Alcuni dati di meteorologia

L'Umidità

L'umidità atmosferica è la quantità di vapore acqueo contenuta nell'aria. Rappresenta una percentuale piccolissima dell'acqua presente sulla Terra (circa lo 0.01%), ma è molto importante per il suo ruolo svolto nel ciclo dell'acqua (vedi sezione aria e acqua). E' attraverso l'umidità atmosferica che l'acqua si muove, passando dagli oceani e mari alla terraferma: quasi tutto il vapore acqueo presente in atmosfera si origina infatti per evaporazione delle acque oceaniche e marine, e il contributo di specchi d'acqua continentali e dell'evapotraspirazione di terreno e vegetazione è molto piccolo.

L'umidità atmosferica non è distribuita uniformemente, ma varia moltissimo nelle diverse regioni della Terra: osserviamo così regioni dove l'umidità atmosferica è molto elevata, e altre in cui l'aria è secca e priva di vapore acqueo, come nelle regioni desertiche

Umidità e Temperatura

La quantità di vapore che l'aria può contenere dipende moltissimo dalla sua temperatura: tanto più l'aria è calda, tanto maggiore è il quantitativo di vapore acqueo che può contenere. Raffreddando una massa d'aria, questa diviene sovrassatura e il vapore condensa sotto forma di microscopiche gocce d'acqua. Di questo ci possiamo rendere conto osservando il comportamento dell'aria che espiriamo: il nostro respiro contiene una certa percentuale di vapore acqueo, che, alla temperatura di 37°C (quella del nostro corpo) è lontana dal punto di saturazione. Se respiriamo in ambiente freddo, l'aria espirata si raffredda, diviene sovrassatura e il vapore contenuto in eccesso condensa sotto forma di piccole gocce d'acqua (che noi erroneamente chiamiamo "vapore", ma in realtà si tratta di acqua liquida: il vapore acqueo è un gas trasparente, incolore e invisibile). Se espiriamo in ambiente caldo, invece, questo fenomeno non si verifica, anche se la quantità di vapore contenuta nell'aria espirata è sempre più o meno la stessa.

Umidità assoluta e Umidità relativa

L'umidità assoluta viene misurata pesando i grammi di vapore acqueo contenuti in 1 m3 di aria. Questa, tuttavia, non è una grandezza molto utile in meteorologia: è più importante sapere quanta acqua è possibile potenzialmente ricavare sotto forma di pioggia da una data quantità di aria. Per questo si utilizza un altro parametro, l'umidità relativa.

Ad una certa temperatura e ad una certa pressione, l'aria può contenere un determinato quantitativo di vapore acqueo: raggiunto questo quantitativo, l'aria diviene satura di vapore e ogni piccola variazione di pressione o di temperatura o ogni aggiunta di altro vapore rendono l'aria sovrassatura: il vapore acqueo in eccesso condensa sotto forma di piccole gocce d'acqua liquida. Per un determinato contenuto di vapore acqueo ad una certa pressione, la temperatura alla quale si verifica condensazione si dice temperatura di condensazione o punto di rugiada. L'umidità relativa è il rapporto percentuale tra la quantità di vapore presente nell'aria e la quantità di vapore necessaria, alla stessa temperatura, per rendere l'aria satura di vapore. Un'umidità relativa del 100% indica che l'aria è satura di vapore e quindi prossima a condensare il vapore acqueo sotto forma di gocce d'acqua: dal punto di vista meteorologico, si tratta di una situazione potenzialmente favorevole alle precipitazioni. Al contrario, un'umidità relativa bassa indica aria secca e poco favorevole a determinare precipitazioni.

L’Igrometro

L'umidità relativa viene misurata con strumenti chiamati igrometri. Gli strumenti più diffusi sono gli igrometri a capello, che sfruttano la singolare proprietà dei capelli umani di allungarsi proporzionalmente all'umidità relativa (come ben sanno coloro che hanno una capigliatura ricciuta: quando l'aria è umida, i capelli sono più arricciati e aggrovigliati).

In meteorologia si utilizzano strumenti più precisi chiamati psicrometri (dal greco psycros, freddo). Sono costituiti da una coppia di termometri affiancati, uno dei quali ha il bulbo avvolto in una tela imbevuta di acqua. Finchè l'umidità relativa è inferiore al 100%, il termometro con il bulbo bagnato segna una temperatura inferiore a quello asciutto, e la differenza è tanto maggiore quanto minore è l'umidità relativa. Con apposite tabelle, è possibile quindi ricavare l'umidità relativa dalla differenza di temperatura misurata dai due termometri. Per far evaporare l'acqua dal bulbo bagnato, infatti, occorre energia, che viene sottratta al bulbo, il quale si raffredda. La velocità di evaporazione, e quindi di raffreddamento del bulbo, è tanto più grande quanto più bassa è l'umidità relativa (quindi, tanto più l'aria è secca). Quando l'umidità relativa è pari al 100% e l'aria è satura di vapore acqueo, invece, l'evaporazione sul bulbo bagnato si arresta e i due termometri segnano la stessa temperatura.

Termometro

Il termometro più usato è quello a mercurio, dove la temperatura è misurata sulla base della dilatazione del mercurio liquido contenuto nel bulbo, ma si utilizzano anche termometri ad alcool etilico. Più complesso è il termografo, che permette di registrare le temperature nel corso del tempo: è in genere costituito da un termometro a lamina bimetallica, dove due metalli diversi saldati tra loro si dilatano in misura diversa per una medesima variazione di temperatura.