Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico dell atmosfera

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1 Istituto Tecnico Aeronautico Statale Euclide Seminari di Meteorologia Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico Parte IV A cura di Vittorio Villasmunta Previsore del Servizio Meteorologico dell Aeronautica Militare 1

2 it 2

3 Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico Prerequisiti 3

4 Conoscenza approfondita del messaggio TEMP e relativa decodifica Significato grafico e concettuale delle linee del nomogramma di Herlofson. 4

5 Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico Materiale necessario 5

6 Diagramma termodinamico (nomogramma di Herlofson) carta penna matita matite colorate (rosso, giallo, verde, blu) gomma righello 6

7 = 7

8 Corso Avanzato sul sondaggio termodinamico Parte IV: compilazione del nomogramma di Herlofson 8

9 In questa sezione del seminario impareremo a riportare sul diagramma termodinamico, i dati della temperatura, della rugiada, dell umidit umidità relativa e del vento. 9

10 CALCOLO DELLA CURVA DELLE ALTEZZE 10

11 La distribuzione effettiva delle temperature lungo la verticale determina lievi scostamenti, in più o in meno, rispetto alla curva delle altezze in aria tipo. 11

12 La curva delle altezze è utile per ottenere la quota di un punto qualsiasi delle curve caratteristiche. E sufficiente determinare l intersezione fra la pressione del punto caratteristico e la curva delle altezze. 12

13 Si numera il diagramma, partendo dalla curva delle temperature Ogni grado corrisponde a 100 mgp 13

14 1363 Il valore letto sul messaggio si riporta mettendo un punto all incrocio tra la superficie isobarica di riferimento e la quota letta

15 Unendo tutti i punti delle altezze si ottiene una curva il cui andamento è molto prossimo a quelle delle altezze in aria tipo. 15

16 Calcoliamo l altezza l della 900 hpa. 980 mgp 16

17 Calcolo della curva di stato 17

18 CALCOLO DELLA CURVA DI STATO Vittorio Villasmunta hpa , hpa , hpa , hpa , hpa ,2 3, hpa , hpa , hpa , hpa , hpa , hpa , hpa ,

19 CALCOLO DELLA CURVA DI STATO Vittorio Villasmunta Le temperature così ricavate devono essere riportate sul diagramma, mettendo un punto all incrocio tra l isoterma letta e la superficie isobarica alla quale è riferita. isoterma isoterma isobara 19

20 CALCOLO DELLA CURVA DI STATO Vittorio Villasmunta 1000 hpa 17,0 C17,0 20

21 CALCOLO DELLA CURVA DI STATO Vittorio Villasmunta Ed ora, proviamo a tracciare tutti i punti della parte A del TEMP relativi alla temperatura. 21

22 CALCOLO DELLA CURVA DI STATO 2,6 2,6 Vittorio Villasmunta 850 8,4 8, ,0 17,0 18,2 18,

23 CALCOLO DELLA CURVA DI STATO Vittorio Villasmunta Una volta tracciati tutti i punti relativi alla temperatura, si procede ad unirli con una linea spezzata continua in modo da ottenere la cosiddetta curva di stato. 23

24 CALCOLO DELLA CURVA DI STATO Vittorio Villasmunta

25 CALCOLO DELLA CURVA DI STATO Vittorio Villasmunta La curva appena tracciata rappresenta l andamento l della temperatura con la quota. 25

26 curva di stato curva di rugiada 26

27 Calcolo della curva di rugiada 27

28 Temperatura del punto di rugiada E la temperatura più bassa che una massa d aria, a pressione e contenuto di vapore costanti, può raggiungere, senza che alla saturazione inizi la condensazione del vapore in essa contenuto. 28

29 CALCOLO DELLA CURVA DI RUGIADA Vittorio Villasmunta hpa 1000 hpa 925 hpa 850 hpa 700 hpa 500 hpa 400 hpa 300 hpa 250 hpa 200 hpa 150 hpa 100 hpa ,2 17,0 8,4 2,6-8,2-27,3-39,1-43,3-43,5-45,5-48,7-54, ,

30 CALCOLO DELLA CURVA DI RUGIADA Vittorio Villasmunta Osservando le differenze tra le due temperature, possiamo già trarre alcune deduzioni generali: risulta evidente che vi è un alternanza di strati più secchi e strati più umidi la differenza alle quote più elevate aumenta sempre più (e quindi gli strati più alti della troposfera risultano poco umidi) 30

31 CALCOLO DELLA CURVA DI RUGIADA Vittorio Villasmunta ,2 16 = 2,2 31

32 CALCOLO DELLA CURVA DI RUGIADA 17,0 11 = 6,0 Vittorio Villasmunta Un metodo più veloce consiste nello spostarsi verso sinistra di x isoterme pari alla differenza In questo esempio, partiamo da 17 C e ci spostiamo di 6 gradi verso sinistra. Raggiunta l ultima l isoterma, segneremo il punto relativo alla rugiada. 17 C 32

33 33

34 Inoltre, l isoigrometrica l passante per il punto di rugiada ci fornisce il valore in g del vapore acqueo contenuto in 1 kg di aria secca. 5,9 g/kg 4,5 g/kg 34

35 Calcolo della curva igrometrica 35

36 CALCOLO DELLA CURVA IGROMETRICA Vittorio Villasmunta Si traccia riportando nel riquadro a sinistra opportunamente già diagrammato, il valore di umidità alle varie quote. 36

37 CALCOLO DELLA CURVA IGROMETRICA Il valore dell umidit umidità alle varie quote si ottiene con l ausilio l della tabella sul retro del nomogramma (in basso a sinistra). 37

38 CALCOLO DELLA CURVA IGROMETRICA Vittorio Villasmunta Tale valore si legge nella prima colonna in corrispondenza della differenza tra le due temperature, partendo dalla temperatura dell aria. 38

39 CALCOLO DELLA CURVA IGROMETRICA Esempio: t = 18,2 = 16 Vittorio Villasmunta 39

40 CALCOLO DELLA CURVA IGROMETRICA Esercizio: t = 8,4 = 6 Vittorio Villasmunta 40

41 CALCOLO DELLA CURVA IGROMETRICA Vittorio Villasmunta Il valore dell umidit umidità si riporta nel diagramma in corrispondenza della quota a cui viene ricavata. 41

42 CALCOLO DELLA CURVA IGROMETRICA Vittorio Villasmunta 850: 65% 925: 77% 1000: 47% 1002: 35% 42

43 CALCOLO DELLA CURVA IGROMETRICA Vittorio Villasmunta curva igrometrica 43

44 Riporto del vento 44

45 I dati del vento (espressi in nodi) vanno riportati sul bordo destro del foglio, mediante opportuni simboli, in corrispondenza degli appositi punti-vento già predisposti livello per livello. 45

46 La rosa dei venti 315 Maestrale Vittorio Villasmunta 360 Tramontana 045 Grecale 270 Ponente 090 Levante 225 Libeccio 180 Ostro 135 Scirocco 46

47 direzione di provenienza: : la rappresenteremo con un vettore orientato. NORD punto vento 47

48 velocità: : la rappresenteremo mediante simboli apposti trasversalmente al vettore-direzione punto vento

49 Determinazione del livello di condensazione (base delle nubi) 49

50 L aria in ascesa può mescolarsi oppure no con l aria ambiente. SOLLEVAMENTO DELL ARIA Vittorio Villasmunta CONVETTIVO FORZATO SENZA MESCOLAMENTO CON MESCOLAMENTO SENZA MESCOLAMENTO CON MESCOLAMENTO 50

51 PARZIALE MESCOLAMENTO TOTALE 51

52 MESCOLAMENTO PARZIALE Si considera il rimescolamento dell aria limitato solo ad uno strato di 50 hpa (circa 400 metri) adiacente al suolo. 52

53 Calcolo del livello di condensazione per sollevamento convettivo con mescolamento parziale 53

54 SOLLEVAMENTO CONVETTIVO CON MESCOLAMENTO Vittorio Villasmunta Il livello di condensazione per sollevamento convettivo rappresenta la quota alla quale l aria l diventa satura a causa di un sollevamento termico. 54

55 SOLLEVAMENTO CONVETTIVO CON MESCOLAMENTO Vittorio Villasmunta Per semplificare il calcolo, trascuriamo i valori relativi alla isobara 1002 hpa, anche perché molto prossima alla 1000 hpa. 55

56 SOLLEVAMENTO CONVETTIVO CON MESCOLAMENTO Vittorio Villasmunta 1. Tracciamo col righello due parallele alle superfici isobariche, una relativa al suolo e l altra l 50 hpa più in alto. 50 hpa 56

57 SOLLEVAMENTO CONVETTIVO CON MESCOLAMENTO Vittorio Villasmunta 2. Partendo dal primo punto di rugiada al suolo, tracciamo una parallela alle isoigrometriche fino a incontrare la seconda parallela che abbiamo tracciato. 57

58 SOLLEVAMENTO CONVETTIVO CON MESCOLAMENTO Vittorio Villasmunta 3. Tracciamo un altra parallela alle isoigrometriche che parte dal primo punto in cui la parallela dei 50 hpa incontra la curva di rugiada fino a raggiungere il suolo. 58

59 SOLLEVAMENTO CONVETTIVO CON MESCOLAMENTO Vittorio Villasmunta 4. Otteniamo un parallelogramma tagliato da una trasversale (rappresentata dalla curva di rugiada). 59

60 SOLLEVAMENTO CONVETTIVO CON MESCOLAMENTO Vittorio Villasmunta 5. Dobbiamo tracciare una linea parallela alle isoigrometriche che partendo dal suolo divide due aree equivalenti all interno del parallelogramma, una in basso a destra della curva di rugiada, l altra in alto a sinistra della curva di rugiada. 60

61 SOLLEVAMENTO CONVETTIVO CON MESCOLAMENTO Vittorio Villasmunta 6. Laddove la parallela alle isoigrometriche incontra la curva di stato, si ha il punto di condensazione per sollevamento convettivo. ca. 850 hpa, 1363 mgp 61

62 Calcolo del livello di condensazione convettiva senza mescolamento 62

63 SOLLEVAMENTO CONVETTIVO SENZA MESCOLAMENTO Vittorio Villasmunta Un metodo più sbrigativo, ma approssimativo, consiste nel tracciare la parallela alle isoigrometriche passante per la rugiada al suolo e vedere dove essa interseca la curva di stato. LCSC: ca. 865 hpa 63

64 In maniera ancora più pratica, è possibile ricavarsi il livello di condensazione per sollevamento convettivo moltiplicando la differenza tra le due temperature al suolo per 125: t = 17 C = x 120 = 1320 metri 64

65 Calcolo del livello di condensazione per sollevamento forzato senza mescolamento 65

66 SOLLEVAMENTO FORZATO SENZA MESCOLAMENTO Vittorio Villasmunta Il livello di condensazione per sollevamento forzato si trova nel punto d incontro d dell adiabatica secca che ha origine dalla temperatura al suolo con l isoigrometrica passante per la rugiada al suolo. LCSF: ca. 840 hpa t d t 66

67 Un altro modo per calcolare l altezza l h a cui si avrà condensazione è sintetizzato dalla formuletta: h = 100 (t( 0 t s ) t 0 = temperatura della particella al suolo t s = temperatura raggiunta dalla particella al livello di saturazione t 0 = 17 C t s = 3,5 C h = 100 * (17( 3,5)= = 100 * 13,5 = = 1350 metri 67

68 Calcolo del livello di condensazione per sollevamento forzato con mescolamento 68

69 SOLLEVAMENTO FORZATO CON MESCOLAMENTO Vittorio Villasmunta Al posto dell isoigrometrica passante per la temperatura di rugiada al suolo, si adopera l isoigrometrica media. LCSF: ca. 830 hpa 69

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