Meteo: gli strumenti per la pressione atmosferica

Questa puntata della rubrica realizzata in collaborazione con il Centro funzionale della Regione autonoma Valle d’Aosta è stata realizzata nella sala previsioni dell’Ufficio metereologico della Valle d’Aosta.

Sarà approfondito quali sono gli strumenti utilizzati per la misura della pressione dell’atmosfera.

In meteorologia, gli strumenti utilizzati per la misura della pressione atmosferica si chiamano barometri. Il primo barometro fu introdotto, nel 1643, da Evangelista Torricelli e, nello stesso secolo, fu Blaise Pascal, filosofo francese famoso, a intuire la possibilità di utilizzo di questo strumento in metereologia, ipotizzando uno stretto legame tra le variazioni della pressione e il cambiamento del tempo.

Gli strumenti utilizzati in meteorologia per la stima della pressione atmosferica si basano su due principi fondamentali: il primo è quello di calcolare una forza peso che è in grado di equilibrare la forza della colonna dell’aria, che rappresenta la pressione che esercita l’aria su una superficie. Il secondo invece consiste nell’andare a calcolare la deformazione che la pressione atmosferica provoca su un determinato campo e su un determinato elemento.

Del primo gruppo di questi strumenti fanno i barometri che utilizzano un fluido. Tra questi, vi presento il barometro a pozzetto, che è un barometro che era posizionato all’interno delle stazioni meteorologiche. Ha un funzionamento molto semplice: è costituito da un pozzetto, all’interno del quali è introdotto il mercurio, e da una canna in vetro, nella quale il mercurio che si trova nel pozzetto è in grado di risalire, in funzione della pressione atmosferica esercitata in quel momento. Qual è il principio di funzionamento di questo strumento? In semplicità, la pressione atmosferica – ovvero la colonna d’aria che si trova al di sopra di noi – esercita una forza sulla superficie del mercurio che si trova all’interno di questo pozzetto. Il mercurio che subisce questa forza, si deforma o, meglio, reagisce a questa forza, innalzandosi all’interno del tubo capillare che si trova verticalmente su di esso. In funzione dell’altezza che si trova nella scala graduata, si risale alla forza peso che la colonna di mercurio possiede per equilibrare la pressione atmosferica. In particolare, sullo strumento sono presenti due scale graduate differenti: perché la scala di sinistra mi permetterà di andare a valutare l’altezza della colonna di mercurio, quella sulla destra invece indica la lettura della pressione atmosferica che, in questo caso, è rappresentata in millibar. Il millibar non è l’unità di misura utilizzata nel sistema internazionale, dove è riconosciuto l’Ecto-Pascal. Anche se si può passare da un sistema all’altro perché il valore di un millibar equivale a un Ecto-Pascal.

Alla seconda famiglia di strumenti alla quali abbiamo accennato appartengono i barometri aneroidi. Il barometro aneroide, che in questa conformazione si chiama barografo, in quanto il barometro e la misura della pressione atmosferica è anche scritta su un diagramma temporalizzato. Come funziona questo strumento? Esso possiede, al suo interno, capsule metalliche che sono in grado di deformarsi all’aumentare o a diminuire con la pressione atmosferica. È come se avessimo, all’interno di questo cilindro, tanti palloncini. Questi palloncini, con l’aumentare della pressione atmosferica, sono schiacciati, compressi; se diminuisce, questi palloncini tendono a espandersi. Il movimento delle capsule metalliche è trasmesso, attraverso un meccanismo, a un pennino che – imbevuto in inchiostro – permette di andare a descrivere l’andamento nel tempo della pressione atmosferica. In particolare, all’interno di questo cilindro è presente un orologio che permette di temporalizzare l’andamento del cilindro e, generalmente, ha un passo settimanale. Il principio di funzionamento illustrato per per il barografo aneroide è utilizzato, ancora oggi, nelle stazioni meteo automatiche.
In questo caso, il sensore utilizzato non è più un sensore che utilizza un principio meccanico per l’utilizzo del dato ma utilizza un sensore elettronico. Il trasduttore che troviamo nelle stazioni automatiche è molto più piccolo e informatizzato, costituito da un piccolo sensore piezoresistivo. Cosa significa? Con un nome così difficile da pronunciare: in pratica, al suo interno è presente una membrana metallica, la pressione atmosferica registra la pressione atmosferica su di essa, portando una deformazione. Sulla membrana, è installato un conduttore che è in grado di variare la propria capacità elettrica in funzione alla deformazione che subisce e che è proporzionale a quella della membrana. In funzione alla variazione della deformazione che il conduttore subisce, è generato un impulso elettrico che è successivamente trasformato, da un computer di stazione, in un valore di pressione dell’aria.
I dati così acquisiti dalle stazioni automatiche meteorologiche sono trasferiti a un computer centrale, in modo che l’utenza o chi è del settore possano averli a disposizione per fare della elaborazioni in tempo reale.

In Valle d’Aosta, le stazioni metereologiche che sono dotate di barometro sono una ventina e sono gestite dal servizio Centro Funzionale regionale.

Scritto da bobine.tv

Pubblicato / aggiornato il 23/01/2021 alle 20:30
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Categoria: Cultura / Video