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Temperatura
In
fisica, la
temperatura è la
proprietà che
caratterizza lo stato termico di due
sistemi in
relazione alla direzione del flusso di calore
che si instaurerebbe fra di essi. Formalmente, la
temperatura è la
proprietà che
regola il trasferimento di energia termica o
calore, da un
sistema ad un altro. Quando due sistemi si trovano
in
equilibrio termico
e non avviene nessun trasferimento di calore, si
dice che sono alla stessa temperatura. Quando esiste
una differenza di temperatura, il calore tenderà a
muoversi dal sistema che diremo a temperatura più
alta verso il sistema che diremo a temperatura più
bassa, fino al raggiungimento dell'equilibrio
termico. Il trasferimento di calore può
avvenire per
conduzione,
convezione o
irraggiamento.
Indice di Calore (Heat Index)
La sensazione di calore percepita nelle
giornate calde dall’organismo dipende dal sistema principale di
termoregolazione: la sudorazione. Il sudore e' costituito
principalmente da acqua e viene secreto dalle oltre tre milioni di
ghiandole sudoripare sparse sull’epidermide. L’evaporazione del
sudore sottrae calore alla pelle (si dice che l’evaporazione e' un
fenomeno endotermico) e quindi permette di abbassare la temperatura
di tutto l’organismo.
L’umidita' atmosferica interferisce con questo processo, poiche' il
vapore acqueo e' gia' presente in soluzione nell’aria.
L’evaporazione del sudore porterebbe nell’aria circostante altro
vapore acqueo e questo può risultare difficile, in caso di umidita'
elevata, ma anche impossibile. Tipica e' la situazione in cui si
cerca di far asciugare il bucato di notte e lo si ritrova la mattina
dopo piu' bagnato di prima.
Allo stesso modo l’organismo non riesce piu' a ben termoregolarsi
dal momento che il processo della sudorazione viene ostacolato dall’umidita'
atmosferica: l’acqua presente nel sudore non evapora piu' a
sufficienza e la temperatura della pelle non diminuisce piu'
abbastanza. Da qui la sensazione di calore superiore alla
temperatura reale, dovuta sia alla temperatura che all’umidita'
atmosferica, a cui si aggiunge la fastidiosa sensazione del sudore
che ristagna sulla pelle.
L’umidita' di cui parliamo e' l’umidita' relativa dell’ambiente in
percentuale sulla massima quantita' di acqua che si puo'
solubilizzare nell’aria ad una data temperatura. Per cui data una
temperatura e' determinabile la concentrazione massima di acqua
nell’aria, da cui, misurando la quantita' di acqua effettivamente
presente si calcola una percentuale (l’umidita' relativa, appunto);
questa percentuale va quindi a influenzare la nostra percezione
della temperatura e ci fornisce la temperatura effettivamente
percepita dall’organismo, l’indice di calore.
Windchill (temperatura percepita)
Il windchill e' una misura del tasso di calore perso
e non una temperatura reale, infatti esso ci fornisce la temperatura
apparente e non quella reale che e' quella rilevata dal sensore
della temperatura.
L'origine di
questo indice risale a un esperimento condotto in Antartide
nell'inverno del 1941 da Paul Siple e Charles Passel. Questi
ricercatori misurarono il tempo che un panno umido impiegava
per congelare e trovarono che dipendeva dalla velocità del
vento. Ovviamente il discorso per un essere umano è ben più
complesso di un panno umido, in quanto sono diversi i fattori
che influenzano la sensibilità alla temperatura, come ad esempio
l’età, la corporatura, lo stato di salute. Ciononostante, questo
indice può comunque essere impiegato per descrivere quale sia la
reale temperatura avvertita da un organismo umano in relazione
alla temperatura dell'aria e alla velocità del vento.Il vento,
accrescendo l’evaporazione, aumenta, di conseguenza,
l’asportazione di calore corporeo e, in presenza di basse
temperature, crea condizioni di forte disagio da freddo.L'Indice
Wind Chill esprime la capacità di togliere calore al corpo
umano, quindi, è una misura del tasso di calore perso dal
corpo.Per il calcolo di questo indice viene impiegata una
equazione empirica che tiene conto della temperatura dell’aria e
della velocità del vento.
Tale indice è applicabile quando la
velocità del vento è compresa tra 2 e 24 m/s e quando la
temperatura è inferiore a 11°C.
Ad ogni classe
dell’indice corrispondono determinati effetti sull’organismo
umano.
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CLASSI DI WIND CHILL
(°C) |
EFFETTI SULL'ORGANISMO
UMANO |
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WC > +10 |
Nessun particolare disagio |
|
+10
³ WC > - 1 |
Condizioni di lieve disagio |
|
-1 ³
WC > -10 |
Condizioni di disagio |
|
-10
³ WC > –18 |
Molto
freddo |
|
18
³ WC > –29 |
Possibile congelamento in seguito ad esposizione
prolungata |
|
-29
³ WC > -50 |
Congelamento in seguito ad esposizione
prolungata |
|
WC £
-50 |
Rapido congelamento per esposizioni
superiori a 30 secondi |
Pressione atmosferica relativa
La pressione atmosferica relativa, che indica la
pressione equivalente al livello del mare, non e' una grandezza
rilevata direttamente dalla stazione meteo, ma e' calcolata tenendo
conto dell'altitudine della localita' in cui è situata la stazione
stessa e della pressione atmosferica assoluta rilevata in tale
luogo.
Per rapportare al livello del mare il valore della pressione di una
determinata localita', si può sommare al valore della pressione
assoluta rilevata direttamente dalla stazione meteo, il valore che
si ottiene dal rapporto fra l'altitudine alla quale è posta la
stazione stessa ed un coefficiente – di valore assoluto pari a 8,4 –
ottenuto dalla considerazione che, nei primi 1000/2000 metri, ad un
incremento dell'altitudine di circa 8,4 m corrisponde un decremento
della pressione atmosferica pari a circa 1 hpa. Per semplificare le
cose si puo' fare ricorso ad opportuni correttori di pressione
reperibili in rete, tra i quali si segnala quello fornito dal
National Weather Service Forecast Office, riportato nel successivo
link.
Umidita' relativa
Ad una certa temperatura una data massa d’aria non può
contenere piu' di una determinata quantita' di vapore. Tale
quantita' e' detta di saturazione, poiche' un ulteriore apporto di
vapore determinerebbe la condensazione di quello eccedente, sotto
forma di goccioline visibili come la nebbia o le nubi.
L’umidita' relativa non e' altro che il rapporto tra la quantita'
effettiva di vapore e la quantita' che quella massa d’aria potrebbe
contenere allo stato di saturazione nelle stesse condizioni di
temperatura e pressione. Per esempio, con una temperatura di 20°C la
massima quantita' di vapore acqueo per chilogrammo e' di 13,6
grammi; se il contenuto fosse realmente tale, si avrebbe un’umidita'
relativa del 100 %; se invece il contenuto fosse di 6,8 grammi (cioe'
la meta'), l’umidita' relativa risulterebbe del 50%.
In questo processo la temperatura dell'aria gioca un ruolo
importante, infatti l’aria calda può contenere piu' vapore dell’aria
fredda e a parita' di immissione di vapore, la saturazione avviene
piu' rapidamente in presenza di aria a temperatura piu' bassa.
Dew Point (punto di rugiada)
L'umidita' relativa consente la conoscenza di quanto
sia prossima la saturazione, ma non serve a fornire direttamente
l'effettiva quantita' di vapore acqueo presente nell'atmosfera.
In meteorologia, invece, e' molto utile conoscere l'effettiva
quantita' di vapor acqueo, per prevedere piu' accuratamente l'arrivo
di una perturbazione o la formazione delle nubi. La temperatura del
punto di rugiada fornisce questa informazione in modo diretto.
Il punto di rugiada è espresso in ° C e, pur essendo
dimensionalmente una temperatura, non influisce sulla effettiva
temperatura dell'aria che normalmente e' piu' alta del punto di
rugiada.
Per definizione diciamo quindi che il punto di rugiada e' il valore
di temperatura (in °C) a cui l'aria dovrebbe essere raffreddata (a
pressione costante) per raggiungere il 100% di umidita' relativa,
ovvero, per saturarla di vapore. Lo scarto tra i valori di
temperatura e il punto di rugiada indica il tasso d'umidita'
relativa dell'aria.
850 hp, 500 hp (o hPa):
Indicazione che si trova nelle carte metorologiche, che
si riferisce alla pressione atmosferica (che e' direttamente
correlata con l'altitudine), misurata in hectopascal, e serve ad
indicare a quale altitudine si riferisce la situazione mostrata
nella mappa stessa. Indicativamente, 850 hPa corrispondono a circa
1400 metri s.l.m., 500 hPa a circa 5400 metri s.l.m..
Un hectopascal (hPa) equivale a 100 pascal (Pa) e corrisponde a 1
millibar (mb o mbar); 1 Pa corrisponde a 10E-5 atmosfere.
013hPa=Livello del mare
900hPa=990m
850hPa=1460m
800hPa=1950m
700hPa=3000m
600hPa=4200m
500hPa=5500m
400hPa=7200m
300hPa=9200m
250hPa=10400m (livello medio della tropopausa)
200hPa=12000m
Geopotenziale alla quota di 500 hPa
Il geopotenziale di una quota
"x" è l'altitudine alla quale questa quota "x" si trova. O meglio,
si intende la quota alla quale la pressione atmosferica raggiunge
questo valore. Ad esempio, in media, l'altitudine della superficie
di 500hPa è di 5500m. Ma ci teniamo a precisarlo, è soltanto una
media! Infatti, quest'altitudine può variare al variare della
pressione atmosferica al livello del mare. |
