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Brevi cenni di meteorologia La meteorologia è la scienza che studia i fenomeni che avvengono nell'atmosfera terrestre attraverso l'analisi dei suoi parametri fondamentali (temperatura, umidità, pressione, radiazione solare, vento) e dei processi fisici che intercorrono tra essi. L'atmosfera è la sede di tutti i fenomeni meteorologici che sono i responsabili del tempo atmosferico, uno dei fenomeni più complessi presenti in natura: chiunque di noi, anche senza avere alcuna conoscenza della materia, sa quanto siano variabili le condizioni atmosferiche anche nel corso di una stessa giornata. Lo studio dei fenomeni atmosferici e l'analisi dei loro parametri consentono, tra l'altro, di elaborare previsioni sulla loro evoluzione che sono tanto più attendibili quanto maggiore è la quantità di dati disponibili e quanto più è ravvicinato il momento a cui si riferisce la previsione. L'atmosfera terrestre è costituita da una miscela di gas che avvolge la Terra trattenuta dalla forza di gravità, formata per la maggior parte di azoto (78%), oltre a ossigeno (21%) e vari gas detti "rari" (1% complessivo). Nell'atmosfera sono presenti anche polveri e particelle di vario tipo che hanno una grande importanza nella formazione delle precipitazioni (pioggia, neve, grandine). L'atmosfera non è un involucro omogeneo ma è caratterizzata da una struttura piuttosto complessa e per questo viene suddivisa in vari strati che presentano caratteristiche diverse. La parte di atmosfera che riguarda il volo aerostatico (e il volo civile in genere) è la cosiddetta "troposfera" che va dal suolo a circa 11.000 m di altezza (in realtà lo spessore varia secondo la latitudine da un minimo di 8 km ai poli fino ad un massimo di 17 km all'equatore). La parola troposfera deriva dal greco "tropos" che significa variazione, cambiamento, proprio perché all'interno di questa fascia avvengono tutti i moti dell'aria che rimescolando l'atmosfera caratterizzano il mutevole "tempo atmosferico". In questa fascia hanno cioè luogo tutti quei fenomeni che ci toccano da vicino come il vento, le nuvole, le precipitazioni. La troposfera contiene l'80% della massa gassosa totale e il 99% del vapore acqueo. L'aria della troposfera è riscaldata dalla superficie terrestre ed ha una temperatura media globale di 15°C al livello del mare che diminuisce con l'aumento della quota fino ai circa -60°C della "tropopausa" (la zona di transizione fra troposfera e lo strato successivo detto "stratosfera"). L'aria degli strati più bassi, che tende a salire, genera grandi correnti da cui hanno origine venti equatoriali costanti (gli alisei) e le perturbazioni atmosferiche. Anche la pressione atmosferica diminuisce con l'altitudine e oltre i 7-8000 m di quota diviene tanto bassa che non è più possibile respirare senza l'uso di maschere ad ossigeno. Con l'aumento della quota diminuisce anche il contenuto di vapore acqueo dell'aria. La meteorologia, attraverso lo studio teorico unito all'osservazione e alla misurazione diretta e indiretta dei fenomeni atmosferici e delle variabili ad essi associate per mezzo di sonde al suolo, razzi, palloni e satelliti meteorologici equipaggiati della necessaria strumentazione, permette di elaborare ed impiegare dei modelli matematici attraverso i quali è possibile produrre una previsione dei vari fenomeni atmosferici su un dato territorio (le "previsioni del tempo"). Le previsioni meteorologiche si ottengono solitamente con la seguente procedura: 1 - osservazione e misurazione 2 - analisi ed elaborazione dei dati rilevati 3 - previsione tramite uso dei modelli matematici meteorologici Pur basandosi sul metodo scientifico e utilizzando strumenti frutto della ricerca tecnologica più avanzata, la meteorologia non è una scienza esatta in senso stretto, nel senso che anche se oggi esse sono molto affidabili (almeno fino a 24/36 ore) si continua appunto a parlare di "previsioni" del tempo. Del resto ciascuno di noi impara a conoscere le caratteristiche meteorologiche tipiche della zona in cui vive fino ad essere in grado fare previsioni a breve termine sulla base dei fenomeni locali caratteristici. L'attività aeronautica richiede la conoscenza di una serie di nozioni che consentano di comprendere e padroneggiare la situazione meteorologica e di interpretare le mappe e le informazioni fornite dai servizi di previsione. E' necessaria inoltre la conoscenza del luogo dove si vola e delle sue caratteristiche meteorologiche tipiche. Per i piloti di pallone libero i fenomeni più importanti da conoscere e tenere in considerazione sono pressione atmosferica, temperatura dell'aria e velocità e direzione del vento. Nessun pilota degno di questo nome decolla senza aver preso visione del bollettino meteo e senza aver verificato personalmente le condizioni presenti e previste nell'area di volo stabilita. Per questo motivo in ogni raduno aerostatico competitivo o no è previsto un apposito briefing meteo prima di ogni decollo. Spesso è presente anche un apposito servizio meteorologico. Qui di seguito sono spiegati in maniera sintetica i principali fenomeni meteorologici che riguardano il volo in pallone Il vento Il vento è il fenomeno più importante per un pilota di aerostato. Il vento, infatti, è il "motore" di una mongolfiera o di un pallone a gas, ma allo stesso tempo è anche il suo "freno" e, soprattutto, il suo "timone". Il vento è dato dall'aria che si muove e questo movimento è determinato dalle differenze di pressione e di temperatura tra le varie zone della superficie terrestre. A questi due fattori si aggiunge poi la rotazione della Terra. Tutti questi elementi determinano la formazione e l'andamento dei venti a livello generale e in ambito locale. Per definire il vento si indica sempre la direzione di provenienza. Normalmente la velocità del vento aumenta con la quota. La velocità del vento può essere espressa in mentri al secondo (m/s), kilometri all'ora (kmh) o nodi (kt; un nodo equivale a un miglio nautico al'ora, un miglio nautico è uguale a 1852 metri). Lo strumento che misura la velocità del vento è detto anemometro. In base alla sua intensità il vento è classificato secondo la "scala di Beaufort" in dodici gradi: dal vento "forza 1" (0-0,5 m/s) che equivale alla "calma di vento" fino al vento "forza 12" (più di 29 m/s, cioè oltre 100 kmh) che indica l'uragano. L'aria tende a muoversi da una zone di alta pressione a una di bassa: il vento è l'effetto di questo movimento e la sua velocità dipende dalla differenza di pressione. Tanto maggiore è la differenza oppure tanto minore è la distanza tra le due zone e tanto maggiore sarà la velocità. Un improviso mutamento della direzione del vento indica un cambiamento delle condizioni meteorologiche. Se le nuvole alle varie quote si muovono in direzioni opposte questo indica venti diversi a differente altitudine ed è un indizio di peggioramento della situazione. L'interazione tra differenze di pressione, di temperatura e la conformazione del suolo influiscono sulle caratteristiche del vento generando un flusso di aria irregolare. Queste irregolarità sono dette "turbolenze". Queste sono sempre presenti, con maggiore o minore frequenza e intensità e costituiscono un fattore pericoloso oltre certi limiti di cui il pilota di pallone deve sempre tenere conto. Un fenomeno ancora poco conosciuto è il cosiddetto "wind shear". Si tratta di una variazione improvvisa della velocità e/o della direzione del vento che oltre certi limiti può divenire un serio pericolo per tutti gli aeromobili e in particolare per gli aerostati. I venti possono essere classificati come costanti, periodici, locali e ciclonici. Sono detti costanti quelli soffiano tutto l'anno sempre nella stessa direzione e nello stesso senso. Sono detti periodici quelli che invertono periodicamente il loro senso (il periodo può essere stagionale come nel caso dei monsoni o semplicemente diurno come nel caso delle brezze). I venti locali, sono moltissimi, tipici delle zone temperate e spesso legati alla morfologia delle zone in cui si generano. Un'altra classificazione è quella che divide i venti in regnanti, che presentano un'alta frequenza di apparizione (almeno il 50%) e dominanti, caratterizzati da alte velocità (almeno 20 m/s). I venti che presentano contemporaneamente queste due caratteristiche sono detti prevalenti. Nell'area del Mediterraneo si usa classificare i venti a seconda della direzione da cui provengono riprendendo la nomenclatura che proviene dall'antica Grecia che poneva l'osservatore al centro del mar Ionio o nei pressi dell'isola di Malta, per cui lo scirocco, il grecale ed il libeccio si chiamano così perché da quel punto appaiono provenire rispettivamente dalla Siria, dalla Grecia e dalla Libia. La Rosa dei Venti è una figura che rappresenta i punti cardinali e le direzioni da questi determinate. Quella più semplice è a 4 punte, formata dai soli quattro punti cardinali disposti secondo due assi ortogonali. Procedendo dall'alto in senso orario abbiamo quindi: Nord, Sud, Est e Ovest. Tra i quattro punti cardinali si possono fissare 4 punti intermedi (Rosa a 8 punte): Nord-Ovest, Nord-Est, Sud-Est e Sud-Ovest. Tra gli otto punti così individuati è possibile indicarne altri otto ottenendo così una rosa dei venti a 16 punte. Questi otto punti in senso orario sono detti: Nord-Nord-Est, Est-Nord-Est, Est-Sud-Est, Sud-Sud-Est, Sud-Sud-Ovest, Ovest-Sud-Ovest, Ovest-Nord-Ovest e Nord-Nord-Ovest. La Rosa dei Venti è divisa in quattro quadranti: il primo quadrante va da 0° a 90° (da N a E), il secondo quadrante da 90° a 180° (da E a S), il terzo quadrante da 180° a 270° (da S a O), il quarto quadrante da 270° a 360° (da O a N, ovvero 0°). Ogni quadrante è a sua volta diviso in due venti di 45° ognuno dei quali è a sua volta diviso in due mezzi venti. Ogni mezzo vento si divide in due quarte ognuna delle quali divisa in due mezze quarte a loro volta divise ciascuna in due quartine. Ai punti cardinali ed ai punti intermedi sono associati i nomi che identificano i venti provenienti da quelle direzioni. Questa doppia corrispondenza tra punti cardinali e nomi di venti genera il nome "Rosa dei Venti" che è la figura tipica dello sfondo in ogni bussola. Seguendo la Rosa dei Venti (partendo dal Nord e procedendo in senso orario) i principali venti della nostra penisola sono: Tramontana Vento da Nord molto freddo che di solito porta tempo asciutto, cielo sereno e visibilità ottima. Grecale Vento da Nord-Est che come la tramontana porta tempo buono e cielo sereno. E' detto Bora a Trieste in quanto vento settentrionale, cioè "boreale" (dalla figura mitologica greca chiamata Borea). Levante Vento da Est generalmente debole, fresco e umido, portatore di nebbia e precipitazioni. Il nome deriva da levante inteso come la direzione da cui si leva il sole. E' detto anche Oriente. Scirocco Vento da SE caldo ed umido proveniente dal Sahara e dalle regioni del nord Africa. Porta di solito tempo nuvoloso al nord, mare mosso, visibilità scarsa. Nasce da masse d'aria tropicali calde e secche trascinate verso nord da aree di bassa pressione in movimento verso est sopra il Mediterraneo. Mezzogiorno Vento da Sud assai debole. E' un vento caldo e umido portatore di piogge. E' detto anche Ostro o Austro. Libeccio Vento da Sud-Ovest che di solito si forma velocemente fino a raggiungere una potenza eccezionale che può provocare violente mareggiate (libecciate) per poi calmarsi altrettanto in fretta. Segue le perturbazioni e cessato il suo effetto di solito arriva tempo buono e cielo sereno. E' detto anche Africo o Garbino. Ponente Vento da Ovest fresco caratteristico delle perturbazioni atlantiche che attraversano il Mediterraneo da ovest a est. Come il Libeccio può portare il maltempo. E' detto anche Zefiro, Espero o Occidente. Maestrale Vento da Nord-Ovest simile alla tramontana ma di forza più elevata, da cui il nome "maestro dei venti". Porta tempo freddo, asciutto e sereno. L'attuale denominazione dei venti deriva in parte dalla Naturalis Historia di Plinio che nel secondo libro si occupa di meteorologia. Il problema è che secondo l'opinione prevalente Plinio avrebbe seguito una Rosa dei Venti a 12 punte (quindi con una distanza angolare di 30° e non di 45° o sue frazioni come in quella successivamente adottata e in uso ancora oggi. Nel medioevo, a fianco della denominazione latina i naviganti nel Mediterraneo introdussero nomi di derivazione araba. Fu con l'invenzione della bussola che alla Rosa dei Venti venne attribuito anche il compito di indicare i punti cardinali il cui nome, invece, è di origine fiamminga. Naturalmente esistono poi moltissimi venti locali, ciascuno con una sua denominazione, la cui direzione e le cui caratteristiche sono legate alle condizioni climatiche e orografiche del territorio. La pressione atmosferica La pressione atmosferica è definita come la forza esercitata per effetto della gravità dalla colonna d'aria su un centimetro quadrato di superficie. Dato che l'aria sovrastante diminuisce salendo verso l'alto, ne consegue che la p.a. diminuisce con l'aumentare della quota. Questa diminuzione non è costante perché gli strati più basi del'atmosfera sono più densi di quelli più alti. Lo strumento che misura la p.a. e le sue variazioni nel tempo è il barometro. L'unità di misura della p.a. è l'ettopascal (hPa). L'altimetro in pratica non è altro che un barometro che anziché indicare direttamente la misura della pressione, indica la quota alla quale ci troviamo. In condizioni normali la pressione atmosferica presenta un adamento tipico nel corso della giornata: aumenta la mattina e la sera, diminuisce nel pomeriggio per effetto del riscaldamento dell'aria che diventa meno densa e quindi meno pesante. La p.a., inoltre, non è uniforme sulla superficie terrestre. Sulle carte meteorologiche i punti alla medesima pressione sono uniti da linee dette "isobare". Le isobare si chiudono a cerchio attorno ai nuclei di alta e basa pressione. Isobare ravvicinate indicano condizioni di instabilità e di forti venti. Seguendo le variazioni barometriche nel corso della giornata (in media ogni tre ore) è possibile rendersi conto dell'eventuale arivo di una perturbazione, indicata da una costante diminuzione della p.a., o del ritorno del bel tempo. Oltre ai ritmi giornalieri, ci sono anche ritmi stagionali e annuali. Le nubi Le nubi sono un fenomeno importante nell'analisi del tempo e nella previsione della sua evoluzione. La loro formazione dipende dalla condensazione del vapore acqueo presente nell'aria e dai moti convettivi che si verificano negli strati bassi dell'atmosfera, cioè dai movimenti delle masse d'aria dovuti alla temperatura e alla conformazione del terreno. Le nubi, quindi, non sono formate da vapore, ma da goccioline d'acqua e aghi di ghiaccio che si aggregano attorno a "nuclei di condensazione" costituiti dalle particelle presenti nell'atmosfera. Quando questi superano un certo peso ed una certa dimensione si hanno le precipitazioni ovvero la pioggia, la neve o la grandine. In meteorologia per nuvolosità si intende la porzione di cielo occupata dalle nubi e si misura in ottavi: otto ottavi indica il cielo completamente coperto. Senza addentrarci nella definizione delle varie tipologie definite in base alla loro forma, all'aspetto e all'altitudine a cui si trovano (cirri, strati, cumuli, nembi, cumulo nembi, nembostrati, strato-cumuli, ecc. ecc.) basti sapere che per il pilota di pallone esse sono fonte di pericolo ma anche di preziose informazioni e dunque è necessario che egli sappia sempre riconoscerle e interpretarle correttamente. La visibilità Anche questo è un fattore molto importante per la sicurezza del volo. La visibilità orizzontale è la distanza massima a cui è possibile distinguere un oggetto che si trova sullo stesso piano di chi guarda. La visibilità obliqua è invece quella che il pilota osserva dal pallone e può essere anche molto inferiore a quella orizzontale. I fattori che influiscono sulla visibilità sono la foschia e la nebbia. Secondo l'Organizzazione meteorologica mondiale, si ha foschia quando la visibilità va dai 1000 ai 5000 m. Al di sotto dei 1000 metri si parla di nebbia (che a sua volta può essere spessa, fitta o densa). La nebbia è il fenomeno meteorologico per il quale una nube si forma a contatto con il suolo. È costituita da goccioline di acqua liquida o cristalli di ghiaccio sospesi in aria. A causa della diffusione della luce solare da parte dell'acqua in sospensione la nebbia si manifesta come un alone biancastro che limita la visibilità degli oggetti. La nebbia del mattino, provocata dal contatto tra l'aria calda e umida con il suolo ancora freddo, indica di solito bel tempo e condizioni stabili. E' particolarmente pericolosa per chi vola perché si forma rapidamente e può essere persistente impedendo una chiara visione del terreno di atterraggio e nascondendo eventuali ostacoli pericolosi come alberi e linee elettriche. I palloni nella foschia del mattino durante il campionato italiano del 2000 a Reggio Emilia I fronti Sono i limiti delle masse d'aria di diversa origine per temperatura e umidità. Si distinguono in fronti caldi e fronti freddi. I fronti sono accompagnati da masse nuvolose o temporalesche che sconsigliano di volare nella zona. Esistono comunque fronti associati a un depressione marcata e quelli presenti in prossimità degli "anticicloni" (le zone di alta pressione atmosferica). In questo caso il vento che li accompagna è debole e le condizioni dopo il loro passaggio possono anche essere migliori di quelle presenti in precedenza. Le carte meteorologiche Sono particolari tipi di carte geografiche che, per mezzo di simboli specifici, riportano tutti i fenomeni rilevati dalle stazioni di rilevamento situate a terra. Ogni stazione registra ora per ora tutti i dati meteorologici: pressione atmosferica, temperatura e umidità dell'aria, intensità e direzione del vento. I dati delle varie stazioni vengono quindi elaborati e riportati secondo uno schema preciso e standardizzato in una carta che riproduce la situazione al suolo. In quota, invece, la situazione è rilevata per mezzo dei satelliti. Esistono carte specifiche che riportano solo alcuni parametri meteo come per esempio la pressione atmosferica, i venti, le precipitazioni. Attraverso la lettura dei bollettini meteorologici e l'analisi delle carte il pilota può quindi disporre di tutti le informazioni necessarie alla pianificazione e alla conduzione del volo: la pressione atmosferica e l'entità delle sue variazioni, la temperatura e l'umidità dell'aria, la direzione e la forza dei venti e la loro rotazione nel corso delle ore, la visibilità, la nuvolosità totale, il tipo e la quota a cui si trovano le nubi, le eventuali precipitazioni in atto o previste, lo stato del tempo nelle ultime sei ore, la situazione generale e l'evoluzione prevista. Il sito ufficiale del Servizio Meteorologico dell'Aeronautica Militare L'unità mobile del Reparto sperimentale di meteorologia aeronautica (Re.S.M.A.) dell'Aeronautica Militare a Terni al 20° Campionato italiano di volo in mongolfiera

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