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Meteo => Il tempo sul Trentino - Alto Adige / Südtirol => Discussione aperta da: Simo94 il Mar 16 Febbraio, 2021, 17:15:19

Titolo: Come varia la temperatura all’interno del canyon urbano?
Inserito da: Simo94 il Mar 16 Febbraio, 2021, 17:15:19

Apro questo post per mostrare come varia la temperatura nel giro di pochi metri all'interno del tessuto urbano. Nello specifico, ho utilizzato i dati di un sensore, schermato e ventilato, installato sul balcone di casa al primo piano (a 4 metri dal suolo e a 1,5 metri dal muro della casa) e della stazione meteorologica che ho installato sopra il tetto condominiale (a 26 metri dal suolo, modello davis pro 2 plus ventilata 24 h)


Ecco la location dell'installazione


(https://i.imgur.com/YMwA76D.png)


Sensore su balcone


(https://i.imgur.com/80RwjPe.jpg)


Stazione meteo sul tetto


(https://i.imgur.com/tt4mA0M.jpg)


(https://i.imgur.com/iZ5xd7l.jpg)


Analizzando i dati dal primo giugno 2020, si possono vedere come le temperature massime, come è logico aspettarsi, risultano quasi sempre più elevate al primo piano e in particolare nei mesi estivi. Tra l'autunno e l'inverno la diminuzione della radiazione, per l'ombra degli edifici vicini, fa diminuire il delta t di molto.


Immagine delta t max giornaliera


(https://i.imgur.com/H4SlRR2.png)


Mediamente e mensilmente le massime sono risultate più elevate sul balcone di:
1,6°C per giugno 2020
1,9°C per luglio 2020
1,8°C per agosto 2020
1,6°C per settembre 2020
1,5°C per ottobre 2020
0,6°C per novembre 2020
0,6°C per dicembre 2020
0,8°C per gennaio 2021


Immagine delta t max mese


(https://i.imgur.com/oM34kry.png)


Per quanto riguarda le temperature minime, si possono notare come queste risultino leggermente più alte sul balcone nel corso dei mesi più freddi riaspetto all'estate. La differenza risulta comunque meno marcata.


Immagine delta t giornaliere


(https://i.imgur.com/8vFiY3i.png)


Mediamente e mensilmente le t min sono risultate più elevate sul balcone di:
0,3°C per giugno 2020
0,5°C per luglio 2020
0,6°C per agosto 2020
0,6°C per settembre 2020
0,6°C per ottobre 2020
0,7°C per novembre 2020
0,7°C per dicembre 2020
0,7°C per gennaio 2021


Immagine delta t min mese


(https://i.imgur.com/0SNuIZu.png)


Possiamo così dire, con certezza, che all'interno del canyon urbano la temperatura è certamente più elevata rispetto alla sommità degli edifici in quanto sono presenti più superfici che emettono calore e lo sky view factor (porzione del cielo visibile) risulta minore.


Prossimamente andrò ad analizzare le situazioni in cui le temperature, sia minime che massime, hanno avuto la maggior differenza tra balcone e tetto.

Titolo: Re:Come varia la temperatura all’interno del canyon urbano?
Inserito da: AltoGardameteo il Mar 16 Febbraio, 2021, 17:28:36
Molto interessante !

Se non ricordo male, una dozzina di anni fà qualcuno o qualche ente aveva fatto uno studio simile con dei sensori in alcuni viali di Trento; mi sbaglierò ma ne aveva parlato anche il Giacomo da Centa (forse in una di quelle serate nella sua stube col proiettore, 6 o 7 anni fà).

Titolo: Re:Come varia la temperatura all’interno del canyon urbano?
Inserito da: Giacomo da Centa il Mar 16 Febbraio, 2021, 17:35:09
Citazione di: AltoGardameteo il Mar 16 Febbraio, 2021, 17:28:36
Molto interessante !

Se non ricordo male, una dozzina di anni fà qualcuno o qualche ente aveva fatto uno studio simile con dei sensori in alcuni viali di Trento; mi sbaglierò ma ne aveva parlato anche il Giacomo da Centa (forse in una di quelle serate nella sua stube col proiettore, 6 o 7 anni fà).
La location era casa mia [emoji23], il lavoro però è di Lorenzo Giovannini che ha studiato iperapprofonditamente la questione!

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Titolo: Re:Come varia la temperatura all’interno del canyon urbano?
Inserito da: AltoGardameteo il Mar 16 Febbraio, 2021, 17:36:55
Ah ecco, allora la memoria mi assiste ancora  ;D ;D ;D
Titolo: Re:Come varia la temperatura all’interno del canyon urbano?
Inserito da: MrPippoTN il Mar 16 Febbraio, 2021, 18:53:08
Interessante. Aspetterei anche un parere di Lorenzo Giovannini in merito a quanto è emerso dalla tua piccola ricerca, Simone.

In particolare mi piacerebbe sapere se le tue conclusioni confermano delle regole che valgono in modo piuttosto universale, ad esempio: anche a Trento città, sia le minime che le massime registrate in strada sono mediamente più alte rispetto al tetto del Molino Vittoria?

La distanza di soli 1,5 m dal muro dell'edificio incide? Immagino dipenda anche dall'esposizione... Che esposizione ha il tuo balcone, Simone? Nord, sud, est, ovest...?
Titolo: Re:Come varia la temperatura all’interno del canyon urbano?
Inserito da: Simo94 il Mar 16 Febbraio, 2021, 19:19:13


Citazione di: MrPippoTN il Mar 16 Febbraio, 2021, 18:53:08
Interessante. Aspetterei anche un parere di Lorenzo Giovannini in merito a quanto è emerso dalla tua piccola ricerca, Simone.

In particolare mi piacerebbe sapere se le tue conclusioni confermano delle regole che valgono in modo piuttosto universale, ad esempio: anche a Trento città, sia le minime che le massime registrate in strada sono mediamente più alte rispetto al tetto del Molino Vittoria?

La distanza di soli 1,5 m dal muro dell'edificio incide? Immagino dipenda anche dall'esposizione... Che esposizione ha il tuo balcone, Simone? Nord, sud, est, ovest...?

Le regole valgono anche per Trento, confrontando molino vittoria con Trento arcivescovile era venuta fuori la stessa cosa ma sicuramente Lorenzo ha in mano dati più concreti. Se non sbaglio Trento arcivescovile su un'intera giornata è più calda mediamente di 0,5/1°C rispetto a Molino.

Ovviamente l'andamento della temperatura nel tessuto urbano dipende anche da altri fattori come l'esposizione delle vie, dalla direzione dominante dei venti, dalla larghezza delle vie e altezza degli edifici. Per cui poi ogni specifico caso andrebbe analizzato a sé.

Certamente la distanza a 1,5 metri incide per le temperature massime, il balcone è esposto esattamente a sud, prende quindi sole pieno dalla primavera all'autunno dalla mattina alla sera, anche se, c'è da dire, che nel periodo più caldo giugno - agosto, il sole è talmente alto che si ha un maggior ombreggiamento dei balconi sovrastanti sulla facciata dell'edificio. Ad ogni modo risultano comunque più alte in estate.

I dati risultano quindi rappresentativi di quel punto. Probabilmente se ci spostassimo ancora dal muro le massime risulterebbero un poco più basse rispetto a quelle registrate ora ma comunque più alte rispetto alla stazione.

Per quanto riguarda le temperature minime la distanza dovrebbe essere influente in quanto la temperatura è abbastanza uniforme all'interno del canyon urbano in assenza di radiazione solare.

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Titolo: Re:Come varia la temperatura all’interno del canyon urbano?
Inserito da: Michele94 il Mar 16 Febbraio, 2021, 22:32:47
Grande Simo! Stra interessante ;)  immaginavo che ci fosse parecchia differenza ma non pensavo così tanto :o
Titolo: Re:Come varia la temperatura all’interno del canyon urbano?
Inserito da: Giacomo da Centa il Mar 16 Febbraio, 2021, 22:34:14
Bellissimo lavoro e interessante anche l'effetto dell'inclinazione dei raggi solari!

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Titolo: Re:Come varia la temperatura all’interno del canyon urbano?
Inserito da: lorenzo_TN il Gio 18 Febbraio, 2021, 13:57:47
Citazione di: AltoGardameteo il Mar 16 Febbraio, 2021, 17:28:36
Molto interessante !

Se non ricordo male, una dozzina di anni fà qualcuno o qualche ente aveva fatto uno studio simile con dei sensori in alcuni viali di Trento; mi sbaglierò ma ne aveva parlato anche il Giacomo da Centa (forse in una di quelle serate nella sua stube col proiettore, 6 o 7 anni fà).



Era la mia tesi di laurea!  ;D

Ne abbiamo tirato fuori un articolo, che potete trovare qua:

https://journals.ametsoc.org/view/journals/apme/52/1/jamc-d-12-06.1.xml (https://journals.ametsoc.org/view/journals/apme/52/1/jamc-d-12-06.1.xml)

In quel caso (via Rosmini vs. Molino Vittoria) sia minime che massime erano generalmente più alte dentro il canyon che al Molino Vittoria. Le differenze però dipendono molto dalla geometria della strada (ad esempio più il canyon è stretto più le minime saranno alte e le massime più contenute).
Titolo: Re:Come varia la temperatura all’interno del canyon urbano?
Inserito da: AltoGardameteo il Gio 18 Febbraio, 2021, 16:08:47
Perfetto, ora che me lo dici mi è venuto in mente che era proprio la tua tesi  :D ;)

E ricordo anche che avevi usato i datalogger Hobo !

Il microclima urbano regala spunti e particolarità davvero interessanti, pari e forse anche maggiori rispetto alla microclimatologia "naturale".
Titolo: Re:Come varia la temperatura all’interno del canyon urbano?
Inserito da: Simo94 il Sab 06 Marzo, 2021, 23:16:01

Partendo dalle temperature massime sono andato ad analizzare quando le differenze sono state massime e minime.


Le differenze maggiori si sono verificate il 19 agosto (+3,3°C), 2 giugno (+3,1), 13 agosto (+3,1) e 6 agosto (+3,1). I dati di radiazione solare e vento sono riferiti alla stazione sopra al tetto del condominio.


(https://i.imgur.com/cgCKr60.png)


Il 19 agosto è stata registrata una radiazione solare media di 250 W/qm (max 875 W/qm), non sono state registrate precipitazioni, il vento medio è risultato di 4,5 km/h e la raffica massima è stata di 22,7 km/h.
Il 2 giugno la radiazione solare media è risultata di 273 W/qm (max 986 W/qm), le precipitazioni cumulate giornalmente sono risultate di 1,4 mm (registrate attorno alle ore 20), il vento medio di 6,4 km/h e la raffica max di 45,1 km/h (alle ore 20:14).
Il 13 agosto la radiazione solare media è risultata di 243 W/qm (max 770 W/qm), le precipitazioni sono risultate assenti, il vento medio di 5,5 km/h e la raffica massima di 24,1 km/h.
Il 6 agosto la radiazione solare media è risultata di 267 W/qm (max 886 W/qm) con precipitazioni nulle, vento medio di 4,4 km/h e la raffica massima di 29 km/h.


In conclusione la differenza massima della temperatura massima tra tetto e balcone è dovuta alla forte radiazione solare e al basso valore di vento medio, tenendo conto che il valore medio del vento per il mese di agosto 2020 è risultato di 5,3 km/h e di 6,4 km/h di giugno. Nella giornata del 2 giugno le precipitazioni e il forte vento si sono registrati in serata in seguito alla temperatura massima.


Le differenze minime delle temperature massime si sono registrate il 5 dicembre (-0,1°C), il 2 ottobre (-0,1°C), il 10 novembre (0°C), 19 novembre (0°C), 25 novembre (0°C), 6 dicembre (0°C), 22 gennaio (0°C).


(https://i.imgur.com/lhbRDD5.png)


Il 5 dicembre la radiazione solare media è risultata di 7 W/qm (max 77 W/qm), sono state registrati 58,4 mm di pioggia nella giornata, il vento medio è risultato di 8,9 km/h e la raffica massima di 37,1 km/h.
Il 2 ottobre la radiazione solare media è risultata di 28 W/qm (max 179 W/qm), sono stati registrati 13,4 mm sull'intera giornata, il vento medio è risultato di 12,8 km/h e la raffica massima è risultato di 41,8 km/h.
Il 10 novembre la radiazione solare media è risultata di 79 W/qm (max 425 W/qm), non sono registrate precipitazioni, il vento medio è risultato di 1,8 km/h e la raffica massima di 11,2 km/h.
Il 19 novembre la radiazione media è risultata di 63 W/qm (max 399 W/qm), non sono state registrate precipitazioni, il vento medio di 1,8 km/h e la raffica massima di 13 km/h.
Il 25 novembre la radiazione solare media è risultata di 66 W/qm (max 315 W/qm), non sono state registrate precipitazioni, il vento medio di 1,9 km/h e la raffica massima di 9,7 km/h.
Il 6 dicembre la radiazione solare media è risultata di 6 W/qm (max 60 W/qm), sono state registrati 20,4 mm di pioggia, il vento medio di 10,3 km/h e la raffica massima di 45,1 km/h.
Il 22 gennaio la radiazione solare media è risultata di 9 W/qm (max 83 W/qm), sono stati registrati 21,2 mm di pioggia, il vento medio di 6,2 km/h e la raffica massima di 40,3 km/h.


Pare evidente che le differenze minime delle temperature massime possano verificarsi in due situazioni: la prima con forti precipitazioni e forte vento (cosa anche abbastanza logica); la seconda invece nel caso di giornate serene ma con un forte ombreggiamento all'interno della via. L'ombra infatti aumenta notevolmente nei mesi di novembre, dicembre e gennaio quando il sole risulta basso rispetto all'orizzonte e gli edifici non permettono alla radiazione solare di scaldare il canyon urbano. Perdipiù, nel mese di novembre, solitamente, gli alberi nel parco di fronte al condominio hanno ancora le foglie che fanno ulteriormente aumentare l'ombra. Purtroppo non ho il dato di radiazione solare sul balcone ma questo credo sia la spiegazione più logica.

Titolo: Re:Come varia la temperatura all’interno del canyon urbano?
Inserito da: gibo il Dom 07 Marzo, 2021, 22:43:14
Gran lavoro e proficuo oltre che rilevante per una migliore interpretazione di alcune stazioni! Un grazie di riconoscenza!
Titolo: Re:Come varia la temperatura all’interno del canyon urbano?
Inserito da: Simo94 il Gio 25 Marzo, 2021, 11:12:48

Per capire quale parametro influisce di più sulla differenza delle temperature massime, basta osservare i seguenti grafici a dispersione. In ognuno vengono messi in relazione i dati giornalieri di radiazione solare e di vento medi e di pioggia cumulata con la variazione delle temperature massime (sull'asse delle x).
È abbastanza evidente vedere come il parametro più importante sia la radiazione solare (al diminuire della radiazione diminuisce la differenza di temperatura), in seconda posizione la pioggia giornaliera e per ultima la ventilazione media giornaliera che sembra non influire più di tanto.


(https://i.imgur.com/pw3ZWO9.png)


(https://i.imgur.com/OCTQWWj.png)


(https://i.imgur.com/UcBbSPw.png)
Titolo: Re:Come varia la temperatura all’interno del canyon urbano?
Inserito da: AltoGardameteo il Gio 25 Marzo, 2021, 12:23:07
Interessante ! pensavo che la ventilazione influisse di più.
Titolo: Re:Come varia la temperatura all’interno del canyon urbano?
Inserito da: MrPippoTN il Gio 25 Marzo, 2021, 20:30:11
Citazione di: Simo94 il Gio 25 Marzo, 2021, 11:12:48
Per capire quale parametro influisce di più sulla differenza delle temperature massime, basta osservare i seguenti grafici a dispersione. In ognuno vengono messi in relazione i dati giornalieri di radiazione solare e di vento medi e di pioggia cumulata con la variazione delle temperature massime (sull'asse delle x).
È abbastanza evidente vedere come il parametro più importante sia la radiazione solare (al diminuire della radiazione diminuisce la differenza di temperatura), in seconda posizione la pioggia giornaliera e per ultima la ventilazione media giornaliera che sembra non influire più di tanto.


(https://i.imgur.com/pw3ZWO9.png)


(https://i.imgur.com/OCTQWWj.png)


(https://i.imgur.com/UcBbSPw.png)

Simo, il concetto mi è chiaro ma non ho capito benissimo i grafici. Me li rispiegheresti, per favore? Scusa, sono un po' gnucco.
Titolo: Re:Come varia la temperatura all’interno del canyon urbano?
Inserito da: Simo94 il Ven 26 Marzo, 2021, 08:39:29
Citazione di: MrPippoTN il Gio 25 Marzo, 2021, 20:30:11
Simo, il concetto mi è chiaro ma non ho capito benissimo i grafici. Me li rispiegheresti, per favore? Scusa, sono un po' gnucco.


Certamente Pippo, i grafici non sono assolutamente intuitivi!


Il grafico che ho usato è un grafico a dispersione ovvero un tipo di grafico in cui due variabili di un insieme di dati sono riportate su uno spazio cartesiano. I dati sono visualizzati tramite una collezione di punti, ciascuno determinato da una variabile sull'asse orizzontale, detto anche delle x, e da una variabile sull'asse verticale, detto delle y.


In tutti e 3 i grafici sull'asse orizzontale ho inserito la differenza di temperatura massima tra balcone e terrazzo che va da -0,5°C a +3,5°C. Sull'asse verticale sono andato a mettere, per ogni differenza di temperatura, i valori corrispondenti per quella giornata di radiazione solare media, vento medio e precipitazioni registrate.


Per fare un esempio pratico se prendiamo il dato cerchiato di rosso possiamo leggere in basso il valore di differenza di temperatura e a sinistra il valore di radiazione solare media per quel giorno.


(https://i.imgur.com/joTdl2T.png)

Quindi quel puntino è stato posizionato li perchè quella giornata è stata registrata una differenza di temperatura massima di +2,8 (quindi sul balcone ha fatto più caldo rispetto al tetto) ed è stata registrata una radiazione solare media giornaliera di poco inferiore a 250 W/qm.


Facendo così per ogni dato avremo quindi un insieme di puntini.


(https://i.imgur.com/5dgQvfn.png)


Infine, possiamo poi disegnare la linea di tendenza (quella tratteggiata). Se la linea fosse piatta (come per il vento) vuol dire che la differenza di temperatura massima non è influenzata da quel parametro. Al contrario, più si inclina la linea di tendenza più la correlazione con quel parametro è importante. Tra i 3 quindi il più importante è la radiazione solare, seguita dalle precipitazioni giornaliere e infine dal vento medio.

Titolo: Re:Come varia la temperatura all’interno del canyon urbano?
Inserito da: MrPippoTN il Ven 26 Marzo, 2021, 10:07:11
Ok, allora avevo capito quasi tutto, ma mi sono rimaste due curiosità:

1) come mai, secondo te, ci sono giorni in cui a parità di radiazione solare, o vento, o pioggia, la differenza tra le temperature è così importante?
Ad esempio, se guardo il primo grafico, noto che ci sono diversi giorni in cui la radiazione solare è di 250 W/mq ma in alcuni casi la differenza tra i due sensori è di un solo grado, altre volte di tre! Ha senso trovare una norma in mezzo a tanto caos?

2) qual'è la differenza tra i casi in cui la tendenza è "in salita" e quelli in cui è "in discesa"?
Titolo: Re:Come varia la temperatura all’interno del canyon urbano?
Inserito da: Simo94 il Ven 26 Marzo, 2021, 10:47:30
Citazione di: MrPippoTN il Ven 26 Marzo, 2021, 10:07:11
Ok, allora avevo capito quasi tutto, ma mi sono rimaste due curiosità:

1) come mai, secondo te, ci sono giorni in cui a parità di radiazione solare, o vento, o pioggia, la differenza tra le temperature è così importante?
Ad esempio, se guardo il primo grafico, noto che ci sono diversi giorni in cui la radiazione solare è di 250 W/mq ma in alcuni casi la differenza tra i due sensori è di un solo grado, altre volte di tre! Ha senso trovare una norma in mezzo a tanto caos?

2) qual'è la differenza tra i casi in cui la tendenza è "in salita" e quelli in cui è "in discesa"?


1) Visto che stiamo parlando di temperature massime l'ideale sarebbe prendere dei valori temporali più circoscritti. Per ogni giorno bisognerebbe vedere a che ora è stata registrata la temperatura massima e analizzare le tre variabili mediate nelle 3 o 6 ore prima del raggiungimento della stessa. Non mi sono spinto così in là ad analizzare i dati perchè sarebbe un lavoro mastodontico. Credo che se prendessimo la radiazione solare media, il vento medio e le precipitazioni nelle 3 o 6 ore precedenti alla temperatura massima ci sarebbero dei segnali più coerenti o omogenei. Ho pensato a 3 o 6 ore perchè mi sembra un campione temporale sufficientemente importante per condizionare la temperatura, ma anche in questo caso è difficile sapere a priori se sia meglio una lunghezza temporale di 3, 6 o più ore. Andando per gradi l'analisi potrebbe essere fatta prima per 6 ore, se non ci soddisfa dovremmo scendere a 3 e così via.


Quindi tornando al caso specifico dove abbiamo una radiazione solare media di 258 W/qm, e una differenza di solo 0,8, che corrisponde al punto qui sotto, vogliamo capire perchè abbiamo una differenza così bassa


(https://i.imgur.com/bD9DCXt.png)


Il giorno preso in esame è il 19 giugno 2020 e andando a vedere nello specifico vediamo che nel corso del pomeriggio sono presenti alcune nubi e il vento medio è quasi attorno ai 20 km/h Ecco che quindi il dato che ho preso giornaliero della radiazione solare e del vento non è proprio corretto per analizzare la temperatura massima.


(https://i.imgur.com/oS9LDHm.png)

2) Se la linea di tendenza aumenta, da sinistra verso destra, vuol dire che se aumenta il valore sull'asse verticale aumenta anche quello sull'asse orizzontale. Viceversa se diminuisce, da sinistra verso destra, vuol dire che al diminuire dei valori sull'asse verticale aumenta il valore sull'asse orizzontale.