In casa con una temperatura interna di 20°C, la umidità relativa ottimale per il confort fisiologico è intorno al 60%, il che equivale ad un contenuto di circa 10 gr di vapore per kg di aria. Con siffatte condizioni, in una nebbiosa mattina con aria esterna a 0°C (a tale temperatura l’aria satura contiene circa 3.7 gr di vapore per kg d’aria), si supponga di aprire le finestre per il ricambio dell'aria fino a far scendere la temperatura interna a 10 °C. Il rimescolamento darà luogo, all'interno dell'ambiente, ad una nuova massa d'aria il cui contenuto di vapore sarà in media intorno 7 gr di vapore per kg, ossia inferiore a quello prima dell’apertura delle finestre.

Insomma l’aerazione dei locali con aria nebbiosa essicca l’aria di casa!

In un fumetto il personaggio immaginario Billy Whizz corre così velocemente che non si bagna sotto la pioggia. È possibile?

Ebbene, è intuitivo e lapalissiano che quanto minore è il tempo trascorso sotto la pioggia e tanto meno ci bagneremo, come dire che in presenza di pioggia è consigliabile muoversi velocemente verso il primo riparo adocchiato. Però è altrettanto vero ed intuitivo che quanto più ci spostiamo velocemente sotto la pioggia, tanto più ci inzupperemmo di acqua per il fatto che la superficie verticale del nostro corpo raccoglie tutte le gocce di pioggia incontrate nel maggiore volume d’aria spazzato durante lo spostamento.

A questo punto è evidente la contraddizione tra le due decisioni: quella di correre il più veloce possibile per minimizzare il tempo trascorso sotto la pioggia e la decisione invece di andare il più lentamente possibile onde raccogliere meno acqua per impatto frontale. Insomma per bagnarsi di meno sotto la pioggia conviene stare fermi oppure muoversi velocemente? Dipende!

Qualora ipotizziamo che abbiate individuato un rifugio a portata di...mano, allora in questo caso in effetti ci si bagna di meno correndo il più velocemente possibile verso il provvidenziale riparo piuttosto che prendersela comoda. Ed è quello che in pratica tutti noi facciamo, consigliati ovviamente dal buon senso! Ma qualora non si abbia alcun rifugio a disposizione allora, risolvendo il dilemma con formule fisico-matematiche, si può dimostrare che, anziché correre, ci si bagna di meno se si cammina lentamente o, meglio ancora, se si sta fermi, aspettando che magari... cessi di piovere!

Il fenomeno è frutto di un'illusione ottica. L'illusione non è dovuta, come molti pensano, a fenomeni di rifrazione (che al più distorcerebbero l’immagine della luna) né al confronto che il nostro cervello farebbe paragonando la Luna (o il Sole) a case, alberi e montagne all’orizzonte, rispetto ai quali sembrerebbe molto più grande. Infatti l'illusione si verifica anche dove all’orizzonte non ci sono oggetti con cui confrontare le dimensioni della Luna o del Sole come, ad esempio, al mare.

Il vero motivo è legato alla nostra mente: l’uomo inconsapevolmente immagina il cielo come un tetto piano e piuttosto basso. Gli orizzonti, al contrario, sono immaginati lontani e difficili da raggiungere. Per questo motivo quando vediamo il Sole o la Luna comparire all'orizzonte restiamo stupidi dalle loro dimensioni, esagerate rispetto a quelle che il nostro cervello si aspetterebbe, ritenendoli erroneamente più lontani rispetto a quando essi si trovano alti nel cielo. In realtà le dimensioni dei due astri all’orizzonte o in cielo sono le stesse.

La prova? Prendete un righello, allungate il braccio e misurare il diametrodell’astro: troverete lo stesso valore!

Mario Giuliacci

Nel nostro emisfero, le masse d’aria si spostano dall’equatore ai 30° Nord attraverso una mega cella convettiva chiamata cella di Hadley. Le masse d’aria superficiali lungo l’equatore, riscaldate dai raggi solari che arrivano perpendicolarmente su di esse, tendono a sollevarsi, a raffreddarsi, a condensarsi e a trasformarsi in pioggia; non a caso quasi tutte le foreste sono distribuite lungo le latitudini equatoriali.

Le masse d’aria equatoriali, raggiunta l’altezza di circa 12 mila metri, si dirigono poi verso Nord e ridiscendono intorno al 30° parallelo determinando una fascia di alta pressione quale l’anticiclone delle Azzorre; tale discesa determina un notevole riscaldamento per compressione dell’aria per cui le zone intorno a 30°N sono caratterizzate da aree desertiche, quali quello del Sahara.

La latitudine di 30°N (così come quella dei 30°S) viene chiamata anche latitudine dei cavalli. Ma perché questa denominazione?

Al tempo della navigazione a vela, il trasporto della merce da un continente all’altro era effettuato dai velieri che sfruttavano i venti più favorevoli per una più spedita navigazione. Quando però i velieri giungevano nella fascia di alta pressione dei 30°N, i marinai spesso venivano obbligati dal mare calmo e dal poco vento a fermarsi per diversi giorni e, a volte, per settimane per cui alla fine razionavano le loro provviste di acqua. Poiché i cavalli avevano bisogno di bere molto e, nonostante costituissero preziosa merce di scambio, dovevano essere sacrificati e gettati in mare.

Mario Giuliacci

Immaginate per un attimo di vedere un meteorologo che, con un paio di forbici in mano, si avvicina, quatto quatto, alle spalle di una signora con i capelli rossi. Penserete, ovviamente ed a ragione, che costui è senz’altro un maniaco sessuale animato da propositi omicidi. Certo il gesto sarebbe riprovevole e da condannare ma la motivazione potrebbe essere molto più semplice e addirittura... innocente.

Ebbene dovete sapere che i nostri capelli sono molto sensibili all’umidità dell’aria, tanto che più l’aria è secca più si accorciano. Al contrario, quanto più l’aria è vicina alla saturazione – come, ad esempio, in una giornata piovosa, nebbiosa o molto afosa - tanto più si allungano, fino a formare, in casi estremi, pieghe o riccioli. Lo sanno bene tutte le donne che, appunto, evitano di andare dal parrucchiere nelle giornate piovose onde evitare che una pettinatura "liscia" si trasformi in breve tempo in una pettinatura "crespa".

Ma cosa c’entrano, mi direte, le donne con i capelli rossi? Ebbene, i capelli più sensibili all’umidità, ovvero quelli che variano di più la propria lunghezza al variare dell’umidità, sono quelle delle donne, meglio ancora se con i capelli biondi. Ma l’allungamento massimo si verifica con i capelli delle "rosse".

Ecco perchè lo strumento "principe" impiegato in meteorologia per misurare l’umidità dell’aria è l’igrometro a capelli, costituito appunto da un fascetto di capelli, possibilmente di donne con capelli rossi, i cui accorciamenti o allungamenti al variare dell’umidità, mettono in movimento le lancette dello strumento.

Mario Giuliacci

Strano, vero? La cosa sembrò strana anche ad un noto allievo di Galilei, G.A. Borrelli, il quale appunto si meravigliava che in presenza di pioggia, la pressione atmosferica al suolo diminuisse. Invece, a suo giudizio, sarebbe dovuta aumentare perché al peso dell’aria secca si sarebbe dovuto sommare quello della pioggia e del vapore acqueo atmosferico.

In effetti, a parità di pressione e di temperatura, 1 m3 di aria secca pesa 1.6 volte di più che 1m3 di vapore acqueo. Questo significa che se in 1 m3 di aria secca sostituiamo, ad esempio, il 10% delle molecole d’aria con altrettanti molecole di vapore di eguale temperatura, l’aria umida così ottenuta peserà il 16% in meno.

Questa conclusione ha rilevanti aspetti pratici. Infatti è noto che in pianura padana l’aria è di solito molto umida. Questo significa che masse d’aria fredde in arrivo dalla Francia con veloci correnti di Nordovest, dopo avere perso sul versante francese la loro umidità sotto forma di pioggia, ricadono in Valpadana con secchi venti di Fohen, la cui parte avanzata costituisce una dry line. L’arria secca della dry line, essendo più pesante, si incunea sotto l’aria umida che incontra, dando luogo a rovesci o temporali

Mario Giuliacci

Il sale di cucina (Cloruro di Sodio) possiede, come noto, un elevato potere igroscopico ossia tende a coagulare, intorno a suoi minuscoli cristalli, le molecole di vapore acqueo presenti nell’aria, la cui parziale rimozione dall’ambiente rende pertanto meno probabili le formazioni di ghiaccio sul manto stradale. Per di più il cloruro di sodio ha un elevato potere crioscopico, ovvero abbassa di molto il punto di gelo dell’acqua la quale, anziché ghiacciare a 0 °C, congela a temperature molto inferiori. Ad esempio un litro d’acqua nel quale siano stati sciolti 120 grammi di sale congela solo quando la temperatura scende fino a 4 gradi sotto zero.

Quest’ultima proprietà spiega anche perché i depositi di ghiaccio o di neve tendono a sciogliersi, una volta che sia stati cosparsi di sale. La sabbia, invece, una volta spalmata sul manto stradale, forma una specie di coperta che impedisce all’asfalto di disperdere troppo rapidamente, per irraggiamento, il proprio calore, impedendo in tal modo che il raffreddamento dell’aria ad immediato contatto con il manto stradale sia tale da portare a formazioni di ghiaccio. Per di più la sabbia, in presenza di formazioni di ghiaccio aumenta notevolmente per attrito il potere frenante degli autoveicoli.

Mario Giuliacci

I fotoni della radiazione solare in larga misura ( 80-85%) riescono a raggiungere il suolo senza subire alcuna interazione con l’atmosfera e mantenendo in tal modo anche il colore bianco. La rimanente frazione invece, nell’urtare le molecole d’aria e gli altri aerosol dell’atmosfera, viene diffusa in tutte le direzioni, anche se la porzione di fotoni diffusi in avanti è maggiore di quelli diffusi all’indietro o lateralmente.

La porzione di luce diffusa e le direzioni prevalenti di diffusione dipendono dal rapporto tra il raggio r delle particelle e la lunghezza d’onda λ della radiazione incidente. Se il rapporto è molto piccolo – come nel caso delle molecole d’aria (r = qualche millesimo di micron) e dei fotoni nel visibile (λ = qualche decimo di micron) – allora la diffusione segue la legge di Rayleigh, ovvero la quantità di radiazione diffusa è inversamente proporzionale a λ4. Dalla tabella si riconosce allora che tra i colori che compongono la radiazione solare visibile, quelli maggiormente diffusi sono nell’ordine il violetto ed il blu, mentre la diffusione è modesta per l’arancione ed il rosso. Insomma la radiazione diffusa dall’atmosfera è composta in larga misura dai colori blu e violetto.

Ecco perché il cielo ci appare di colore blu

Mario Giuliacci

La notte sarebbe buia perché non c’è il sole? Falso!

Newton, immaginò un cosmo infinito e quindi con un numero di stelle infinito. La teoria portò al Paradosso di Olbers. E’ noto che luce cala con il quadrato della distanza dalla sorgente ovvero se la distanza raddoppia, la luminosità cala di quattro volte. Se lo spazio fosse infinito (stelle in numero infinito) e omogeneo ( densità di stelle costante) allora il loro numero crescerà con il volume di spazio sferico considerato ovvero con la terza potenza della distanza. Insomma, se raddoppia la distanza, il numero di stelle cresce di otto volte.

Mettiamo ora insieme i due concetti: con la distanza la luce delle stelle cala secondo una certa legge però il loro numero cresce ancor di più con un’altra legge cosicché la loro luminosità globale dovrebbe crescere proporzionalmente alla distanza. In un universo infinito anche la luminosità deve pure essere infinita e di conseguenza di notte il cielo dovrebbe luminoso.

Questo il paradosso. Dove l’errore? Innazitutto l’universo non è infinito e quindi contiene un numero limitato di stelle. Per di più l’universo non è immobile. Nel 1929 Hubble scopre che le galassie dell’universo si allontanano con velocità proporzionale alla distanza, fino ad un limite oltre il quale si allontanano alla velocità della luce, e non possiamo quindi vederle. Insomma in un universo finito ed in espansione il numero di stelle non è infinito, ma diminuisce con la distanza di più dell’affievolimento della luce.

Mario Giuliacci

Il vapore liberato da oceani, mari, laghi, fiumi e vegetazione viene trasportato verso l’alto dalle correnti aeree ascendenti di varia natura: moti convettivi al di sopra delle superfici più soleggiate, sollevamento forzato sul lato sopravvento agli ostacoli orografici, sollevamento di origine frontale, divergenza in quota nel settore orientale dei cicloni extratropicali. Nell’ascesa l’aria si raffredda, per espansione adiabatica, di 1° C ogni 100 metri, fino a raggiungere, prima o poi, la saturazione. A questo punto sarebbe naturale attendersi che, qualora l'ascesa prosegua, l’ulteriore raffreddamento determini l’unione delle molecole di vapore eccedente, generando in tal modo goccioline di nube (droplet ).

Ma come fa la nube a restare sospesa nel cielo. Insomma perché, seppure lentamente, il peso delle sue goccioline non la fa cadere a terra? Ebbene le neonate gocce (diametri intorno a 10-50 micron e concentrazioni di 300-600 milioni per m3) galleggiano nell’aria perché sostenute dalle stesse correnti ascendenti che hanno portato alla saturazione il vapore acqueo.

Mario Giuliacci