Dinamica dell'Atmosfera - Appunti

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Questions and Answers

Qual è la velocità angolare costante con cui la terra ruota attorno al proprio asse?

  • 20°/ora
  • 10°/ora
  • 15°/ora (correct)
  • 12°/ora

Quale delle seguenti forze devìa la traiettoria del corpo verso destra nell'emisfero Nord?

  • Forza di attrito
  • Forza di gravità
  • Forza centrifuga
  • Forza di Coriolis (correct)

Quale delle seguenti non è considerata una forza apparente?

  • Forza di Coriolis
  • Forza di gravità (correct)
  • Forza di attrito
  • Forza centrifuga

Qual è l'equazione generale del moto che include tutte le forze menzionate?

<p>Fg + Fp + Fd + Fa + Fc = a tot (D)</p> Signup and view all the answers

Quali sono le grandezze che definiscono le forze secondo la dinamica?

<p>Direzione, verso, intensità (D)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti forze non viene considerata nel moto orizzontale su grande scala?

<p>Fg (B)</p> Signup and view all the answers

Nel vento geostrofico, quale relazione corretta esiste tra forza di pressione e forza deviante?

<p>Fp = -Fd (A), Fp + Fd = 0 (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa succede alla traiettoria del vento quando la forza deviante aumenta?

<p>La traiettoria continua a deviare verso destra (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è la pressione atmosferica di riferimento in un'area in cui la massa d'aria è ferma?

<p>1000 Hpa (A)</p> Signup and view all the answers

Quale forza non viene considerata nel moto della libera atmosfera al di sopra dello strato limite?

<p>Fa (A)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo al vento geostrofico?

<p>Si considera l'equilibrio tra Fp e Fd (C)</p> Signup and view all the answers

Durante il vento geostrofico, quale forza è direttamente proporzionale all'aumento della velocità?

<p>Fd (A)</p> Signup and view all the answers

Quale componente della forza è presente solo quando c'è movimento dell'aria?

<p>Fd (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è la relazione tra il gradiente topografico e l'intensità del vento geostrofico?

<p>L'intensità del vento aumenta con un aumento dell'inclinazione. (A)</p> Signup and view all the answers

Che cosa rappresenta l'altezza geopotenenziale (z) nel contesto del vento geostrofico?

<p>Un riferimento per calcolare la variazione di pressione. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è il valore di g0 utilizzato come riferimento nella dinamica atmosferica?

<p>9,80665 m/s2 (D)</p> Signup and view all the answers

Come influisce la temperatura sull'inclinazione delle superfici isobariche?

<p>Temperature più alte aumentano l'inclinazione. (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è il significato pratico del gradiente topografico in meteorologia?

<p>Determina la direzione e l'intensità dei venti. (D)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta Δz nel contesto del gradiente topografico?

<p>La variazione dell'altezza in una distanza specifica. (C)</p> Signup and view all the answers

Quale fattore NON influisce sull'inclinazione delle superfici isobariche?

<p>La posizione geografica. (C)</p> Signup and view all the answers

In che modo il vento geostrofico è influenzato dalla pressione atmosferica?

<p>Il vento geostrofico si sviluppa a causa del gradiente di pressione. (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è l'equazione che rappresenta il vento di gradiente?

<p>Fp + Fd + Fc = 0 (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è il segno che corrisponde alla circolazione ciclonica?

<ul> <li>(B)</li> </ul> Signup and view all the answers

Come si comporta la forza di gradiente in prossimità delle basse pressioni?

<p>È più forte (A)</p> Signup and view all the answers

Quale affermazione è vera per quanto riguarda la curvatura anticiclonica?

<p>La soluzione descrive il moto con segno meno (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa indica che F deviante è 0 alle basse latitudini?

<p>L'equilibrio avviene solo con venti molto forti (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è la soluzione corretta per la velocità v nella curvatura ciclonica?

<p>Con segno positivo davanti alla radice quadrata (A)</p> Signup and view all the answers

Quale fattore può influenzare la considerevole velocità dei venti nei cicloni tropicali?

<p>L'elevato ΔP/Δx (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa accade al moto dell'aria nelle traiettorie circolari uniformi?

<p>Adotta un verso variabile (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta il vento termico?

<p>La differenza vettoriale tra i venti a due quote diverse (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è la direzione del vento termico rispetto alle isoterme?

<p>Parallelamente alle isoterme (C)</p> Signup and view all the answers

Quali forze sono considerate forze reali in un sistema di riferimento?

<p>Forza di gravità e forza del gradiente di pressione (D)</p> Signup and view all the answers

Quali condizioni devono essere soddisfatte affinché si verifichi il vento di gradiente?

<p>Moto curvilineo e assenza di forze di attrito (C)</p> Signup and view all the answers

Quando può essere considerato il vento geostrofico?

<p>In un moto rettilineo uniforme (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa descrive il moto stazionario orizzontale circolare uniforme?

<p>Vento di gradiente in un campo barico a isobare circolari (C)</p> Signup and view all the answers

Che cosa non è una forza apparente in un sistema non inerziale?

<p>Forza di gravità (D)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni è falsa riguardo al vento termico?

<p>Mantiene aria calda a sinistra e aria fredda a destra. (B)</p> Signup and view all the answers

Quali sono le direzioni del vento geostrofico nell'emisfero nord?

<p>Parallelo alle isobare con L a sinistra (D)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta la formula $V = \frac{\Delta P}{\rho 2 \omega \sin(\phi) \Delta x}$ nel contesto del vento geostrofico?

<p>La velocità del vento rispetto alla distanza e al gradiente di pressione (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è l'effetto della distanza tra le isobare sulla forza del vento geostrofico?

<p>Venti più intensi con isobare più vicine (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa accade al vento geostrofico durante una variazione di quota?

<p>La velocità aumenta con l'aumento della quota (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è il criterio di Buy Ballot per il vento geostrofico?

<p>Il vento scorre parallelo alle isobare mantenendo H a destra (C)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo al vento geostrofico e la forza di Coriolis?

<p>Il vento geostrofico è influenzato dalla forza di Coriolis (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa indica la scritta 'Fp + Fd = 0' nel contesto del vento geostrofico?

<p>Il bilanciamento delle forze sul vento (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è l'effetto della latitudine sulla velocità del vento geostrofico?

<p>Venti più intensi alle basse latitudini (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è la conseguenza di un aumento della pressione in un'area geostrofica?

<p>Un aumento della velocità del vento (C)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Velocità angolare costante

La velocità con cui la Terra ruota sul suo asse rimane invariata.

Forza di Coriolis

Forza che devia la traiettoria di un oggetto a destra nell'emisfero Nord.

Equazione del moto

Fg + Fp + Fd + Fa + Fc = a tot rappresenta tutte le forze agenti su un corpo.

Forze reali

Forze che agiscono su un oggetto in qualsiasi sistema di riferimento.

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Forze apparenti

Forze che compaiono solo in sistemi di riferimento non inerziali.

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Vento Geostrofico

Moto rettilineo uniforme di un corpo d'aria in un campo di pressione.

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Approssimazioni Vento Geostrofico

Nel calcolo del vento geostrofico, si trascurano alcune forze come la forza di attrito per studiare il moto su larga scala nella libera atmosfera.

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Forza di pressione (Fp)

Forza dovuta alla differenza di pressione atmosferica, spingendo l'aria da zone di alta pressione verso zone di bassa pressione.

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Forza deviante (Fd)

Forza che devia il moto dell'aria a causa della rotazione terrestre (effetto Coriolis).

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Moto in atmosfera libera

La regione dell'atmosfera dove l'attrito con la superficie terrestre non influenza significativamente il moto del vento.

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Moto su larga scala

Il moto dell'atmosfera su grandi distanze (orizzontali).

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Isolati isobarici e paralleli

Le linee che collegano punti con la stessa pressione atmosferica, parallele si possono considerare come una condizione ottimale per il Vento Geostrofico.

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Vento e forza deviante

La velocità e direzione del vento sono influenzate dalla differenza di pressione e dalla forza deviante, che causa deviazioni a destra nell'emisfero boreale.

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Forza di Gradiente

La forza che spinge l'aria da zone di alta pressione a zone di bassa pressione.

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Regola di Buy Ballot

Il vento geostrofico spira con direzione parallela alle isobare, con le basse pressioni a sinistra nell'emisfero nord e a destra nell'emisfero sud.

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Isobare

Linee su una mappa meteorologica che collegano punti con la stessa pressione atmosferica.

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Intensità del Vento Geostrofico

La velocità del vento geostrofico dipende dalla differenza di pressione e dalla densità dell'aria.

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Formula del Vento Geostrofico

V = (1/ρ)(ΔP/2ωsinφΔx), dove V è la velocità del vento, ρ è la densità dell'aria, ΔP è la differenza di pressione, ω è la velocità angolare della Terra, φ è la latitudine e Δx è la distanza tra le isobare.

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Fattori che Influenzano il Vento Geostrofico

La distanza tra le isobare, la quota, la latitudine influenzano l'intensità del vento geostrofico.

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Legge di Stevino

Relazione tra pressione e profondità in un fluido.

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Carte di Pressione

Mappe che mostrano la distribuzione della pressione atmosferica in un determinato momento.

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Vento Termico

Differenza vettoriale tra i venti a due quote diverse, misurati sulla stessa verticale.

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Gradiente Termico Orizzontale

Variazione della temperatura lungo una direzione orizzontale.

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Direzione Vento Termico

Il vento termico è diretto lungo le isoterme, con l'aria fredda a sinistra e l'aria calda a destra.

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Vento di Gradiente

Vento che soffia in un campo barico con isobare circolari concentriche, a velocità costante e in moto circolare uniforme.

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Moto Stazionario Orizzontale

Movimento di un corpo d'aria senza accelerazione, quindi con velocità costante e direzione costante.

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Condizioni Vento di Gradiente

Velocità costante, moto curvilineo e assenza di forze di attrito.

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Altezza Geopotenziale (z)

Un'approssimazione dell'altezza utilizzata nei calcoli meteorologici. Tiene conto della variazione della gravità con l'altitudine.

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Gradiente di Pressione

La variazione di pressione su una data distanza. Determina la forza che spinge l'aria da zone di alta pressione a zone di bassa pressione.

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Gradiente Topografico

La variazione dell'altezza del terreno su una data distanza. Influenza l'inclinazione delle superfici isobariche, influenzando il vento geostrofico.

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Inclinazione Superficie Isobarica

L'angolo formato dalla superficie isobarica con l'orizzontale. Influenza l'intensità del vento geostrofico.

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Influenza della Temperatura

La temperatura influenza l'inclinazione delle superfici isobariche. Temperature più alte portano a superfici più inclinate e venti più forti.

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Relazione Vento Geostrofico - Inclinazione

L'intensità del vento geostrofico è direttamente proporzionale all'inclinazione delle superfici isobariche: più è inclinata, più è forte il vento.

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Vento Geostrofico - Alta e Bassa Pressione

Il vento geostrofico soffia attorno alle zone di alta pressione in senso orario nell'emisfero nord e in senso antiorario nell'emisfero sud. Il contrario accade attorno alle zone di bassa pressione.

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Equazione del Vento di Gradiente

L'equazione Fp + Fd + Fc = 0 descrive l'equilibrio tra la forza di pressione (Fp), la forza deviante (Fd) e la forza centrifuga (Fc) in un sistema in rotazione come la Terra. Questa equazione è fondamentale per comprendere il moto dell'aria in atmosfera libera e quindi il vento.

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Circolazione Ciclonica e Anticiclonica

Nella formula Fp + Fd + Fc = 0, il segno + indica una circolazione ciclonica (rotatoria in senso antiorario nell'emisfero Nord), mentre il segno - indica una circolazione anticiclonica (rotatoria in senso orario nell'emisfero Nord).

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Determinare la Velocità del Vento

Utilizzando l'equazione del vento di gradiente, possiamo calcolare la velocità del vento (v) in un dato punto. Si moltiplica l'equazione per -r, dove r è il raggio di curvatura del flusso d'aria, e si isola la velocità (v).

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Curvatura Anticiclonica

In un flusso d'aria anticiclonico, la soluzione dell'equazione che descrive il moto dell'aria è quella con il segno meno davanti alla radice quadrata.

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Curvatura Ciclonica

In un flusso d'aria ciclonico, la soluzione dell'equazione che descrive il moto dell'aria è quella con il segno più davanti alla radice quadrata.

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Vento intorno ad Alta Pressione (H) e Bassa Pressione (L)

Matematicamente, il vento attorno a un'alta pressione (H) è maggiore di quello intorno a una bassa pressione (L), a parità di fattori come la forza deviante, la forza centrifuga e la densità dell'aria.

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Vento di Pressione

Il vento di pressione è una forza che spinge l'aria da zone di alta pressione verso zone di bassa pressione, influenzando la velocità del vento.

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Velocità del Vento nei Cicloni Tropicali

Alle basse latitudini, la forza deviante è quasi nulla (sin = 0). Per mantenere l'equilibrio con la forza di gradiente, è necessaria una grande differenza di pressione o una bassa densità dell'aria. Questo spiega le alte velocità dei venti nei cicloni tropicali e il loro piccolo diametro.

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Study Notes

Dinamica dell'Atmosfera - Appunti

  • La seconda legge della dinamica per i solidi: F = m x a
  • La seconda legge della dinamica per i fluidi: F = m x a. La densità (ρ) di un fluido è variabile, perché un fluido è comprimibile e in un unico volume possono esserci masse di fluido con densità diverse. Per semplificare i calcoli per l'atmosfera, m = 1 kg.

Sistemi di Riferimento

  • Inerziali: Valgono il principio d'inerzia. I punti di riferimento sono punti fissi o in moto rettilineo uniforme (es. stelle fisse). Si utilizza un sistema di coordinate astronomiche. F = m x a
  • Non inerziali: Non vale il principio d'inerzia. I punti di riferimento sono in moto accelerato (es. superficie terrestre). Si utilizza un sistema di coordinate geografiche. F = a + aapparente. L'accelerazione di un corpo è data da un'accelerazione iniziale più un'accelerazione apparente.

Forza di Coriolis

  • La Terra ruota attorno al proprio asse a velocità angolare costante (ω = 15°/ora). La forza di Coriolis devia la traiettoria di un corpo verso destra nell'emisfero Nord e verso sinistra nell'emisfero Sud. La formula per la forza di Coriolis è Fd = 2ωsenφ·V, dove ω è la velocità angolare terrestre, φ è la latitudine e V è la velocità del corpo.

Equazione Generale del Moto

  • Fg + Fp + Fd + Fa + Fc = atot
  • Fg = forza di gravità, Fg = - g (direzione verticale, verso centro della Terra)
  • Fp = forza del gradiente di pressione, Fp = - 1/ρ x ΔP/ΔS (direzione lungo la congiungente i 2 punti con differenza di pressione, verso dalle alte alle basse pressioni).
  • Fd = forza di Coriolis
  • Fa = forza di attrito
  • Fc = forza centrifuga

Approssimazioni

  • Per i moti atmosferici su vasta scala (scala sinottica e planetaria), si considerano solo i moti orizzontali, trascurando la componente verticale.
  • Vento geostrofico (moto rettilineo uniforme su spazi molto estesi).
  • Vento di gradiente (moto circolare uniforme, isobare curve).
  • Vento nello strato limite (isobare rettilinee = vento geostrofico con attrito, isobare curve = vento di gradiente con attrito).

Vento Geostrofico

  • La forza di gradiente (Fp) e la forza di Coriolis (Fd) si eguagliano e si oppongono, dando luogo al vento geostrofico che spira parallelamente alle isobare. La forza di Coriolis devia il vento verso destra nell'emisfero Nord e verso sinistra nell'emisfero Sud.
  • L'intensità del vento geostrofico aumenta al diminuire della distanza tra le isobare (Δx) e all'aumentare della differenza di pressione (ΔP), e decresce con l'aumentare della densità e della latitudine.
  • La regola di Buys Ballot, descrive la relazione tra la direzione del vento e la disposizione delle isobare in base all'emisfero.

Carte di Pressione

  • Carte al suolo e carte a livello costante (MSL). Le linee isobare sono linee che connettono punti con la stessa pressione al suolo. Le linee isoipse sono linee che connettono punti con la stessa altezza geopotenziale.

Vento Termico

  • Il vento termico è la differenza vettoriale tra due venti a diverse quote, misurati sulla stessa verticale. La sua intensità è proporzionale al gradiente termico orizzontale, e la sua direzione è parallela alle isoterme. ARIA FREDDA → a sinistra, ARIA CALDA → a destra.

Moto Stazionario Orizzontale Circolare Uniforme (Vento di Gradiente)

  • Le condizioni per il verificarsi di un vento di gradiente sono: velocità costante, moto curvilineo, assenza di forze d'attrito. Il moto avviene su un campo barico con isobare concentriche. L'equazione del vento di gradiente è Fp + Fd + Fc = 0

Direzione e Verso del Vento di Gradiente

  • La direzione del vento è tangente alle isobare. Il verso del vento dipende dall'emisfero. In quello Nord, le basse pressioni sono a sinistra del vento, in quello Sud, sono a destra. Questo è noto anche come regola delle forze.

Curvatura Ciclonica e Anticiclonica

  • In un sistema ciclonico, il vento spirale in senso antiorario nell'emisfero Nord e orario nell'emisfero Sud. In un sistema anticiclonico, il vento spirale in senso orario nell'emisfero Nord e antiorario nell'emisfero Sud. La velocità del vento aumenta vicino ad un minimo di pressione e diminuisce vicino ad un massimo.

Gradiente Topografico

  • Il gradiente topografico è la differenza di altezza geopotenziale (Δz) tra due isoipse, diviso la distanza tra loro (Δx). Questo definisce la pendenza isobarica.

Livello di Non Divergenza (LND)

  • Il livello di non divergenza (LND) è un livello nella troposfera dove non c'è divergenza o convergenza di aria. La sua presenza è fondamentale per l'equilibrio nel ciclo ciclonico. Generalmente intorno ai 550 hPa

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