La microclimatologia urbana: tecniche di caratterizzazione ed individuazione dei rischi

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1 UNIVERSITA DI NAPOLI FEDERICO II Dipartimento di Architettura DIARC Ciclo di seminari Climatologia e aree urbane: la gestione dei rischi Seminario: La microclimatologia urbana: tecniche di caratterizzazione ed individuazione dei rischi Ing. Alberto Fortelli 21 ottobre 2016

2 Cosa sono il Tempo meteorologico ed il Clima IL TEMPO METEOROLOGICO Con la dizione Tempo meteorologico si intende lo stato dell atmosfera in un determinato luogo, in un certo istante. Questo stato viene descritto da una serie di parametri oggettivi quali: a) la temperatura b) l umidità c) il vento d) la presenza di nubi e) la presenza di fenomeni meteorologici quali pioggia, neve, nebbia, temporali, ecc. Questi parametri, dovendo essere oggettivi, è necessario che vengano misurati da strumenti affidabili e precisi. La stessa temperatura, infatti, da qualcuno potrebbe essere giudicata calda e da qualcun altro fresca.

3 IL CLIMA Con il termine Clima si intendono le condizioni medie che si verificano in un certo luogo. La definizione del Clima di una località passa, quindi, attraverso una analisi statistica che opera una media di tutti i parametri meteorologici. Tale analisi porta quindi a determinare le temperature medie mensili, le medie annuali, la quantità media di pioggia che cade mese per mese o nell arco di un intero anno, quante giornate di sole e quante con pioggia si verificano mediamente in un anno, ecc. E ovvio che tali medie hanno valore solo se vengono effettuate su un numero molto grande di valori. Il clima di un luogo può essere definito solo avendo a disposizione i dati meteorologici relativi ad almeno 30 anni (preferibilmente consecutivi) di osservazione.

4 LA STRUTTURA DELL ATMOSFERA L atmosfera è l involucro gassoso che avvolge la Terra. In termini di composizione chimica l atmosfera è composta da: - AZOTO (78% circa) - OSSIGENO (21% circa) - Altri GAS (1% circa) quali Argon, Biossido di Carbonio, Neon ed altri. La composizione percentuale sopra riportata si osserva sia a livello del mare, sia a grandi altezze. Quello che cambia è la densità, in quanto salendo di quota i gas diventano sempre più rarefatti sino ad una concentrazione praticamente nulla: quando ciò accade significa che siamo usciti dall atmosfera e ci troviamo nel vuoto interplanetario.

5 L atmosfera terrestre: nella foto essa corrisponde all involucro azzurrino. Al suo interno si notano le distese di nubi.

6 LA DISTRIBUZIONE TERMICA NELL ATMOSFERA TERRESTRE L atmosfera è trasparente e quindi i raggi solari la attraversano senza riscaldarla, se non impercettibilmente. I raggi giungono poi sulla superficie terrestre, riscaldandola invece fortemente; la parte di atmosfera a diretto contatto con la superficie terrestre si riscalda a sua volta, innescando tutte le dinamiche atmosferiche. Da questa osservazione deriva una importante conseguenza: la temperatura nella parte inferiore dell atmosfera tende a diminuire al crescere della quota sul livello del mare, ma questo, come vedremo, non succede a tutte le quote. Di seguito si riporta uno schema grafico che rappresenta l andamento termico verticale al variare dell altezza.

7 SEZIONE VERTICALE DELL ATMOSFERA CON RELATIVA SUDDIVISIONE PER FASCE

8 A COSA SERVE LO STUDIO DELLA METEOROLOGIA E DELLA CLIMATOLOGIA IN AMBITO URBANO? A fornire a tutti coloro che si occupano di pianificazione del territorio, gli strumenti per poter migliorare le condizioni di vivibilità di un determinato contesto territoriale urbanizzato.

9 I PRINCIPALI RISCHI PER L UOMO E LE SUE ATTIVITA DOVUTI AL FATTORE METEOROLOGICO

10 ONDATE DI CALORE (Heat waves) ONDATE DI GELO NUBIFRAGI (Flash floods) TEMPESTE (Uragani, tornado) METEOROPATIE, SALUTE UMANA, INCOLUMITA FISICA AGRICOLTURA TRASPORTI TURISMO GRANDINATE, GELATE SICCITA ECCESSO DI PIOGGIA

11 I principali parametri meteorologici: la TEMPERATURA La temperatura esprime il contenuto di energia termica che caratterizza un certo volume di aria. Dal punto di vista della cinetica molecolare, essa è in rapporto di diretta proporzionalità con la velocità media posseduta dalle molecole costituenti il gas stesso. Le unità di misura della temperatura sono: - C (gradi centigradi; congelam. acqua: 0 C ebollizione : 100 C) - F (gradi Fahrenheit; congelam. acqua: 32 F ebollizione : 212 F ) - K (gradi Kelvin temperatura assoluta; congelam. acqua: 273,15 ebollizione: 373,15).

12 35 Andamento termico giornaliero (Estate) T C Orario

13 30 Andamento termico annuale T C Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic Mesi

14 I principali parametri meteorologici: l UMIDITA ASSOLUTA L Umidità Assoluta esprime il peso di acqua (espresso in grammi) corrispondente al vapor acqueo presente in un metro cubo di aria. I principali parametri meteorologici: L UMIDITA RELATIVA L Umidità Relativa esprime il rapporto (espresso in percentuale %) tra la quantità di acqua presente sotto forma di vapor acqueo in un certo volume unitario di aria e la quantità di acqua che porterebbe a saturazione quello stesso volume alla medesima temperatura.

15 100 Andamento igrometrico giornaliero (Estate) UR% Orario

16 I principali parametri meteorologici: l INDICE DI CALORE (HEAT INDEX) Si definisce Indice di calore la maggiore temperatura percepita dal corpo umano a seguito della presenza di elevati tenori di umidità relativa presenti nell aria. L Indice di Calore si calcola con la Formula di Steadman (la temperatura è espressa in F): HI = 0,5 * {T + 61,0 + [(T-68,0)*1,2] + (UR*0,094)} Se l HI è pari o superiore ad 80 F è necessario ricalcolare l HI con la regressione di Rothfusz: HI = -42, , *T + 10, *UR 0, *T*UR 0, *T 2 0, *UR 2 + 0, *T 2 *UR + 0, *T*UR 2 0, *T 2 *UR 2

17 I principali parametri meteorologici: IL VENTO Il vento è il processo di spostamento delle masse d aria in direzione prevalentemente orizzontale o comunque parallela alla superficie terrestre. La genesi del vento è da ricercare nelle differenze di pressione che sono presenti tra aree geografiche adiacenti. L intensità del vento dipende dal cd. gradiente barico orizzontale, cioè dalla rapidità con la quale la pressione diminuisce spostandosi lungo la superficie terrestre. Il vento è una grandezza vettoriale in quanto per poter essere compiutamente definito, è necessario definirne la direzione, il verso ed il modulo (la velocità). La direzione ed il verso in Meteorologia sono uniti in uno stesso parametro: la direzione di provenienza.

18 I processi fisici di trasmissione del calore

19 I processi fisici di trasmissione del calore

20 I processi fisici di trasmissione del calore

21 I processi fisici di trasmissione del calore

22 I processi fisici di trasmissione del calore

23 L ISOLA DI CALORE URBANA

24 L ISOLA DI CALORE URBANA

25 Numerose ricerche dimostrano l associazione tra elevate temperature e salute della popolazione, in particolare dei soggetti anziani che vivono in ambiente urbano: un recente studio statunitense stima un aumento del 3% dei ricoveri ospedalieri di soggetti over 65 negli otto giorni successivi a condizioni di caldo estremo e il rischio di mortalità aumenta dall 1 al 3% per un aumento di 1 C della temperatura oltre una specifica soglia. In ambiente urbano l effetto termico è amplificato dall isola di calore - Urban Heat Island): cementificazione e superfici asfaltate contribuiscono a un maggiore accumulo di calore durante il periodo diurno, rilasciato per irraggiamento durante la notte, quando le differenze tra zone centrali e rurali possono superare i 5 C e, in città di grandi dimensioni, i 10 C. Fonte CNR IBIMET

26 E evidente che l eccesso di calore in ambito urbano, sia quello normale, sia quello di eccezionale rilevanza che si osserva durante una ondata di calore estivo, deve essere considerato una vera e propria forma di emergenza, da gestire, quindi, come una emergenza di Protezione Civile ma anche, e soprattutto, comprendere che un lavoro di prevenzione deve essere sviluppato in fase di pianificazione di un determinato contesto urbano. Gli oltre decessi dovuti al caldo che nell estate 2003 ha investito quasi l intera Europa, devono essere un dato di costante sensibilizzazione alle tematiche del Global e Local Warming. Grazie per l attenzione Ing. Alberto Fortelli