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Fisica dell'Atmosfera: Processi Adiabatici e Condensazione
La simulazione modella l'evoluzione termodinamica di una bolla d'aria in ascesa adiabatica e i meccanismi fisici che portano alla saturazione e alla formazione della nube.
1. Gradienti Termici Verticali (Lapse Rates)
- Gradiente Adiabatico Secco (Γd): Tasso di raffreddamento della bolla d'aria in ascesa non satura (≈ 9.8 °C/km), determinato dall'espansione adiabatica per riduzione della pressione idrostatica con la quota.
- Profilo Ambientale (Γe): Gradiente termico verticale dell'atmosfera circostante, che determina le condizioni di stabilità o instabilità atmosferica.
2. Livello di Condensazione per Sollevamento (LCL)
Quota alla quale la temperatura della bolla d'aria raggiunge la temperatura del punto di rugiada (dew point), portando l'umidità relativa al 100%. L'LCL individua la quota di inizio del passaggio di fase del vapore e l'altezza della base della nube.
3. Cambio di Fase e Calore Latente
Raggiunta la saturazione, la condensazione del vapore rilascia calore latente di evaporazione (Lv ≈ 2.5 × 106 J/kg). Questo rilascio di calore riduce il tasso di raffreddamento della bolla (Gradiente Adiabatico Saturo Γs ≈ 5÷6 °C/km), alimentando la spinta di galleggiamento e i moti convettivi.
4. Interfaccia di Controllo
- Avvia: Inizia l'ascesa della bolla d'aria e la simulazione dei parametri termodinamici in funzione della quota.
- Reset: Ripristina le condizioni iniziali della bolla al livello del suolo (0 m s.l.m.) e azzera le variabili di stato.