La navigazione per mare ha tratto grande beneficio dalla moderna tecnologia, i sistemi di navigazione attuali consentono al marinaio di affrontare le traversate con grandi certezze. Un aspetto molto importante ma spesso sottovalutato è la meteorologia , di seguito sono illustrati i principali mezzi di cui si può avvalere il navigante per una giusta valorizzazione del fattore meteorologico.

Argomenti Trattati

  • Cap. 1: Strumenti meteorologici e loro installazione a bordo delle navi
  • Cap. 2: Procedura per la misura della pressione
  • Cap. 3: Barometri metallici o aneroidi - Barografo
  • Cap. 4: Procedure per lamisura delle temperature
  • Cap. 5: Procedure per lamisura dell'Umidità relativa e della Temperatura di rugiada
  • Cap. 6: Procedure per lamisura delvento in superficie o al suolo

    • Strumenti meteorologici e loro istallazione a bordo delle navi

    		 Com'è noto gli enti che forniscono i valori degli elementi meteorologici sono le stazioni meteorologiche , le quali devono essere sistemate in modo da renderle il più possibile rappresentatite per i detti elementi ed in particolare per la temperatura. Tralasceremo l'enumerazione degli strumenti nelle stazioni meteo continentali, limitandoci a quelle delle navi.


    Le navi incaricate delle osservazioni sinottiche in mare sono dotate dei seguenti strumenti:
  • Barometro metallico (aneroide) di precisione, graduato in millibar od anche in millimetri di mercurio; Barografo settimanale di tipo medio, graduato pure in "mb" o in "mm Hg" per la misura della variazione di pressione.
  • Termometro, preferibilmente a vaschetta, graduato in gradi o mezzi gradi centigradi per la misurazione della temperatura dell'acqua del mare nel recipiente di raccolta
  • Psicometro, preferibilmente a fionda, con termometri graduati in gradi e quinti di grado centigradi
  • Contasecondi per la misura del periodo delle onde.

    • Inoltre sono consigliabili, ma non assolutamente necessari, un barometro a mercurio ed un anemometro a coppe di un tipo adatto per le navi.

    A bordo i termometri devono essere installati in posizione ben ventilate, lontani da ogni oggetto o superficie di irraggiamento; inoltre devono essere protetti dalla radiazione solare diretta, sospesi ad un'altezza di almeno 1,5 metri dal ponte e riparati dalle precipitazioni e dalla condensazione del vapore acqueo.
    E' consigliabile sistemarli sul ponte di comando o nella sala delle carte, purchè ci sia una buona ventilazione.
    Ancora meglio sarebbe sistemarli in una capannina meteorologica di adeguata costruzione per le navi. Altrettanto vale per lo psicometro e il termoigrografo.

    Il barometro a mercurio deve essere appeso ad una sospensione cardanica e il barografo ad una sospensione elastica a molla e collocati in un locale poco discosto dal centro di gravità della nave, onde eliminare una buona parte dei movimenti di rollio e di beccheggio.

    Il brografo deve essere collocato vicino al barometro a mercurio e le temperature dell'ambiente devono essere lette sul termometro annesso a quest'ultimo.
    Quando si cambia la cartina barografica ( e ciò avviene settimanalmente ) bisogna confrontare la pressione registrata con il valore della pressione letta in quell'istante al barometro e regolare la posizione della penna registratrice del barografo.

    Procedura per la misurazione della pressione

    		 Come è noto per poter confrontare i valori di pressione letti sui barometri di stazioni, situate a varie altitudini e latitudini, nonchè esposte a diverse condizioni di temperatura, è necessario ridurli ai valori di perssione normale, cioè a 0°C, alla gravità di 45° e al livello del mare; quindi bisogna eseguirealcune correzioni che esporremo brevemente in seguito.
  • Barometri a mercurio
    In generale i barometri a mercurio del tipo Fortin hanno il pozzetto a fondo mobile, costituito da una pelle di camoscio manovrabile dall'esterno mediante una vite posta sotto il pozzetto. Lo zero della scala barometrica coincide con il vertice di una punta metallica, rivolta verso il basso , che pesca nel mercurio. Siccome la pressione varia di continuo, la punta suddetta può trovarsi sopra o sotto il livello del mercurio e pertanto, prima di fare la lettura della pressione, bisogna portare a zero la scala barometrica, girando la vite finchè la punta metallica sfiorail mercurio.

    I barometri di tipo marino hanno il fondo fisso e la correzione da apportare alle singole letture viene data da una tabella di riduzione in corredo allo strumento.
    • Nel fare la lettura della pressione bisogna attenersi alle seguenti avvertenze:
    1. leggere per primo la temperatura del termometro annesso al barometro sino ai decimi di grado
    2. poi spostare il nonio del barometro finchè la sua base inferiore sia tangente al menisco convesso del mercurio
    3. e da ultimo leggere la temperatura dell'aria esterna del termometro asciutto dello psicometro;

    Tutte queste operazioni devono venire fatte rapidamente.
    Vediamo ora con un esempio come si svolgono le varie operazioni di riduzione della pressione.

    Esercizio
    La pressione letta su un barometro di una nave con pozzetto situato all'altezza di 16 metri dal livello del mare e alla latitudine di 48° 36' è di mb 1018,7; la temperatura del termometro annesso al barometro è di 15,4°C, quella dell'aria esterna di 13,8°C e l'errore strumentale indicato sul barometro è di -0,2 mb.

    Le correzioni da apportarsi sono:
    1. Correzione dell'errore strumentale, dovuto a difetti di costruzione dello strumento che è indicato in ogni barometro; tale correzione deve essere sommata o sottratta a seconda che sia affetta da segno + o -.
      Nel nostro caso si avrà:

      mb 1018,7-0,2 = mb 1018,3

    2. Correzione di temperatura per ridurre la pressione al valore che avrebbe se la temperatura ambiente fosse di 0°C; infatti al variare della temperatura varia la densità del mercurio racchiuso nel tubo baromtetrico, che si dilata e si contrae, analogamente avviene per il metallo su cui è incisa la scala. Se la temperatura del termometro annesso al barometro è maggiore di 0°C la correzione viene sottratta, se è minore sommata

      Nel nostro caso mediante la Tav.13 (delle Tavole Nautiche) si ricava agli incroci di 1020 mb (valore più vicino a 1018,5 mb) e delle temperature 15° e 16° i valori di 2,50 e 2,67, la cui differenza (2,67 - 2,50 =) 0,17 serve per trovare il valore dei 0,4° rimanenti.
      Dalla tabella per i decimi di grado si ricava all'incontro di mb 0,17 e 4 il valore di 0,07 che sommato a 2,50 dà 2,57, valore finale da sottrarre a mb 1018,5.Quindi:

      mb 1018,5 - 2,57 = mb 1015,93

    3. Correzioni gravimetriche di altitudine e latitudine, che tengono conto della variazione del peso specifico del mercurio per effetto dell'accelerazione di gravità; pertanto la colonnina deve essere portata alla posizione normale del livello del mare (l.m.) e della latitudine di 45°.
      Per ridurre la pressione al livello del mare si dovrà sottrarre la correzione , mentre per portarla alla latitudine di 45° si dovrà sommare la correzione per latitudini superiori ai 45° e sottrarla per latitudini inferiori; ciò vale anche per l'emisfero meridionale.
      Qui si fa notare subito che a bordo delle navi si omette la correzione altimetrica, perchè la diminuzione della gravità dovuta alla maggiore altezza sul livello del mare del pozzetto barometrico è minima e quindi la correzione diventa praticamente trascurabile.Pertanto consideriamo soltanto la correzione di latitudine.

      Per ridurre la pressione di mb 1015,93 alla latitudine di 45° si usa la tabella B della tav.13. Dagli incroci di 1020 mb e la latitudine di 48° e di 49° si ottengono i valori di 0,37 e 0,28 , la cui differenza (0,37 - 0,28 =) 0,09 serve per il calcolo dei 36 ' di latitudine.
      Si pone 36' = 36 / 60 = 3 / 5 e moltiplicando la differenza 0,09 per 3 / 5 si ottiene 0,054, valore che si deve aggiungere a 0,28; quindi 0,28 + 0,054 = 0,334 è la correzione per 48° 36' ed essendo questa latitudine maggiore di 45° la correzione di 0,334 va sommata a mb 1015,93:

      mb 1015,93 + 0,334 = mb 1016,264 = mb 1016,26

    4. Riduzione della pressione al livello del mare.Questa correzione non è da confondersi con la riduzione altimetrica, che corregge la maggiore altezza della colonnina di mercurio dovuta alla diminuzione del peso specifico dello stesso per effetto della gravità in altitudine.
      Poiché la pressione diminuisce con l'altezza, si tratta di riferire i dati di pressione, forniti da stazioni poste a varie quote, al livello del mare per renderli confrontabili.
      La correzione dipende dall'altezza del pozzetto barometrico, dalla pressione che si ha a quell'altezza e dalla temperatura dell'aria esterna o meglio dalla temperatura media dello strato, compreso tra il livello del pozzetto barometrico e il livello del mare.

      Nel nostro caso dalla tabella C delle Tav.13 si ricava dall'incontro di metri (m) 10 e mb 990-1040 con la colonna della + 15° (valore più vicino a 13,8°) il valore di 1,2 mb; poi dalla tabellina delle parti proporzionali si ricava per m 6 il valore di 0,8.

      Quindi per m 16 la correzione è di (1,2 +0,8 =) 2 mb, che si aggiungono alla pressione di 1016,26 , cioè:

      mb 1016,26 + 2,00 = mb 1018,26 corretta in mb 1018,3

      che è il valore della pressione ridotta al livello del mare.

    Barometri metallici o aneroidi - Barografi
  • Barometri metallici o aneroidi

    Generalmente i barometri metallici sono strumenti compensati per le variazioni di temperatura e quindi danno automaticamente la pressione ridotta a 0°C. Inoltre, essendo metallici, sono indipendenti dalle accelerazioni di gravità e pertanto viene omessa anche la correzione per la riduzione della pressione alla gravità normale.
    Quindi sono da apportare ai valori di pressione ricavati da questi strumenti soltanto la correzione strumentale e quella per la riduzione al l.m.

    Esempi: La pressione letta sia 1012,6 mb, l'altezza dell'aneroide di 10 m, l'errore strumentale di +0,8 mb e la temperatura dell'aria esterna 20°C.

    mb 1012,6 + 0,8 = mb 1013,4 + 1,2 (correz. per la riduzione al l.m.) = mb 1014,6 (pressione ridotta al l.m.)


    		•
  • Brografo

    Questo strumento deve essere collocato vicino al barometro a mercurio e le temperature dell'ambiente devono essere lette sul termometro annesso a quest'ultimo. Quando si cambia la cartina barografica (settimanalmente) bisogna confrontare la pressione registrata con il valore della pressione letta in quel'istante dal barometro e regolare così la posizione della penna registratrice del barografo.

    Con questo strumento si misura la tendenza barometrica , che si ottiene togliendo alla pressione dell'istante il valore della pressione di tre ore prima. La caratteristica della tendenza si ricava invece dall'andamento del barogramma nelle ultime tre ore.

    • Procedure per la misura della Temperatura
  • Misure termometriche
    La lettura della temperatura è un'operazione molto delicata e pertanto per poterla fare bene è necessario attenersi alle seguenti istruzioni. In primo luogo bisogna assicurarsi che il bulbo del termometro sia ben asciutto e non ricoperto di umidità o di piccolissimi strati di brina o di ghiaccio; in questo caso bisogna pulire il bulbo , asciugarlo per bene ed attendere che la colonna di mercurio, eventualmente salita durante lo sfregamento, discenda e raggiunga la sua stabilità.

    Nell'eseguire la lettura l'osservatore deve tenersi il più distante possibile dal termometro per non influenzarlo con il calore del proprio corpo; ciò si raccomanda in modo particolare di notte, quando per fare l'osservazione è necessario usare una lampada. Comunque la lettura deve essere fatta molto rapidamente.
    L'unità di misura sono per convenzione internazionale i gradi centigradi, nei Paesi Anglosassoni però si usano ancora i gradi Fahrenheit; la relazione di conversione è:

    °F = °C *(9/5) + 32

    la tabella 27 delle Tav.Nautiche porta la conversione dei gradi Fahrenheit in gradi centigradi.
    La lettura viene fatta in gradi e decimi di grado e poi arrotondata al grado intero più vicino; prima di procedere all'arrotondamento si deve apportare l'eventuale correzione strumentale.
    La temperatura viene rilevata sul termometro asciutto dello psicometro esposto nella capannina e a bordo delle navi sul ponte di comando. Inoltre quando vi è dubbio sulla rappresentatività della temperatura letta è consigliabile controllare il valore con una o più misurazioni eseguite con il termometro a fionda. Questo strumento è un piccolo termometro che si fa ruotare rapidamente per mezzo di un cordoncino legato ad un occhiello posto sulla sommità.
    • Lo si fa girare per alcuni minuti ed a più riprese si eseguono diverse letture, finchè due consecutive danno lo stesso valore. In questo modo si cerca di ovviare all'effetto delle radiazioni ambientali.

    Per misurare le temperature, massima e minima, si adoperano i cosiddetti termometri a massima e a minima. Il primo è un termometro a mercurio che nella parte prossima al bulbo ha la canna strozzata.

    Quando la temperatura aumenta il mercurio dilatandosi passa oltre la strazzatura nella canna, mentre quando la temperatura diminuisce il mercurio si contrae e la strozzatura produce la rottura della colonna.
    L'estremità superiore della colonna spezzata rimane nel cannello ad indicare la massima temperatura verificatasi.
    Per rimettere lo strumento in assetto normale basta dargli delle leggere scosse, come si fa con i termometri clinici.
    Lo strumento è esposto nell'interno della capannina in direzione quasi orizzontale con il bulbo inclinato leggermente verso il basso.

    Il termometro a minima è invece un termometro ad alcool, in cui è immerso un piccolo indice metallico. Quando la temperatura diminuisce l'alcool si contrae e scende nella colonna trascinando l'indice mobile; quando invece la temperatura aumenta l'alcool si dilata e passando nello spazio libero, esistente fra l'indice e le pareti della canna, sale senza spostare l'indice che segna con la sua estremità rivolta verso il menisco la temperatura minima verificatasi in un certo periodo di tempo.
    Anche il termometro a minima deve giacere leggermente inclinato con il bulbo rivolto verso il basso. Ricordiamo che la temperatura massma si intende la massima temperatura registrata fra le ore 6 e le 18 T.M.G. e per temperatura minima quella verificatasi fra le ore 18 e le 6 del mattino seguente.

    Per la misura della temperatura dell'acqua del mare si usa un comune termometro. Questa misura viene fatta o nell'acqua presa dal mare con un secchio (bugliolo) a proravia degli scarichi dei macchinari o nell'acqua di raffreddamento delle macchine. La misura deve essere eseguita con alcuni accorgimenti.
    -- Se viene fatta in un secchio d'acqua di mare, bisogna lasciare il secchio immerso nell'acqua alla profondità di circa mezzo metro per un paio di minuti;poi ritiratolo colmo d'acqua vi si immerge immediatamente il termometro sino alla cima della colonna di mercurio, avendo cura di muoverlo nell'acqua stessa per uno o due minuti e precisamente finchè non si sarà constatato che l'altezza della colonna di mercurio ha assunto un valore costante. Si solleva allora il termometro quanto basta per effettuare la lettura in gradi e decimi di grado, lasciando però il bulbo del termometro immerso nell'acqua.

    -- Nell'acqua di raffreddamento delle macchine il termometro viene immerso nella direzione di assorbimento dell'acqua refrigerante (fredda) in un punto il più vicino possibile al fianco della nave; naturalmente al momento della misura della temperatura, l'acqua dovrà dircolare in modo che le parti metalliche del condotto abbiano assunto la temperatura della medesima.
    Pagina a scopo didattico:
     (Legge 18 Agosto 2000, n°248 che regola la pubblicazione e la diffusione di materiale informatico sul Web)
    Fonte Autore Casa editrice / Anno
    La patente Nautica Romano-Di Franco Ed.Helvetia
    Meteorologia e Oceanografia Sonnino Italibri