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L’umidità atmosferica
Quando parliamo di umidità, ci riferiamo a uno dei vari modi di specificare il contenuto di vapore acqueo nell’atmosfera
•Umidità assoluta = massa di vapore presente per unità di volume espressa in grammi/metro cubo. Si può figurare come la densità di vapore•Umidità specifica = massa di vapore contenuto in una unità di massa di aria (aria secca più vapore) espressa in grammi/kilogrammo. Questa misura, dipendendo solo dalla massa e non cambia al variare di temperatura o pressione.•Umidità relativa = rapporto percentuale tra il vapore acqueo contenuto in una unità di volume di aria e il vapore acqueo necessario per raggiungere la saturazione a una data temperatura•Rapporto di mescolanza = massa di vapore acqueo contenuto in una unità di massa di aria secca. Espresso in grammi/kilogrammo•Temperatura di rugiada = temperatura alla quale deve essere raffreddata l’aria, a pressione costante e contenuto di vapore costante, affinchè raggiunga la saturazione.
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L’umidità atmosferica
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L’umidità atmosferica
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L’umidità atmosferica
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L’umidità atmosferica
Un’altra misura per determinare la quantità di vapore acqueo presente nell’atmosfera è la pressione che le molecole di vapore acqueo esercitano: La pressione di vapore
La frazione di pressione esercitata da un gas in una miscela di gas, dipende dalla frazione di molecole di quel gas
Es. se la pressione atmosferica è di 1000 hpa e la frazione di vapore acqueo è uguale all’ 1%, la pressione di vapore sarà uguale a 10 hpa
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L’umidità atmosferica
La pressione di vapore di saturazione è la massima pressione di vapore ad una data temperatura
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Relative Humidity and Dew Point
Pressure at 1000 mb
Parcel A Parcel B
T = 10 oC (50 oF)
e = 12.3 mb
es = 12.3 mb
T = 20 oC (68 oF)
e = 12.3 mb
es = 23.7 mb
RH = (e / es) x 100 = 100% RH = (e / es) x 100 = 52%
Therefore: Td = 10 oC for Parcel B
Dew point = Temperature to which air must be cooled at constant pressure to reach saturation. It is a measure of the air’s actual water vapor content.
Relative Humidity is a measure of the degree of saturation of the air.
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L’umidità atmosferica
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L’umidità atmosferica
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La stabilità atmosferica
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La stabilità atmosferica
I principali “attori” che intervengono nella determinazione della stabilità atmosferica sono:
La pressione = forza/superficie. Se una particella d’aria ha una pressione maggiore dell’ambiente circostante, si espande
La densità = massa/volume
La temperatura
Il contenuto di umidità
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La stabilità atmosferica
Pressione, Temperatura e Volume di una particella di gas sono legate dalla relazione :
Per un gas ideale:
dove n è il numero di Moli del Gas e R è la costante dei gas
Se due particelle di gas hanno la stessa pressione, allora il gas più caldo ha una densità minore
Questo dipende dal fatto che la formula dei gas perfetti può essere scritta
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• Processo Adiabatico– In una particella d’aria che si espande, senza scambi
di calore con l’ambiente circostante, aumentano il suo volume, e diminuiscono la pressione e la temperatura
– In meteorologia ci concentriamo sulle varizioni di temperatura
– Un processo adiabatico è reversibile
• Se la particella d’aria non raggiunge la saturazione, il raffreddamento o il riscaldamento avviene con un gradiente adiabatico secco
• Constante nella nostra atmosfera 10 oC / km
• Se la particella d’aria raggiunge la condensazione il raffreddamento avviene con un gradiente minore: Gradiente adiabatico umido = 6°C /Km Perche?
La stabilità atmosferica
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• Se la particella d’aria raggiunge la condensazione– Condensazione (RH = 100%), Rilascio di calore latente
– Calore Latente attenua in parte il raffreddamento
– Il raffreddamento avviene con un gradiente minore: Gradiente adiabatico
umido
– Non è costante, varia con la temperatura e l’umidità
Valore medio ~ 6 oC / km
– Non è reversibile (calore aggiunto, umidità rimossa)
• Processo pseudo-adiabatico
La stabilità atmosferica
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Assolutamente Stabile
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Assolutamente Instabile
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Condizionatamente Instabile
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Sviluppo di una nube temporalesca
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Effetto Orografico Stau - Foehn
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Il diagramma termodinamico
• Modo conveniente di visualizzare la struttura verticale dell’atmosfera
• Determina quantità meteorologiche non rilevate
• Sia osservazioni mediante radiosonde, che
previsioni da modelli
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Skew-T diagram
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Skew-T diagram
Isobars
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Skew-T diagram
Isotherms
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Skew-T diagram
Dry adiabats
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Skew-T diagram
Moist adiabats
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Skew-T diagram
Saturation Mixing Ratio
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