Originariamente Scritto da
Lorenzo Catania
Esattamente, ho cominciato la specialistica quest'anno
No, attento, qui di seguito ti riporto una distinzione che spesso non si fa:
- il
GEOPOTENZIALE è una misura di energia; è in particolare l'energia (in Joule) che deve essere spesa per vincere il campo gravitazionale e sollevare una massa d'aria di un chilogrammo da una certa quota di riferimento fino ad un'altra quota (quindi in definitiva si misura in Joule/kg).
- l'ALTEZZA DI
GEOPOTENZIALE (quella che si legge sulle mappe) si ottiene dal
geopotenziale dividendolo per l'accelerazione di gravità al suolo (chiamiamola g0). Facendo il debito rapporto fra le dimensioni vedi che in effetti si misura in metri, ma non corrisponde alla quota altimetrica in senso lato (fra poco ti spiego perché).
Fra le tante formuline con le quali puoi leggere l'altezza di
geopotenziale ce n'è una, la formula ipsometrica, che ti mette in diretta relazione questo parametro con i parametri temperatura e pressione; in particolare la seconda appare sotto il segno di integrale, e di conseguenza capisci che stai sommando i contributi di pressione su una serie di straterelli infinitesimi di aria, per ottenere poi a conti fatti uno strato d'aria compreso fra una pressione p1 (ad esempio 1000 hPa) e p2 (500 hPa). La temperatura invece molto spesso appare fuori del segno di integrale, specie se lo strato d'aria è piuttosto basso (pochi hPa); in tal caso appare come temperatura media dello strato stesso.
Comunque, avendo a portata di mano questa formula, una volta che conosci il parametro T ad una certa altezza di
geopotenziale data, ti puoi fare un'idea di quanto sarà il valore medio della temperatura nello strato superiore, oppure in quello inferiore, dipende dai casi, a seconda dell'altezza di
geopotenziale a cui ti riferisci.
Un'altra espressione interessante dell'altezza di
geopotenziale (magari qui servirebbe qualche conoscenza approfondita dell'analisi matematica) ti permette di dire che puoi interpretare l'altezza di
geopotenziale come la quota altimetrica (nel senso comunqe del termine) alla quale si troverebbe una certa superficie isobarica se il campo gravitazionale fosse uniforme.
Ti faccio un esempio, così è più chiaro: tu tieni conto del fatto che l'accelerazione di gravità, mano a mano che si va verso l'alto, diminuisce, di poco ma lo fa. Ebbene, andando a fare due calcoli puoi vedere che a 10 km di quota l'altezza di
geopotenziale fra il suolo ed i 10 km è di 9986 metri.
Questo cosa vuol dire? Se l'accelerazione di gravità avesse lo stesso valore in tutta l'atmosfera fra il suolo ed i 10 km di altezza, la quota altimetrica corrisponderebbe in tutto e per tutto con l'altezza di
geopotenziale (che varrebbe quindi 10000 metri tondi), ma nella realtà, visto che l'accelerazione di gravità diminuisce, è 14 metri più in alto.
In poche parole puoi interpretare il
geopotenziale e l'altezza di
geopotenziale (differenti solo per il prodotto per una costante) ANCHE come una misura di una componente del campo gravitazionale.
Come ti ho scritto sopra, il
geopotenziale in questo caso sarà l'energia che servirà a sollevare una massa d'aria unitaria dai 1000 ai 500 hPa; facendo due calcoli a spanne sarà sui 5500x9,8 = 54000 J circa.
L'altezza di
geopotenziale sarà più o meno simile alla quota altimetrica, in questo caso con una differenza di circa 6-7 metri in meno.
Beh, prendi l'equazione ipsometrica (che ti misura l'ALTEZZA di
geopotenziale, ricorda) e moltiplica entrambi i membri per l'accelerazione di gravità al suolo; avrai un'espressione per il
geopotenziale subito utilizzabile.
Allo stesso modo dell'equazione precedente dipenderà in maniera diretta dalla temperatura (media o integrata su tutti gli straterelli infinitesimi, dipende dallo spessore del tuo strato) e dalla pressione (che è il differenziale dell'integrale)
Re: Geopotenziali...
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