Temperature Percepite

L’attivitá "Temperature percepite" prevede l’elaborazione di una tabella con previsioni delle temperature percepite per ciascun capoluogo di provincia. In particolare in questa sezione vengono riportate in sintesi le temperature percepite previste per la giornata odierna e per i due giorni successivi con una tendenza per il quarto ed il quinto giorno, per i quali vengono indicati con delle apposite frecce eventuali diminuzioni o aumenti termici (vedi legenda). I dati meteorologici di input utilizzati per le applicazioni biometeorologiche sono quelli previsti dal modello meteorologico WRF-NMM, alla risoluzione di circa 12 km, sulla libreria "libmeteosalute" sviluppata internamente al CIBIC.

In dettaglio, le previsioni biometeorologiche presenti in tabella sono:

1- Temperatura percepita minima e massima al sole ed all’ombra

L'Apparent Temperature Index (AT), elaborato nel 1979, è stato il primo indice di calore ad essere stato impiegato negli Stati Uniti operativamente dal National Weather Service per fornire previsioni del disagio da caldo su una vasta area geografica (Bacci e Morabito 2002). Esso si basa su una serie di funzioni che permettono di stimare le reazioni del corpo umano al variare di alcune variabili ambientali e in particolare per valutare gli effetti del caldo umido sulla salute umana (Steadman 1979a,b, 1984, 1994).

Steadman ha in questo modo sviluppato varie formule che permettono di stimare la temperatura apparente considerando la combinazione tra vari parametri meteorologici.

In questo studio sono state utilizzate due versioni di calcolo di AT:

a) ATp : calcolo della temperatura apparente considerando l'effetto di temperatura dell'aria (Ta, °C) e pressione di vapore (Pa, kPa) (Steadman 1994):

ATp= 0,89 Ta + 3,83 Pa - 2,56

b) ATv: calcolo della temperatura apparente considerando anche l'effetto del vento (ms-1, misurato a 10 m dal suolo) quando la pressione di vapore è prossima a 1,6 kPa (Steadman 1994):

ATv= Ta + 3,30 Pa -0,70 V10 -4

Grazie alle sue caratteristiche, questo indice permette di tenere in considerazione l'effetto di molte variabili meteorologiche e può essere applicato in qualunque intervallo di temperatura. Peraltro tale indice permette anche di tenere in considerazione l'effetto della radiazione solare sulla percezione termica, permettendo quindi di calcolare una temperatura percepita al sole secondo la formula:

ATpvg= Ta + 3,48 Pa - 0,70 V10 + 0,70 Qg / (V10 + 10) - 4,25

dove:

V10 = velocità media del vento in un minuto, misurata a 10 m sopra il livello del mare (m/s)

Ta = Temperatura (°C)

Pa = Pressione di vapore (Kpa)

Qg = Frazione del flusso di calore per unità di superficie del corpo umano (W/m2)

La necessità di prevedere la temperatura apparente piuttosto che la semplice temperatura dell'aria ha una grossa importanza dal punto di vista biometeorologico. La condizione termica e i possibili effetti sull'organismo umano, infatti, sono influenzati sensibilmente, oltre che dalla temperatura dell'aria, anche da altre variabili, tra cui il vento e l'umidità relativa svolgono un ruolo tutt'altro che trascurabile. A seconda di come tali variabili interagiscono tra loro l'organismo deve sempre riuscire, mediante il sistema di termoregolazione, a mantenere la temperatura corporea il più possibile costante (prossima a 37 C).

L'effetto del vento per esempio nelle giornate fredde è ben diverso da quello che si ha durante le giornate calde:

- La presenza del vento, accrescendo l'evaporazione e l'asportazione di calore corporeo per convezione, influisce positivamente durante le calde ed umide giornate estive, riducendo il disagio fisiologico. E' esperienza comune la constatazione dell'immediato sollievo dall'afa quando s'instaura il regime delle brezze o quando, anche in un locale al chiuso, mediante un ventilatore, si provoca un seppur minimo movimento dell'aria.

- Nelle fredde e ventose giornate invernali, il vento, rimuovendo lo strato d'aria più calda a diretto contatto con la pelle, aumenta il meccanismo di termodispersione convettivo. Il vento, infatti favorisce una maggiore dispersione termica proporzionale alla velocità stessa.

2- Condizioni di benessere/disagio termico e la creazione degli emoticon

Il benessere (o comfort) termico è definito come quella condizione della mente per la quale l’uomo esprime soddisfazione per l’ambiente termico circostante (UNI EN ISO 7730:2006). Questa condizione, per la maggior parte degli individui, si ottiene quando il bilancio termico é in equilibrio e la temperatura cutanea media e il calore dissipato per evaporazione del sudore variano entro limiti ben ristretti, corrispondenti ad una sollecitazione moderata del sistema di termoregolazione. Le condizioni di benessere ambientale risentono anche del tempo che un individuo trascorre in un ambiente e che lo porta ad assuefarsi alle condizioni esistenti, si parla quindi, di adattamento comportamentale, fisiologico e psicologico. Quando, invece, le condizioni ambientali non permettono al corpo umano (visto nella sua globalità) di mantenere o di raggiungere le condizioni di benessere, allora si parla di “disagio termico globale” (da caldo o da freddo) che può essere di diversa intensità a seconda degli effetti che le condizioni termiche provocano all’organismo (aumento della frequenza cardiaca, vasodilatazione o vasocostrizione periferica marcata, sudorazione profusa, perdita di acqua e sali con conseguente diminuzione del volume di sangue, comparsa di brividi, assideramento). Il disagio termico può, tuttavia, anche essere causato da un indesiderato raffreddamento o riscaldamento locale di una particolare zona del corpo e, in questo caso, si parlerà di “disagio termico locale”.

A causa, comunque, delle differenze individuali (caratteristiche soggettive) è praticamente impossibile descrivere una condizione termica (benessere o disagio) valida per chiunque e, per ogni situazione, ci saranno sempre alcuni soggetti che si dichiareranno insoddisfatti.

Le condizioni di disagio fisiologico vengono stimate mediante l’applicazione dell’indice di temperatura apparente (Apparent Temperature Index) sviluppato da Steadman in seguito a numerose ricerche sperimentali. Questo indice fornisce un valore di “temperatura apparente” (cioè quella percepita dal nostro organismo) espresso in C, derivato dall’effetto combinato di alcune variabili ambientali, in questo caso temperatura dell’aria (C) (a partire da una temperatura superiore a 20 C), umidità relativa (%) e velocità del vento () e radiazione solare. A seconda di come queste variabili ambientali interagiscono tra loro la temperatura apparente può assumere valori molto diversi da quelli della semplice temperatura dell’aria.

In base ai valori di temperatura apparente vengono individuati 4 livelli di disagio da caldo: debole, con valori tra 27 C e 30 C; moderato, tra 30 C e 35 C; intenso, tra 35 C e 40 C; molto intenso, oltre i 40 C. La procedura di calcolo sviluppata permette di stimare le condizioni di disagio da caldo torrido o afoso quando il valore di umidità relativa previsto è inferiore o superiore al 40% rispettivamente.

Per quanto riguarda le condizioni di disagio fisiologico da freddo, anche in questo caso vengono individuati 4livelli di disagio: debole quando la temperatura percepita ` compresa tra 10 C e 5 C; moderato tra 5 C e 0 C; intenso tra 0 e -5 C; molto intenso inferiore a -5 C.

Nel caso in cui l’indice biometeorologico non identifichi alcuna condizione di disagio o quando la temperatura dell’aria è compresa tra 15 C e 20 C si parla allora di condizioni di benessere o assenza di disagio termico.

Le informazioni relative alle condizioni di benessere o disagio termico sono indicate con degli emoticon (vedi legenda):

- Disagio da freddo molto intenso

- Disagio da freddo intenso

- Disagio da freddo moderato

- Disagio da freddo debole

- Benessere o assenza di disagio termico

- Disagio da caldo debole;

- Disagio da caldo moderato;

- Disagio da caldo intenso;

- Disagio da caldo molto intenso;

Questi indici biometeorologici, già utilizzati per scopi operativi da numerosi servizi meteorologici e per ricerche scientifiche in ambito internazionale, sono utilizzati anche dal nostro Centro e risultano essere un valido strumento di analisi per studi in ambito biometeorologico e per fornire alla popolazione indicazioni sulle condizioni di benessere o disagio termico.

3- Ore di disagio da caldo o da freddo

In queste due colonne vengono indicate il numero di ore di disagio da caldo o da freddo presenti durante tutta la giornata. Questo dato è molto importante perché le sole emoticon, seppur dando una immediata percezione delle condizioni previste, non permette di comprendere l’effettiva persistenza delle condizioni di disagio termico, sia esso causato dal caldo o dal freddo. Peraltro è assai noto che per la nostra salute risultano più dannose persistenti condizioni di disagio termo-igrometrico per più ore consecutive, piuttosto che picchi anche intensi ma di durata limitata, in particolare per coloro che soffrono di malattie dell’apparato cardio-respiratorio e per i soggetti più anziani

4- Utilizzo del condizionatore/riscaldamento

In questa colonna della tabella viene suggerito l’uso del condizionatore in estate o l’uso del riscaldamento in inverno attraverso la dicitura "Condizionare ambiente interno" o "Riscaldare ambiente interno". Tale suggerimento si evidenzia quando nella colonna appare il simbolo (vedi legenda).

Cliccando sul simbolo si passa ad un’altra schermata dove è possibile conoscere l’intervallo orario per l’accensione del riscaldamento o del condizionatore. Per quanto riguarda l’informazione relativa al riscaldamento degli ambienti interni, nel periodo di accensione degli impianti, la temperatura massima degli ambienti interni secondo il DPR n. 412 del 26 agosto 1993 deve essere di 20 °C con una tolleranza di 2 °C. Il decreto prevede inoltre un numero massimo di ore di accensione che varia a seconda della zona climatica in cui ricade il comune. Nella tabella vengono indicate il numero di ore e il periodo di accensione consentiti a seconda della zona climatica.

I capoluoghi di provincia della Toscana appartengono tutti alla zona climatica D ad esclusione di Arezzo che appartiene alla zona E pertanto in questo capoluogo è consentito accendere il riscaldamento 15 giorni prima rispetto a tutte le altre città della Regione. A tale norma possono derogare coloro che hanno gli impianti a pannelli radianti e quelli a gas solo se provvisti di apparecchiature di termoregolazione. In casi eccezionali quando si presentano situazioni climatiche straordinarie, i sindaci possono ampliare i periodi di accensione e la durata di attivazione degli impianti con una durata giornaliera non superiore alla metà di quella consentita a pieno regime. In questo caso i comuni che ricadono nella fascia climatica D potranno accendere gli impianti di riscaldamento per un massimo di 6 ore al giorno, mentre quelli che ricadono nella fascia climatica E per un massimo di 7 ore giornaliere. Nell’ambito degli orari e nel periodo di accensione imposto dalla normativa, a seconda delle condizioni termiche previste, il servizio di previsione permette di individuare al massimo due fasce orarie in cui può essere fornito il consiglio di accensione dell’impianto di riscaldamento: 1) dalle ore 05:00 alle ore 10:00 (per la zona climatica D) o alle ore 11:00 (per la zona climatica E); 2) dalle ore 16:00 (per la zona climatica D) o dalle ore 15:00 (per la zona climatica E) sino alle ore 23:00. Resta quindi sempre esclusa la fascia oraria notturna (dalle ore 23:00 alle ore 05:00) e quella relativa alle ore centrali quando maggiore è l’irraggiamento e conseguentemente il naturale riscaldamento della terra. In questo modo la durata di accensione (in termini di ore) del riscaldamento non può superare i limiti orari indicati dalla tabella sopra riportata in base alla zona climatica a cui appartengono le singole località. Quindi per la città di Arezzo non si potranno superare le 14 ore di riscaldamento giornaliero, mentre per gli altri 9 capoluoghi di provincia non si potranno superare le 12 ore giornaliere. L’obiettivo di questo tipo di informazione è quello di ottimizzare i consumi ed evitare gli sprechi energetici e ridurre l’inquinamento nei periodi più miti della stagione invernale. Per quanto riguarda l’informazione relativa al condizionamento degli ambienti interni durante i periodi più caldi dell’anno, per il calcolo della fascia oraria in cui è consigliabile l’impiego delle apparecchiature di condizionamento viene considerato il valore della temperatura apparente oraria prevista all’aperto e in particolare quando questo supera la soglia del disagio da caldo per almeno tre ore consecutive. Il fatto che le condizioni di disagio da caldo debbano persistere per almeno tre ore consecutive serve a tenere in considerazione l’inerzia nel riscaldamento degli edifici: all’interno degli edifici, infatti, grazie all’isolamento dei muri, la temperatura sale molto meno velocemente che all’esterno. La prima ora di accensione sarà, quindi, la terza ora in cui si prevede disagio da caldo all’esterno, mentre dopo l’ultima ora di accensione, la temperatura percepita prevista all’esterno scenderà al di sotto della soglia del disagio e non saranno più previste condizioni critiche. In quel momento, infatti, sarà possibile aprire le finestre e spegnere il condizionatore, facendo entrare l’aria più fresca dall’esterno. Oltre all’orario di accensione viene consigliato, così come per il riscaldamento, anche il numero di ore in cui si consiglia l’utilizzo del condizionatore. Per quanto riguarda, invece, il valore consigliato di temperatura media dell’ambiente interno, non essendoci una normativa che fissa dei limiti termici, valori compresi tra un minimo di 25 °C e un massimo di 27 °C sono i più accettabili in base al tipo di attività fisica prevista in modo da evitare di essere esposti a repentine variazioni termiche, potenzialmente dannose per la salute, passando dall’ambiente condizionato a quello esterno. Un valore inferiore a 25 °C in estate può risultare troppo basso per il periodo e quindi dannoso se si entra accaldati dall’esterno, mentre un valore di temperatura dell’aria superiore a 28 °C, anche se con bassi tassi di umidità, non è sufficiente per mantenersi al di sotto della soglia del disagio da caldo. Di seguito viene indicato anche il livello massimo di umidità da mantenere associato ad ogni valore di temperatura dell’aria affinché non si avverta disagio da caldo. I valori di umidità potranno anche essere inferiori ma non superiori altrimenti si supera la soglia dei 27 °C percepiti che costituiscono il limite del disagio termico. I valori consigliati in tabella sono stati calcolati tenendo conto di una situazione in cui si svolge una leggera attività fisica.

Un condizionamento razionale dell’ambiente interno permetterà un significativo risparmio in termini energetici, contribuendo significativamente a ridimensionare i consumi attuali di energia, con importanti benefici anche in termini ambientali grazie alla riduzione dell’inquinamento. In ogni caso, quando dalla stanza condizionata si dovrà uscire all’esterno, sarà necessario acclimatarsi per alcuni minuti prima di uscire e quindi spegnere il climatizzatore circa dieci minuti prima di andare all’aperto sempre con l’obiettivo di ridurre lo shock termico legato alla variazione di temperatura tra ambiente interno ed esterno.