Caldo di giorno, freddo di notte. Ma è così ovunque?
L'escursione termica giornaliera, ossia la differenza di temperatura tra il dì e la notte, non è uguale ovunque ed inoltre nello stesso luogo cambia con l'alternarsi delle stagioni. Si tratta di un parametro meteorologico e climatico importante che rivela le diverse proprietà termiche della superficie terrestre.
Che la temperatura dell'aria cambi durante il corso della giornata è un'esperienza comune a tutti. Anche non conoscendone il valore esatto, qualitativamente percepiamo il suo cambiamento col passare delle ore.
Perché la temperatura varia
La temperatura dell'aria oscilla tra valori massimi, generalmente registrati nelle primissime ore del pomeriggio, e valori minimi, nelle ore della notte poco prima dell’alba.
Si tratta del ciclo diurno della temperatura dovuto alla variazione dell’altezza del Sole sull’orizzonte. Il moto apparente del Sole, che raggiunge l'elevazione massima sopra l'orizzonte a mezzogiorno (detta culminazione), è prodotto dalla rotazione della Terra attorno al proprio asse.
A partire dell'alba i raggi solari iniziano a riscaldare l'aria e sempre di più a mano a mano che il Sole si alza sopra l'orizzonte. La temperatura massima viene raggiunta poco dopo mezzogiorno. A partire dal pomeriggio, via via che il Sole scende verso l'orizzonte e i suoi raggi scaldano sempre meno, l'aria inizia a raffreddarsi e poi, durante la notte in assenza di irraggiamento solare, raggiunge le temperature minime.
La differenza tra temperatura massima (Tmax) e minima (Tmin) giornaliera, che chiamiamo escursione termica (Tmax - Tmin), viene fortemente mitigata dalla presenza termalizzante dell’atmosfera. E' proprio grazie all'atmosfera terrestre che la differenza media di temperatura tra dì e notte non arriva a superare circa i 30 0C.
Ben diverso è il caso della Luna. Pur avendo la stessa distanza dal Sole ed essendo soggetta a un livello di irraggiamento solare simile a quello della Terra, tuttavia, essendo priva di atmosfera (ed avendo un giorno della durata di quasi un mese), sperimenta differenze di temperatura tra dì e notte superiori anche ai 300 0C!
A ogni regione la sua escursione
L’escursione di temperatura tra dì e notte generalmente varia di giorno in giorno a seconda del grado di copertura nuvolosa, del livello di umidità, dell’intensità e direzione dei venti. Ma soprattutto, l'escursione termica è diversa nelle diverse regioni della Terra.
Le misure di temperatura da satellite riportate nella figura di sotto, permettono di quantificare quanto grande sia l'escursione termica e di vedere come questa vari con la posizione sulla superficie terrestre.
La figura mostra una mappa della superficie terrestre in cui i colori indicano i diversi valori delle escursioni termiche. Il rosso intenso indica le regioni in cui la differenza media di temperatura tra dì e notte è maggiore (fino a 30 0C di differenza tra dì e notte), mentre il colore blu le regioni in cui la differenza è minore (anche meno di 10C di differenza tra dì e notte).
Ma anche sulla terraferma le escursioni variano significativamente da luogo a luogo. Le regioni con maggiore densità di vegetazione (ad esempio la foresta amazzonica in Brasile o la foresta pluviale in Africa centrale) hanno differenze di temperatura tra dì e notte minori delle regioni desertiche (ad esempio, il deserto del Sahara o la penisola arabica).
Perché queste differenze?
La parola chiave per capire queste differenze è "capacità termica" cioè la quantità di calore che un corpo deve immagazzinare (o perdere) perché la sua temperatura cambi di 1 0C. Fornendo una stessa quantità di calore, maggiore è la capacità termica minore è l'aumento di temperatura.
A questo punto che consiglio dare a coloro che soffrono particolarmente le escursioni termiche, troppo caldo di giorno troppo freddo di notte? Andare a vivere lungo la costa, o ancora meglio su qualche isoletta in mezzo all'oceano (qui la temperatura rimane pressoché costante durante tutta la giornata!).
L'escursione dipende anche dalle stagioni
L'escursione termica di uno stesso luogo ha una stagionalità, essendo maggiore in estate che in inverno, ma non ovunque allo stesso modo.
Abbiamo detto che l'aria viene riscaldata dai raggi solare durante il dì. In estate, quando la durata del dì è più lunga e il Sole culmina più alto in cielo, il riscaldamento dell'aria è maggiore che in inverno e, quindi, anche l'escursione termica tra dì e notte risulta maggiore .
Le osservazioni satellitari mostrate nella figura di sotto mostrano quali siano le regioni della superficie terrestre in cui l'escursione termica ha una maggiore variazione con le stagioni. Il colore rosso mostra le regioni in cui la l'escursione termica stagionale varia di più, mentre il colore blu quelle in cui la variazione è minore o addirittura nulla.
Ad esempio, nell’Oceano Atlantico meridionale l'escursione termica, già molto piccola, non cambia durante l'anno. Diversamente, nella Russia meridionale al confine con il Kazakistan l'escursione termica tra dì e notte in estate arriva a Tmax - Tmin = +35 0C mentre in inverno scende giù fino a Tmax - Tmin = -5 0C.
Attenzione al valore negativo -5 0C di questa differenza. Sì, perché un'escursione negativa significa che durante l'inverno le notti sono più calde del dì fino a 5 0C. Questa che è un'eccezione alla regole "caldo di giorno freddo di notte", è una di quelle proprietà termiche contro-intuitive, che rende questa regione veramente unica su tutta la Terra.