Immagina per un secondo di non essere un essere umano che legge un articolo su Internet e invece di essere una pulce - e non una pulce qualsiasi, ma una pulce che vive tutta la sua vita nella pelliccia di un orso grizzly. Dato un ambiente così ostile, dovresti chiarire alcuni fatti per rimanere in vita. Dove graffia o morde più spesso l'orso? Quando dorme? Dov'è il sangue migliore? Con quanta ferocia ha inseguito i suoi parassiti in passato e come potrebbe comportarsi in futuro? Se questa sembra un'esistenza stressante, considera l'ambiente in cui viviamo ogni giorno.
Gli esseri umani vivono nella regione più esterna della crosta terrestre, uno strato di gas di 5,5 quadrilioni di tonnellate (4,99 quadrilioni di tonnellate) che chiamiamo atmosfera. Come per la nostra pulce esemplare, la nostra vita dipende esattamente da come si comporta l'ambiente che ci circonda. Nei suoi momenti più tranquilli, il clima nutre i nostri raccolti, ci dà aria pulita da respirare e fornisce un ambiente generalmente confortevole. Ma nel peggiore dei casi, l’atmosfera, di cui si parla in modo approfondito in How Weather Works, provoca gelate letali, caldi torridi, inondazioni distruttive e tempeste capaci di devastare intere città. Come ogni parassita esperto di sopravvivenza, è utile sapere cosa è probabile che faccia il tuo ospite.
Se ti è mai capitato di correre a scuola o al lavoro la mattina senza prima controllare le previsioni del tempo, probabilmente non hai sperimentato l'equivalente di essere rastrellato con un artiglio d'orso. Forse sei scivolato nella neve o il tragitto è stato un po' lento, ma vabbè, giusto? Alla fine della giornata, probabilmente mangerai ancora una cena calda in una casa calda.
Le nostre vite, però, non sono sempre state così resistenti alle intemperie. Nelle nazioni in via di sviluppo e negli ambienti più difficili, la sopravvivenza quotidiana dipende ancora da Madre Natura. Nonostante le moderne misure di salvaguardia contro la siccità e le inondazioni, il clima può ancora danneggiare le riserve di cibo e acqua anche nelle nazioni più avanzate. Ma nel mondo antico, la capacità di utilizzare le osservazioni passate e presenti per prevedere i modelli meteorologici ti rendeva più di un meteorologo:ti rendeva uno sciamano, un profeta e persino un leader. Oggi, meteorologi arricchiamo le osservazioni con la tecnologia, la fisica e la statistica moderne per svolgere un servizio non meno vitale, ma non li consideriamo necessariamente profeti.
In questo articolo esamineremo la meteorologia , lo studio scientifico dell'atmosfera e della miriade di fenomeni che la mantengono costantemente in movimento e infuria intorno a noi.
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Il riconoscimento di schemi è una delle proprietà chiave dell’intelligenza. Il tuo cane sa che riceverà un premio se fa un trucco perché gli dai sempre da mangiare dopo che si è girato. Sai che probabilmente tua zia ti regalerà un pigiama per Natale perché il tuo armadio è pieno di orribili pigiami scozzesi. Le nostre menti imparano e agiscono in base agli schemi che percepiamo intorno a noi. Sapendo cosa è successo prima, sappiamo cosa ci riserverà il futuro.
I primi esseri umani osservarono i modelli meteorologici e impararono ad anticipare i cambiamenti che influivano sulla loro disponibilità di cibo e sul loro benessere. Crearono nomi per le stagioni e persino forme di calendari per guidare i loro vagabondaggi e, in seguito, i cicli di crescita dei loro raccolti. Le persone sapevano quale sarebbe stato il tempo in base alle proprie esperienze cumulative, così come a quelle trasmesse loro dai loro antenati. Ad esempio, alcune tribù aborigene australiane portano con sé 18.000 generazioni di osservazioni meteorologiche locali [fonte:BBC]. Al di fuori del loro territorio, la loro conoscenza svanisce gradualmente, ma la loro comprensione del clima incorpora molti dettagli locali. Una tribù può riconoscere da due a sei stagioni, a seconda delle precipitazioni locali e dei fattori di temperatura.
I primi esseri umani sapevano che il raffreddamento delle temperature significava l’arrivo dell’inverno. Conoscevano le immagini e gli odori che precedevano un temporale. E dove i loro sensi fallivano, si rivolgevano a quelli presenti nella natura:i cicli di vita di varie vegetazioni e la migrazione di altri animali. Inoltre, molte specie animali sono molto più in sintonia con i cambiamenti nella pressione dell'aria e dell'acqua che spesso segnalano tempeste e altri cambiamenti atmosferici.
Molto prima che gli esseri umani inventassero dispositivi per misurare queste condizioni, guardavano semplicemente al cielo e ai campi. Gli animali riconoscevano modelli sottili nell’atmosfera e noi riconoscevamo modelli nel loro comportamento reattivo. Queste tradizioni continuano ancora oggi nelle pagine di The Old Farmer's Almanac e con pratiche come il Giorno della Marmotta. Per saperne di più sugli animali e sul tempo, leggi Gli animali possono prevedere il tempo?
Seguire il clima di una regione o di un territorio tribale è una cosa, ma tracciare i modelli atmosferici su scala globale è un’impresa completamente diversa. Negli ultimi secoli, la meteorologia sinottica , ovvero l'idea di tracciare un grafico completo del tempo su una vasta area. Confrontando le condizioni meteorologiche simultanee in aree adiacenti, gli scienziati sono stati in grado di comprendere meglio le condizioni prevalenti su un'area più ampia e di fornire il tipo di mappe meteorologiche che vediamo ogni giorno in TV e su Internet.
In che modo i meteorologi registrano le condizioni meteorologiche attuali? Leggi la pagina successiva per scoprire come procediamo per determinare cosa sta facendo il tempo in questo momento.
Probabilmente hai sentito il detto "troppi cuochi rovinano il brodo", molto probabilmente in riferimento a un album, un'impresa commerciale o anche una squadra sportiva. Significa che quando troppe persone lavorano su un progetto, i risultati sono spesso confusi, poco brillanti o semplicemente orribili. In un certo senso, l’atmosfera è un brodo mescolato da troppi fattori:gravità, luce solare, rotazione, zone di pressione contrastanti, oceani freddi, deserti caldi, catene montuose e colossali correnti d’aria, solo per citarne alcuni. Queste forze mettono costantemente in movimento l'atmosfera e solo capire cosa sta facendo in un dato secondo richiede una grande quantità di studio e osservazione.
Tre delle principali proprietà atmosferiche sono la pressione atmosferica , temperatura dell'aria e umidità . Per capire veramente cosa sta succedendo, devi essere in grado di misurare queste condizioni. Per questo motivo la meteorologia non emerse realmente come scienza fino all'invenzione del barometro nel XVII secolo. , che misura la pressione dell'aria e un termometro affidabile , che misura la temperatura. Prima della fine del 1600, gli scienziati svilupparono anche igrometri affidabili per misurare l'umidità Questi strumenti, insieme ai pluviometri, hanno consentito una migliore pianificazione agricola e i viaggi per mare.
Ma per ottenere una visione veramente sinottica delle condizioni meteorologiche attuali, è necessario un modo per comunicare con altri osservatori in altre regioni. Ciò è stato possibile grazie all’invenzione del telegrafo nel 1837. Entro la metà del XIX secolo, i meteorologi di varie stazioni meteorologiche furono in grado di comunicare rapidamente tra loro e di delineare un quadro generale.
Verso la fine del 19° secolo, i meteorologi usarono palloni meteorologici per studiare l’alta atmosfera. In tal modo, hanno fatto scoperte cruciali sulla pressione dell’aria superiore e sui modelli del vento. In questo modo i meteorologi hanno potuto scoprire il ruolo della bassa pressione centri giocare con il tempo. Probabilmente hai visto questi centri segnalati su una mappa nelle previsioni del tempo. L’aria più fredda e densa si muove a spirale verso le aree più calde e a bassa pressione dalle regioni circostanti. Questo, a sua volta, spinge l’aria calda verso l’alto dell’atmosfera, dove l’aria si muove a spirale in tutte le direzioni. Queste formazioni sono chiamate cicloni (da non confondere con gli uragani e tifoni , che sono chiamati cicloni in alcune regioni).
Ma questa elevazione dell’aria non avviene solo nei centri di bassa pressione. Succede anche quando due masse d'aria incontrarsi fronte . In entrambi i casi, l'aria elevata spesso forma nuvole e sistemi temporaleschi. Con queste scoperte, i meteorologi furono meglio preparati a prevedere il tempo. Non si limitavano a fare ipotesi plausibili basate semplicemente sul riconoscimento di schemi; stavano capendo come funziona l'atmosfera.
Nel 20° secolo, i progressi nel campo dell'aviazione ci hanno permesso di studiare meglio l'alta atmosfera, e la nuova tecnologia radio ha permesso ai meteorologi di inviare apparecchiature sensibili con palloni ad alta quota, una pratica che continua ancora oggi. Allo stesso modo, le boe meteorologiche radio comunicavano le condizioni del mare, tra cui la temperatura dell’acqua, la velocità del vento e l’altezza delle onde. Dopo la seconda guerra mondiale, gli scienziati iniziarono a utilizzare il radar per studiare il tempo poiché la tecnologia ha permesso di rilevare le precipitazioni oltre agli aerei.
Nel 1960, un altro progresso si aggiunse alla nostra capacità di osservare e misurare l'atmosfera terrestre:il satellite meteorologico. Posizionando questi osservatori automatizzati in orbite polari da nord a sud e orbita geostazionaria da est a ovest , gli esseri umani sono stati in grado di vedere la loro atmosfera dall'esterno e osservare i sistemi temporaleschi da un punto di vista veramente sinottico. I satelliti meteorologici forniscono molto più di una semplice visione extraterrestre del tempo; trasportano anche sensori per misurare la temperatura, l'umidità e la radiazione solare.
Una cosa è sapere cosa sta succedendo adesso, ma come fanno i meteorologi a trasformare tutti questi dati in un'idea di cosa porterà il tempo di domani? Leggi la pagina successiva per scoprirlo.
La tecnologia moderna consente ai meteorologi una comprensione senza precedenti dell'atmosfera terrestre e un eccellente punto di osservazione da cui osservare il tempo. Ma come fanno i meteorologi a tradurre tutto ciò in una previsione ragionevole di ciò che il tempo continuerà a fare?
Invece di limitarsi a guardare le condizioni attuali e fare stime basate su osservazioni passate, i meteorologi creano modelli numerici di previsione meteorologica (NWP) . Questi modelli sono calcoli oggettivi basati sulla fisica che, una volta elaborati tramite un computer, prevedono come sarà il tempo attuale in futuro. Le equazioni coinvolte in questi modelli sono complesse e coinvolgono molteplici variabili atmosferiche. Queste variabili lasciano spazio a errori, quindi più i meteorologi tentano di fare previsioni, maggiore diventa il potenziale di errore.
Guarda le previsioni del tempo ora per ora:la previsione di ogni ora è un passo verso un possibile futuro. Una previsione iniziale (ad esempio, che tempo farà tra un'ora) è il risultato dell'esecuzione di un modello computerizzato basato su ciò che fa il tempo in questo momento. Quindi, per eseguire un modello di ciò che farà il tempo tra due ore, applichi le varie equazioni al modello precedente. Pertanto, mentre la prima previsione era basata su condizioni reali, la seconda si basava su condizioni previste che avrebbero potuto essere meno che accurate. Ogni previsione successiva aumenta la possibilità di errore. Per questo motivo, più si cerca di guardare avanti, i modelli NWP diventano sempre più imperfetti.
I meteorologi hanno costantemente migliorato i modelli NWP a partire dagli anni ’80. Modificandoli costantemente, hanno creato equazioni più accurate con meno errori. Un'altra tecnica, chiamata Statistiche di output del modello , migliora le previsioni meteorologiche prendendo il modello NWP, che si basa sulle condizioni attuali, ed estrapolandolo confrontandolo con le condizioni superficiali passate per una particolare regione. Questo metodo utilizza essenzialmente le letture meteorologiche passate per bilanciare alcuni degli errori inerenti a un modello NWP.
Nonostante i continui progressi nel campo della meteorologia, non aspettarti previsioni meteorologiche impeccabili in tempi brevi. Quando si considerano le numerose variabili in un modello NWP, è importante rendersi conto di quanta differenza può fare anche una piccola discrepanza. Nel 1961 meteorologo e teoria del caos il fondatore Edward N. Lorenz ha esaminato da vicino i modelli drasticamente diversi che una differenza di un singolo punto decimale potrebbe fare. Sulla base di questi risultati, Lorenz ha coniato il termine effetto farfalla , in cui viene posta la domanda:"Il battito d'ali di una farfalla in Brasile provoca un tornado in Texas?"
Ma anche se le previsioni meteorologiche sono tutt’altro che impeccabili, la meteorologia ha salvato innumerevoli vite consentendo agli scienziati di prevedere dove colpiranno condizioni meteorologiche distruttive e avvisando le persone in anticipo. Le tue previsioni per i prossimi cinque giorni potrebbero non essere perfette, ma non lo è nemmeno la nostra comprensione della complessa serie di movimenti che riempiono l'atmosfera in cui viviamo.
Esplora i collegamenti nella pagina successiva per saperne di più sul tempo.
Meteoristi contro meteorologiQual è la differenza tra un conduttore meteorologico televisivo e un meteorologo? Mentre un meteorologo è uno scienziato che ha conseguito una laurea in meteorologia o scienze atmosferiche, i conduttori meteorologici televisivi che vedi quotidianamente non sono necessariamente scienziati. In effetti, né Willard Scott né Al Roker sono meteorologi, nonostante si siano fatti un nome davanti a una mappa meteorologica.
Fonti
