Vapore acqueo:

L’acqua è una sostanza unica. Può esistere come liquido, solido (ghiaccio) e gas (vapore acqueo). Un modo principale in cui il vapore acqueo aumenta nell’atmosfera è attraverso l’evaporazione. L’acqua liquida evapora dagli oceani, dai laghi, dai fiumi, dalle piante, dal terreno e dalla pioggia caduta. Molto o poco vapore acqueo può essere presente nell’aria. I venti nell’atmosfera trasportano poi il vapore acqueo da un posto all’altro. Una fonte importante di vapore acqueo nel Kentucky è il Golfo del Messico. La maggior parte del vapore acqueo nell’atmosfera è contenuta entro i primi 10.000 piedi circa sopra la superficie terrestre. Il vapore acqueo è anche chiamato umidità.

UMIDITÀ ASSOLUTA:

L’umidità assoluta (espressa come grammi di vapore acqueo per metro cubo di volume d’aria) è una misura della quantità effettiva di vapore acqueo (umidità) nell’aria, indipendentemente dalla temperatura dell’aria. Maggiore è la quantità di vapore acqueo, maggiore è l’umidità assoluta. Per esempio, un massimo di circa 30 grammi di vapore acqueo può esistere in un volume d’aria di un metro cubo con una temperatura nella metà degli anni 80. L’UMIDITÀ SPECIFICA si riferisce al peso (quantità) di vapore acqueo contenuto in un’unità di peso (quantità) d’aria (espresso come grammi di vapore acqueo per chilogrammo d’aria). L’umidità assoluta e quella specifica sono abbastanza simili come concetto.

UMIDITÀ RELATIVA:

Anche l’umidità relativa (RH) (espressa in percentuale) misura il vapore acqueo, ma RELATIVAMENTE alla temperatura dell’aria. In altre parole, è una misura della quantità effettiva di vapore acqueo nell’aria rispetto alla quantità totale di vapore che può esistere nell’aria alla sua temperatura attuale. L’aria calda può possedere più vapore acqueo (umidità) dell’aria fredda, quindi con la stessa quantità di umidità assoluta/specifica, l’aria avrà un’umidità relativa più alta se l’aria è più fredda, e un’umidità relativa più bassa se l’aria è più calda. Ciò che “sentiamo” all’esterno è la quantità effettiva di umidità (umidità assoluta) nell’aria.

PUNTO DI RUGIA:

I meteorologi considerano abitualmente la temperatura del “punto di rugiada” (invece di, ma analoga all’umidità assoluta) per valutare l’umidità, specialmente in primavera ed estate. La temperatura del punto di rugiada, che fornisce una misura della quantità effettiva di vapore acqueo nell’aria, è la temperatura a cui l’aria deve essere raffreddata perché sia satura. Anche se le condizioni meteorologiche influenzano le persone in modo diverso, in generale in primavera e in estate, le temperature del punto di rugiada superficiale negli anni ’50 di solito sono confortevoli per la maggior parte delle persone, negli anni ’60 sono un po’ scomode (umide), e negli anni ’70 sono abbastanza scomode (molto umide). Nella valle dell’Ohio (compreso il Kentucky), i punti di rugiada comuni durante l’estate vanno da metà degli anni 60 a metà degli anni 70. Sono stati registrati punti di rugiada fino a 80 o meno 80, il che è molto opprimente ma fortunatamente relativamente raro. Mentre il punto di rugiada dà una rapida idea del contenuto di umidità nell’aria, l’umidità relativa non lo fa poiché l’umidità è relativa alla temperatura dell’aria. In altre parole, l’umidità relativa non può essere determinata dalla sola conoscenza del punto di rugiada, bisogna conoscere anche la temperatura effettiva dell’aria. Se l’aria è totalmente satura ad un livello particolare (ad esempio, la superficie), allora la temperatura del punto di rugiada è la stessa della temperatura effettiva dell’aria, e l’umidità relativa è del 100%.

RELAZIONE DEL PUNTO DI RUGIA E DELL’UMIDITÀ RELATIVA ALLE NUVOLE E ALLA PRECIPITAZIONE:

Se l’umidità relativa è del 100% (cioè, la temperatura del punto di rugiada e la temperatura effettiva dell’aria sono le stesse), questo NON significa necessariamente che si verificheranno precipitazioni. Significa semplicemente che la massima quantità di umidità è nell’aria alla particolare temperatura dell’aria. La saturazione può provocare nebbia (in superficie) e nuvole in alto (che consistono in piccole gocce d’acqua sospese nell’aria). Tuttavia, perché si verifichino precipitazioni, l’aria deve salire a una velocità sufficiente per favorire la condensazione del vapore acqueo in goccioline di acqua liquida o in cristalli di ghiaccio (a seconda della temperatura dell’aria) e per promuovere la crescita di goccioline d’acqua, goccioline super raffreddate e/o cristalli di ghiaccio nelle nuvole. Le goccioline crescono attraverso un processo chiamato “collisione-coalescenza” in cui goccioline di varie dimensioni si scontrano e si fondono insieme (si fondono). Anche i processi dei cristalli di ghiaccio (compresa la deposizione e l’aggregazione) sono importanti per la crescita delle particelle. Nei temporali, può svilupparsi anche la grandine. Una volta che le particelle di precipitazione sospese crescono a dimensioni sufficienti, l’aria non può più sostenere il loro peso e la precipitazione cade dalle nuvole. Nei climi umidi, i temporali spesso causano piogge più pesanti rispetto alle precipitazioni invernali generali, poiché il contenuto di umidità nell’aria è tipicamente più alto in primavera e in estate, e poiché l’aria di solito sale ad una velocità molto più rapida all’interno dei temporali in via di sviluppo che nei sistemi invernali generali. La “microfisica delle nuvole” è lo studio della produzione e della crescita delle goccioline e dei cristalli di ghiaccio all’interno delle nuvole e la loro relazione con le precipitazioni.

ACQUA PREPECIPITABILE:

I meteorologi non sono solo interessati al punto di rugiada o all’umidità assoluta in superficie, ma anche in alto. L’acqua precipitabile (PW) è una misura della quantità totale di vapore acqueo contenuto in una piccola colonna verticale che si estende dalla superficie alla cima dell’atmosfera. Tuttavia, come detto sopra, la maggior parte dell’umidità nell’atmosfera è contenuta all’incirca entro i 10.000 piedi più bassi. Valori di acqua precipitabile intorno o sopra 1 pollice sono comuni in primavera e in estate a est delle Montagne Rocciose (incluso il Kentucky). Valori di 2 pollici in estate indicano un contenuto di umidità molto alto nell’atmosfera, tipico di una massa d’aria tropicale. In generale, più alto è il PW, più alto è il potenziale per piogge molto pesanti da temporali se dovessero svilupparsi. Tuttavia, un’altra considerazione molto importante non è solo la quantità di umidità ambientale in una particolare località, ma anche la quantità di avvezione e convergenza dell’umidità che fornisce ulteriore umidità ad un’area. Se significativi, questi fattori aggiunti aiutano a spiegare perché i totali di pioggia dai temporali possono superare i valori reali di PW dell’aria in cui i temporali si verificano. Il movimento dei temporali, chiamato propagazione, è anche molto importante nel determinare l’effettiva quantità di pioggia in qualsiasi località. Più lento è il movimento dei temporali, più alto è il potenziale di pioggia in una zona.

Ora tocca a te. RISPONDI ALLE SEGUENTI DOMANDE:

DOMANDA 1: In inverno, se la temperatura dell’aria fosse di 40 F e anche il punto di rugiada fosse di 40, quale sarebbe l’umidità relativa? Ora, in primavera, se la temperatura dell’aria fosse di 70 e il punto di rugiada fosse di 70, quale sarebbe l’umidità relativa? In quale situazione si sentirebbe più umido? Cosa ti dice questo sull’umidità relativa?	Risposta alla domanda 1
DOMANDA 2: Se la temperatura dell’aria fosse di 95 F con un punto di rugiada di 70, l’umidità relativa dell’aria sarebbe più alta o più bassa che se la temperatura dell’aria fosse di 70 gradi con un punto di rugiada di 55? Quale massa d’aria ti farebbe sentire più a disagio?	Risposta alla domanda 2
DOMANDA 3: Se la temperatura dell’aria fosse di 90 gradi con un’umidità relativa del 60% nel pomeriggio, sarebbe più scomoda per una persona che se fosse di 75 gradi con un’umidità relativa del 100% al mattino?	Risposta alla domanda 3

Questi esempi mostrano come l’umidità relativa possa essere piuttosto fuorviante. In generale, assumendo che il punto di rugiada o l’umidità assoluta non cambi, l’umidità relativa sarà più alta al mattino presto quando la temperatura dell’aria è più fresca, e più bassa nel pomeriggio quando la temperatura dell’aria è più alta.

INDICE DI CALORE:

Mentre il punto di rugiada è una misura più definitiva del contenuto di umidità, è l’umidità relativa che viene comunemente usata per determinare quanto caldo e umido ci “sembra” in primavera ed estate in base all’effetto combinato di temperatura e umidità dell’aria. Questo effetto combinato è chiamato “indice di calore”. Più alta è la temperatura dell’aria e/o più alta è l’umidità relativa, più alto è l’indice di calore e più caldo si sente ai nostri corpi all’esterno.

WIND CHILL INDEX:

In inverno, c’è un altro indice che usiamo per determinare quanto freddo sentono i nostri corpi quando siamo fuori. Questo si chiama “Wind Chill Index” (noto anche come “Wind Chill Factor”). Questo indice combina l’effetto della temperatura dell’aria con la velocità del vento. Quando fuori fa freddo e il vento soffia, il vento porta via il calore dal nostro corpo più velocemente che se il vento non soffiasse. Questo ci fa sentire più freddo. Pertanto, più forte è il vento in inverno, più freddo ci sembra e più basso è l’indice di raffreddamento del vento.

DOMANDA 4: Se la temperatura esterna fosse di 20 gradi con una velocità del vento di 20 mph, sentiresti più freddo che se la temperatura fosse di 5 gradi con una velocità del vento di 5 mph?

Risposta alla domanda 4

L’alta umidità/punti di rugiada in estate e il vento freddo in inverno sono importanti perché influenzano come il nostro corpo si “sente” quando siamo fuori. Se l’indice di calore è molto alto o l’indice di raffreddamento del vento è molto basso, allora dobbiamo prendere misure di sicurezza per proteggere il nostro corpo dai possibili effetti del tempo, tra cui esaurimento da calore, insolazione e colpo di calore in estate, e congelamento in inverno.

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