Come varia la temperatura all’interno del canyon urbano?

[Simo94]

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





Sensore su balcone





Stazione meteo sul tetto








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





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





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





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





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.

[AltoGardameteo]

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).

[Giacomo da Centa]

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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[AltoGardameteo]

Ah ecco, allora la memoria mi assiste ancora 

[MrPippoTN]

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...?

[Simo94]

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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[Michele94]

Grande Simo! Stra interessante   immaginavo che ci fosse parecchia differenza ma non pensavo così tanto

[Giacomo da Centa]

Bellissimo lavoro e interessante anche l'effetto dell'inclinazione dei raggi solari!

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[lorenzo_TN]

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! 

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

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).

[AltoGardameteo]

Perfetto, ora che me lo dici mi è venuto in mente che era proprio la tua tesi 

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".

[Simo94]

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.





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).





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.

[gibo]

Gran lavoro e proficuo oltre che rilevante per una migliore interpretazione di alcune stazioni! Un grazie di riconoscenza!

[Simo94]

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.

[AltoGardameteo]

Interessante ! pensavo che la ventilazione influisse di più.

[MrPippoTN]

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.

Simo, il concetto mi è chiaro ma non ho capito benissimo i grafici. Me li rispiegheresti, per favore? Scusa, sono un po' gnucco.