Inversione termica e valori di temperatura notturni

A cosa è imputabile la notevole differenza di temperatura rilevabile durante una nottata serena e con vento debole tra i diversi comparti di un territorio?

Molti di voi si saranno posti questa domanda più di una volta. Per un neofita e' davvero sorprendente che possano esistere differenze persino di 10° tra due località vicine o che faccia più freddo in pianura e nelle vallate a bassa quota che in cima alle montagne.

La funzione principale dell'atmosfera nei riguardi della Terra e delle radiazioni solari, consiste nel comportarsi come un termoregolatore, generando delle condizioni di serra . Essa infatti, durante il giorno filtra le radiazioni del Sole, assorbendone una parte (UV energetici dannosi per le attività biologiche) ed impedendo l'eccessivo riscaldamento del nostro pianeta; di notte, invece, agisce da isolante termico, trattenendo la maggior parte del calore accumulato durante le ore diurne (senza di essa l'andamento della temperatura sarebbe simile a quello lunare).

La benefica funzione di schermo termico, indotta dai gas serra, viene acutizzata in presenza di una maggiore concentrazione di vapor d'acqua (nubi), che riflettono sulla Terra una parte dell'energia termica che tenderebbe a sfuggirne, e ciò spiega perché nelle notti nuvolose si registra una più alta temperatura che non nelle notti serene.

Dato che l'atmosfera, più che dalla radiazione diretta del Sole, è riscaldata dal calore irradiato dalla superficie terrestre, è naturale che la sua temperatura sia massima al livello del suolo e diminuisca con il crescere dell'altezza.

Infatti, nella troposfera, che costituisce lo strato più basso dell'atmosfera, la temperatura diminuisce quasi regolarmente di circa 0.6°-0.8°C ogni 100 metri di altezza. Il tasso di diminuzione della temperatura riferito ad un certo tratto di altezza, prende il nome di gradiente termico verticale dell'atmosfera.

La regola secondo la quale la temperatura si abbassa, con l'aumentare della distanza dalla superficie terrestre, subisce però alcune eccezioni, denominate inversioni termiche, che consistono nel fenomeno opposto, cioè nell'aumento della temperatura con l'altezza.

Questo fenomeno può verificarsi in prossimità del suolo specie dove la morfologia dei terreni e l'orografia permettono un ristagno d'aria fredda.

L'albedo del suolo (l'albedo di una superficie è la frazione di luce o, più in generale, di radiazione incidente che viene riflessa è generalmente elevato (raggiunge il 90% su un manto nevoso) e lo strato d'aria a contatto con esso si raffredda notevolmente; l'aria più fredda poichè densa e pesante ristagna nei bassi strati mentre l'aria che si trova ad un'altezza maggiore risulta più calda (in condizioni di ventilazione assente).

La temperatura così, dal livello del suolo, fino a una certa quota , invece di diminuire, aumenta. Le inversioni si verificano in particolare in inverno quando le maggiori ore di oscurità permettono una dispersione di calore maggiore.

Quali sono quindi i fattori che influenzano la distribuzione dei valori minimi di temperatura durante una nottata serena?

Innanzitutto come dicevamo l'orografia; nelle vallate la ventilazione debole permette un irraggiamento migliore e l'aria più fredda staziona facilmente nei bassi strati. In secondo luogo il tipo di terreno.

L'albedo massimo è rappresentato dal valore 1 o 100%, quando tutta la luce incidente viene riflessa; l'albedo minimo è 0 quando nessuna frazione della luce viene riflessa. In termini di luce visibile, il primo caso è quello di un oggetto perfettamente bianco, l'altro di un oggetto perfettamente nero. L'albedo della neve fresca arriva fino a 0,9, è intuibile quindi che terreni chiari (ad esempio le argille gialle) siano capaci di riflettere meglio le radiazioni luminose e termiche rispetto a terreni molto scuri.

Altri fattori importanti sono la lontananza da isole di calore ( in città la temperatura è più elevata rispetto alle zone di campagna specie nel periodo estivo quando si creano delle vere e proprie isole di calore),e la distanza dal mare (per circa 10km spostandosi verso l'entroterra si instaurano generalmente delle brezze diurne (brezze di mare) e di terra (notturne) che fanno si che condizioni di calma totale di vento (favorevoli alla dispersione di calore) siano rare.

In questo caso esistono però delle locali eccezioni. Dato che l'atmosfera, più che dalla radiazione diretta del Sole, è riscaldata dal calore irradiato dalla superficie terrestre, è naturale che la sua temperatura sia massima al livello del suolo e diminuisca con il crescere dell'altezza. Infatti, nella troposfera, che costituisce lo strato più basso dell'atmosfera, la temperatura diminuisce quasi regolarmente di circa 0.6°-0.8°C ogni 100 metri di altezza. Il tasso di diminuzione della temperatura riferito ad un certo tratto di altezza, prende il nome di gradiente termico verticale dell'atmosfera. Un parametro importantissimo che determina anche una delle varie classificazioni con le quali si individua la struttura dell'atmosfera rispetto alla temperatura.