METEOROLOGIA METEOROLOGIA GENERALEGENERALE

La Pressione La Pressione La Pressione La Pressione

A cura del Prof. G. ColellaA cura del Prof. G. Colella 2004

Indice argomentiIndice argomentiIndice argomentiIndice argomenti

Concetto di pressioneVariazioni di pressioneCarte a livello

costanteConfigurazioni baricheGradiente baricoCarte a pressione

costanteGradiente topografico

ObiettivoObiettivoObiettivoObiettivo

Conoscere il concetto di Conoscere il concetto di pressione e saper valutare le pressione e saper valutare le

differenze di pressione. differenze di pressione. Conoscere e saper analizzare Conoscere e saper analizzare

le carte meteorologiche le carte meteorologiche fondamentalifondamentali

Concetto di PressioneConcetto di PressioneConcetto di PressioneConcetto di Pressione

Per pressione atmosferica si intende la forza, riferita

all’unità di superficie, che l’aria esercita in ogni punto dello spazio atmosferico e sulla superficie terrestre.

Concetto di PressioneConcetto di PressioneConcetto di PressioneConcetto di Pressione

La pressione, ad ogni quota, è equivalente al peso della colonna d’aria di sezione unitaria, avente uno spessore che si estende da quella quota fino al limite estremo dell’atmosfera.

Torricelli dimostrò che l’atmosfera, mediamente, esercita una pressione pari al peso di una colonnina di mercurio di altezza h=760 mm .

Esperienza di TorricelliEsperienza di Torricelli

76 cm

S

Vuoto torricelliano

P = F/S = P/S = m g/S

Peso Colonna D’aria

=

Peso colonnina di mercurio

Concetto di PressioneConcetto di PressioneConcetto di PressioneConcetto di Pressione

Partendo dal concetto di pressione p= F/Sp = mg/s= vg/s =

p = shg/s = gh = densità dell’ariag = accelerazione di gravitàh = altezza della

colonna d’aria atmosferica s

h

UNITA’ DI MISURA (p=F/S)UNITA’ DI MISURA (p=F/S)

Pressione = Peso colonna Hg/S = 1013250 dine/cm2

p = gh

CONDIZIONI STANDARD: T = 0°C; Latitudine 45° Livello del mare p = 13.6 x 980 x 76 = 1013250 dine/cm2

= 13.6 gr/cm3g = 980 cm/sec2 sech = 760 mmHg

UNITA’ DI MISURA (p=F/S)UNITA’ DI MISURA (p=F/S)

1Bar = 106 dine/cm2 = 105 Pa

1mb = 1hPa = 1000 dine /cm2 p =1013250 dine /cm2 =

1013.25mb = 1013.25hPaIl peso della colonna d’aria corrisponde

al peso di una colonna d’acqua alta 10 m.

760 mmHg = 1013.25 mb = 1013.25 hPa

DENSITA’ ATMOSFERICA DENSITA’ ATMOSFERICA

Diminuisce con la quota esponenzialmente

50% atmosfera compresa nei primi 5,5 km

99,7% atmosfera compresa nei primi 40 km

Il limite superiore dell’atmosfera non è definibile

Pressione e quotaPressione e quota

l’aria è un fluido comprimibilegli strati più bassi sono più compressi e più densi

gli strati superiori sono meno compressi e meno densi

all’aumentare della quota di riferimento per variare la pressione di 1 hPa si devono considerare variazioni di quota sempre più ampie.

Variazioni di quota corrispondenti ad una variazione di pressione di 1 hPa1 hPa

(t = costante = 0°C)

8 metri al livello

del mare

16 metri a 5500 m

32 m a 11000 m

64 m a 16500 m

SUPERFICI ISOBARICHE STANDARDe temperature corrispondenti

SUPERFICI ISOBARICHE STANDARDe temperature corrispondenti

VARIAZIONI DI PRESSIONE AL SUOLOVARIAZIONI DI PRESSIONE AL SUOLO

Variazioni regolari

Stagionali Giornaliere

Variazioni irregolari Dinamiche TermicheTermiche

Variazioni di pressione al suolo REGOLARIREGOLARI

Variazioni di pressione al suolo REGOLARIREGOLARI

Stagionali

Estate: massimo su oceani, minimo su continenti.

Inverno: opposto.

GiornaliereGiornaliere

meno di 1 hPa nelle zone temperate,

qualche hPa ai Tropici

due massimi e due minimi nelle 24 ore (massimi alle 10 e 22 locali minimi alle 16 e 4 locali)

Variazioni di pressione al suolo IRREGOLARIREGOLARI

Variazioni di pressione al suolo IRREGOLARIREGOLARI

Dinamiche

compressioni e rarefazioni

dell’aria legate a

circolazione generale

atmosfera

Termiche

Variazioni anche notevoli legate all’andamento

del tempo

(passaggio di una

perturbazione)

Variazioni di pressione al suolo IRREGOLARIREGOLARI

Variazioni di pressione al suolo IRREGOLARIREGOLARI

Avvezione calda Avvezione fredda Convergenza/divergenza Passaggio di una

perturbazione

Avvezione caldaAvvezione caldaAvvezione caldaAvvezione calda

Aria fredda

Avvezione caldaAvvezione caldaAvvezione caldaAvvezione calda

ARIA ARIA CALDACALDA

Avvezione caldaAvvezione caldaAvvezione caldaAvvezione calda

Avvezione caldaAvvezione caldaAvvezione caldaAvvezione calda

Aria calda sostituisce aria fredda

AC < < AF

p = gh

La La pressione pressione diminuiscediminuisce

p = gh

La La pressione pressione diminuiscediminuisce

Avvezione freddaAvvezione freddaAvvezione freddaAvvezione fredda

Aria calda

Avvezione freddaAvvezione freddaAvvezione freddaAvvezione fredda

Aria fredda

Avvezione freddaAvvezione freddaAvvezione freddaAvvezione fredda

Avvezione freddaAvvezione freddaAvvezione freddaAvvezione fredda

Aria fredda sostituisce aria calda

AC < < AF

p = gh

La La pressione pressione aumentaaumenta

p = gh

La La pressione pressione aumentaaumenta

Avvezione calda/freddaAvvezione calda/freddaAvvezione calda/freddaAvvezione calda/fredda

Avv. Fredda

Avv. Calda

Convergenza/divergenzaConvergenza/divergenza

La quantità di aria che entra nella colonna è diversa da quella che

esce

Convergenza/divergenzaConvergenza/divergenza

In una colonna d’aria…

Convergenza/divergenzaConvergenza/divergenza

…si crea un flusso convergente che fa affluire aria all’interno della colonna…

Convergenza/divergenzaConvergenza/divergenza

… l’aria comincia a salire …

Convergenza/divergenzaConvergenza/divergenza

… genera un moto

ascensionale …

Convergenza/divergenzaConvergenza/divergenza

… e crea …

Convergenza/divergenzaConvergenza/divergenza

… divergenza in quota.

Convergenza/divergenzaConvergenza/divergenza

Se la quantità di aria che entra nella colonna è diversa da quella che esce la pressione varia.

Convergenza/divergenzaConvergenza/divergenza

Se la convergenza è

Maggiore

della divergenza

PP aumentaaumenta

e viceversa.e viceversa.

MOTI DELL’ARIA MOTI DELL’ARIA MOTI DELL’ARIA MOTI DELL’ARIA

Convergenza

Divergenza

PerturbazionePerturbazionePerturbazionePerturbazione

Fronte caldo

PerturbazionePerturbazione

Variazione di pressione al passaggio di una perturbazione

Variazione di pressione al passaggio di una perturbazione

Punto 1Punto 2Punto 3Punto 4Punto 5 Aria Calda Aria

fredda

Variazione di pressione al passaggio di una perturbazione

Variazione di pressione al passaggio di una perturbazione

Punto 1Punto 2Punto 3Punto 4Punto 5

Variazione di pressione al passaggio di una perturbazione

Variazione di pressione al passaggio di una perturbazione

Punto 1Punto 2Punto 3Punto 4Punto 5

Variazione di pressione al passaggio di una perturbazione

Variazione di pressione al passaggio di una perturbazione

Punto 1Punto 2Punto 3Punto 4Punto 5

Variazione di pressione al passaggio di una perturbazione

Variazione di pressione al passaggio di una perturbazione

Punto 1Punto 2Punto 3Punto 4Punto 5

CARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTE

Riportare su carta geografica:pressione ridotta al livello del mare alle singole stazioni

Tracciare le isobareo Unire le stazioni con uguale pressione MSL

o Tracciare le isobare ad intervalli di 4 hPa

o Interpolare i dati disponibili se necessario

Evidenziare le zone dove la pressione:o aumenta progressivamente (zona di alta pressione -

anticicloni)

o diminuisce progressivamente (zona di bassa pressione - cicloni)

ANALISI AL SUOLO (carta a livello costante)

CARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTE

Zona di ALTA pressione

101210161020

CARTA a LIVELLO CARTA a LIVELLO COSTANTECOSTANTE

Zona di alta pressione o Anticiclonica

ISOBARA

Isobara: linea di ugual pressione registrata alla stessa quota e allo stesso istante

CARTA a LIVELLO CARTA a LIVELLO COSTANTECOSTANTE

Zona di BASSA pressione

CARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTE

100810041000

Zona di BASSA pressione o

CICLONICA

IsobareH (A) anticicloneL (B) cicloneFronte caldoFronte freddoFronte occlusoVenti (direzione, intensità)

(legge di Buis-Ballot)

CARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTE

Elementi Elementi deducibilideducibili

AA

BB

Legge di BUIS-BALLOTLegge di BUIS-BALLOT

Nell’emisfero NORD, un’osservatore che si pone con le spalle al

vento, alzando il braccio destro indicherà la zona

di alta pressione, mentre, alzando il braccio sinistro indicherà la zona di bassa

pressione

Legge di BUIS-BALLOTLegge di BUIS-BALLOT

CARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTECARTA a LIVELLO COSTANTE

F. Freddo

F. CaldoF. Occluso

CONFIGURAZIONI BARICHECONFIGURAZIONI BARICHE

• Anticiclone (H-A): zona di alta pressione caratterizzata da isobare generalmente chiuse e con valori di pressione decrescenti dal centro alla periferia.

• Ciclone (L-B): zona di bassa pressione caratterizzata da isobare generalmente chiuse e con valori di pressione crescenti dal centro alla periferia.

• Promontorio: zona di alta pressione a forma di U o V che si incunea tra due zone cicloniche.

• Saccatura: zona di bassa pressione generalmente a forma di V che si protende tra due zone anticicloniche

Indicati con la lettera HH oppure AA sulle carte meteo

Valore medio al centro 1024 hPaSi raggiungono anche valori oltre i

1050 hPaDivergenzaDivergenza al suoloConvergenzaConvergenza in quota

ANTICICLONIANTICICLONI

Aria in quota viene richiamata al suolo (subsidenza)

Aria in movimento dal centro verso l’esterno (divergenza) assumendo rotazione oraria

La discesa d’aria si oppone alla formazione di nubi

ANTICICLONIANTICICLONI

Indicati con la lettera L oppure B sulle carte meteo

Valore centrale raramente sotto 980 hPa

Convergenza al suolo

Divergenza in quota

CICLONICICLONI

Aria richiamata, al suolo, all’esterno verso il centro (Convergenza) entra assumendo rotazione antioraria

Nel centro sale portandosi in quota (Convezione)

La salita fa raffreddare l’aria favorendo così la formazione di nubi

CICLONICICLONI

ANTICICLONI/CICLONIANTICICLONI/CICLONI

PROVIAMO a riconoscere …..

GRADIENTE BARICOGRADIENTE BARICO

Per gradiente barico orizzontale s’intende la variazione di

pressione per unità di distanza orizzontale.

Grad pGrad pxx= - dp/dx= - dp/dx (hPa/111 Km)

Maggiore è il Grad px, maggiore è la forza di gradiente, maggiore sarà l’intensità del vento.

GRADIENTE BARICO ORIZZONTALE

Grad p = - Grad p = - dp/dxdp/dx

PP2 2 – P– P11

dd

1020 - 10121020 - 1012

dd

Direzione del vento

P2 PP11

dd

CARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTE

Riportare su una carta geografica:Altezze geopotenziali alle quali si trova la superficie

isobarica

Tracciare le isoipseo Unire le stazioni con uguale altezza geopotenziale

o Tracciare le isoipse ad intervalli di 60 metri

o Interpolare i dati disponibili se necessario

Evidenziare le zone dove la quota geopotenziale:o aumenta progressivamente (zona di alta pressione )

o diminuisce progressivamente (zona di bassa pressione)

CARTA a PRESSIONE COSTANTE

Su una superficie isobarica: tutti i punti hanno uguale pressione ma quote diverse Isoipse :Isoipse : uniscono punti con stessa quota (intervalli di 60

metri)

La distanza tra due superficie isobariche: (Z = K T)

dipende dalla temperatura media T dell’aria compresa tra le superfici

(alta temperatura , aria si dilata, distanza alta) (bassa temperatura, aria si comprime, distanza diminuisce)

Superfici isobariche standard (uso aeronautico):

850 -700 -500 - 400-300 -200 hPa

Massime o minime altezza della superficie isobarica corrispondono max o min pressioni in quota

Su una superficie isobarica: tutti i punti hanno uguale pressione ma quote diverse Isoipse :Isoipse : uniscono punti con stessa quota (intervalli di 60

metri)

La distanza tra due superficie isobariche: (Z = K T)

dipende dalla temperatura media T dell’aria compresa tra le superfici

(alta temperatura , aria si dilata, distanza alta) (bassa temperatura, aria si comprime, distanza diminuisce)

Superfici isobariche standard (uso aeronautico):

850 -700 -500 - 400-300 -200 hPa

Massime o minime altezza della superficie isobarica corrispondono max o min pressioni in quota

CARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTE

CARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTE

Isoipse

FSFS

500 500 hPahPa

H

L

Gradiente topograficoGradiente topografico

∆∆Z /∆XZ /∆X∆∆ZZ Variazione dell’altezza Variazione dell’altezza geopotenziale geopotenziale della della superficie isobarica.superficie isobarica.

∆∆X X Distanza orizzontale sulla quale Distanza orizzontale sulla quale si si verifica la variazione di verifica la variazione di altezza.altezza.

Gradiente topograficoGradiente topografico

∆∆Z /∆X = tgZ /∆X = tgααPendenza superficie isobaricaPendenza superficie isobarica

Z1Z2

∆∆XX

∆∆ZZ

X1

X2

∆∆Z Z = Z= Z2 2 - Z- Z11

∆∆X X = X= X22 - X - X11

αα

Vento proporzionale al gradiente topografico

CARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTECARTA a PRESSIONE COSTANTE

Z1

FSFS

500 500 hPahPa

H

L

Z2

∆∆XX

G. Colella V Edizione, Meteorologia Aeronautica

IBN Editore, 2009, Cap 1.

BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA