Post on 16-Feb-2019
Università IUAV Corso di Fisica Tecnica Ambientale – prof. Fabio Peron
Il clima
Fabio PeronUniversità IUAV - Venezia
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Clima e progetto
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.
analisi del clima
condizioni di comfort
conoscenze tecniche
architettura
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Tempo atmosferico e clima
L’insieme delle condizioni meteorologiche che si verificano in una regione su lungo periodo è detto CLIMA. Esso descrive il “tempo medio” di unaspecifica parte del mondo nei differentimomenti dell’anno.
Ogni regione terrestre al passare deltempo è caratterizzata da specifichecondizioni meteorologiche.
Il tempo atmosferico è una combinazione locale e momentanea dei fattori meteorologici.
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L’Atmosfera il luogo della meteorologia
• Thermosfera
• Mesosfera
• Stratosfera
• Troposfera
L’atmosfera terrestre è composta da 4 strati principali:
Il tempo meteorologicosi sviluppa nello stratopiù vicino allasuperficie terrestrechiamato Troposfera
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L’Atmosfera il luogo della meteorologia
• Thermosfera
• Mesosfera
• Stratosfera
• Troposfera
L’atmosfera terrestre è composta da 4 strati principali:
Il tempo meteorologicosi sviluppa nello stratopiù vicino allasuperficie terrestrechiamato Troposfera
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La macchina del clima
Solar Radiation
Earth Radiation
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Clima e Atmosfera
Senza atmosfera la Terra irradierebbe più energiaverso lo spazio
La presenza dell’atmosferalimita le dispersioni di energia
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Clima e Atmosfera
Bilancio di energia dettagliato della Terra
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Quattro fattori astronomici principali determinano quanta radiazione viene
ricevuta dalla Terra in un specifico punto della sua superficie in un certo
momento dell’anno:
• Sfericità
• Inclinazione dell’asse di rotazione
• Orbita ellittica di rivoluzione
intorno al Sole
• Rotazione diurna
Clima, Radiazione solare e Terra
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La radiazione alle diverse latitudini
A causa della sfericità della superficieterrestre la stessa potenza incidente sidistribuisce su aree diverse. L’intensità èmaggiore intorno all’equatore e minoreintorno ai poli.
La stessa energia si distribuiscesu aree diverse
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• L’intensità della radiazione, definita come energia per unità di superficie governa icambiamenti stagionali nella temperatura
• Una unità di misura comune per l’intensità della radiazione è il W/m2. L’intensità dellaradiazione che incide al limite dell’atmosfera (Costante Solare) è intorno a 1380 Wm-2.
• Quando i raggi solari incidono su di una superficie con un angolo diverso dallaperpendicolarità si disperdono su una superficie più grande, con una conseguente minoreintensità.
Clima, Radiazione solare e Terra
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Durante l’anno la Terra purmantenendo fissa l’inclinazionedel suo asse si rivolge al Sole in modo diverso.
I momenti estremi di questociclo sono i solistizi (inverno e estate), mentre quelli medi sonogli equinozi (primavera e autunno).
Clima e moti della Terra
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Clima e moti della Terra
• L’asse terreste è inclinato di 23.5° sul piano dell’ecclittica e la rivoluzioneattorno 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.Università IUAV Corso di Fisica Tecnica Ambientale – prof. Fabio PeronFonte: Geoscience animation
Clima e moti della Terra
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Clima e moti della Terra
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Climate and Earth motion
Durante l’estate a nord del circolo polare artico si hanno 24ore di luce, con la stana esperienza del Sole di Mezzanotte.
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Climate and Earth motion
Il percorso apparente del sole nel cielo come si osserva a differenti latitudine durantegli equinozi e i solistizi.
Il Sole intorno a mezzogiorno raggiung la massima altezza. Nell’emisfero nordo in estate il sole è più alto sull’orizzonte rispetto all’inverno..
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Clima e moti della Terra
A causa dell’ellitticità dell’orbita terrestre, la Terra è più lontana dalSole di 5 millioni di kilometri durante l’estate. Questo ci fa vedere comele variazioni stagionali non siano controllate dalla vicinanza al Sole.
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Variazioni stagionali
Stagione e lunghezzadel giorno
In Estate i giorni sonopiù caldi perchè il Sole è più alto nel cielo e perchè c’è un numerodi ore maggiore di luce.
In inverno i giorni sonopiù freddi perchè ilsole è più basso nelcielo e ci sono menoore di luce.
Units are in Langleys per day (1 Langley=1 cal/cm2)
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Variazioni stagionali
20 marzo
Equinozio vernale
21 giugno
Solistizio Estivo
22 Settembre
Equinozio Autunnale Dec 21 Dicembre
Solstizio Invernale
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Variazioni stagionali
Temperature medie invernali
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Variazioni stagionali
Temperature medie estive
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La radiazione alle diverse latitudini
Annual direct normal irradiance of the year 2002
Annual global irradiation on surfaces tilted south with latitude angle in kWh/m2/year.
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La radiazione alle diverse latitudini
Le diverse aree della superficie terrestre ricevono annualmente diverse quantità di insolazione. Le fasce equatoriali e tropicali hanno un surplus di energia.
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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 siraffredda adiabaticamente e genera AREE DI BASSA PRESSIONE (indicate con L o B)
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Circolazione dei venti tra alta e bassa pressione
Convergenza Ciclonica Divergenza Anticiclonica
Movimenti dell’aria: alta e bassa pressione
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La ridistribuzione dell’energia: circolazione generale
Correnti oceaniche e venti prevalenti ridistribuiscono l’energia tra parti diversi della superficie terrestre.
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La ridistribuzione dell’energia:circolazione generale
Correnti oceaniche e venti prevalenti ridistribuiscono l’energia tra parti diversi della superficie terrestre.
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Climate and climatic parameters
The climate in a site is defined by the long-term behaviours (20-30 years) of the atmospheric physical conditions.
Climate is pointed out by the statistical analisys of the measuredatmospheric 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 rainprecipitations.
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Grandezze climatiche guida: temperatura e precipitazioni
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Classificazione climatica di Koppen
Caldo umdo, Caldo secco, Temperato, Microtermico, Polare
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Classificazione climatica di Koppen
Caldo umdo, Caldo secco, Temperato, Microtermico, Polare
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Classificazione dei climi di Koppen
BREVE CLASSIFICAZIONE DEI CLIMI SECONDO KOPPEN
A[CALDO UMIDO]
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
B[ARIDO]
caratterizzati dal fatto che l’evaporazione supera la precipitazione
C[TEMPERATO]
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
D[FREDDO]
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.
E[POLARE]
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.
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I climi d’Italia
• Alpi: clima d'alta montagna conestate umida
• Appennini: temperato fresco sub-oceanico umido
• Bacino padano e fascia costiera adriatica settentrionale: temperato subcontinentale
• Costa ligure e tirrenica: temperatocaldo con inverno umido ed estatesecca
• Costa adriatica del sud e ionica:temperato caldo localmente aridocon inverno umido e lunga estatesecca
• Sicilia e Sardegna: da temperatocaldo con estate secca ad arido conlunga estate secca.
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I climi d’Italia
Temperatura media annua Università IUAV Corso di Fisica Tecnica Ambientale – prof. Fabio Peron
I climi d’Italia
Precipitazioni medie annue
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Il riscaldamento globale
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Riscaldamento globale e
precipitazioni
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Global warming a topic of the times
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Climi italiani
Alluvioni sempre più frequenti