La pressione atmosferica

L'atmosfera è costituita da un miscuglio di gas e da una piccola quantità di vapore acqueo (più abbondante in prossimità della superficie terrestre) che avvolge il nostro pianeta fino a quasi 200 chilometri di altitudine. I tre quarti sono concentrati in una regione sottile chiamata troposfera, il cui limite superiore oscilla tra i 6 e i 18 km e nella quale si manifestano i principali fenomeni meteorologici.
Al livello del mare e alla temperatura di 0 °C, un litro di aria secca pesa 1,293 gr (1/773 del peso dell’acqua); un metro cubo d'aria pesa circa 1,3 Kg. Il suo peso esercita una pressione, di conseguenza, ogni porzione di atmosfera è sottoposta al peso degli strati immediatamente sovrastanti. Al peso esercitato su una superficie unitaria di una colonna d'aria, viene dato il nome di pressione atmosferica.
Alle medie latitudini la pressione, al livello del mare, ha un valore medio di circa 1.013 hPa.
La pressione atmosferica decresce con l’aumentare dell’altitudine perché diminuisce l'altezza della colonna d'aria sovrastante. Tale flessione non è però proporzionale alla quota a causa della diminuzione della densità dell’aria al crescere dell’altitudine; di conseguenza, alle quote più basse la pressione tende a diminuire rapidamente, poi sempre più lentamente. Approssimativamente si può calcolare che nei primi 1.500 metri la pressione diminuisca di 1 hPa ogni 8,3 metri, a 3.000 metri di 1 hPa ogni 10 metri e a 9.000 metri di 1 hPa ogni 50 metri.

Su una data località, la pressione atmosferica varia di continuo, con un tipico andamento periodico: un minimo alle ore 04 circa e un altro intorno alle ore 16, cui si aggiunge una lieve oscillazione periodica di 0,3 hPa prodotta dalle maree atmosferiche indotte dall’attrazione gravitazionale del sole e della luna. Queste oscillazioni, però, sono spesso mascherate dalle fluttuazioni associate alle vicende del tempo meteorologico, particolarmente vistose quando il tempo è perturbato.
La pressione atmosferica si misura con barometri a mercurio o metallici. Questi ultimi devono essere tarati prima dell'uso mediante un barometro a mercurio; anche se non sono precisi come quelli a mercurio, trovano larga applicazione per la loro robustezza e praticità. Sono costituiti da una scatola cilindrica con basi molto sottili, all’interno della quale è stato fatto il vuoto; al variare della pressione subiscono deformazioni. Un sistema di amplificazione traduce queste deformazioni in un dato o in un diagramma. Nel barometro elettrico a cella di carico, una parete è chiusa da un sensore di deformazione a cella di carico. In funzione della deformazione causata dalle variazioni di pressione, la cella produce un segnale elettrico che può essere visualizzato da un voltometro o elaborato da un microprocessore.
I valori di pressione misurati da questi strumenti possono essere espressi in millimetri di mercurio (mmHg) o in hettoPascal (hPa) -equivalente al millibar (mb)-. Il mb (o hPa) equivale a 4/3 di mmHg.
Un’atmosfera metrica (atm=1) corrisponde a:
760 millimetri di mercurio (mmHg)
1,01325 Bar
1013,25 hPa (mb)
101325 Pascal (Pa)
10,33 metri di colonna d’acqua (m.c.a)
Se si vogliono confrontare i dati rilevati simultaneamente da diversi barometri disseminati in un determinato territorio è indispensabile, per esigenze di omogeneità, che il valore letto da ciascun barometro venga corretto come se l'osservazione fosse stata effettuata alla latitudine di 45°, al livello del mare e a 0°C di temperatura. Particolari tavole permettono di eseguire la correzione se il rilevamento è stato effettuato con un barometro analogico. Le moderne stazioni meteorologiche elettroniche correggono il dato automaticamente.

Nelle carte meteorologiche i punti con uguale valore di pressione atmosferica vengono uniti da una linea isobarica che prende il nome di isobara.
Le isobare assumono una grande varietà di configurazioni, tra le quali possiamo individuare quelle più importanti. Le configurazioni principali sono le seguenti:
- le linee chiuse di alta pressione (anticicloni), che sono indicate con la lettera A (alta) o H (high)
- le linee chiuse di bassa pressione (depressioni o cicloni), che sono indicate con la lettera B (bassa) o L (low) oppure T (Trough);
- le saccature, che sono protrusioni delle aree di bassa pressione;
- i promontori, che sono protrusioni degli anticicloni con asse di simmetria posto nel verso dei meridiani;
- i cunei, che sono protrusioni degli anticicloni con asse di simmetria posto nel verso dei paralleli;
- i campi barici livellati, che sono zone con differenze di pressione pressoché assenti o molto piccole;
- le selle, che sono zone situate tra due depressioni;
- i pendii, che sono zone con isobare relativamente rettilinee e parallele.

Il gradiente barico orizzontale è la differenza di pressione tra due punti distanti tra loro un grado di meridiano (111 chilometri) e situati sulla linea di massima pendenza delle isobare. In pratica, il gradiente barico orizzontale (G) viene misurato dal rapporto tra la differenza di pressione (dp) tra due punti e la distanza (dl) fra i punti stessi: G = dp / dl
Se i gradiente barico è notevole abbiamo isobare più ravvicinate (di conseguenza la velocità del vento risulterà elevata).
Se il gradiente barico è debole abbiamo isobare meno ravvicinate (vento debole).
Oltre che al suolo è importante analizzare l'andamento del campo barico in quota; questo si ottiene considerando l'andamento delle superfici a pressione costante. Particolarmente importante per le previsioni è la superficie a 500 hPa situata nella media troposfera (a circa 5.500 metri d’altezza).
Anche in questo caso i dati di uguale valore vengono uniti con linee, in questo caso linee di livello, chiamate isoipse (linee di uguale altezza) costruendo così, sulla superficie di 500 hPa, una “mappa topografica”.