuse e persistenti; la perturbazione raggiunge la massima intensità quando l aria fredda, muovendosi più rapidamente dell aria calda, si richiude al di sotto di questa, che sale verticalmente (c), formando un fronte occluso; quando tutta l aria calda viene sollevata sopra l aria fredda (d), la perturbazione si dissolve. 2

3 Cicloni tropicali e tornados i CiCloni tropicali I cicloni (fig. 3) si originano nella fascia oceanica intertropicale a causa di una forte depressione, in seguito alla risalita di aria calda e umida dovuta a fenomeni di intensa evaporazione, quando la temperatura delle acque oceaniche tocca valori particolarmente elevati (30 C). Al centro della massa d aria si crea una zona di bassa pressione, intorno alla quale l aria si solleva avvitandosi in correnti vorticose, con venti che possono raggiungere i 200 km/h. L elevata umidità dell aria produce formazioni nuvolose che possono elevarsi a grandi altezze, estese in ampiezza per centinaia di chilometri, causando piogge torrenziali. Al centro della perturbazione si trova una zona di calma, con cielo sereno, detta occhio del ciclone. I cicloni durano qualche giorno spostandosi a velocità di km/h e provocando effetti catastrofici, per il vento e le inondazioni, sulle isole e nelle regioni costiere che incontrano (in particolare Caraibi, golfo del Messico, Filippine, mar della Cina). Il loro costante monitoraggio da satellite consente di avvisare per tempo la popolazione. 3 Fig. 3. Due immagini da satellite del ciclone Katrina, che il 29 agosto 2005 ha devastato Lousiana, Mississippi e Alabama (USA), causando il più grave disastro naturale nella storia degli Stati Uniti; da notare, nell immagine a sinistra, l elevata temperatura delle acque oceaniche nella regione in cui si è sviluppato il ciclone (Nooa e Nasa). i tornados I tornados (fig. 4) sono i fenomeni atmosferici più violenti che si conoscono, anche se molto più circoscritti degli uragani. Si originano quando aria molto fredda e asciutta viene a sovrapporsi ad aria calda e umida che si trova in prossimità del suolo: l aria calda risale violentemente attraverso l aria fredda, formando un vortice che in genere ha un diametro di 200 m, all interno del quale il suo vapore acqueo condensa rapidamente nella tipica nube verticale a forma di imbuto. Il vortice, con venti a velocità stimate anche di km/h, risucchia verso l alto tutto ciò che incontra sul suo cammino sradicando alberi e scoperchiando case lungo una ristretta striscia di terreno. Simili ai tornados, ma meno pericolose, sono le trombe d aria, che si registrano anche in Italia e nell area mediterranea, dove si formano in genere nel periodo estivo. Fig. 4. Un tornado si profila minaccioso in una pianura degli Stati Uniti, dove questi fenomeni sono frequenti. 4 3

4 5 b c Fig. 5. La rete dei satelliti meteorologici Meteosat (a) è gestita dall Agenzia spaziale europea (Esa) (b). c. Immagine della copertura nuvolosa al di sopra dell Europa ripresa da un satellite Meteosat. a Le previsioni del tempo Il compito dei meteorologi che si occupano delle previsioni del tempo è quello di determinare quali saranno gli spostamenti più probabili delle aree cicloniche e anticicloniche e dei fronti caldi e freddi, in modo tale da potere individuare l evoluzione della situazione atmosferica nelle varie zone della Terra. Il lavoro è molto complesso, poiché i fenomeni atmosferici dipendono da un numero molto elevato di fattori. Ciò richiede l effettuazione di numerose misurazioni, effettuate in più punti del pianeta, sia al suolo sia in quota, la loro raccolta e la successiva elaborazione dei dati ottenuti per mezzo di potentissimi computer: è così possibile aggiornare costantemente le carte meteorologiche, simulando i cambiamenti prevedibili nelle condizioni del tempo atmosferico. Alla base dell organizzazione vi è una fitta rete di stazioni di rilevamento distribuita su tutto il pianeta, dotata di sofisticati strumenti tecnologici. Le osservazioni, compiute incessantemente di giorno e di notte, sono raccolte e scambiate attraverso uno speciale sistema di telecomunicazioni denominato gts (Global Telecommunications System), che fa capo all Organizzazione meteorologica mondiale. Le stazioni di rilevamento possono essere fisse a terra oppure installate su satelliti artificiali, navi, aerei, boe marine galleggianti, lasciate alla deriva e trasportate dalle correnti oceaniche o fissate a palloni sonda. è stato l impiego di satelliti meteorologici ciò che ha consentito i più rilevanti progressi nel settore delle previsioni del tempo. Tra i più avanzati vi sono i Meteosat (fig. 5a e b) che sono geostazionari; ruotano con la Terra mantenendosi sulla stessa posizione sopra l Equatore a circa km di altezza e osservando sempre la medesima zona: un gruppo di cinque di essi è in grado di fornire un immagine della Terra quasi completa in tempo reale. Le immagini inviate dai satelliti possono essere sia di tipo normale, del tutto simili cioè a quelle che vedrebbe l occhio umano, con la presenza di corpi nuvolosi (fig. 5c), sia di tipo all infrarosso, che permettono di rilevare le diverse temperature sulla superficie terrestre. 4

5 Attraverso i dati trasmessi da satellite sono realizzate le carte meteorologiche, come quelle mostrate in televisione o riportate nei quotidiani (fig. 6), ed effettuate le previsioni del tempo. 6 Fig. 6. Esempio semplificato di carta meteorologica dell Europa. Rammentiamo che: si ha un fronte freddo quando una massa di aria fredda incontra una massa di aria calda, meno densa, e vi si incunea sotto costringendola a salire: si formano nubi cumuliformi che originano piogge intense ma in genere brevi; si ha un fronte caldo quando è una massa di aria calda che incontra una massa di aria fredda e vi scorre sopra, originando piogge meno intense ma persistenti. Esisono tre tipi di previsioni: a breve scadenza, valide entro le 24 ore, estensibili a 3 giorni con alta attendibilità; a media scadenza, valide fino a una settimana, con attendibilità abbastanza buona; a lunga scadenza, valide fino a circa tre settimane, con grado di attendibilità inferiore alle precedenti, in quanto si limitano a fornire indicazioni generali sull andamento delle temperature medie e della piovosità. In Italia le carte meteorologiche e i rilevamenti locali vengono effettuati dal Servizio meteorologico dell Aeronautica. Le previsioni meteorologiche si sono rivelate fondamentali, negli ultimi anni, per ridurre il danno delle catastrofi climatiche che hanno coinvolto il nostro Paese, rendendo più efficace l opera della Protezione Civile. Anche nelle zone tropicali, l uso del satellite per seguire l evoluzione degli uragani permette di predisporre in anticipo piani di evacuazione della popolazione e di salvare molte vite umane. 5