| | Ambiente di sfondo
Condizioni meteorologiche
Le condizioni meteorologiche sono il risultato di diversi fenomeni (vento, nuvole, precipitazioni) presenti nella parte inferiore dell'atmosfera, la cosiddetta troposfera, in un determinato luogo e momento. Un fattore importante è l'energia del sole che riscalda la superficie terrestre e l'atmosfera sovrastante. Altri fattori sono la latitudine, l'orografia (altitudine ed energia dei rilievi), la distribuzione terra-oceano, la copertura naturale del terreno e fattori antropogeografici. Le caratteristiche fisiche rilevanti sono la temperatura, la pressione e l'umidità dell'aria.
|  | Il movimento della Terra intorno al Sole | |
Stagioni
La terra ruota attorno al sole seguendo un'orbita ellittica, che richiede un anno per il suo completamento. Il sole si trova in corrispondenza di uno dei fuochi di tale ellisse, mentre l'orbita della terra attorno al sole giace su un piano immaginario, chiamato piano dell'eclittica. L'asse di rotazione terrestre forma un angolo di 23,5° rispetto al piano dell'eclittica.
Durante il movimento della terra attorno al sole, l'asse di rotazione terrestre non subisce variazioni. Di conseguenza, l'emisfero settentrionale punta verso il sole durante i mesi estivi, mentre in inverno è orientato nella direzione opposta.
Queste condizioni spiegano il diverso angolo d'incidenza dei raggi solari sulla superficie terrestre nel corso dell'anno. Nell'emisfero settentrionale, l'angolo d'incidenza è alto in estate, mentre nei mesi invernali diminuisce e il sole rimane più basso rispetto all'orizzonte. È per questa ragione che, nei mesi invernali, il sole sorge più tardi e tramonta prima. Le giornate sono più corte e, a causa della ridotta esposizione solare, più fredde. Nello stesso periodo, nell'emisfero meridionale il sole è alto all'orizzonte e le giornate sono lunghe e calde. Viceversa, i mesi estivi dell'emisfero settentrionale corrispondono all'inverno dell'emisfero meridionale. Nei due emisferi, le stagioni sono invertite.
Il punto in cui la luce solare colpisce la superficie terrestre ad angolo retto si sposta durante l'anno tra 23,5° N e 23,5° S. Le differenze climatiche stagionali sono dovute all'inclinazione di 23,5° dell'asse terrestre, mentre la distanza tra la terra e il sole è di scarsa importanza. I 'punti di svolta' del sole nei due emisferi sono denominati tropici: Tropico del Cancro quello dell'emisfero settentrionale e Tropico del Capricorno quello dell'emisfero meridionale.
Estate dell'emisfero Nord
Estate dell'emisfero australe
 Estate dell'emisfero Nord
 Estate dell'emisfero australe
| | Mappa del clima: regione Himalayana | |
Zone climatiche
Le diverse zone climatiche che si osservano nella regione himalayana sono il risultato delle forti interazioni tra gli spostamenti delle masse d'aria e la struttura superficiale della terra.
Un fattore particolarmente rilevante è la diminuzione dell'umidità dell'atmosfera da sud-est in direzione nord e ovest. L'umidità è un fattore primario per la definizione di qualunque zona climatica.
All'interno della regione himalayana sono rappresentati tutti i possibili livelli di umidità. La zona di sud-est è prevalentemente umida e semi-umida, con 6-12 mesi di pioggia. Spostandosi più a nord e più a ovest il clima diventa più secco e si trovano ampie zone semi-aride. A nord della catena montuosa dell'Himalaya, il territorio è desertico e completamente arido.
L'assegnazione delle classi climatiche dipende dalla distribuzione terra-oceano, dall'orografia, dalle correnti atmosferiche e oceaniche e da altri fattori. Il monsone estivo esercita un grande influsso sul clima dell'Asia meridionale e sud-orientale.
| | | Convergenza intertropicale |
Convergenza intertropicale (ITC)
La zona di convergenza intertropicale è situata vicino all'equatore. La massa d'aria si riscalda e si innalza, mentre nella fascia sottostante si forma una bassa pressione termica. La convergenza tra gli alisei umidi di nord-est dell'emisfero settentrionale e quelli di sud-est dell'emisfero meridionale produce il riscaldamento e il conseguente innalzamento della massa d'aria. A causa dell'elevata umidità e dell'alta temperatura, la massa d'aria in salita forma cumulonembi di grande altezza, caratterizzati da dimensioni molto più grandi e da uno sviluppo verticale molto più accentuato rispetto ai cumuli di bel tempo. L'altezza di un cumulonembo può raggiungere i 12.000 metri. La formazione dei cumulonembi produce abbondanti piogge e temporali. La posizione della zona di convergenza intertropicale (ITCZ) dipende dalla stagione.
In generale, l'ITCZ si sposta insieme allo zenit del sole da 20° N a 20° S, ma si possono verificare deviazioni causate dalla circolazione degli alisei ad alta quota. La posizione effettiva dell'ITCZ definisce l'equatore meteorologico.
| | Circolazione del vento | |
Alisei
Lungo i fianchi equatoriali della zona ad alta pressione subtropicale, i venti soffiano normalmente verso ovest a una velocità media di 20 km/h. A bassa quota, all'inizio del loro viaggio oceanico, sono venti prevalentemente secchi, come l'Harmattan in Africa occidentale. Durante il loro spostamento sull'oceano, tuttavia, questi venti raccolgono grandi quantità di vapore acqueo e, nelle zone montuose, producono ampie formazioni nuvolose con conseguenti precipitazioni.
Lungo l'equatore, gli alisei di nord-est e di sud-est convergono in un canale di bassa pressione. Per effetto del sole allo zenit, e del conseguente riscaldamento della superficie terrestre, le masse d'aria convergenti si innalzano formando cumulonembi umidi. Il movimento ascendente delle masse d'aria all'equatore è compensato dalle masse in discesa vicino ai tropici, che completano il ciclo (come mostra il diagramma della convergenza intertropicale).
Forza di Coriolis
La forza di Coriolis è un fenomeno prodotto dalla rotazione terrestre. Osservando il pianeta dall'equatore, le masse d'aria si dirigono sempre verso destra nell'emisfero nord e verso sinistra nell'emisfero sud. La forza di Coriolis è zero all'equatore e aumenta a mano a mano che ci si sposta verso i poli, poiché la velocità di rotazione terrestre diminuisce, dall'equatore ai poli, da 1674 km/h a 0 km/h.
| | | Monsone indiano |
Monsone indiano
Il monsone è una corrente d'aria ciclica, ad andamento stagionale, caratterizzata da una deflessione di oltre 120°. Il monsone più noto e importante è il monsone estivo di sud-ovest che spira sull'Asia meridionale da maggio a settembre, causando piogge torrenziali.
Le correnti d'aria dell'aliseo di sud-est subiscono una deflessione in direzione ovest dovuta alla forza di Coriolis quando attraversano l'equatore e si dirigono verso il subcontinente indiano. Questo fenomeno è dovuto alle differenze termiche tra la superficie della terra e quella del mare. Le masse continentali si riscaldano più velocemente dell'acqua. Il calore sviluppato dalla superficie terrestre fa salire l'aria sovrastante generando una zona di bassa pressione, che attira i flussi d'aria provenienti dall'equatore. Nel suo tragitto verso l'Asia meridionale, il monsone attraversa l'Oceano Indiano da cui assorbe grandi quantità d'acqua e, una volta raggiunta la massa continentale, inizia a innalzarsi. L'aria ascendente, raffreddandosi, forma dense nuvole che provocano le precipitazioni tipiche del monsone.
La catena dell'Himalaya forma una barriera naturale che impedisce il passaggio delle correnti d'aria monsoniche. Per questa ragione, il sud della regione himalayana è soggetto periodicamente a piogge abbondanti, mentre il nord presenta un clima estremamente secco.
Da dicembre a febbraio il clima è dominato dal monsone invernale di nord-est, caratterizzato da masse d'aria fredde e secche. Durante questi mesi, nella zona sud-orientale dell'India si registrano le precipitazioni più abbondanti, perché il monsone invernale attraversa la baia del Bengala.
Il livello delle precipitazioni varia da 2000 a 4000 mm l'anno sulla costa occidentale dell'India, mentre nell'area desertica di Tharr raggiungono appena i 200 mm l'anno. È particolarmente degna di nota la città di Cherrapunji, nel distretto dei Monti Khasi, che con le sue precipitazioni di oltre 10.000 mm l'anno vanta il record di città più piovosa del mondo!
NDVI
L'NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) è l'indice di vegetazione normalizzato che misura la proporzione della radiazione solare assorbita dalla fotosintesi, e viene calcolato in base al canale del rosso visibile e al canale dell'infrarosso vicino. La vegetazione in buono stato di salute presenta un forte aumento della riflessione a 0,7 µm (infrarosso vicino), mentre il terreno, a seconda delle sue caratteristiche, mostra un aumento lineare. Quanto maggiore è l'attività della clorofilla, tanto più forte è l'incremento della riflessione nella banda dell'infrarosso vicino, vale a dire tra 0,7 e 1 µm. Questo indice viene usato per classificare la vitalità della vegetazione.
Il calcolo dell'NDVI Landsat si basa sulla formula seguente: (canale4 - canale3) / (canale4 + canale3).
In altre parole,
| NDVI = |
infrarosso vicino - rosso
|
infrarosso vicino + rosso |
| | | Meteosat di seconda generazione |
Satelliti meteo
I satelliti meteo utilizzati per le osservazioni meteorologiche percorrono orbite polari o equatoriali. Questi satelliti misurano la riflessione e la radiazione della superficie terrestre. La riflessione e la radiazione (infrarosso) possono essere interpretate per ottenere informazioni sulla distribuzione delle nuvole, della temperatura e della quantità di vapore acqueo nell'atmosfera. Un'area di studio particolare è quella relativa al rilevamento precoce di uragani e temporali. Grazie alla radiazione è possibile misurare la temperatura dei diversi strati d'aria e della superficie terrestre, ed è perciò possibile determinare anche l'altitudine delle nubi. Misurando la radiazione infrarossa è possibile osservare la distribuzione delle nubi anche nelle ore notturne.
Meteosat
- Meteosat di prima generazione
- Risoluzione al suolo
- luce visibile (VIS) 2,5 km
- infrarosso (IR) 5 km
- Canali spettrali
- 1: 0,50 - 0,90 µm, luce visibile
- 2: 5.70 - 7.10 µm vapore acqueo
- 3: 10.50 - 12.50 µm infrarosso termico
- Altitudine operativa 36 000 km
- Ciclo di ripetizione 30 minuti
- Dati a partire dal 1978
Luce visibile: il canale dello spettro visibile (VIS) misura la radiazione solare riflessa dall'atmosfera e dalla superficie terrestre. Le nuvole di acqua e ghiaccio si distinguono molto bene grazie alla riflessione elevata. In particolare, neve e ghiaccio tendono a presentare una forza di riflessione molto simile, mentre la riflessione degli specchi d'acqua dipende in gran parte dalla direzione di registrazione e dalle condizioni della superficie.
Vapore acqueo: il canale del vapore acqueo (WV) opera nella zona di assorbimento del vapore (5,7 - 7,1 µm, infrarosso medio). A causa del forte assorbimento della radiazione in questa gamma di lunghezze d'onda, i valori registrati riguardano principalmente la media e alta troposfera. L'assorbimento atmosferico nella banda dell'infrarosso medio è infatti talmente forte da impedire quasi completamente alle radiazioni di raggiungere la superficie della Terra. Ciò significa che la superficie terrestre, non presentando elementi di riflessione, appare 'invisibile'.
Anche nelle aree in cui non si formano nuvole, i flussi di vapore acqueo presenti nell'atmosfera superiore possono causare nubi e precipitazioni. Queste immagini hanno generalmente una risoluzione inferiore rispetto alle immagini IR, ma sono disponibili sia di giorno che di notte - un vantaggio rispetto alle immagini nel campo del visibile. Il vapore acqueo è visibile giorno e notte, perché l'infrarosso medio è presente sia nelle ore diurne che in quelle notturne e non dipende dalla presenza della radiazione solare diretta. L'utilità delle immagini è diminuita dal fatto che il contenuto di vapore acqueo a 'basso livello' è spesso molto importante per la formazione delle nubi e le precipitazioni, mentre la natura ad 'alto livello' delle immagini può impedire di cogliere variazioni significative nel contenuto di vapore acqueo ai livelli inferiori.
Infrarosso termico: il canale dell'infrarosso (IR) opera in una gamma spettrale caratterizzata da un basso assorbimento dei gas residui, perciò permette di misurare la radiazione a onde lunghe emessa dalla superficie della Terra e dalle nuvole. Le nubi si distinguono molto bene perché presentano temperature inferiori rispetto a quelle della superficie terrestre. Può essere più difficile distinguere le nuvole a bassa quota e le distese di neve e ghiaccio, perché le loro temperature possono essere simili a quelle delle nuvole composte da ghiaccio.
Meteosat di seconda generazione
Il Meteosat di Seconda Generazione (MSG), noto anche come Meteosat 8, è già operativo e presenta specifiche tecniche superiori. L'MSG può generare immagini multi-spettrali della superficie terrestre e dei sistemi nuvolosi a velocità doppia (ogni 15 minuti invece che ogni mezz'ora) rispetto agli attuali satelliti Meteosat, e opera su un numero superiore di canali spettrali (12 rispetto ai 3 dei precedenti Meteosat). Anche la risoluzione geometrica sarà sensibilmente migliorata (1 km per il canale visibile ad alta risoluzione e 3 km per gli altri).
Gli otto canali impiegati nella banda dell'infrarosso termico forniranno dati permanenti sulla temperatura delle nuvole, della terra e del mare. Utilizzando canali che assorbono l'ozono, il vapore acqueo e l'anidride carbonica, l'MSG permetterà inoltre ai meteorologi di analizzare le caratteristiche delle masse d'aria atmosferiche e di ricostruire una vista tridimensionale dell'atmosfera. Due degli otto canali IR sono ora pubblicati nella home page di Eumetsat. Le funzionalità dei precedenti satelliti Meteosat verranno mantenute anche dai nuovi dispositivi.
Fonte:
EUMETSAT
| |
