Analisi radiosondaggi

La tabella dati ottenuta dai radiosondaggi contiene in ordine i seguenti parametri:

• • Pressione atmosferica (hPa): la pressione esercitata dall’atmosfera conseguenza dell’attrazione gravitazionale della colonna d’aria che grava al di sopra di un punto posto ad una determinata quota;
  • Altezza di geopotenziale (m): è una grandezza direttamente proporzionale all’energia potenziale, ovvero l’energia necessaria a sollevare un kg di aria fino ad una determinata quota; tale valore viene diviso per un parametro fisso adimensionale corrispondente all’accelerazione di gravità (9,8), ottenendo l’altezza di geopotenziale. In tal modo quindi tale parametro sarà molto vicino alla quota altimetrica corrispondente della particella in esame, per cui viene espresso in metri;
  • Temperatura (°C): parametro noto che esprime l’energia cinetica delle molecole dell’aria;
  • Dew-point (°C): punto di rugiada, calcolato dai valori di temperatura e umidità, indica la temperatura cui occorre raffreddare una massa d’aria per portarla alla saturazione (100% di umidità relativa), a parità di contenuto di vapor acqueo; quindi minore sarà la differenza tra questo valore e quello di temperatura, maggiore sarà l’umidità dell’aria;
  • Umidità relativa (%): rapporto percentuale tra la quantità di vapor acqueo presente in un  determinato volume d’aria e la quantità massima di vapore che tale volume potrebbe contenere, il quale a sua volta dipende dalla temperatura; più sarà alta quest’ultima, più sarà alta la quantità massima di vapore possibile, e viceversa. L’umidità relativa ci indica quindi solo quanto l’aria sia vicina alla saturazione, senza dare informazioni sul valore assoluto della densità di vapore;
  • Mixing ratio (g/kg): rapporto di mescolanza, esprime il rapporto tra la massa di vapore contenuta in una massa d’aria umida e la parte di aria secca contenuta in tale massa;
  • Direzione vento (gradi): la direzione di provenienza del vento espressa in gradi sessagesimali, 0° corrisponde al nord ed i successivi valori identificano le varie direzioni ottenute procedendo in senso orario;
  • Velocità vento (nodi): la velocità del vento espressa in nodi (1 nodo=1,852 km/h);
  • Temperatura potenziale (K): rappresenta la temperatura che assumerebbe una particella di aria secca se portata adiabaticamente (ovvero senza scambi di calore con l’ambiente esterno) da una certa quota z fino alla pressione standard al livello del mare (1000 hPa); viene indicata in gradi Kelvin (0° K equivalgono a -273,15 °C, lo zero assoluto; quindi °C=°K-273,15);
  • Temperatura potenziale equivalente (K): chiamata anche temperatura pseudo-potenziale, è quella temperatura che viene raggiunta da una particella d’aria che prima viene sollevata in modo pseudo-adiabatico fino all’altezza in cui diviene satura (vapore acqueo completamente condensato), e da quest’altezza riportata in modo adiabatico secco fin verso il livello del mare (1000 hPa);
  • Temperatura potenziale virtuale (K): è la temperatura teorica che avrebbe una particella di aria secca nel caso avesse la stessa densità di una particella di aria umida.

I dati ottenuti dai radiosondaggi vengono rappresentati in un determinato grafico denominato diagramma aerologico o nomogramma termodinamico.
In questo grafico viene rappresentato il comportamento dell’atmosfera al variare della quota: sull’asse delle ascisse troviamo i valori di temperatura, su quello delle ordinate i valori di pressione atmosferica, che decrescono al crescere della quota altimetrica.

Nel diagramma vengono tracciate diverse linee orizzontali, verticali ed oblique che rappresentano varie trasformazioni che caratterizzano il sistema termodinamico in essere: isoterme, adiabatiche secche e sature, isobare, isoigrometriche.

In questa griglia, per ogni livello barico, vengono riportati i valori di temperatura, temperatura di rugiada, direzione e velocità del vento rilevati dalla radiosonda; nei primi due casi abbiamo due diverse linee che uniscono i rispettivi valori, dal suolo fino alla stratosfera, mentre il vento viene rappresentato da vettori al bordo destro del diagramma.
La linea che unisce i valori di temperatura prende il nome di curva di stato.

I diagrammi aerologici maggiormente utilizzati sono quelli di Herlofson e Stuve, molto simili tra loro ma leggermente diversi per le differenti scale utilizzate sugli assi di pressione e temperatura.

Noi ci occuperemo di quello di Herlofson, detto anche Skew T-ln P, così chiamato perchè la coordinata verticale visualizza la pressione in scala logaritmica, mentre sull’asse orizzontale abbiamo la temperatura; le isoterme sono però inclinate di 45° verso destra (da qui “Skew”), rispetto alle linee orizzontali della pressione.

Prendendo in esame il diagramma aerologico visualizzato nella sezione dei radiosondaggi ne riassiumiamo le principali caratteristiche:

• asse ascisse: temperatura in scala lineare;
• asse ordinate: pressione in scala logaritmica;
• le due linee spesse nere rappresentano il profilo verticale rispettivamente della temperatura e della temperatura di rugiada;
• le linee delle isoterme sono quelle azzurrine inclinate di 45° verso destra;
• le linee delle isobare sono quelle blu orizzontali;
• le linee verdine rappresentano le variazioni adiabatiche secche;
• le linee azzurrine più inclinate rispetto alle adiabatiche secche rappresentano invece le variazioni adiabatiche sature (o pseudo-adiabatiche).