UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI BARI ESTRAZIONE DI FIRME SPETTRALI DI COPERTURE NUVOLOSE DA IMMAGINI SATELLITARI

Dimensione: px
Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI BARI ESTRAZIONE DI FIRME SPETTRALI DI COPERTURE NUVOLOSE DA IMMAGINI SATELLITARI"

Transcript

1 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI BARI FACOLTÀ DI SCIENZE CORSO DI LAUREA IN FISICA TESI DI LAUREA ESTRAZIONE DI FIRME SPETTRALI DI COPERTURE NUVOLOSE DA IMMAGINI SATELLITARI Relatori: Chiar.mo Prof. Francesco Posa Dott.ssa Claudia Notarnicola Laureando: Gennaro Cappelluti ANNO ACCADEMICO

2

3 Indice Capitolo 1 Introduzione 1.1. Le previsioni meteorologiche Le applicazioni Il lavoro svolto 9 Capitolo 2 La fisica dell'atmosfera 2.1. L'atmosfera La circolazione generale dell'atmosfera Le nuvole 22

4 Capitolo 3 Il telerilevamento 3.1. L'interazione radiazione materia Il telerilevamento Le tecniche 75 Capitolo 4 I satelliti meteorologici 4.1. I satelliti meteorologici Le bande meteorologiche I sensori 96 Capitolo 5 La determinazione della copertura nuvolosa 5.1. Il Progetto Nowcasting L'algoritmo per la determinazione della copertura nuvolosa 116

5 Capitolo 6 Conclusioni 6.1. I risultati ottenuti Gli sviluppi futuri 175 Riferimenti bibliografici 177 Appendice I programmi realizzati 1. I programmi per la creazione delle matrici ρ, T, L I programmi della fase di training I programmi per la produzione dei cloud mask 216

6

7 Capitolo 1 Introduzione 1.1. Le previsioni meteorologiche La meteorologia come scienza e le previsioni del tempo come sua principale applicazione sono sviluppi relativamente recenti della vecchissima passione dell'uomo per l'osservazione dell'universo e della natura. La nascita del telegrafo, e con esso delle moderne telecomunicazioni, viene comunemente associata alle prime osservazioni organizzate dell'atmosfera che ci circonda. Fino a quel momento, infatti, le sole comunicazioni postali avevano reso quantomeno problematico il compito di radunare rapidamente nello stesso luogo tutte le misure atmosferiche effettuate contemporaneamente o quasi. Tali misure, principalmente di pressione e temperatura, sono poi rimaste confinate vicino al suolo fino all'avvento del volo commerciale che, assieme alle sempre pressanti richieste del mondo militare, ha rappresentato subito un'importante sorgente di sviluppo per la neonata meteorologia (meteorologia deriva da meteora, cosa che cade dal cielo, come la pioggia). Nei primi decenni del Novecento si è venuta quindi sviluppando una rete osservativa mondiale che ha posto le basi della moderna meteorologia operativa. Tale rete di osservazioni al suolo e in quota (queste ultime effettuate inizialmente con i soli palloni sonda) permetteva di fotografare la situazione dell'atmosfera ad istanti regolari, una o due volte al giorno, almeno attraverso alcuni parametri fisici - 1 -

8 Introduzione fondamentali come pressione, temperatura, umidità e velocità del vento. Soprattutto all'inizio, però, tali "istantanee" dello stato dell'atmosfera risultavano come sfocate, a causa sia dell'enorme scarsità di dati che delle tecniche, molto primitive, di analisi di tali dati. C'era chiaramente bisogno di strumenti più potenti, affidabili ed oggettivi. Le basi fisico-matematiche per sviluppare questi strumenti erano note da tempo. L'atmosfera è un fluido e come tale si comporta, seguendo le leggi classiche della meccanica e della termodinamica, leggi che, in linea di principio, sono ben note. Che cosa mancava allora? Mancava quella che con la terminologia moderna si chiama la potenza di elaborazione. Le leggi che regolano l'evoluzione dello stato dell'atmosfera (ma anche di quello degli oceani) sono leggi note con un notevole grado di precisione, ma complesse e che si esprimono attraverso equazioni matematiche difficili (o meglio, onerose) da risolvere, ma non certo impossibili. Il problema è rimasto praticamente inaffrontato sino all'avvento degli elaboratori elettronici che, dapprima timidamente verso gli anni cinquanta e poi via via sempre più prepotentemente, si sono imposti come la soluzione al problema. La simbiosi tra previsioni meteorologiche e sviluppo di strumenti di elaborazione automatica sempre più potenti è stata sin dall'inizio così forte da far giocare alla meteorologia applicata, assieme alla fisica nucleare (la bomba atomica, per intendersi), il ruolo di disciplina trainante nella richiesta, rivolta all'industria dei supercomputer, di sempre maggior potenza di calcolo. E i satelliti? Si sente sempre dire che le previsioni meteorologiche le fanno i satelliti (affermazione peraltro inesatta, se non sbagliata), ma in realtà il ruolo degli Sputnik in questa impresa è stato importantissimo all'inizio, negli anni sessanta-settanta. Tale ruolo si è paradossalmente molto ridimensionato negli anni ottanta per ridecollare poi dalla fine degli anni ottanta in avanti, fino ad arrivare oggi a costituire la principale speranza per il futuro miglioramento qualitativo delle previsioni meteorologiche. All'inizio il solo fatto di vedere la mappa del tempo, con le nubi, i fronti, la nebbia, ha letteralmente scioccato i meteorologi, aggiungendo ai limitati dati a loro disposizione un ausilio assolutamente formidabile, capace non solo di fotografare (ora in senso letterale) lo stato dell'atmosfera in tempo reale o quasi, ma addirittura di mostrare l'evoluzione animata delle ultime ore, permettendo quindi una estrapolazione soggettiva ragionata di tale - 2 -

9 Introduzione evoluzione per almeno altre 24 ore. Ciò ha aumentato enormemente, attorno agli anni settanta, la qualità oltre che la presentabilità televisiva delle previsioni a breve periodo (24-48 ore appunto) per il grande pubblico. Man mano però che i previsori si andavano assuefacendo alla meraviglia rappresentata dalla vera fotografia della mappa del tempo, ci si rendeva rapidamente conto che sfruttare le potenzialità, subito intuite da molti, insite nelle misure remote effettuate da piattaforma satellitare era compito tutt'altro che semplice. I satelliti, infatti, oltre a fotografare la superficie terrestre in bianco e nero (per la delizia dei previsori e dei meteomaniaci), effettuano moltissime misure di radianza (come a dire luminosità, proveniente dalla superficie sottostante, anche se non necessariamente a lunghezze d'onda visibili) dalle quali è possibile derivare indirettamente stime di temperatura ed umidità dell'atmosfera. Per non parlare della possibilità di valutare la velocità del vento sugli oceani tropicali misurando gli spostamenti delle nubi cumuliformi da due foto satellitarie prese in rapida sequenza. Proprio in queste misure indirette di parametri atmosferici stava e sta tuttora l'enorme potenziale meteorologico dei satelliti. Per molti, troppi anni però queste misure remote sono state di utilità limitata (limitatissima, se rapportati al loro costo) alla meteorologia previsionale. Per migliorare la situazione ci sono volute successive generazioni di satelliti meteo (ognuna costata cifre mirabolanti, quasi sempre giustificate sulla base di promesse mai mantenute appieno, almeno sino a pochissimi anni fa), nuovi strumenti di misura (essenzialmente però sempre radiometri) molto più articolati e sofisticati. Ma al di sopra di tutto è stato indispensabile lo sviluppo di tecniche matematiche assolutamente nuove di estrazione dell'informazione meteorologica dai dati da satellite per portare la situazione a quella che è oggi. Si è finalmente in vista di una meteorologia osservativa da satellite in grado, se non di sostituire (per questo ci vorrà molto più tempo, se mai avverrà), almeno di relegare in secondo piano le misure meteorologiche classiche effettuate dalla superficie del pianeta con gli strumenti della capannina meteo e delle radiosonde trascinate verso l'alto dai palloni gonfi di elio. Come si producono dunque oggi le previsioni meteorologiche? Il problema si affronta come quello della previsione del comportamento di un fluido (la mistura di gas chiamata atmosfera) la cui dinamica sia regolata dalle leggi classiche della fisica ed il cui stato iniziale sia - 3 -

10 Introduzione noto. In fisica questa situazione viene in genere descritta come la soluzione di un problema alle condizioni iniziali. Si scrivono le equazioni prognostiche dell'evoluzione dei campi tridimensionali (nel senso di latitudine, longitudine e altezza) di quei parametri come temperatura, pressione, umidità e velocità del vento, che descrivono lo stato dell'atmosfera, supponendo di conoscerne i valori in un certo istante che chiameremo appunto iniziale. Queste equazioni, che esprimono le leggi di conservazione di massa, energia e quantità di moto, rappresentano in verità un sistema di equazioni differenziali alle derivate parziali di notevole complessità e devono quindi venire, come si dice, discretizzate, ridotte cioè ad un problema algebrico che possa essere affrontato con le tecniche del calcolo numerico. Il tutto viene poi dato in pasto a supercalcolatori, che risolvono il problema, calcolando per un numero N abbastanza grande di istanti successivi i valori dei campi tridimensionali degli stessi parametri (sempre temperatura, pressione, ecc.), fino a raggiungere il momento voluto nel futuro. Il prodotto della fatica elettronica del calcolatore, espresso in termini di quegli stessi campi tridimensionali globali (che ricoprono cioè tutta la terra), calcolati per l'istante futuro è la previsione. Il calcolatore non solo calcola, ma naturalmente grafica in due o tre ed anima in quattro dimensioni, temperatura, pressione, umidità, vento, nuvolosità, precipitazione e quant'altro il previsore desideri. A colori, naturalmente. Allora, dove sta il problema? Perché spesso non piove quando dovrebbe e l'atmosfera si dimostra così spesso poco disposta a collaborare, comportandosi talvolta molto diversamente da come sarebbe lecito attendersi? Gli errori; il problema sono gli errori che commettiamo nel risolvere il complicato intreccio fisico-matematico che porta alla pioggia di domani. Sono tanti questi errori che si fa fatica ad elencarli tutti. Proviamo a cominciare dall'inizio, cioè dalle condizioni iniziali. La fotografia dello stato dell'atmosfera oggi alle 12 GMT (il mezzogiorno del tempo medio di Greenwich), che è ciò che ci serve per partire verso la previsione per domani, dopodomani e così via, è una foto difficile da prendere. Le stazioni osservative non sono tante (costano troppo da mantenere). Gli spazi lasciati vuoti, soprattutto sugli oceani, significano errori sulle condizioni iniziali. Gli strumenti di misura usati, naturalmente, non sono perfetti, e anche questo non aiuta. Gli errori di misura associati, per esempio, ad una temperatura dell'aria misurata indirettamente da satellite sono molto più - 4 -

11 Introduzione grandi (il doppio, il quadruplo) di quelli associabili ai termometri di uso quotidiano. Le equazioni prognostiche: non sono certo perfette, sono state derivate sulla base di approssimazioni, o per renderle affrontabili o perché non conosciamo ancora proprio bene certi processi fisici, per esempio come le goccioline si mettono insieme per fare la pioggia, o come gli aghi di ghiaccio che formano i cirri interagiscano con la radiazione solare. I metodi matematici di soluzione delle equazioni. Altre approssimazioni che vanno a sommarsi, a moltiplicarsi, ad interagire con tutte le altre. Ed ancora, la potenza di elaborazione elettronica digitale che si ha a disposizione non è infinita. È la massima disponibile, in genere, ma non è certo infinita. Questo ci costringe a rappresentare l'atmosfera come composta di tanti parallelepipedi di qualche chilometro in orizzontale e qualche centinaio di metri in verticale. Se questi domini potessero essere di 1 m per 1 m per 1 cm sarebbe probabilmente molto meglio. Sfortunatamente, la previsione meteo per domani sarebbe pronta il mese prossimo, anche avendo a completa disposizione il supercomputer più potente del mondo (situazione questa peraltro realistica al centro meteorologico europeo di Reading, in Inghilterra, che produce le previsioni meteo globali sino a 8-10 giorni usate in tutta Europa e quindi anche in Italia). Quindi ancora errori che vanno ad accumularsi e che poi, non contenti, crescono vertiginosamente al crescere della scadenza della previsione (previsioni a breve, ore, molto buone quasi sempre; previsioni a media, 3-7 giorni, abbastanza buone spesso; oltre la settimana le previsioni sono poco affidali). Un ultimo dettaglio (ma non tanto), per chiudere. Se l'atmosfera si comportasse in modo così regolare, tutti gli errori di cui sopra si sommerebbero tra loro, crescendo via via durante l'evoluzione della previsione in modo approssimativamente lineare. Saremmo perciò in una situazione nella quale dimezzando, per esempio, l'errore commesso sulle condizioni iniziali (migliorando per ipotesi gli strumenti di misura, mettendo in orbita più satelliti di ultima generazione, sviluppando nuovi algoritmi di analisi dati) saremmo praticamente certi di dimezzare l'errore della previsione, praticamente ad ogni scadenza. Ci troveremmo quindi in una situazione in cui potremmo, almeno in linea di principio, quantificare il costo di un Sistema osservativo previsionale globale in funzione di un dato errore di previsione (un errore considerato, per esempio, accettabile per le applicazioni del caso). Naturalmente le cose non - 5 -

12 Introduzione vanno affatto così, sarebbe troppo facile. C'è il problema della farfalla che sbatte le ali in California (o giù di lì) e provoca, dopo pochi giorni, un uragano in Indocina. L'atmosfera è infatti un sistema sì deterministico (il futuro è unica e diretta conseguenza del passato), ma non lineare (lo provano le equazioni di cui sopra, che conosciamo bene), addirittura caotico, cioè infinitamente sensibile alle condizioni iniziali. Questo significa non solo che gli errori iniziali crescono più rapidamente (il che tutto sommato potrebbe soltanto tradursi in costi più alti per una previsione di data accuratezza), ma qualcosa di ben più fondamentale: significa che dopo un tempo finito, caratteristico del sistema naturale atmosfera, due condizioni iniziali diverse tra loro per una quantità anche infinitesima (diversa da zero, ma piccola quanto si voglia, per esempio la differenza tra atmosfera con farfalla e atmosfera senza farfalla) saranno evolute in due stati atmosferici futuri (per esempio due previsioni eseguite con un sistema perfetto, esente da errori) diverse tra loro come due istanti scelti a caso. Viene stimato attualmente (stima peraltro soggetta a continue revisioni ed interminabili diatribe) che questo "limite deterministico di predicibilità" sia all'ordine di alcune (poche, due o tre) settimane. E si stima anche che la qualità delle migliori previsioni meteorologiche attuali (quelle del Centro Europeo), benché ancora ampiamente migliorabile, non sia poi più così lontana da questo limite come lo era, diciamo, venti anni fa. Comincia a porsi quindi il problema di come impiegare al meglio le nostre future risorse (quelle a disposizione dei servizi meteorologici nazionali e regionali, per intendersi). Se soltanto affinando ulteriormente la punta della matita (migliorando cioè al limite del possibile le condizioni iniziali, le equazioni, le tecniche di soluzione, il dettaglio dei modelli e così via) oppure cominciando anche a pensare, in modo più originale e fantasioso, se non sia il caso di abbandonare la matita e comperarsi una biro, cioè progettando e sviluppando approcci completamente nuovi, come l'approccio stocastico-dinamico (di tipo Monte Carlo), nel quale lo stesso modello numerico viene integrato non una ma decine (forse presto anche centinaia) di volte a partire da condizioni iniziali pressoché (ma non proprio) identiche, per fornire non una sola previsione deterministica, ma uno spettro di possibili scenari evolutivi, ognuno specificato dalla sua probabilità di realizzazione [1]

13 Introduzione 1.2. Le applicazioni La meteorologia e la società Lo strato atmosferico che interessa maggiormente i meteorologi è la troposfera (la parte più vicina alla superficie terrestre) e ciò che comunemente viene chiamato il "tempo meteorologico" è lo stato in un dato istante di tale porzione di atmosfera. Esso non va confuso con il clima, che è lo stato dell'atmosfera in un periodo molto lungo. Per prevedere l'evolversi della situazione meteorologica è necessario analizzare ed elaborare una serie di dati, come la temperatura, l'umidità e la pressione atmosferica. Inoltre vanno tenuti in considerazione i venti, le correnti e le idrometeore (tutti i fenomeni atmosferici che riguardano la condensazione del vapore acqueo, come le nubi e le precipitazioni di pioggia, neve e così via). Al tempo meteorologico sono collegati enormi interessi: turismo, navigazione aerea e marittima, agricoltura, sicurezza del traffico, commercio. E servono previsioni sempre più mirate: sulle precipitazioni per la Protezione Civile, sulle grandinate per gli agricoltori, sulla neve per chi scia, sul rischio valanghe per gli alpinisti, sul microclima metropolitano per i cittadini, sulle correnti in quota per il volo a vela e gli appassionati di parapendio, sulle condizioni locali del mare per i pescatori e i naviganti del tempo libero, etc. Inoltre, la meteorologia è la premessa per comprendere le cause e risolvere grandi problemi planetari quali le variazioni climatiche, la desertificazione, l'aumento di precipitazioni intense alle medie latitudini. La meteorologia è, senza dubbio, una specializzazione della geofisica, in quanto ne condivide il fine: spiegare i fenomeni naturali in termini fisici. La strada maestra che porta alla meteorologia passa quindi per la fisica ed in particolare dal telerilevamento

14 Introduzione Le previsioni meteorologiche ed il volo Poiché il volo degli aerei di linea si svolge in alta quota (e quindi al di sopra delle nubi e delle perturbazioni atmosferiche), potrebbe sembrare che nell'ambito del volo di linea avere informazioni sullo stato meteorologico non sia indispensabile. Questo, però, non è affatto vero, in quanto tali dati sono necessari sia per garantire che le operazioni di decollo e di atterraggio (che hanno luogo, invece, a bassa quota) si svolgano in piena sicurezza che per conoscere le caratteristiche dei venti in quota (di fondamentale importanza per l'economia di esercizio). I piloti sportivi, a causa delle limitazioni insite nella categoria degli aerei da turismo (che non consentono di raggiungere quote elevate né di affrontare tutte le avversità atmosferiche), sono ancor più interessati ad una conoscenza approfondita della meteorologia. I dati meteorologici e l'agricoltura Il dati meteorologici forniscono utili indicazioni per migliorare l attività agricola. Per esempio, i dati di radiazione solare, di temperatura, di umidità dell'aria e di intensità del vento, consentono di stimare con accuratezza le perdite di acqua dalla coltura all'atmosfera, attraverso il processo fisico noto con il nome di evapotraspirazione (evaporazione per quanto riguarda il terreno e traspirazione da parte delle piante). Fornire alla coltura il giusto quantitativo d'acqua, significa: nel caso di sottostima del fabbisogno idrico, ridurre il rischio di far soffrire le piante per scarso apporto irriguo; nel caso di sovrastima del fabbisogno idrico, ridurre gli sprechi d'acqua, il lavoro umano, l'energia consumata, la diluizione dei fertilizzanti (e quindi l'inquinamento delle falde acquifere), il rischio di malattie a carico dell'apparato radicale delle piante dovute al ristagno di acqua nel terreno

15 Introduzione I dati di temperatura ed umidità dell'aria (ed eventualmente di altri parametri, a seconda delle diverse colture), poi, consentono di stimare con accuratezza e tempestività il ciclo di sviluppo degli agenti biotici negativi (insetti, funghi, ecc.), individuando il momento di massima dannosità. La conoscenza di questo dato consente di ottimizzare l'uso degli agenti chimici antagonisti, minimizzando l'impatto ambientale. Poter disporre delle informazioni appena descritte significa, in definitiva, aumentare la quantità e la qualità del raccolto Il lavoro svolto Nel presente lavoro di tesi è stata sviluppata una procedura automatica per la determinazione della copertura nuvolosa a partire da immagini telerilevate dal sensore MODIS montato a bordo della piattaforma MODIS Terra [2]. Lo scopo principale dello sviluppo di questa procedura è l inserimento delle mappe di copertura nuvolosa prodotte all interno di algoritmi per la previsione delle condizioni atmosferiche sia a brevissimo che a breve termine. La tesi si articola in sei capitoli. Nel primo capitolo è descritto brevemente l utilizzo degli studi meteorologici che si ha in numerosi campi delle attività umane e viene introdotta la problematica in cui si situa questo lavoro. Il secondo capitolo descrive l atmosfera ed i suoi fenomeni, con riferimento particolare ai processi di formazione delle nubi ed alla loro classificazione. Questa parte risulta particolarmente utile nella spiegazione dell interazione fra radiazione e materia e delle tecniche di telerilevamento, dove la rilevazione dalla componente nuvolosa è di primaria importanza. Tale tematica è affrontata nel terzo capitolo. Nel quarto capitolo vengono descritti il sensore MODIS e vengono enunciate le principali caratteristiche della nuova generazione di satelliti METEOSAT [3]. Il quinto capitolo introduce la problematica della determinazione della copertura nuvolosa e lo stato dell arte in cui si inserisce il lavoro sviluppato

16 Introduzione Viene dato particolare risalto alla metodologia sviluppata e alla descrizione della procedura utilizzata. I risultati ottenuti e gli eventuali sviluppi futuri, infine, sono inseriti nel sesto capitolo. Nell appendice sono proposti i codici dei programmi sviluppati per l automazione della procedura

17 Capitolo 2 La fisica dell'atmosfera 2.1. L atmosfera I più grandi pianeti del Sistema Solare (Giove, Saturno, Urano e Nettuno) hanno un atmosfera composta in gran parte da idrogeno, vapore acqueo, anidride carbonica, ammoniaca e metano. Anche la Terra, quando 4,5 miliardi di anni fa si è formata insieme a tutto il Sistema Solare, aveva un atmosfera simile, ma la comparsa della vita ne ha cambiato radicalmente la composizione. L atmosfera terrestre è composta da una miscela di gas chiamata aria ed i suoi componenti principali sono riportati in Tabella 2.1. Tabella 2.1: Le principali sostanze presenti nell'atmosfera

18 La fisica dell'atmosfera Oltre ad azoto, ossigeno, argon, anidride carbonica, idrogeno e neon, nell'aria è presente anche una certa quantità d'acqua, sotto forma di vapore acqueo. La percentuale in volume di tale sostanza dipende da vari fattori (temperatura, altitudine, etc) e può arrivare anche fino al 4 %. In aggiunta a questi componenti, nell atmosfera si trovano anche particelle liquide o solide, chiamate pulviscolo atmosferico e presenti soprattutto nei primi chilometri dalla superficie terrestre. Si tratta di polveri sia di origine naturale, strappate dal vento o dovute alle eruzioni vulcaniche, sia di origine antropica, legate alle attività dell uomo. La massa totale dell atmosfera è stata stimata intorno a 1015 tonnellate. All aumentare dell altezza la densità diminuisce esponenzialmente, per cui il 95 % della massa dell atmosfera occupa i primi 20 km e il 99.9 % si trova nei primi 50 km. Oltre i 1000 km di altezza la densità dell aria è così bassa che diventa difficile distinguere l atmosfera dal vuoto interplanetario che avvolge il Sistema Solare. L atmosfera viene suddivisa verticalmente in base alla composizione chimica, alla temperatura e alle proprietà elettromagnetiche. Classificazione chimica Seguendo la composizione chimica, si riconosce una bassa atmosfera (o omosfera), tra il suolo e i 100 km, e un alta atmosfera (o eterosfera), al di sopra dei 100 km. Nell omosfera i gas componenti si distribuiscono uniformemente grazie a continui rimescolamenti dovuti soprattutto al riscaldamento solare. Nell eterosfera, invece, la quasi totale mancanza di movimenti causa una stratificazione dei gas componenti secondo la loro densità. Tra i 100 e i 200 km predomina l azoto molecolare, tra i 200 e i 1000 km vi è soprattutto ossigeno monoatomico creato dalla scissione delle molecole di ossigeno per effetto della radiazione solare, tra i 1000 e i 3500 km si trova

19 La fisica dell'atmosfera principalmente elio, mentre oltre i 3500 km prevale l idrogeno. Classificazione termica Un ulteriore suddivisione dell atmosfera terrestre si basa sull andamento della temperatura con la quota. La troposfera è la parte più bassa a contatto con il suolo (Figura 2.1). Figura 2.1: Profilo della temperatura atmosferica in funzione della quota. Lo spessore della curva termica è dovuto alle variazioni di temperatura che si registrano in funzione della latitudine e della stagione

20 La fisica dell'atmosfera In tale zona la temperatura diminuisce con la quota fino a raggiungere un minimo di - 50 C a circa 12 km d altezza. I continui rimescolamenti d aria che interessano questa zona rendono estremamente irregolare la diminuzione della temperatura: si può comunque definire un gradiente medio di diminuzione di circa 6,5 C ogni 1000 m. Tale valore è solo una media: si possono presentare diminuzioni anche più marcate, fino a 10 C ogni 1000 m, in particolare quando si tratta di aria secca. Nella troposfera è contenuto quasi tutto il vapore acqueo dell atmosfera: i fenomeni meteorologici hanno luogo solo nei primi chilometri di atmosfera. La tropopausa costituisce il limite superiore di questa zona. L altezza della troposfera non è costante intorno a tutta la Terra: all equatore essa arriva fino a 18 km, mentre ai poli può misurare anche solo 6 km. Intorno ai 30 e ai 70 di latitudine sia nord che sud, si verificano due veri e propri gradini nella troposfera, che passa bruscamente da un altezza di 14 km a una di 12 km e da una di 10 km a una di 8 km. In corrispondenza di queste discontinuità si hanno le correnti a getto, forti correnti d aria che regolano il tempo meteorologico di tutto il pianeta. Dopo la tropopausa e fino a circa 50 km d altezza, il gradiente termico si inverte e la temperatura aumenta con l altezza dal suolo. Questa zona viene chiamata stratosfera, nome dovuto alla parziale stratificazione dell aria, causata da una diminuzione dei moti verticali. Questa particolarità, unita alla quasi totale mancanza di vapore acqueo, impedisce la formazione di corpi nuvolosi di una certa consistenza. L aumento della temperatura è dovuto alla presenza di ozono, la cui molecola, formata da tre atomi di ossigeno, si costituisce in presenza di radiazione ultravioletta dalla combinazione di una molecola biatomica di ossigeno con un atomo di ossigeno. Negli strati superiori, fino a 50 km, è sempre l ozono a provocare il riscaldamento dell aria, assorbendo ancora raggi UV e dissociandosi nuovamente. Tra i 20 e i 30 km d altezza si registra la massima concentrazione di ozono; tale fascia è detta ozonosfera. Il limite superiore della stratosfera è detto stratopausa: la temperatura a 50 km è pari a circa 17 C. Superata la stratopausa, la temperatura ricomincia a diminuire con l altezza e intorno ai 95 km raggiunge la temperatura minima di -75 C. Questa zona

21 La fisica dell'atmosfera viene detta mesosfera. Deboli rimescolamenti dell aria, come dimostra la presenza di sottili nubi nottilucenti, garantiscono ancora una distribuzione uniforme dell aria. La mesopausa divide questa zona dall alta atmosfera o eterosfera dove i gas si distribuiscono a strati in base alla loro densità. La temperatura sale con la quota e può arrivare a superare i 1500 C nella parte più esterna, a centinaia di chilometri dal suolo. Classificazione elettromagnetica Un ulteriore suddivisione dell atmosfera terrestre tiene conto delle sue proprietà elettromagnetiche. Una parte della radiazione solare è formata da raggi ultravioletti che riescono a ionizzare gli atomi dell atmosfera, strappando loro uno o più elettroni. Negli strati più bassi, la densità dell aria è così elevata che in una frazione di secondo gli elettroni liberati si ricombinano con gli ioni positivi ricostruendo un atomo neutro. Negli strati più alti, a partire da circa 80 km e fino a 500 km, la probabilità che un elettrone strappato a un atomo dai raggi UV si ricombini con uno ione positivo diminuisce e si registra una concentrazione di ioni positivi, che giustifica il nome ionosfera dato a questa parte dell atmosfera. Tra gli 80 e i 500 km gli ioni tendono a sistemarsi in 4 fasce distinte, in grado di riflettere le onde radio. La fascia più vicina al suolo riflette le onde lunghe, la seconda fascia le onde medie, la terza e la quarta fascia le onde corte. In questo modo è possibile trasmettere informazioni radio in tutto il pianeta senza bisogno di utilizzare alcun ripetitore. Le onde televisive e le onde in modulazione di frequenza (FM) non vengono riflesse dalla ionosfera e necessitano di ripetitori "a vista" per le trasmissioni. Al di sopra dei 500 km d altezza, la radiazione UV è così intensa e l aria così rarefatta che la quasi totalità degli atomi è ionizzata. I lunghi tempi di vita media degli ioni e dei corrispondenti elettroni permettono al campo magnetico terrestre di influenzarne i movimenti. Questa parte dell atmosfera prende il nome di magnetosfera. La magnetosfera è a sua volta attraversata da un flusso di particelle cariche

22 La fisica dell'atmosfera (elettroni e ioni positivi) provenienti dal Sole (il vento solare) che vengono frenati e assorbiti dalla stessa magnetosfera. All interno della magnetosfera, a circa 3000 e km d altezza, sono presenti due zone, dette fasce di Van Allen, in cui le particelle ionizzate hanno energie di molto superiori alle energie medie. Un fenomeno affascinante che avviene nella magnetosfera sono le aurore polari, formazioni luminose dovute all interazione tra il campo magnetico terrestre e il vento solare. Sono più frequenti ai poli, dove l intensità del campo magnetico terrestre è massima [4] La circolazione generale dell'atmosfera La circolazione generale dell atmosfera è l'andamento medio del vento e della pressione atmosferica osservato sul pianeta nel corso di molti decenni. Si tratta ovviamente di un astrazione perché ogni giorno, in ogni parte del globo, vi sono scostamenti più o meno palesi da questo schema. Se il disaccordo persiste su una medesima area per settimane o addirittura per mesi, si è di fronte a un anomalia nella circolazione generale dell atmosfera. Se l anomalia dura per decenni, allora si tratta ovviamente di un cambiamento climatico. All equatore la quantità di energia solare che nell arco dell anno viene assorbita dal suolo supera di gran lunga le perdite di calore per irraggiamento, convezione ed evaporazione, cosicché, in assenza di un meccanismo di smaltimento di tale surplus, la temperatura dell aria nella fascia tropicale salirebbe di anno in anno. Al polo invece il bilancio energetico annuale si chiude con un netto deficit, tanto che, in assenza di apporti di calore, la calotta polare subirebbe un progressivo e costante raffreddamento. Nell atmosfera tendono a generarsi correnti a scala planetaria, innescate dal diverso riscaldamento tra poli ed equatore, e la cui funzione è di riportare all equilibrio il bilancio energetico globale, annullando il surplus calorico equatoriale e, nello stesso tempo, risanando il deficit ai poli. Se la Terra fosse priva di rotazione su se stessa, il diseguale riscaldamento darebbe luogo a una

23 La fisica dell'atmosfera singola megacella convettiva con correnti ascendenti all equatore e discendenti ai poli. In realtà, per effetto della forza deviante indotta dalla rotazione terrestre, le masse d aria in movimento tendono a ruotare, verso destra nell emisfero nord, verso sinistra in quello sud; come effetto la cella si spezza, in ogni emisfero, in 3 distinte cellule. La struttura che così si genera è quella proposta, a suo tempo, da Hadley (Figura 2.2 e Figura 2.3). Figura 2.2: Circolazione dell atmosfera a tre celle: di Hadley (H), di Ferrel (F) e polare (P). Sono indicate anche le posizioni del getto subtropicale (GST) e di quello polare (GP), della tropopausa tropicale (TT), intermedia (TI) e polare (TP), degli anticicloni subtropicali (As) e di quelli termici polari (At), delle alte (Am) e basse (Bm) pressioni mobili delle medie latitudini, degli alisei (AL) e della Zona di Convergenza Intertropicale (ZCIT). I moti verticali e orizzontali delle masse d aria nelle 3 celle di Hadley sono tali da accostarsi reciprocamente come le ruote di un grande ingranaggio. Particolarmente interessanti sono le zone di confine tra le tre celle. Intorno a 30 gradi di latitudine le correnti atmosferiche sono animate da moti

24 La fisica dell'atmosfera verticali discendenti; al livello del mare si ritrova una fascia permanente di alta pressione, della quale fa parte anche l Anticiclone delle Azzorre. Qui l alta pressione, presente a tutte le quote, è costituita al suo interno da aria più calda rispetto alle aree circostanti, a causa del surriscaldamento provocato per compressione dai lenti moti discendenti. Intorno a 60 gradi di latitudine, dove le correnti verticali sono ascendenti, è presente una fascia permanente di bassa pressione, alla quale appartiene anche il Ciclone dell Islanda. Anche quest ultimo si estende fino ai limiti dell atmosfera ma, al suo interno, è colmo di aria più fredda rispetto alle zone adiacenti. Figura 2.3: Immagine Meteosat che illustra le principali caratteristiche del sistema di circolazione globale

25 La fisica dell'atmosfera Sui poli invece, in accordo con la Cella di Hadley, il forte raffreddamento del suolo dà luogo al livello del mare a un alta pressione, la quale però viene sostituita da una bassa pressione alle quote medio-alte (il vortice polare). Analogamente, lungo la fascia equatoriale, il surriscaldamento provocato dall intenso soleggiamento genera una fascia di bassa pressione, la quale però alle quote medio-alte si trasforma in un alta pressione. Siccome gli anticicloni permanenti subtropicali e i cicloni permanenti delle alte latitudini sono generati da movimenti dell atmosfera, essi sono spesso indicati rispettivamente come anticicloni e cicloni dinamici. Invece gli anticicloni polari e le basse pressioni equatoriali, essendo generati dal raffreddamento o dal riscaldamento del suolo, appartengono alla categoria degli anticicloni o cicloni termici. Per effetto della forza di Coriolis, il moto delle masse d'aria, nell'emisfero nord, è orario intorno ai centri di alta pressione e antiorario per quelli di bassa pressione. Nell'emisfero meridionale il verso della circolazione atmosferica risulta antiorario intorno ai centri di alta pressione e opposto per quelli di bassa pressione. Nel nostro emisfero la struttura di Hadley, valida teoricamente per una superficie terrestre termicamente omogenea nel senso dei paralleli, risulta in realtà profondamente alterata dal diverso riscaldamento stagionale tra oceani e continenti. Come conseguenza la corona di basse pressioni alle alte latitudini si riduce a due sole vaste depressioni permanenti, più marcate nella stagione invernale, il Ciclone dell Islanda e il Ciclone delle Aleutine, le cui posizioni, seppure fluttuanti, si mantengono rispettivamente sul Nord Atlantico e sul Nord Pacifico, alle latitudini del Circolo Polare Artico. Il Ciclone dell Islanda gioca un ruolo fondamentale nelle vicende del tempo sull Europa e sul Mediterraneo perché è la fucina delle perturbazioni (i fronti) che senza sosta dall Atlantico si muovono verso il continente europeo e il Mediterraneo. Anche i sistemi permanenti di alta pressione intorno ai 30 gradi di latitudine - come l Anticiclone delle Azzorre nell Atlantico e l Anticiclone del Pacifico nell omonimo oceano - modificano la propria area di influenza a seconda del diverso riscaldamento stagionale oceano-continente

26 La fisica dell'atmosfera Figura 2.4: Campo medio globale della pressione al livello del mare in gennaio (in alto) e luglio (in basso)

27 La fisica dell'atmosfera La struttura circolatoria dell atmosfera è soggetta quindi a un evoluzione nel corso dell anno. Le differenze più forti si osservano confrontando i campi barici continentali invernale ed estivo (Figura 2.4). Alisei e correnti occidentali La particolare dislocazione dei centri barici permanenti a scala planetaria, come la fascia depressionaria intorno ai 60 gradi di latitudine e quella di alta pressione intorno ai 30 gradi, fa sì che anche i venti a grande scala assumano, al livello del mare, direzioni più o meno costanti lungo le varie fasce di latitudine. Così sulla fascia oceanica tra l equatore e i 30 gradi circa di latitudine spirano per tutto l anno caratteristici venti da NE nell emisfero nord e da SE nell emisfero sud. Sono gli Alisei. La cintura depressionaria al Equaotore richiama verso la fascia equatoriale sia gli Alisei da nordest nell emisfero nord che quelli da sudest nell emisfero sud. La linea ideale dove i due Alisei si scontrano - variabile stagionalmente tra 10 nord e 10 sud - è conosciuta come ITCZ (InterTropical Convergence Zone). Tra i 30 e i 60 gradi di latitudine scorre permanentemente in ciascun emisfero un vasto fiume d aria temperata, diretto prevalentemente lungo i paralleli (correnti occidentali o westerly). Intorno ai 60 gradi le correnti occidentali relativamente calde vengono a fronteggiarsi con le correnti fredde da NE di origine polare. La linea ideale di demarcazione al suolo tra le due masse d aria prende il nome di fronte polare [5]

28 La fisica dell'atmosfera 2.3. Le nuvole Lo stato di vapore saturo Lo stato termodinamico di un sistema chiuso (che cioè non scambia materia con l'ambiente esterno) e chimicamente omogeneo, è definito completamente dai valori di pressione, volume e temperatura del sistema stesso. Tali grandezze fisiche (p, V, T) sono legate tra di loro da una relazione, che è detta equazione di stato e che ne limita l'indipendenza reciproca. Per i gas ideali l'equazione di stato è la seguente: p V = n R T (2.1) dove n è il numero di moli che compongono il sistema ed R è la costante universale dei gas (R = J K -1 mol -1 ). Per un gas reale, nello spazio tridimensionale della pressione, del volume e della temperatura, l'insieme dei punti (p,v,t) che soddisfano l'equazione di stato è una superficie come quella rappresentata in Figura 2.5. Sulla superficie, con le lettere S, L, V, G sono indicate rispettivamente la fase solida, la fase liquida, lo stato di vapore e lo stato di gas. La Figura 2.5 rappresenta il comportamento dell'acqua, il cui volume cresce nel passare dallo stato liquido (area contrassegnata dalla lettera L) allo stato solido (lettera S). Le zone SL, SV, LV presentano due fasi ed in corrispondenza del punto T (punto triplo) si ha la compresenza delle delle tre fasi termodinamiche (solida, liquida ed aeriforme). Il punto denotato con la lettera C è detto punto critico. L'isoterma che passa per C è detta isoterma critica ed in C questa presenta un punto di flesso. Le isoterme con temperatura superiore alla temperatura dell'isoterma critica (374 C per l'acqua) sono caratterizzate dalla sola fase aeriforme. Tutte le isoterme al di sotto dell'isoterma critica presentano un tratto isobaro, che risulta tanto più lungo quanto più bassa è la temperatura. La curva a campana che si ottiene unendo gli estremi di questi tratti è la curva di Andrews. In Figura 2.6 viene mostrata la proiezione nel piano (p,v) della superficie definita dall'equazione di stato e vengono riportati i nomi associati ai vari stati che si ottengono [6]

29 La fisica dell'atmosfera Figura 2.5: Diagramma collinare dell'acqua. Figura 2.6: La campana di Andrews, l'isoterma critica e gli stati da essi delimitati

30 La fisica dell'atmosfera L'umidità dell'aria Per la legge di Dalton [6], la pressione esercitata dalle molecole dell aria è la somma delle pressioni parziali esercitate dai diversi gas che la costituiscono. La pressione parziale p i di ogni gas in un dato volume V, alla temperatura T, è uguale alla pressione che eserciterebbe tale gas se, da solo, occupasse l intero volume. La presenza degli altri gas non modifica quindi la pressione parziale del gas considerato. L esperienza mostra che la pressione parziale del vapore acqueo ad una data temperatura non può superare un valore limite, chiamato soglia di saturazione. Difatti, pur cercando di aumentare tale pressione di saturazione p s aggiungendo al sistema nuova acqua, la pressione parziale non aumenta: l aria è satura. Il vapore acqueo in eccesso pertanto precipita sotto forma di acqua liquida, se la temperatura è superiore alla temperatura di fusione. In questo caso si parla di acqua di condensa. Se la temperatura è inferiore al punto di fusione il vapore condensa in forma di cristalli di ghiaccio, cioè come neve o brina. La pressione del vapore saturo e la temperatura sono legate dall'equazione di Clausius-Clapeyron [5,6] ed in Figura 2.7 è mostrata la curva di saturazione dell'acqua. Dal punto di vista fisico, la curva di saturazione prosegue anche nella fascia di temperature negative. Il ghiaccio può infatti passare direttamente allo stato gassoso senza fondere: si parla di sublimazione. Analogamente, il vapore acqueo a bassa temperatura può passare per sublimazione direttamente allo stato solido (come per i chicchi di grandine). In Tabella 2.2 sono riportate le densità e le pressioni di saturazione per l acqua nell'aria

31 La fisica dell'atmosfera Figura 2.7: Curva di saturazione dell'acqua. I miscugli aria-vapore acqueo vengono studiati e analizzati secondo un modello che si basa sulle seguenti quattro ipotesi fondamentali. L aria viene considerata come un solo componente (non distinguendo tra azoto, ossigeno, argon), poiché la sua composizione, durante le trasformazioni che analizzeremo, non cambia. Con tale ipotesi tuttavia si trascurano eventuali componenti inquinanti che si possono ritrovare in soluzione quando avviene la condensazione del vapore d acqua. Gli altri gas vengono invece supposti non solubili nella fase condensata dell acqua. L acqua può essere presente sia allo stato liquido che a quello gassoso. Il miscuglio gassoso viene considerato come un miscuglio di due gas, quali l aria ed il vapore acqueo. Vale approssimativamente la legge di Dalton. Le pressioni parziali dell aria, p a, e del vapore, p w, sono quelle che si avrebbero se ciascuna

32 La fisica dell'atmosfera componente occupasse l intero volume da sola. La pressione totale p si ottiene come somma delle due pressioni parziali: p = p a + p w. (2.2) La composizione di un miscuglio aria-vapore acqueo viene caratterizzato in diversi modi. I più comuni sono l umidità associata e l umidità relativa. L umidità associata, x, è il rapporto tra la massa del vapore d acqua m w presente nel miscuglio e la restante massa di aria secca m a : x = m w / m a. (2.3) Essa dunque rappresenta la massa di vapore acqueo associata all'unità di massa d'aria secca. L umidità relativa f è invece il rapporto tra la massa di vapore m w presente in un certo volume contenente un miscuglio di aria umida e la massa di vapore m s che sarebbe stata presente nello stesso volume, alla stessa temperatura, in condizione di saturazione: f = m w / m s. (2.4) In questo caso, avendo considerato il vapore d acqua come un gas perfetto, si può scrivere: p w V = n w R T (2.5) p s V = n s R T (2.6) con n w e n s i numeri di moli del vapore nelle condizioni considerate e nella condizione di saturazione

33 La fisica dell'atmosfera Tabella 2.2: Densità e pressione di saturazione per l'acqua nell'aria

34 La fisica dell'atmosfera Indicando con M w il peso molare del vapore, le equazioni (2.5) e (2.6) possono essere riscritte come segue: p w V = (m w / M w ) R T (2.7) p s V = (m s / M s ) R T. (2.8) Dal rapporto tra queste ultime due relazioni si ottiene infine: p w / p s = m w / m s. (2.9) L umidità relativa può quindi essere anche definita come rapporto tra la pressione parziale del vapore acqueo e la pressione di saturazione alla medesima temperatura: f = m w / m s = p w / p s. (2.10) L umidità relativa può essere aumentata sia aumentando la quantità di vapore acqueo ad una data temperatura sia abbassando la temperatura e dunque diminuendo il valore della pressione di saturazione. La temperatura alla quale l aria diventa satura si chiama punto di rugiada. L umidità relativa è in questo caso 100 % e la pressione relativa è identica alla pressione di saturazione. Quando la superficie della Terra di notte si raffredda si forma rugiada, se il punto di rugiada è superiore di 0 C, o si forma brina se è minore di 0 C. L effetto viene in generale chiamato condensa superficiale. La condensazione del vapore acqueo Per quanto detto nei precedenti due paragrafi, affinché una massa d aria arrivi

35 La fisica dell'atmosfera ad avere un umidità del 100 % e quindi raggiunga lo stato di vapore saturo, è necessario che la quantità di vapore contenuta nell aria aumenti oppure che la massa d aria si raffreddi. Perché si verifichi la prima ipotesi, l aria deve stazionare o passare su superfici ricche d acqua (oceani, mari, foreste), soprattutto alle basse latitudini, dove la maggiore insolazione favorisce l evaporazione delle acque superficiali. Perché si verifichi la seconda, invece, sono necessari fenomeni di sollevamento dell aria, la quale di conseguenza si raffredda seguendo il gradiente termico. Alle medie latitudini la condensazione del vapore avviene soprattutto per raffreddamento della massa d aria in sollevamento. Tale raffreddamento avviene senza scambi di calore con l'atmosfera circostante e pertanto è di tipo adiabatico. Esso è prodotto dalla crescente espansione dell'aria che sale in un ambiente sempre più rarefatto. Per i gas perfetti, le trasformazioni adiabatiche sono regolate dalla legge di Poisson: p V γ = cost dove γ è il rapporto tra il calore specifico a pressione costante ed il calore specifico a volume costante, che risulta sempre maggiore di 1 e che dipende dalla sostanza considerata. Poichè l'aria è costituita essenzialmente da azoto e ossigeno, gas con molecole biatomiche, per essa risulta γ 1.4. La rappresentazione grafica di una trasformazione adiabatica sul piano di Clapeyron è una curva simile all'iperbole (Figura 2.8). Affinchè abbia inizio una trasformazione adiabatica è necessario che si generino, negli strati bassi dell'atmosfera, differenze di temperatura fra masse d'aria vicine. Questo tipicamente avviene quando il sole riscalda una zona di terreno più di un altra. Si immagini una massa d aria a contatto con il terreno ad una temperatura di 28 C e si supponga che essa incominci a salire nell atmosfera. Durante il suo percorso di salita, la massa d'aria incontra una pressione atmosferica sempre minore, occupa un volume crescente, non effettua mai scambi di calore con l'ambiente e la sua temperatura diminuisce secondo il gradiente adiabatico secco di 10 C ogni 1000 metri (Figura 2.8)

36 La fisica dell'atmosfera Figura 2.8: Rappresentazione sul piano (p,v) di una trasformazione adiabatica per un gas ideale. In rosso e blu sono indicate le isoterme aventi rispettivamente la temperatura dello stato iniziale A e la temperatura dello stato finale B. A 2000 metri la sua temperatura è pari a 8 C. Si supponga che a 2000 metri l aria circostante abbia invece una temperatura di 12 C (Figura 2.9). La massa d aria si trova a contatto con molecole d'aria più calde e, riscaldandosi, interrompe la sua salita ed incomincia a scendere. La massa d aria non riesce a raggiungere temperature abbastanza basse per la condensazione e non si ha la formazione di una nube. In questo caso l aria si dice stabile. Se al contrario a 2000 m l aria intorno alla massa ha una temperatura più bassa (per esempio 4 C), la massa d aria prosegue la sua risalita, raffreddandosi sempre più. In questo modo può raggiungere la saturazione: in presenza di nuclei di condensazione, il vapore condensa e cominciano a formarsi le prime goccioline. La temperatura della massa d aria che sta salendo diminuisce ora secondo il gradiente adiabatico umido (6 C ogni 1000 m). L ulteriore risalita della massa d aria ed il suo relativo raffreddamento sono nuovamente legati alla differenza di temperatura tra la massa d aria e la massa d aria circostante:

37 La fisica dell'atmosfera se la massa ha una temperatura maggiore continua a salire, si raffredda sempre di più e fa condensare sempre più vapore. In questo caso l aria si dice instabile. Altri tipi di raffreddamento sono il raffreddamento convettivo, il raffreddamento per sollevamento forzato di tipo orografico ed il raffreddamento per sollevamento forzato di tipo frontale. Figura 2.9: Schema della formazione dei corpi nuvolosi. Il raffreddamento convettivo avviene quando l aria a contatto con il terreno caldo si riscalda, si espande, diventa più leggera e per il principio di Archimede sale nell atmosfera lasciando spazio all aria fredda. È un fenomeno particolarmente frequente in estate, quando il riscaldamento del terreno è elevato. Il raffreddamento per sollevamento forzato di tipo orografico si verifica se una massa d aria in movimento incontra un rilievo ed è costretta a risalirlo. Durante l ascesa si raffredda e può generare sistemi nuvolosi imponenti nel versante sopravento

38 La fisica dell'atmosfera Il raffreddamento per sollevamento forzato di tipo frontale, infine, si ha 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 [5]. I vari tipi di nuvola Le principali forme di condensazione del vapore d'acqua che si verificano nell'atmosfera, quando la temperatura scende al disotto del punto di rugiada, sono le nubi e le nebbie. Le nebbie sono nubi basse alte pochi metri che si formano soprattutto in inverno per raffreddamento dell aria a contatto con il terreno (nebbie di radiazione). Si possono generare anche per il passaggio di aria umida su acque o terreni freddi (nebbie di avvezione). La nebbia si forma quando la temperatura dello strato inferiore dell'atmosfera si abbassa fino a scendere al disotto del punto di rugiada, in conseguenza dell'azione raffreddante che su di esso esercita la superficie terrestre. Se la condensazione interessa soltanto l'aria che si trova a contatto con il suolo, si ha formazione di rugiada o di brina, a seconda che la temperatura sia maggiore o minore di 0 C. Le nubi, invece, si formano in quota, solitamente in conseguenza del raffreddamento cui è soggetta una massa d'aria in movimento verso l'alto. In base al loro sviluppo verticale ed alla loro forma, le nubi vengono classificate in 10 tipi e in 4 famiglie. Oltre i 6 km si formano le nubi appartenenti alla famiglia delle nuvole alte, composta da cirri, cirrostrati e cirrocumuli. Questi sistemi nuvolosi non generano precipitazioni. Tra i 3 ed i 6 km sono presenti altocumuli, altostrati e nembostrati, che fanno parte della famiglia delle nuvole medie e che sono costituiti da goccioline d'acqua e cristalli. Sotto i 3 km si formano stratocumuli e strati, che generano precipitazioni leggere. Infine, esistono due tipi di nuvola molto instabili e che si sviluppano in altezza

La pressione atmosferica e i venti

La pressione atmosferica e i venti La pressione atmosferica e i venti Come ogni materia sottoposta all attrazione terrestre anche l atmosfera ha un peso Pressione = rapporto fra il peso dell aria e la superficie su cui agisce A livello

Dettagli

Meteo Varese Moti verticali dell aria

Meteo Varese Moti verticali dell aria Movimento verticale dell aria Le masse d aria si spostano prevalentemente lungo direzioni orizzontali a seguito delle variazioni della pressione atmosferica. I movimenti più importanti sono però quelli

Dettagli

L'atmosfera è sede di fenomeni termodinamici e fluidodinamici, rappresentabili con modelli matematici molto complessi.

L'atmosfera è sede di fenomeni termodinamici e fluidodinamici, rappresentabili con modelli matematici molto complessi. Premessa L'atmosfera è sede di fenomeni termodinamici e fluidodinamici, rappresentabili con modelli matematici molto complessi. Clima: condizioni atmosferiche che si ripetono; fattori essenziali del clima

Dettagli

Intorno alla Terra è presente un atmosfera diversa da quella degli altri pianeti rende possibile la vita fornendo ossigeno e diossido di carbonio

Intorno alla Terra è presente un atmosfera diversa da quella degli altri pianeti rende possibile la vita fornendo ossigeno e diossido di carbonio L Atmosfera Intorno alla Terra è presente un atmosfera diversa da quella degli altri pianeti rende possibile la vita fornendo ossigeno e diossido di carbonio Protegge la superficie terrestre da temperature

Dettagli

CICLO DELL ACQUA. Marco Carozzi

CICLO DELL ACQUA. Marco Carozzi CICLO DELL ACQUA Marco Carozzi Sommario Ciclo biogeochimico La molecola d acqua: breve introduzione Ciclo dell acqua ed elementi del ciclo evaporazione, evapotraspirazione, condensazione, precipitazioni,

Dettagli

LAUREA MAGISTRALE INGEGNERIA CIVILE

LAUREA MAGISTRALE INGEGNERIA CIVILE UNIVERSITA DEGLI STUDI MEDITERRANEA DI REGGIO CALABRIA FACOLTA DI INGEGNERIA LAUREA MAGISTRALE INGEGNERIA CIVILE CORSO DI INFRASTRUTTURE AEROPORTUALI ED ELIPORTUALI LECTURE 08 METEOROLOGIA NELLA PROGETTAZIONE

Dettagli

Cenni di meteorologia e valutazione oggettiva delle condizioni meteorologiche.

Cenni di meteorologia e valutazione oggettiva delle condizioni meteorologiche. Cenni di meteorologia e valutazione oggettiva delle condizioni meteorologiche. Poiché le situazioni meteo estive sulle regioni alpine e appenniniche sono mutevoli e incostanti è bene conoscere gli elementi

Dettagli

RADIAZIONE SOLARE. 99% dell energia compresa in λ 0.15 4 µ: 9% nell uv (λ < 0.4µ) 49% nel visibile (0.4 < λ < 0.8µ) 42% nell IR (λ > 0.

RADIAZIONE SOLARE. 99% dell energia compresa in λ 0.15 4 µ: 9% nell uv (λ < 0.4µ) 49% nel visibile (0.4 < λ < 0.8µ) 42% nell IR (λ > 0. BILANCIO AL TOP DELL ATMOSFERA RADIAZIONE SOLARE 99% dell energia compresa in λ 0.15 4 µ: 9% nell uv (λ < 0.4µ) 49% nel visibile (0.4 < λ < 0.8µ) 42% nell IR (λ > 0.8µ) L intensità della radiazione solare

Dettagli

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI MILANO DIPARTIMENTO DI SCIENZE AGRARIE E AMBIENTALI PRODUZIONE, TERRITORIO, AGROENERGIA LA PIOGGIA.

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI MILANO DIPARTIMENTO DI SCIENZE AGRARIE E AMBIENTALI PRODUZIONE, TERRITORIO, AGROENERGIA LA PIOGGIA. DIPARTIMENTO DI SCIENZE AGRARIE E AMBIENTALI PRODUZIONE, TERRITORIO, AGROENERGIA LA PIOGGIA Marco Acutis Corso di studi in Produzione e Protezione delle Piante e dei Sistemi del Verde L acqua Fondamentale

Dettagli

Il radar meteorologico

Il radar meteorologico Il radar meteorologico Il radar meteorologico è uno strumento che sfrutta impulsi di onde elettromagnetiche per rilevare la presenza in atmosfera di idrometeore (goccioline d acqua, cristalli di neve o

Dettagli

Liceo Socio Pedagogico Parma - Scienze della Terra Prof. Roberto Cavalieri FILA 2. Nome e cognome classe data

Liceo Socio Pedagogico Parma - Scienze della Terra Prof. Roberto Cavalieri FILA 2. Nome e cognome classe data Liceo Socio Pedagogico Parma - Scienze della Terra Prof. Roberto Cavalieri FILA 2 Nome e cognome classe data 01. Completa le seguenti frasi inserendo i termini appropriati: La superficie di contatto tra

Dettagli

IL SOLE RISCALDA TERRA: TEMPERATURA, LUCE E COLORE

IL SOLE RISCALDA TERRA: TEMPERATURA, LUCE E COLORE COMPOSIZIONE E STRUTTURA massa totale: 5.1 1018 kg = 5.1 1015 t = 5.1 1012 Gg (giga-) = 5.1 109 Tg (tera-) = 5.1 106 Pg (peta-) = 5.1 103 Eg (exa-) = 5.1 Zg (zeta-) di cui vapore acqueo: 0.017 1021 g =

Dettagli

La scuola integra culture. Scheda3c

La scuola integra culture. Scheda3c Scheda3c Gli ELEMENTI DEL CLIMA che caratterizzano le condizioni meteorologiche di una regione sono: la temperatura, la pressione atmosferica, i venti, l umidità e le precipitazioni. La temperatura è data

Dettagli

MASSE D ARIA E PERTURBAZIONI

MASSE D ARIA E PERTURBAZIONI MASSE D ARIA E PERTURBAZIONI LE MASSE D ARIA La troposfera si compone di diverse porzioni d aria grandi, mutevoli e distinte le une dalle altre denominate masse d aria Caratteristiche di una massa d aria:

Dettagli

Il vapor saturo e la sua pressione

Il vapor saturo e la sua pressione Il vapor saturo e la sua pressione Evaporazione = fuga di molecole veloci dalla superficie di un liquido Alla temperatura T, energia cinetica di traslazione media 3/2 K B T Le molecole più veloci sfuggono

Dettagli

METEOROLOGIA AERONAUTICA

METEOROLOGIA AERONAUTICA METEOROLOGIA AERONAUTICA Parte I 24/07/12 enav.it METEOROLOGIA AERONAUTICA La meteorologia aeronautica è la scienza che descrive i fenomeni meteorologici pericolosi per il volo. Questi sono: la turbolenza

Dettagli

Acqua azzurra, acqua chiara. Istituto Comprensivo della Galilla Scuola Media Dessì - Ballao

Acqua azzurra, acqua chiara. Istituto Comprensivo della Galilla Scuola Media Dessì - Ballao Acqua azzurra, acqua chiara Istituto Comprensivo della Galilla Scuola Media Dessì - Ballao Proprietà fisiche Ecosistemi acquatici Origine della vita Ciclo dell acqua Acqua Scoperte Sensazioni Leggi La

Dettagli

Cognome... Nome... LE CORRENTI MARINE

Cognome... Nome... LE CORRENTI MARINE Cognome... Nome... LE CORRENTI MARINE Le correnti marine sono masse d acqua che si spostano in superficie o in profondità negli oceani: sono paragonabili a enormi fiumi che scorrono lentamente (in media

Dettagli

IL TEMPO METEOROLOGICO

IL TEMPO METEOROLOGICO VOLUME 1 CAPITOLO 4 MODULO D LE VENTI REGIONI ITALIANE IL TEMPO METEOROLOGICO 1. Parole per capire A. Conosci già queste parole? Scrivi il loro significato o fai un disegno: tempo... Sole... luce... caldo...

Dettagli

L umidità atmosferica

L umidità atmosferica L umidità atmosferica Gli stati fisici dell acqua Nell atmosfera è sempre contenuta una certa quantità di acqua, in parte allo stato solido e liquido (nubi), in parte allo stato gassoso. Quest ultima deriva

Dettagli

C V. gas monoatomici 3 R/2 5 R/2 gas biatomici 5 R/2 7 R/2 gas pluriatomici 6 R/2 8 R/2

C V. gas monoatomici 3 R/2 5 R/2 gas biatomici 5 R/2 7 R/2 gas pluriatomici 6 R/2 8 R/2 46 Tonzig La fisica del calore o 6 R/2 rispettivamente per i gas a molecola monoatomica, biatomica e pluriatomica. Per un gas perfetto, il calore molare a pressione costante si ottiene dal precedente aggiungendo

Dettagli

Le correnti e le maree. Liceo Antonio Meucci Dipartimento di Scienze. Prof. Neri Rolando

Le correnti e le maree. Liceo Antonio Meucci Dipartimento di Scienze. Prof. Neri Rolando 1 Le correnti e le maree Liceo Antonio Meucci Dipartimento di Scienze Prof. Neri Rolando Le correnti marine Le correnti marine sono spostamenti orizzontali di ingenti masse di acqua che seguono direzioni

Dettagli

L'ARIA. L'aria. L'atmosfera. L'aria secca è una miscela di gas formata da:

L'ARIA. L'aria. L'atmosfera. L'aria secca è una miscela di gas formata da: L'aria L'aria secca è una miscela di gas formata da: Nome Formula % Massa (u.m.a.) 1 Azoto N 2 78,00 28 Ossigeno O 2 21,00 32 An. carbonica CO 2 0,03 44 Gas rari tracce L'aria contiene inoltre: pulviscolo

Dettagli

METEOROLOGIA AERONAUTICA

METEOROLOGIA AERONAUTICA METEOROLOGIA AERONAUTICA La meteorologia aeronautica è la scienza che descrive i fenomeni meteorologici pericolosi per il volo. Questi sono: la turbolenza (trattata nella parte I) il wind shear (trattato

Dettagli

Termologia. Introduzione Scale Termometriche Espansione termica Capacità termica e calori specifici Cambiamenti di fase e calori latenti

Termologia. Introduzione Scale Termometriche Espansione termica Capacità termica e calori specifici Cambiamenti di fase e calori latenti Termologia Introduzione Scale Termometriche Espansione termica Capacità termica e calori specifici Cambiamenti di fase e calori latenti Trasmissione del calore Legge di Wien Legge di Stefan-Boltzmann Gas

Dettagli

30 o maggiori. Temperature medie di Gennaio

30 o maggiori. Temperature medie di Gennaio La ZIC Aride sigle talvolta dalla musicalità dissonante nascondono spesso sconfinati campi di esistenza di fenomeni complessi e di difficili realtà,per la descrizione delle quali occorrono vaste conoscenze,

Dettagli

La pressione atmosferica

La pressione atmosferica La pressione atmosferica Nell'atmosfera ogni strato d'aria subisce una pressione che è dovuta al peso degli strati d'aria ad esso sovrastanti lungo la verticale. L'aria rimane quindi aderente alla superficie

Dettagli

CORSO DI METEOROLOGIA GENERALE E AERONAUTICA

CORSO DI METEOROLOGIA GENERALE E AERONAUTICA CORSO DI METEOROLOGIA GENERALE E AERONAUTICA 1 - DEFINIZIONE - COMPOSIZIONE TEMPERATURA - PRESSIONE - DENSITÀ RELAZIONE PRESSIONE - QUOTA - TEMPERATURA SUPERFICI ISOBARICHE - ATMOSFERA STANDARD ICAO SISTEMI

Dettagli

I FATTORI CHE DETERMINANO IL CLIMA

I FATTORI CHE DETERMINANO IL CLIMA UNITA N 10 I FATTORI CHE DETERMINANO IL CLIMA Quali sono i fattori che influenzano il clima? Si chiamano fattori climatici le condizioni che producono variazioni negli elementi del clima. Molto importante

Dettagli

5. FLUIDI TERMODINAMICI

5. FLUIDI TERMODINAMICI 5. FLUIDI TERMODINAMICI 5.1 Introduzione Un sistema termodinamico è in genere rappresentato da una quantità di una determinata materia della quale siano definibili le proprietà termodinamiche. Se tali

Dettagli

I cambiamenti climatici. Prof.Giampiero Maracchi Direttore Istituto di Biometeorologia -CNR

I cambiamenti climatici. Prof.Giampiero Maracchi Direttore Istituto di Biometeorologia -CNR I cambiamenti climatici Prof.Giampiero Maracchi Direttore Istituto di Biometeorologia -CNR Bilancio Radiativo Bilancio Radiativo su scala globale alla superficie e al top dell atmosfera della radiazione

Dettagli

Temperatura e Calore

Temperatura e Calore Temperatura e Calore 1 Temperatura e Calore Stati di Aggregazione Temperatura Scale Termometriche Dilatazione Termica Il Calore L Equilibrio Termico La Propagazione del Calore I Passaggi di Stato 2 Gli

Dettagli

Aero Circolo Centrale di Volo a Vela Ettore Muzi

Aero Circolo Centrale di Volo a Vela Ettore Muzi Sondaggi aggiornati ogni 6-12 ore. Sondaggi Termodinamici Atmosfera Si ringrazia il Il DIPARTIMENTO DI SCIENZE DELL'ATMOSFERA DELLA FACOLTA' DI INGEGNERIA DELL' UNIVERSITÀ DEL WYOMING USA per consentirci

Dettagli

Le regioni polari motori della circolazione oceanica e del clima globale

Le regioni polari motori della circolazione oceanica e del clima globale Giornata della cultura 16 Marzo 2006 Le regioni polari motori della circolazione oceanica e del clima globale Prof. Giancarlo Spezie Attendiamo però i risultati del carotaggio di Dome-C (EPICA Project)

Dettagli

Il geopotenziale, significato e suo uso nelle carte meteorologiche

Il geopotenziale, significato e suo uso nelle carte meteorologiche Il geopotenziale, significato e suo uso nelle carte meteorologiche A cura di Fabio Turetti Leggiamo spesso nelle previsioni e in articoli di meteorologia il termine geopotenziale. Vediamo di chiarire un

Dettagli

Massa d'aria: di notevole spessore ed estensione, con caratteristiche fisiche costanti e uniformi.

Massa d'aria: di notevole spessore ed estensione, con caratteristiche fisiche costanti e uniformi. Masse d'aria, fronti, venti Massa d'aria: di notevole spessore ed estensione, con caratteristiche fisiche costanti e uniformi. Fronte: zona di separazione tra masse d'aria diverse. Fronte caldo: esteso

Dettagli

5.- Il vento. Da PROTEZIONE CIVILE Educational su www.casaleinforma.it/pcivile

5.- Il vento. Da PROTEZIONE CIVILE Educational su www.casaleinforma.it/pcivile 5.- Il vento Viene definita vento una massa d aria che si sposta in senso prevalentemente orizzontale da zone di alta pressione, anticicloni, a zone di bassa pressione, cicloni. I venti possono essere

Dettagli

FISICA-TECNICA Miscela di gas e vapori. Igrometria

FISICA-TECNICA Miscela di gas e vapori. Igrometria FISICA-TECNICA Miscela di gas e vapori. Igrometria Katia Gallucci Spesso è necessario variare il contenuto di vapore presente in una corrente gassosa. Lo studio di come si possono realizzare queste variazioni

Dettagli

Capitolo 1. Il fenomeno della fulminazione atmosferica

Capitolo 1. Il fenomeno della fulminazione atmosferica Capitolo 1 Il fenomeno della fulminazione atmosferica 1.1 Introduzione I fulmini costituiscono un tema che da sempre affascina gli uomini. Le prime tracce di questo fenomeno risalgono a 4500 anni fa con

Dettagli

IL SISTEMA SOLARE. Obiettivi: Livello linguistico: B1. Strategie di studio: lettura selettiva ATTIVITÁ DI PRE-LETTURA

IL SISTEMA SOLARE. Obiettivi: Livello linguistico: B1. Strategie di studio: lettura selettiva ATTIVITÁ DI PRE-LETTURA IL SISTEMA SOLARE LC.17.03.06 Prerequisiti: conoscenza del sistema metrico decimale e delle figure geometriche conoscenza simboli chimici capacità di lettura di mappe concettuali Obiettivi: fare ipotesi

Dettagli

Erickson. Le carte geografiche, il tempo e il clima, il paesaggio italiano. Scuola primaria. Carlo Scataglini. Collana diretta da Dario Ianes

Erickson. Le carte geografiche, il tempo e il clima, il paesaggio italiano. Scuola primaria. Carlo Scataglini. Collana diretta da Dario Ianes Strumenti per la didattica, l educazione, la riabilitazione, il recupero e il sostegno Collana diretta da Dario Ianes Carlo Scataglini GEOGRAFIA facile per la classe quarta Le carte geografiche, il tempo

Dettagli

Meteorologia Sinottica Proprietà dell Atmosfera PRESSIONE ATMOSFERICA. (parte 3^) 1

Meteorologia Sinottica Proprietà dell Atmosfera PRESSIONE ATMOSFERICA. (parte 3^) 1 PRESSIONE ATMOSFERICA (parte 3^) 1 PRESSIONE ATMOSFERICA misura della pressione atmosferica: barometri barometro a mercurio (Torricelli( Torricelli) è il più accurato necessita di correzioni per: altitudine

Dettagli

LA TERMOLOGIA. studia le variazioni di dimensione di un corpo a causa di una

LA TERMOLOGIA. studia le variazioni di dimensione di un corpo a causa di una LA TERMOLOGIA La termologia è la parte della fisica che si occupa dello studio del calore e dei fenomeni legati alle variazioni di temperatura subite dai corpi. Essa si può distinguere in: Termometria

Dettagli

HELP DESK SERVIZIO METEO INVERNALE PER I GESTORI DELLA VIABILITÀ. tel. +39.049.9125902 info@radarmeteo.com www.radarmeteo.com

HELP DESK SERVIZIO METEO INVERNALE PER I GESTORI DELLA VIABILITÀ. tel. +39.049.9125902 info@radarmeteo.com www.radarmeteo.com HELP DESK SERVIZIO METEO INVERNALE PER I GESTORI DELLA VIABILITÀ Radarmeteo srl a socio unico Via Mezzavia, 115/5 35020 Due Carrare (PD) Italia tel. +39.049.9125902 info@radarmeteo.com www.radarmeteo.com

Dettagli

GLI AMBIENTI L Antartide L Antartide è un continente, sepolto sotto una calotta di ghiaccio Dai suoi bordi si staccano degli iceberg Dalla calotta di ghiaccio emergono cime di montagne fra cui un grande

Dettagli

SCIENZE. Il Sistema Solare. Introduzione. il testo: 2012/2013 La Semplificazione dei Testi Scolastici per gli Alunni Stranieri IPSIA A.

SCIENZE. Il Sistema Solare. Introduzione. il testo: 2012/2013 La Semplificazione dei Testi Scolastici per gli Alunni Stranieri IPSIA A. 01 Introduzione è formato dal Sole, da otto pianeti e da altre parti di materia (vedi figura 1). Figura1.. Tutte le parti del Sistema Solare si sono formate quasi 5 miliardi di anni fa. Esse si sono formate

Dettagli

MOTORI ENDOTERMICI di Ezio Fornero

MOTORI ENDOTERMICI di Ezio Fornero MOTORI ENDOTERMICI di Ezio Fornero Nei motori endotermici (m.e.t.) l energia termica è prodotta mediante combustione di sostanze liquide o gassose, generalmente dette carburanti. Si tratta di motori a

Dettagli

Prof. Luigi Puccinelli IMPIANTI E SISTEMI AEROSPAZIALI SPAZIO

Prof. Luigi Puccinelli IMPIANTI E SISTEMI AEROSPAZIALI SPAZIO Prof. Luigi Puccinelli IMPIANTI E SISTEMI AEROSPAZIALI SPAZIO CONTROLLO TERMICO Equilibrio termico 2 Al di fuori dell atmosfera la temperatura esterna non ha praticamente significato Scambi termici solo

Dettagli

Questionario di esame per L'ATTESTATO DI VOLO DA DIP. O SPORT.

Questionario di esame per L'ATTESTATO DI VOLO DA DIP. O SPORT. Questionario di esame per L'ATTESTATO DI VOLO DA DIP. O SPORT. Parte 2 - METEOROLOGIA 1 L umidità assoluta si definisce come: A) La quantità in grammi di vapore acqueo contenuta in un metro cubo di aria

Dettagli

PSICROMETRIA DELL ARIA UMIDA

PSICROMETRIA DELL ARIA UMIDA PSICROMETRIA DELL ARIA UMIDA 1. PROPRIETÀ TERMODINAMICHE DEI GAS PERFETTI Un modello di comportamento interessante per la termodinamica è quello cosiddetto d i gas perfetto. Il gas perfetto è naturalmente

Dettagli

Il taccuino dell esploratore

Il taccuino dell esploratore Il taccuino dell esploratore a cura di ORESTE GALLO (per gli scout: Lupo Tenace) QUARTA CHIACCHIERATA IL VENTO Durante la vita all aperto, si viene a contatto con un elemento naturale affascinante che

Dettagli

SCIENZE. Le scienze e il metodo sperimentale, la materia e le sue proprietà. Le scienze e il metodo sperimentale 01.1

SCIENZE. Le scienze e il metodo sperimentale, la materia e le sue proprietà. Le scienze e il metodo sperimentale 01.1 il testo: 01.1 sperimentale Le scienze studiano i fenomeni della natura (fenomeni naturali). Spesso noi osserviamo la natura e ci chiediamo perché avvengono certi fenomeni. Ad esempio, ti sarà capitato

Dettagli

Combustione energia termica trasmissione del calore

Combustione energia termica trasmissione del calore Scheda riassuntiva 6 capitoli 3-4 Combustione energia termica trasmissione del calore Combustibili e combustione Combustione Reazione chimica rapida e con forte produzione di energia termica (esotermica)

Dettagli

GLI STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA. Lo stato gassoso

GLI STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA. Lo stato gassoso GLI STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA Lo stato gassoso Classificazione della materia MATERIA Composizione Struttura Proprietà Trasformazioni 3 STATI DI AGGREGAZIONE SOLIDO (volume e forma propri) LIQUIDO

Dettagli

Bollettino agrometeorologico mensile novembre 2008

Bollettino agrometeorologico mensile novembre 2008 Bollettino agrometeorologico mensile novembre 2008 H2O - Deficit totale (mm) -200-150 -100-50 0 50 100 Situazione dei terreni rispetto alla condizione di Capacità di Campo Precipitazioni intense a fine

Dettagli

Corretto posizionamento di strumentazione meteorologica

Corretto posizionamento di strumentazione meteorologica Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Meccanica Corso di laurea in Ingegneria per l Ambiente e il Territorio Fisica dell Atmosfera e del Clima Corretto posizionamento di strumentazione meteorologica

Dettagli

Temperatura. V(t) = Vo (1+at) Strumento di misura: termometro

Temperatura. V(t) = Vo (1+at) Strumento di misura: termometro I FENOMENI TERMICI Temperatura Calore Trasformazioni termodinamiche Gas perfetti Temperatura assoluta Gas reali Principi della Termodinamica Trasmissione del calore Termoregolazione del corpo umano Temperatura

Dettagli

Il Sole Variazioni dell energia solare entrante: Obliquità orbitale Attualmente l asse di rotazione terrestre è inclinato di 23.4 rispetto alla perpendicolare sul piano orbitale terrestre. Ogni 41 000

Dettagli

LEZIONE 1. Materia: Proprietà e Misura

LEZIONE 1. Materia: Proprietà e Misura LEZIONE 1 Materia: Proprietà e Misura MISCELE, COMPOSTI, ELEMENTI SOSTANZE PURE E MISCUGLI La materia può essere suddivisa in sostanze pure e miscugli. Un sistema è puro solo se è formato da una singola

Dettagli

LA CONDENSAZIONE LA CONDENSAZIONE CFP MANFREDINI ESTE (PD) Insegnante. Padovan Mirko 1

LA CONDENSAZIONE LA CONDENSAZIONE CFP MANFREDINI ESTE (PD) Insegnante. Padovan Mirko 1 POTERE CALORIFICO DEI COMBUSTIBILI Il potere calorifico è la quantità di calore prodotta dalla combustione completa di 1 m³ di combustibili gassosi. Generalmente i combustibili hanno un determinato quantitativo

Dettagli

SCHEDA DI PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE PER LA CERTIFICAZIONE DELLE COMPETENZE NEL BIENNIO DELL OBBLIGO DA RIPORTARE SUL P.O.F. A.S.

SCHEDA DI PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE PER LA CERTIFICAZIONE DELLE COMPETENZE NEL BIENNIO DELL OBBLIGO DA RIPORTARE SUL P.O.F. A.S. SCHEDA DI PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE PER LA CERTIFICAZIONE DELLE COMPETENZE NEL BIENNIO DELL OBBLIGO DA RIPORTARE SUL P.O.F. A.S. 2014-2015 ASSE DISCIPLINA DOCENTE SCIENTIFICO TECNOLOGICO SCIENZE INTEGRATE

Dettagli

Analisi statistica inverni in Pianura padana in presenza del Nino

Analisi statistica inverni in Pianura padana in presenza del Nino Analisi statistica inverni in Pianura padana in presenza del Nino In questa ricerca puramente statistica abbiamo pensato di mettere a confronto tutti gli inverni del passato concomitanti alla presenza

Dettagli

Trasmissione termica

Trasmissione termica ISOLAMENTO TERMICO Per oltre 80 anni l utilizzo della vetrata isolante è stata riconosciuta come una condizione essenziale per garantire l isolamento termico degli edifici. Recenti sviluppi tecnologici

Dettagli

CENTRALI TERMOELETTRICHE

CENTRALI TERMOELETTRICHE CENTRALI TERMOELETTRICHE Le centrali termoelettriche sono impianti che utilizzano l energia chimica dei combustibili per trasformarla in energia elettrica. Nelle centrali termoelettriche la produzione

Dettagli

L IMMAGINE DELLA TERRA

L IMMAGINE DELLA TERRA L IMMAGINE DELLA TERRA 1 Capitolo 1 L orientamento e la misura del tempo Paralleli e meridiani La Terra ha, grossomodo, la forma di una sfera e dunque ha un centro dove si incontrano gli infiniti diametri.

Dettagli

Misura del vento: la velocità

Misura del vento: la velocità Il vento Il vento si origina in seguito a differenze di pressione, che ne rappresentano la forza motrice, a loro volta derivanti principalmente da differenze di temperatura tra masse di aria. Il vento

Dettagli

CAPITOLO III L ATMOSFERA 3.1 STRUTTURA DELL ATMOSFERA

CAPITOLO III L ATMOSFERA 3.1 STRUTTURA DELL ATMOSFERA CAPITOLO III L ATMOSFERA 3.1 STRUTTURA DELL ATMOSFERA L'atmosfera è formata da diversi strati ideali, che presentano caratteristiche fisiche e chimico-fisiche variabili con la quota (temperatura, pressione,

Dettagli

CORSO DI METEOROLOGIA GENERALE E AERONAUTICA 7 - Le Nubi

CORSO DI METEOROLOGIA GENERALE E AERONAUTICA 7 - Le Nubi CORSO DI METEOROLOGIA GENERALE E AERONAUTICA 7 - DEFINIZIONE - CLASSIFICAZIONI CLASSIFICAZIONE PER ALTEZZA DELLA BASE CLASSIFICAZIONE W.M.O. CLASSIFICAZIONE PER PROCESSI DI FORMAZIONE PROCESSI ATMOSFERICI

Dettagli

Formulario di Fisica Tecnica Matteo Guarnerio 1

Formulario di Fisica Tecnica Matteo Guarnerio 1 Formulario di Fisica Tecnica Matteo Guarnerio 1 CONVENZIONI DI NOTAZIONE Calore scambiato da 1 a 2. Calore entrante o di sorgente. Calore uscente o ceduto al pozzo. CONVERSIONI UNITÀ DI MISURA PIÙ FREQUENTI

Dettagli

La nevicata eccezionale dell 11 marzo 2004

La nevicata eccezionale dell 11 marzo 2004 La nevicata eccezionale dell 11 marzo 2004 Roberto Barbiero Introduzione Un intensa nevicata ha interessato nella giornata dell 11 marzo 2004 molte regioni del nord Italia. Dalle prime ore della notte

Dettagli

I FENOMENI TERMICI. I fenomeni termici Fisica Medica Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie. P.Montagna ott-07. pag.1

I FENOMENI TERMICI. I fenomeni termici Fisica Medica Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie. P.Montagna ott-07. pag.1 I FENOMENI TERMICI Temperatura Calore Trasformazioni termodinamiche Gas perfetti Temperatura assoluta Gas reali Principi della Termodinamica Trasmissione del calore Termoregolazione del corpo umano pag.1

Dettagli

Lezioni di Meccanica del Volo 2 - Modello dell atmosfera. L. Trainelli

Lezioni di Meccanica del Volo 2 - Modello dell atmosfera. L. Trainelli Lezioni di Meccanica del Volo 2 - Modello dell atmosfera L. Trainelli 1 2 Indice 1 INTRODUZIONE.......................... 3 1.1 Caratteristiche dell atmosfera.................... 3 1.2 Regioni dell atmosfera........................

Dettagli

Martina Zaminato Classe III A A.S. 2012/2013

Martina Zaminato Classe III A A.S. 2012/2013 Martina Zaminato Classe III A A.S. 2012/2013 IL SOLE Tutti prima o poi si chiedono cosa sia il Sole, già da bambini chi non è stato incuriosito dalla nostra stella? Il Sole non è altro che una gigantesca

Dettagli

Esercizi di Fisica Generale

Esercizi di Fisica Generale Esercizi di Fisica Generale 2. Temodinamica prof. Domenico Galli, dott. Daniele Gregori, prof. Umberto Marconi dott. Alessandro Tronconi 27 marzo 2012 I compiti scritti di esame del prof. D. Galli propongono

Dettagli

unità A3. L orientamento e la misura del tempo

unità A3. L orientamento e la misura del tempo giorno Sole osservazione del cielo notte Stella Polare/Croce del sud longitudine in base all ora locale Orientamento coordinate geografiche latitudine altezza della stella Polare altezza del Sole bussola

Dettagli

CLIMI E ZONE CLIMATICHE

CLIMI E ZONE CLIMATICHE CLIMI E ZONE CLIMATICHE Tempo atmosferico e clima TEMPO ATMOSFERICO (O METEOROLOGICO) = Condizioni atmosferiche di breve durata, che esistono in un dato momento in una determinata area Il tempo atmosferico

Dettagli

ACQUA, ARIA E TERRENO

ACQUA, ARIA E TERRENO ACQUA, ARIA E TERRENO PREMESSA Gli impianti d irrigazione a goccia svolgono un ruolo fondamentale negli apporti irrigui alle colture. Se utilizzato correttamente permette un sano sviluppo della pianta

Dettagli

Corso di Idraulica ed Idrologia Forestale

Corso di Idraulica ed Idrologia Forestale Corso di Idraulica ed Idrologia Forestale Docente: Prof. Santo Marcello Zimbone Collaboratori: Dott. Giuseppe Bombino - Ing. Demetrio Zema Lezione n. 14: Ciclo e bilancio idrologico Anno Accademico 2008-2009

Dettagli

Cognome... Nome... IL CICLO DELL ACQUA

Cognome... Nome... IL CICLO DELL ACQUA Cognome... Nome... IL CICLO DELL ACQUA Nell idrosfera l acqua si sposta continuamente da un luogo all altro, seguendo un percorso di andata e ritorno detto ciclo dell acqua o ciclo idrologico; questo si

Dettagli

I Biomi. Corso di Ecologia Applicata - Prof. Simona Castaldi Dipartimento di Scienze Ambientali - SUN

I Biomi. Corso di Ecologia Applicata - Prof. Simona Castaldi Dipartimento di Scienze Ambientali - SUN I Biomi Corso di Ecologia Applicata - Prof. Simona Castaldi Dipartimento di Scienze Ambientali - SUN La vita delle piante e degli animali delle comunità naturali è determinata principalmente dal clima

Dettagli

1-LA FISICA DEI CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI.

1-LA FISICA DEI CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI. 1-LA FISICA DEI CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI. Tutti i fenomeni elettrici e magnetici hanno origine da cariche elettriche. Per comprendere a fondo la definizione di carica elettrica occorre risalire alla

Dettagli

CAI S.Donà e Treviso Scuole Alpinismo e Scialpinismo

CAI S.Donà e Treviso Scuole Alpinismo e Scialpinismo CAI S.Donà e Treviso Scuole Alpinismo e Scialpinismo Valanga = massa di neve, piccola o grande che sia, in movimento lungo un pendio (definizione AINEVA). A. La zona di distacco è il luogo dove prende

Dettagli

VARIABILI METEROROLOGICHE E CONCENTRAZIONI DI PM10. 5.1 Introduzione

VARIABILI METEROROLOGICHE E CONCENTRAZIONI DI PM10. 5.1 Introduzione VARIABILI METEROROLOGICHE E CONCENTRAZIONI DI PM10 5.1 Introduzione Tra gli interventi finanziati dalla Regione Emilia Romagna per il 2004, ai fini della messa a punto di strumenti conoscitivi utili per

Dettagli

Corrente elettrica. Esempio LA CORRENTE ELETTRICA CONTINUA. Cos è la corrente elettrica? Definizione di intensità di corrente elettrica

Corrente elettrica. Esempio LA CORRENTE ELETTRICA CONTINUA. Cos è la corrente elettrica? Definizione di intensità di corrente elettrica Corrente elettrica LA CORRENTE ELETTRICA CONTINUA Cos è la corrente elettrica? La corrente elettrica è un flusso di elettroni che si spostano dentro un conduttore dal polo negativo verso il polo positivo

Dettagli

6. Le conseguenze del moto di rivoluzione

6. Le conseguenze del moto di rivoluzione eclittica cerchio massimo sulla sfera celeste percorso apparente del Sole durante l'anno. interseca l'equatore celeste in due punti o nodi : Punto vernale (o punto γ o punto di Ariete) nodo ascendente.

Dettagli

Forme di energia alternative

Forme di energia alternative Forme di energia alternative L energia, bene primario della nostra società, è utilizzata costantemente durante tutto l arco della giornata, da quando ci svegliamo la mattina fino a quando andiamo a dormire

Dettagli

Il clima delle Alpi e della Valle d Aosta

Il clima delle Alpi e della Valle d Aosta Il clima delle Alpi e della Valle d Aosta Il clima delle Alpi Il clima della Valle d Aosta Precipitazioni durante l alluvione del 2000 Temperature estreme registrate in Valle d Aosta Il ruolo delle montagne

Dettagli

GRANDEZZE FISICHE. Prof.ssa Paravizzini M.R.

GRANDEZZE FISICHE. Prof.ssa Paravizzini M.R. GRANDEZZE FISICHE Prof.ssa Paravizzini M.R. PROPRIETA DEL CORPO SOGGETTIVE OGGETTIVE PR.SOGGETTIVE: gusto, bellezza, freschezza, forma MISURABILI PR. OGGETTIVE: massa, temperatura, diametro, ecc.. Le misure

Dettagli

Clima e composizione dell atmosfera:

Clima e composizione dell atmosfera: Clima e composizione dell atmosfera: fatti certi e ipotesi da verificare. Maurizio Persico Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale Università di Pisa Cultura e metodo scientifico. La Limonaia, Pisa,

Dettagli

Capitolo 10 Il primo principio 113

Capitolo 10 Il primo principio 113 Capitolo 10 Il primo principio 113 QUESITI E PROBLEMI 1 Tenuto conto che, quando il volume di un gas reale subisce l incremento dv, il lavoro compiuto dalle forze intermolecolari di coesione è L = n 2

Dettagli

Liceo Scientifico Palli Classe II B Analisi ambiente e gestione del territorio. Monitoraggio della qualità dell aria dell ARPA 22 ottobre 2013

Liceo Scientifico Palli Classe II B Analisi ambiente e gestione del territorio. Monitoraggio della qualità dell aria dell ARPA 22 ottobre 2013 Liceo Scientifico Palli Classe II B Analisi ambiente e gestione del territorio. Monitoraggio della qualità dell aria dell ARPA 22 ottobre 2013 Torgnon si trova nel nord-est della Valle d Aosta a 2070 metri

Dettagli

REPORT EVENTO METEO-IDROLOGICO DEI GIORNI 10 12 FEBBRAIO 2014

REPORT EVENTO METEO-IDROLOGICO DEI GIORNI 10 12 FEBBRAIO 2014 Regione Toscana Servizio Idrologico Regionale CENTRO FUNZIONALE DELLA REGIONE TOSCANA DL 11/07/1998, n. 180; Legge 3/08/1998, n. 267; DPCM del 15/12/1998 Delibera G.R. n. 1003 del 10/09/2001; Delibera

Dettagli

PLUDIX Pluviometro - disdrometro

PLUDIX Pluviometro - disdrometro PLUDIX Pluviometro - disdrometro PLUDIX è realizzato da: PLUDIX PLUDIX è un apparecchiatura multifunzione per il rilievo e la caratterizzazione di precipitazioni atmosferiche al livello del suolo con elevata

Dettagli

Applicazione di tecnologie innovative nella determinazione della temperatura superficiale delle acque marine

Applicazione di tecnologie innovative nella determinazione della temperatura superficiale delle acque marine Dr. Geol. Gaetano La Bella Applicazione di tecnologie innovative nella determinazione della temperatura superficiale delle acque marine MoGeIFaCo Elaborazione di un modello di gestione integrata della

Dettagli

0,209. formula che si risolve facilmente una volta misurata, con adatte apparecchiature, la percentuale in volume di CO 2

0,209. formula che si risolve facilmente una volta misurata, con adatte apparecchiature, la percentuale in volume di CO 2 Approfondimento Analisi dei fumi La regolazione della combustione basata su regole pratiche pecca evidentemente di precisione anche se presenta l indubbio vantaggio dell immediatezza di esecuzione; una

Dettagli

IL GLOBAL WARMING TORNA AD AUMENTARE Tutta colpa delle SSTA polari? Sarà solo un aumento temporaneo? Il GW è agli sgoccioli?

IL GLOBAL WARMING TORNA AD AUMENTARE Tutta colpa delle SSTA polari? Sarà solo un aumento temporaneo? Il GW è agli sgoccioli? IL GLOBAL WARMING TORNA AD AUMENTARE Tutta colpa delle SSTA polari? Sarà solo un aumento temporaneo? Il GW è agli sgoccioli? Breve studio di Andrea Corigliano È noto che la temperatura media del pianeta

Dettagli

Aria in movimento. I moti dell aria. Introduzione. Masse d aria in movimento. Un po di fisica: l effetto Coriolis

Aria in movimento. I moti dell aria. Introduzione. Masse d aria in movimento. Un po di fisica: l effetto Coriolis Aria in movimento Introduzione E' difficile costruire un modello della circolazione atmosferica, perchè moltissimi fattori concorrono agli spostamenti delle masse d'aria nell'atmosfera, tuttavia il principio

Dettagli

LABORATORI SULL ARIA E SULLA PRESSIONE ATMOSFERICA (ALL.

LABORATORI SULL ARIA E SULLA PRESSIONE ATMOSFERICA (ALL. L'ARIA L'aria è una cosa leggera che ricopre tutta la terra come copre la buccia la pera ma nessuno la vede o l'afferra E' una specie di fumo lucente e anche se non si vede con gli occhi, la respira col

Dettagli

CRONACA METEO SUD AMERICA

CRONACA METEO SUD AMERICA CRONACA METEO SUD AMERICA A cura di: Gustavo Pittaluga L'estate in Sud America - emisfero australe (dicembre 2005, gennaio e febbraio 2006) Il trimestre estivo 2005-2006 registra degli scarti delle temperature,

Dettagli

CREA IL TUO ALIENO BREVE DESCRIZIONE PAROLE CHIAVE MATERIALI

CREA IL TUO ALIENO BREVE DESCRIZIONE PAROLE CHIAVE MATERIALI CREA IL TUO ALIENO BREVE DESCRIZIONE Rivedere i fattori ambientali che rendono la Terra abitabile e confrontarli con quelli di altri mondi dentro il nostro Sistema Solare. Usare il pensiero creativo per

Dettagli