Le Brezze

[Nevizio]

Quante volte in un caldo pomeriggio estivo abbiamo provato piacere mentre eravamo accarezzati da un bel venticello fresco,mentre il sole ci faceva boccheggiare per l'alta temperatura....quante volte di notte anche con il cielo stellato in situazioni di calma assoluta dal punto di vista meteorologico abbiamo notato un venticello che smuoveva leggermente le poche foglie rimaste sugli alberi oramai denudati dalla fredda stagione....
Spesso ci abbiamo fatto caso o forse la cosa ci è risaltata agli occhi solo per sbaglio mentre eravamo in giardino a sistemare magari la nostra autovettura oppure stavamo andando a dar da mangiare al nostro cane. Ebbene quei venticelli associati a situazioni di bel tempo si chiamano brezze.
Classificare le brezze come venti non è propio esatto perchè in genere i venti dipendono dalla disposizione delle figure bariche che nelle diversi stagioni dominano la scena meteorologica di una località,inoltre le brezze a differenza dei venti da avvezione (così vengono chiamati quelli legati al passaggio di una perturbazione) non presentano quasi mai raffiche impetuose come magari può manifestarsi un vento legato ad una circolazione ciclonica...
Quindi se ne deduce che generalmente le brezze sono legate a figure bariche alto pressorie...quindi si manifestano durante le fasi di tempo stabile....ovvero in regime anticiclonico.
Per capire il meccanismo del funzionamento delle brezze bisogna inanzitutto tenere conto che la radiazione solare incidente sul suolo terrestre scalda quest'ultimo in maniera diversa a seconda del tipo di suolo su cui impatta. Percui avremo aree o meglio tipi di suolo maggiormente predisposti a scaldarsi con una certa rapidità e altre che invece hanno un rapidità di riscaldamento meno accentuata....quindi in poche parole diciamo che il suolo a seconda delle sue caratteristiche si riscalda in maniera disomogenea...quindi avremo zone che presenteranno temperatura più alte nei primi strati d'aria sovrastanti e altre con temperatura più bassa.
Per capire il concetto della restituzione del calore da parte del suolo verso l'atmosfera bisogna conoscere la maniera in cui l'atmosfera si riscalda.
L'atmosfera riceve calore e quindi si scalda per conduzione e per convenzione...
Per riscaldamento avvenuto per conduzione si indica il processo di riscaldamento del suolo che una volta ricevuti i raggi solari riproietta il calore propagato verso l'alto per via del riscaldamento dei primi strati di terreno. L'aria sovrastante il suolo divenuta calda per il calore progato da suolo riscaldatosi per la radiazione solare incidente tende a salire e quindi a scaldare gli strati d'aria a ridosso il suolo.
Per riscaldamento avvenuto per convenzione invece si indica quel processo legato alle leggi della termodinamica secondo il quale le masse d'aria che presentano una temperatura piùcalda rispetto a quelle nelle immediate vicinanze più fredde tendono a salire....percui l'aria calda va a sostituire salendo l'aria più fredda che albergava nell'altezza in cui l'aria calda è appena sopragiunta....l'aria più fredda avendo un peso specifico inferiore tende a scendere e così il moto ascendente dell'aria più calda trasporta calore laddove in precedenza vi erano temperature più fredde....
Tuttavia l' Atmosfera riceve calore anche dal processo di condensazione di una massa d'aria calda ascendente che una volta raggiunto il suo dew point salendo di quota (quindi raffredatasi e divenuta satura per l'eccesso di vapore acqueo) sprigiona calore latente.
Questi appena descritti sono i processi fisici mediante i quali l'atmosfera si scalda.
Ora capiamo come mai diversi tipi di suolo tendono ad avere una capacità di riscaldamento diverso a seconda delle propie caratteristiche fisiche.
Le superfici liquide come il mare per esempio tendono a riscaldarsi molto lentamente e impiegano altrettanto tempo per raffreddarsi.
Questo dipende dal fatto che la radiazione solare incidente la superficie marina fa si che i raggi appena giunti negli strati superficiali dell'acqua tendono a penetrare in profondità quindi ne risulta che di giorno il mare tende a scaldarsi in profondità ma non in superficie dove l'acqua rimane generalmente più fresca. Quindi la quantità di calore accumulato è enorme calore che poi come vedremo sarà restituito di notte all'atmosfera.
Di notte infatti mancando la radiazione solare incidente sulla superficie marina; gli strati di acqua più calda che di giorno erano stati riscaldati dai raggi solari penetrati sul fondo tendono a salire in superficie dove in precedenza nelle ore diurne vi era acqua più fredda. Quindi praticamente avremo acqua calda in superficie e acqua più negli strati più profondi. Questo avviene perchè l'acqua più calda e meno densa dell'acqua più fredda quindi tende a salire verso l'alto quella più fredda più densa e quindi più pesante tende ascendere sul fondo,l'esatto contrario di quello che accadeva nelle ore diurne,quando avevamo la radiazione solare incidente la superficie acquosa a penetrare l'acqua e scaldando quindi il fondale e l'acqua superficiale più fresca perchè attraversata dai raggio solari e quindi non scaldata.
In definitiva il mare di giorno in superficie risulta meno caldo che di notte infatti chi ha provato di notte a fare il bagno si sarà certamente reso conto del fenomeno appena spiegato.
Perchè è così importante capire dal punto di vista termico come si comportano le superfici?Perchè i moti dell'aria sia verticali che orizzontali vengono messi in moto propio dalle differenze termiche .Se avremmo una omogeneità di temperatura a larga scala sui continenti non ci sarebbero perturbazioni è l'aria risulterebbe statica e priva di energia....ma fortunatamente per l'uomo la terra intesa come pianeta non si riscalda allo stesso modo perchè la radiazione solare è minore ai poli e maggiore all'equatore. Il beneficio che si trae dalle divergenze termiche in uno stesso periodo di tempo in 2 luoghi diversi è l'acqua elemento indispensabile per la sopravivenza per gli esseri viventi. L'interazione tra le masse d'aria di diversa temperatura è il meccanismo mediante il quale l'acqua sotto forma di vapore acqueo che la terra vede all'atmosfera con l'evaporazione poi i viene restituita dall'atmosfera stessa per mezzo delle precipitazioni ovvero la fenomenologia risultante dall'interazione di diverse masse d'aria che scontrandosi provocano i fenomeni meteorologici quindi pioggia neve e grandine
Abbiamo visto come e perchè il mare si scalda e si raffredda impiegando molto tempo...ora vediamo invece come e perchè avviene il contrario nella terra ferma.
Partiamo sempre dalla radiazione solare incidente il suolo questa volta prendiamo in esame un un tipo di suolo costituito da terra nuda o erba.....una volta che i raggi solari sono giunti sullo stesso a differenza di quanto accadeva sull'acqua del mare non penetrano negli strati sottostanti ma tendono a scaldare in maniera intensa quelli superficiali di conseguenza la temperatura aumenta vertiginosamente e poichè l'aria diviene calda negli strati di aria prossimi allo stesso tende a salire....ma stiamo parlando di situazioni anticiclononiche percui i moti verticali saranno deboli perchè l'aria è stabile ovvero il suo gradiente termico verticale (velocità con cui l'aria tende a raffredarsi con il salire della quota) è subadiabatico,quindi si ha un ristagno dell'aria divenuta calda negli strati prospicienti il suolo....l'Hp (in inglese High Pressure in italiano Alta Pressione) infatti tende a comprimere l'aria per il suo peso....maggiore è la pressione atmoferica è maggiore è la colonna d'aria sovrastante il suolo....(L'unità di misura della pressione atmosferica è l' hPa,1 hPa = 100 Pascal..... La pressione atmosferica è data dal peso che un Forza Newton applica ad un Metro quadro con tempetaura di 0° al livello del mare) in regime anticiclonico normalmente la pressione atmosferica è uguale o maggiore i 1013 hPa a 0 Mt s.l.m. ovvero al livello del mare)
Quindi fin tanto che il sole è alto sull'orizzonte in condizioni di cielo sereno è in regime anticiclonico la l'entroterra tende a scaldarsi più velocemente nei confronti del mare.
Di conseguenza nella situazione meteorologica appena descritta qualsiasi sia la stagione in atto avremo di giorno sempre il mare più freddo che la terra ferma.
Quindi dobbiamo considerare che la brezza nelle ore diurne spirerà dal mare verso la terra ferma. Infatti poichè l'aria fredda presenta un peso specifico maggiore dell'aria calda risulterà anche più densa e di conseguenza peserà maggiormente. Quindi possiamo dire che di giorno in regime anticiclonico con cielo sereno in condizioni standard sul mare si avrà una pressione atmosferica maggiore che sulla terra ferma che invece per i processi di riscaldamento descritti sinora presenterà una temperatura maggiore e quindi meno pressione atmosferica....sempre tenuto conto della quota di 0 Metri sul livello del mare.
La differenza termica mette in moto la brezza questo accade perchè l'aria più calda tende a risucchiare l'aria più fredda....il risucchio genera la ventilazione...ovvero lo spostamento d'aria,l'intensità della brezza è direttamente proporzionale alla differenza termica che si attua, maggiormente le temperature di due luoghi posti a breve distanza divergono maggiore sarà l'intensità della brezza e viceversa. Dobbiamo immaginare che in pochi km ci sono differenze di pressione atmosferica al suolo generate dalla diversa temperatura negli strati prossimi al lo stesso per il discorso dell'immagazzinamento della radiazione solare... in poche parole nel giro di pochi km l'aria in alcuni zone è più pesante in altre più leggera e il motivo è prettamente di natura termica... la differenza crea l'energia...la brezza di mare ma anche quella di terra (di cui parleremo tra poco) si alza nel momento in cui 2 luoghi posti a poca distanza iniziano a divergere dal punto di vista termico....nei momenti in cui si ha la medesima temperatura si ha calma di vento perchè considerando che siano in regime anticiclonico non ci sono forze in gioco in grado di mettere in moto l'aria.....la brezza di mare si alza non appena il sole inizia a scaldare il suolo ovvero non appena inizia la restituzione del calore da parte del suolo all'atmosfera. Poichè la brezza di mare trasporta aria più fresca e umida nei luoghi in cui impatta o si manifesta il suo arrivo è tradito se muniti di un barometro e di termo - igrometro da un aumento della pressione da una diminuzione della temperatura di qualche gradi e da un aumento dell'umidità relativa....la sensazione relativa è di benessere poichè maggiormente si manifesta in estate quando le differenze termiche in pochi km sono più marcate per via della maggiore radiazione solare incidente.
La brezza di mare si spegne al crepuscolo quando il sole tramonta e i raggi solari non affluiscono più sul suolo riscaldandolo... in quei momenti si ha calda di vento perchè generalmente la temperatura della terra ferma inizia a raffreddarsi e quella del mare a scaldarsi per i processi termodinamici spiegati in precedenza....ovviamente come detto questo si verifica quando la temperatura tra mare e terra ferma è pressochè simile.
Torniamo però un attimo indietro e vediamo cosa succede dal punto di vista termico alla terra ferma quando il sole inizia a tramontare e la radiazione solare incidente diminuisce.....da quel momento in poi inizia l'irraggiamento ovvero la restituzione del calore assorbito dalla terra ferma alla atmosfera. Inanzitutto c'e' da dire che un prato erboso o un campo arato si era scaldata solo superficialmente e non negli strati sottostanti e profondi di conseguenza la perdita di calore assorbito è rapida e il raffreddamento dello stesso ne va a pari passi. Quindi possiamo senz'altro dire che la terra ferma si riscalda molto più velocemente del mare ma si raffredda anche prima. Nei grandi continenti questo fattore fa assumere agli stessi il clima continentale che è caratterizzato da inverni molto freddi ma anche da estati molto calde e secche. I motivi con le dovute proporzioni sono gli stessi appena citati per i processi di riscaldamento e raffreddamento e la relativa velocità con cui questi processi avvengono...Ecco perchè in genere sulle grandi aree continentali d'inverno tendono a formarsi Anticicloni Termici (Il Russo Siberiano ne è uno esempio lampante) è d'estate vaste aree cicloniche ovvero campi di bassa pressione.
Ma torniamo nel piccolo,quindi di notte in definitiva avremo il mare più caldo e la terra ferma o comunque l'entroterra più freddo. Quindi di notte in regime anticiclonico qualsiasi sia la stagione in corso con cielo sereno avremo la brezza di terra che spira dalla terra verso il mare che si manifesterà con un trasporto di aria più secca laddove si manifesta. Abbiamo detto trasporto di aria secca ma non fredda..... proveniendo da zone in cui in quel momento c'e' una temperatura più fredda rispetto alla zona in cui si manifesta ci verrebbe da pensare che dovrebbe essere trasportata anche aria più fredda. Ma in verità non è così perchè di notte in queste situazioni entra in gioco l'inversione termica. E quindi la ventilazione rimescola la masse d'aria: fredda quella al suolo o nei pressi dello stesso relativamente più calda quella sovrastante percui nei momenti in cui la brezza di terra è attiva si ha un rialzo termico per via del rimescolamento della masse d'aria.
Per inversione termica si intende il fenomeno mediante il quale l'aria risulta più fredda al suolo che salendo di quota come normalmente accade nelle ore diurne,per espansione adiabatica. Questo avviene perchè il suolo è gli stati immediatamente sovrastanti lo stesso di notte tendono a raffreddarsi velocemente percui risultano più freddi degli strati d'aria sovrastanti n quanto in questi alberga il calore che il suolo ha restituito..... la differenza termica tra il l'entroterra e il mare mette in moto la brezza di terra anche in questo caso l'intensità della brezza è direttamente proporzionale alla divergenza termica in quel momento tra entroterra e mare...
Il cielo nuvoloso ostacolo invece l'inversione termica perchè le nubi fungono effetto serra all'irraggiamento notturno.. ecco perchè generalmente la temperatura tende a scendere con cielo sereno e non con cielo coperto....il calore con cielo coperto rimane latente tra la base delle nubi e il suolo percui la dispersione in atto dal suolo viene contrastata dal calore che invece galleggia nell'aria. Un fattore che invece è alleato all'inversione termica è l'effetto albedo....quando la superficie è innevata la radiazione solare diurna penetra con difficoltà nel terreno percui non è improbabile che la temperatura rimanga al di sotto dello zero o nei presso dello stesso anche nelle ore diurne nonostante il cielo sereno. Ovviamente la terra di notte si troverà in questo caso a restituire meno calore e la velocità con cui si raffredderà sarà ancora maggiore perchè il calore da restituire è poco.

[NewYork]

ma io nn c'è la faccio a leggerlo tutto...

ottimo lavoro,ne ho letto un pò ed è interessante...vado avanti...

[Lorenzo Catania]

L'atmosfera riceve calore e quindi si scalda per conduzione e per convenzione...

Per riscaldamento avvenuto per conduzione si indica il processo di riscaldamento del suolo che una volta ricevuti i raggi solari riproietta il calore propagato verso l'alto per via del riscaldamento dei primi strati di terreno. L'aria sovrastante il suolo divenuta calda per il calore progato da suolo riscaldatosi per la radiazione solare incidente tende a salire e quindi a scaldare gli strati d'aria a ridosso il suolo.
Per riscaldamento avvenuto per convenzione invece si indica quel processo legato alle leggi della termodinamica secondo il quale le masse d'aria che presentano una temperatura piùcalda rispetto a quelle nelle immediate vicinanze più fredde tendono a salire....percui l'aria calda va a sostituire salendo l'aria più fredda che albergava nell'altezza in cui l'aria calda è appena sopragiunta....l'aria più fredda avendo un peso specifico inferiore tende a scendere e così il moto ascendente dell'aria più calda trasporta calore laddove in precedenza vi erano temperature più fredde....

Ora sono un po' lesso e non ho voglia di leggerlo tutto , ma fino a dove sono arrivato mi sembra ben fatto.
Se posso permettermi ti faccio un solo appunto: i processi di propagazione di calore sensibile sono 3, non 2.
In particolare:

- Conduzione, che serve a trasportare calore sotto forma di energia pura alla superficie di contatto tra due fluidi o parti di uno stesso fluido (l'atmosfera nel nostro caso)
- Convezione (non conveNzione), che trasporta calore attraverso lo spostamento di masse d'aria di diversa densità
- Irraggiamento, che trasporta calore modificando la quantità di moto di una massa d'aria o anche solidi a livello molecolare (l'esempio più importante è l'irraggiamento solare).

[Burian&Rodan]

Manco io ce l'ho fatta a leggerlo tutto

Quando avrò più tempo ti studierò.....

Dico solo che la brezza è una goduria e che sul medio adriatico (ho avuto modo di "testare" questa zona mia seconda patria.... ) la brezza dal mare impedisce alle massima di spiccare il volo e la temp. max. viene raggiunta sulle collinette intorno alle ore 11 e non negli orari "classici" delle 14 o 15

Poi la brezza termina intorno alle ore 17, momento in cui la temp. ricomincia a salire

[d@n]

per la serie didattichiamoci, wow ottimo lavoro

[Nevizio]

Grazie a tutti.. bhe effettivamente è un po' lunghetta la pappardella, me ne sono reso conto solo dopo che l'ho postata