Punto di rugiada

Il punto di rugiada è la temperatura in cui l’aria satura si raffredda e forma il vapore acqueo (con umidità relativa al 100%). In caso di raffreddamento ulteriore ha inizio la condensazione che dà vita alle nubi.

Il grafico mostra quanto vapore acqueo l’aria può contenere. È chiaro che l’aria calda può contenere più vapore acqueo rispetto all’aria più fredda. La linea blu mostra il punto di rugiada a diverse temperature.  
 
Il Foehn

Quando l’aria sale alle quote elevate dei monti, la pressione diminuisce.

Quando un gas si espande a seguito dell’abbassamento della pressione si raffredda, mentre se è compresso in un volume più piccolo si riscalda. Tali cambiamenti della temperatura sono definiti adiabatici, perché il calore non è apportato da fonti esterne né viene rilasciato nell’area circostante.

Al contrario, il cambiamento di temperatura del gas riflette un cambiamento nella densità delle molecole del gas. Se si possono espandere in un volume più ampio, le molecole si separano maggiormente e subiscono meno urti causando un calo della temperatura. La compressione causa collisioni molecolari più frequenti, che determinano un aumento della temperatura.

Quando l’aria non satura sale, la temperatura cala con una escursione di circa 1ºC ogni 100 m. Quando l’aria continua a salire prosegue anche il raffreddamento adiabatico; quindi la temperatura dell’aria raggiunge gradualmente il punto di rugiada. L’umidità relativa aumenta automaticamente e la condensazione comincia non appena si raggiunge il punto di rugiada.

Quando l’aria salendo verso l’alto raggiunge un’altitudine che corrisponde al raggiungimento del suo punto di rugiada, per condensazione si producono le prime nubi. La maggior parte delle nubi di convezione ha una base piatta che segna il livello in cui ha avuto inizio la condensazione. La condensazione provoca un rilascio di calore. Di conseguenza, se l’aria continua a salire dopo la condensazione, la temperatura scende con una escursione più bassa (ca. 0,5ºC ogni 100 m).

Quando l’aria inizia a scendere sul pendio sottovento di una collina/montagna, si riscalda velocemente e l’umidità relativa scende sotto il livello di condensazione, portando rapidamente all’evaporazione delle goccioline d’acqua rimanenti della nube, rendendo l’aria asciutta. La temperatura dell’aria ora aumenterà con una escursione di circa 1ºC ogni 100 m.
 
 

	Il vento Foehn

La figura mostra cosa succede quando una particella d’aria con una temperatura di 20ºC e un’umidità relativa del 57% è costretta ad attraversare una catena montuosa con altezze intorno ai 2.500m. Si raggiunge il punto di rugiada a 900m e si formano delle nubi. L’aria si raffredda di circa 1 grado centigrado ogni 100 metri, finché non raggiunge il punto di rugiada. Sopra il livello di condensazione l’aria si raffredda con una escursione di 0,5ºC ogni 100m. Quindi la temperatura dell’aria sulle cime della catena sarà di 3ºC.

Quando l’aria comincia a scendere, la temperatura sale di circa 0,5 gradi centigradi ogni 100 m. Quindi la temperatura salirà a 28ºC al termine della discesa. L’aria sarà molto secca, perché l’aria calda può contenere più vapore acqueo rispetto all’aria più fredda.

Quindi il pendio sopravento sarà bagnato mentre i pendii sottovento saranno asciutti. Per questo il pendio sopravento sarà bagnato mentre i pendii sottovento saranno asciutti.

Questa corrente discendente di aria secca e calda prende il nome di Foehn.
 
 

La corrente a getto

La corrente a getto (Jet Stream)

La situazione meteorologica in Europa è determinata dalla cosiddetta corrente a getto, o Jeat Stream, che agisce nella parte alta dell’atmosfera. Quando la corrente a getto prende una direzione da ovest a est, l’Europa risente di una situazione dominata da cicloni con sistemi frontali associati.

A volte la corrente a getto prende una direzione da nord a sud. In queste situazioni i venti da nord agiscono perpendicolarmente alle Alpi.

La figura mostra una corrente a getto ondulante.
 
 
Immagini dal satellite
 
Immagini Meteosat

I satelliti meteorologici sono realizzati per misurare le condizioni atmosferiche, mentre i satelliti per le risorse terrestri sono progettati per effettuare rilievi cartografici delle condizioni della superficie del pianeta.

Mentre uno dei principali obiettivi dei satelliti meteorologici è garantire frequenti acquisizioni di immagini, i satelliti per le risorse terrestri hanno lo scopo di ottenere una risoluzione spettrale e spaziale elevata. Data la grande risoluzione richiesta, tali satelliti sono costretti ad esplorare aree di scansione più piccole e quindi una copertura d’area limitata. Ne consegue che servono diversi giorni per acquisire scene dell’intera superficie terrestre e che é necessario un numero corrispondete di giorni prima che il satellite ripassi sullo stesso punto.

D’altra parte, dato che l’elevata risoluzione spaziale consente di distinguere anche piccole unità d’area, si possono eseguire mappe con un dettaglio molto elevato.

I satelliti per le risorse terrestri, grazie alla loro elevata risoluzione spettrale, sono in grado di distinguere una vasta gamma di variazioni di radiazione. Ciò è sfruttato nei rilievi topografici di particolari aree, poiché consente di selezionare profili spettrali di molte superfici diverse.

Immagini NOAA

Le immagini sono state acquisite con un satellite NOAA.

La National Oceanographic and Atmospheric Administration spedì in orbita la prima serie di satelliti NOAA nel 1970. Il loro spostamento avviene su orbite eliosincrone circa 850km sopra la Terra, con una scansione dell’intero pianeta ogni 24 ore.

Dato che i satelliti NOAA sono dotati di canali sia nel visibile che nell’infrarosso vicino, sono utilizzabili anche per il rilievo cartografico su larga scala della vegetazione. I passaggi giornalieri avvengono sempre alla stessa ora locale, consentendo la composizione di immagini basate su acquisizioni di più giorni, in assenza di nubi.

Le immagini qui visualizzate sono nella banda 4: 10,3 – 11,3 µm dell’infrarosso termico.

Queste immagini sono all’infrarosso, ossia la temperatura è mostrata su una scala dal bianco (basse temperature) al nero (temperature elevate).
 
 
Cartine di superficie
 
Il case study comprende anche cartine di superficie che mostrano la situazione meteorologica. Queste cartine mostrano la situazione meteorologica in Europa. È presentata una cartina per ogni giorno con la situazione alle ore 00.00 (mezzanotte).
 
 
Software di elaborazione di immagini
 
Per analizzare le immagini dal satellite si può utilizzare il programma LeoWorks che è uno strumento abbastanza semplice, adatto per analisi standard delle immagini.

L’esercizio, tuttavia, si può completare anche analizzando le immagini in modo diverso.
 
 
In volo da Roma a Copenhagen
 
Durante un volo da Roma a Copenhagen, il 16 marzo 2000, fu possibile documentare un fenomeno di Foehn sulle Alpi (Europa) analogo a quello sopra descritto.

Partenza da Fiumicino, Roma alle 14.50. Arrivo a Copenhagen alle 17.35.

L’esercizio contiene una serie di fotografie scattate dal finestrino dell’aereo, un video ed anche un’intervista con il co-pilota. La lingua è il norvegese.