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0280. E' possibile visualizzare le correnti di aria ascensionali?


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Ritenete sia possibile visualizzare le correnti di aria ascensionali? L'aria che sale è più calda di quella circostante, perciò significa che ha qualcosa in più rispetto all'aria "fredda". Come i corpi caldi sono visibili agli infrarossi, non sarebbe possibile rilevare questa energia "calore" interna all' aria ascendente? Forse capirete facilmente qual è il mio hobby: il parapendio! (Emanuele Ghini) (2162)


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L'intuizione del nostro web-nauta è corretta ma difficilmente praticabile.

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Dal sito www.ulm.it . Foto di Patrizio Amici

Qualsiasi corpo che si trovi ad una temperatura T icona_approfondimento sopra lo zero assoluto icona_glossario emette una radiazione elettromagnetica icona_glossario detta di "corpo nero" icona_glossario, dovuta all'agitazione termica degli atomi. Questa radiazione non è monocromatica icona_glossario, cioè non viene emessa ad una frequenza precisa ma ha una distribuzione energetica (spettro di energia) che è descritta dalla legge di Plank icona_biografia, "pietra miliare" della fisica del novecento. Il valore massimo di tale distribuzione, tuttavia, si trova sempre in corrispondenza ad una frequenza ben precisa che dipende solo dalla temperatura (legge di Wien icona_biografia). Alla temperatura ambiente, tutti i corpi emettono una radiazione la cui energia è prevalentemente concentrata nello spettro dell'infrarosso icona_glossario icona_approfondimento. In termini molto grossolani, un visore all'infrarosso riesce a distinguere i corpi "differentemente caldi" proprio in virtù delle diverse frequenze alle quali essi concentrano l'energia della radiazione emessa. Secondo l'intuizione del nostro web-nauta, tale principio potrebbe essere sfruttato per rivelare la presenza di correnti calde ascensionali in atmosfera. Tuttavia, sebbene anche l'aria emetta una radiazione di corpo nero, la sua intensità è troppo bassa per essere rivelata a causa della bassa densità dell' aria, cioè del basso numero di "radiatori" per unità di volume (gli atomi). Un corpo solido alla stessa temperatura T dell'aria emette uno spettro con un picco alla stessa frequenza ma con un'intensità molto maggiore. D'altro canto, se utilizzassimo un rivelatore troppo sensibile, esso verrebbe "accecato" dall'intensa radiazione emessa dal terreno. Ci sono inoltre altri problemi pratici legati a questa specifica applicazione dovuti alla grande distanza tra la sorgente (l'aria più calda) e il rivelatore e alla scarsa dinamica delle variazioni di temperatura dell'aria, cioè al fatto che le differenze di temperatura che si intende rivelare sono troppo piccole. Un metodo alternativo consiste nel rivelare le variazioni di indice di rifrazione icona_approfondimento dell'aria dovute alle variazioni di densità indotte dalla temperatura. Qualsiasi onda che si propaghi in un mezzo disomogeneo o discontinuo viene parzialmente riflessa. E' il principio su cui si basa il radar (radio detection and ranging) . Attualmente esistono diversi sistemi che sfruttano questo principio per eseguire misure in campo meteorologico. Uno di questi è il sodar (sonic detection and ranging) icona_linkesterno , un radar a ultrasuoni icona_glossario che è in grado non solo di rivelare la presenza di correnti d'aria e pioggia, ma anche di misurarne la velocità tramite un'analisi doppler icona_esperto[175] (dal nome del fisico austriaco Christian Andreas Doppler icona_biografia) del segnale riflesso icona_approfondimento. Al nostro web-nauta facciamo un in bocca al lupo!

Fulvio Pompili – Ingegnere Elettronico

Nota redazionale SxT

Informazioni sui sistemi sodar sono reperibili nei siti: www.sodar.co.uk e www.sodar.com.


 

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