L atmosfera è un involucro sottile e attivo

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1 L atmosfera è un involucro sottile e attivo L atmosfera è l involucro gassoso che avvolge la Terra e la segue nei suoi movimenti grazie alla forza di gravità. E un sistema dinamico che filtra le radiazioni solari nocive, scherma l energia termica in uscita, distribuisce il calore solare e interagisce con la litosfera, la biosfera e l idrosfera.

2 Composizione dell atmosfera La composizione dell atmosfera è variabile a seconda dell altitudine, ma è principalmente costituita da azoto (78,08%), ossigeno (20,95%), argon (0,93%), anidride carbonica (0,03%) e altri gas, come neon, elio, kripton, xenon, idrogeno, metano, anidride solforosa, ammoniaca, ossido di carbonio,... (0,01%) Nell aria si trovano anche il vapore acqueo e gli aerosol atmosferici.

3 La struttura dell atmosfera L atmosfera è suddivisa in strati (sfere) che hanno un diverso andamento della temperatura (struttura termica) e densità decrescente salendo di quota: troposfera stratosfera mesosfera termosfera esosfera La troposfera, a contatto con il suolo, manifesta fenomeni meteorologici e interagisce con la superficie e i viventi.

4 La struttura dell atmosfera

5 L atmosfera e la radiazione del Sole Di tutta la radiazione solare in arrivo sulla Terra, l atmosfera riflette nello spazio circa il 30% (albedo) assorbe circa il 20% (raggi X, gamma e UV). I raggi UV sono assorbiti dall ozono nell ozonosfera. Circa il 50% della radiazione solare raggiunge la superficie terrestre, dove è assorbita quasi interamente. Nel corso di un anno il 30% dell energia solare in arrivo è riflesso direttamente nello spazio, il 70% assorbito e poi riemesso. Il bilancio termico annuale della Terra è in pareggio.

6 L atmosfera e la radiazione del Sole

7 L effetto serra è «buono» oppure no? Vapore acqueo, CO 2, N 2 O, CH 4 e gas fluorurati sono i principali responsabili di un effetto serra naturale che riscalda la superficie terrestre, sensibilmente aumentato a causa dell inquinamento (riscaldamento globale).

8 La temperatura dell aria non è costante La temperatura dell aria varia in relazione a molti fattori geografici e biologici come: l altitudine e la latitudine la stagione e l ora del giorno la distribuzione delle terre e dei bacini oceanici la presenza o meno di vegetazione la copertura nuvolosa La posizione geografica o esposizione topografica

9 Temperature medie e isoterme La temperatura media giornaliera si calcola facendo la media delle temperature nell arco delle 24 ore. In modo analogo si calcolano le temperature medie mensili. L escursione termica è la differenza tra il valore massimo e minimo della temperatura in una giornata (giornaliera) o durante l anno (annua).

10 Temperature medie e isoterme Mappa delle isoterme Isoterma

11 La pressione atmosferica La pressione atmosferica normale (a livello del mare, alla latitudine di 45 gradi e alla temperatura di 0 gradi) è pari a 760 mmhg (= 1013, 2 mb = 1013,2 hpa). Si misura con il barometro (più diffuso il barometro aneroide). Essa dipende da: altitudine temperatura umidità

12 La pressione atmosferica mette in moto l aria La pressione dell aria calda e umida è minore di quella dell aria fredda e secca. Le aree di alta pressione sono chiamate anticicloni e quelle di bassa pressione sono dette cicloni. Le isobare sono linee che congiungono tutti i punti della superficie in cui sono stati misurati uguali valori di pressione atmosferica

13 La pressione atmosferica e i venti Quando due zone contigue della troposfera hanno una diversa pressione atmosferica (gradiente di pressione), si genera un flusso d aria orizzontale: il vento. I venti sono masse d aria che si spostano da una zona di alta pressione verso una di bassa pressione.

14 La pressione atmosferica e i venti Le correnti verticali e i flussi orizzontali di aria formano un ciclo o cella convettiva.

15 La circolazione dell aria nella bassa troposfera Nella bassa troposfera ci sono zone di alta e bassa pressione generate dal riscaldamento diseguale dell aria. Questo determina la circolazione generale dell aria che ridistribuisce il calore a livello globale.

16 La circolazione dell aria nella bassa troposfera

17 La circolazione dell aria nell alta troposfera Oltre i 3000 m di altezza l aria in movimento non è frenata dall attrito con la superficie terrestre e i venti sono più regolari e veloci. Le condizioni di pressione sono invertite rispetto a quelle della bassa troposfera.

18 La circolazione dell aria nell alta troposfera

19 L umidità dell aria Il vapore acqueo svolge la funzione di trasportare calore nell atmosfera assorbendolo dall ambiente durante l evaporazione e rilasciandolo durante la condensazione. Il vapore nell aria costituisce l umidità. Aumenta con la temperatura. Anche il limite di saturazione aumenta con la temperatura. Il 100% di umidità relativa significa che l aria è satura. Si misura con l igrometro a capello.

20 La formazione delle nuvole Le nuvole si formano quando le masse di aria umida raffreddano lontano dal suolo. E un processo adiabatico (senza scambi di calore con l esterno) favorito dalla presenza nell atmosfera dei nuclei di condensazione.

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22 Le nuvole orografiche

23 Le precipitazioni atmosferiche

24 La distribuzione delle precipitazioni Le precipitazioni sono intense nelle aree equatoriali, abbondanti alle medie latitudini, variabili nelle zone tropicali e scarse nelle regioni polari. Le isoiete sono linee che uniscono punti della superficie dove è uguale la quantità di precipitaz ioni.

25 I fronti freddi e caldi Una massa d aria è un volume d aria con temperatura, umidità e pressione omogenee. La zona di contatto tra due masse d aria è detta fronte.

26 I cicloni tropicali I cicloni tropicali (o uragani o tifoni) sono aree di bassa pressione sede di precipitazioni e vortici di vento. Si formano sull oceano e si spostano da Est verso Ovest spinti dagli alisei. Sulla terraferma o su acque oceaniche fredde si trasforma in un forte temporale.

27 Tornado e temporali Il tornado (tromba d aria) è una violenta tempesta di vento. Appare come un lungo vortice d aria a forma di imbuto che si muove sul terreno a spirale. Ha origine in una nube temporalesca. Le trombe marine sono simili ai tornado, ma si formano sul mare. Un temporale è una violenta perturbazione con vento, pioggia e grandine e scariche elettriche. È un fenomeno di breve durata particolarmente frequente nelle regioni caldo-umide.