TemperaturaLa temperatura è una grandezza fisica non additiva non può essere misurata direttamente.

La sua misura si basa sulla possibilità di stabilire delle relazioni tra essa e altre grandezzefisiche misurabili direttamente (es.: variazione delle dimensioni lineari o del volume, dellaconducibilità elettrica, della pressione in un gas, ecc.)

Il primo termometro fu inventato da Galileo nel 1593. Esso consisteva in un termometro amercurio (che fa parte dei cosiddetti termometri a dilatazione di liquido). Il modello più

li i i b lb il li id i ll b disemplice consiste in un bulbo, contenente il liquido termometrico, collegato a un tubo diespansione di piccola sezione, esternamente al quale è riportata la scala di misura. Unavariazione di temperatura determina la variazione di volume sia del liquido che del bulbo, ela differenza di volume risultante provoca lo spostamento della colonnina di liquido nella differenza di volume risultante provoca lo spostamento della colonnina di liquido neltubo. In tali modelli, la sensibilità è inversamente proporzionale alla sezione del tubo,mentre la prontezza diminuisce all’aumentare del volume del bulbo. Nelle misure l’alcol èuno dei liquidi in cui il coefficiente di dilatazione termica è maggiore, ma gli viene preferitoil i d ll’ l l ili àil mercurio a causa dell’alta volatilità.

Nel termometro campione, che utilizza gas perfetto, invece, la temperatura dipende dalladifferenza di pressione interna ed esterna.

Termometri a minima e massimal i i i l iù b ifi i i i d di d iIl termometro a minima serve per misurare la più bassa temperatura verificatasi in un periodo di tempo determinato(generalmente, un giorno). Il liquido termometrico prevalentemente usato è l’alcool etilico o metilico, nel quale è immerso unminuscolo indice. Il bulbo ha generalmente un’ampia superficie (a forma di occhiello o di forcella). L’indice è costituito daun’asticciola mobile di materiale leggero e colorato, con gli estremi arrotondati; l’arrotondamento dell’estremo dell’indiceche viene a contatto col menisco (concavo) del liquido ha spesso una forma molto simile al menisco stesso Il termometro siche viene a contatto col menisco (concavo) del liquido ha spesso una forma molto simile al menisco stesso. Il termometro siprepara per l’osservazione inclinandolo lentamente col bulbo in alto, in modo che l’indice, scorrendo nel capillare, venga acontatto col menisco del liquido, e disponendolo infine in posizione pressoché orizzontale. Se la temperatura diminuisce, illiquido si contrae e il menisco si ritira e si avvicina al bulbo, trascinando l’indice colorato. Quando la temperatura aumenta, illiquido termometrico si dilata, fluisce nel capillare scorrendo attorno all’indice, che rimane, quindi, fermo nella posizioneq , p , , q , praggiunta. L’indice rimane fermo, pertanto, nella posizione corrispondente alla minima temperatura verificatasi durantel’intervallo di tempo stabilito. L’indice fornisce l’indicazione di tale valore minimo col suo estremo lontano dal bulbo (o piùvicino al menisco).

Il termometro a massima determina la più alta temperatura verificatasi in un certo periodo di tempo (in genere, un giorno). NelIl termometro a massima determina la più alta temperatura verificatasi in un certo periodo di tempo (in genere, un giorno). Nelbulbo del termometro a massima più in uso, al di sopra del bulbo, il capillare ha una notevole strozzatura, per cui, quando latemperatura aumenta, il mercurio del bulbo, dilatandosi, riesce a fluire attraverso la strozzatura spingendosi nel capillare;quando la temperatura diminuisce, il mercurio non riesce ad attraversare la strozzatura per ritornare nel bulbo, e la colonninasi spezza in corrispondenza della strozzatura. Il valore della temperatura massima viene rilevato in corrispondenza dellasommità del menisco del mercurio. Eseguita la lettura, bisogna preparare lo strumento per la successiva osservazione,ricongiungendo la colonnina col mercurio del bulbo. L’errore dovuto alla contrazione del mercurio nel capillare per lasuccessiva diminuzione di temperatura è in genere trascurabile (≅0.1 °C).

I termometri a massima e minima sono posizionati in coppia nella capannina meteorologica, su apposito supporto (o sullop pp p g , pp pp (psicrometro), e vanno tenuti in posizione orizzontale, per evitare che la colonnina staccata possa spostarsi per gravità lungo ilcapillare.

Termometri a dilatazione metallicaTermometri a dilatazione metallica: sono sempre dispositivi bimetallici,che sfruttano cioè la dilatazione relativa di due materiali con coefficientidi dilatazione molto diversi. Tra le sostanze più usate, in ordine did t i ll i i tt i h l i h ldecrescente, vi sono: alluminio, ottone, rame, nichel, nichel-cromo,acciaio, quarzo. Le combinazioni usate più frequentemente sono:alluminio-invar (lega di ferro e nichel), ottone-invar. Se il sistema vieneportato a una temperatura diversa da quella di riferimento, le due laminep p q ,si allungheranno in modo diverso. Dato che non è possibile loscorrimento, e visto che non esistono direzioni privilegiate disollecitazione, il dispositivo non può far altro che incurvarsi secondo unarco di cerchio; questo avviene anche se una delle estremità è vincolata alarco di cerchio; questo avviene anche se una delle estremità è vincolata altelaio dello strumento. Nel termometro bimetallico lineare, invece,un’asta di metallo ad alto coefficiente di dilatazione è contenuto in unaguida di materiale poco sensibile alle variazioni termiche. Quando lag p Qtemperatura cambia, rispetto al riferimento scelto come zero, l’asta variala propria lunghezza rispetto a quella della guida, e comanda così ilmeccanismo di trasmissione collegato all’indice.

Termometria a resistenzai i è b ll i i l d ll i di i li d iLa termometria a resistenza è basata sulla variazione con la temperatura della resistenza di materiali conduttori e

semiconduttori, coi quali si realizzano due tipi di trasduttori passivi di temperatura, le termoresistenze e i termistori, conproprietà termiche assai diverse, e che trovano largo impiego nella misura della temperatura in molti campi.

Le termoresistenze sono costituite da sottili fili di materiale conduttore avvolti su opportuni sostegni isolanti, di formacilindrica o piatta oppure da tracce resistive fotoincise su un supporto isolante, o, infine, nei sensori di fabbricazione piùrecente, da componenti realizzati allo stato solido per diffusione su chip di silicio. Le dimensioni e le caratteristiche fisico-meccaniche variano in funzione dell’intervallo di temperatura e del tipo di ambiente in cui esse vengono collocate per lamisura. La variazione della resistenza di un conduttore con la temperatura dipende notevolmente dalla variazione della

i ti ità A h t di d è li i id i t lli li it ti di t t l’ d t d llresistività. Anche se questa dipendenza non è lineare, se si considerano intervalli limitati di temperatura, l’andamento dellaR(T) può essere considerato pressoché lineare. I metalli usati per le termoresistenze devono soddisfare alcuni requisiti:sensibilità elevata, stabilità nel tempo di tutte le caratteristiche fisico-chimiche, funzione di taratura il più possibile lineare.Tenendo conto di queste esigenze, i metalli più impiegati sono il platino, il nichel e il rame, ma soprattutto il primo. Lamisura della temperatura viene eseguita tramite quella della resistenza utilizzando un ponte di Wheatstone.misura della temperatura viene eseguita tramite quella della resistenza utilizzando un ponte di Wheatstone.

I sensori termici a semiconduttore più diffusi sono i termistori; questi componenti sono ottenutiindurendo a caldo miscele di ossidi di metalli come cobalto, ferro, manganese, nichel, rame,tungsteno ecc., in modo da ottenere bastoncini, dischetti o altre forme della dimensione di pochimillimetri Il coefficiente di temperatura dei termistori è negativo e superiore di almeno unmillimetri. Il coefficiente di temperatura dei termistori è negativo e superiore di almeno unordine di grandezza a quello dei metalli, per cui i termistori costituiscono dei trasduttori termicipiù sensibili delle termoresistenze. Tuttavia, a causa della caratteristica resistenza-temperatura ditipo esponenziale, la loro sensibilità varia rapidamente con la temperatura, e ciò costringe alimitarne l’impiego a bande molto ristrette di temperatura, come nel campo medico-biologico enel controllo della temperatura ambientale. Normalmente, il campo in cui è compresal’applicazione di tutti questi sensori va da -100 a +300 °C; inoltre, le loro caratteristichechimico-fisiche tendono a variare a seguito del riscaldamento, abbassando la precisione dellemisure.

Il barometro a mercurioIl barometro a mercurio è costituito essenzialmente da una vaschetta riempita di mercurio, entrocui è immerso un tubo di vetro, chiuso nella parte superiore e parzialmente riempito di mercurio(nella parte rimanente c’è il vuoto). Il funzionamento può essere così riassunto: mentre lasuperficie del mercurio nella vaschetta è sottoposta alla pressione atmosferica, la superficie delmercurio contenuto nel tubo è soggetta soltanto alla minima pressione determinata dai vapori di

i h i f ll’i t d l t b d i i i l t ’è il t t i i òmercurio che si formano all’interno del tubo, dove inizialmente c’è il vuoto vuoto, per cui si puòdire che la pressione atmosferica è equilibrata soltanto dal peso della colonna del mercurio.L’altezza di quest’ultima varia dunque al variare della pressione atmosferica, e una scalaopportunamente graduata consente di misurare l’entità di queste oscillazioni. Dato, però, che ilmercurio si dilata e si contrae in funzione della temperatura occorre ridurre l’altezza dellamercurio si dilata e si contrae in funzione della temperatura, occorre ridurre l altezza dellacolonna di mercurio, quale appare dalla scala graduata del barometro, al valore che essa avrebbese la temperatura fosse pari a 0 °C. Oltre a questa correzione, occorre tener conto anche dellavariazione del peso della colonna di mercurio necessario per equilibrare la pressione atmosferica,e cioè, in definiva, dell’altitudine e della latitudine. Si è convenuto di scegliere come valorenormale della gravità quello relativo alla latitudine di 45° ed al livello del mare. Uno deibarometri a mercurio storicamente più famosi è il barometro Fortin. Il pozzetto ha una sezioneorizzontale piuttosto piccola, e la sua capacità può essere variata, entro limiti abbastanza grandi,agendo su una vite che muove il fondo di cuoio. Come in tutti i barometri a mercurio, il pozzetto

è hi ti è l t it di t t tt d t i i di llnon è a chiusura ermetica, ma è generalmente munito di apertura, protetta da una striscia di pelledi camoscio, la quale lascia filtrare l’aria: la pressione che si esercita sulla superficie libera delmercurio del pozzetto è quindi proprio quella atmosferica, che viene equilibrata dal mercuriocontenuto nella canna. Per dedurre il valore della pressione con questo barometro, sono necessariedue operazioni: l’affioramento e la lettura dell’altezza della colonna barometrica Questo tipo didue operazioni: l affioramento e la lettura dell altezza della colonna barometrica. Questo tipo dibarometro non è attualmente molto usato nelle stazioni meteorologiche per la laboriositàdell’operazione di affioramento; è indicato invece nelle spedizioni e negli usi in cui occorretrasportarlo di frequente. Infatti, con la medesima vite di fondo impiegata per l’affioramento, èpossibile riempire completamente canna e pozzetto, rendendo così lo strumento idoneo ad esserep p p ptrasportato.

Altri tipi di barometriLa pressione atmosferica può anche essere dedotta dalla deformazione subita da un corpo cavo elastico. Gli strumenti fondati su

quest’ultimo principio si dicono barometri aneroidi Il corpo cavo è normalmente una scatola metallica che vuotata interamente (oquest ultimo principio si dicono barometri aneroidi. Il corpo cavo è, normalmente, una scatola metallica che, vuotata interamente (oquasi) dell’aria, e ben chiusa, si deforma sotto l’azione della differenza tra la pressione atmosferica esterna e quella interna, fino adassumere una posizione di equilibrio determinata dalla reazione elastica della superficie della scatola (o di molle antagonisteeventualmente applicate). La deformazione è funzione della pressione atmosferica, e serve a misurarla mettendola in evidenza medianteindice su scala, o pennina scrivente su cartina, previa opportuna amplificazione della deformazione e taratura. La capsula di Vidie oaneroide, ancora oggi utilizzata, è essenzialmente una scatola cilindrica, vuotata (o quasi) dell’aria, larga e bassa; un perno uscente dalcentro di una delle due basi della capsula (generalmente quella inferiore) è fissato alla base dello strumento, e costituisce così l’estremofisso della capsula. Il perno uscente dal centro dell’altra membrana, che si avvicina e si allontana dal primo a seconda delle variazionidella pressione atmosferica, costituisce l’estremo mobile della capsula, e trasmette i suoi movimenti al sistema amplificatore e all’indice(o alla pennina). Nelle capsule aneroidi di vecchio tipo, fatte di ottone o argentana, le due basi (le membrane) erano sottilissime e molto( p ) p p , g , ( )flessibili, per cui la capsula era munita di molla antagonista interna, oppure di molla di richiamo esterna. Nei tipi recenti, le molle nonsono più presenti, ed è lo stesso materiale costituente le capsule (rame al berillio, o acciaio di adatte caratteristiche) che sopporta e registrale variazioni di pressione atmosferica. Il collegamento tra la capsula ed il sistema di leve comprende spesso una lamina bimetallica pereliminare le influenze di temperatura sulle indicazioni dello strumento (talvolta si ottiene il medesimo scopo lasciando nell’internodell’elemento sensibile una piccola e ben dosata quantità di aria secca) I valori forniti da un barografo aneroide sono indipendentidell elemento sensibile una piccola e ben dosata quantità di aria secca). I valori forniti da un barografo aneroide sono indipendentidall’accelerazione di gravità; inoltre, se il barografo è ben compensato termicamente, i suoi dati sono anche indipendenti dallatemperatura, almeno entro i limiti che possono interessare un’ordinaria stazione meteorologica.

Per registrare in modo continuo l’andamento della pressione si usano strumenti aneroidi detti barografi.

Temperatura di rugiadaIl termometro per la misura della temperatura di rugiada sfrutta lap p gdefinizione di questa grandezza, per cui l’umidità relativa alla temperaturadi rugiada è del 100%. Pertanto, raffreddando con l’etere una massa d’arianon satura, il raggiungimento della temperatura di rugiada si nota quandonon satura, il raggiungimento della temperatura di rugiada si nota quandosulla parete (di vetro) inizia a formarsi la “rugiada”.

Temperatura virtuale = Temperatura che l’aria secca dovrebbe avere per ottenere la stessa densità e pressione dell’aria umida

wwTTv +

+=

161.11

Umidità relativaGli igrometri sono strumenti con i quali si determina direttamente una grandezza igrometrica dell’atmosfera, per esempio

l’umidità dell’atmosfera. Affinché gli igrometri forniscano l’umidità dell’aria senza essere influenzati dalla radiazione solare,vanno esposti nella capannina meteorologica.

L’igrometro a capelli si basa sulla proprietà che hanno i capelli, o anche alcune specie di setole, di variare la loro lunghezza alvariare dell’umidità dell’aria. Generalmente, come elemento sensibile viene impiegato proprio un fascio di capelli. Previa

li i i lli i di l f i di i i l’ idi à l i L l h d i llitaratura, gli igrometri a capelli misurano direttamente la frazione di saturazione, ossia l’umidità relativa. La lunghezza dei capelliaumenta con l’aumentare dell’umidità relativa e viceversa. La variazione di lunghezza è approssimativamente logaritmica.L’inerzia di un igrometro a capelli, accettabile per le condizioni di umidità e temperatura ordinarie, peggiora nettamente pervalori estremi e, aumentando col diminuire della temperatura, diventa praticamente infinita a qualche decina di gradi sotto zero°C. La precisione di questi strumenti è inferiore rispetto a quella degli psicrometri.p q p q g p

Un igrometro a capelli dotato di un dispositivo di scrittura viene detto igrografo e serve per registrare l’andamento dell’umiditàrelativa dell’aria in funzione del tempo. E’ composto di un fascetto di capelli, un semplice sistema di amplificazione con una levaporta-pennina ed il tamburo registratore. Il fascetto di capelli è fissato con i suoi estremi A e B al sostegno e presenta un gomitoin corrispondenza del gancetto a cui viene collegata la leva porta-pennina. Il fascetto viene mantenuto in tensione da un piccolocontrappeso. Generalmente, il fascetto di capelli viene disposto orizzontalmente, e protetto contro gli urti da una gabbietta.

Temperatura di bulbo bagnatoLo psicrometro è uno strumento col quale si determinano

direttamente la temperatura dell’aria (rilevandola con iltermometro asciutto dello psicrometro) e la temperatura delbulbo bagnato (rilevandola con il termometro “bagnato” dellostrumento) ed indirettamente la tensione del vapore acqueo

t ll’ i l t t di i d l’ idità l tipresente nell’aria, la temperatura di rugiada e l’umidità relativa.Esso è composto di una coppia di termometri a mercurio invetro, graduati al quinto di grado, disposti verticalmente edaffiancati l’uno all’altro su apposito sostegno. Il bulbo di ciascuntermometro è circondato da una doppia guaina cilindricatermometro è circondato da una doppia guaina cilindricametallica speculare con intercapedine ad aria; un aspiratore concarica a molla consente di sottoporre a ventilazione i bulbi conuna velocità del vento compresa tra 2.5 e 10 m/s. Uno dei bulbiè permanentemente rivestito da una calzetta, che al momentodell’osservazione viene bagnata con acqua distillata. Neconsegue che l’evaporazione dell’acqua della calzetta, acceleratadalla ventilazione, determina un abbassamento della temperaturaindicata dal termometro bagnato, tanto più marcato quanto piùl’ bi t è f l ll’ i i t iù èl’ambiente è favorevole all’evaporazione, ossia quanto più èsecco. L’abbassamento della temperatura cesserà allorché siverificherà la compensazione tra il calore sottratto al termometroper consentire l’evaporazione ed il calore che l’ambiente cede albulbo del termometro stesso Ciò si otterrà dopo alcuni minuti dibulbo del termometro stesso. Ciò si otterrà dopo alcuni minuti difunzionamento dell’aspiratore. Le formule per ottenere l’umiditàvariano in funzione delle caratteristiche dello psicrometro. Lostrumento viene normalmente impiegato nella capanninameteorologica. Tra i più noti, vi sono lo psicrometro di Assmanng p pe quello di August.

Altri tipi di igrometriI dispositivi a semiconduttore sono sempre più utilizzati come sensori diumidità. I semiconduttori a stato solido cambiano la loro conducibilitàelettrica in risposta alle variazioni di vapore acqueoelettrica in risposta alle variazioni di vapore acqueo.

I materiali a metallo nobile sono usati nei sensori, al posto del più diffusoossido di alluminio o altri metalli instabili. Infatti, l’uso dei metalli nobiliriduce l’isteresi e l’instabilità del sensore a livelli trascurabili sotto undeterminato intervallo di temperatura, pressione, e umidità stabilite dallacalibrazione del National Bureau of Standards’.

La struttura del sensore dielettrico è altamente porosa, per cui le molecole divapore acqueo circolano liberamente in entrambe le direzioni, attraverso lasuperficie del sensore. Il movimento del vapore acqueo causa unaridistribuzione degli elettroni, così l’impedenza del sensore cambia infunzione della densità del vapore acqueo.p q

Le costanti di calibrazione di tutti i sensori di umidità, possono cambiarecon il tempo. Mckay (McKay D.J., 1978) ha verificato che la maggior parted i i di idi à d i lib i d idei sensori di umidità devono essere ricalibrati quando sono sottoposti acondizioni estreme. E’ importante che l’operatore ricontrolli periodicamentela calibrazione di questi dispositivi utilizzando strumenti tradizionali (come

Misure della velocità e della direzione del ventoGli strumenti che indicano la direzione del vento si dicono anemoscopi, e sono essenzialmente costituiti da una banderuola,

girevole attorno ad un asse verticale, collegata ad un apposito indice mobile su una scala. Una banderuola è costituita da metallileggeri, cuscinetti a sfere, adatti lubrificanti, ed è bilanciata con opportuni contrappesi.

Per la determinazione della velocità del vento, si usano comunemente cinque tipi di anemometri.

Negli anemometri a rotazione la velocità del vento è dedotta dal movimento di rotazione di un mulinello a coppe mobili attornoNegli anemometri a rotazione la velocità del vento è dedotta dal movimento di rotazione di un mulinello a coppe mobili attornoad un asse verticale. Questi strumenti sono relativamente semplici e poco costosi, e forniscono la velocità media del vento, ma acausa della loro inerzia non permettono la determinazione della velocità del vento con la precisione richiesta (1 nodo circa).

- Negli anemometri a coppelle fisse tre o quattro coppelle sono libere di ruotare attorno all’asse verticale. Numerosiesperimenti in galleria a vento hanno dimostrato che il sistema a 3 coppe è migliore rispetto a qualsiasi altro sistema avente più dip g pp g p q ptre coppe (ha una coppia maggiore per unità di peso e più uniforme attraverso ogni rotazione).

Nell’anemometro triassiale ad elica sono montate tre eliche di materiale molto leggero (in genere carbonio) lungo le tredirezioni degli assi coordinati o comunque lungo tre direzioni perpendicolari.

- Gli anemometri a pressione utilizzano il principio del tubo di Pitot (legge di Bernoulli) L’intensità del vento si valuta dalleGli anemometri a pressione utilizzano il principio del tubo di Pitot (legge di Bernoulli). L intensità del vento si valuta dallepressioni dinamiche che il vento esercita su un corpo appropriato. Il fatto che esso abbia diversi organi delicati fa si che non siamolto diffuso (attualmente è soprattutto utilizzato in Inghilterra).

Negli anemometri a filo riscaldato l’intensità del vento viene valutata dalla perdita di calore che un conduttore riscaldato subiscequando è investito dal vento.q

L’alloggiamento tipico degli anemometri è su un palo alto 10 m sul livello del suolo, su suolo erboso senza ostacoli in un raggio di50-100 m attorno al palo.

Anemometri sonici

Un tipo particolare di anemometri è quello degli anemometri sonici, nei quali lavelocità del vento viene dedotta dalla ricostruzione del vettore velocità di un’ondaacustica in propagazione tra due trasduttori dei quali è nota la distanza tramite laacustica in propagazione tra due trasduttori dei quali è nota la distanza, tramite lamisura del tempo necessario all’onda per coprire la distanza tra i trasduttori.

Normalmente, gli anemometri sonici sono dotati di tre coppie di trasduttori orientatilungo tra direzioni diverse, dalle quali è possibile ottenere la misura del vettorevelocità (e della temperatura sonica)

MISURE DI PRECIPITAZIONELa misurazione delle precipitazioni consiste nella determinazione della quantità di acqua, espressa generalmente in altezza di acqua liquida, che – proveniente q p g q q pdall’atmosfera – cade in un determinato intervallo di tempo su un dato luogo. Se si tratta di precipitazioni solide, si valuta la quantità di acqua ottenuta dalla loro liquefazione.

A = Area della bocca di un recipiente (captatore, misure standard: 0.1 m2, 0.02 m2)V = Volume d’acqua raccolto nell’intervallo di tempo Dt

/ ( )h = V/A = altezza di precipitazione (mm) nell’intervallo di tempo DtP = h/Dt = intensità media di precipitazione (mm/ora) nell’intervallo di tempo Dt

a) Pluviometro totalizzatore: Dt fissato (24 ore), si misura ha) Pluviometro totalizzatore: Dt fissato (24 ore), si misura hb) Pluviometro registratore a vaschetta basculante: h fissato (0.2 mm), si misura Dt

LE PRINCIPALI FASI DI PRODUZIONE DEL DATO IDROLOGICO

1 MISURA

Reti di monitoraggio (tempo reale)

Serie storiche (progettazione)

1. MISURA

2. RACCOLTA O TRASMISSIONEstrisce cartacee

EPROM radiosatellitesatellite

3. VALIDAZIONEf t l i i i ibiliconfronto con valori max. e min. ammissibili

confronto con valori riportati da stazioni vicinecontrollo delle tensioni di alimentazione

4. PUBBLICAZIONE O DISTRIBUZIONEAnnali idrologici InternetAnnali idrologici InternetArchivi informatici Reti dedicate

World Weather Watch Programme

World Weather Watch Programmeg

Reti osservativeOsservazioni a scala sinottica: ogni ora, alle ore sinottiche principali (00, 06,

12, 18 UTC) eccetto piogge (9, 21 LT) compongono il WWW (World

Su Terra: pressioni ridotte a livello del mare (< 500m)

Weather Watch)

S hi ( h )Su mare: ship (poche)

Misure da aerei lungo le principali rotte

Misure in quotaMisure da aerei lungo le principali rotte

Profili: radiosonde a pallone (00, 12 UTC e talora 06, 18 UTC): misurano T, RH, p, u, v, w

Satelliti meteorologiciP i d di t i (NB di t “ d ” T) tt li i b dPossiedono radiometri (NB: un radiometro “vede” T) spettrali a varie bande:

visibile (400-700 nm), infrarosso (>3 μm), vapore acqueo (5-8 μm)

Ne esistono 2 tipologie:

Geostazionari o geosincroni (a 36000 Km il periodo orbitale è pari al giorno siderale): sono disposti intornoorbitale è pari al giorno siderale): sono disposti intorno all’equatore

Polari o eliosincroni (a 860 Km = 1/7 RT in 102 min rimangono fissi rispetto al Sole) rilevano fasce terrestri darimangono fissi rispetto al Sole) rilevano fasce terrestri da Polo a Polo

GMS(Japan)(Japan)

FENG-YUN 2(China)

GOES-West(USA)

GOES-East(USA)

GOMS Elektron(Russia)

METEOSAT 7,MSG

METEOSAT 5(repositioned)

I di O D t

INSAT(India)

LANDSAT

ERS

NOAA AVHRRseries

DMSPseries

MSG(Europe)

Indian Ocean DataCoverage

SPOT

s r s

RADARSAT

QUICK BIRD

IRSIKONOS

Determinazione della precipitazione media areale a partire da misure puntuali

METODO DEI TOPOIETI (POLIGONI DI THIESSEN)

A = Area totaleAi = Area dell’i-esimo poligonoP = Precipitazione mediaPi = Precipitazione misurata dall’i-esimo pluviometro

∑=i

ii PAAP 1

∑=i

i

iAA

METODO DELLA RETE A MAGLIA RETTANGOLARESi ddi id l’ di i tSi suddivide l’area di interesse

in M elementi rettangolari di dimensione costante dx × dy

P1 …Pi …PN = Misure di pioggia negli N pluviometri

reali

p1 …pk …pM = Stime di pioggia p1 pk pM p ggnegli M baricentri delle maglie

della rete

Dik = Distanza fra l’i-esimo pluviometro e il k-esimo

baricentro di maglia∑ −αN

DP baricentro di maglia 1;;1 1 >== ∑

∑= α

αM

Ni

iki

kk

DPpp

MP

1

1

∑∑==

−αkN

iikD

MInterpolazione tramite inverso della distanza

METODO DELLA RETE CON REGRESSIONE

Si ipotizza la dipendenza della precipitazione da un variabile ‘esterna’ nota in tutti i punti dell’area di interesse (es.: quota sul livello del mare Z), e si stimano i coefficienti (a,b) della ‘regressione lineare’ fra misure di pioggia Pi e quote Zinei punti di misura:p

P

PbaZEbaZP

−+=+=

Errori dellaiii PbaZE += Errori della regressione

(a,b) t.c. min2 =∑ iE∑i

i

Si procede poi con il metodo della rete a li lZ maglia regolare:

∑ −N

DE α

( )∑

∑ ==++= Niiki

k

M

kk

DEeebaZ

MP 1;1

α

∑∑

=

−=N

iik

k DM1

1 α

METODO DELLA RETE METODO DEI TOPOIETI

IDROMETRIANei corsi d’acqua naturali si misurano di solito:h - Il livello dell’acqua (m)V – La velocità media della corrente (m/s)Q – La portata (m3/s) Molto difficile (spesso impossibile) misurarla Q p ( )

direttamente: si stima, nota la geometria dell’alveo, sulla base dell’area della sezione bagnata A=A(h)

VAQ =

Le misure sono riferite ad una sezione trasversale prescelta, della quale viene periodicamente effettuato il rilievoperiodicamente effettuato il rilievo topografico

hA(h)

Legge empirica: richiede saltuarie misure contemporanee di livello e portata per essere determinatae portata per essere determinata

Misure saltuarie di portata con

Misure continue di livello0per 0:N.B. 0 ≠== hhQ

mulinello(giorni diversi, magre e piene)

Calibrazione della scala di deflusso

( )b

p 0Q

( )bhhahQ 0−=)(

Stime continue di portata

Con scala di deflusso

Senza scala di deflusso