La Pressione Atmosferica

Le previsioni meteorologiche in questi ultimi anni hanno subìto una forte accelerazione dovuta alla massiccia presenza nelle reti televisive, sui giornali, ma, soprattutto, sulla rete. Si parla spesso di Alte e Basse pressioni e, talvolta sfugge il reale significato di tali termini. La pressione atmosferica non è altro che il peso della colonna d’aria che sovrasta una superficie di 1 centimetro quadrato. Quindi i numeri che si vedono indicati sulle linee isobariche e che si leggono sul barometro indicano il peso della colonna d’aria sovrastante.

Le unità di grandezza
La nota esperienza di Torricelli ci ricorda che, al livello del mare, alla latitudine media di 45° e alla temperatura di 0° centigradi, l’altezza della colonna di mercurio contenuta in una cannula (indipendentemente dalla sua forma, dall’inclinazione e dal suo diametro) è alta 76 centimetri e viene detta Atmosfera (atm). Dal momento che il peso specifico del mercurio è di circa 13,6 gr/cm3,  si deduce che la colonna d’aria che ci sovrasta ha il peso di  circa 1033 grammi. Attualmente viene adoperata, in meteorologia, l’unità di pressione espressa secondo il Sistema Internazionale di Misura: è l’ettopascal (hPa), che ha sostituito la precedente unità di misura espressa in mb (millibar). Tra le due unità di misura c’è uguaglianza, vale a dire che 1 mb = 1 hPa, per cui la pressione atmosferica, al livello del mare, alla latitudine di 45° e alla temperatura di 0°C vale:

_{1 atm = 1,01325 bar = 1013,25 mbar = 1013,25 hPa = 760 mmHg}

Così, se, per esempio, leggessimo su una linea isobarica una pressione di 1000 HPa (o di 1000 mb), sappiamo che in ogni punto che si trova su quella linea si misura lo stesso valore.

Le variazioni di pressione
Il valore della pressione dipende dall’altitudine, dalla temperatura e dall’umidità. Più precisamente la pressione  diminuisce con l'aumentare dell'altitudine, perché diminuisce sia l'altezza della colonna d'aria sovrastante, sia la densità dell'aria. La pressione diminuisce anche con l'aumentare della temperatura, perché, riscaldandosi, l'aria si dilata, diventando meno densa e quindi più leggera. Per tale motivo, le masse d'aria calda hanno, rispetto alle masse d’aria fredde, una pressione più bassa, pertanto quelle calde tendono a salire, mentre le fredde a scendere verso il basso. La pressione diminuisce anche con l'aumentare dell'umidità atmosferica, cioè del suo contenuto di vapore acqueo, in quanto la presenza di quest’ultimo, che prende il posto di molecole più pesanti come quelle dell’Azoto, rende l’aria più leggera e tende a salire, al contrario una diminuzione di umidità e quindi aria più secca, sarà più pesante e causerà un aumento della pressione. Appare evidente che le cause che modificano i valori della pressione siano generate dalla variazione della massa d’aria contenuta nella colonna. Le cause principali sono l’avvezione, la convergenza-divergenza e i moti verticali. Di queste tre cause la principale è l’avvezione, perché risulta circa 10 volte maggiore delle altre due. L’avvezione è la sostituzione, nella colonna d’aria che sovrasta una certa zona, operata da un moto orizzontale, di una parte dell’aria. Se questa sostituzione avviene con aria più calda, si avrà alla base della colonna una diminuzione della pressione, se, invece, l’avvezione è fredda, alla base si produrrà un aumento della pressione. La convergenza-divergenza è dovuta alle continue modificazioni del flusso d’aria nell’atmosfera. Se in un certo tratto in una determinata colonna d’aria, arriva più aria di quanta ne vada via, si avrà all’interno della colonna un accumulo che chiamiamo convergenza. Nel caso contrario, quando vi è più aria che abbandona la colonna rispetto a quella che vi entra, si ha una divergenza. I moti verticali dell’aria possono essere ascendenti o discendenti; i primi apportano aria nella colonna sovrastante causando un aumento della pressione al suolo, mentre in un moto discendente viene sottratta aria alla colonna, facendo registrare una diminuzione della pressione al suolo.

Il barometro Aneroide
Lo strumento più comune per la misura della pressione atmosferica è il barometro Aneroide, che ci permette di misurare, in maniera diretta, la pressione dell’aria. Il suo termine deriva dal greco "nerós", che significa "liquido", preceduto dalla "a" con significato privativo, e viene impiegato per definire il barometro metallico, senza liquido. Questo è costituito da una cassa metallica, ermeticamente chiusa, opportunamente sagomata, avente una sezione circolare, all'interno della quale è stato praticato il vuoto; un'apposita molla, opportunamente calibrata, impedisce che la pressione atmosferica schiacci la cassa metallica. Il sistema cassa-molla si trova pertanto in perfetto equilibrio; una leggera variazione di pressione, in aumento o in diminuzione, modificherà tale equilibrio, causando lo spostamento della molla e del coperchio della cassa. Tale spostamento viene amplificato per mezzo di un meccanismo a leve e trasmesso ad un indice che scorre su di un quadrante graduato.