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Pillole meteo: geopotenziale ed altezza di geopotenziale

Cosa rapppresentano i due parametri? A cosa servono?

MeteoLive school - 19 Dicembre 2007, ore 09.18

Prima di spiegare qual'è il significato di queste parole occorre comprendere la funzione di un altro termine tecnico: SUPERFICIE ISOBARICA: il barometro che abbiamo tutti noi in casa misura la pressione atmosferica, ossia in un certo qual modo il “peso” della colonna d’aria che sta sopra la nostra testa. La pressione viene misurata in “HectoPascal”, ovvero in centinaia di Pascal ( una delle tante unità di misura utilizzate per questo parametro) ed il suo valore tipico al livello del mare si aggira attorno ai 1013 hPa. Se andassimo sempre più in alto (ad esempio se dovessimo andare in montagna), osservando di tanto in tanto il barometro vedremmo che il valore della pressione tenderebbe a calare velocemente, al ritmo di circa 10 hPa ogni 100 metri di quota; ad esempio arriveremmo a rilevare circa 900 hPa a 1000 metri, oppure 700 hPa a 3200 metri circa. Non sempre però i valori che misuriamo rispecchiano questi standard, in quanto potremmo trovarci immersi in una depressione o in un anticiclone, e pertanto potremmo osservare pressioni più elevate o più basse di quelle indicate poco sopra come riferimento. Per questo motivo i meteorologi hanno la consuetudine di utilizzare anche mappe dove siano indicate o stimate (punto per punto) le quote dove si trovano alcuni livelli di pressione: ad esempio si possono trovare mappe dell’Europa dove viene indicata l’altezza alla quale si trovano gli 850 hPa in ogni zona del Continente. Immaginando di unire tutti questi punti fra di loro si arriva a costruire una specie di superficie più o meno ondulata, nella quale sono presenti anche dei “picchi” verso l’alto o delle “conche” verso il basso; queste sono chiamate “superfici isobariche” appunto. GEOPOTENZIALE: in realtà le quote indicate nelle carte appena descritte non sono quelle effettive alle quali noi normalmente siamo abituati (in pratica i 1200 metri indicati nelle mappe alla superficie isobarica degli 850 hPa non rappresentano i 1200 metri di quota rispetto al livello del mare); infatti quando si vanno a fare descrizioni del genere subentrano alcuni problemi che rendono difficoltosa la rappresentazione della quota effettiva. In particolare le “grane” più grosse sotto questo punto di vista vengono date dall’accelerazione di gravità (quella che determina direttamente il peso di un qualsiasi oggetto e quindi anche la pressione atmosferica stessa); tale parametro non è così semplice da descrivere su tutta la superficie terrestre per vari motivi: 1) tende a diminuire mano a mano che ci alziamo di quota. 2) può subire leggere variazioni a seconda della zona in cui ci troviamo (oceano, terreno solido, laghi ecc. ecc.). 3) non esiste un modello matematico che possa descriverla in maniera esauriente in ogni punto della Terra. Per tale motivo allora i meteorologi ricorrono ad un trucco matematico; invece di indicare la quota vera e propria si calcolano il “geopotenziale”. Tale parametro misura in pratica la forza che bisogna applicare ad una certa quantità di aria (ad esempio un metro cubo) per portarla verso l’alto di una quantità prefissata (di solito un metro); ovviamente questa forza da applicare è legata al peso della massa d’aria considerata e di conseguenza nei calcoli andrà coinvolta in qualche modo anche l’accelerazione di gravità. Il trucco al quale si ricorre è quello di considerare l’accelerazione di gravità INDIPENDENTE dalla quota alla quale ci troviamo; in poche parole nei calcoli si inserisce il valore medio di questo parametro misurato sul livello del mare. ALTEZZA DI GEOPOTENZIALE: dividendo allora il parametro “geopotenziale” per questo valore medio si ottiene la ”altezza di geopotenziale”, ossia una quantità che si esprime in metri o decine di metri (ad essere pignoli bisognerebbe dire “metri o decine di metri geopotenziali”, ossia in sigla mgp oppure gpdm), ma che in generale risulta più piccola della quota effettiva. Ad esempio possiamo osservare che sulla verticale di una certa località i 300 hPa vengono misurati alla quota effettiva (quella che tutti noi conosciamo) di 9000 metri, mentre l’altezza di geopotenziale dei 300 hPa contemporaneamente misurata risulta di 8950 metri. Le differenze fra le due altezze in generale sono piccolissime, ma in alcuni casi possono risultare determinanti. E’ comunque da ricordare il seguente fatto: siccome il geopotenziale e l’altezza di geopotenziale sono legati al peso della colonna d'aria che ci sovrasta, in qualche modo misurano anche la sua temperatura media (più l’aria è fredda più è “pesante”); pertanto con l’utilizzo di un solo parametro otteniamo molte informazioni, che collimate con altre derivanti da misure simili possono descrivere con completezza tutte le caratteristiche (temperatura, pressione, umidità, velocità del vento ecc. ecc) della massa d’aria interessata dalla misura.

Autore : Lorenzo Catania

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