Meteorologia

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Introduzione

Meteorologia Scienza che studia l’atmosfera terrestre e le sue proprietà. La meteorologia si occupa delle variazioni che si verificano di giorno in giorno nelle condizioni di tempo atmosferico (meteorologia sinottica); delle proprietà elettriche, ottiche e in generale fisiche dell’atmosfera (meteorologia fisica); del clima, ovvero delle condizioni medie ed estreme del tempo atmosferico su lunghi periodi di tempo (climatologia); della variazione degli elementi meteorologici in prossimità del suolo in relazione ad aree ristrette (micrometeorologia) e, in generale, di altri fenomeni a questi correlati.

Per studiare le zone più alte dell’atmosfera (al di sopra dei 20-25 km di quota) si utilizzano tecniche particolari, proprie della disciplina che prende il nome di aeronomia.

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Cenni storici

I dotti dell’antica Grecia si dedicarono con interesse allo studio dell’atmosfera. Già nel IV secolo a.C. Aristotele aveva scritto un trattato dal titolo Meteorologica, che si occupava dello “studio di cose sollevate da terra”; da questo lavoro, circa un terzo del quale è dedicato ai fenomeni atmosferici, è stato tratto il termine moderno meteorologia. Nel corso della storia, molti dei progressi che hanno condotto alla scoperta di leggi fisiche e chimiche sono dovuti alla curiosità per i fenomeni atmosferici. Pochi passi avanti, comunque, sono stati compiuti fino al XIX secolo, fin quando cioè gli sviluppi nei campi della termodinamica e della meccanica dei fluidi hanno permesso di porre le basi teoriche della meteorologia.

Poiché precise misurazioni dei parametri atmosferici sono della massima importanza in meteorologia, i grandi progressi di questa scienza sono stati possibili solo dopo l’invenzione e la messa a punto di strumenti adeguati e, più di recente, dopo la creazione di reti per la raccolta dei dati meteorologici. Le registrazioni di dati meteorologici in singole località venivano effettuate già nel XIV secolo, ma fino al XVII secolo mancavano osservazioni sistematiche eseguite su aree estese. In passato lo sviluppo delle previsioni del tempo è stato frenato dalla lentezza delle comunicazioni: si dovette attendere fino all’invenzione del telegrafo, alla metà del XIX secolo, per riuscire a trasferire rapidamente i dati meteorologici raccolti in un’intera nazione a un sito centrale, in modo da poter effettuare correlazioni e previsioni.

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Nascita della meteorologia moderna

Una delle pietre miliari nello sviluppo della scienza meteorologica fu posta nel corso della prima guerra mondiale, quando un gruppo di meteorologi norvegesi, guidati da Vilhelm Bjerknes, effettuò studi intensivi sulla natura dei fronti, scoprendo che masse d’aria in interazione generano i cicloni, le tipiche perturbazioni dell’emisfero settentrionale. A partire da quegli anni la ricerca poté avvalersi di nuovi strumenti, ad esempio la rawinsonda, che resero possibile lo studio delle condizioni atmosferiche a quote estremamente elevate. Subito dopo la fine della guerra il matematico britannico Lewis Fry Richardson fece il primo tentativo significativo di ottenere soluzioni numeriche delle equazioni atmosferiche per la previsione di parametri meteorologici. Per quanto i suoi sforzi non abbiano avuto successo, contribuirono allo straordinario progresso delle previsioni numeriche del tempo che oggi utilizziamo.

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L’osservazione del tempo

Il miglioramento nelle osservazioni dei venti d’alta quota, avutosi durante e dopo la seconda guerra mondiale, fornì la base per le nuove teorie sulla previsione del tempo, rivelando la necessità di rivedere i vecchi concetti sulla circolazione atmosferica generale. Negli Stati Uniti, in questo periodo, un importante contributo alla scienza meteorologica fu quello del meteorologo svedese Carl-Gustav Rossby e dei suoi collaboratori, i quali scoprirono l’esistenza della cosiddetta corrente a getto, un rapido “fiume” d’aria ad alta quota nell’atmosfera che circonda tutto il globo. Nel 1950, con l’introduzione dei computer e lo sviluppo di metodi numerici per la soluzione di equazioni a un gran numero di variabili, divenne possibile applicare le teorie fondamentali dell’idrodinamica e della termodinamica al problema delle previsioni del tempo.