Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: masse d'aria a mattino e sera?

č vero che in via generale si puň considerare che alla mattina in
basso c'č aria fredda e in alto aria calda, mentre alla sera succede
il contrario? Se sě, qual č il limite in altezza in cui comincia a
cambiare la temperatura? A che ora avviene l'inversione del fenomeno?


In generale quello che succede e' che il sole, durante il giorno, 
fornisce energia al terreno sotto forma di radiazione visibile e lo 
scalda. E' importante notare che il sole non scalda direttamente l'aria 
della bassa atmosfera se non in modo trascurabile. Il terreno, a sua 
volta, emette energia verso l'atmosfera sotto diverse forme (almeno dal 
punto di vista macroscopico):
1) radiazione infrarossa
2) "calore sensibile", quell'energia che si trasmette per conduzione o 
convezione
3) "calore latente", quell'energia associata al cambiamento di fase 
dell'acqua: in genere acqua evapora dal terreno assorbendo calore 
latente dal terreno e condensa in atmosfera cedendolo all'aria.
L'atmosfera assorbe energia sotto le 3 citate forme e le riemette sempre 
in queste 3 forme in parte verso il terreno, in parte verso altre zone 
dell'atmosfera e in parte, solo sotto forma di radiazione infrarossa, 
verso l'universo.
L'apporto di energia dal sole ha chiaramente un ciclo diurno (e 
ovviamente stagionale).  L'emissione da parte del terreno e 
dell'atmosfera dipende essnzialmente dalla loro temperatura e, quindi, 
ha ugualmente un ciclo diurno ma molto meno marcato.
E per non complicare le cose non parlo di nubi, inquinanti, venti etc.
In complesso puoi vedere che, anche semplificando al massimo, ci sono 
una serie di retroazioni (feed-back) e la situazione e' tutt'altro che 
semplice.
Comunque voglio dare una risposta molto semplificata alla tua domanda:
in media la temperatura della bassa atmosfera (0-10km circa) decresce 
andando verso l'alto di circa 6 K/km partendo da un valore di circa 280K 
alla superficie (mi raccomando: sono valori solo indicativi!).
Durante il giorno in presenza del sole l'aria a contatto con il terreno 
si scalda di qualche grado ma l'andamento decrescente di 6 K/km rimane 
per cui l'atmosfera dei primi strati si scalda, in accordo, piu' o meno 
della stessa quantita'.
Di notte al tramonto del sole il terreno si raffredda piuttosto 
velocemente e il raffreddamento si "propaga" come un'onda all'aria 
sovrastante: si produce quella che viene chiamata inversione notturna 
per cui la temperatura cresce con l'altezza fino ad una certa quota dove 
si raccorda al profilo medio decrescente.
In genere la profondita' dello strato di atmosfera interessato da questo 
ciclo corrisponde alla profondita' dello strato limite planetario 
(planetary boundary layer, ma c'e' una certa ambiguita' nelle 
definizioni) e puo' variare tra qualche centinaio di metri e qualche 
chilometro.
Per riassumere e semplificare ulteriormente: di giorno l'aria e' calda 
in basso e si raffredda salendo.  Di notte l'aria e' fredda in basso e 
si scalda salendo - fino ad una certa quota. Come dici giustamente, il 
fenomeno dell'inversione raggiunge il massimo prima del sorgere del sole.
Come al solito sono stato molto didattico, ho cercato di semplificare al 
massimo e, sicuramente, ho dimenticato un sacco di cose...
Daniele Fua'
Uni.Mi.B.