Didattica fenomeni & parametri atmosferici

DIDATTICA meteo: il gradiente TERMICO e L'INVERSIONE termica

Chi ama le alte quote e chi sovente trascorre parecchio tempo in montagna si sarà certamente accorto che la temperatura rispetto alle quote pianeggianti è ben diversa e inferiore, questo perchè più di sale in quota e più i valori termici tendono ad abbassarsi.

E' una regola questa che tuttavia non sempre viene confermata dai fatti, in quanto spesso può capitare anche l'esatto opposto. Questo fenomeno prende il nome di inversione termica. Il Gradiente Termico è un concetto basilare della Meteorologia che possiamo brevemente riassumere con questo significato: più si aumenta di quota e più la temperatura tende ad abbassarsi.

Questo accade per il semplice fatto che con l'aumentare della quota aumenta anche la distanza dal suolo, che sappiamo bene essere una sorta di "fonte diretta" di riscaldamento dell'atmosfera.

La differenza di temperatura tra il suolo e le quote superiori viene appunto chiamata gradiente termico verticale. Normalmente, in una situazione di atmosfera standard, la temperatura varia di circa 6°C ogni 1000 metri, in rapporto dunque siamo sui 0,6°C ogni 100. Naturalmente però questo non succede se siamo in presenza di un atmosfera reale.

Per capire al meglio questo particolare fenomeno è bene proporvi un esempio classico, in quanto spesso si può far confusione con un altro fenomeno che affronteremo più in avanti, e cioè l'Inversione termica. Facciamo dunque finta di essere in piena Estate, in una giornata decisamente calda e serena. In questo caso, naturalmente, vengono privilegati i luoghi montagnosi, perchè più freschi e ventilati delle pianure.

E' dunque evidente la diminuzione termica con l'aumentare della quota.

Ma se invece ci troviamo in Autunno, o ancora meglio in pieno Inverno, possiamo anche accorgerci che effettivamente la regola del gradiente non viene rispettatata. Perchè? Capita spesso infatti di trovarci in un periodo dominato dall'alta pressione delle Azzorre che comporta, come sappiamo, giornate decisamente soleggiate e persino gradevoli.

Nel periodo invernale (tra Dicembre e Febbraio dunque) la presenza altopressoria comporta delle variazioni termiche notevoli tra il giorno e la notte. In questo caso infatti, nella maggior parte delle situazioni, la temperatura diminuisce addirittura con l'abbassarsi della quota e questo fenomeno viene appunto chiamato inversione termica, spesso la diretta responsabile della formazione delle nebbie.

(Il Cumulonembo: la nube per eccellenza che dimostra come l'aria sia decisamente instabile)

Ma entriamo adesso nel dettaglio della spiegazione riguardo il gradiente termico: Prendiamo ad esempio una massa d'aria più calda dell'aria circostante, dunque più leggera e propensa a salire verso quote più elevate.

Proseguendo la sua ascesa gradualmente incontrerà pressioni via via più basse, ed ecco dunque che inizierà in processo di espansione e raffreddamento. Naturalmente la fase opposta vedrà una massa d'aria più fredda che al contrario, scendendo, troverà pressioni via via più elevate, e diconseguenza tenderà a scaldarsi e a comprimersi. 

Questo processo, non molto complesso ma abbastanza comune ed efficace, viene chiamato "Processo Adiabatico", il che vuol dire che non vi sono scambi di calore diretti tra le masse d'aria.

Affrontato questo concetto e spiegate le due situazioni andiamo adesso ad affrontare la questione legata all'umidità, in quanto è molto importante conoscere il suo quantitativo all'interno della massa d'aria stessa per stabilirne le variazione termiche con la quota. Esaminiamo dunque le due situazione più frequenti, aria secca ed aria molto umida e vicina al punto di condensazione.

(La Nebbia: una "nube al suolo" molto correlata col fenomeno dell'Inversione termica)

Aria secca o molto secca: in presenza di una massa d'aria dalle caratteristiche secche la variazione di temperature sarà a grandi linee di circa 1°C ogni 100 metri. Si tratta, come possiamo constatare, di una situazione ben diversa rispetto allo standard meteorologico, quello che abbiamo studiato in apertura editoriale. In questo caso dunque ci troviamo in presenza di un "Gradiente Adiabatico secco".

Aria umida o molto umida: In questo caso la variazione termica sarà maggiormente vicina a quelli che sono i valori termici in atmosera standard, e cioè una variazione di circa 0,5/0,6°c ogni 100 metri. Questi fattori, uniti ad un solo scopo, permettono ai meteorologi di capire quanto effettivamente uno strato di atmosfera, non particolarmente elevato, mostri segnali di stabilità o instabilità.

Per capire al meglio questo concetto ricorriamo ancora all'utilizzo di due esempi pratici: se il gradiente termico fosse ben superiori a 1°C ogni 100 metri la massa d'aria, salendo verso l'alto, si manterebbe comunque sempre più calda dell'aria circostante e dunque sarebbe propensa a proseguire ulteriormente la sua asesa.

Questo è il caso in cui l'aria assume caratteristiche di instabilità, dunque condizioni ideali per la formazione di nubi convettive all'origine di eventuali temporali.

Ma se invece il gradiente risulta inferiore a 0,5/0,4°C ogni 100 metri la massa d'aria, muovedosi verso quote superiori, dunque verso l'alto, incontrerebbe aria di per se già più calda, pertanto eventuali moti convettivi verrebbero immediatamente inibiti. Ecco che dunque ci troviamo in presenza di aria stabile o molto stabile.

Abbiamo dunque spiegato, con semplici concetti, quelli che sono due importanti aspetti della meteorologia. Non dimentichiamoci infatti che sia nel periodo estivo che in quello invernale questi fenomeni sono pane quotidiano per il previsore.

Rinaldo Cilli

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