Diventa meteorologo

Per sintetizzare l’andamento termico del giorno o del mese o dell’anno si impiegano le seguenti grandezze:

• Temperatura massima (Tx) e temperatura minima (Tn) registrata nel corso delle 24 ore;
• Temperatura media giornaliera ( Tm ) che è appunto la media aritmetica di tutti i valori orari rilevati nell’arco delle 24 ore;
• Escursione media giornaliera data dalla differenza (Tx – Tn) tra il valore massimo e qullo minimo della temperatura nella giornata;
• Media aritmetica mensile delle temperature massime Tx e minime Tn giornaliere;
• Temperatura media mensil data dalla media di tutti i valori giornalieri Tm del mese;
• Escursione media mensile data dalla differenza tra il valore medio mensile delle temperature massime e quello delle temperature minime;
• Temperatura media annua, ottenuta come media aritmetica delle temperature medie mensili

I termometri più precisi sono quelli a mercurio ma ormai nella pratica si usano anche termometri riempiti con liquidi il cui volume vari molto al variare della temperatura e che abbiano punto di congelamento molto basso e punto di ebollizione molto alto.
I termometri portano indici graduati a seconda della scala termometrica usata. Le due scale più impiegate sono quella centigrada ( °C) ove al punto di congelamento dell’acqua viene assegnato il valore 0°C mentre al punto di ebollizione dell’acqua viene associato il valore 100 °C. L’altra scala, molto impiegata nei paesi anglosassoni, è quella Fahrenheit (°F).
In questa ultima al punto di congelamento dell’acqua è assegnato il valore 32 °F mentre al punto di ebollizione dell’acqua viene associato il valore 180 °F. Per trasformare i gradi F° in gradi °C, bisogna impiegare la seguente formula:

Nelle formule di Fisica, come ad esempio, nell’equazione di stato dei perfetti ( PV = RT) o nella legge relativa alla quantità E di energia irraggiata in un secondo da un metro quadrato di superficie di un corpo nero alla temperatura T ( E = kT4), la temperatura T viene espressa tramite la “scala della temperatura assoluta” o “Scala Kelvin” (°K) ove lo zero delle scala è lo “zero assoluto” ovvero T = -273, 16 °C. Per trasformare i gradi assoluti K° in gradi centigradi occorre usare la relazione

Ha un nome roboante: vendetta di Montezuma. Come il grande imperatore Azteco. La vendetta colpirebbe tutti coloro i quali si avventurano in paesi esotici, una sorta di risposta all’affronto che gli europei fecero secoli addietro sottomettendo nel sangue civiltà millenarie. Secondo le cronache dell’epoca la maledizione atzeca fu lanciata nella primavera del 1519, contro di Hernán Cortés e la sua armata di Conquistadores ed sembra che abbia avuto successo perché molti soldati si ammalarono di…. diarrea.

Ma, maledizione a parte, la vendetta di Montezuma è conosciuta anche con il nome di “diarrea del viaggiatore” perché in estate sono in molti a scegliere come meta turistica i paesi tropicali per fare un coupon di sole e di luce. Ma qui per il caldo i cibi vanno facilmente in avaria, specie nei paesi ove i mezzi di conservazione sono ancora approssimativi.
Ecco perché molti vengono colpiti dalla “vendetta di Montezuma” (2-3 episodi al giorno), accompagnata di solito da crampi addominali, eruttazione, meteorismo e, talvolta, da nausea e vomito. Si manifesta di solito all’inizio del viaggio e si risolve nell’arco di 3-5 giorni.

Hai visto mai

Nella seconda parte della scorsa settimana nel Mar dei Caraibi si è rapidamente formato un ciclone tropicale che, dopo aver attraversato la Penisola dello Yucatan, il giorno 29 è riemerso sul Golfo del Messico dove, scorrendo al di sopra di mari molto caldi, ha acquistato notevole energia (il calore e l’umidità forniti dalle superfici marine sono il carburante che alimenta i cicloni tropicali), come testimoniato dall’immagine scattata dal satellite GOES-13 della NOAA.
Il ciclone, cui è stato assegnato il nome di Arlene, è stato il primo del 2011 a formarsi nel bacino atlantico e quando il giorno 30 ha nuovamente investito le coste del Centro America lo ha fatto con l’intensità di una tempesta tropicale che ha scatenato sul Messico piogge torrenziali e venti a circa 100 chilometri orari.

In particolare le piogge insistenti e abbondanti, che durante il fine settimana scorso hanno accompagnato la tempesta nel suo passaggio sul Messico, purtroppo hanno provocato numerosi danni e anche delle vittime: più di 200 000 famiglie sono rimaste per molte ore senza energia elettrica, centinaia di abitazioni e diverse strade sono state rese inagibili e a causa di numerose frane e allagamenti hanno perso la vita 17 persone, mentre altre 2 rimangono tutt’ora disperse. In compenso le frange periferiche di questo ciclone tropicale si sono spinte fin sul Texas dove, grazie ai diffusi acquazzoni portati dalle nubi cariche di pioggia della tempesta, si è in parte alleviato il periodo di forte siccità che negli ultimi mesi ha colpito le regioni meridionali di questo stato. 

Clima e salute

Nell'ultimo decennio i meteorologi hanno sempre più spesso messo in guardia contro il rischio che i fenomeni atmosferici violenti (uragani, alluvioni, tornado, trombe d’aria, temporali, grandinate, fulmini, Niño) potessero diventare via via più intensi e più frequenti, un fenomeno noto come “estremizzazione del clima”.
Un timore motivato dal crescente surplus di calore immesso nell’atmosfera dal vertiginoso aumento dei gas-serra. Purtroppo oggigiorno il timore sembra ormai diventato realtà, alla luce delle ricorrenti follie stagionali del tempo.

Il generale timore nei confronti delle vicende atmosferiche però ha fatto comparire una nuova meteoropatia, la “Severe Weather Phobia”, così denominata dallo psicologo John Westefeld dell’Università dell’Iowa che per primo l’ha studiata. Insomma sono ormai molti coloro che, non appena i meteorologi annunciano cattivo tempo, vengono assaliti dal terrore di dover fare presto i conti con forti temporali, nubifragi, grandinate e venti catastrofici.

Ma le conclusioni a cui sono approdati gli studi di Westfeld possono essere utili anche per chi ha il timore dei temporali nostrani. Infatti lo psicologo USA ha creato un centro ove chi soffre di questa sindrome ansiosa viene aiutato da un team composto da uno psicologo e un meteorologo.
Lo psicologo aiuta le persone ad affrontare l’ansia mentre il meteorologo risponde alle domande sulle caratteristiche dei fenomeni violenti.
In tal modo che soffre da fobia da maltempo sembra che acquisti un maggiore controllo nei confronti dell’oggetto delle proprie paure.

Diventa meteorologo

Se consideriamo un volume di 1 m³ appoggiato al suolo, la temperatura dell’aria da esso racchiuso verrà a dipendere dal bilancio netto tra i flussi di calore che vi entrano dall’alto (radiazione solare, radiazione infrarossa da effetto serra, rimescolamento turbolento verticale per azione del vento) e quelli persi per flussi di calore uscenti dal volume stesso (perdita di calore verso l’alto per irraggiamento nell’infrarosso dell’aria e del suolo, radiazione solare riflessa dal suolo nello spazio, moti convettivi se il suolo è surriscaldato).
Se la ventilazione è sostenuta allora la temperatura del volumetto d’aria viene anche influenzata dal trasporto orizzontale di aria più calda o più fredda (avvezione termica) dalla regioni circostanti verso il luogo di vostro interesse.
Anche l’evaporazione e la condensazione all’interno del volume d’aria contribuiscono a far variare la temperatura: infatti l’evaporazione, entro il volume considerato, dell’acqua, - compresa quella presente nel terreno e nella vegetazione - avviene a spese del calore sottratto al suolo medesimo.

Analogamente i fenomeni di condensazione al suolo - come la nebbia - immettono calore all’interno del volume d’aria (ad esempio, la condensazione in nebbia di 0.2 grammi di vapore in 1 m3 d’aria al suolo, ne aumenta la temperatura di quasi 0.5 °C). Ma la temperatura, oltre che dai flussi verticali e orizzontali di calore e dai fenomeni di condensazione-evaporazione, dipende anche da fattori astronomici (l’alternanza delle stagioni legata al moto di rivoluzione della terra) e da numerosi fattori geografici locali: durata del soleggiamento a seconda dell’orizzonte più o meno libero, inclinazione del terreno rispetto ai raggi solari, tipo di suolo ( il tipo di copertura del terreno influenza il grado di riflessione della radiazione solare da parte del suolo detta anche “albedo”), altitudine e latitudine del luogo, la distanza dal mare. Questo è il motivo per cui la temperatura manifesta una forte variabilità da luogo a luogo, anche nel raggio di pochi km e, per tale motivo, è uno dei parametri più difficile da prevedere.

I più sono convinti che una goccia di pioggia abbiano una forma più o meno allungata simile ad una mini-pera o ad una lacrima sul viso. In effetti siamo abituati a vederla così rappresentata nei testi di meteorologia, nei libri scolastici, nei manifesti e nei cartelloni pubblicitari, confortati per di più dal fatto che tale è in effetti la forma della goccia di goccia che, sotto i nostri occhi, scivola lentamente verso il basso sul vetro della finestra di casa o sul parabrezza dell’auto. In realtà le cose non stanno proprio così.

Infatti gli scienziati, attraverso l’impiego di macchine fotografe molto sofisticate hanno scoperto che le gocce di pioggia, mentre sono in libera caduta nell’aria, non hanno, come spesso siamo soliti visualizzarla, l’aspetto di una lacrima, bensì la forma di una mini-pagnotta con superficie quasi piatta nella parte rivolta verso il basso. Insomma la goccia sarebbe schiacciata nella sparte inferiore, quella che, nella caduta, avanza verso il suolo. Strano ? Non troppo. Infatti durante la sua caduta, a velocità intorno 3-6 metri al secondo, la goccia viene frenata e contrastata dalla resistenza dell’aria la quale appunto tende a conferirle la tipica forma schiacciata nella parte più avanzata nel senso del moto.

Hai visto mai

Secondo Climate Prediction Center della NOAA nei prossimi mesi sull’Atlantico si osserverà un afflusso di sabbia del deserto nella norma, ed è proprio nei periodi compresi tra una tempesta di sabbia e l’altra che sarà forte il rischio che si formino dei cicloni tropicali: in particolare gli studiosi americani prevedono che fra luglio e novembre si sviluppino tra i 12 e i 18 cicloni tropicali, di cui almeno 6 destinati a trasformarsi in uragani, ovvero tempeste accompagnate da venti che soffiano a oltre 118 chilometri orari.

Clima e salute

Salendo di quota cala anche la pressione atmosferica. La diminuzione rispetto al livello del mare è intorno al 20% a 2000 m, 30% a 3500 m e 60% a 4000 m. Al diminuire della pressione cala però anche la concentrazione dell’ossigeno il quale, dopo l’azoto, è il principale componente dell’aria. La carenza di ossigeno (ipossia) costringe il cuore ad aumentare i battiti per aiutare i polmoni ad accelerare i ritmi di inspirazione, onde assicurare comunque l’abituale fabbisogno di ossigeno per le funzioni vitali. Tutto questo scompiglio sottopone però bronchi e polmoni a un surplus di ginnastica e a iperventilazione, con benefici effetti per i sofferenti di asma ma con qualche problema in più per chi soffre di cuore.

In montagna si suggerisce ai cardiopatici e agli ipertesi di evitare gli sforzi eccessivi, specie se prolungati, e di fermarsi immediatamente non appena compaiono affanno o palpitazioni. A chi soffre di ipertensione viene anche raccomandato di misurarsi almeno una volta al giorno la pressione: se questa tende ad aumentare – situazione abbastanza frequente nei primi giorni di acclimatazione in montagna – potrebbe suggerire al vostro medico di incrementare, seppure temporaneamente, le dosi di farmaci anti-ipertensivi. A quote relativamente alte la povertà di ossigeno diviene così acuta da provocare il mal di montagna, una tipica sindrome che, tra 2500 e 3500 metri di altitudine, colpisce il 15% circa degli individui e addirittura il 35% a quote tra 3500 e 4000 metri.

Diventa meteorologo

Le previsioni del tempo vengono elaborate con tecniche diverse a seconda della validità temporale della previsione e questo è anche il motivo per cui le previsioni vengono suddivise in 4 tipologie: previsioni a brevissima scadenza o now-casting (da 1 a 12 ore); previsioni a breve scadenza (da 12 a 72 ore); previsioni a media scadenza (4 a 10 giorni); previsioni a lunga scadenza.(oltre 10 giorni). Per le previsioni a brevissima scadenza (1-12 ore) - quelle nelle quali si potrebbe cimentare con discreto successo anche un … meteorologo in erba - la tecnica più avanzata è il now-casting: la posizione futura di un fenomeno meteo viene stimata estrapolandone la traiettoria osservata nelle ore passate.

Per il now-casting è quindi indispensabile l’impiego delle osservazioni meteo relative al tempo attuale (“il tempo che c’è”) e al” tempo che c’era” nelle 6-12 ore precedenti, onde ricostruire lo spostamento più probabile di un fenomeno meteo in atto (ad. es., un temporale) o per stabilirne la sua evoluzione nel tempo (ad esempio, lo spostamento di una “perturbazione” atlantica o la stima del tempo necessario al dissolvimento di un banco di nebbia). Le principali fonti di osservazioni per elaborare previsioni locali con le tecniche del now-casting sono i satelliti meteorologici, i radar, le osservazioni in superficie effettuate da una rete mondiale e trasmessi anche su Internet, le osservazioni in quota a cura della rete mondiale di palloni-sonda.

Meglio ancora in ambito locale se si possiede una propria stazione meteo amatoriale. Il now-casting ha numerose applicazioni previsionali locali: lo spostamento di temporali, di centri di bassa pressione, di corpi nuvolosi e di aree di piovosità; individuazione delle aree di più probabile sviluppo di rovesci e temporali; previsione della nebbia e della neve ; previsione della direzione e della velocità del vento.

Curiosando

Sono più di 10.000 le persone che nel mondo ogni anno vengono colpite, i maniera più o meno grave, dai fulmini, con effetti che vanno dalla morte per folgorazione, a scottature, lesioni di organi interni. I danni poi ad opere, manufatti, elettrodotti sono ingenti e, solo in Italia (1.200.000 fulmini circa all’anno), assommano a varie centinaia di milioni di euro. Il fulmine provoca spesso perdite di bestiame e, a volte, vere e proprie ecatombi di pecore, animali che sono soliti riunirsi in gruppo compatto, cosicché la colonna d’aria calda, a carica positiva, che dal gregge sale verso la base della nube temporalesca, crea un solco conduttore attraverso il quale si scarica poi la folgore.

Anche gli alberi isolati sono frequente bersaglio dei fulmini perché, per il noto effetto elettrico del potere disperdente delle punte, anch’essi tendono disperdere sulla colonna d’aria sovrastante le cariche elettriche sottratte al suolo - così come avviene nel parafulmine – creando così un canale conduttore tra albero e base del temporale. Per quanto riguarda i danni agli edifici le statistiche indicano che il 55% circa dei fulmini colpisce campanili, torri alte e guglie, il 38% i camini, il 6% i tetti.

Hai visto mai

Attualmente il ciclone tropicale è ancora assai violento ma secondo gli esperti del National Hurricane Center americano nelle prossime ore dovrebbe perdere intensità e soprattutto, se non cambierà repentinamente direzione, si allontanerà dalle coste messicane, andando piano piano a spegnersi in aperto Oceano Pacifico, distante dal continente. Fortunatamente il nucleo del ciclone non ha investito direttamente il Messico, per cui al momento non si contano vittime e anche i danni sono rimasti relativamente contenuti. Beatriz è già il secondo uragano che si forma, in questo 2011, nelle acque dell’Oceano Pacifico Orientale, di fronte alle coste americane, e secondo gli esperti americani presto cominceranno a formarsi intensi cicloni tropicali anche nell’Atlantico.

Clima e salute

Arriva l’estate, il sole, le vacanze, la tintarella, ma anche gli eritemi, le scottature, l’invecchiamento della pelle e il rischio di melanomi. Infatti, se da una parte il sole aiuta a sintetizzare la vitamina D, combatte il rachitismo e la depressione, fa bene a livello psicologico e stimola la produzione di endorfine, dall’altra l’abbronzatura non è altro che un’autodifesa della pelle per proteggersi dai raggi solari e in particolare dai raggi ultravioletti (UV-A, UV-B, UV-C) che non scaldano, ma sono quelli che producono maggiori danni alla pelle. Ad esempio, gli Uv-A entrano in profondità, distruggono il collagene, l’elastina e i piccoli vasi e invecchiano la pelle; gli Uv-B penetrano nel nucleo delle cellule dell’epidermide mutando il DNA e inducendo a tumori cutanei. La necessità, quindi, di proteggersi dal sole è fondamentale.

Basta mettersi sotto l’ombrellone o indossare una maglietta? La risposta è: assolutamente no perché i raggi solari attraversano anche i tessuti. Indossare una maglietta di cotone è come spalmarsi una crema di fattore 5 e più la trama dei tessuti è larga più il “fattore di protezione” diminuisce. Tanto più il tessuto è chiaro, meno ha la capacità di trattenere la radiazione. Così come stare sotto l’ombrellone non significa proteggersi perché la radiazione solare è riflessa dalla sabbia. E che dire dei costumi in nylon e lycra? Se bagnati, sono completamente “trasparenti” alla radiazione. Novità, però! Da qualche anno si stanno mettendo a punto dei nuovi tessuti che riescono ad assorbire i raggi solari. Ad esempio, nella viscosa sono stati inclusi dei bloccanti UV e delle molecole di ceramica a tal punto che il suo “fattore di protezione” è di 60. Da ora in poi, occhio all’etichetta sui vestiti! Infatti, è stato creato uno standard internazionale di misura (UV Standard 801) che garantisce una protezione quasi totale dei raggi nocivi.

Le previsioni del tempo richiedono l’integrazione di tutti i dati meteorologici raccolti sia dalle reti di osservazione dei servizi nazionali sia dai satelliti dedicati. Tutti i dati vengono poi immessi nei complessi modelli fisico-matematici che simulano l’evoluzione del tempo e permettono di ricavare le previsioni meteorologiche. Questo lavoro di sintesi dei dati viene fatto da organizzazioni meteorologiche internazionali. La più importante è l’Organizzazione Meteorologica Mondiale, o WMO (‘World Meteorological Organization’) che conta 188 Paesi membri e ha sede a Ginevra. La WMO è un’agenzia specializzata dell’ONU che.coordina e stardadizza la raccolta di dati relativi a tutto il nostro Pianeta.

A livello europeo, invece, ci sono tre diverse organizzazioni meteorologiche internazionali: EUMETNET, EUMETSAT e ECMWF. L’EUMETNET (‘EUropean METeorological NETwork’) ha sede a Bruxelles, in Belgio ed è una rete di 24 servizi meteorologici nazionali europei che promuove la cooperazione in ambiti come i sistemi di osservazione, la gestione dei dati e i prodotti di base per le previsioni. EUMETSAT (‘EUropean organisation for the exploitation of METeorological SATellites’), con sede a Darmstadt, in Germania, ha come obiettivo la realizzazione, la manutenzione e lo sfruttamento del sistema europeo di satelliti meteorologici.

È quindi responsabile del lancio e dell’operatività dei satelliti (per esempio delle diverse generazioni di satelliti Meteosat) e della distribuzione agli utenti finali dei dati ottenuti dagli strumenti a bordo. L’ECMWF, o CEPMMT (‘Centro Europeo per le Previsioni Meteorologiche a Medio Termine’), infine, con sede a Reading, in Inghilterra, è un organizzazione internazionale supportata da 31 Stati europei – Italia compresa - che fornisce previsioni a medio e lungo termine (modello fisico-matematico ECMWF) elaborate dai più avanzati supercomputer oggi disponibili, fruibili anche per la ricerca scientifica in ambito meteorologico. Sull’altra sponda dell’Atlantico, invece, l’organizzazione più importante è la NOAA (‘National Oceanic and Atmospheric Administration’),l’agenzia USA che tiene sotto controllo le condizioni ambientali, climatiche e meteorologiche negli Stati Uniti e anche del resto del mondo. Elabora un modello fisco-matematico a scala mondiale (GFS).

Curisando

In Italia tutte le ondate di caldo estive sono provocate dall’espansione verso la penisola dall’alta pressione che nella stagione calda è solita occupare il Nord Africa.
Perché? Ebbene, in primis, la serenità del cielo tipica delle alte pressioni favorisce una forte insolazione; inoltre nelle alte pressioni vi sono lenti moti discendenti i quali impediscono al calore e al vapore emanati dal suolo di diluirsi verso l’alto. Di conseguenza, finché c’è l’alta pressione, calore e vapore restano intrappolati in prossimità del suolo in un sottile strato atmosferico, facendo in tal modo aumentare, giorno dopo giorno, la temperatura e l’umidità, fino a sconfinare prima o poi in un insopportabile caldo afoso. Per di più nelle alte pressioni i venti sono deboli o assenti e pertanto il calore accumulato al suolo non viene diluito nemmeno orizzontalmente, un motivo in più perché le temperature raggiungano valori elevate.

Infine nelle alte pressioni Nord africane i venti a quote oltre 1000-2000 metri sospingono sull’Italia aria già inizialmente molto calda di origine sahariana, la quale poi, nei lenti moti discendenti, si surriscalda ulteriormente per compressione, contribuendo così ad aumentare ancor più la già elevata temperatura al suolo. In estate è preferibile invece l’anticiclone della Azzorre perché sospinge sull’Italia aria fresca atlantica la quale quindi nella fase di compressione, pur riscaldandosi, non diviene però mai così rovente come quella Nord africana.

Hai visto mai

In effetti il maggio 2011 sul territorio italiano è stato uno dei più caldi degli ultimi 30 anni (circa un grado in più rispetto alle medie), anche se non il più caldo in assoluto (il 2003 e il 2009 ad esempio avevano regalato mesi più bollenti). Le temperature più alte sono state registrate al Nord, con valori di un paio di gradi superiori alle medie mensili. Ma più in generale l’intera primavera (periodo da marzo a maggio) è stata, a livello nazionale, una delle più calde degli ultimi 30 anni, e anche in questo caso l’anomalia più evidente è stata registrata al Nord, con circa 2 gradi in più rispetto ai valori normali: nelle regioni settentrionali è stata la stagione primaverile più calda degli ultimi decenni dopo quella record del 2007!