Vento (meteorologia)

Da TecnoLogica.

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È molto importante conoscere a quale altezza è posto lo strumento di misura perché, a causa della viscosità, la velocità dell'aria diminuisce più ci si avvicina al suolo; volendo quindi determinare la velocità ''v<sub>h</sub>'' ad una generica altezza ''h'' (espressa in metri), si utilizza la relazione:
È molto importante conoscere a quale altezza è posto lo strumento di misura perché, a causa della viscosità, la velocità dell'aria diminuisce più ci si avvicina al suolo; volendo quindi determinare la velocità ''v<sub>h</sub>'' ad una generica altezza ''h'' (espressa in metri), si utilizza la relazione:
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<math> v_h = v_{ref} \left( \frac{ \delta_{ref}}{h_{ref}} \right) ^ {\alpha_{ref}} \left( \frac{h}{\delta} \right) ^ {\alpha} </math>,
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[[File:VelocitaVento.gif]]
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dove:
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*<math>v_h</math> è la velocità [m/s] dell'aria all'altezza <math>h</math> [m];
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*v<sub>h</sub> è la velocità [m/s] dell'aria all'altezza ''h'' [m];
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*<math>v_{ref}</math> è la velocità dell'aria [m/s] rilevata da un anemometro posto ad altezza <math>h_{ref}</math> [m] (di solito pari a 10 metri);
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*v<sub>ref</sub> è la velocità dell'aria [m/s] rilevata da un anemometro posto ad altezza h<sub>ref}</sub> [m] (di solito pari a 10 metri);
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*<math>\delta</math> è la quota oltre la quale la velocità dell'aria, nel luogo di osservazione, non subisce più alcun rallentamento a causa della viscosità (il valore dipende dalle costruzioni presenti sul territorio, ed è tabellato);
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*δ è la quota oltre la quale la velocità dell'aria, nel luogo di osservazione, non subisce più alcun rallentamento a causa della viscosità (il valore dipende dalle costruzioni presenti sul territorio, ed è tabellato);
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*<math>\delta_{ref}</math> ha il medesimo significato di <math>\delta</math> ma è riferito al luogo in cui si effettua la misurazione della velocità (che può essere differente rispetto a quello in cui si effettua il calcolo);
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*δ<sub>ref</sub> ha il medesimo significato di δ ma è riferito al luogo in cui si effettua la misurazione della velocità (che può essere differente rispetto a quello in cui si effettua il calcolo);
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*<math>\alpha</math> e <math>\alpha_{ref}</math> sono due esponenti che dipendono dal tipo di suolo (relativi al luogo di osservazione e a quello in cui si effettua la misurazione della velocità), e sono anch'essi tabellati.
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*α e α<sub>ref</sub> sono due esponenti che dipendono dal tipo di suolo (relativi al luogo di osservazione e a quello in cui si effettua la misurazione della velocità), e sono anch'essi tabellati.
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La norma americana<ref>ASHRAE - Foundamentals, cap.16.</ref> fornisce i seguenti valori di <math>\alpha</math> e <math>\delta</math>:
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La norma americana<ref>ASHRAE - Foundamentals, cap.16.</ref> fornisce i seguenti valori di α e δ:
{|class="wikitable"
{|class="wikitable"
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# si calcola la velocità del vento utilizzando la seguente formula:
# si calcola la velocità del vento utilizzando la seguente formula:
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<math> v_{med} = c v_{ref}</math>,
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v<sub>med</sub> = c v<sub>ref</sub>,
dove ''c'' è un coefficiente correttivo e ''v''<sub>''ref''</sub> è la velocità dell'aria nella stazione di riferimento, deducibile dalla tabella a lato. Il metodo permette quindi di calcolare ''v''<sub>''med''</sub>, rappresentativa della ''velocità media giornaliera media annuale'' che si registra in una data località.<br/>
dove ''c'' è un coefficiente correttivo e ''v''<sub>''ref''</sub> è la velocità dell'aria nella stazione di riferimento, deducibile dalla tabella a lato. Il metodo permette quindi di calcolare ''v''<sub>''med''</sub>, rappresentativa della ''velocità media giornaliera media annuale'' che si registra in una data località.<br/>

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Descrizione

Il vento è un fenomeno atmosferico che viene rilevato dalle stazioni meteorologiche tramite uno strumento di misura, detto anemometro, che restituisce la velocità e la direzione dell'aria in un determinato momento.
Come per tutti i fenomeni meteorologici, anche per il vento occorre che siano rispettate delle condizioni di attendibilità della misurazione, che consistono in:

  1. impiego di un anemometro periodicamente controllato;
  2. misura ad un'altezza standard dal piano di campagna (10 metri);
  3. tempo di misura sufficientemente lungo da essere considerato statisticamente accettabile (20 o 30 anni).

Vista la natura del vento, che è un flusso d'aria estremamente turbolento che tende a cambiare rapidamente velocità e direzione, è importante chiarire subito che i dati meteorologici si riferiscono sempre a delle medie statistiche calcolate utilizzando i dati rilevati in un particolare intervallo di tempo. I periodi di osservazione più spesso impiegati sono tre: mensile, stagionale (trimestrale) e annuale: tra tutti, il più significativo è quello trimestrale, e spesso - per indicare i flussi d'aria che d'abitudine si riscontrano in una zona - si parla appunto di venti stagionali.

Dato che i venti vengono spesso rappresentati come vettori, sono caratterizzati da una direzione e da una intensità (direzione del moto e sua velocità); stabilito il tempo di osservazione (mese, trimestre, anno), per ognuna delle otto direzioni (quelle della rosa dei venti) può determinarsi la velocità media dell'aria e la sua frequenza, cioè il numero di volte che il vento spira in quella data direzione. Grazie a questi due valori, per ogni località è possibile indicare qual è il:

  • vento prevalente, cioè quello che viene più frequentemente osservato; corrisponde alla direzione che ha la maggiore frequenza di osservazione;
  • vento dominante, cioè quello che ha la massima velocità; corrisponde alla direzione che registra la maggiore velocità media dell'aria;
  • vento regnante, cioè quello che registra contemporaneamente la maggior frequenza e la più elevata velocità.

Si noti che è sempre possibile determinare vento prevalente e dominante, ma che non è sempre possibile determinare il vento regnante (in altri termini, non sempre venti prevalenti e dominanti coincidono).

È molto importante conoscere a quale altezza è posto lo strumento di misura perché, a causa della viscosità, la velocità dell'aria diminuisce più ci si avvicina al suolo; volendo quindi determinare la velocità vh ad una generica altezza h (espressa in metri), si utilizza la relazione:

VelocitaVento.gif


dove:

  • vh è la velocità [m/s] dell'aria all'altezza h [m];
  • vref è la velocità dell'aria [m/s] rilevata da un anemometro posto ad altezza href} [m] (di solito pari a 10 metri);
  • δ è la quota oltre la quale la velocità dell'aria, nel luogo di osservazione, non subisce più alcun rallentamento a causa della viscosità (il valore dipende dalle costruzioni presenti sul territorio, ed è tabellato);
  • δref ha il medesimo significato di δ ma è riferito al luogo in cui si effettua la misurazione della velocità (che può essere differente rispetto a quello in cui si effettua il calcolo);
  • α e αref sono due esponenti che dipendono dal tipo di suolo (relativi al luogo di osservazione e a quello in cui si effettua la misurazione della velocità), e sono anch'essi tabellati.

La norma americana[1] fornisce i seguenti valori di α e δ:

Categoria
di terreno
Descrizione Esponente
α
Altezza
dello strato
δ [m]
1 Centri urbani, con almeno la metà degli edifici più alti di 20 metri 0.33 460 m
2 Aree urbane o suburbane, aree alberate o terreni con costruzioni numerose e vicine, mono o plurifamiliari 0.22 370 m
3 Terreni aperti con poche e rade costruzioni, di altezza non superiore a 9 metri 0.14 270 m
4 Aree pianeggianti prive di costruzioni 0.10 210 m
Venti UNI

In Italia, le uniche fonti scientificamente attendibili sono la normativa UNI e l'Atlante Climatico d'Italia, redatto dall'Aeronautica Militare.
La UNI ha redatto una tabella (→a lato) nella quale sono riportati direzione e velocità dei venti prevalenti annuali di 101 località, quasi sempre coincidenti con i capoluoghi di provincia italiani al 1994.
Oltre alla tabella, la UNI descrive anche un metodo di calcolo per determinare il vento prevalente annuo in una qualsiasi località italiana nel seguente modo:

  1. si determina la regione di vento alla quale appartiene la località di calcolo, utilizzando l'apposita cartina geografica;
  2. in funzione della regione di vento, dell'altitudine e della distanza dal mare, si determina la zona di vento della località di calcolo, impiegando la relativa tabella;
  3. si individua la stazione meteorologica più vicina alla località di calcolo, appartenente alla stesa zona di vento;
  4. si assume che la direzione del vento prevalente nella località di calcolo sia la stessa di quella della stazione meteorologica di riferimento;
  5. si calcola la velocità del vento utilizzando la seguente formula:

vmed = c vref,

dove c è un coefficiente correttivo e vref è la velocità dell'aria nella stazione di riferimento, deducibile dalla tabella a lato. Il metodo permette quindi di calcolare vmed, rappresentativa della velocità media giornaliera media annuale che si registra in una data località.
Il coefficiente c può essere dedotto facilmente dalla seguente tabella, in funzione delle zone di vento della località di calcolo e di quella di riferimento.

Zona di vento
della località
di riferimento
Zona di vento
1 2 3 4
1 1.000 1.780 2.780 4.000
2 0.562 1.000 1.560 2.250
3 0.360 0.640 1.000 1.440
4 0.250 0.445 0.694 1.000


(da completare)

Note

  1. ASHRAE - Foundamentals, cap.16.

Voci correlate


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