Carte a 850 hPa

Tipicamente, le carte relative alla superficie isobarica 850 hPa (circa 1500 metri di quota) mostrano la temperatura e l'altezza geopotenziale e risultano utili per valutare le avvezioni calde e fredde ai bassi livelli. Si noti che in presenza di orografia, tale superficie rimane sotto al livello del suolo, quindi al di sopra delle Alpi i campi sono solo "fittizi", ottenuti tramite estrapolazione. Su terreni non elevati, al contrario, ci si trova abbastanza lontani dagli effetti del suolo, e tale superficie segna il confine superiore dello strato limite planetario (boundary layer).

Sulle carte a 850 hPa sono tracciate le isoipse, linee che uniscono i punti di uguale altezza geopotenziale, il cui valore corrisponde alla quota, espressa in metri o in decametri, alla quale la pressione vale 850 hPa. Analogamente a quanto visto per le isobare tracciate nelle carte al suolo, evidenziano le aree di bassa e di alta pressione. In questo senso le carte a 850 hPa possono essere interpretate come quelle al suolo. In prima approssimazione si può considerare che le masse d'aria si muovono seguendo la direzione indicata dalle isoipse, ruotando in senso antiorario (o orario) attorno alle basse (o alte) pressioni. Spesso vengono indicati numerosi centri di bassa o alta pressione, ma non tutti sono importanti. Sono significativi solo quelli che hanno molte isoipse che li racchiudono, in quanto sono quelli più profondi ed intensi. Quelli con poche isoipse sono al contrario deboli, sono solo minimi relativi che non rivestono un ruolo fondamentale nell'evoluzione a breve termine.

Il campo di temperatura a 850 hPa permette facilmente di individuare masse d'aria fredda o calda e di evidenziarne i movimenti tramite l'evoluzione temporale prevista dal modello. In pratica si possono valutare le avvezioni calde o fredde, ovvero capire dove si sposterà una determinata massa d'aria, considerando che lo spostamento avviene lungo le isoipse. L'intensità dell'avvezione dipende da tre fattori:

• Vicinanza delle isoipse. L'avvezione è sostanzialmente il trasporto di una grandezza (in questo caso la temperatura) a causa del vento medio. E' facile intuire che ad un vento forte corrisponda una maggiore avvezione. Più le isoipse sono vicine, più i venti risultano forti, e di conseguenza risulta più intensa l'avvezione.
• Isoterme e isoipse perpendicolari. Si ha avvezione quando il vento trasporta una massa d'aria caratterizzata da una certa temperaturaverso una zona dove la temperatura è diversa. Se le isoipse e le isoterme sono parallele, allora lungo la direzione del trasporto non c'èvariazione di temperatura, quindi l'avvezione è nulla. Quando, al contrario, isoterme e isoipse sono perpendicolari l'avvezione è massima, poiché è massimo il gradiente (variazione) della temperatura nella direzione del trasporto.
• Vicinanza delle isoterme. Il valore dell'avvezione è proporzionale sia al vento sia alla variazione orizzontale di temperatura (gradiente), poiché aumenta il contrasto termico tra le masse d'aria trasportate dal vento. Quindi più le isoterme sono vicine, più la variazione (gradiente) di temperatura è maggiore così come più intensa risulterà l'avvezione.

Il carattere (caldo o freddo) dell'avvezione è determinato dalla temperatura dell'aria in arrivo, rispetto a quella pre-esistente nella zona di interesse. In linea generale, ad un'avvezione è associato un cambiamento meteorologico, dovuto al contrasto tra masse d'aria di differente temperatura. Avvezioni calde ai bassi livelli contribuiscono a sviluppare moti verticali a larga scala.

Ad un'avvezione in quota quasi sempre corrisponde una analoga risposta vicino al suolo per cui un raffreddamento alla 850 hPa può far pensare ad un calo di temperatura anche al suolo. A volte però ci possono essere sorprese e ritardi dovuti ad esempio al rallentamento delle masse d'aria vicino al suolo nell'oltrepassare le Alpi.

Osservando isoipse e isoterme a 850 hPa si può individuare la posizione dei fronti. In primo luogo si deve localizzare un'area in cui sia forte il gradiente termico, o in altre parole, in cui le isoterme siano molto vicine (ciò indica un brusco cambiamento di temperatura, caratteristica propria del fronte). La zona così individuata risulta essere una zona frontale se le isoipse sono perpendicolari (più o meno) alle isoterme. Il fronte viene tracciato in corrispondenza del bordo caldo della zona frontale.

Alcune carte di immediata interpretazione mostrano il vento a 850 hPa tramite vettori la cui lunghezza è proporzionale all'intensità. Qualora non fosse mostrato direttamente, si può accettare l'approssimazione che, sulle zone a bassa elevazione, il vento sia geostrofico, ovvero scorra parallelamente alle isoipse, lasciando sulla destra i valori alti di pressione. L'intensità è proporzionale alla distanza delle isoipse. Le zone con isoipse molto vicine saranno caratterizzate da vento intenso.

Altre grandezze possono essere tracciate a 850 hPa:

• L'umidità relativa (RH) permette di stimare la presenza di nubi basse: se RH è prossima al valore di saturazione (100%) si avrà copertura nuvolosa.
• Quando possibile è utile anche valutare la differenza tra temperatura e dew point, nota come dew point depression. Se tale valore è piccolo a 850 hPa, allora si può supporre che l'intero boundary layer sia prossimo alla saturazione.
• La vorticità potenziale (PV) permette di evidenziare aree cicloniche. In particolare risulta utile nell'individuare i cicloni Mediterranei (tra cui anche gli "hurricane-like" o "Medicane"), strutture cicloniche a mesoscala molto intense, caratterizzate da un cuore caldo (massimo di temperatura nel centro del ciclone) e da un massimo di PV nella bassa troposfera.
• Latemperatura potenziale equivalente (Tetae) è una combinazione di temperatura dell'aria e contenuto di umidità. Sebbene sia più utile nelle sezioni verticali per valutare la stabilità atmosferica, risulta utile anche per individuare le aree favorevoli alla formazione di temporali intensi o sistemi convettivi a mesoscala. Infatti, regioni con alti valori di Tetae (dette "Tetae-ridge") sono caratterizzate da aria calda e umida, quindi leggera e potenzialmente instabile.
• Infine, data la relativa vicinanza tra la superficie terrestre e la 850 hPa, si può stimare la temperatura al suolo. In estate, può essere interessante ricavare la temperatura massima al suolo sulle aree pianeggianti:
  • dalle carte si ricavano la temperatura e la quota (altezza geopotenziale) a 850 hPa, dopo di che si calcola la T al suolo considerando una variazione (aumento) di 6°/1000 m fino a 800-1000 metri dalla superficie e di 10°/1000 m fino al suolo (supponendo che l'aria sia secca vicino alla superficie).
  • In inverno si può valutare anche la quota dello zero termico utile per la previsione delle nevicate: si individuano nella zona di interesse la temperatura e la quota della 850 hPa. Considerando un calo medio di 6°/1000 m è facile ricavare la quota dove la T=0.