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Il geopotenziale e l’altezza di geopotenziale

Cosa sono? Cosa misurano? A cosa servono?

MeteoLive school - 4 Dicembre 2002, ore 08.26

Andando a guardare le carte del tempo più “tecniche” e precise, riscontriamo la presenza di tanti parametri che spesso non si vedono sulle mappe mostrate in TV o sui quotidiani. Fra queste grandezze la più diffusa ed utilizzata è l’ALTEZZA DI GEOPOTENZIALE; per spiegarne il significato e l’utilità occorre prima definire cos’è la grandezza GEOPOTENZIALE. Supponiamo di considerare due punti qualsiasi in atmosfera, con la sola condizione che siano molto vicini fra di loro (a distanze di pochi metri al massimo); per definizione la differenza di geopotenziale fra questi punti è data dal prodotto tra la differenza di pressione (tra gli stessi punti) ed una costante che dipende da vari altri parametri. Pertanto facendo una semplice operazione matematica si può capire che se la pressione nei due punti è uguale (ossia siamo su una superficie isobarica), anche la differenza di geopotenziale è nulla. In poche parole se consideriamo una superficie isobarica sappiamo che questa è anche una superficie che presenta in tutti i suoi punti tutti valori di geopotenziale uguali. Ma allora perché nelle cartine con parametri in quota si utilizza la grandezza “altezza di geopotenziale” (non è altro che il rapporto fra il geopotenziale e l’accelerazione di gravità) e non la pressione? Non sarebbe tutto più semplice? In effetti i calcoli sarebbero molto meno impegnativi, anche perché nella troposfera l'altezza di geopotenziale coincide praticamente con l'altezza vera e propria (la quota); se però andassimo a guardare nei minimi particolari la formula che definisce la differenza di geopotenziale, vedremmo che fra le costanti utilizzate c’è la temperatura media fra i due punti considerati. Quindi quando andiamo a calcolarci la pressione ad una certa quota abbiamo una certa quantità di dati a disposizione, ma se ricaviamo la differenza di geopotenziale fra due punti sulla stessa verticale otteniamo in più molte informazioni sulla temperatura media dello strato d’aria. Infatti tanto per fare un esempio, quasi automaticamente nelle cartine dove vengono utilizzati i colori per indicare l’altezza di geopotenziale fra le superfici isobariche a 500 hPa ed a 1000 hPa, i valori più bassi di questo parametro vengono disegnati in blu o viola (per dare la sensazione di freddo o di temperatura media comunque bassa) mentre quelli più alti sono disegnati in rosso (più “caldo”). Ma cosa comporta il fatto che la temperatura media di uno strato sia più bassa in una zona rispetto ad un'altra? si potrebbero fare molti esempi, ma forse quello più evidente e frequente è il seguente: se la temperatura al suolo è relativamente alta (come accade in estate o in alcune belle giornate invernali) e le cartine indicano una temperatura media dello strato 500 - 1000 hPa piuttosto bassa, vuol dire che in quota c'è aria molto fredda e quindi sono probabili fenomeni di instabilità con brusco calo dei valori termici al suolo durante gli eventuali rovesci. Al contrario se la temperatura media dello strato è molto elevata si può dedurre che anche a quote elevate i valori termici sono nella norma e quindi non si avranno formazioni di nubi a sviluppo verticale. In pratica la valutazione della temperatura media di uno strato di atmosfera ci aiuta a valutare le condizioni di instabilità dell'aria e quindi la possibilità di precipitazioni intense. In conclusione, tornando all'argomento principe di questo articolo possiamo dire che il geopotenziale e l’altezza di geopotenziale non sono parametri reali, ma degli artifici matematici che hanno lo scopo di fornire molte informazioni in più rispetto alla rilevazione della sola pressione

Autore : Lorenzo Catania

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