5 C 2010 Atmosfera
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5 C 2010 Atmosfera

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  • In passato la pressione era indicata in mm di Hg, con riferimento al peso della colonna di mercurio su una superficie di un centimetro quadrato. Il millibar è stato adottato per sostituire l’unità di misura di lunghezza con una unità di forza. Il peso della colonna d’aria su un centimetro quadrato (760 mm di Hg), a 45° di latitudine e al livello del mare, è di 1033 grammi. Al peso di 1 grammo corrisponde una forza di 980,6 dine. Quindi 1033 grammi X 980,6 dine = 1.013.000 dine. Per semplificare: 1.000.000 di dine = 1 bar. Ora, poiché 1 millibar è un millesimo di bar, la pressione normale, è di 1013 millibar
  • I temporali di instabilità di massa sono dovuti: al riscaldamento dell’aria dal basso (t. convettivi) al rapido scorrimento di masse d’aria sui versanti delle montagne (t. orografici)

5 C 2010 Atmosfera Presentation Transcript

  • 1.  
  • 2. Litosfera lithos = pietra
  • 3. Idrosfera hydor = acqua
  • 4. Atmosfera atmòs = vapore
  • 5. Biosfera
    • Parti della Terra in grado di favorire lo sviluppo di forme di vita
    • Atmosfera
    • Idrosfera
    • Parte superficiale della Litosfera
    • +
    • Tutti gli organismi e tutta la sostanza organica presenti nelle tre parti suddette
    • Animali
    • Piante
    • micro-organismi
  • 6. Mercurio Venere Venere
  • 7. Marte
  • 8. Giove Saturno Urano Nettuno
  • 9. Massa totale = 5 x 10 15 t ( 1x 10 -6 della m terrestre)
    • 99% nei primi 32 km
    • 90% nei primi 16 km
    • 50% nei primi 5 km
    Atmosfera terrestre
  • 10. La terra non è stata in grado di mantenere un’atmosfera primitiva simile a quella dei pianeti esterni:  le alte temperature raggiunte hanno permesso ai gas leggeri di superare la velocità di fuga Come e quante volte è cambiata l’atmosfera terrestre?
  • 11. la composizione dell’atmosfera primordiale della Terra non era ossidante come quella odierna era probabilmente ricca di metano, ammoniaca , molto vapor d'acqua, biossido e monossido di carbonio ossidi di azoto e anche idrogeno miscuglio paragonabile a quello che possiamo riscontrare in prossimità di emissioni vulcaniche. CO H 2 O CO 2 HCl H 2 NO, NO 2
  • 12.
    • Quando la temperatura è scesa sotto i 100° enormi masse di vapore acqueo hanno smesso di bollire a contatto con la calda superficie terrestre ed hanno cominciato ad originare i primi mari ed oceani, le cui acque si sono progressivamente andate arricchendo di sali provenienti dal dilavamento della prima crosta terrestre.
    • Evaporazione delle acque – formazioni di nubi – precipitazioni delle piogge e di nuovo evaporazione è la sintesi del ciclo dell’acqua che permette la vita sulla Terra.
    • Con il trascorre del tempo l’atmosfera primordiale andava sempre più avvicinandosi alla composizione dell’atmosfera attuale pur rimanendo quasi completamente priva di OSSIGENO fino a quasi due miliardi e mezzo di anni fa.
  • 13.
    • I gas che compongono l’aria pura allo stato secco sono presenti nelle seguenti percentuali:
    • Azoto78,08%
    • Ossigeno20,95%
    • Argon0,934%
    • Anidride carbonica0,0345%( è passata da 0,0275% del XVIII sec. allo 0,0345% attuale),
    • Idrogeno 0,01%
    • Neon 0,0012%
    • Elio 0,0004%
    Indispensabili agli esseri viventi, influenzano scarsamente la dinamica del tempo meteorologico Schermando gli infrarossi consente il mantenimento delle temperature a livelli compatibili con l’esistenza della vita Composizione odierna dell’atmosfera
  • 14.
    • Inoltre sono sempre presenti nell'aria:
    • il vapor acqueo , (fino al 4 %), in concentrazioni che variano a seconda della quota e della latitudine e anche da istante a istante nello stesso luogo;
    • il pulviscolo atmosferico , che diminuisce con l'altitudine, dato che le particelle più pesanti tendono a cadere verso il basso:
    • di origine naturale di origine artificiale
    Sferule vetrose provenienti dallo spazio, Polveri vulcaniche Pollini, spore ecc. Residui di combustione Abrasione dell’asfalto Polveri di cemento…. ecc.
  • 15. Senza atmosfera il cielo apparirebbe nero, E il sole sarebbe visibile come un disco brillante più grande delle altre stelle, semplicemente perché più vicino
  • 16. strato limite planetario: Secondo alcuni  1500 Km (dove non è più possibile distinguere tra gas dell’atmosfera terrestre e gas interplanetari) Secondo altri  magnetopausa (64 000 km)
  • 17. Lo studio della atmosfera Tra i 35 i 160 Km le quote sono troppo alte per i palloni e le sonde e troppo basse per i satelliti
  • 18.
    • OMOSFERA (composizione costante) (fino a 80 – 100 km di quota)
    • ETEROSFERA (diversa composizione) . Gli elementi si trovano allo stato atomico e la loro concentrazione è fortemente dipendente dalla quota ( stratificazione );
    • Fino a 800 km prevale l’ossigeno poi elio e idrogeno
    Omosfera
    • L’atmosfera può essere suddivisa in:
  • 19.  
  • 20. La pressione si riduce di 1/10 ogni 20 Km
  • 21.
    • Dal 1962, su indicazione dell’Organizzazione Meteorologica Mondiale, si è deciso di dividere l’atmosfera in 5 involucri in relazione agli andamenti termici.
  • 22.
    • Troposfera sfera dei rivolgimenti ( t° scende con l’aumentare della quota)
    contiene il ≃ 90% dei gas e il 75% del vapore acqueo atmosferico in essa avvengono i cambiamenti che danno luogo alle formazioni meteorologiche su scala planetaria È l’unico strato abitato da esseri viventi.
  • 23. Gradiente termico verticale medio - 0,65°C ogni 100m Ai suoi limiti superiori la temperatura scende sino a circa -50 °C. I movimenti verticali e orizzontali delle masse d’aria sono legati alla rotazione terrestre e alle disomogenee distribuzioni di P e T tropopausa
  • 24.
    • Tra la troposfera e la stratosfera c’è la tropo pausa , di spessore variabile con la latitudine e con le stagioni.
    • La tropopausa è interrotta dalle correnti a getto (400-500 km/h) che si spostano stagionalmente in latitudine e in altezza.
    La troposfera arriva a 17 km all'Equatore e a 7-8 km ai poli . Questo è dovuto alla rotazione terrestre e alla variazione di densità in relazione alle di fferenze di temperatura tra i poli e l’equatore.
  • 25. 2. Sratosfera ( t° sale con l’aumentare della quota)
    • si estende fino a circa 50 km di quota
    • la temperatura, dopo un intervallo di relativa costanza, cresce con la quota, fino a +17°C a causa dell’ozonosfera
    • Comprende l’ozonosfera
    Notate l’andamento della temperatura
  • 26.
    • nubi caratteristiche  nubi madreperlacee, sono presenti tra i 10 e i 20 km di quota.
    • Ciò dimostra la presenza di correnti orizzontali molto forti con inversioni, stagionali, di direzione.
    2. Sratosfera
  • 27. 3. La mesosfera
    • la temperatura diminuisce e raggiunge -73°C all’altitudine di 80 km.
    • la composizione chimica dell’aria diventa fortemente dipendente dall’altitudine e l’atmosfera si arricchisce di gas leggeri.
    • A grandi altitudini, i gas residui cominciano a stratificarsi in base alla loro massa molecolare, sotto l’azione della forza gravitazionale.
    è lo strato dove noi vediamo le cosiddette " stelle cadenti ", meteore che cadono verso la Terra e bruciano al contatto con l’atmosfera.
    • da 50 a 90 km,
  • 28. Nella mesosfera, all’alba o al tramonto, è possibile osservare le nubi nottilucenti formate da sottili aghetti di ghiaccio Nubi nottilucenti Visibili in estate al crepuscolo
  • 29. 4. Termosfera da 90 fino a 500Km ( t° sale con l’aumentare della quota)
    • La temperatura raggiunge i 1200°C (temperatura cinetica)
    • Questo incremento della temperatura è dovuto all’ assorbimento della intensa radiazione solare da parte delle rimanenti molecole di ossigeno.
    • Ad una altitudine di 100-200 km, i principali componenti dell’atmosfera sono ancora azoto e ossigeno.
  • 30.
    • La termosfera è anche sede del fenomeno delle aurore polari :  archi luminosi e colorati nel cielo notturno.
    • Si formano in seguito ad interazioni tra protoni ed elettroni del vento solare con i gas (azoto ed ossigeno) presenti nell’atmosfera.
    4. Termosfera da 90 fino a 500Km
  • 31. la porzione più esterna della mesosfera e la termosfera costituiscono la Sfruttando le proprietà della ionosfera Marconi effettuò la prima trasmissione transatlantica nel 12 dicembre 1901. Nella stazione ricevente di St. John, a Terranova , Marconi ricevette in cuffia un triplice segnale - la lettera 'S' dell'alfabeto Morse composta da tre punti - emesso dalla stazione trasmittente posta a Poldhu, in Cornovaglia. Terranova Cornovaglia. Ionosfera (60-500 km)
  • 32.
    • Ogni trasmissione radio utilizza due stazioni connesse da una tratta di onde elettromagnetiche che sono collegate per mezzo di due antenne.
  • 33. ionosfera
    • le radiazioni X e U.V. del Sole, e in misura molto minore i raggi cosmici provenienti dallo spazio, provocano la ionizzazione dei gas componenti.
    • Si estende fra i 60 e i 500 km di altitudine, e può essere ulteriormente divisa in strati:
    • D, E, F 1 , F 2
  • 34. Strato D riflette le onde lunghe fino a 3 MHz: fra i 60 e gli 80 km . Gli ioni e gli elettroni si ricombinano velocemente e pertanto l'effetto netto della ionizzazione è piuttosto basso, di notte è praticamente nullo. Strato E onde medie fino ai 10 MHz. 90 - 120 km . Il gas ionizzato è l'O 2 . La velocità di ricombinazione è minore rispetto allo strato D, e di notte permane una debole ionizzazione. Strato Es onde corte fino a 200 MHz É uno strato sporadico, che compare talvolta alla quota di 100 km, per brevi intervalli di tempo (da pochi minuti a qualche ora) . Strato F onde cortissime fra i 130 e i 500 km e. Il gas ionizzato è l'ossigeno atomico (O). Durante il dì lo strato F si divide in due ulteriori sottostrati, F1 200-250Km(interno) ed F2 400-500Km(esterno), nei quali la ionizzazione assume proprietà differenti.
  • 35. 5. Esosfera
    • L’esosfera è la regione più distante dalla superficie della Terra.
    • Il confine superiore dello strato è relativamente indefinito.
    • L’esosfera è la zona di transizione tra l’atmosfera terrestre e lo spazio interplanetario.
    • La termosfera
    • e l’esosfera
    insieme costituiscono l’alta atmosfera. L’alta atmosfera contiene anche la magnetosfera .
  • 36.
    • Dalla parte del lato illuminato della Terra la magnetosfera arriva ad un’altezza di 64.000 km circa, mentre dalla parte opposta si estende a distanze considerevoli.
    • All’interno della magnetosfera si trovano le fasce di Van Allen , che si interrompono in corrispondenza delle zone polari.
    • La magnetosfera intercetta e devia le radiazioni ionizzanti che sarebbero dannose per gli esseri viventi.
  • 37.
    • Durante l'Anno Geofisico Internazionale ( 1957 e 1958 ) fu lanciato un satellite, l'Explorer 1 , con a bordo un contatore geiger, costruito da Van Allen.
    • L'apparecchio doveva servire a fare misure sui raggi cosmici ed ottenne buoni risultati ad altezze inferiori, mentre ad altezze maggiori non misurò alcuna particella.
    Le fasce di Van Allen
    • Un successivo satellite verificò che l'assenza di conteggi significava la presenza di una quantità di particelle talmente grande che lo strumento non era in grado di registrarle: questa è la zona delle fasce di radiazione o fasce di Van Allen .
    • Quest'ultimo satellite verificò anche che le fasce sono sempre presenti.
  • 38.
    • una fascia interna , relativamente compatta, situata ad un'altezza di circa 3000 km e composta da protoni di alta energia prodotti dagli urti tra i raggi cosmici e gli atomi dell'atmosfera.
    • Una fascia esterna  si estende tra i 10.000–65.000 km di altitudine ed è particolarmente intensa tra i 14.500 km e i 19.000 km. E’ costituita da protoni ed elettroni, particelle alfa e ioni ossigeno O + .
    • A differenza di quanto accade nella fascia interna, la popolazione fluttua notevolmente (il numero delle particelle non è costante nel tempo) in funzione dell'attività solare e della stagione.
    • Quando le tempeste magnetiche trasferiscono dalla magnetosfera alla fascia forti flussi di particelle, il loro numero cresce per poi diminuire all'estinguersi della tempesta.
    Le fasce di Van Allen sono due:
  • 39.  
  • 40. L’Ozono nell’Atmosfera Terrestre
  • 41. ozonosfera Ozonosfera: tra i 10 e i 50 Km di altezza con un massimo intorno a 25 Km Nella stratosfera è presente l’ ozonosfera
  • 42. Distribuzione verticale di O 3 in atmosfera Ozono stratosferico Costituisce il 90% dell’O 3 dell’atmosfera terrestre Ozono troposferico Costituisce il 10% dell’O 3 dell’atmosfera terrestre REGIONE POLARE MEDIE LATITUDINI TROPICI
  • 43.
    • Effetto di schermo della radiazione solare nell’ultravioletto – l’ozono agisce da filtro sulla radiazione solare impedendo alla sue componenti con più alta energia, biologicamente dannose, di raggiungere la superficie terrestre.
    • Influenza sull’effetto serra – l’ozono si comporta come un gas-serra ed influenza il bilancio radiativo terrestre. Alterazioni nella sua distribuzione contribuiscono, di conseguenza, ai cambiamenti climatici a livello globale.
    • Ozono troposferico e smog foto-chimico – Le sorgenti di ozono troposferico sono sia naturali sia legate all’attività umana: l’ozono in prossimità della superficie, ha un significativo impatto in termini di qualità dell’aria.
    Importanza dell’ozono nell’atmosfera terrestre
  • 44. L'OZONO
    • L'ozono è un gas di colore blu chiaro la cui molecola, relativamente instabile è formata da tre atomi di ossigeno.
    • ha un odore caratteristico, in greco "ozein" che significa "odorare".
    • E’ importante distinguere tra:
    • ozono troposferico  dannoso perché a bassa quota e quindi a contatto con gli organismi viventi;
    • E ozono stratosferico  utile perché scherma i raggi U.V.
    L’ozono si forma in vari modi: 1. Per riscaldamento dell’ossigeno ad altissime temperature, 2. facendo passare una scarica elettrica in atmosfera contenente ossigeno 3. per effetto di raggi U.V.
  • 45. e si distrugge
    • Le neoformate molecole di ozono assorbono le radiazioni solari con lunghezza d’onda compresa fra 242 e 340 nm (molli),
    • provocando una reazione di fotolisi che restituisce, in un equilibrio dinamico, un atomo e una molecola di ossigeno
    • O 3 —> O 2 +O
    • in modo che la concentrazione di Ozono resti costante e venga schermato quasi il 90% di radiazioni U.V provenienti dal Sole.
    soprattutto oltre i 30 Km di altezza laddove le radiazioni U.V., inferiori ai 242 nm (dure) , dissociano l’ossigeno molecolare in ossigeno atomico che si combina rapidamente con un’altra molecola di ossigeno O + O 2 —> O 3 L’ozono stratosferico si forma Una diminuzione di appena l’1% di Ozono stratosferico causa un aumento del 2% di U.V. dannosi che raggiungono il suolo
  • 46. Il buco nell'ozonosfera
    • è la riduzione temporanea dello strato di ozono che avviene ciclicamente durante la primavera nelle regioni polari
    • la diminuzione può arrivare fino al 70% nell‘Antartide e al 30% nella zona dell‘Artide.
    • Per estensione il termine viene utilizzato per indicare il generico assottigliamento dell’ozonosfera che si è riscontrato a partire dalla fine degli ani ’70; stimato intorno al 5% dal 1979 al 1990.
  • 47. Unità Dobson colonna atmosferica Colonna totale numero totale di molecole di un costituente in una colonna di sezione unitaria che va dalla superficie terrestre alla sommità dell’atmosfera U D Unità DOBSON spessore in centesimi di millimetro(1/100)mm che avrebbe lo strato se tutto l'ozono fosse compresso a temperatura e pressione normali (a 0º C e ad 1 atmosfera di pressione ( 1013.25 millibar). Se tutto l’ozono stratosferico fosse portato alla pressione di 1 atm il suo spessore sarebbe di 3 mm = 300 U D
  • 48. DOBSON UNIT 200 300 400 Esiste un forte ciclo stagionale dell’ozono alle medie ed alte latitudini, con un massimo di O 3 colonnare alle alte latitudini al termine della notte polare (inizio primavera). Total Column – 1979 Average Variazioni nella colonna totale di O 3 si osservano principalmente al variare della latitudine: la colonna totale di ozono in genere aumenta spostandosi dall’equatore verso le regioni polari.
  • 49. Valore medio per il mese di ottobre della quantità di ozono sull'Antartide dal 1981 al 1991, in unità Dobson (DU).
  • 50.  formazione di un vortice polare, durante l'inverno, che porta all'isolamento dell'aria al suo interno rispetto a quella delle medie latitudini;  forte abbassamento della temperatura all'interno del vortice tale da consentire la formazione delle nubi polari stratosferiche ;  ritorno della luce solare all’inizio della primavera, sviluppo di reazioni sulla superficie delle nubi polari stratosferiche e conversione di specie di cloro inattive in specie attive; Le condizioni per lo sviluppo del buco nell’ozonosfera sono:  innesco del ciclo catalitico di distruzione dell'ozono; il processo è a questo punto rapidissimo e progressivo per i successivi due mesi .
  • 51. Nubi Stratosferiche Polari Le Nubi Stratosferiche Polari ( PSC , Polar Stratospheric Clouds) si formano a quote comprese tra i 20 e i 30 km, a temperature sufficientemente basse, da consentire la condensazione in particelle di acido nitrico e ghiaccio , nonostante le condizioni di bassissima umidità della stratosfera. Le PSC giocano un ruolo fondamentale nel fenomeno della deplezione del’ozono stratosferico, in quanto forniscono la superficie sulla quale possono avere luogo le reazioni che liberano i radicali attivi del Cloro e del Bromo
  • 52. I C una parte dei B e una parte degli A
  • 53.  
  • 54. a) Cl  +  O 3   --------> Cl O  +  O 2 b) Cl O  +  O  -------->  Cl  +  O 2
  • 55. Il protocollo di Montreal, siglato nel 1987, è stato il primo documento internazionale che ha sancito l'obbligo di ridurre i clorofluorocarburi.
    • Nel 2007, 20° anniversario di questo successo, i 191 paesi firmatari hanno raggiunto un nuovo accordo che rafforza il precedente trattato.
  • 56. Strumentazione e tecniche per la misura dell’ozono stratosferico
  • 57. La missione ENVISAT (ENVIronment SATellite) ENVISAT è il più grande satellite per l’osservazione terrestre mai realizzato per effettuare rilevamenti dell’atmosfera, degli oceani, della Terra e delle calotte polari. Lanciato dalla base ESA di Kourou il 1 marzo 2002 su orbita polare elio-sincrona Ospita un carico utile di 10 strumenti, tre dei quali sono dedicati allo studio della chimica dell’atmosfera.
  • 58. Il “vuoto” interplanetario
  • 59. La radiazione solare e il bilancio termico
  • 60.
    • L’energia arriva dal Sole prevalentemente sotto forma di onde corte (lunghezze d’onda comprese fra 400 e 700 nm):
    • Assorbimento totale dell’atmosfera  18% ( 16% dai gas N 2 , CO 2 , H 2 O; 2% dalle nubi),
    • Riflessione totale dell’atmosfera  31% ( 24% da nubi e pulviscolo atmosferico; 7% dal vapore acqueo),
    • Del restante 51 %: il 4% viene riflesso dai ghiacciai, dalle nevi, dagli oceani, dalla vegetazione ecc.., il 47% viene assorbito dalla superficie terrestre.
    • La radiazione solare assorbita dalla superficie terrestre viene riemessa sotto forma di onde lunghe (infrarossi con lunghezze d’onda comprese fra 4 e 80 µ ), che danno il maggior contributo al riscaldamento dell’atmosfera.
    La costante solare è la quantità di radiazione che arriva sulla Terra dal Sole per unità di superficie (m 2 ), misurata sulla superficie superiore dell'atmosfera terrestre, su di un piano perpendicolare ai raggi . Le misure più recenti compiute dai satelliti forniscono un valore di 1366 W/m².
  • 61.
    • Il 51% di radiazione che riesce ad arrivare fino alla superficie del pianeta vi giunge in parte sottoforma di raggi solari diretti (26%), in parte come luce diffusa dall'aria, dalle nubi e dal pulviscolo (25%).
    • Di questo 51% la superficie terrestre ne riflette il 4% (albedo) e assorbe il restante 47%, riscaldandosi.
  • 62.
    • L’energia assorbita viene successivamente irradiata verso l'atmosfera sottoforma di radiazioni infrarosse con lunghezza d'onda comprese tra 4 000 e 8 000 nm.
    È quindi la superficie terrestre a scaldare,  dal basso  e per irraggiamento, l'atmosfera. L'aria è infatti trasparente alle onde corte (spettro del visibile), di cui ne assorbe il 18%, mentre intercetta ben il 96% della radiazione infrarossa irradiata dalla superficie terrestre, mantenendo la temperatura costante e compatibile con la vita.
  • 63. CO 2 , NOx, vapore acqueo, gas serra formano uno schermo Raggi solari Superficie terrestre Effetto serra Radiazioni infrarosse
  • 64. 18% 31% Radiazione infrarossa uscente 67% Effetto serra 100% Energia irradiata dalla Terra 114%
    • L’energia arriva dal Sole prevalentemente sotto forma di onde corte (lunghezze d’onda comprese fra 400 e 700 nm):
    La radiazione solare assorbita dalla superficie terrestre viene riemessa sotto forma di onde lunghe infrarossi
  • 65. Radiazione Solare : energia emessa continuamente dal Sole pari a 1,73x10 17 J/sec. Costante solare ( 1366 W/m² ): quantità di energia che in un secondo raggiunge, al limite superiore dell’atmosfera, una superficie di 1 m 2 , orientata perpendicolarmente alla radiazione solare TERRA Riceve energia dal sole, la assorbe e la converte in calore L’energia solare giunge alla Terra sotto forma di onde corte  luce Anche la Terra emette Energia, ma sotto forma di onde lunghe  infrarossi Radiazione Terrestre Il divario fra la radiazione Solare che entra e la radiazione terrestre che esce costituisce il Bilancio Radiativo
  • 66. TERRA Radiazione effettiva : radiazione solare effettivamente assorbita dalla superficie terrestre pari al 47% della radiazione solare incidente Radiazione globale : 51% della radiazione solare che giunge fino alla superficie terrestre 4% riflessa dalla superficie terrestre Energia emessa (sotto forma di radiazioni ad onde lunghe) 23% Utilizzato per l’evaporazione 10% E’ speso nei moti convettivi e turbolenti dell’aria 14% Forma la radiazione notturna Il rapporto fra la quantità di energia che viene riflessa immediatamente nello spazio e l’energia totale in arrivo ( potere riflettente o albedo ) del sistema Terra-atmosfera si può valutare intorno al 35% (31% l’atmosfera e 4% la superficie delle terre e gli oceani)
  • 67. L’ energia solare che arriva al suolo su un m 2 di superficie Dipende dall’altezza del Sole rispetto al piano dell’orizzonte varia nel corso dell’anno dando origine a:
    • Periodi più caldi dovuti :
    • al maggior irraggiamento solare,
    • al maggior numero di ore di luce
    Periodi più freddi dovuti : al minore apporto di energia
  • 68.
    • Se l’aria è secca si ha il g radiente adiabatico secco , (1,00 °C ogni 100 metri) è dovuto alla diminuzione di pressione
    • Se l’aria è umida si ha il g radiente adiabatico umido 0,50°C ogni 100 m, il raffreddamento è più lento perché il vapore acqueo condensando libera calore latente di evaporazione
    • Gradiente termico medio è circa 0,65 °C/100m
    Gradiente termico verticale diminuzione progressiva della temperatura con l’altitudine Varia in funzione dell’umidità dell’aria In casi particolari, la temperatura invece di scendere può aumentare  inversione termica
  • 69. altitudine latitudine durata del dì e della notte distribuzione delle terre e delle acque Inclinazione e ed esposizione dei versanti natura del suolo (albedo: neve 90%, deserto 30% foreste 10%) presenza o meno di vegetazione Correnti marine Agglomerati urbani Fattori determinanti il variare della TEMPERATURA
  • 70. a. Altitudine
    • Le altitudini elevate sono sovrastate da un involucro atmosferico più sottile e ricevono pertanto una quantità di radiazione solare diretta maggiore rispetto alle località a livello del mare.
    • Con l’aumentare dell’altitudine, la temperatura media diminuisce mentre aumenta l’ escursione diurna .
    • Negli strati più bassi dell’atmosfera, la temperatura diminuisce con l’altitudine ad un tasso medio di circa 0,65° C ogni 100m .
    • Tale tasso di diminuzione di temperature direttamente proporzionale all’altitudine viene denominato gradiente verticale termico .
  • 71. b. latitudine
    • A causa della sfericità della Terra la radiazione solare giunge al suolo con inclinazioni diverse: andando dall’equatore ai poli la stessa quantità di energia si distribuisce su aree sempre più ampie.
  • 72. b. latitudine Uno stesso fascio di raggi solari si distribuisce su una superficie minore (c) in prossimità dell'equatore e su una superficie maggiore in prossimità dei Poli (a). Questa circostanza fa sì che nella prima situazione vi sia un maggiore apporto di calore per unità di superficie terrestre che nella seconda situazione
    • L'ineguale riscaldamento della superficie terrestre tende a determinare:
    • una zona in cui c'è più energia che viene persa rispetto a quella che viene acquista (la regione polare con bilancio energetico passivo)
    • e una regione in cui è maggiore l'energia che viene assorbita rispetto a quella che viene persa (regioni tropicali, in cui il bilancio energetico è attivo).
    • Questo squilibrio determina la circolazione generale dell'atmosfera che ripristina l'equilibrio, con flusso di aria fredda verso l’equatore e flusso di aria calda verso i poli.
  • 73. c. Diversa durata del dì e della notte
    • In estate quando, soprattutto alle medie e alte latitudini, il dì è più lungo della notte la quantità di energia assorbita supera quella ceduta; ciò determina un graduale aumento di temperatura.
    • Accade l’inverso durante l’inverno
  • 74. d. Distribuzione delle terre e delle acque
    • I climi continentali sono caratterizzati da:  grandi escursioni termiche (tra il dì e la notte e fra l’estate e l’inverno),  scarsa umidità,  precipitazioni variabili,  forte contrasto stagionale,  irregolarità da un anno all’altro.
    • I climi marittimi presentano caratteristiche contrarie:  basse escursioni termiche,  elevata umidità,  precipitazioni uniformi.
    • Le temperature variano più sulla terraferma che sugli oceani a causa della maggior capacità termica dell’acqua rispetto alle rocce. L’acqua ha un calore specifico 5 volte quello del suolo.
    le zone costiere sono anche più piovose perché il riscaldamento dell'acqua produce vapore acqueo.
  • 75. e. Inclinazione ed esposizione dei versanti
    • Sui versanti di diversa pendenza lo stesso fascio di raggi solari giunge con angoli differenti
    L’esposizione a nord o a sud dei versanti influenza notevolmente il riscaldamento
  • 76. f. tipo di suolo e vegetazione
    • Le piante assorbono energia durante il dì e producono vapore acqueo riducendo le variazioni di temperatura sia durante il dì sia durante la notte.
    • Suoli e rocce con diversa albedo assorbono quantità diverse di radiazione solare.
  • 77. g. Correnti marine
  • 78. h. agglomerati urbani
    • molte conformazioni urbanistiche favoriscono le elevate temperature: arterie stradali affiancate da costruzioni di diversi piani formano dei canyon che non permettono la dispersione del calore.
    • Il verde e l'elemento acqueo in forma di laghi, laghetti, canali possono rappresentare un importante fattore di riequilibrio del clima.
  • 79. Che cos’è la temperatura?
    • La sensazione di caldo e di freddo è soggettiva: toccando un pezzo di ferro si ha una sensazione di freddo, mentre un pezzo di legno nello stesso ambiente ci sembra più caldo.
    • È una grandezza fisica?
    • Quali proprietà della materia sono definibili grandezze?
    È misurabile? Il legno e il ferro hanno o non hanno la stessa temperatura?
  • 80.
    • Per riuscire a quantificare lo stato termico di un sistema è necessario ricorrere a un fenomeno che si ripete sempre allo stesso modo ogni volta che un oggetto viene riscaldato o raffreddato
    • Ovvero dobbiamo cercare una proprietà fisica che varia in modo regolare passando dal freddo al caldo
    Uno di questi fenomeni è la dilatazione termica
    • La misura della temperatura può essere definita mediante una misura di volume
    • Gli strumenti che sfruttano le dilatazioni termiche dei corpi per fornire indicazioni sugli stati termici dei sistemi sono
    • i termoscopi
    • e i termometri
  • 81.
    • Termoscopio = è uno strumento che mette in evidenza la differenza tra la sua temperatura e quella di un oggetto con il quale viene messo in contatto
    Immergiamo il termoscopio in una vaschetta; dopo un po’ di tempo segniamo sul tubo il livello dell’olio.
    • Equilibrio termico : quando due corpi sono posti a contatto, dopo un certo tempo raggiungono la stessa temperatura
    Poi immergiamo il termoscopio nella seconda vaschetta e aspettiamo fino a quando il livello dell’olio si stabilizza. Che cosa possiamo concludere analizzando il livello dell’olio? Se il nuovo livello dell’olio è maggiore di quello precedente, diciamo che la temperatura della seconda vaschetta è maggiore della temperatura della prima.
  • 82. Come nasce il Termometro?
    • Galileo nel 1610 descrive un “ termoscopio ” per misurare la temperatura. Tuttavia non vi era un valore standard di riferimento.
    • Nel 1641 viene costruito, per Ferdinando II Granduca di Toscana, il primo termometro ad alcool in vetro. Vi erano segnate 50 tacche arbitrarie
    • Nel 1702, Roemer suggerisce l’uso di due valori fissi standard su cui basare una scala di temperature
    • Nel 1745 Anders Celsius propone una scala divisa in 100 gradi basata sulla temperatura del ghiaccio fondente (0 °C) e dell’acqua bollente (100 °C) alla pressione di 1 atmosfera
    • Per sapere di quanto una temperatura è maggiore dell’altra, dobbiamo introdurre una scala graduata, cioè tarare il termometro.
  • 83. Scale di Temperatura Fahrenheit Celsius Kelvin Punto di ebollizione Punto di congelamento 212 100 373.15 32 0 273.15 180 ° 100 ° 100 ° 1 kelvin = 1 grado Celsius
  • 84. riassumendo
    • Per arrivare a dare una definizione operativa della temperatura abbiamo sfruttato:
    • 1. il fenomeno della dilatazione termica che incontriamo spesso in natura: - per esempio, un palloncino di gomma gonfio d’aria, lasciato al sole,diventa più grande; messo in frigorifero, invece, diviene più piccolo;
    • 2. l’ equilibrio termico , cioè la condizione in cui due sistemi fisici, messi in contatto, raggiungono una stessa temperatura che poi non si modifica nel tempo:  il termometro misura sempre la propria temperatura che, all’equilibrio termico, è anche quella del corpo (acqua ghiacciata, vapore, …) con cui è in contatto.
  • 85. Il termometro a minima e massima
    • è composto da un tubo fatto ad U entro il quale vi sono alcool e mercurio ,
    • nel ramo di sinistra (minima) il tubo termina con il bulbo
    • mentre il ramo di destra termina con una camera di compensazione contenente vapori di mercurio. L'alcool funge da liquido termometrico , mentre il mercurio ha la funzione di indicatore.
    • Sui livelli del mercurio poggiano due indicatori formati da aghi di ferro muniti di un sottile filo metallico elastico . In corrispondenza delle dilatazioni o contrazioni dell'alcool, il mercurio sposta gli indicatori che misurano così la temperatura massima o minima raggiunte, bloccati nel tubo termometrico dal filo metallico. Per riportarli a contatto con il mercurio è sufficiente trascinarli nel capillare tramite una calamita. Per esempio nella figura la minima è -10 (indicatore di sinistra) mentre la massima coincide con la temperatura misurata in quel momento ovvero +5.
    minima massima Vapori Hg
  • 86. Il termografo
    • registra mediante un ago inchiostrato le variazioni di temperatura
  • 87. Temperature medie
    • Temperature medie giornaliere
    • Temperature medie mensili  media delle medie giornaliere
    • Temperature medie annue  media delle medie mensili
    Escursione termica Differenza algebrica tra la temperatura più alta e la temperatura più bassa
  • 88. isoterme di gennaio Le isoterme sono linee che congiungono punti che hanno la stessa temperatura (in questo caso la stessa temperatura media mensile di gennaio e di luglio). isoterme di luglio
  • 89. Carta delle isoterme di gennaio
  • 90. Zone terrestri in base alle temperature La zona polare artica è regione della terra limitata a sud dall'isoterma dei 10°C di luglio. Ciò vuol dire che neanche d'estate si superano 10° in media. La zona temperata si trova nella situazione intermedia tra la polare e la zona torrida. È caratterizzata dalla massima differenza di temperature tra la stagione invernale ed estiva. La zona torrida boreale è quella che neanche in inverno scende mediamente sotto i 18° C. L’escursione termica annua è massima ai poli e minima all’equatore Un altro tipo di carta è quella isoampliatudinali o carte delle isodiafore cioè linee che uniscono le località con uguale variazione di un certo fenomeno, es. l’escursione termica annua
  • 91. Inversione termica
    • In situazioni particolari, in inverno o in assenza di vento si può verificare un’ inversione termica: la temperatura anziché diminuire con la quota tende ad aumentare.
    • In condizioni di inversione termica, gas inquinanti e particelle in sospensione nell’aria rimangono intrappolati vicino al terreno.
  • 92.
    • Questa situazione si può verificare nelle nottate serene con calma di vento o vento molto debole. L'irraggiamento notturno , conduce a forte perdita di calore da parte del suolo, l’aria sovrastante, meno fredda a causa del suo maggior calore specifico, cede calore al suolo raffreddandosi. Allontanandosi dal suolo, questa perdita di calore si riduce, per cui l’aria in quota è più calda.
    • Con il sorgere del Sole il suolo si riscalda e si ristabilisce il gradiente termico normale.
    Inversione termica al suolo
  • 93.
    • Le nubi che si espandono con una caratteristica forma ad “incudine” tradiscono un’evidente inversione termica. La quota oltre la quale la temperatura aumenterà è detta “margine inferiore dell’inversione”
  • 94. Inversione termica in quota
    • Si ha può avere un’ inversione termica in quota quando una massa d’aria scendendo da quote più alte si comprime e si riscalda adiabaticamente se gli strati sottostanti non partecipano al riscaldamento perché interessati da fenomeni di turbolenza si instaura una inversione termica .
    • Se gli strati inferiori sono formati da aria umida si ha il ristagno di nebbia .
    • Può durre a lungo
  • 95. La pressione atmosferica 1atm = 760 mm Hg = 1013 mbar pressione normale BAROMETRO = strumento che misura la pressione. ALTA PRESSIONE Pressione superiore a quella normale. BASSA PRESSIONE Pressione inferiore a quella normale. FATTORI CHE INFLUENZANO LA PRESSIONE ALTITUDINE TEMPERATURA UMIDITA’
  • 96. Operando in condizioni standard (0°C e pressione 1°) si misura circa 1,3 g/litro in aria secca Ma è diverso il peso per aria umida ? Calda ? Fredda ? Rispondi e clicca La legge di Avogadro dice che volumi uguali di aeriformi nelle stesse condizioni di temperatura e pressione contengono lo stesso numero di particelle 80 Azoto x 28 u + 20 ossigeno x 32 u Aria secca peso 2880 u 75 Azoto x 28 u + 15 ossigeno x 32u + 10 acqua x 18 u Aria umida peso 2760 u L’aria umida pesa meno dell’aria secca perché H 2 O che sostituisce in parte azoto e ossigeno pesa solo 18u contro 28u e 32u stesso volume  stesso n° di molecole ⇐ s u 100 molecole ⇒ Aria secca Aria umida
  • 97. Operando in condizioni standard (0°C e pressione 1°) si misura circa 1,3 g/litro in aria secca Ma è diverso il peso per aria Calda ? Rispondi e clicca 80 Azoto 28 20 ossigeno 32 Aria secca peso 2880 60 Azoto 28 15 ossigeno 32 Se riscaldata si dilata;senza cambiare numero di particelle Aria calda con peso 2160 Il volume iniziale con peso 2880u si dilata:un volume di aria calda pari a quello iniziale contiene meno particelle e quindi pesa meno
  • 98. Operando in condizioni standard (0°C e pressione 1°) si misura circa 1,3 g/litro in aria secca Ma è diverso il peso per aria Fredda ? Rispondi e clicca 80 Azoto 28 u 20 ossigeno 32u Aria secca peso 2880 u Un volume d’aria si raffredda, si contrae,  numero di particelle non cambia, se la contrazione dimezza il volume di 100 particelle, un volume uguale a quello iniziale contiene il doppio di particelle  pesa il doppio Aria fredda peso 5760 u 80 Azoto 28u 20 ossigeno32u 80 Azoto 28u 20 ossigeno32u 80 Azoto 28u 20 ossigeno32u
  • 99. Conclusione: L’aria pesa , in funzione della sua composizione e temperatura in condizioni normali pesa 1.3 grammi/decimetro cubico L’ aria secca pesa più dell’ aria umida l’aria fredda pesa più dell’ aria calda Se l‘aria pesa , eserciterà anche una pressione sulla superficie della terra: in generale: alta pressione ,con aria secca, fredda bassa pressione , con aria umida, calda Il vento va da alta pressione a bassa pressione
  • 100. Ma come si può misurare il peso di tutta la atmosfera terrestre e quindi la pressione esercitata ? L’atmosfera terrestre avvolge la terra, raggiunge uno spessore che varia con la latitudine e presenta variazioni in composizione, densità, temperatura a seconda dell’altitudine Il peso si potrebbe calcolare se si conoscessero volume e densità della atmosfera: Peso = Vxdensità ma questi valori non sono noti o misurabili Pertanto si cerca di misurare il peso della atmosfera misurando la sua pressione e moltiplicandola per la superficie totale della terra Peso = pressione x Superficie Ma come si può misurare la pressione ?clicca… Con il barometro! P
  • 101. Barometro di Torricelli  in condizioni standard, al livello del mare e a 45 ° latitudine, Torricelli definì la prima unità di misura dell’atmosfera = atm Bacinella contenente mercurio Un tubo di vetro,chiuso ad un estremo, lungo ~ 1 metro, viene riempito di mercurio e inserito capovolto nella bacinella tenendolo tappato con un dito che viene tolto una volta immerso il tubo nel mercurio Il mercurio entro il tubo scende e si ferma a 760 mm dalla superficie libera Perché scende? Perché si ferma? Perché a 760 mm ? 76 cm
  • 102. Il mercurio scende per effetto della gravità, lasciando spazio vuoto sopra; se si ferma significa che qualche forza si oppone alla sua discesa, contrastando la forza di gravità; se si ferma a quella altezza significa che la forza che si oppone riesce a sostenere il peso di una colonnina di mercurio H=76 cm L’aria premendo sulla superficie libera del mercurio nella bacinella, esercita una pressione, che si trasmette nel fluido secondo la legge di Pascal, equilibrando la colonna di mercurio. Noto il peso della colonnina, lo si divide per la superficie della base del tubo e si ottiene la pressione dovuta al mercurio che è equivalente a quella dovuta all’aria
  • 103. in condizioni normali la pressione atmosferica vale circa 1,033 Kg f /cm 2 Se la pressione atmosferica aumenta : il barometro segna un innalzamento del livello; viceversa se la pressione esterna diminuisce Livello barometrico Pressione atmosferica
  • 104. Perché non siamo schiacciati dal peso dell’aria?
    • Perché la pressione è la stessa in tutte le direzioni
  • 105. barografo
  • 106. ISOBARE E CENTRI DI ALTA E BASSA PRESSIONE ISOBARE Linee chiuse, curve e concentriche ottenute collegando tutti i luoghi in cui la pressione atmosferica, ridotta al livello del mare e a 0°C, ha lo stesso valore La distinzione fra aree cicloniche e anticicloniche si effettua in base al confronto tra i valori di pressione in una massa d’aria e i valori di pressione misurati nelle aree circostanti.
  • 107. ISOBARE MEDIE ANNUE
  • 108. Le carte del tempo La pressione è espressa in millibar. Quella normale è di 1013 millibar. Con riferimento ai valori delle isobare ( linee che uniscono punti di uguale pressione )nella carta è possibile individuare aree di alta e di bassa pressione
  • 109. Saccature, promontori, selle, depressioni saccatura promontorio sella Vediamo le figure bariche principali associate alla dinamica meteorologica Saccatura in quota Minimo chiuso al suolo promontorio lingua di alta pressione che si protende da un anticiclone con valori di pressione decrescenti   saccatura lingua di bassa pressione che si protende da una depressione con valori di pressione crescenti   sella zona compresa tra due minimi depressionari e due anticicloni opposti; in essa la pressione e’ costante o quasi costante .   Pendio zona in cui la pressione cresce o decresce rapidamente
  • 110.
    • Il vento
    • = movimento di una massa d’aria
    • È causato dalle differenze di pressione tra 2 zone contigue (dalla + alta  alla + bassa)
    • Gradiente barico:
    • rapporto tra la differenza di pressione tra due punti situati su due isobare di valore diverso e la distanza che li separa
    • Velocità:
    • è maggiore dove è maggiore il gradiente barico tra due zonej.
  • 111. la forza che mette in moto l’aria è la forza di gradiente ed è direttamente proporzionale al Gadiente barico = differenza di pressione (mb o h Pa.) distanza (° di meridiano)
  • 112. Superfici con uguale pressione 1120 1118 1116 1114 Distanza km Il vento ha una velocità che varia con la differenza di pressione tra due zone e la loro distanza:secondo gradiente Meno veloce Più veloce isobare Velocità = K*DP/km BP BP AP
  • 113. Il vento
    • Spostamento di una massa d’aria da una zona ad alta pressione verso una zona a bassa pressione.
    • Se le aree di alta o di bassa pressione non persistono a lungo e la loro distanza è limitata l’aria si sposta perpendicolarmente alle isobare vento di gradiente
  • 114. Il vento
    • Se le aree di alta o di bassa pressione persistono e la loro distanza è notevole lo spostamento delle masse d’aria è influenzato dalla legge di Coriolis e dall’attrito con il suolo
    • forza di gradiente,
    • forza di Coriolis,
    • forza d’attrito
    • Inflenzano
    • velocità e direzione del vento
  • 115.
    • Direzione: dovrebbe essere perpendicolare alle isobare, ma è influenzata dal moto di rotazione terrestre
    • La forza di Coriolis provoca una deviazione nella direzione
    Verso destra nell’emisfero sett. Verso sinistra nell’emisfero merid.
    • La direzione del vento taglia le isobare con angoli compresi tra
    • i 45°, sulle zone accidentate e
    • i 10 ° sui mari
  • 116. Nel nostro emisfero il vento esce in senso orario dalle aree di alta pressione ed entra in senso antiorario nelle aree di bassa pressione
  • 117. Alta pressione-area anticiclonica Bassa pressione-area ciclonica Ipotesi terra rotante Vento segue gradiente di pressione e si muove in senso orario uscendo dalla zona anticiclonica e in senso antiorario entrando nella zona ciclonica vento
  • 118. Terra in rotazione:il vento segue gradiente di pressione ma si muove deviando dalla perpendicolarità :esce con moto orario dalla zona anticiclonica ed entra con moto antiorario nella zona ciclonica (nell’emisfero australe avviene l’inverso )
  • 119. Legge di Buys-Bullot Dietro alla spalla destra c’è l’area di alta pressione Davanti alla spalla sinistra c’è l’area di bassa pressione B
  • 120. Venti geostrofici l'andamento del vento è il risultato dell'influenza combinata di diversi fattori, e precisamente: 1 la forza del gradiente barico orizzontale 2 l'effetto di Coriolis 3 l'attrito Oltre i 2000m, dove l’effetto di attrito con il suolo è nullo, i venti soffiano paralleli alle isobare
  • 121. Work part-financed by the European Union Community Initiative INTERREG III B (2000-2006) Alpine Space - project FORALPS Bassa pressione o ciclone Alta pressione o anticiclone Legge di Ferrel Forza di Coriolis
  • 122. Che tempo porta l'alta pressione? L’aria che scende inibisce le formazioni nuvolose. In estate gli anticicloni sono associati a tempo stabile e soleggiato , in inverno provocano spesso nebbia sulle zone pianeggianti.
  • 123.   SCALA DI BEAUFORT PER LA MISURAZIONE DEL VENTO     Niente windsurf per oggi..... Le onde enormi, il mare completamente bianco e visibilità quasi a zero per la schiuma Oltre 64 Oltre 118 Oltre 32,7 Uragano 12 Gravi danni sulla terraferma Onde altissime, il mare annebbiato dalla schiuma 56 / 63 103 / 117 28,5 / 32,6 Fortunale 11 Alberi sradicati, danni alle strutture delle case Onde molto con creste che si rompono e chiazze di schiuma spumeggiantealte 48 / 55 89 / 102 24,5 / 28,4 Burrasca fortissima 10 Sulla terra primi danni alle case Onde molo alte che si rompono producendo schiuma 41 / 47 75 / 88 20,8 / 24,4 Burrasca forte 9 I rami più sottili si spezzano Le onde si ingrossano, sono molto alte e violente 34 / 40 62 / 74 17,2 / 20,7 Burrasca moderata 8 Gli alberi sono sbattuti, camminare comincia a diventare faticoso La schiuma delle onde viene spazzata via dal vento. 28 / 33 50 / 61 13,9 / 17,1 Vento forte 7 Si muovono i rami delle piante più grosse Si sviluppano grosse onde, con creste schiumose e spruzzi 22 / 27 39 / 49 10,8 / 13,8 Vento fresco 6 Gli alberi più giovani sono agitati dal vento, gli altri si muovono Le onde sono alte, lunghe e spumose molte si rompono 17 / 21 29 / 38 8 / 10,7 Vento teso 5 I rami più leggeri si piegano, si alza la polvere La lunghezza delle onde cresce, le creste s'infrangono spesso 11 / 16 20 / 28 5,5 / 7,9 Vento moderato 4 Le bandiere leggere sono tese, le foglie in continuo movimento Le creste delle onde cominciano a frangersi 7 / 10 12 / 19 3,4 / 5,4 Brezza fresca 3 Le bandiere iniziano a muoversi e si può sentire il vento sulla faccia Si formano onde leggere 4 / 6 6 / 11 1,6 / 3,3 Brezza leggera 2 Il fumo incomincia a piegarsi Il mare è lievemente increspato 1 / 3 1 / 5 0,3 / 1,5 Bava di vento 1 Sulla terra il fumo sale in verticale, le foglie sono immobili Calma di vento, mare piatto 0 / 1 0 / 1 0 / 0,2 Bonaccia 0 Caratteristiche a terra Condizioni del mare Velocità in nodi Velocità km / ora Velocità in m/sec Descrizione
  • 124. Classificazione dei venti:
    • Si basa sull’entità degli spostamenti orizzontali delle masse:
    • Movimenti a scala planetaria (lungo raggio): grandi spostamenti di masse d’aria, provocati da costanti dislivelli barici
    • Movimenti su scala media: spostamenti di masse d’aria da 500 a 2000 km, provocati da differenze di t° tra gli oceani e i continenti
    • Movimenti su piccola scala o venti locali: spostamenti di masse d’aria da 10 a 500 Km, provocati da interferenze della morfologia dei singoli territori sui movimenti su scala grande e media
    • Movimenti su scala minima o turbolenze atmosferiche: spostamenti di masse d’aria inferiori a 10 Km, piccole variazioni locali
  • 125. Classificazione dei venti:
  • 126. Movimenti su scala media
    • Nell'area del Mediterraneo si usa classificare i venti riprendendo la nomenclatura derivante dall'antica Grecia, che presumeva l'osservatore posto al centro del mar Jonio, a nord-ovest delle isole Egee, in direzione della Sicilia
  • 127. TRAMONTANA vento freddo proveniente da Nord, può spirare in tutta la penisola SCIROCCO vento proveniente dal Sahara, secco sulle coste settentrionali dell’Africa e caldo-umido in Italia LIBECCIO vento di sud-ovest spesso violento che può spirare in tutte le stagioni MAESTRALE vento proveniente da Nord-ovest e particolarmente violento GRECALE vento proveniente da Nord-Est PONENTE estivo. Lungo le regioni tirreniche,  si manifesta durante le ore pomeridiane  LEVANTE estivo. si manifesta durante le prime ore del mattino  può preannunciare l'arrivo del brutto tempo
  • 128.  
  • 129.
    • FOHN è un vento orografico invernale-primaverile di caduta, caldo e secco.
    I movimenti su piccola scala STAU  Freddo e umido sul versante svizzero Caldo e secco sul versante italiano è spesso coinvolto nella formazione delle valanghe Si chiamano venti orografici quegli spostamenti d’aria che sono costretti a superare valichi montuosi.
  • 130. BP AP Alta pressione a nord delle alpi e bassa pressione nella pianura padana si genera un vento, Stau , che risale il versante nord favorendo la condensazione del vapore e la precipitazione di neve:l’aria diventata secca discende lungo il versante sud comprimendosi e riscaldandosi  :aumento di temperatura e tempo sereno : effetto fhon
  • 131. BP AP Livello iniziale 0 1000m 2000m Temperatura massa aria ascendente°C 20 ° 1 0 ° 5° 5° 15° 25° una massa d’aria ascendente si espande e la temperatura diminuisce di 1°C/100m oppure di 0.5°C/100 se il vapore condensa Una massa d’aria secca discendente si comprime e si riscalda di 1°C/100m Esempio: Massa ascendente da 0m a 1000m gradiente adiabatico secco  passa da 20°C a 10°C inizia la condensazione, gradiente adiabatico umido  passa da 1000m a 2000m e da 10°C a 5°C Massa secca discendente da 2000M a 0m passa da 5°C a 25°C -1°C/100m -0.5°C/100m +1°C/100m
  • 132. AP invernale BP adriatico Sui Balcani  Pressione molto alta (invernale) sul mare Adriatico  Pressione bassa - distanza non rilevante- forte gradiente barico  vento forte BORA con eventuali precipitazioni balcan i balcani AP BP
    • BORA  vento forte e gelido di Nord-est, soprattutto invernale che può causare diminuzioni di temperatura, piogge e neve.
  • 133.
    • BREZZE DI MARE e DI TERRA venti periodici che durante la
    • buona stagione si originano per il contrasto tra
    • terraferma e mare (aria dal mare brezza di mare;
    • aria dalla terraferma brezza di terra)
    • BREZZE DI MONTE e DI VALLE venti periodici che si
    • originano per il contrasto termico tra valli ricche di
    • vegetazione e pendici aride e nude dei monti (aria da
    • valle brezze di valle; aria da pendici brezze di
    • monte)
  • 134. brezza di valle Al mattino il sole riscalda prima l’aria presso le cime  si genera BP l’aria dal fondo valle risale i versanti  brezza di valle, l’aria si espande, il vapore presente può condensare  annuvolamento BP AP
  • 135. Brezza di monte AP BP Alla sera si raffredda prima l’aria in quota e scende verso il fondo valle comprimendosi e riscaldandosi
  • 136.  
  • 137. AP BP Durante il dì l’aria sovrastante il mare si riscalda meno di quella sovrastante la terra (per il diverso calore specifico della terra e dell’acqua)  si creano due zone di AP e BP con conseguente brezza dal mare verso la terra
  • 138. BP AP Durante la notte l’aria sovrastante il mare si raffredda meno di quella sovrastante la terra :si creano due zone di AP e BP con conseguente brezza da terra verso il mare
  • 139. Il monsone spira d' estate dal mare verso il continente, d' inverno dal continente verso l' oceano. I monsoni estivi causano piogge, mentre i monsoni invernali sono freddi e asciutti. "Monsone" è una parola araba che significa stagione. I movimenti su scala media
  • 140.
    • Monsoni: venti periodoci che invertono la loro direzione a seconda della stagione
    • la teoria del contrasto termico è ormai abbandonata
    • Sono causati dalle correnti planetarie che influenzano il continente asiatico.
    • Correnti equatoriali che si spostano verso settentrione : MONSONE ESTIVO
    • Venti costanti che spirano verso sud MONSONE INVERNALE
  • 141.  
  • 142.  
  • 143. La circolazione generale nella bassa troposfera: le regioni equatoriali ricevono più energia rispetto alle regioni polari, ciò provoca nelle masse d’aria Movimenti orizzontali paralleli alla superficie da una zona di alta p a quella di bassa p Movimenti verticali correnti convettive CELLA CONVETTIVA
  • 144. Bassa pressione equatoriale AP polare AP polare Emisfero boreale Emisfero australe Circolazione teorica in terra omogenea e immobile:due sole celle
  • 145. Cella equatoriale teorica Polo Nord Polo Sud Equatore Riscaldamento Raffreddamento Cella di Hadley Cella di Hadley
  • 146. La cellula di Hadley
  • 147. La situazione reale è molto più complessa Bassa pressione Equatoriale per elevata temperatura e umidità Bassa pressione dei circoli polari a causa delle correnti a getto in quota Alta pressione Tropicale per discesa di aria da alta quota Alta pressione Zone a pressione costante in superficie
  • 148. Aria calda-umida: si genera una corrente ascendente con espansione e raffreddamento dell’aria Aria fredda-secca: si genera una corrente discendente con compressione e riscaldamento dell’aria Trasferimento d’aria da AP a BP in quota Trasferimento d’aria da AP a BP in superficie AP per accumulo di aria ascendente BP per diminuzione aria discesa BP per umidità e temperatura AP per compressione e temperatura
  • 149. L’aria calda sale espandendosi e raffreddandosi L’aria fredda scende ,si comprime, riscaldandosi Trasferimento orizzontale Trasferimento orizzontale Si crea alta pressione In quota bassa pressione in basso Si crea alta pressione in basso bassa pressione in quota equatore tropico In realtà le correnti verticali sono limitate a 10-15 km mentre le correnti orizzontali hanno percorsi di migliaia di km
  • 150. Equatore-bassa pressione aria calda-umida Tropico-alta pressione aria calda-secca Aria raffreddata Aria fredda Variante per immagine e animazione
  • 151. Due Celle equatoriale Tropico del capricorno Tropico del cancro equatore AP AP AP BP BP BP
  • 152. Circolazione Generale della Atmosfera Terrestre Cella di Ferrel 30° – 60° Nord Cella di Hadley Equatore – 30° Nord Cella Polare 60° – 90° Nord Cella di Ferrel 30° – 60° Sud Cella di Hadley Equatore – 30° Sud Cella Polare 60° – 90° Sud
  • 153.  
  • 154. Circolazione emisfero boreale Polo nord equatore Tropico d.cancro Circolo p.boreale
  • 155. equatore tropico Circolo polare polo Alta pressione Bassa pressione Alta pressione Bassa pressione Alta pressione Bassa pressione Alta pressione Bassa pressione Pressione in quota dovuta a risalita (alta) o discesa(bassa) di aria Correnti a getto variante
  • 156. Circolazione globale nei due emisferi equatore Polo N Polo S c.p.boreale c.p.australe t.cancro t.capricorno
  • 157. AP AP AP AP BP BP BP alisei alisei occidentali occidentali polari polari Circolazione dei venti in superficie Deviati secondo legge di Ferrel Soggetti a forza di Coriolis
  • 158. Circolazione dei venti su scala planetaria, nella bassa troposfera provenienti dai tropici spirano da ovest da SO a NE nell’emisfero sett.da NO a SE nell’emisfero merid. VENTI ORIENTALI POLARI : spirano nelle zone polari da NE a SO nell’emisfero sett. da SE a NO nell’emisfero merid ALISEI : spirano fra i tropici e l’equatore deviati dai movimenti di rotazione della Terra spirano da NE a SO nell’emisfero sett. da SE a NO nell’emisfero merid. Velocità 20 Kmh VENTI OCCIDENTALI :
  • 159. alisei
  • 160.  
  • 161.  
  • 162.  
  • 163.  
  • 164.  
  • 165.  
  • 166. Isobare di luglio Anticiclone delle Azzorre
  • 167. Manca l’attrito con il suolo, aumenta la velocità dei venti all’aumentare della quota le situazioni bariche sono invertite rispetto al suolo:  BP sui Poli,  AP sull’Equatore  I venti spirano verso le zone polari, ma, deviate dalla forza di Coriolis, assumono andamento parallelo ai paralleli generando:
    • le correnti occidentali , con massima velocità alle medie latitudini
    • in una stretta fascia a nord e a sud dell’equatore, si formano le correnti orientali  sono l’estensione in quota degli Alisei. Sopra gli 8-9 Km esse scompaiono.
    La circolazione nell’alta troposfera
  • 168.  venti velocissimi: le correnti a getto
    • Hanno forma ellittica
    • La velocità è massima nella zona centrale: fino a 500 Km/h
    non hanno velocità e direzione costante e hanno notevole effetto sul tempo meteorologico 45° -60° getto subtropicale (GST) E 25° - 30° getto polare (GP) ,
  • 169. Altezza di ~ 10 Km Altezza di ~ 13-14 Km correnti a getto sono “fiumi” d’aria che scorrono velocemente (da ovest verso est) nell’alta troposfera. Raggiungono uno sviluppo di 4000-5000 km con una larghezza dell’ordine del centinaio di km. I massimi di velocità raggiunti dal getto del fronte polare sono quelli invernali; anche la sua posizione cambia con la stagione: in estate si trova a latitudini più elevate di quelle invernali.
  • 170. Ciclicamente, a intervalli di 3-5 settimane la corrente a getto del fronte polare, varia la sua velocità. Quando la velocità diminuisce sotto i 150 Km/h, la corrente assume un aspetto ondulato Se la velocità continua a diminuire le sinuosità si fanno sempre più marcate Onde di Rossby
  • 171. Le onde di Rossby producono effetti sulla bassa troposfera Le masse d’aria fredda provenienti dai poli si insinuano per migliaia di Km verso i tropici, mentre masse di aria calda si muovono in senso opposto.
  • 172. A un certo punto le anse si strozzano isolando:  sacche di aria fredda (anticicloni) a basse latitudini  e sacche di aria calda alle medie latitudini, responsabili delle perturbazioni atmosferiche A = alta temperatura B = bassa temperatura
  • 173.  
  • 174.
    • Oggi gli scienziati pensano che la circolazione a bassa quota dipenda dal comportamento delle correnti nell’alta troposfera
    • Gli Alisei non sarebbero altro che i venti orientali incurvati a causa dell’attrito con il suolo.
  • 175. Distribuzione delle acque naturali della Terra Falde 0,6% Freatiche Artesiane Sorgenti Normali Termali Minerali Acque telluriche Salmastre e Salate 97% Estuari paludi Oceani e mari Dolci Ghiacciai 2% Fiumi e laghi 0,02% Acque superficiali Vapore acqueo pioggia-neve Acque meteoriche 0,001%
  • 176. L'umidità dell'aria L’umidità atmosferica proviene da: Distese oceaniche suolo traspirazione delle piante
    • La quantità massima di vapore acqueo che una massa d’aria può contenere dipende dalla temperatura dell’aria stessa: più è calda l’aria , maggiore è la quantità di vapore acqueo che può contenere
    • Limite di saturazione o punto di rugiada : quantità massima di vapore che può essere contenuta in 1m 3 di aria a una certa temperatura ( temperatura di rugiada )
    • Se il vapore supera il punto di rugiada l’acqua si condensa
    Eruzioni vulcaniche
  • 177.
    • L’umidità può essere valutata in 2 modi:
    • Umidità assoluta : quantità in peso di vapor d’acqua contenuta in 1 m 3 di aria ↔ g/m 3
    • Umidità relativa : rapporto tra la quantità di vapor d’acqua presente in un 1 m 3 di aria e la quantità massima (  limite di saturazione = Q) che potrebbe essere contenuta a quella t°
    • U % = U / Q   x 100
    • L'umidità assoluta , che può anche essere espressa in pressione parziale relativa del vapore rispetto gli altri componenti atmosferici, diminuisce con l’aumentare di:
    latitudine Distanza dal mare altitudine
  • 178.
    • Una massa d’aria che, a 10 °C, contenga 7, 5 grammi di vapore, ha U = 100%
    • Ogni ulteriore raffreddamento porterebbe alla condensazione del vapore acqueo eccedente
    • U na massa d’aria ha raggiunto, all’alba, la temperatura di 0 ° C con comparsa di nebbia  la massa d’aria è satura ( U % = 100%) e la quantità di vapore in essa presente è di 3,7 g /m 3.
    • Se poi, durante la mattinata, l’aria si riscalda fino a 10 °C, la sua umidità relativa diverrà: U %   3,7/7,5 = 49%
    T (°C) -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 limite di saturazione 0,08 0,2 0,8 1,8 3,7 7,5 14,5 26 45
  • 179. L’IGROMETRO A CAPELLO: I capelli tendono ad allungarsi all’aumentare del grado di umidità secondo una legge logaritmica, e viceversa uno strumentoper misurare l’umidità atmosferica
  • 180. Psicrometro
    • È costituito da due termometri affiancati, di cui uno è chiamato bulbo secco e misura la temperatura dell'aria, mentre l'altro, avvolto in una garza di cotone imbevuta d'acqua, è chiamato bulbo umido
    • l'evaporazione dell'acqua sottrae calore abbassando la temperatura misurata dal bulbo umido in misura inversamente proporzionale all'umidità dell'aria.
    • La lettura contemporanea dei due termometri permette di conoscere con apposite tabelle o diagrammi l'umidità relativa e assoluta dell'aria.
  • 181. La condensazione del vapore Perché una massa d’aria arrivi ad avere un’umidità del 100%, raggiunga cioè la saturazione, è necessario che: 1. aumenti il vapore contenuto nell’aria; 2. e/o si raffreddi la massa d’aria .
  • 182. Umidità e precipitazioni
    • L’acqua passa dalla Terra all’atmosfera e dall’atmosfera alla Terra, attraverso 2 processi:
    • Evaporazione:
    • Condensazione:
    • Nubi : si formano a causa del raffreddamento per espansione delle masse d’aria umida, portate in alta quota da movimenti ascensionali:
    • Precipitazioni : si originano dalle nubi della bassa troposfera le gocce cadono per gravità
  • 183. L’aria si può raffreddare per:
    • Raffreddamento per irraggiamento: durante la notte il suolo perde energia raffreddandosi e con esso l’aria a diretto contatto
    • Raffreddamento convettivo : l’aria a contatto con il terreno caldo si riscalda, si espande, diventa più leggera e per il principio di Archimede sale nell’atmosfera, dilatandosi e raffreddandosi.
    • Raffreddamento per sollevamento forzato di tipo orografico : se una massa d’aria in movimento incontra un rilievo, è costretta a risalirlo: durante l’ascesa si raffredda e può generare sistemi nuvolosi imponenti nel versante sopravento.
    • Raffreddamento per sollevamento forzato di tipo frontale (SINOTTICO ) : quando due masse d’aria diverse si incontrano, quella più fredda tende a incunearsi sotto quella più calda, la quale salendo si raffredda, dando luogo a fenomeni di condensazione e alla formazione di interi sistemi frontali. 
    Come si può superare il punto di rugiada? per aumento dell’evaporazione per abbassamento della temperatura
  • 184. Raffreddamento convettivo (piogge convettive)
    • una massa d'aria che viene a contatto con il suolo caldo si riscalda;
    • diventa meno densa e sale nella troposfera. Man mano che aumenta di altitudine, l'aria si raffredda, fino a raggiungere il punto di rugiada, che consente la formazione della nube, la quale assume un aspetto cumuliforme.
  • 185. Aria calda e umida sale, si espande, si raffredda, raggiunge temperatura di rugiada, condensa> nube
  • 186.
    • Raffreddamento sinottico (piogge sinottiche) :
    • due masse d'aria con diversa temperatura si incontrano: quella più fredda e più densa si incunea sotto la più calda che viene sollevata. Questa viene raffreddata nella zona di contatto tra le due masse e dà origine a nubi cumuliformi e stratificate.
  • 187. raffreddamento frontale caldo
  • 188. raffreddamento frontale freddo
  • 189.
    • Raffreddamento orografico (piogge orografiche) :
    • una massa d'aria in movimento incontra delle montagne ed è costretta a risalirne i pendii, raffreddandosi fino a giungere al punto di rugiada. Questo meccanismo può dare forma a nubi stratificate o cumuliformi.
  • 190. 1803 Luke Howard attribuisce alle nuvole nomi latin in base alla morfologia STRATUS stratus , participio passato del verbo sternere , che significa spargere, diffondere, spianare, coprire con uno strato CIRRUS cirrus , che significa ciuffo - ciocca di capelli NIMBUS nimbus , che significa nube piovosa  CUMULUS cumulus che significa cumulo, mucchio, pila. 
  • 191. dal latino cirrus , che significa ciuffo - ciocca di capelli. dal latino cumulus che significa cumulo, mucchio, pila: nubi bianche di grandi dimensioni  altocumuli stratocumuli
  • 192. dal latino nimbus , che significa nube piovosa 
    • dal latino stratus , participio passato del verbo sternere , che significa spargere, diffondere, spianare, coprire con uno strato
    nembostrato  piogge diffuse, ma non intense cumulonembi  acquazzoni e temporali
  • 193.  
  • 194.  
  • 195.  
  • 196.  
  • 197.  
  • 198.  
  • 199.  
  • 200. I cumulonembi sono nubi a sviluppo verticale: si sviluppano nello strato di atmosfera compreso tra i 1500 m e i 12.000 m. Sono scuri, dall'aspetto pesante, e si ergono come montagne, spesso sormontate da un falso cirro a forma di incudine, costituito da cristalli di ghiaccio. Si tratta di nubi temporalesche, che portano generalmente intensi e improvvisi acquazzoni.
  • 201. nebbia
    • i principali sono:
    • nebbia da irraggiamento
    • nebbia da advezione
    • nebbia da evaporazione
    • nebbia frontale
    • La nebbia si forma quando l’aria umida si raffredda e si condensa in un aerosol formato da piccole gocce che rifrangono la luce solare
    • questa condensazione può avvenire in modi diversi a seconda del tipo di raffreddamento assumendo diversi nomi;
  • 202.
    • Nebbie di radiazione
    • Causa: l’irraggiamnto
    • Si formano dopo il tramonto:
    • con cielo sereno il suolo si raffredda per irraggiamento  raffreddando l’aria a contatto con il suolo.
    • Se il raffreddamento è molto lento si possono formare nebbie sopraffuse a t < 0°C
    • Nebbie di advezione
    • Causa. Il vento
    • Molto estese
    • Il vento porta aria umida e calda sopra acque o territori freddi ↔ o viceversa
  • 203.
    • Le nebbie in val Padana sono nebbie di advezione
    • Nell’aria fredda che scende dall’alta troposfera il suolo con fiumi, risaie e canali immette umidità
  • 204. Le gocce di pioggia hanno dimensioni che vanno da 0,5 a 3 mm Le goccioline in sospensione nelle nubi hanno dimensioni di 0,01 -0,05mm La pioggia si forma per condensazione e coalescenza dall'urto di gocce d'acqua con particelle di ghiaccio: a un certo punto le gocce d'acqua sono abbastanza pesanti da cadere al suolo per gravità.
  • 205. Le cause della formazione della pioggia sono due:
    • Primo processo : la coalescenza .
    • La prima causa è attribuita ai minutissimi cristalli di ghiaccio presenti nelle parti più alte delle nubi, ove la temperatura è al di sotto degli 0°C, e al vapore acqueo che, depositandosi sui cristalli di ghiaccio, li fa ingrossare e poi cadere.
    • Prima di giungere al suolo, i cristalli di ghiaccio possono incontrare strati d'aria a temperatura inferiore agli 0°C e allora, in superficie, arriverà neve.
    • Se lo strato d'aria che attraversano è però superiore agli 0°C, il ghiaccio fonde e al suolo arriverà pioggia.
  • 206. Cristallo di neve
  • 207.
    • Secondo processo :
    • Nelle aree tropicali
    • avendo le goccioline di una nube dimensione diverse, le più grosse si spostano più lentamente nell'aria turbolenta , assumendo traiettorie diverse da quelle delle goccioline più piccole.
    I tal modo, goccioline grosse e piccole si scontrano, si ingrandiscono e finiscono per cadere sotto forma di pioggia. E' questa la principale causa della pioggia che cade da nubi basse stratiformi. Le rare gocce grosse si formano attorno a nuclei di condensazione di sale
  • 208. formazione della grandine La grandine si forma se le correnti ascensionali in un cumulonembo sono abbastanza forti; un primo nucleo di ghiaccio viene trasportato in su e in giù nella nube, dove si fonde con altri piccoli aggregati di ghiaccio e gocce d'acqua per poi ricongelarsi nuovamente e diventare sempre più grande. Quando le correnti non riescono più a sollevare e trattenere i pezzi di ghiaccio perché divenuti troppo pesanti, questi cadono a terra
  • 209. Grandine
  • 210. Rugiada si forma quando il vapore contenuto nell’aria condensa a contatto con il suolo freddo
  • 211. Brina
  • 212. galaverna
  • 213. Pluviometro
    • Le precipitazioni piovose vengono misurate in millimetri , intendendo con questo i &quot; millimetri verticali di pioggia caduta sulla superficie di un metro quadrato &quot; . Se ne deduce che un millimetro di pioggia corrisponde ad un litro d'acqua caduta sulla superficie di riferimento di un m 2 .
  • 214.
    • Esempio: Imbuto di raggio 13 Cm ( Area pari a 3,14x(13)²= 530,66 cm² ) litri di acqua raccolta in 24 ore = 3L
    • mm di pioggia= 3 x (10000/530,66) = 18,84 mm/24 ore---- approssimiamo a 18 mm (24 ore)
    • Definiamo:
    • A = aerea dell' imboccatura in cm 2 L = litri di acqua raccolti T = numero delle ore di esposizione
    • Si avrà che: i millimetri di precipitazione nel periodo di T ore saranno pari a mm(T) = L x ( 10000/A )
  • 215. isoiete
    • Le isoiete sono linee che uniscono i punti con la stessa piovosità media
  • 216.
    • lo ioduro d'argento viene utilizzato per destabilizzare i processi di crescita dei chicchi di grandine e far piovere anziché grandinare.
  • 217. Microorganismi costruttori di nuvole 1998 Hamilton e Lenton
    • I microorganismi sarebbero capaci di favorire lo sviluppo di venti e formazioni nuvolose partendo dalla superficie del mare
    • Nelle ore più calde del giorno, le alghe planctoniche assorbono la luce solare, riscaldano l’acqua e gli starti d’aria sovrastanti; questo determina piccole correnti ascensionali e venti che increspano la superficie dell’acqua. La turbolenza prodotta provoca la risalita di bolle ricche di microorganismi dal basso; quando queste raggiungono la superficie si rompono lanciando in aria minutissime gocce piene di microorganismi.
    • Il dimetilsolfito emesso dalle alghe incrementa il moto ascensionale e produce il solfato che funge da nucleo di condensazione per le goccioline di acqua nelle nubi.
    • Per tornare sulla terra i microorganismi favoriscono la coalescenza delle gocce d’acqua grazie alla produzione di proteine di membrana
  • 218. ZONE UMIDE DELLA TERRA
  • 219. ZONE ARIDE DELLA TERRA
  • 220. CLASSIFICAZIONE DEI CLIMI e regimi pluviometrici Clima temperatura Tipo climatico Vegetazione (bioma) Caratteri Megatermico umido Regime equatoriale   tutto l'anno t>18°C equatoriale (Af)           subequatoriale (Aw)   foresta pluviale          savana (lungo i fiumi foresta a galleria, nelle zone monsoniche giungla)   precipitazioni abbondanti tutto l'anno e umidità per evotraspirazione     precipitazioni abbondanti alternate a periodi di siccità Arido Tropicale continentale t >18°C fino a -30°C arido caldo (Bw)       subequatoriale (Aw) Deserto       steppa scarse precipitazioni, molta siccità   piove quando il Sole è allo zenit violenti, rari temporali  
  • 221. CLASSIFICAZIONE DEI CLIMI e regimi pluviometrici temperato caldo   t tra -3°C e 18°C   Continentale (Cw)   Atlantico Mediterraneo (Cs)            macchia mediterranea   Piovosità distribuita regolarmente nell’arco dell’anno. Meno piovoso, estate umida i nverno tiepido umido, estate calda secca   Clima temperatura Tipo climatico Vegetazione (bioma) Caratteri temperato freddo mese più freddo t<1-3°C     mese più caldo t>10°C   umido (Df)       con inverno asciutto (Df)   latifoglie, steppa- prateria     aghifoglie (taiga) inverno freddo, estate breve calda, precipitazioni tutto l'anno inverno prolungato, precipitazioni scarse Nivale polare   seminivale (ET)     nivale (EF) Tundra   Gelo perenne  
  • 222. Paesaggio N°1 Quale clima e quale regime sono rappresentati nella figura? Cosa ci dice il diagramma climatico?
  • 223. Paesaggio N°2 Quale clima e quale regime sono rappresentati nella figura? Cosa ci dice il diagramma climatico?
  • 224. Paesaggio N°3 Quale clima e quale regime sono rappresentati nella figura? Cosa ci dice il diagramma climatico?
  • 225. Paesaggio N°4 Quale clima è rappresentato nella figura? Cosa ci dice il diagramma climatico?
  • 226. Paesaggio N°5 Quale clima è rappresentato nella figura? Cosa ci dice il diagramma climatico?
  • 227. Paesaggio N°6 Quale clima è rappresentato nella figura? Cosa ci dice il diagramma climatico?
  • 228. Clima e tempo sono concetti differenti
    • Il clima viene definito come l'insieme delle condizioni atmosferiche (temperatura, umidità, pressione, venti...) medie che caratterizzano una determinata regione geografica ottenute da rilevazioni omogenee dei dati per lunghi periodi di tempo: 30 anni
    • Il tempo meteorologico è la risultante delle condizioni atmosferiche (temperatura, umidità, pressione, venti...) riferita ad un'area definita e limitata in un determinato intervallo di tempo.
  • 229. LE MASSE D’ARIA
    • Le masse d'aria sono porzioni dell'atmosfera ricoprenti ampie superfici, caratterizzate da umidità e temperature orizzontali costanti .
    • Tali caratteristiche vengono assunte nelle zone di origine .
    Es:  arie artiche: fredde secche e stabili,  arie tropicali: calde ricche d'umidità, instabili all'origine. Le masse d'aria con le loro proprietà fisiche si muovono trasportate dalle circolazioni dei venti
  • 230. Le masse d’aria sono classificate secondo la loro origine
    • Prima lettera:
    • c = continentale
    • m = marittima
    • Seconda lettera
    • P = polare
    • T = tropicale
    • Terza lettera
    • k = se è più fredda della superficie sulla quale scorre
    • w = se è più calda della superficie sulla quale scorre
  • 231. Masse d’aria continentali e marittime
    • Sono diverse per temperatura e contenuto di umidità.
    • L’aria marittima è più calda di quella continentale in inverno a causa del maggior calore specifico dell’acqua ed è più fredda di quella continentale in estate quando parte del calore viene speso per la fusione dei ghiacciai artici e antartici.
  • 232. Masse d’aria stabili e instabili
    • Una massa d'aria che sale si dice instabile quando la sua temperatura alle varie quote tende a rimanere maggiore di quella degli strati in cui viene mano a mano a trovarsi, rispetto ai quali risulterà pertanto costantemente più leggera tendendo, di conseguenza, a continuare l'ascesa.
    • Una massa d'aria si dice stabile quando la distribuzione della temperatura con l'altezza diminuisce in maniera tale da ostacolare i moti convettivi.
    a parità di altre condizioni, una massa d'aria è tanto più instabile quanto maggiore è l'umidità che contiene
  • 233. Masse d’aria tropicale
    • Essendo calde e spostandosi su aree più fredde sono stabili.
    • L' aria tropicale calda marittima proviene dall'Anticiclone delle Azzorre  aumento della temperatura, diminuzione della pressione, un'umidità elevata. La visibilità è molto spesso ridotta per nebbia o pioviggine
    • L' aria tropicale calda continentale trae origine fra l'Africa settentrionale e l'Asia minore.
  • 234. Masse d’aria polare e artica
    • Provengono da aree fredde e si spostano su superfici via via più calde, per questo tendono ad essere meno stabili
    • L’aria viene distinta:
    • in aria polare fredda marittima , proviene dall'Atlantico settentrionale
    • in aria polare fredda continentale , dall'anticiclone russo, cielo terso e da scarsi fenomeni
    • in aria polare calda marittima
    • ed in aria polare calda continentale .
  • 235.
    • I cicloni si formano a causa dell’incontro di masse d’aria con diverse caratteristiche
    • Condizioni ideali :
    Vaste aree continentali Zone desertiche Zone oceaniche tropicali
    • I venti continuano a muoversi condizionando le diverse regioni che attraversano: nasce così una perturbazione
    • Quando due masse d’aria diverse vengono a contatto: si forma una
    • Superficie FRONTALE
    L’intersezione tra la superficie frontale e la superficie terrestre e detta fronte
  • 236. FRONTE: classificazione
    • I fronti possono essere classificati dal punto di vista:
    • Del movimento
    • Termodinamico
    • Della posizione geografica
  • 237. FRONTI: classificazione
  • 238. FRONTI permanenti: Polare
    • Posizionato a circa 60° di latitudine
    • Convergenza di venti
      • Polari
      • Occidentali
    • Fascia di bassa pressione
    FRONTi permanenti: equatoriale
  • 239. FRONTI: temporanei
    • Fronte MOBILE
    • Taglia le isobare
    • Ha una velocità di spostamento
    • Posizionato nell’asse della saccatura
    • Fronti FREDDO, CALDO, OCCLUSO
  • 240. FRONTE: temporanei
    • Fronte STAZIONARIO
    • Parallelo alle isobare
    • Le masse d’aria scorrono parallelamente tra di loro
    • determina tempo stabile
    FRONTE STAZIONARIO
  • 241.  
  • 242. Le perturbazioni si formano quando le masse d’aria si spostano dalle aree anticicloniche alle aree cicloniche nel cui centro sono attive correnti ascensionali che salgono fino all’alta troposfera Fronti permanenti:  Polari  equatoriali
  • 243.
    • Quando due masse d'aria entrano in contatto, si formano delle zone di discontinuità denominate superfici frontali. Esse sono sempre inclinate verso l'aria fredda che tende ad incunearsi sotto quella calda.
    • La superficie frontale interseca la superficie terrestre secondo una linea denominata fronte.
    • In relazione alla mobilità delle masse d'aria si hanno fronti caldi (massa calda che avanza),
    • freddi (massa fredda che avanza) e occlusi , che sono un incontro dei due tipi di fronti con tre differenti tipi di aria .
    • La violenza dei fronti e quindi l'entità dei fenomeni connessi dipendono dalle caratteristiche fisiche delle due masse d'aria che si scontrano.
    I FRONTI termodinamici Superficie frontale
  • 244. FRONTE: Caldo STRUTTURA TRIDIMENSIONALE ARIA FREDDA ARIA CALDA
  • 245.
    • L’aria calda invade la zona occupata dall’aria fredda
    • L’aria che sopraggiunge è calda e umida
    • È rappresentato con una linea rossa con semicerchi diretti nella direzione di spostamento del fronte
    FRONTE: Caldo
  • 246. FRONTE Caldo sistema nuvoloso Nubi STRATIFORMI con prevalente sviluppo orizzontale Nembostrati Cumulonembi Affogati CB EMBD Altostrati Cirrostrati Strati Altocumuli Cirri NUBI BASSE C L NUBI MEDIE C M NUBI ALTE C H
  • 247. 1920 il meteorologo Bjerknes introduce il concetto di fronte ( per analogia con i fronti di combattimento Fronte freddo : l’ aria fredda e secca di origine polare si incunea sotto l’aria calda e umida di origine tropicale Superficie frontale debolmente inclinata, Nubi stratificate Piogge persistenti, ma di intensità moderata Fronte caldo : aria calda e umida di origine tropicale avanza dietro ad una massa diaria fredda
  • 248. Fronti e frontogenesi: il fronte caldo Superficie di discontinuità frontale calda Fronte caldo
  • 249. Fronti e frontogenesi: il fronte freddo Superficie di discontinuità frontale fredda Fronte freddo
  • 250.
    • L’aria fredda invade la zona occupata dall’aria calda
    • Arriva aria più fredda e secca
    • È rappresentato con una linea blu con triangolini diretti nella direzione di spostamento del fronte
    FRONTE: Freddo
  • 251.
    • PRECIPITAZIONI
    • Carattere di Rovescio
    • Pioggia o neve
    • Temporali
    • Intensità forte
    • Durata breve
  • 252. FRONTE: Freddo
  • 253. Fronti e frontogenesi: il fronte occluso Superficie di discontinuità frontale occlusa Fronte occluso Occlusione calda Superficie di discontinuità frontale occlusa Fronte occluso Occlusione fredda
  • 254. FRONTE: Occluso
    • Il F ronte F reddo è più veloce del F ronte C aldo
    • Il FF raggiunge il FC
    • Si forma il F ronte O ccluso
    • L’Occlusione può essere a carattere fredda o occlusione calda
  • 255. FRONTE: Occluso Freddo
    • L’ aria fredda che segue il fronte è più fredda di quella che precede il fronte
    • Si ha il sollevamento del fronte caldo
    • L’Aria calda intermedia è completamente sollevata.
    • Il vapore condensa e rilascia calore latente
    • Terminano gradualmente i processi di sollevamento dell’aria umida e il ciclone inizia a morire.
  • 256. FRONTE: Occluso Caldo
    • Aria fredda che segue il
    • fronte meno fredda di
    • quella che precede il fronte.
    • Si ha il sollevamento del fronte freddo
    • L’Aria calda intermedia è completamente sollevata.
    • Il Vapore condensa e rilascia calore latente
    • Terminano gradualmente i processi di sollevamento dell’aria umida ed il ciclone inizia a morire .
  • 257. CICLOGENESI ciclone extratropicale
    • Secondo la teoria norvegese il ciclone extratropicale si sviluppa seguendo varie fasi:
    Fase 1 : Sul fronte polare una massa d’aria fredda e una calda incontrandosi danno luogo ad un fronte stazionario. Fase 2: Il fronte si incurva dando luogo ad un’onda “instabile” e alla formazione dei fronti freddo e caldo. Fase 3 : Il fronte freddo raggiunge il fronte caldo dando luogo ad un’occlusione. Fase 4: L’occlusione evolve fino ad avere le masse d’aria disposte l’una al di sopra dell’altra in funzione della densità. Quindi il ciclone si dissolve .
  • 258. CICLOGENESI (ciclone extratropicale)
    • Fronte stazionario
    • Ondulazione F.P
    • Formazione fronti
    • Fronte occluso
    • e progressivo fine del processo
  • 259. Limite superiore della troposfera  1000 km LCF LCT QUADRO RIEPILOGATIVO F.C: Aria Stabile Grafica E. Commodari Cs Ci Ns As Cb Ns
  • 260.  
  • 261. Diminuzione della pressione, Aumento della temperatura, Ci in cielo, seguiti da Cs, As e Ns con conseguente pioggia a carattere continuo e intenso Temporali anche violenti seguiti da un rapido miglioramento del tempo, aumento della pressione, aria fredda Sprazzi di cielo sereno con presenza di cumuli isolati, leggera variazione della pressione di U e V QUADRO RIEPILOGATIVO Grafica E. Commodari B 996 992 1000 1004 1008 1012
  • 262. Fronte caldo fronte freddo il fronte freddo avanza più velocemente del fronte caldo perché la forza deviante di Coriolis è direttamente proporzionale al seno della latitudine
  • 263. Solitamente il fronte caldo precede il f. freddo Si assiste ad un aumento della temperatura, ad una diminuzione della pressione e a piogge di intensità moderata, ma persistenti
  • 264.
    • Si ha un breve intervallo di tempo sereno, poi giunge il fronte freddo:
    • la temperatura diminuisce bruscamente,
    • La pressione si alza,
    • Le piogge assumono carattere temporalesco.
  • 265.  
  • 266.  
  • 267.  
  • 268.  
  • 269. accompagnano specialmente i fronti freddi e i fronti occlusi (ma anche i fronti caldi) I temporali
    • In base alla genesi si dividono in temporali:
    • Frontali
    • Di massa
    temporali frontali instabilità di massa convettivi orografici advettivi
  • 270. I temporali …
    • Aria fredda in quota che scende nei bassi strati e al suolo
    • Umidità elevata nei bassi strati e al suolo
    • Caldo afoso accumulatosi in più giorni
    • Sono possibili ad ogni ora del giorno e in ogni stagione
    … frontali
    • Temporali da fronte freddo
    • Temporali da fronte caldo (più rari)
    • Temporali da occlusione
    • Temporali prefrontali
  • 271. Il cumulonembo (CB) è la sede dei temporali. Il CB è una nube a grande sviluppo verticale. 600 ft 36000 ft 3 - 10 km
  • 272. corpo consistente in una colonna di colore bianco grigiastro con contorni ben definiti sommità (incudine) di forma piatta e struttura cristallina Ad ogni livello la temperatura all’interno è maggiore di quella esterna Alla base vi sono gocce d’acqua Alla sommità vi sono gocce d’acqua sopraffusa e cristalli di ghiaccio base scura e ben marcata
  • 273.
    • Ogni Temporale può essere formato da una o più cellule temporalesche
    • Le cellule temporalesche hanno forma circolare od ellittica ed hanno un ciclo vitale di circa 1h
  • 274. Formazione di una nube temporalesca fase iniziale o di cumulo fase di massimo sviluppo o di pioggia fase di dissolvimento
  • 275. temporale
  • 276. Correnti:  tutte ascendenti  aumentano d’intensità con l’altezza  si spingono oltre la sommità del cumulo Fase iniziale o di cumulo
  • 277. Correnti:  discendenti nella parte della cellula ove hanno luogo le precipitazioni;  ascendenti nella rimanente parte e nella parte superiore del cumulo. Fase di massimo sviluppo o di pioggia MAX VELOCITA’: in media ca. 15 m/s ! A VOLTE, ANCHE 30 m/s !
  • 278. Correnti:  discendenti in gran parte della cellula  divergenti al suolo  diminuiscono progressivamente d’intensità con l’attenuarsi delle precipitazioni. Fase di dissolvimento
  • 279.  
  • 280. Evoluzione di nubi temporalesche
  • 281.  
  • 282. I fulmini
    • . Inoltre qualsiasi oggetto sospeso nell'atmosfera può innescare un fulmine, si sono osservati infatti fulmini
    • tra una nuvola e un aeroplano,
    • e tra un aeroplano e il suolo.
    • Queste scariche avvengono a causa di differenze di potenziale elettrico molto elevate nell'ambito dell'atmosfera.
    • I fulmini sono delle scariche elettriche improvvise e violente che si verificano
    • tra due nubi,
    • tra una nube e la superficie terrestre,
    • all'interno di una stessa nuvola
  • 283. Il fenomeno si manifesta con un effetto luminoso (lampo) ed uno sonoro (tuono) che non vengono percepiti simultaneamente dall'osservatore a causa delle diverse velocità di propagazione della luce (300.000 Km/s) e del suono (340 m/s). Il lampo viene visto pertanto quasi istantaneamente, mentre il tuono viene udito dopo un intervallo di tempo tanto più grande quanto più è distante il fulmine. Parafulmine involontario
  • 284. L'intensità elettrica di un fulmine varia tipicamente tra i 10 e i 200 kiloampere. Generalmente si descrive il fulmine come una singola scarica, ma sono molto frequenti i casi in cui si verifica una serie di scariche in rapida successione.
  • 285. Come nascono? Le grosse nubi temporalesche sono caricate positivamente nella parte più alta e nella parte più bassa e negativamente in una fascia centrale dove t = -15°C La nube funziona come un generatore elettrostatico in grado di separare le cariche di segno opposto in regioni diverse L’atmosfera terrestre è sede di un campo elettrico con cariche positive dirette verso la superficie terrestre, che è carica negativamente ; la d.d.p. media è 300 000volt. Questo campo viene perturbato dal passaggio della nube temporalesca.
  • 286.
    • Inizialmente dalla nube scende verso il suolo una scarica debole ed invisibile composta da ioni ( scarica guida ) ed avanza verso il basso con una velocità relativamente piccola (circa 105 Km/s), muovendosi a zig-zag crea un'intensa ionizzazione che predispone alla seconda fase;
    • Quando la scarica guida si avvicina al suolo, da quest'ultimo parte una scarica &quot;di ritorno&quot; diretta verso l'alto e composta da un flusso di cariche positive presenti sulla superficie terrestre.
    • Quando le due scariche si incontrano (ad un altezza media di 30-50 metri), esse segnano nell'aria una specie di scia di congiunzione tra cielo e terra; lungo tale via una intensa corrente elettrica -10 000 Ampere- risale verso la nube
  • 287.
    • La scarica di ritorno (return stroke) può durare da qualche decina a qualche centinaia di microsecondi e libera una quantità enorme di energia di tipo termico, ottico (lampo), acustico (tuono) ed elettromagnetico.
    • Il canale conduttore, creato dalla scarica guida, può ramificarsi in parecchie branche, lungo le quali si possono avere diverse scariche di ritorno giustificando così l'aspetto tutto ramificato del fulmine, simile alle radici di una pianta.
    • Spesso lungo il canale conduttore, dopo la prima scarica, si può avere un'altra scarica guida verso il basso, che innesca un secondo fulmine .
    • Questo può verificarsi più volte in uno o due secondi, causando l'effetto tremolante nella luce del lampo
  • 288.  
  • 289.  
  • 290.  
  • 291. FRONTE: METEOSAT
    • L’immagine del satellite METEOSAT mostra una perturbazione con il ramo occluso a nord dell’Inghilterra, il fronte freddo ad ovest e il fronte caldo ad est dell’Inghilterra.
  • 292. FRONTE: C onfronto carta di previsione al suolo e Meteosat
  • 293.
    • La perturbazione tende ad occludersi.
    • Le Alpi contribuisco a riparare l’Italia dagli effetti della perturbazione, come mostrato in dettaglio nella successiva diapositiva .
    FRONTE: ed orografia
  • 294. FRONTE: ed orografia
    • L’” effetto barriera ” delle Alpi blocca la vasta zona nuvolosa a Nord riparando l’Italia.
  • 295.  
  • 296.  
  • 297. Fronti e frontogenesi: la mappa al suolo Fronte caldo Occlusione calda Occlusione fredda Fronte freddo
  • 298. Simbologia sinottica
  • 299.
    • Tipi di cicloni:
    • extratropicali
    • I cicloni delle latitudini medie: perturbazioni molto estese e violente
    • I cicloni tropicali: i più violenti di tutto il mondo,situati tra i due tropici, hanno durata breve. Sono depressioni bariche, costituiti da un occhio, area di convergenza, calma e circonda ta da un anello esterno formato da nubi
  • 300. Osservare e analizzare la seguente immagine da satellite B B B
  • 301. Variazione stagionali dei fronti e delle zone di divergenza e convergenza
  • 302. Variazione stagionali dei fronti e delle zone di divergenza e convergenza
  • 303. Variazione stagionali dei fronti e delle zone di divergenza e convergenza
  • 304. Variazione stagionali dei fronti e delle zone di divergenza e convergenza
  • 305. Variazione stagionali dei fronti e delle zone di divergenza e convergenza
  • 306. DIVERSA DISTRIBUZIONE DEI FRONTI D’INVERNO E D’ESTATE Nella stagione estiva le zone perturbate (i fronti) si trovano spostati a Nord. Il principale centro d'azione A (anticiclone delle Azzorre) condiziona il percorso delle perturbazioni di provenienza atlantica e dirette verso Oriente (siamo nella regione dei venti occidentali) Il principale centro d'azione A (anticiclone delle Azzorre) condiziona il percorso delle perturbazioni di provenienza atlantica e dirette verso Oriente (siamo nella regione dei venti occidentali) Nella stagione invernale le perturbazioni sono spostate verso sud. Le cose cambiano nella stagione invernale quando l’anticiclone delle Azzorre è spostato verso sud e lascia scoperte le nostre regioni, che vengono investite dalle perturbazioni di origine atlantica.
  • 307. Su questo movimento agisce la forza di Coriolis per cui il movimento ascendente si trasforma in un vortice che nel nostro emisfero ruota in senso orario I cicloni extratropicali si estendono per migliaia di Km I cicloni tropicali per centinaia di Km Un fenomeno analogo esteso per poche centinaia di m produce una tromba d’aria ( o d’acqua ) o un tornado
  • 308. Genesi di una tromba d’aria
  • 309. Tromba d’aria a Pesaro Tromba d’acqua sul lago Maggiore
  • 310.
    • Cicloni extratropicali: venti nei quali l’aria si sposta da aree di maggiore pressione verso aree centrali a minore pressione
    • Il senso è antiorario nell’emisfero sett. ed orario nell’emisfero merid.
    • L’aria calda si raffredda e provoca abbondanti precipitazioni e nubi
  • 311. A seconda della regione vengono usati termini diversi per descrivere i cicloni tropicali:
    • Uragani nell’area caraibica
    • Tifoni nel sud-est asiatico
    • Cicloni nell'Oceano Indiano
    • &quot;Willy Willies&quot; in vicinanza dell'Australia.
    cicloni tifoni Willy willy uragani I cicloni tropicali
  • 312. Fattori alla base della formazione
    • Temperatura del mare al di sopra di 26.5°C dalla superficie a una profondità di almeno 50 m
    • una deviazione del flusso degli Alisei , che produce una convergenza dell’aria nei bassi strati.
    • una perturbazione del flusso dell’aria nella parte alta della Troposfera che produce divergenza orizzontale in corrispondenza della zona di convergenza nei bassi strati.
  • 313. Caratteristiche principali
    • Si originano in un sistema depressionario che ha un diametro di poche centinaia di km, al cui centro vi è un’anomala pressione bassa che spesso è inferiore ai 950 mb (gradienti barici alti)
    • I venti in un ciclone tropicale hanno velocità di circa 250km/h (potere distruttivo)
    • L’aria del vortice ciclonico ruota in senso antiorario nel nostro emisfero e in senso orario nell’emisfero australe
    • L’aria si sposta verso le latitudini maggiori, ma viene deviata verso est dagli alisei
  • 314. Diametro di poche centinaia di Km Pressione molto bassa al centro Velocità dei venti intorno ai 250 Km/h Iniziano in oceano aperto tra i 10° e i 20° di latitudine Cicloni tropicali/ uragani/ tifoni/ Willy Willies L’aria calda e umida salendo si riscalda ulteriormente rispetto all’aria circostante, grazie al calore latente di condensazione. L’energia fornita fa aumentare la velocità del vortice al suo centro si forma una depressione che richiama aria dall’alta troposfera occhio del ciclone
  • 315.
    • Muro dell’occhio: area intorno all’occhio del ciclone dove i venti e le precipitazioni sono più forti
  • 316. Ciclone tropicale equatore Tropico cancro alisei Aria calda e umida Aria calda e umida Occhio del ciclone Pioggia intensa Cielo sereno
  • 317.  
  • 318. Ciclone tropicale
  • 319. equatore Tropico cancro Tropico capricorno alisei alisei Moto dei cicloni tropicali nell’emisfero boreale
  • 320. tifone
  • 321.  
  • 322.  
  • 323.  
  • 324. Il ruolo dell’oceano nei processi climatici: la grande corrente termoalina globale
  • 325. CLIMA E l’insieme dei fenomeni meteorologici che caratterizzano lo stato medio dell’atmosfera in un dato luogo della superficie terrestre. Dipende da fattori ed elementi .
    • Fattori:
    • Latitudine
    • Vicinanza al mare
    • Presenza di catene montuose
    • Presenza di correnti
    Non variano variano
    • Elementi :
    • Temperatura
    • Pressione
    • Venti
    • Umidità e precipitazioni
  • 326. L'ALTITUDINE AGISCE SUL CLIMA. Ricorda il cambiamento di temperatura con l'altitudine. Le grandi catene di montagne, o barriere orografiche, hanno effetti notevoli sull'andamento della circolazione dell'aria su grande scala: incanalano i movimenti dell'aria e modificano fronti e cicloni.Montagne che corrono parallele alle coste oceaniche di un continente, come le Ande e le Montagne Rocciose delle due Americhe, impediscono all'aria marina di penetrare all'interno. D'altro canto l'aria polare d'inverno può spazzare le pianure centrali dell'America Settentrionale fino a danneggiare le culture di agrumi della California. Montagne che attraversano un continente nel senso Est-Ovest, come le Alpi e l'Himalaya, sbarrano la strada ai venti del Nord. La presenza di rilievi elevati influisce anche sulla distribuzione dell'umidità: nelle regioni montuose cadrà sulle superfici sopravvento delle barriere orografiche, e poca pioggia cadrà sul versante sottovento, dove l'aria arriverà asciutta. Quando una zona arida si trova sul versante sottovento di una barriere orografica, si dice che la montagna crea una zona d'ombra delle precipitazioni .È così ora chiaro perché la regione arida dell'America Settentrionale è così vicina all'Oceano Pacifico, contrariamente al quella dell'Eurasia, tra i 40° e i 50° di latitudine Nord.
  • 327. CLASSIFICAZIONE DEI CLIMI
        • .
    Ogni luogo della Terra è caratterizzato da una particolare combinazione di fattori ed elementi climatici. È perciò difficile classificare in modo schematico i climi, perché non sono nettamente delimitati, ma spesso si ha il passaggio graduale da un clima all'altro. Tra le classificazioni più accreditate, segnaliamo quella di Wladimir Kóppen (che fece numerosi studi a partire dalla fine dell'Ottocento). Egli contrassegnò i tipi di clima con una formula climatica, costruita mediante lettere maiuscole e minuscole, indicanti particolari caratteristiche. In base alla temperatura Kóppen classificò il climi in base alla temperatura ealla presenza o meno di una stagione arida. .
  • 328.   (definizione secondo la legislazione italiana: DPCM n. 145 del 28/5/1983) “ Ogni modificazione della composizione o stato fisico dell’aria atmosferica dovuta alla presenza di una o più sostanze in quantità e con caratteristiche tali da alterare le normali condizioni ambientali e di salubrità dell’aria, da costituire pericolo, ovvero pregiudizio diretto o indiretto per la salute dell’uomo, da compromettere le attività ricreative e gli altri usi legittimi dell’ambiente, da alterare le risorse biologiche e gli ecosistemi ed i beni materiali pubblici e privati”.   Inquinamento atmosferico
  • 329. FONTI
    • Naturali
    • attività vulcanica,
    • processi di erosione del suolo,
    • decomposizione di materia organica
    • Legate alle attività umane
    •  Processi di combustione : autoveicoli, impianti di riscaldamento domestici, impianti industriali, inceneritori, ecc.
    •    Lavorazioni industriali
    • Traffico motorizzato : usura e dispersioni di materiali dal manto stradale, pneumatici,
    • Fughe accidentali di materiali tossici e radioattivi
  • 330. PRINCIPALI FONTI DI INQUINAMENTO ATMOSFERICO Fonti di inquinamento atmosferico fisse mobili Impianti industriali Centrali elettriche Impianti riscaldamento Automezzi Aerei Navi e natanti
  • 331. Inversioni di temperatura NESSUNA INVERSIONE INVERSIONE DI TEMPERATURA
  • 332. Principali SOSTANZE INQUINANTI
    • B iossido di zolfo : provoca danni all’apparato respiratorio e circolatorio (attacchi d’asma, bronchiti, ecc.)
    • ossidi di azoto : provoca problemi all’apparato respiratorio simili a quelle provocati dall’ozono.
    • Monossido di carbonio CO : interferisce con la capacità del sangue di trasportare ossigeno al cervello, al cuore e ai tessuti;
    • Idrocarburi incombusti,
    • piombo, effetti sul SNC (in particolare dei bambini), sulla funzionalità renale, sul sist. immunit. forse cancerogeno;
    • Benzene : agente cancerogeno e mutageno;
    • Ozono: interferisce con i tessuti dell’apparato respiratorio creando infiammazioni, difficoltà respiratorie e provocare casi d’asma;
    • PST e PM10: provocano patologie del tratto respiratorio .
  • 333. biossido di zolfo viene facilmente assorbito dalle mucose del naso e del tratto superiore dell’apparato respiratorio A basse concentrazioni gli effetti del biossido di zolfo sono principalmente legati a patologie dell’apparato respiratorio come bronchiti, asma e tracheiti e ad irritazioni della pelle, degli occhi e delle mucose . Concentrazioni maggiori di 5 g/mc producono asfissia tossica con morte per collasso cardiocircolatorio.
  • 334. Ossidi di azoto(NO X )
    • l'azoto molecolare (N 2 ), presente nell'aria che brucia insieme al combustibile, si ossida a monossido di azoto (NO).
    • Nell'ambiente esterno il monossido si ossida a biossido di azoto (NO 2 ), che è quindi un inquinante secondario,
    Causa irritazioni alle vie respiratorie . Contribuisce ad originare lo smog fotochimico e le piogge acide Per lunghe esposizioni a dosi elevate, può causare enfisemi polmonari e diminuzione della resistenza alle infezioni batteriche .
    • Si generano a causa dei processi di combustione,
  • 335.
    • L’ ossido di carbonio ( CO )
    • o monossido di carbonio
    • è un gas incolore, inodore,
    • infiammabile, e molto tossico.
    • Si forma durante le combustioni delle sostanze organiche, quando sono incomplete per difetto di aria (cioè per mancanza di ossigeno).
    • Viene prodotto anche dal fumo di sigaretta
    • La sua pericolosità è dovuta alla formazione con l’emoglobina del sangue di un composto fisiologicamente inattivo, la carbossiemoglobina , che impedisce l’ossigenazione dei tessuti.
    • A basse concentrazioni provoca emicranie, debolezza diffusa, giramenti di testa; a concentrazioni maggiori può provocare esiti letali.
  • 336.
    • L’ozono è un gas tossico di colore bluastro, costituito da molecole instabili formate da tre atomi di ossigeno (O3).
    • È un inquinante secondario che si origina per reazioni chimiche, favorite dalla radiazione solare, tra inquinanti primari che vengono immessi direttamente nell'atmosfera, quali gli ossidi di azoto e gli idrocarburi, che svolgono la funzione di precursori.
    • Gli effetti sull’uomo di una eccessiva esposizione all’ozono riguardano essenzialmente l’apparato respiratorio e gli occhi.
    È il principale indicatore della presenza di smog fotochimico. L’ozono stratosferico è utile L’ozono troposferico è dannoso Aumenta in estate
  • 337. IL PARTICOLATO Polveri inalabili (PM 10) e Polveri respirabili (PM 2,5)
    • Si formano nelle combustioni (particelle incombuste); nelle aree urbane sono generate dalle centrali termiche e dagli autoveicoli. Fanno parte di questa categoria anche le polveri prodotte dall'abrasione dei freni, degli pneumatici, del manto stradale.
    • La loro pericolosità è però soprattutto dovuta alle sostanze nocive che contengono o che su di esse sono adsorbite: ad esempio, piombo, vanadio, cromo, amianto, Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA).
  • 338. Deposizione dei PM nell’albero respiratorio Fino a 10 μ : deposizione alte vie respiratorie (Naso, bocca, gola) Tra 2,5 e 10 μ : bronchi <2,5 μ : bronchioli e alveoli polmonari IMPATTO SULLA SALUTE Gli effetti sull’uomo dipendono dalla natura delle particelle e dal luogo di deposizione nell’albero respiratorio. Determinano un incremento della mortalità e dei ricoveri ospedalieri per malattie cardiache e respiratorie, in particolare negli anziani, bambini, portatori di patologie cardiopolmonari, asma e malattie infettive respiratorie.
  • 339.
    • A livello mondiale si stima che il particolato aerodisperso sia causa di circa il:
    •  
    • 5 % della mortalità per tumori della trachea, bronchi e polmone.
    • 2 % della mortalità cardiorespiratoria.
    • 1 % della mortalità per infezioni respiratorie.
    EMISSIONI AUTOVEICOLARI I diesel sono le principali sorgenti di particelle “fini” (0.1-2.5 mm) e “ultrafini” (<0.1mm) nelle aree urbane. Il particolato autoveicolare è di matrice carboniosa sulla quale vengono adsorbiti centinaia di composti tossici mutageni e/o cancerogeni (es. IPA, benzene, formaldeide).
  • 340. Tra i combustibili per autotrazione il metano non genera particelle ultrafini, mentre gasolio e biodisel (miscela di gasolio e olio vegetale) producono il 20% del particolato totale.
  • 341. CENTRALINE DI MISURA Centraline installate in Emilia-Romagna La caratteristica principale degli analizzatori degli inquinanti atmosferici è quella di determinare, in modo automatico e continuo sulle 24 ore, la misura della sostanza in esame, con elevata sensibilità, anche quando presente in basse concentrazioni
  • 342.
    • Valore limite :
    • livello fissato in base alle conoscenze scientifiche al fine di evitare, prevenire o ridurre gli effetti dannosi sulla salute umana o per l´ambiente nel suo complesso.
    • Livello di allarme :
    • livello oltre il quale vi è un rischio per la salute umana in caso di esposizione di breve durata e raggiunto il quale si deve immediatamente intervenire.
  • 343. VALORI LIMITE 125  g/m 3 da non superare più di 3 volte in un anno 24 ore Valore limite di 24 ore per la protezione della salute umana 350  g/m 3 da non superare più di 24 volte in un anno 1 ora Valore limite orario per la protezione della salute umana Valore limite Periodo di mediazione SO 2 40  g/m 3 per NO 2 30  g/m3 per NO x 1 anno Valore limite annuale per la protezione della salute umana 200  g/m 3 Da non superare più di 18 volte per un anno civile 1 ora Valore limite orario per la protezione della salute umana Valore limite Periodo di mediazione NOx
  • 344. VALORI LIMITE 40  g/m 3 1 anno Valore annuale per la protezione della salute umana 50  g/m 3 da non superare più di 35 volte in un anno 24 ore Valore limite di 24 ore per la protezione della salute umana Valore limite Periodo di mediazione PM10
  • 345. benzene
    • è utilizzato come additivo antidetonante nelle benzine senza piombo ed anche nelle benzine &quot;super&quot;.
    • Il benzene è contenuto in concentrazioni abbastanza elevate anche nel fumo di sigaretta e in quantità non trascurabili in diversi cibi .
    • danni di tipo tossicologico : anemia, linfopenia, trombocitopenia, pancitopenia;
    • effetto cancerogeno : leucemie (e con meno evidenza epidemiologica mieloma multiplo e linfomi);
    • danni genetici , a livello dei cromosomi.
  • 346. SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3 La pioggia è normalmente acida per la presenza della CO 2 +H 2 O = H 2 CO 3 PH=5,6 NOx + H 2 O = HNO 3 ACIDIFICAZIONE DEL SUOLO NOx CO 2 SO 2 Piante colpite dalle piogge acide
  • 347. Le piogge acide
    • EFFETTI:
      • Devastanti sui corpi idrici e flora in generale
      • Riduzione dell’attività di fotosintesi
      • Deterioramento delle strutture edili
    • CAUSE:
      • Anidride solforosa da scarichi industriali e in generale da combustione di carbone e derivati del petrolio
      • Ossidi di azoto da motori dei veicoli e combustione del metano
  • 348. PIOGGE ACIDE Nel Nord America e nel Nord Europa , a causa di questo fenomeno si è avuta una riduzione delle foreste . Ogni anno sul suolo svedese cadono, con la pioggia, migliaia di tonnellate di zolfo; più della metà dei boschi tedeschi e inglesi è gravemente malata; in Italia le piogge acide hanno già danneggiato il 10% del patrimonio boschivo. riescono a corrodere il calcare dei monumenti, e sono sono dannose per le piante sia in modo diretto che attraverso l ’acidificazione del suolo .
  • 349. SMOG FOTOCHIMICO Lo smog fotochimico si verifica nelle giornate con particolari condizioni meteorologiche climatiche e con forte insolazione. Gli ossidi di azoto (NOx) e i composti organici volatili (VOC), in atmosfera vanno incontro ad un complesso sistema di reazioni fotochimiche indotte dalla luce ultravioletta presente nei raggi del sole. Il tutto porta alla formazione di: Ozono ( O 3 ) Perossiacetil nitrato ( PAN ) Perossibenzoil nitrato ( PBN ) Aldeidi e centinaia di altre sostanze Lo smog fotochimico è facilmente individuabile per il suo caratteristico colore che va dal giallo-arancio al marroncino, per il fatto che nell’aria sono presenti grandi quantità di biossido d’azoto . Il termine smog deriva da: SMOKE (fumo) e FOG (nebbia), A Londra tra il 4 e il 9 dicembre 1952 lo smog provocò la morte di 4000 persone.
  • 350. CONDIZIONI AMBIENTALI Perché si manifesti lo smog fotochimico devono verificarsi precise condizioni ambientali che comprendono:  La presenza della LUCE SOLARE  Una temperatura di ALMENO 18° C, necessaria perché molte delle reazioni del processo di formazione dello smog fotochimica richiedono specifiche energie di attivazione.  La presenza di COMPOSTI ORGANICI VOLATILI (VOC).  La presenza di OSSIDI DI AZOTO. LA FORMAZIONE
  • 351.
    • Negli ultimi anni sono state improntate strategie di intervento finalizzate al raggiungimento di uno sviluppo sostenibile.
    • Sono state organizzate diverse conferenze internazionali sul clima e sono stati stipulati accordi come il famoso protocollo di Kyoto firmato da molti paesi a livello internazionale che prevede la riduzione entro il 2012 dell’8% di 6 gas serra .
    • Gli studiosi si dividono in due orientamenti di pensiero:
    • quelli secondo i quali bisogna prendere seri provvedimenti per ridurre le emissioni, altrimenti si andrà verso cambiamenti climatici irreversibili;
    • quelli più ottimisti che ritengono l’attuale aumento della temperatura legato ai normali cicli climatici influenzati dalle macchie solari e comunque dall’attività solare, fenomeni che dipendono dall’intensità del campo magnetico solare.
  • 352.
    • il radon viene generato in continuazione dagli elementi radioattivi presenti in tutti i costituenti della crosta terrestre, in modo particolare nelle rocce di origine vulcanica come le lave, le pozzolane, i tufi, il granito ed il porfido.
  • 353.
    • il radon è un gas che può facilmente penetrare all’interno dei polmoni
    • Nei polmoni le particelle alfa che si liberano in seguito al decadimento del radon e della sua progenie possono danneggiare il DNA e l’RNA delle cellule.
    • Se i naturali meccanismi di riparazione degli acidi nucleici (DNA e RNA) non sono in grado di riparare tutti i danni causati da queste radiazioni alfa allora vi è la possibilità che il tutto possa portare alla formazione di un tumore ai polmoni.
  • 354. indagine nazionale sulla esposizione al radon nelle abitazioni. Il valore della concentrazione media è risultato: 70 Bq/m 3 Valore relativamente elevato rispetto alla media mondiale valutata intorno a 40 Bq/m 3 e a quella europea di circa 59 Bq/m 3 .
  • 355.  
  • 356. Asbestosi le fibre di amianto provocano una cicatrizzazione (fibrosi) del tessuto polmonare; ne conseguono irrigidimento e perdita della capacità funzionale. Le fibre di asbesto arrivano agli alveoli polmonari. La pericolosità delle fibre di asbesto è legata al diametro molto piccolo e a una lunghezza superiore a cinque millesimi di millimetro. Una parte dell'asbesto non riesce ad essere espulsa e resta negli alveoli dove provoca una irritazione (alveolite): sembra che questo sia il primo passo per l'instaurarsi di lesioni cicatriziali. La malattia insorge dopo un periodo di latenza di molti anni Nel corso degli anni si può giungere a quadri di insufficienza respiratoria gravissimi e infine mortali Non esiste una terapia specifica
  • 357. Perché il clima cambia? Poiché il clima è semplicemente il risultato dell’equilibrio energetico che si stabilisce tra energia che entra ed energia che esce dal nostro pianeta, il clima può cambiare: per cause esterne al sistema terrestre oppure per cause interne al sistema terrestre
  • 358. Cause esterne di variazione dell’energia entrante (cause astronomiche) Variazioni galattiche Rotazione della nostra galassia = 303 milioni di anni, Cambiamenti climatici, periodicità: 200 e 500 milioni di anni. Eccentricità dell’orbita terrestre Da quasi circolare a ellittica: la differenza energia solare entrante 30%. Cambiamenti climatici, periodicità: 96.000 anni e 413.000 anni Obliquità orbitale Inclinazione asse terrestre = 23.4° (osclillazione da 22° a 24.5°). Clima globale costante ma diversa distribuzione geografica del clima .
  • 359. Cause esterne di variazione dell’energia entrante (cause astronomiche) Precessione La precessione ha due componeti con periodicità 19 mila e 22 mila anni. Cambiamenti climatici ogni 22 mila anni circa ..
  • 360. Cause esterne di variazione dell’energia entrante (attività solare ) Oscillazioni solari Ciclo solare: 11 anni. Ciclo magnetico solare: ogni 22 anni circa Costante solare Variazioni con le macchie solari: + o - 0,07% entrante, 0,008% termico atmosfera
  • 361. Cause interne di variazione dell’energia uscente (geomorfologiche) Orogenesi Il processo che origina montagne e catene montuose e che si estende su tempi dell’ordine di decine e centinaia di milioni di anni. L’orogenesi modifica la circolazione delle correnti aeree, l’albedo della superficie terrestre ed i meccanismi di feedback climatici. Epirogenesi Il processo che origina la deriva orizzontale dei continenti ed i movimenti vericali delle zolle continentali (tettonica a placche). Tali movimenti modificano l’albedo planetaria, la circolazione oceanica, ed il trasporto di calore dall’equatore ai poli. Vulcanismo Le grandi emissioni vulcaniche di polveri ed aerosol riducono l’intensità della radiazione solare incidente e provocano un raffreddamento terrestre. Le grandi emissioni vulcaniche di gas serra ne provocano, invece, un riscaldamento, che spesso è controbilanciato dal raffreddamento concomitante prodotto degli alti gas emessi.
  • 362. Cause interne di variazione dell’energia uscente (fluidodinamiche e chimico-fisiche) Variazione della circolazione oceanica Gli oceani sono un immenso serbatoio di energia: di conseguenza se per qualsiasi motivo cambia la circolazione oceanica, cambia anche l’equilibrio del sistema climatico e cambia il clima. Variazioni della composizione dell’atmosfera La composizione dell’atmosfera regola la trasmissione, diffusione ed assorbimento sia della radiazione solare incidente, sia della radiazione emessa dalla terra verso lo spazio. Se, per qualsiasi motivo cambia la composizione dell’atmosfera, cambia anche l’equilibrio del sistema climatico e cambia il clima.
  • 363. Cause complessive dei cambiamenti climatici Il clima può cambiare su differenti scale di tempo che variano da pochi anni a molte centinaia di milioni di anni, a causa di: - fattori forzanti esterni, prevalentemente periodici (cause di origine astronomica - Milankovitch); - fattori forzanti interni, prevalentemente aperiodici (cause di origine terrestre); - fattori forzanti non lineari e feedbacks, prevalentemente casuali , derivanti da instabilità del sistema in relazione a sinergie dei fattori precedenti; - FATTORI FORZANTI UMANI, a partire da 8000 anni fa, ma soprattutto a partire dal 1850.
  • 364. E’ cambiato il bilancio energetico del sistema climatico negli ultimi 200 anni? Perché? Le corrispondenti variazioni degli indicatori del sistema climatico sono coerenti?
  • 365. Emissioni globali di carbonio Al 2006 in anidride carbonica: Emissioni globali = 26 Gt/anno. Assorbimenti globali = 11 Gt/anno Al 2006 in carbonio: Emissioni globali = 7,2 Gt/anno. Assorbimenti globali = circa 3 Gt/anno
  • 366. Come è stato modificato il ciclo del carbonio IPCC
  • 367. Emissioni ed assorbimenti cumulati di CO2 espressa come C 100 384 TOTALE accumulato (232 ppm) 43 165 Accumulato nell’atmosfera (100 ppm) 31 118 Accumulato negli oceani (72 ppm) 26 101 Accumulato nella geosfera (60 ppm) 100 384 TOTALE emesso 36 140 Emesso da LULUCF 64 244 Emesso da combustione fossili % GtC Periodo 1750 - 2000