Escursione Termica: Esempi e Conseguenze

L’effetto isola di calore urbano (UHI) è un fenomeno climatico in cui le aree urbane o metropolitane sperimentano temperature significativamente più elevate rispetto alle aree rurali circostanti, addirittura fino a 5 gradi Celsius (°C) in più. In città le temperature sono più alte che altrove: è il fenomeno dell’isola urbana di calore. La cementificazione del territorio impedisce a piante e suolo di regolare la temperatura dell’aria.

Perché in città fa così caldo? Il ruolo dell'evapotraspirazione e della cementificazione

La presenza dominante del cemento e l’assenza di piante in contesti urbani sono i due fattori principali che portano alla mancata evapotraspirazione degli elementi naturali. Nel concreto, le piante assorbono acqua dal suolo grazie alle radici e, attraverso i canali linfatici, viene trasportata alle foglie. Dal mesofillo fogliare, l’acqua passa dallo stato liquido a vapore, diffondendosi nell’atmosfera attraverso gli stomi, le aperture presenti sulla superficie delle piante, questo fenomeno si chiama “traspirazione” (T). Il suolo, invece, rilascia acqua per “evaporazione” diretta (E). La somma della quantità d’acqua persa dal suolo per evaporazione e dalle piante per traspirazione costituisce il fenomeno dell’evapotraspirazione (ET). Questo importante passaggio di stato dell’acqua, da liquido a gassoso, fa sì che la temperatura dell’aria si abbassi, poiché attraverso l’evaporazione si ha un importante perdita di calore. Ma la ridotta presenza di alberi, parchi e altri spazi verdi riduce l’effetto di raffreddamento naturale garantito dalle piante.

C’è poi un altro fenomeno in città, un aspetto che quasi le definisce: la cementificazione (soil sealing). Le aree urbane hanno un’alta concentrazione di superfici impermeabili come cemento, asfalto ed edifici, che distruggono, o comunque coprono, il terreno, letteralmente “tappandolo”.

Meno escursione termica tra giorno e notte

Come emerge dallo studio “The urban heat island effect, its causes, and mitigation, with reference to the thermal properties of asphalt concrete”, pubblicato sul Journal of environmental management, la cementificazione e l’edificazione tipiche delle città hanno un’altra grande conseguenza: la riduzione dell’escursione termica, e quindi dell’abbassamento delle temperature di notte rispetto al giorno. Il cemento, l’asfalto e gli edifici assorbono e trattengono il calore durante il giorno e lo rilasciano lentamente durante la notte, impedendo, quindi, il raffreddamento notturno dell’aria che invece è tipico delle zone agricole o forestali. Ciò avviene per la bassa capacità riflettente dei materiali usati in città, anche detta albedo, e per la loro elevata capacità termica: gran parte delle radiazioni solari in arrivo vengono assorbite da asfalto e cemento, immagazzinate e re-irradiate sotto forma di calore, gradualmente, durante la notte. Un esempio virtuoso e che fa capire facilmente l’importanza di materiali ad alta albedo, è Ostuni, la città bianca.

Il nostro contributo diretto e i canyon urbani

A tutti questi fattori l’essere umano ne aggiunge di ulteriori: sono le fonti di calore antropogenico. Il calore rilasciato dai veicoli, dai processi industriali, dai sistemi di riscaldamento e raffreddamento e da molte altre attività umane che emettono calore in modo diretto, contribuendo all’aumento della temperatura percepita a livello locale. La progettazione delle città raramente prende in considerazione sistemi di areazione naturale, trascurandone i potenziali benefici. La geometria urbana è indirizzata verso una sempre maggiore densità degli edifici: gli edifici alti e le strade strette possono creare un “effetto canyon”, intrappolando il calore e riducendo il flusso d’aria, impedendo al calore di salire verso l’alto e dissiparsi, lasciandoci “respirare”. Strade strette ed edifici alti nella città di Tokyo.

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Quali sono le soluzioni per ridurre il caldo in città?

Sarà chiaro, ormai, che più spazi verdi e minore copertura di suolo aiutano ad abbassare le temperature: piantare alberi, creare parchi e tetti verdi.

Quali sono le città più virtuose

New York City, USA: Tetti verdi e urban greening: New York City ha lanciato un programma di gestione di acque piovane per una maggiore evapotraspirazione urbana, ed ha incentivato l’installazione di tetti verdi, o di tetti bianchi, i Cool roofs, attraverso sgravi fiscali.
Singapore: Greening urbano: Singapore è nota per le sue vaste iniziative di greening urbano, inclusa la creazione di tetti verdi, giardini verticali e strade alberate.
Bologna, Italia: Il Piano di adattamento della città di Bologna, risultato del progetto Blueap, finanziato dall’Ue con fondi europei LIFE+. Tra i diversi fenomeni del cambiamento climatico vengono evidenziate quelle riguardanti il fenomeno delle isole di calore urbano.

Gli effetti dannosi dell'escursione termica sui cibi

Gli sbalzi di temperatura sui cibi hanno effetti estremamente dannosi sulla conservazione degli alimenti. Molto spesso ci dimentichiamo di tali problemi, soprattutto quando facciamo la spesa e portiamo a casa questi prodotti senza prendere le giuste accortezze. Soprattutto d’estate mettiamo in frigorifero gli alimenti deperibili dopo diverso tempo e dopo che questi hanno sofferto il caldo. Tuttavia gli sbalzi di temperatura sui cibi possono compromettere seriamente la salubrità dei cibi stessi. Per ovviare a ciò, basterebbe portare con sé borse termiche che mantengano basse le temperature. Inoltre sarebbe bene fare acquisti in base ai propri impegni evitando di scegliere gli alimenti deperibili se non si rincasa poco dopo.

L’escursione termica sui cibi dà luogo al proliferarsi dei batteri, che si presentano così ad una velocità di moltiplicazione quasi doppia rispetto al normale. Ciò avviene ad esempio se si ricongela un alimento scongelato i cui strati esterni, una volta estratti dal congelatore, subiscono un rapido aumento di temperatura sino a giungere a livelli in cui è possibile la crescita microbica. L’escursione termica sui cibi si fa sentire specialmente su frutta e verdura che tende a germogliare o di contro ad inibire il processo di maturazione.

In questo contesto si inseriscono i Bag in Box per la conservazione degli alimenti di K.R.CA. Sono perfetti per mantenere inalterato il cibo al loro interno. Sono infatti sottovuoto e molto pratici da utilizzare, permettendo al consumatore di versare il prodotto in ogni momento senza aprire una bottiglia. L’alimento contenuto non subirà alcun fenomeno di ossidazione o contaminazione con l’ambiente esterno grazie alla valvola che non lascia entrare aria. Ciò permette ai Bag in Box per la conservazione degli alimenti di preservare intatta la qualità dei prodotti.

L'escursione termica in estate

L’estate è la stagione in cui la temperatura dell’aria raggiunge i valori massimi. Con l’inizio dell’estate il Sole ha raggiunto la sua massima altezza di culminazione e, di conseguenza, anche la sua massima permanenza al di sopra dell’orizzonte. Pertanto, la superficie terrestre durante il dì riceve energia solare in abbondanza e l’aria si surriscalda. La culminazione è il momento in cui la posizione del Sole è più alta in cielo e si verifica intorno al mezzogiorno (ora solare). L’altezza a cui il Sole culmina varia ogni giorno, oscillando tra un valore minimo al solstizio d’inverno ed un valore massimo al solstizio d’estate.

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La stagione estiva è caratterizzata non solo da temperature dell’aria con i valori massimi annuali ma anche dalle maggiori escursioni termiche giornaliere. Se in inverno si registrano le escursioni termiche minime, in estate si registrano le massime. Per escursione termica giornaliera o diurna si intende la differenza tra il valore massimo ed il valore minimo di temperatura dell’aria durante la stessa giornata. Generalmente, le temperature massime si registrano nelle primissime ore del pomeriggio, le temperature minime nelle ore immediatamente precedenti l’alba.

Nella stagione estiva sappiamo che le temperature massime diurne (come dicevamo quelle che si registrano nelle prime ore del pomeriggio) aumentano di giorno in giorno e questo andamento procede fino alla fine del mese di Luglio. Contestualmente, anche le temperature minime notturne (come dicevamo quelle che si registrano nelle primissime ore che precedono l’alba) aumentano di giorno in giorno.

Tuttavia, le temperature massime diurne aumentano più rapidamente di quelle minime notturne. Si consideri che sul territorio italiano (facendo una media su tutte le regioni) per un aumento di un grado delle temperature diurne si registra un aumento di 0.7 gradi di quelle notturne. In estate la temperatura diurna e notturna aumentano entrambe, ma quella diurna più rapidamente per cui aumenta l’escursione termica.

Per fare un esempio, si immagini che a fine Giugno la temperatura media diurna sia di 25°C mentre quella media notturna di 20°C. In questo caso l'escursione termica è di 5°C (25 meno 20). Se durante il successivo mese di Luglio la temperatura media diurna aumenta di 10°C (passando da 25 a 35°C), quella notturna allora aumenterà di 7°C (passando da 20 a 27°C). L'escursione termica che a fine Giugno era di 5°C a fine Luglio è aumentata a 8°C (35 meno 27).

Dati satellitari sull'escursione termica in Italia

Utilizzando i dati da satellite, precisamente i dati dello strumento AIRS (Atmospheric Infra-Red Sounder) a bordo del satellite Aqua della NASA registrati nel periodo compreso tra il 2002 e il 2016, si trova che:

sul territorio italiano l’escursione di temperatura tra dì e notte (mediata su tutto l'anno) è di 9.3°C;
l’escursione di temperatura tra dì e notte raggiunge un valore massimo in estate con 12.9°C di differenza tra dì e notte;
l’escursione di temperatura tra dì e notte raggiunge un valore minimo in inverno con 4.3°C di differenza tra dì e notte.

Si trova che mediamente sul territorio italiano per ogni grado di aumento della temperatura diurna si registra un aumento di 0.7 gradi della temperatura notturna.

Questi sono i valori medi nazionali, ma da località a località essi possono variare anche di molto. Ad esempio, in questi giorni in cui è in corso un'ennesima ondata di calore, ad Enna in Sicilia l'escursione termica tra giorno e notte ha raggiunto i 22°C (40°C di massima diurna meno 18°C di minima notturna), similmente a Noto con 41°C di massima diurna meno 19°C di minima notturna.

Come mostrato nel grafico di sopra, l’escursione termica raggiunge i valori massimi tra la fine di Maggio e la fine di Agosto per poi scendere ai valori minimi nei mesi di Dicembre-Gennaio.

Un gruppo di ricerca ha studiato la riduzione dell’escursione termica diurna e ha trovato una correlazione tra la presenza delle nuvole e le variazioni della temperatura. Anche questo è uno degli effetti del cambiamento climatico che influenza anche la crescita delle piante e i raccolti agricoli.

Nuvole e variazioni della temperatura

In molte parti del mondo si sta progressivamente riducendo l’escursione termica diurna (DTR, diurnal temperature range), ovvero la differenza fra la temperatura più alta e più bassa durante il giorno. Noi non facciamo molto caso a queste variazioni, ma le sue ripercussioni sono percepite in vari settori.

L'importanza del trasporto refrigerato e il protocollo HACCP

Il trasporto refrigerato è essenziale per mantenere la qualità e la sicurezza degli alimenti durante il percorso dalla produzione al consumatore finale. L’escursione termica, ossia il cambiamento improvviso di temperatura, può avere effetti devastanti sugli alimenti, compromettendone la freschezza, la consistenza e la sicurezza. Mantenere una temperatura costante è cruciale per prodotti come pesce, carne, latticini e surgelati, che sono altamente sensibili ai cambiamenti di temperatura.

Sicurezza alimentare: Le variazioni termiche possono favorire lo sviluppo di batteri nocivi.
Qualità del prodotto: Le fluttuazioni termiche possono compromettere il sapore, l’aroma e la consistenza degli alimenti.
Alterazione della qualità: L’escursione termica può compromettere la consistenza e il sapore degli alimenti.

Minimizzare l’escursione termica è essenziale per garantire la qualità e sicurezza degli alimenti durante il trasporto refrigerato. Il protocollo HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points) per il trasporto di alimenti confezionati garantisce il rispetto delle normative igienico-sanitarie obbligatorie.

Soluzioni per quadri elettrici: riscaldatori anticondensa Fandis

I componenti elettrici ed elettronici all’interno del quadro elettrico generano calore durante il loro funzionamento: quando la temperatura si alza, le particelle d’acqua, contenute naturalmente nell’aria, soprattutto nelle zone umide, sono al loro stato gassoso, ma al repentino abbassarsi della temperatura e a contatto con una superficie più fredda (come le pareti del quadro, ad esempio), il vapore si condensa tornando al suo stato liquido sotto forma di gocce. Le resistenze elettriche installate nei riscaldatori anticondensa Fucsis serie H di Fandis garantiscono l’innalzamento di temperatura all’interno del quadro elettrico, scongiurando il raggiungimento del punto di rugiada e impedendo alla condensa di formarsi, proteggendo i componenti elettrici ed elettronici. I riscaldatori anticondensa Fandis permettono il mantenimento di una temperatura interna ideale, lavorando in combinazione con un termostato o un igrostato per monitorare costantemente i livelli di temperatura e umidità.

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