DESCRIZIONE STAZIONE METEOROLOGICA

CENNI STORICI

La prima stazione di rilevamento meteorologico installata al “Malignani” fu la capannina meteorologica, messa in funzione nel 1967, anno in cui l'istituto tecnico venne trasferito da via Manzoni a via Leonardo Da Vinci.

Un grande contributo nel settore della meteorologia fu dato dal perito Rolando De Anna, il quale, per una decina d'anni, dal 1980-1990, si occupò con grande passione e costanza dei rilevamenti giornalieri di umidità, pressione atmosferica e temperatura dell'aria nonché della manutenzione della capannina stessa. In aggiunta a ciò, alla fine degli anni settanta, la sezione di aeronautica del Malignani acquistò una serie di strumentazioni tra cui un dispositivo di collegamento con satellite NOAA; per alcuni anni tali strumenti sono stati collegati con il ramo di fisica dell'ateneo di Udine e con l'Ente di Ricerca Sull'Agricoltura (E.R.S.A.). Tuttavia negli ultimi anni il sistema ha cominciato a manifestare qualche piccolo problema ed il Malignani in risposta a ciò ha acquistato di recente un'innovativa stazione di rilevamento meteorologico digitale che verrà installata in breve.

CAPANNINA METEORICA

La capannina meteorica, impropriamente definita capannina meteorologica, fu introdotta più di un secolo fa dall'inglese Stevenson ed è costituita da quattro montanti che sostengono una cassa in legno verniciato di colore bianco ed avente forma di parallelepipedo rettangolo, con pareti laterali a persiana semplice o doppia, fondo forato e tetto, talvolta, schermato; il legno adoperato deve risultare resistente agli agenti atmosferici e solitamente viene utilizzato legno di larice. Nella capannina, nonostante i ripetuti perfezionamenti ricevuti nel corso degli anni, non si sono potuti però eliminare completamente gli inconvenienti che presenta, in quanto strettamente connessi alla sua semplice concezione. Tali inconvenienti, falsandole misure, si traducono in autentiche cause di errore per gli strumenti che vi sono sistemati all'interno: termografo, termometri a massima ed a minima, psicrometro, igrografo, pluviografo.

Le principali cause di errore si possono così riassumere:

•  Errore nella misurazione della temperatura

In una giornata di sole, nella quale si manifesta anche assenza di vento, la capannina agisce da “forno” per incompleto schermaggio alla radiazione solare e le feritoie delle persiane, riscaldatesi fortemente, riscaldano a loro volta la “lamina d'aria” che vi penetra e che raggiunge gli elementi termici:la temperatura segnalata dai termometri e registrata dal termografo,pertanto, risulta più elevata di quella reale dell'aria. Al di sotto di una determinata velocità del vento (5m/sec), le misure della temperatura sono falsate, in quanto gli elementi sensibili non rispondono con immediatezza, ma con un certo ritardo alle variazioni della temperatura; per ovviare a tale inconveniente è necessario predisporre nella capannina un aspiratore automatico che realizzi le condizioni di aria ventilata; tale errore non sussiste più se la “lamina d'aria” penetra all'interno della capannina con una velocità superiore a 5m/sec.

•  Errore nella misurazione dell'umidita'

Dopo la pioggia la superficie esterna della capannina resta bagnata per un certo periodo di tempo e la “lamina d'aria” vi penetra con un certo arricchimento di vapore acqueo dovuto alla presenza di gocce d'acqua depositate sulle persiane e che evaporano. La “lamina d'aria” che entra nella capannina, essendosi arricchita di vapore acqueo, falsa il valore della misura dell'umidità relativa.

•  Errore di posizione della capannina

Ulteriori errori delle indicazioni fornite dalle apparecchiature sistemate all'interno della capannina sono dovuti all'altezza variabile che la base di quest'ultima ha dal suolo: l'O.M.M. stabilisce il valore di quest'altezza compreso tra 1,50 e 2 metri. Errori di questo tipo si verificano soprattutto nei Paesi nordici in cui si manifestano abbondanti nevicate, che talvolta seppelliscono interamente la capannina, le quali generano discrepanze nei rilevamenti della temperatura e dell'umidità.

Questi errori, negli ultimi anni, sono stati superati da un nuovo complesso detto Autosetscreen che elimina tutti gli aspetti negativi della capannina.

DESCRIZIONE STRUMENTI SITUATI ALL'INTERNO DELLA CAPANNINA:

•  Rilevamento e registrazione della temperatura dell'aria: termometro e termografo

•  TERMOMETRO : in meteorologia ciò che conta maggiormente a riguardo della temperatura sono i valori massimi e minimi e perciò i termometri più utilizzati in questo campo sono fondamentalmente di due tipi:

•  Termometro a massima:

E' un termometro a mercurio nel quale il tubo capillare, al suo attacco con il bulbo, presenta una strozzatura. Quando la temperatura aumenta, il mercurio del bulbo, per effetto della pressione che si viene a creare a causa della dilatazione, è forzato a passare attraverso la strozzatura e a spostarsi nel tubicino. Quando la temperatura diminuisce, il mercurio contenuto nel tubo capillare non riesce ad attraversare la strozzatura e resta nel tubicino indicando la massima temperatura verificatasi durante la giornata.

•  Termometro a minima:

E' uno strumento che impiega alcool in quanto il punto di solidificazione, essendo più basso di quello del mercurio, risulta più idoneo allo scopo. Tale termometro è costituito da un bulbo, generalmente, foggiato a forcella onde aumentare la superficie a contatto con l'aria. Nel tubo capillare vi è un minuscolo indice di materiale leggerissimo, che all'estremità presenta un piccolissimo rigonfiamento ed è immerso interamente nel liquido termometrico. Capovolgendo il termometro con il bulbo rivolto verso l'alto, l'indice scende nel tubicino fino ad adagiarsi, senza romperlo, sul menisco del liquido. Disponendo, allora, il termometro in posizione orizzontale, al diminuire della temperatura, l'alcool si ritrae e spinge l'alcool verso il bulbo; al crescere della temperatura, il liquido termometrico fluisce oltre l'indice, senza muoverlo. L'indice, così, mostra con la sua estremità opposta al bulbo del termometro, la minima temperatura raggiunta, mentre il menisco del liquido indica la temperatura attuale.

•  TERMOGRAFO : il termografo è lo strumento atto a registrare la temperatura dell'aria; dalle sue registrazioni è possibile dedurre l'andamento della temperatura dell'aria nel corso della giornata. Esso è costituito da un cilindro avvolto da una carta diagrammata sulla quale scrive una pennina collegata all'elemento sensibile per mezzo di un sistema di leve amplificatrici delle deformazioni. La pennina è costituita da un'asticina orizzontale che porta alla sua estremità una vaschetta piramidale riempita con un inchiostro grasso. L'elemento sensibile è il tubo di Bourdon, tubo metallico (ottone) a sezione ellittica molto schiacciata ed a pareti sottili, curvato ad anello, a forma di “C” più o meno aperta, e contenente liquido termometrico differente a seconda del campo di misura in cui deve operare. Al variare della temperatura il liquido dilata o si contrae e, unitamente alle forze elastiche del tubo, l'anello a forma di “C” si allarga o si restringe: la deformazione è funzione della temperatura e viene registrata sulla carta diagrammata avvolta su un cilindro; la rotazione di quest'ultimo è regolata da un orologio di precisione che consente una rotazione completa in otto oppure in un giorno.

•  BAROGRAFO : il barografo è lo strumento atto a registrare le variazioni della pressione atmosferica mediante curve dette barogrammi ed è costituito da una pila di capsule del Vidie moventi una pennina atta alla registrazione dei dati. Il barografo è quindi costituito preferenzialmente da una pila di capsule del Vidie, scatole metalliche cilindriche a fondo ondulato dalle quali viene estratta tutta, o in parte, l'aria; per evitare il conseguente schiacciamento vengono impiegate delle molle, che possono essere poste all'interno oppure all'esterno delle capsule stesse. Queste ultime risultano sensibili alle variazioni della pressione atmosferica, alle quali reagiscono con la forza elastica della loro struttura; applicando opportunamente un pennino a tali capsule è possibile registrare le loro variazioni, e quindi anche le variazioni della pressione atmosferica, su una carta diagrammata applicata ad un tamburo rotante. Le curve tracciate dal barografo, se ci fosse un solo elemento sensibile e se la velocità del tamburo rotante, sul quale è fissata la carta diagrammata, non fosse scelta opportunamente, risulterebbero piatte; inoltre perché lo strumento potesse registrare anche una minima variazione di pressione è stato realizzato il microbarometro.

•  PSICROMETRO : Lo strumento maggiormente utilizzato per la rilevazione dell'umidità relativa è lo psicrometro. Esso è costituito da due termometri affiancati, tecnicamente precisi ed uguali; uno di questi presenta il bulbo ricoperto di garza aderente che, all'atto della misura, viene imbevuta di acqua distillata. Per migliorare il contatto dei bulbi del termometro con l'aria viene utilizzato un aspiratore; solitamente, la velocità dell'aria che investe i termometri è nell'ordine dei 6m/sec, in quanto, per tale valore, la curva di sensibilità dello strumento diventa immediatamente lineare: in pratica tale valore consente di avere misure molto precise. Dopo aver umidificato il bulbo del termometro bagnato si attua l'aspirazione, variabile da un minuto, se l'umidità relativa dell'aria e del 90%, a 10 minuti se l'umidità relativa dell'aria è del 10%. Quando risulteranno verificate le condizioni di equilibrio dinamico per le quali

Q (aria - Hg) = Q (Hg – acqua)

si leggeranno le due temperature rispettivamente al termometro asciutto ed a quello bagnato: la differenza psicrometrica (t termometro asciutto – t termometro bagnato ), la temperatura del termometro bagnato, la pressione atmosferica, con l'ausilio di apposite tabelle consentono di ricavare l'umidità relativa (u r ).

IGROGRAFO : Lo strumento atto a registrare i valori dell'umidità relativa è l'igrografo, il quale è costituito da una base metallica che porta un cilindro che, con l'ausilio di un orologio, ruota a velocità costante. Sul cilindro è avvolta una carta diagrammata graduata da 0 100%. Altro elemento costituente l'igrografo è la pennina scrivente che, oltre ad essere tangente al cilindro ruotante, è collegata, per mezzo di un braccio, ad un sistema di leve amplificatrici delle deformazioni subite da un fascio di capelli posto orizzontalmente; viene impiegato un fascio di capelli quale elemento sensibile in leggera tensione tra due morsetti. Al variare dell'umidità i capelli subiscono una variazione della lunghezza che a sua volta provoca uno spostamento della pennina la quale trascrive sulla carta diagrammata la variazione dell'umidità relativa.

•  PLUVIOGRAFO : I pluviografi utilizzati sono di due tipi: pluviografi a galleggiante e pluviografi a bilancia:

- Pluviografo a galleggiante : nel tipo di pluviografo a galleggiante l'acqua fa sollevare un galleggiante solidale con una punta scrivente, la quale, spostandosi verticalmente, registra su di un tamburo registratore la quantità di pioggia caduta nel tempo.

- Pluviografo a bilancia : nel tipo di pluviografo a bilancia, la pioggia raccolta dall'imbuto passa, attraverso un tubo che è applicato al rubinetto del pluviometro, ad una vaschetta sopra una bilancia. Le indicazioni della bilancia sono registrate da una punta scrivente sul tamburo registratore.

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