Dispensa n.11 - Vento e
pressione - Determinazione pratica dell’intensità del
vento.
Con le nozioni apprese nelle precedenti
dispense, noi ora siamo in grado di determinare direzione e verso
del vento.
Il vento esce dall'alta e va verso la bassa.
Ma non lo fa in linea retta. Perché?
Noi sappiamo che in natura, se esiste un
dislivello da colmare, questo avviene seguendo la via più breve.
Se non ci sono ostacoli, però. Un fiume, nel trasportare acqua
dai monti al mare, segue un percorso più o meno tortuoso in
relazione alla natura del suolo attraversato. Se sul suo cammino
incontra uno sperone roccioso, lo aggira, allontanandosi, quindi
dal suo percorso in linea retta.
Se la Terra non ruotasse intorno al proprio
asse, il vento, sotto l'impulso della sola differenza di
pressione, fluirebbe direttamente dall'alta verso la bassa
(fig.1-11). Se non ruotasse. E invece gira, descrivendo un giro
completo in 24 ore. Tutti i punti sulla Terra, pertanto, sono
soggetti a questo movimento, che in termini angolari, è uguale
per tutti. Sia che mi trovi sulla massima circonferenza,
l'Equatore, sia che mi trovi al Polo Nord, compirò un giro di
360 gradi in 24 ore. Questa velocità, abbiamo detto, è uguale
per tutti e prende il nome di velocità angolare.
C'è invece una velocità, detta lineare,
che non è uguale per tutti, ma dipende dalla posizione occupata
dal punto sulla superficie terrestre, ovvero dalla latitudine.
Se considero le circonferenze della Terra
perpendicolarmente all'asse di rotazione, avrò partendo
dall'Equatore, cerchi via via più piccoli, fino ai Poli, dove il
cerchio si sarà ridotto ad un semplice punto.
Diversa, quindi, sarà la velocità del punto
posto sull'Equatore, che dovrà compiere un giro di 40mila km in
24 ore, rispetto al Polo Nord, dove il punto coprirà nel
medesimo periodo una distanza pari a zero, limitandosi a girare
su stesso.
Le persone non si accorgono di questo
movimento perché sono "solidali" alla Terra, cioè
partecipano del suo moto saldamente vincolati ad essa.
Poniamo il caso di un punto che si voglia
muovere dall'Equatore verso i poli secondo un movimento
meridiano. Esso, all'atto del suo spostamento, possiederà una
velocità lineare di 40000km/24 ore, e man mano che prosegue
verso i poli, incontrerà cerchi dove la velocità lineare
diviene sempre più piccola: in breve, si troverà sempre un po'
più avanti rispetto al suolo.
Un osservatore posto all'esterno sapete cosa
vedrebbe?
Che quel punto che cerca di andare
dall'Equatore al polo in linea retta, in realtà si sposta verso
destra.
Si tratta della cosiddetta forza deviante
(accelerazione di Coriolis). Pertanto il vento in movimento
anziché fluire in linea retta dall'alta verso la bassa, subendo
questa deviazione, ruoterà, nell'emisfero nord, verso destra.
Un esempio semplice potrebbe essere quello di
una pista di automobiline a più corsie, dove l'a uto che
occupa la corsia più a destra possiede una velocità maggiore
rispetto a quella soprastante. Se l'auto più veloce ad un certo
punto scavalca la corsia, portandosi su quella alla sua sinistra,
si troverà davanti all'auto che corre in quella corsia, e ancor
più avanti rispetto a quella che percorre la successiva corsia a
sinistra.
Il moto risultante è un evidente spostamento
a destra rispetto alle altre automobiline.
Non è un concetto facilissimo da spiegare,
per cui ogni esempio corre il rischio di essere riduttivo.
Ritorniamo alle nostre aree di alta e bassa
pressione: il vento che esce dall'alta non sarà perpendicolare
alle isobare, ma subendo la deviazione tenderà a ruotare verso
destra assumendo un verso di rotazione oraria rispetto al centro
dell'alta.
Fissiamo dunque questo concetto: il verso
di rotazione del vento intorno alle aree di alta pressione è
orario (fig.2-11).
Badate bene che nell'emisfero sud, o australe,
è esattamente il contrario, in modo speculare: il movimento
intorno all'alta è antiorario, proprio perché la deviazione di
Coriolis agisce nel verso opposto rispetto all'emisfero nord.
Nel nostro emisfero, nelle aree di bassa
pressione il movimento dell'aria assume una rotazione antioraria
(fig.3-11).
Imparato questo concetto, ovvero:
alta
pressione=circolazione oraria
bassa
pressione=circolazione antioraria,
possiamo subito approfittarne per enunciare
una regola pratica, che va sotto il nome di regola di
Buys-Ballot. Poiché alle basse pressioni è associato il
maltempo (e ne scopriremo il perché nella prossima lezione), è
interessante sapere in che direzione conviene dirigersi in modo
da allontanarsi dall'area di maltempo. In questo caso ci viene in
soccorso la suddetta regola, che dice:
ponendomi con il vento alle spalle, avrò
la bassa pressione davanti a sinistra, e l'alta pressione in
basso a destra.
Quindi, in vista del maltempo, conviene andare
verso destra per allontanarsi dall'area di bassa pressione. Uno
sguardo alle figure ci chiarirà ogni dubbio (fig.4-11).
A questo punto possiamo introdurre un altro
concetto: se vi fosse soltanto la deviazione di Coriolis, il
vento spirerebbe pressoché parallelo alle isobare. In realtà
esso finisce per intersecarle, perché interviene una ulteriore
deviazione, questa volta verso sinistra, dovuta all'attrito
causato dal contatto dell'aria con le asperità della superficie
terrestre.
Un altro piccolo passo
nell'interpretazione della cartina
Guardiamo ora la nostra cartina. Adesso siamo
in grado di capire il significato delle zone di alta e bassa
pressione. Possiamo facilmente renderci conto che in
corrispondenza della lettera L troviamo il minimo di pressione, e
quindi le pressioni crescono dal centro verso l'esterno: 1000,
1004, 1008, ecc.
In corrispondenza della lettera H troviamo
invece il massimo della pressione, con pressioni via via
decrescenti dall'interno verso l'esterno: 1024, 1020, 1016,
ecc.ecc.
Con ciò che abbiamo imparato, siamo in grado
addirittura di individuare il flusso seguito dalla massa d'aria,
ovvero la direzione di provenienza dei venti nei vari luoghi.
Consideriamo di trovarci ai margini della
depressione, in basso a destra: il vento spirerà da sud,
sud-ovest. Facciamo adesso il discorso contrario: ci troviamo in
quella medesima zona, con un vento alle spalle che giunge da sud:
dove si troverà l'area di bassa pressione? Applicando la regola
di Buys-Ballot, essa si troverà davanti a sinistra, esattamente
come possiamo osservare sulla cartina. Avete notato ? Senza aver
alcun dato, posso rapidamente fare delle considerazioni sulla
distribuzione in grande della pressione basandomi soltanto sulla
direzione di provenienza del vento.
Vedete, il meteorologo non deve far altro che
raccogliere indizi: il professionista ha a sua disposizione una
infinità di fonti, ovvero le osservazioni strumentali, le
immagini da satellite, i modelli numerici, ecc. ecc. quindi viene
messo in grado di potersi fare un'idea più o meno precisa,
collezionando parecchi indizi.
Ma anche il dilettante può fare la stessa
cosa: non deve far altro che imparare a riconoscere gli indizi, i
segni del tempo.
Risulta evidente che un singolo indizio di per
sé non potrà mai darmi un'idea precisa: se possiedo solo il
dato del vento, o della pressione, mi farò sempre e comunque una
idea molto approssimativa del tempo, tale da indurmi a
conclusioni errate.
 Riassumendo:
-abbiamo imparato cosa origina il vento
-abbiamo imparato anche qualcosa circa la
direzione di provenienza del vento.
Adesso ci tocca capire cosa determina l'intensità
del vento.
A volte il vento può essere piacevolmente
intenso, talvolta non tanto piacevolmente, specie se associato a
raffiche o temporali.
Perché il vento può essere più o meno
forte? Ovvero, cos'è che induce una maggiore o minore velocità
del vento?
La differenza di pressione.
Se ricordate, noi abbiamo parlato di
dislivello tra alta e bassa.
Disegniamo una montagna e una collina: come
definireste la montagna rispetto alla collina? Direste che la
montagna è più ripida, ovvero che la variazione di quota
avviene in uno spazio più breve rispetto alla collina.
Un fiume che porta acqua dalla cima della
montagna al mare scorrerà più velocemente rispetto ad un fiume
che scende sui tranquilli declivi di una collina.
L'intensità del vento pertanto sarà data
dalla grandezza della variazione di pressione rispetto ad una
distanza. Le isobare molto fitte corrispondono ai fianchi molto
ripidi di una montagna, per cui la forza che induce il vento a
muoversi sarà molto intensa. Un esempio proponibile può essere
il seguente: se  prendiamo un piano inclinato, la pallina posta sul lato
più alto scenderà con una velocità maggiore a seconda
dell'inclinazione
del piano. Più il percorso sarà ripido, più
velocemente scenderà la pallina.
La variazione di pressione in uno spazio
definito prende il nome di gradiente barico: più le
isobare sono vicine, più alto sarà il gradiente barico e più
intensa sarà la velocità del vento.
Guardando la nostra analisi al suolo, possiamo
già individuare, almeno qualitativamente, le aree in cui il
vento si presenterà più veloce: laddove le isobare si
presentano più ravvicinate.
Un'altra considerazione che possiamo fare è
la seguente:
generalmente le isobare si presentano più
ravvicinate presso le basse pressioni, mentre nelle zone di alta
sono più distanti l'una dall'altra. E questo ci dà ragione
del fatto che, quando ci troviamo in un regime di alte pressioni,
i venti sono deboli e talvolta, addirittura assenti (calma di
vento).
Esiste una regoletta pratica per calcolare
l'intensità del vento partendo dalla distanza tra le isobare,
valida per il Mediterraneo. Se conosco la scala di una cartina,
prendo una riga millimetrata e misuro la distanza tra due isobare
presa perpendicolarmente. Se invece la scala non è nota, basta
sapere che la distanza tra Trieste e Capo Passero (all'estremità
sud-orientale della Sicilia) è all'incirca 1000 km. A questo
punto è sufficiente ricavarsi la distanza in cm tra le isobare e
impiantare una semplice proporzione.
Esempio:
se la distanza in cm tra Capo Passero e
Trieste è di 25 cm, significa che 1000 km si riducono sulla
carta a 25 cm. Se la distanza in cm tra le isobare è di 5 cm, D
(il dato incognito) sarà dato da:
1000 : 25 = D : 5 (1000
sta a 25 come D sta a 5)
D = 1000 x 5 / 25
D = 200 km.
Le due isobare, dunque, distano
perpendicolarmente tra loro 200 km. Se indichiamo d la
differenza di valore tra le isobare (solitamente d=4 hPa),
ricavarsi l'intensità del vento sarà un gioco da ragazzi:
infatti
v (in nodi) = 1000 x d / D (n.b. 1000 è
un valore costante approssimativamente valido per il
mediterraneo).
v = 1000 x 4 / 200
v = 20 kts.
Le unità di misura del vento maggiormente
utilizzate sono:
i metri al secondo (m/s)
i nodi (miglia marine per ora, kt)
i chilometri orari (km/h).
Una regola molto pratica per passare da una
unità di misura all'altra consiste nel ricordare la sequenza di
numeri
ovvero 1 m/s = 2 kt = 3,6 km/h.
Esempio:
un vento che spira a 10 m/s corrisponderà ad
una intensità di circa 20 kts, ovvero a 36 km/h.
Un vento di 36 nodi corrisponderà a circa 18
m/s, ovvero a 18x3,6 km/h, cioè circa 65 km all'ora.
E' appena il caso di dire che i valori
ricavati dovranno essere considerati puramente indicativi, in
quanto altri fattori possono determinare una variazione locale
dell'intensità del vento.
Nella prossima dispensa, esamineremo
l’equazione fondamentale della statica
dell’atmosfera e accenneremo alle cause che
portano ad associare il maltempo alle aree depressionarie.
(rev.01/2001) |
