In meteorologia la temperatura
dell'aria è una delle misure più importanti.
Per contro è anche una delle misure meno facili da compiere per una serie di motivi che vedremo avanti.
Lo strumento più comune ed economico per misurare la temperatura è il termometro a dilatazione di solidi o liquidi
più comunemente alcool o mercurio. I termometri a mercurio in particolare essendo i più economici sono molto indicati
per compiere semplici esperimenti.
Una volta acquistati uno o più termometri, è indispensabile procedere ad una taratura. Essa è indispensabile se vogliamo
che:
Il primo punto è il più delicato. Supponiamo che con "vera" si intenda la temperatura effettiva dell'aria,
i termometri a mercurio misurano molto bene la temperatura alla quale si trova il mercurio che può non essere
uguale a quella dell'aria.
I motivi sono legati alla trasmissione del calore e a come è sensibile il termometro a questa; il calore si trasmette per:
L'aria in una zona varia la sua temperatura in base soprattutto attraverso la convezione
(masse di aria che si spostano) e l'irraggiamento mentre risente poco della conduzione poiché masse di aria a
temperatura diversa non si mescolano a causa della diversa densità.
Il termometro a mercurio è molto sensibile alla conduzione e all'irraggiamento e meno alla convezione, quindi
deve essere usato con accortezza.
Vediamo ora come tarare il termometro. I termometri che utilizziamo sono tarati alla temperatura di fusione del ghiaccio,
ed alla temperatura di ebollizione dell'acqua (tralasciando i particolari su acqua e condizioni), questi due
punti individuano un segmento che viene diviso in cento parti (spesso uguali) e vien fatto corrispondere il valore
0 alla temperatura del ghiaccio in fusione e 100 alla temperatura di ebollizione dell'acqua. Questa scala viene chiamata
Centigrada o Celsius
Per tarare un termometro è sufficiente portarlo alla temperatura del ghiaccio in fusione,
dato che questi termometri non arrivano a misurare i 100 Celsius, mescolando ghiaccio ed acqua in un contenitore
e immergendo il termometro nell'acqua. È importante che durante l'operazione di taratura sia sempre presente del ghiaccio
e l'acqua sia sempre in movimento.
Il termometro dopo alcuni minuti di immersione si troverà alla temperatura di 0 gradi mentre rispetto alla scala graduata
potrebbe segnare anche un grado in più o in meno. Segnamoci questa differenza che dovremo poi utilizzare per correggere
le temperature lette.
Se dobbiamo tarare più di un termometro è opportuno comprarli tutti uguali nello stesso negozio, selezionando tra
di loro quelli che segnano le temperature più vicine. Occhio però a non paragonare i termometri tenuti in vetrina con
quelli dello scaffale, devono essere nelle stesse condizioni di temperatura, nel dubbio è meglio lasciarli al coperto
(dentro una scatola ad esempio) per alcuni minuti.
Dopo aver selezionato i termometri da acquistare, si procede con la taratura appena descritta.
Per amore della precisione, il sottoscritto ha ripetuto queste misure su molti termometri. Quelli che avevano maggiori
errori di taratura erano stati acquistati tra quelli di basso prezzo. I termometri di qualità, quelli a minima e massima
per esempio, sono già ben tarati (un errore di 0.5 gradi è da considerare accettabile per questo tipo di termometri).
Misurare la temperatura dell'aria
Come accennato in precedenza, per misurare la temperatura dell'aria è necessario adottare alcune precauzioni.
La prima, e ovvia, è di non mettere mai il termometro in una zona colpita direttamente dai raggi solari. Può anche
rompersi il termometro!
Il termometro dovrebbe essere conservato all'ombra, possibilmente in una cassetta dipinta in bianco chiusa su tutti lati con
delle assi a persiana o con dei fori, il tutto sistemato su un terreno erboso.
Precauzioni quasi mai attuabili per chi abita in città!
La precauzione più importante è di limitare l'effetto dovuto all'irragiamento. Un buon compromesso è quello di
riparare il termometro in una cassetta aperta su un lato, possibilmente a nord in direzione di alberi e comunque
non dove vi sono muri vicini, e che non possa esser raggiunto
dai raggi solari direttamente magari conservandolo dentro un tubo di cartone bianco aperto alle estremità.
Queste sono solo le precauzioni che avevo adottato io quando abitavo in città, ognuno può adattarle alle proprie
esigenze seguendo la propria fantasia.
Fatto questo, è possibile compiere le prime misure di temperatura. È buona abitudine registrare la temperatura
sempre in corrispondenza della minima e della massima rispettivamente alle prime luci dell'alba e un paio d'ore
dopo il mezzogiorno locale. Assai utile è l'utilizzo di un termometro a minima e massima il cui funzionamento sarà
descritto più avanti e che permette di vedere nello stesso momento la temperatura più alta e più bassa raggiunte
durante la giornata.
La temperatura così misurata andrà a formare un grafico con l'andamento delle temperature mensili massime e minime.
Anche questa attività si presta ad essere attuata in una scuola. Anche solo la misura della temperatura massima può essere
interessante specie se utilizzata con uno strumento di cui parleremo prossimamente: lo
psicrometro che utilizza
due termemotri per misurare la temperatura di rugiada che è la temperatura al di sotto della quale il vapor
d'acqua contenuto in una massa d'aria condensa e l'umidità relativa dell'aria connessa strettamente con
la sensazione di caldo (o freddo) umido e asciutto.
Il termometro a minima e massima
Il termometro a minima e massima è composto da un tubo fatto ad U entro il quale vi sono alcool e mercurio,
nel ramo di sinistra (minima) il tubo termina con il bulbo mentre il ramo di destra termina con una camera
di compensazione contenente vapori di mercurio.
L'alcool funge da liquido termometrico, mentre il mercurio ha la funzione di indicatore. Sui livelli del
mercurio poggiano due indicatori formati da aghi di ferro muniti di un sottile filo metallico elastico.
In corrispondenza delle dilatazioni o contrazioni dell'alcool, il mercurio sposta gli indicatori che misurano
così la temperatura massima o minima raggiunte, bloccati nel tubo termometrico dal filo metallico.
Per riportarli a contatto con il mercurio è sufficiente trascinarli nel capillare tramite una calamita.
Per esempio nella figura la minima è -10 (indicatore di sinistra) mentre la massima coincide con la temperatura
misurata in quel momento ovvero +5.