SCALE DELLA NATURA - www.smaniotto.eu - Osservatorio Meteo Polifunzionale

La Scala Fujita è una misura empirica dell'intensità di un tornado in funzione dei danni inflitti alle strutture costruite dall'uomo. L'origine della scala di misurazione è insolita: l'esplosione atomica di Hiroshima ebbe tra i suoi effetti anche lo sviluppo di numerosi tornado. L'allora giovane ricercatore Tetsuya Theodore Fujita giunse sul luogo appositamente per studiare il fenomeno. I suoi studi culminarono nel 1971 con l'ideazione e la pubblicazione della scala di misura in collaborazione con Allan Pearson, responsabile del Centro di Previsione Meteorologica di Kansas City, in Missouri.[1]
La scala di misurazione Fujita è applicabile solo dopo il passaggio di un tornado, e non durante, anche se a volte è possibile formulare un'ipotesi sulla sua intensità applicando la scala F. È comunque applicabile solo dopo che gli scienziati abbiano determinato tracce radar, intervistato i testimoni, e valutato i danni provocati.

La scala Saffir-Simpson è un sistema di misurazione dell'intensità dei cicloni tropicali, messa a punto nel 1969 dai due scienziati statunitensi Herbert Saffir e Robert Simpson.
Articolata in cinque categorie, in dipendenza della velocità del vento, fornisce una misura empirica dell'intensità dei danni che possono essere provocati dallo scatenarsi di un ciclone. Vengono considerati cicloni tropicali dei fenomeni in cui la velocità del vento supera i 33 m/s, ossia 119 km/h; al di sotto di questo valore vengono considerati tempeste tropicali o depressioni tropicali. Al di sotto dei 119 km/h, spesso, i venti vengono valutati usando le 12 categorie della scala Beaufort[1][2].

La scala Mercalli trae origine dalla semplice scala Rossi-Forel, di 10 gradi, derivando poi il nome da Giuseppe Mercalli, sismologo e vulcanologo famoso in tutto il mondo. Venne riveduta e aggiornata nel 1883 e nel 1902, anno in cui Mercalli la espose alla comunità scientifica.
Nello stesso 1902 la Scala Mercalli di 10 gradi venne espansa a 12 gradi dal fisico italiano Adolfo Cancani. Essa fu in seguito completamente riscritta dal geofisico tedesco August Heinrich Sieberg e divenne nota come scala Mercalli-Cancani-Sieberg, abbreviata con MCS e detta brevemente Scala Mercalli.

A differenza della scala Mercalli, che valuta l'intensità del sisma basandosi sui danni generati dal terremoto e su valutazioni soggettive, la magnitudo Richter tende a quantificare l'energia sprigionata dal fenomeno sismico su base puramente strumentale.
La magnitudo Richter è stata definita in modo da non dipendere dalle tecniche costruttive in uso nella regione colpita.
Sviluppata nel 1935 da Charles Richter in collaborazione con Beno Gutenberg, entrambi del California Institute of Technology, la scala era stata originariamente studiata solo per essere usata in una particolare area della California, e solo su sismogrammi registrati da un particolare modello di sismografo: quello a torsione di Wood-Anderson.
Richter usò inizialmente valori arrotondati al più vicino quarto di magnitudo, ma in seguito si usarono i decimi di magnitudo. L'ispirazione per questa tecnica fu la scala delle magnitudini apparenti usata in astronomia per descrivere la luminosità delle stelle e di altri oggetti celesti.
Definizione [modifica]

Nella definizione data da Richter, la magnitudo ML di qualsiasi terremoto è data dal logaritmo in base dieci del massimo spostamento della traccia (rispetto allo zero, espresso in micrometri) in un sismografo a torsione di Wood-Anderson calibrato in maniera standard, se l'evento si fosse verificato a una distanza epicentrale di 100 km.
Richter scelse arbitrariamente una magnitudine zero per un terremoto che mostri uno spostamento massimo di un micrometro sul sismografo di Wood-Anderson, se posto a 100 km di distanza dall'epicentro del terremoto, cioè più debole di quanto si potesse registrare all'epoca. Questa scelta permetteva di evitare i numeri negativi, perlomeno con gli strumenti dell'epoca. La scala Richter però concettualmente non ha alcun limite inferiore o superiore, e i sismografi moderni, molto più sensibili, registrano normalmente terremoti con magnitudini negative.
Il problema maggiore della scala Richter è che i valori sono solo debolmente correlati con le caratteristiche fisiche della causa dei terremoti. Inoltre, vi è un effetto di saturazione verso le magnitudini 8,3-8,5, dovuto alla legge di scala dello spettro dei terremoti, a causa del quale i tradizionali metodi di magnitudine danno lo stesso valore per eventi che sono chiaramente differenti. All'inizio del XXI secolo, la maggior parte dei sismologi considera le tradizionali scale di magnitudini obsolete[1], e le ha rimpiazzate con una misura chiamata momento sismico, più direttamente relazionata con i parametri fisici del terremoto. Nel 1979 il sismologo Hiroo Kanamori, anch'egli del California Institute of Technology, propose la Moment Magnitude Scale (MW), grazie alla quale è possibile esprimere il momento sismico in termini simili alle precedenti scale di magnitudo.

La scala d'intensità sismica dell'Agenzia Meteorologica Giapponese è un sistema di misurazione usato in Giappone e a Taiwan per indicare l'intensità dei terremoti. Viene misurata in unità dette shindo (震度? intensità sismica, letteralmente "grado di scuotimento"). Diversamente dalla scala di magnitudo Richter (che misura la magnitudo complessiva di un terremoto, e rappresenta la grandezza del terremoto con un solo numero), la scala utilizzata dall'Agenzia Meteorologica Giapponese descrive l'intensità, cioè il grado di scuotimento in un punto determinato sulla superficie terrestre. Come risultato, la misurazione del terremoto varia da luogo a luogo, e una scossa rilevata può essere descritta come "shindo 4 a Tokyo, shindo 3 a Yokohama, shindo 2 a Shizuoka".
La scala dell'Agenzia Meteorologica Giapponese funziona tramite una rete di 180 sismografi e 600 misuratori d'intensità sismica fornendo la notizia del terremoto in tempo reale ai media e divulgandola su internet.

La scala Torro fu introdotta nel 1986 da Jonhatan Webb di Oxford, Oxfordshire (U.K.) in riferimento alle categorie dei danni causati dalle tempeste di grandine.  

I danni potenziali che una tempesta di grandine può causare, sono generalmente proporzionati alla dimensione del chicco ed alla velocità di caduta. Oltre alla dimensione ed alla velocità di caduta, altre componenti da considerare sono la durezza, la forma e l'orientamento della traiettoria di caduta.

L'intensità di una grandinata può essere più facilmente determinata se questa avviene su aree piene di oggetti che hanno la capacità di mantenere evidenti i danni o quando si verifica su un'area costruita.

L'intensità di una grandinata è determinata in riferimento al danno maggiore che ha causato. Quando una grandinata si verifica in aperta campagna, dove i danni non possono essere misurati, l'intensità del fenomeno viene messa in relazione alla grandezza del chicco di grandine e non più al danno che potenzialmente avrebbe causato. Quando i danni non sono evidenti, viene comunque assegnata la categoria più bassa. Lo stesso criterio viene utilizzato nei casi in cui i danni non possono essere quantificati. Ad esempio una grandinata con chicchi come uova può potenzialmente causare danni nei range H6-H8 (vedi sotto).

Se i danni non possono essere quantificati, la grandinata viene declassata al primo limite inferiore, cioè H5.
In conclusione, è possibile dire che c'è una stretta relazione tra dimensioni del chicco e danno causato. Sono state costruite delle categorie in cui sono stati inseriti una molteplicità di danni per meglio classificare gli eventi. E’ possibile, infatti, che chicchi di grandine particolarmente grandi causino danni minori perchè inseriti in seno a forti correnti contrarie rispetto ad altri più piccoli inseriti all'interno dei tornado.

La Scala Beaufort della forza del vento è una misura empirica dell'intensità del vento basata sullo stato del mare (ci si riferisce al mare aperto, a grande distanza dalle coste) o le condizioni delle onde.
Anche se la velocità del vento può essere misurata con buona precisione mediante un anemometro, che esprime un valore in nodi o in chilometri all'ora, un marinaio dovrebbe saper stimare questa velocità già con la sola osservazione degli effetti del vento sull'ambiente.
Il merito di avere perfezionato, nel 1805, una scala contenente dei criteri relativamente precisi per quantificare il vento in mare e permettere in tal modo la diffusione di informazioni affidabili e universalmente comprese sulle condizioni di navigazione si deve all'ammiraglio britannico Francis Beaufort (1774 - 1857) sulla base delle precedenti teorie di Alexander Dalrymple. Questo sistema di valutazione ha validità internazionale dal 1º gennaio 1949.[1]
Un grado Beaufort corrisponde alla velocità media di un vento di dieci minuti di durata. Di conseguenza, benché spesso usata, un'espressione come, ad esempio, "un vento di 4 Beaufort con raffiche di 6", è scorretta.
Altri criteri furono poi aggiunti alla scala Beaufort per estendere la sua applicazione a terra.

La radiazione ultravioletta (UV o raggi ultravioletti o Luce ultravioletta) è una radiazione elettromagnetica, appartenente allo spettro elettromagnetico, con lunghezza d'onda immediatamente inferiore alla luce visibile dall'occhio umano, e immediatamente superiore a quella dei raggi X. Il nome significa "oltre il violetto" (dal latino ultra, "oltre"), perché il violetto è l'ultimo colore ad alta frequenza visibile dello spettro percepito dall'uomo, cioè quello con la lunghezza d'onda più corta.
L'UV può essere suddiviso in UV vicino (380-200 nm) e UV estremo (200-10 nm). Quando si considera l'effetto dei raggi UV sulla salute umana, la gamma delle lunghezze d'onda UV è in genere suddivisa in UV-A (400-315 nm), UV-B (315-280 nm) e UV-C (280-100 nm).
Il Sole emette luce ultravioletta in tutte e tre le bande UV-A, UV-B e UV-C, ma a causa dell'assorbimento da parte dell'ozonosfera circa il 99% degli ultravioletti che arrivano sulla superficie terrestre sono UV-A. Infatti praticamente il 100% degli UV-C e il 95% degli UV-B è assorbito dall'atmosfera terrestre.
Molti animali tra cui alcuni insetti, come le api, possono vedere l'ultravioletto vicino, e i fiori hanno spesso colorazioni a loro visibili.

Convective Available Potential Energy(CAPE) è la misura della quantità di energia disponibile per la convezione. CAPE è direttamente correlata alla potenzialità massima velocità verticale all'interno di una corrente ascensionale, in tal modo, i valori più alti indicano un maggiore potenziale di maltempo.

Valori osservati in ambienti temporale possono spesso superare i 1000 joule per chilogrammo (j / kg), e in casi estremi possono superare 5000 j / kg. Tuttavia, come con altri indici o indicatori, non ci sono valori di soglia sopra la quale maltempo diventa imminente. CAPE è rappresentata su una cassa di risonanza schema per l'area racchiusa tra il profilo di temperatura ambientale e il percorso di una particella d'aria in aumento, sopra lo strato in cui quest'ultimo è più calda di quella precedente. (Questa zona spesso è chiamata area positiva). Tuttavia, quando si stima temporale probabilità si dovrebbe anche avere sempre uno sguardo al Lifted Index .

L' indice Lifted è una misura della stabilità del clima (o instabilità) ed i  meteorologi usano per determinare il potenziale di temporale. Non prevede con precisione l'intensità di ogni singola tempesta, ma è uno strumento utile per stimare il potenziale del clima di produrre forti temporali.

"Pacchi" (o bolle) di aria iniziano a salire da soli se sono più calda dell'aria circostante. Questo processo è chiamato convezione . Si consideri una particella d'aria come si inizia a salire attraverso l'atmosfera dopo essere stato riscaldato dal sole e la terra il riscaldamento. L'Indice Lifted è definita come la temperatura di un pacco crescente quando raggiunge il livello 500 millibar (a circa 5.500 metri o 18.000 piedi slm), sottratta dalla temperatura effettiva dell'aria ambientale a 500 millibar. Se il Iindex Lifted è un gran numero negativo, allora il pacco sarà molto più caldo che i suoi dintorni, e continuerà a salire. Temporali sono alimentati da aria forte aumento, così l'indice Lifted è una buona misura del potenziale della atmosfera di produrre forti temporali

E' proprio dall'intensità della pioggia espressa in millemetri caduti in un ora, mm/h, deriva una classificazione delle pioggie che ritroviamo spesso nei discorsi degli addetti ai lavori nel comunicare pioggie incombenti. Si parla di pioggia debole fino a 2 mm/h, di pioggia moderata da 2 e i 6 mm/h, forte oltre i 6 mm/h.
Si parla poi di pioviggine per una pioggia con intensità inferiore a 1 mm/h, di rovescio se, al contrario, si superano i 10 mm/h e di nubifragio se si va oltre i 30 mm/h. L'ingrediente principe, assolutamente indispensabile anche se non sufficiente, sono le nubi. Per dare conto alle pioggie bisogna innanzitutto capire come si forma una nube. In altre parole, la goccia di pioggia è figlia delle gocce più piccole che formano una nube nell'atmosfera e in questo ragionamento a ritroso bisogna capire come nascono e si accrescono quelle goccioline. La nostra gocciolina è ovviamente un agglomerato di molecole d'acqua allo stato liquido: la sua formazione è quindi dovuta alla condensazione del vapore acqueo, invisibile ma sempre presente nell'aria. Il maggior fornitore di questo vapore acqueo, nella misura del 90%, sono gli oceani che spendono parte del calore solare assorbito proprio nell'evaporazione di molecole d'acqua dalla loro superficie verso l'aria. L'aria può però immagazzinare solo quantità finite di vapore in misura tanto maggiore tanto p iù l'aria è calda. Quando il contenuto di vapore ha raggiunto il suo massimo, si dice che l'aria è satura e l'eventuale vapore in eccedenza sarà costretto a condensare, tornando così allo stato liquido.