Indici biometeorologici Grafici, estremi e medie di oggi, 10

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Freddo, caldo e indici biometeorologici

La scienza che studia le interazioni tra i fenomeni atmosferici e l’uomo è la biometeorologia umana, una scienza interdisciplinare per la quale sono necessarie competenze tra settori scientifici fra loro diversi, come la meteorologia, la medicina e la biologia (Höppe, 1997). Nel XX secolo molti ricercatori hanno cominciato a studiare gli effetti sull’uomo, oltre che dei singoli parametri meteorologici (temperatura, umidità e velocità del vento), anche della diversa combinazione di questi. Sono così stati sviluppati diversi “indici biometeorologici”, chiamati anche “indici di disagio”, “indici di benessere”, “indici di comfort”. Espressi da semplici formule empiriche di immediata applicazione, gli indici di biometeorologici permettono di stimare le condizioni di benessere o di disagio fisiologico mediante quella che viene spesso definita “temperatura apparente”, cioè la temperatura percepita dal corpo umano e non quella misurata nell’aria mediante un comune termometro. Attualmente non è ancora stato sviluppato un indice di disagio universale, un indice cioè capace di tener conto di tutti i principali parametri meteorologici (temperatura, umidità relativa e velocità del vento) e applicabile per qualsiasi combinazione di valori dei parametri meteorologici stessi. Gli indici biometerologici si possono suddividere in due categorie:

Indici di disagio estivo (caldo umido) - Rientrano in questa categoria: indice di temperatura equivalente, indice di calore, indice Humidex, indice di tensione relativa, indice di Thom, indice di Scharlau estivo, indice New Summer Simmer.

Indici di disagio invernale (freddo) - Rientrano in questa categoria: indice di Wind Chill (freddo ventoso) e indice di Scharlau invernale (freddo umido).
Esiste inoltre l'indice termoigrometrico, applicabile in tutte le stagioni. Più che per una valutazione del disagio è utile per effettuare una classificazione climatica.

Questi indici non tengono comunque conto di tutti i fattori che intervengono nella definizione di comfort termico. Un ulteriore fattore, altrettanto importante, è costituito dall'irraggiamento solare. Non si può inoltre dimenticare che la sensazione di comfort termico è molto influenzata anche da fattori fisiologici quali il livello metabolico dell'organismo e il grado di isolamento fornito dall'abbigliamento, fattori che variano da individuo a individuo e a seconda il tipo di attività condotta.

Sotto è mostrato l'andamento grafico dei principali indici biometeorologici calcolati in tempo reale a partire dai parametri meteo forniti dalle nostre stazioni.

Indice Termoigrometrico

[°C]

minimo

media

massimo

BORGO MAGGIORE
(463m)

14.8
(4.00)

15.7

16.3
(0.30)

SERRAVALLE
(160m)

-2
(1.00)

4.7

8.4
(15.15)

L'indice termoigrometrico (Thermohygrometric Index o Temperature Humidity Index, THI) è un indice di classificazione bioclimatica basato su un modello temperatura - umidità assai semplice, che tuttavia fornisce risultati allineati a quelli degli indici più complessi. Fu sviluppato nel 1959 da Thom, studioso del US Weather Bureau (ora National Weather Service).

Classe climatica	THI °C
TORRIDO	sopra +30
MOLTO CALDO	da +26.5 a +30
CALDO	da +20 a +26.5
CONFORTEVOLE	da +15 a +20
FRESCO	da +13 a +15

Classe climatica	THI °C
FREDDO	da -1.8 a +13
MOLTO FREDDO	da -10 a -1.8
ESTREMAMENTE FREDDO	da -20 a -10
GLACIALE	da -40 a -20
IPERGLACIALE	sotto -40

Come si vede dalla tabella, applicabile sia in periodi caldi che in periodi freddi, l'indice termoigrometrico ha un campo d'impiego molto esteso. Si presta infatti molto bene anche come indice di classificazione climatica.

Indici di disagio invernale

Indice Wind Chill

[°C]

minimo

BORGO MAGGIORE
(463m)

Indice non applicabile

SERRAVALLE
(160m)

0.6
(7.50)

Il famoso indice Wind Chill (Wind Chill Index, WCI), che può tradursi “indice di raffreddamento da vento”, quantifica il disagio derivante dall'esposizione a condizioni meteo caratterizzate dalla combinazione di bassa temperatura e vento. Con l'espressione “effetto Wind Chill” s'intende l'incremento della dispersione di calore dal corpo causato dalla ventilazione. Due sono i motivi di questo incremento: 1) il disturbo del sottile strato isolante d'aria calda che avvolge la pelle.

Disagio fisico	WCI °C
NESSUN DISAGIO	sopra +10
DISAGIO LIEVE	-1 ~ +10
DISAGIO	-10 ~ -1
DISAGIO FORTE	-18 ~ -10
CONGELAMENTO POSSIBILE	-29 ~ -18
CONGELAMENTO IN 15'	-50 ~ -29
CONGELAMENTO IN 30''	sotto -50

2) La sottrazione di calore causata dalla maggiore evaporazione cutanea.
Normalmente la temperatura del nostro corpo è sui 36 - 37 °C. Quando la temperatura dell'aria scende sotto i 10 °C il copro incomincia ad avvertire un certo disagio a causa del freddo. La presenza di vento incrementa questa sensazione di disagio e incrementa il pericolo di ipotermia e di congelamento. L'ipotermia (o assideramento) è il raffreddamento interno del nostro corpo. Quando la temperatura interna del corpo scende a 35 °C (ipotermia lieve), sopraggiungono forti brividi e il recupero in un ambiente caldo può richiedere ore. A 34 °C (ipotermia moderata) il flusso di sangue verso il cervello è alterato provocando sonnolenza, difficoltà nel camminare e nel parlare. Sotto i 32°C (ipotermia profonda) il corpo non tenta più di regolare la temperatura, il coma sopraggiunge. A 25°C cessa il battito cardiaco. In acqua gelata ciò accade in meno di 30 minuti.
Il corpo non può raffreddarsi a temperatura di molto inferiore a quella dell'aria, ma in presenza di vento può giungervi assai più velocemente. A seconda dell'umidità, è possibile scendere al di sotto della temperatura dell'aria di alcuni gradi. Se la temperatura è sotto zero, l'effetto wind chill incide anche sul rischio di congelamento. Il congelamento colpisce solo limitate parti del corpo, in genere le più esposte, quali mani e piedi, naso ed orecchie, quando esse siano state a lungo esposte a temperature molto basse e provoca la necrosi (morte) dei tessuti. Infatti, se la temperatura (da termometro) è a -10 °C con vento a 50 km/ora, il corpo si raffredda ben più rapidamente rispetto ad un ambiente sempre a -10 °C, ma in assenza di vento. Ovviamente, se la temperatura reale misurata non è così bassa da far congelare i tessuti, l'effetto wind chill può farci sentire molto freddo e rischiare l'ipotermia, ma non il congelamento, perché il punto di congelamento dei tessuti dipende dalla temperatura reale e non da quella wind chill: ci sembra di congelare, ma in realtà siamo sopra lo zero reale; tuttavia, dobbiamo fare attenzione ugualmente, perché, come visto sopra, rischiamo comunque l'ipotermia.
La formula del WCI qui utilizzata è la cosiddetta “nuova formula” derivata dagli esperimenti condotti nel 2001 dal National Weather Service (NWS) degli Stati Uniti d'America. Ricordiamo che l'indice WC è applicabile se la temperatura è inferiore 10 °C e che l'irraggiamento solare può attenuare il Wind Chill di 5 - 10 °C. Inoltre le caratteristiche fisiche degli individui, il tipo di abbigliamento ed il tipo di attività condotta influiscono sul wind chill. Questo indice non tiene conto dell'influenza dell'umidità relativa sulla sensazione di freddo e sui pericoli connessi. In linea di massima si può ritenere che quando la velocità del vento sia superiore a 4.8 km/ora, l'influenza dell'umidità relativa sulla sensazione di freddo sia trascurabile. Viceversa al di sotto di questa soglia (condizioni di scarsa ventilazione) è l'effetto dell'umidità relativa che acquista maggior importanza e computare il disagio con l'indice di wind chill potrebbe condurre, in certe condizioni*, ad una sottostima del pericolo. Un indice che valuta il disagio derivante da freddo umido è l'indice di Scharlau invernale.
*Temperatura compresa tra -6 e +5 °C e umidità relativa superiore a 40%.

Indice di Scharlau Invernale

[°C]

minimo

BORGO MAGGIORE
(463m)

Indice non applicabile

SERRAVALLE
(160m)

-2
(1.00)

L'indice di Scharlau invernale (ISI) fu definito da K. Scharlau nel 1950. Lo studioso determinò sperimentalmente, in assenza di vento, la temperatura limite dell'aria (detta “temperatura critica”), in relazione all'umidità atmosferica, al di sotto delle quali l'organismo di un uomo medio e sano accusa disagio per la presenza di freddo umido.

Disagio fisico	ISI °C
NESSUN DISAGIO	sopra 0
DISAGIO DEBOLE	-1 ~ 0
DISAGIO MODERATO	-3 ~ -1
DISAGIO INTENSO	sotto -3

La differenza tra la temperatura rilevata e quella critica può essere positiva, quindi non si ha disagio, negativa, quindi si ha disagio da freddo umido. L'entità del disagio dipende dall'ampiezza del differenza stessa (vedere tabella). L'indice di Scharlau invernale è applicabile per valori di umidità relativa superiori al 40%. Pare che l'effetto dell'umidità relativa sulla sensazione di freddo sia importante soltanto quando la temperatura non è particolarmente bassa (fino a circa -6 °C); ed infatti questo indice è sensibile soltanto in un intervallo di temperatura compreso tra -6 °C e +5 °C. L'indice non tiene conto dell'influenza del vento sulla sensazione di freddo. Questa approssimazione conduce a valutazioni realistiche del disagio fisiologico da freddo quando la velocità del vento è inferiore a 4.8 km/ora.

Indici di disagio estivo

Indice di Temp. Equivalente

BORGO MAGGIORE
(463m)

Indice non applicabile

SERRAVALLE
(160m)

Indice non applicabile

La temperatura equivalente (Teq) è una grandezza con un preciso significato fisico. È la temperatura che l'aria raggiungerebbe se la riscaldassimo, a pressione costante, fornendole il calore latente di condensazione del vapore acqueo contenuto nell'aria stessa. Teq cresce al crescere della temperatura e dell'umidità relativa, diminuisce al crescere della pressione atmosferica effettiva.

Classe bioclimatica	Teq °C
AFOSO	sopra 51
LEGGERMENTE AFOSO	da 47 a 51
BENESSERE	da 34 a 47
MODERATAMENTE FRESCO	da 27 a 34
FRESCO	sotto 27

Gli studiosi Bründl e Höppe impiegarono Teq come indice bioclimatico e constatarono che l'organismo è in stato di benessere se Teq è compresa tra 34 e 47 °C. Nei loro studi considerarono un vento di 3,6 km/ora: in pratica questa classificazione trascura gli effetti dell'eventuale ventilazione sull'organismo. L'indice di Teq è applicabile quando la temperatura è compresa tra +20 e +45°C, quindi è un indice bioclimatico per il semestre caldo.

Indice di Calore

BORGO MAGGIORE
(463m)

Indice non applicabile

SERRAVALLE
(160m)

Indice non applicabile

L'indice di calore (Heat Index, HI), chiamato anche indice di temperatura apparente (Apparent Temperature, AT) fu sviluppato da Steadman nel 1979.

Categoria	HI °C
ELEVATO PERICOLO	sopra 54
PERICOLO	da 40 a 54
ESTREMA CAUTELA	da 32 a 40
CAUTELA	da 27 a 32
BENESSERE	sotto 27

Indice Humidex

BORGO MAGGIORE
(463m)

Indice non applicabile

SERRAVALLE
(160m)

Indice non applicabile

L'indice Humidex (H)...

Categoria	H °C
ELEVATO PERICOLO	sopra 55
PERICOLO	da 40 a 55
ESTREMA CAUTELA	da 30 a 40
CAUTELA	da 27 a 30
BENESSERE	sotto 27

Indice di Tensione Relativa

BORGO MAGGIORE
(463m)

Indice non applicabile

SERRAVALLE
(160m)

Indice non applicabile

L'indice di tensione relativa (Relative Strain Index, RSI)...

Categoria	RSI °C
ELEVATO PERICOLO	sopra 0.45
PERICOLO	da 0.35 a 0.45
ESTREMA CAUTELA	da 0.20 a 0.35
CAUTELA	da 0.15 a 0.20
BENESSERE	sotto 0.15

Indice di Thom

BORGO MAGGIORE
(463m)

Indice non applicabile

SERRAVALLE
(160m)

Indice non applicabile

L'indice di Thom (Discomfort Index, DI)...

Categoria	DI °C
ELEVATO PERICOLO	sopra 32
PERICOLO	da 29 a 32
ESTREMA CAUTELA	da 27 a 29
CAUTELA	da 24 a 27
LEGGERA CAUTELA	da 21 a 24
BENESSERE	sotto 21

Indice di Scharlau Estivo

[°C]

minimo

BORGO MAGGIORE
(463m)

11.6
(3.40)

SERRAVALLE
(160m)

Indice non applicabile

L'indice di Scharlau estivo (ISE)...

Categoria	ISE °C
DISAGIO INTENSO	sotto -3
DISAGIO MODERATO	-3 ~ -1
DISAGIO DEBOLE	-1 ~ 0
NESSUN DISAGIO	sopra 0

Indice Summer Simmer

BORGO MAGGIORE
(463m)

Indice non applicabile

SERRAVALLE
(160m)

Indice non applicabile

L'indice New Summer Simmer (SSI)...

Categoria	SSI °C
ESTREMAMENTE CALDO	da 51.7 a 65.6
MOLTO CALDO	da 44.4 a 51.7
MEDIAMENTE CALDO	da 37.8 a 44.4
CALDO	da 32.8 a 37.8
LEGGERMENTE CALDO	da 28.3 a 32.8
BENESSERE	da 25 a 28.3
LEGGERMENTE FRESCO	da 21.1 a 25

NB: i dati meteo registrati dalle nostre stazioni fanno sempre riferimento all'ora SOLARE. Attualmente è in vigore l'ora LEGALE. Occorre perciò aggiungere un'ora agli orari riportati in questa pagina.

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