Umidità e Atmosfera Standard

Umidità

Slide 8 – Esperimento mentale sull'umidità

Immaginiamo un recipiente chiuso contenente aria secca e una vaschetta di acqua liquida a temperatura ambiente.

Nel tempo, le molecole di acqua lasciano la fase liquida per passare in fase gassosa: questo processo è l'evaporazione.
Alcune molecole tornano in fase liquida (condensazione), ma inizialmente il tasso di evaporazione sarà sempre più grande del tasso di condensazione.
Progressivamente, la quantità di vapore acqueo nell'aria aumenta fino a raggiungere un equilibrio.

Saturazione

Slide 9 – Sottosaturo, saturo e soprasaturo

Dopo un certo periodo il tasso di evaporazione e di condensazione sono uguali: si dice che il vapore è saturo rispetto ad una superficie piana d'acqua liquida pura a temperatura T.

Pressione di saturazione: è il valore di pressione al quale due fasi di una sostanza sono in equilibrio. Il valore della pressione di saturazione dipende dalla temperatura dell'acqua: la pressione di saturazione cresce se aumenta la temperatura dell'acqua.

Sottosaturo: il tasso di evaporazione supera quello di condensazione.
Saturo: evaporazione e condensazione sono in equilibrio.
Soprasaturo: il tasso di condensazione supera quello di evaporazione.

Vapore Saturo

Slide 10 – Capacità dell'aria di contenere vapore acqueo

Un dato volume di aria (fissate T e P) può contenere vapore acqueo fino ad un certo valore, raggiunto il quale si dice che il volume di aria è saturo.

Regola fondamentale: quanto più è elevata la temperatura T, tanto più vapore acqueo può essere contenuto in una massa d'aria.

Umidità Relativa

Slide 11 – Definizione di umidità relativa

L'umidità dell'aria non è altro che la quantità di vapore contenuta in una porzione di atmosfera. Il vapore acqueo ha una grossa variabilità sia nel tempo che nello spazio – è alla base dei fenomeni legati al tempo meteorologico.

L'umidità relativa (RH) è il rapporto tra la quantità di vapore effettivamente contenuto in una massa d'aria e quella che invece conterrebbe se fosse satura, moltiplicato per 100.

RH = (vapore contenuto / vapore alla saturazione) × 100

Esempio: se in una massa d'aria ci sono 8 molecole di vapore e alla saturazione ce ne sarebbero 21:
RH = 8 / 21 × 100 = 38%

Quando RH = 100%, l'aria è satura e si ha formazione di acqua liquida (condensazione).

Slide 12 – Esempio di calcolo dell'umidità relativa

Dew Point e Tipi di Umidità

Slide 13 – Temperatura di rugiada e tipi di umidità

Temperatura di Rugiada (T_d): è la temperatura dell'aria a cui si verifica la saturazione, a pressione e quantità di vapore costanti. È chiamata anche DEW POINT.

Tipi di Umidità

Tipo	Definizione
Umidità Relativa (RH)	Rapporto percentuale tra vapore contenuto e vapore alla saturazione
Umidità Specifica	Quantità di vapore, espressa in grammi, contenuta in un chilo d'aria standard
Umidità Assoluta	Quantità di vapore, espressa in grammi, contenuta in un metro cubo d'aria standard

In aviazione: il Dew Point è un dato fondamentale riportato nei METAR e TAF. Quando la temperatura dell'aria si avvicina al Dew Point, aumenta la probabilità di formazione di nebbia, nubi basse e condizioni di scarsa visibilità.

Aria Standard ICAO

Slide 14 – Parametri dell'atmosfera standard ICAO

L'atmosfera standard ICAO (International Civil Aviation Organization) definisce i valori di riferimento dei parametri atmosferici al livello medio del mare (MSL) e la loro variazione con la quota.

Parametro	Valore al MSL	Variazione con quota
Temperatura	15°C	–6.5°C/km (fino a 11 km)
Pressione	1013.25 hPa	MSL → 11 km
Spessore 100 Pa	27 ft
Densità	1.225 kg/m³	11 → 20 km: –56°C
Peso molecolare	28.966	20 → 32 km: +1°C/km
Umidità relativa	15%	>32 km: –44.5°C

Importante per il pilota: tutti gli strumenti altimetrici e le prestazioni del velivolo sono calcolati rispetto all'atmosfera standard. Scostamenti dalla ISA (International Standard Atmosphere) influenzano altimetria, portanza e prestazioni motore.