| | Informazioni generali
Il tempo
Il tempo atmosferico è la combinazione di diversi fenomeni (ad esempio vento, nuvole, precipitazioni) nella troposfera, in un determinato luogo e momento. Il tempo atmosferico è il risultato del riscaldamento della superficie terrestre e dell'atmosfera sovrastante da parte dell'energia solare. Dipende da fattori quali latitudine, orografia (altitudine e rilievi), distribuzione terre/oceano, copertura naturale e fattori antropo-geografici. Le caratteristiche fisiche del tempo atmosferico sono temperatura, pressione e umidità dell'aria.
|  | Il movimento della Terra intorno al Sole | |
Stagioni
La Terra ruota attorno al Sole seguendo un'orbita ellittica, che richiede un anno per il suo completamento. Il Sole si trova in corrispondenza di uno dei fuochi di tale ellisse, mentre l'orbita della Terra attorno al Sole si trova in un piano immaginario, noto come Eclittica.
L'asse di rotazione terrestre è inclinato a un'angolazione di 23,5° in rapporto all'Eclittica. Durante lo spostamento della Terra attorno al Sole, l'asse di rotazione terrestre non si sposta. Di conseguenza, l'emisfero settentrionale punta verso il Sole durante i mesi estivi, mentre punta lontano dal Sole in inverno.
Queste condizioni derivano dalle diverse angolazioni di incidenza sulla superficie terrestre delle radiazioni solari durante l'anno. In estate, nell'emisfero settentrionale tale angolo di incidenza è alto. Durante i mesi invernali, l'angolazione diminuisce e il sole è più basso rispetto all'orizzonte. Di conseguenza, durante i mesi invernali nell'emisfero settentrionale il sole sorge più tardi e tramonta prima. Le giornate sono brevi e, a causa del basso isolamento, più fredde. Questa è la situazione nell'emisfero settentrionale. Mentre però è inverno nell'emisfero settentrionale, in quello meridionale il sole è alto sull'orizzonte e le giornate sono lunghe e calde. Durante i mesi estivi settentrionali, è inverno nell'emisfero meridionale. Le stagioni sono pertanto l'opposto negli emisferi settentrionale e meridionale.
Il punto in cui la luce solare colpisce la superficie terrestre ad angolo retto si sposta durante l'anno tra 23.5° N e 23.5° S. Le differenze climatiche stagionali sono causate dall'inclinazione di 23,5° della Terra, mentre la distanza dalla Terra al Sole è di scarsa importanza. I punti di svolta settentrionale e meridionale del Sole sono denominati tropico settentrionale e meridionale, ovvero rispettivamente Tropico del Cancro e Tropico del Capricorno.
Estate dell'emisfero Nord
L'estate dell'emisfero australe
 Estate dell'emisfero Nord
 L'estate dell'emisfero australe
| | Zone climatiche | |
Zone climatiche
Anche la formazione delle zone climatiche è una conseguenza dei diversi angoli delle radiazioni solari. Ma sussistono molti altri fattori influenzanti, quali la distribuzione terra/oceano, l'orografia, le correnti atmosferiche e oceaniche e così via. Il forte grado di coazione è altamente visibile nella zona di convergenza intertropicale (ZCIT).
| | | Convergenza intertropicale |
ZCIT (zona di convergenza intertropicale)
La zona di convergenza intertropicale è situata vicino all'equatore. La massa d'aria viene riscaldata e pertanto sale. Sotto alla massa d'aria calda, si forma una bassa pressione di origine termica. Gli alisei umidi da Nord-Est provenienti dall'emisfero settentrionale e gli alisei da Sud-Est dell'emisfero meridionale convergono e la massa d'aria si riscalda e sale.
A causa dell'elevata umidità dell'aria e dell'alta temperatura, la massa d'aria in salita forma cumulonembi ad alta quota. Queste nubi sono molto più estese e con un maggiore sviluppo in verticale delle formazioni cumuliformi tipiche del bel tempo. La sommità del cumulonembo può raggiungere un'altitudine di 12.000 metri. Molti temporali e tempeste derivano dalle formazioni di cumulonembi.
La posizione della zona di convergenza intertropicale dipende dalle stagioni. Normalmente, la zona di convergenza intertropicale si sposta con lo zenit del sole da 20° N a 20° S. Sono tuttavia riscontrabili deviazioni, parzialmente causate dalla circolazione di venti Passat di alta quota. La posizione effettiva della zona di convergenza intertropicale definisce l'equatore meteorologico.
| | Circolazione vento | |
Venti
Venti ad una velocità media di 20 km/h spirano regolarmente verso Ovest lungo i lati equatoriali della zona di alta pressione subtropicale. Sulle terre e all'inizio del loro tragitto sull'oceano, rimangono principalmente venti secchi come l'Harmattan dell'Africa occidentale. Durante il loro transito sull'oceano, tuttavia, questi venti assumono grandi quantità di vapore acqueo e, nelle zone montagnose, sviluppano ampie formazioni nuvolose e precipitazioni.
Lungo l'Equatore, i venti Passat di Nord-Est e di Sud-Est convergono in un canale di bassa pressione. Sotto l'influenza del Sole al suo zenit e il conseguente pronunciato riscaldamento della superficie al suolo, le masse d'aria convergenti salgono e formano cumulonembi carichi di umidità. L'innalzamento delle masse d'aria all'Equatore è controbilanciato da una discesa nelle zone dei tropici, che completa il cerchio. (vedere il diagramma Zona di convergenza intertropicale)
NDVI
L'Indice di vegetazione della differenza normalizzata (NDVI), relativo alla proporzione di radiazione assorbita per via fotosintetica, è calcolato dal canale rosso del visibile e dal canale dell'infrarosso vicino. La vegetazione sana evidenza un forte incremento della riflessione a 0,7 µm (infrarosso vicino), mentre il terreno, a seconda della sua natura, mostra un aumento lineare. Più è attiva la clorofilla e maggiore sarà l'incremento della riflessione nell'infrarosso vicino a 0,7 - 1 µm. Ciò consente una classificazione della vitalità della vegetazione.
Vedere anche: Principi di telerilevamento, Telerilevamento e Mappatura della vegetazione
La standardizzazione (per quozienti) riduce le influenze topografiche e atmosferiche, consentendo di osservare vaste aree.
Il calcolo per il NDVI di Landsat è: (canale4 - canale3) / (canale4 + canale3).
In altre parole,
| NDVI = |
infrarosso vicino - rosso
|
infrarosso vicino + rosso |
| | | Meteosat di seconda generazione: vista artistico |
Satelliti meteo
I satelliti meteo utilizzati per le osservazioni meteorologiche operano su orbite polari o equatoriali. Questi satelliti misurano la riflessione e la radiazione dalla superficie terrestre. La riflessione e la radiazione (infrarosso) possono essere interpretabili per ottenere informazioni sulla distribuzione delle nuvole, della temperatura e della quantità di vapore acqueo nell'atmosfera. Una speciale attenzione viene dedicata al rilevamento precoce di uragani e temporali. Grazie alla radiazione è possibile misurare la temperatura delle pellicole d'aria e della superficie terrestre, pertanto è possibile determinare anche l'altitudine delle nubi. Grazie alla misurazione della radiazione infrarossa è possibile osservare persino la distribuzione delle nubi notturne.
Meteosat
- Meteosat di prima generazione
- Risoluzione al suolo
- luce visibile (VIS) 2,5 km
- infrarosso (IR) 5 km
- Canali spettrali
- 1: 0,50 - 0,90 µm luce visibile
- 2: 5,70 - 7,10 µm vapore acqueo
- 3: 10,50 - 12,50 µm infrarosso termico
- Altitudine operativa 36 000 km
- Tasso di ripetizione 30 minuti
- Dati dal 1978
Luce visibile: Il canale della luce visibile opera nello spettro del visibile. Misura la radiazione solare riflessa dall'atmosfera e dalla superficie terrestre. Le nubi cariche d'acqua e ghiaccio si evidenziano a causa della riflessione notevolmente più alta. Neve e ghiaccio mostrano entrambe una forte riflessione simile. La riflessione delle superfici d'acqua dipende in larga misura dalla direzione della registrazione e dalle condizioni superficiali.
Vapore acqueo: Il canale del vapore acqueo opera nella zona di assorbività del vapore (5,7 - 7,1 µm, infrarosso medio). A causa dell'intensità dell'assorbimento in questa gamma di lunghezze d'onda, vengono registrati principalmente i valori della media e alta troposfera. L'assorbimento atmosferico dell'infrarosso medio è infatti così forte che quasi nessuna radiazione può raggiungere la superficie della Terra. Di conseguenza, sulla superficie terrestre, non rimane nulla da riflettere e appare 'invisibile'.
Persino nelle aree in cui non si sono formate nuvole, i campi di flussi di vapore acqueo presenti nell'atmosfera superiore possono causare nubi e precipitazioni. Queste immagini hanno generalmente una risoluzione inferiore rispetto alle immagini IR, ma sono disponibili sia di giorno che di notte, il che rappresenta un vantaggio rispetto alle immagini nel campo del visibile. Il vapore acqueo è visibile giorno e notte, perché l'infrarosso medio è presente sia di giorno che di notte e non dipende dalla radiazione solare diretta. L'utilità delle immagini è diminuita dal fatto che il contenuto di vapore acqueo di 'basso livello' è spesso molto importante per la formazione di nubi e precipitazioni. La natura di 'livello superiore' delle immagini determina la perdita di variazioni significative di vapore acqueo ai bassi livelli.
Infrarosso termico: Il canale IR opera in una gamma spettrale con basso assorbimento dei gas residui. Ciò permette di misurare la radiazione a lunghezza d'onda lunga della superficie della Terra e delle nuvole. Si tratta di una differenziazione ottimale delle nubi, grazie alle loro temperature inferiori rispetto a quelle della superficie terrestre. Si verificano difficoltà con le nubi basse, la neve e i ghiacci, che possono avere basse temperature simili a quelle delle superfici delle nubi ghiacciate.
Meteosat di seconda generazione
MSG (Meteosat Second Generation), noto anche come Meteosat 8, è ora pienamente operativo e offre caratteristiche tecniche avanzate. MSG potrà generare immagini multi-spettrali della superficie terrestre e dei sistemi nuvolosi a velocità doppia (ogni 15 minuti invece che ogni mezz'ora) rispetto all'attuale Meteosat, e per un numero molto maggiore di canali spettrali (dodici rispetto ai tre di Meteosat). Offre inoltre una risoluzione geometrica decisamente ottimizzata (1 km per il canale del visibile ad alta risoluzione e 3 km per gli altri). Gli otto canali dell'infrarosso termico forniranno dati permanenti sulla temperatura delle superfici di nubi, terra e mare nonché altre informazioni. Utilizzando canali che assorbono l'ozono, il vapore acqueo e il biossido di carbonio, MSG permetterà inoltre ai meteorologi di analizzare le caratteristiche delle masse d'aria atmosferiche, consentendo la ricostruzione di una vista tridimensionale dell'atmosfera. Due degli otto canali IR sono ora pubblicati nella home page di Eumetsat. Le attuali funzionalità di Meteosat verranno mantenute.
Fonte: EUMETSAT
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