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didattica attiva
approfondimento > Studio di un modello
a cura di Anna Ravazzi e Chiara Riva
di sistema frontale
SCIENZE DELLA TERRA
Prerequisiti
– Conoscere l’evoluzione dei cicloni delle medie latitudini.
– Conoscere la forza di Coriolis.
– Conoscere il processo di formazione delle nubi.
Obiettivi
– Verificare che i sistemi meteorologici presentano
regolarità studiabili secondo modelli.
– Spiegare che cosa si intende per fronte caldo e per
fronte freddo.
– Spiegare che cosa si intende per centro di alta pressione
e per centro di bassa pressione.
– Individuare le relazioni tra i diversi fronti, i diversi tipi di
nubi e i diversi tipi di precipitazioni.
– Leggere e interpretare una carta meteorologica.
Materiali
– Cartina meteorologica rappresentante un sistema
frontale ideale (figura 2).
– Modello di registrazione dei dati (tabella 2).
Tempo
– 2 lezioni più discussione.
È possibile costruire
il grafico usando
un programma
di foglio elettronico
A
Premessa
zNella figura 1 è rappresentata una regione immaginaria su cui sta passando un sistema ciclonico. Nella
parte A della figura la regione è vista dall’alto, a volo
d’uccello, mentre nella parte B è vista in sezione.
zCome si può osservare, l’aria calda e umida sale gradualmente sopra il lieve pendio del fronte caldo.
Questo vasto sollevamento produce nubi stratiformi
e precipitazioni persistenti generalmente di tipo fine. Invece davanti al fronte freddo, che trasporta aria
fredda più pesante, l’aria calda è costretta a salire rapidamente, producendo nubi cumuliformi e violenti
acquazzoni. Il ciclone si sposta verso est con tutta la
configurazione meteorologica ad esso associata.
zIl sistema come è stato descritto, e come appare nella
figura 1, costituisce un modello. zOsservando le carte meteorologiche si può notare che
i cicloni e i fenomeni che li accompagnano hanno
una grande varietà di forme. Una situazione semplificata, vicina al modello ideale, è rappresentata nella
figura 2.
Il punto 1 è la posizione della nostra stazione meteorologica di osservazione, rispetto al sistema ciclonico,
il giorno 1 settembre; nei giorni successivi, il sistema,
costituito da un ciclone (B = bassa pressione) e da un
anticiclone (A = alta pressione), si è spostato verso
est, e perciò la stazione si è venuta a trovare nelle posizioni 2, 3, ... 8 proprio nei giorni 2, 3, ... 8 settembre.
Notare le isobare (08 vuol dire 1008 mbar), le direzioni del vento indicate dalle frecce, le linee frontali; le
zone sfumate in grigio sono quelle in cui cadono le
precipitazioni .
zNegli stessi giorni sono state misurate anche le temperature alle ore 13 e le precipitazion; i dati sono riportati nella tabella 1.
B
Aria calda
8 km
4 km
Aria calda
Aria fredda
Aria fredda
Rovesci
Nebbie
90 km
500 km
300 km
500 km
Fabio Fantini, Simona Monesi, Stefano Piazzini - Progetto
 figura 1 Rappresentazione schematica di un sistema frontale.
A. Regione vista dall’alto a volo d’uccello: a destra il fronte caldo
con nubi stratiformi, al centro il settore caldo, a sinistra il fronte freddo che avanza sollevando nubi cumuliformi.
B. La stessa regione vista in sezione verticale: le frecce rosse
rappresentano l’aria calda che sale lentamente lungo il fronte
caldo o velocemente davanti al fronte freddo; le frecce blu rappresentano l’aria fredda che avanza.
N.B. La scala usata non è la stessa per i due fronti.
scienze naturali • Italo Bovolenta editore - 2011
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 tabella 1 Temperature
registrate alle ore 13 e
precipitazioni cadute nei
giorni che vanno dall’1
all’8 settembre. I dati si
riferiscono al modello di
sistema frontale proposto
in figura 2.
Giorno
1
settembre
2
settembre
3
settembre
4
settembre
5
settembre
6
settembre
7
settembre
8
settembre
Temperatura
(°C)
15
20
12
6
5
7
10
17
Precipitazioni
(cm)
0
0
2
0
0
0
0
0,5
Procedimento
zAnalizzare la situazione meteorologica del sistema
frontale rappresentato nella figura 2 giorno per giorno, dall’1 all’8 settembre, seguendo i punti sottoriportati. Indicare:
a)in quale posizione si trova la stazione di osservazione
rispetto al sistema ciclonico;
b)da dove soffiano i venti e se portano aria calda o fredda;
c)se la temperatura è in aumento o in diminuzione rispetto al giorno precedente;
d)quale è all’incirca il valore della pressione atmosferica e se è in aumento o in diminuzione rispetto al giorno precedente;
 figura 2 Modello di sistema ciclonico. Osservare
il fronte caldo, il fronte
freddo, il settore caldo, il
centro di bassa pressione,
il centro di alta pressione. Il
sistema frontale si muove
da ovest verso est.
e)se sono presenti nubi e di che tipo sono;
f)se ci sono precipitazioni e di che tipo sono;
g)l’andamento della temperatura, della pressione atmosferica e delle precipitazioni negli otto giorni presi
in considerazione, costruendo un grafico per ciascuna
delle variabili studiate.
zSuggerimento. Per i punti da (a) a (f) del procedimento utilizzare la tabella 2, indicando giorno per giorno
posizione, venti, temperatura, pressione, nubi e precipitazioni.
Per il punto (g) si possono usare i modelli per la rappresentazione grafica riportati in figura 3, disegnando con una linea continua la temperatura e la pressione, con un istogramma le precipitazioni.
Direzione di spostamento del fronte
B
04 08 12
8
16 20 24
7
6
A
24
20 16
5
4
12
08
04 02
08 12
3
2
16
1
nt
Fro
o
ald
ldo
e ca
ec
t
Fron
do
red
f
nte
Settore caldo
Fro
Giorno
Posizione
della stazione
Direzione
dei venti
Variazione
di temperatura
Pressione
(mbar)
Nubi
Precipitazioni
1
2
3
4
5
 tabella 2 Tabella riepilogativa per la registrazione
dei dati ottenuti nell’attività.
6
7
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Fabio Fantini, Simona Monesi, Stefano Piazzini - Progetto
scienze naturali • Italo Bovolenta editore - 2011
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Osserva e rispondi
Temperatura (°C)
20
15
10
5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Giorni
Ragiona ed elabora
Pressione (mbar)
20
15
10
5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
5
6
7
8
Giorni
20
Precipitazioni (cm)
1. In quale giorno la stazione meteorologica si è trovata nel
centro di bassa pressione?
2. In quale giorno la stazione meteorologica si è trovata nel
centro di alta pressione?
3. Come circola l’aria in un centro di bassa pressione?
4. Come circola l’aria in un centro di alta pressione?
5. In quale giorno si è riscontrato il valore massimo di pressione?
6. In quale giorno si è riscontrato il valore minimo di
temperatura?
7. Osservando i grafici della temperatura e della pressione, metti
a confronto le due curve. Quale andamento presentano?
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a. Qual era la posizione della stazione meteorologica rispetto al
sistema frontale quando si sono verificate le precipitazioni?
Perché?
b. Qual era la posizione nei giorni di bel tempo? Perché?
c. In quale o quali giorni c’è stata assenza di vento? Perché? Da
che cosa si può dedurre?
d. Quando il vento ha soffiato con maggiore velocità? Da che
cosa si può dedurre?
e. Quando invece il vento ha soffiato con minore velocità? Da che
cosa si può dedurre?
f. Che cosa si può dedurre dal confronto dell’andamento della
temperatura e della pressione negli otto giorni considerati?
g. Perché le precipitazioni più abbondanti si sono verificate il
giorno 3 settembre, mentre l’8 settembre è piovuto molto
meno?
h. Fai una previsione per il giorno 9 settembre.
10
5
0
1
2
3
4
Giorni
 figura 3 Modelli per la rappresentazione grafica delle variazioni di temperatura, pressione atmosferica e precipitazioni nel corso
degli otto giorni studiati. Rappresentare con una linea continua la
temperatura e la pressione, con un istogramma le precipitazioni.
Punto acquisito
zNei centri di bassa pressione c’è brutto tempo, mentre nei centri di alta pressione c’è bel tempo.
zLungo il fronte caldo c’è nuvolosità stratiforme, accompagnata da piogge fini, mentre lungo il fronte freddo c’è
nuvolosità cumuliforme, accompagnata da piogge intense e temporali.
zNell’emisfero boreale, in un centro di bassa pressione l’aria circola in senso antiorario, mentre in un centro di alta
pressione circola in senso orario.
Fabio Fantini, Simona Monesi, Stefano Piazzini - Progetto
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