Clima e progetto. Il clima. Tempo atmosferico e clima. L Atmosfera il luogo della meteorologia. Fabio Peron Università IUAV - Venezia

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1 Clima e progetto analisi del clima Università IUAV di Venezia, Environmental Building Physics Introduction to sustainability Integrated Studio 1 Master Degree in Architecture and Innovation Fabio Peron Università IUAV - Venezia Il clima L obiettivo della progettazione sostenibile deve essere una architettura responsabile intendendo con questo: efficiente da un punto di vista energetico; compatibile da un punto di vista ambientale; che cerca di adattarsi e collaborare con le sollecitazioni climatiche e non si propone di contrastarle. Sono necessarie notevoli competenze provenienti da campi diversi che spesso non corrispondono al bagaglio culturale dell architetto. condizioni di comfort conoscenze tecniche architettura Tempo atmosferico e clima L Atmosfera il luogo della meteorologia L insieme delle condizioni meteorologiche che si verificano in una regione su lungo periodo è detto CLIMA. Esso descrive il tempo medio di una specifica parte del mondo nei differenti momenti dell anno. Ogni regione terrestre al passare del tempo è caratterizzata da specifiche condizioni meteorologiche. Il tempo atmosferico è una combinazione locale e momentanea dei fattori meteorologici. L atmosfera terrestre è composta da 4 strati principali: Thermosfera Mesosfera Stratosfera Troposfera Il tempo meteorologico si sviluppa nello strato più vicino alla superficie terrestre chiamato Troposfera

2 L Atmosfera il luogo della meteorologia La macchina del clima L atmosfera terrestre è composta da 4 strati principali: Thermosfera Mesosfera Stratosfera Troposfera Il tempo meteorologico si sviluppa nello strato più vicino alla superficie terrestre chiamato Troposfera INGV - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia - Italy Solar Radiation Earth Radiation Clima e Atmosfera Clima e Atmosfera Senza atmosfera la Terra irradierebbe più energia verso lo spazio La presenza dell atmosfera limita le dispersioni di energia Bilancio di energia dettagliato della Terra

3 Clima, Radiazione solare e Terra La radiazione alle diverse latitudini Quattro fattori astronomici principali determinano quanta radiazione viene ricevuta dalla Terra in un specifico punto della sua superficie in un certo momento dell anno: La stessa energia si distribuisce su aree diverse Sfericità Inclinazione dell asse di rotazione Orbita ellittica di rivoluzione intorno al Sole Rotazione diurna A causa della sfericità della superficie terrestre la stessa potenza incidente si distribuisce su aree diverse. L intensità è maggiore intorno all equatore e minore intorno ai poli. Clima, Radiazione solare e Terra Clima e moti della Terra Durante l anno la Terra pur mantenendo fissa l inclinazione del suo asse si rivolge al Sole in modo diverso. L intensità della radiazione, definita come energia per unità di superficie governa i cambiamenti stagionali nella temperatura Una unità di misura comune per l intensità della radiazione è il W/m 2. L intensità della radiazione che incide al limite dell atmosfera (Costante Solare) è intorno a 1380 Wm -2. I momenti estremi di questo ciclo sono i solistizi (inverno e estate), mentre quelli medi sono gli equinozi (primavera e autunno). Quando i raggi solari incidono su di una superficie con un angolo diverso dalla perpendicolarità si disperdono su una superficie più grande, con una conseguente minore intensità.

4 Clima e moti della Terra Clima e moti della Terra L asse terreste è inclinato di 23.5 sul piano dell ecclittica e la rivoluzione attorno al Sole origina gli andamenti stagioli di irraggiamento e riscaldamento. Nei solistizi si hanno i poli con 24 ore di luce o di buio. Negli equinozi su tutta la terra si hanno 12 ore di notte e 12 ore di luce. Fonte: Geoscience animation Clima e moti della Terra Climate and Earth motion Durante l estate a nord del circolo polare artico si hanno 24 ore di luce, con la stana esperienza del Sole di Mezzanotte.

5 Climate and Earth motion Clima e moti della Terra Il percorso apparente del sole nel cielo come si osserva a differenti latitudine durante gliequinozie isolistizi. Il Sole intorno a mezzogiorno raggiung la massima altezza. Nell emisfero nordo in estate il sole è più alto sull orizzonte rispetto all inverno.. A causa dell ellitticità dell orbita terrestre, la Terra è più lontana dal Sole di 5 millioni di kilometri durante l estate. Questo ci fa vedere come le variazioni stagionali non siano controllate dalla vicinanza al Sole. Variazioni stagionali Variazioni stagionali Stagione e lunghezza del giorno In Estate igiornisono più caldi perchè il Sole è più alto nel cielo e perchè c è un numero di ore maggiore di luce. In inverno igiornisono più freddi perchè il sole è più basso nel cielo e ci sono meno ore di luce. Units are in Langleys per day (1 Langley=1 cal/cm2) 20 marzo Equinozio vernale 21 giugno Solistizio Estivo 22 Settembre Equinozio Autunnale Dec 21 Dicembre Solstizio Invernale

6 Variazioni stagionali Variazioni stagionali Temperature medie invernali Temperature medie estive La radiazione alle diverse latitudini La radiazione alle diverse latitudini Annual global irradiation on surfaces tilted south with latitude angle in kwh/m2/year. Annual direct normal irradiance of the year 2002 Le diverse aree della superficie terrestre ricevono annualmente diverse quantità di insolazione. Le fasce equatoriali e tropicali hanno un surplus di energia.

7 Movimenti dell aria: alta e bassa pressione Movimenti dell aria: alta e bassa pressione La circolazione dell aria coinvolge: discesa verso il suolo di aria fredda e secca (Subsidenza); questa aria si riscalda adiabaticamente e genera AREE DI ALTA PRESSIONE (indicate con H o A) Risalita di aria calda e umida (Convezione); questa aria si raffredda adiabaticamente e genera AREE DI BASSA PRESSIONE (indicate con L o B) Circolazione dei venti tra alta e bassa pressione Convergenza Ciclonica Divergenza Anticiclonica La ridistribuzione dell energia: circolazione generale La ridistribuzione dell energia: circolazione generale Correnti oceaniche e venti prevalenti ridistribuiscon o l energia tra parti diversi della superficie terrestre. Correnti oceaniche e venti prevalenti ridistribuiscono l energia tra parti diversi della superficie terrestre.

8 Climate and climatic parameters The climate in a site is defined by the long-term behaviours (20-30 years) of the atmospheric physical conditions. Grandezze climatiche guida: temperatura e precipitazioni Climate is pointed out by the statistical analisys of the measured atmospheric parameters: Solar radiation Air temperature Air humidity Velocity and direction of wind Rain precipitations Clouds and sky covering Climatic analisys refer to yearly mean temperature, mean temperature of hottest and coldest month, yearly thermal excurtion, mean rain precipitations. Classificazione climatica di Koppen Classificazione climatica di Koppen Caldo umdo, Caldo secco, Temperato, Microtermico, Polare Caldo umdo, Caldo secco, Temperato, Microtermico, Polare

9 Classificazione dei climi di Koppen I climi d Italia A [CALDO UMIDO] B [ARIDO] C [TEMPERATO] D [FREDDO] E [POLARE] BREVE CLASSIFICAZIONE DEI CLIMI SECONDO KOPPEN sono caratterizzati dal fatto che la temperatura media del mese più freddo non scende mai sotto i 18 C, dalla mancanza di inverno, da debole escursione termica annua e appena più sensibile escursione termica giornaliera caratterizzati dal fatto che l evaporazione supera la precipitazione la temperatura media del mese più freddo scende sotto i 18 C ma è comunque maggiore di -3 C; il ciclo termico stagionale è ben definito; il regime pluviometrico è vario; vi è grande variabilità del tempo atmosferico. Si distinguono alcuni sottotipi di clima la temperatura media del mese più freddo scende sotto -3 C e quella del mese più caldo supera 10 C; l inverno è lungo e freddo con suolo sempre coperto di neve; l estate è breve e calda; vi è grande escursione termica che supera spesso 40 o perfino 60 C. la temperatura media del mese più caldo è sempre minore di 10 C; vi è mancanza di un periodo caldo; una caratteristica particolare è data dal lungo giorno e dalla lunga notte. Alpi: clima d'alta montagna con estate umida Appennini: temperato fresco suboceanico umido Bacino padano e fascia costiera adriatica settentrionale: temperato subcontinentale Costa ligure e tirrenica: temperato caldo con inverno umido ed estate secca Costa adriatica del sud e ionica: temperato caldo localmente arido con inverno umido e lunga estate secca Sicilia e Sardegna: da temperato caldo con estate secca ad arido con lunga estate secca. I climi d Italia I climi d Italia Precipitazioni medie annue Temperatura media annua

10 Il riscaldamento globale Riscaldamento globale e precipitazioni Global warming a topic of the times Climi italiani Alluvioni sempre più frequenti

11 Climi italiani Italian Climates Banane mature a Bologna Il livello del ghiacciaio dell Adamello nelle Alpi si è abbassato di molto.