Come calcolare il gradiente termico

Di: Davide D.
Tramite: O2O 26/05/2021
Difficoltà: media
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Introduzione

La scienza definisce generalmente il gradiente come la variazione per unità di lunghezza a cui una determinata grandezza viene sottoposta nella distanza tra due punti dello spazio lungo una direzione. Per fare un esempio in merito, va detto che in meteorologia il gradiente termico (verticale) indica il valore dato dal rapporto tra la differenza di temperatura in due punti dell'atmosfera e quella di quota. In riferimento a quanto sin qui premesso, ecco una guida con le istruzioni su come calcolare il gradiente termico.

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Occorrente

  • Testi di fisica
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Rilevare la variabile della temperatura

Letteralmente il termine gradiente indica per linee generali dinamicità e movimento, ed esprime il valore di una variabile che avanza in modo progressivo. Il gradiente termico (verticale) invece indica nello specifico il valore con cui cambia la temperatura dell'aria in relazione alla quota in cui viene rilevata. Per esemplificare il concetto espresso occorre rilevare la variabile della temperatura, ossia il calore che il suolo riceve e restituisce al sole e determina una massa di aria calda che tende a salire verticalmente e che muta di valore man mano che si supera una certa quota. Il valore del gradiente termico verticale in atmosfera standard (pressione atmosferica di una massa di aria a livello del mare con temperatura 0° C a 45° di latitudine) equivale tra l'altro a - 6,5° C ogni 1000 metri.

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Verificare la quota in relazione alla temperatura

Dopo aver sintetizzato per linee generali il concetto di gradiente termico riferito alla temperatura e che varia man mano che l'aria calda raggiunge l'atmosfera, va detto che per verificare il calcolo del gradiente termico verticale bisogna tener conto di diverse componenti in primis la quota; infatti, diminuendo la temperatura all'aumentare della quota stessa inevitabilmente il valore del gradiente diventa negativo. In particolare se è inferiore a 5° ogni 1000 m l'aria risulterà stabile, mentre se è superiore a 9.8° ogni 1000 m l'aria sarà fortemente instabile e di conseguenza il fenomeno potrebbe scatenare improvvisi temporali. Questo fenomeno è tipicamente riscontrabile nelle zone del pianeta ad alto rischio di uragani come ad esempio quelle caraibiche o delle coste occidentali degli Stati Uniti.

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Dividere temperatura e altezza

Per calcolare il valore del gradiente termico occorre agire come riportato di seguito. Partendo dalla formula Delta temperatura / Delta spazio, si procede dividendo il valore che esprime la differenza tra le temperature dei due punti che si intende considerare e quello che rappresenta la differenza fra le altezze degli stessi punti. Da ciò si evince che con la formula: (Tb - Ta) / (Ab-Aa) si ottiene il suddetto calcolo del gradiente termico che risulta fondamentale per determinare il clima di una determinata area geografica. Infine va sottolineato che per eseguire il calcolo in modo più preciso, in genere i meteorologi utilizzano delle sonde in grado di elaborare una serie di dati tra cui la misurazione della temperatura in funzione della quota il che significa ottenere in automatico il la suddetta formula.

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Verificare le condizioni atmosferiche

A margine di questa guida su come calcolare il gradiente termico, è importante sapere che l'operazione è leggermente diversa se si è in presenza di una massa d?aria molto umida. In questo caso infatti il valore della variazione sarà di circa 0.5 gradi per ogni 100 metri. Questi due coefficienti servono tra l'altro per meglio verificare da parte dei meteorologi le condizioni di stabilità o d?instabilità legate all?atmosfera in una determinata zona; infatti, il gradiente termico assumerà dei valori spazio/tempo decisamente diversi rispetto a quelli calcolati con una singola massa d'aria.

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