Con questi valori si ottengono oscillazioni con periodo di circa 10minuti.

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Marcellino Arcuri
4 anni fa
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1 In oceano: N C S z Termine positivo (inibisce le oscillazioni). È dovuto alla comprimibilità del fluido Questo termine in enere prevale. Se si assume per ρ una variazione dell1 in 100m vale circa 10 4 Termine neativo (favorisce le oscillazioni) Dovuto alla variazione (aumento) della densità con la profondità Con questi valori si ottenono oscillazioni con periodo di circa 10minuti. ( t) Z cos( Nt) La particella oscilla attorno a una posizione di equilibrio. La stratificazione con la densità della colonna di fluido è stabile Introduzione all oceanorafia fisica, Univ. di Lecce P.Lionello, A.A

2 N C S z 0 N: frequenza di Brunt-Väisälä Se questo termine prevale, il radicando è neativo e N un numero immainario puro. N i C La soluzione dell equazione non fornisce un moto è armonico, ma una crescita esponenziale: N t S ( t) e z In questo caso la particella di fluido si allontana indefinitamente dalla posizione Iniziale e la colonna di fluido si trova in una condizione Instabile 0 Introduzione all oceanorafia fisica, Univ. di Lecce P.Lionello, A.A

3 1min 6min La frequenza di BV è maiore dove la stratificazione è più marcata

4 In atmosfera: C s = c p c v R d T Da cui con un po di alebra si può dimostrare che N = dθ dz θ 0 Che fornisce per valori tipici un periodo fra i 5 e i 10 minuti

5 Includendo l effetto dell espansione della particella,cioè δv L (z 0 + z) δv L (z 0 ) In oceano : N = c s dρ dz Che fornisce per valori tipici un periodo fra i10 minuti e parecchie ore ρ 0 In atmosfera: N = dθ dz Che fornisce per valori tipici un periodo fra i1 e i 10 minuti θ 0 Le due formule sono equivalenti come si potrebbe dimostrare sostituendo nella prima l espressione della velocità del suono nell aria C s = c p R c d T v

6 Distribuzione dei componenti dell atmosfera luno la verticale Se la scala H venisse calcolata separatamente per oni as componente, H R 1 dove R è la costante dei as m m il peso molare, essa decrescerebbe con il peso molare, indicando che i as con le molecole più pesanti dovrebbero essere maiormente concentrati in prossimità della superficie Questo non avviene perché fino ad una quota di circa 100km la turbolenza mescola i diversi as, tendendo a renderli presenti in proporzione costante con la quota La distribuzione verticale è però determinata dal bilancio di processi fotochimici che determinano: - La dissociazione di molecole colpite da fotoni sufficientemente eneretici (rai ultravioletti) - La ricombinazione di molecole in seuito ad urti Per il vapore acqueo la penetrazione verticale è inibita dalla condensazione Bilancio fra O, O, O 3 (fi3.1, equilibrio foto-chimico) Dissociazione dell ossieno molecolare: O + h π O + O richiede fotoni eneretici (λ 0.4µm) e ossieno molecolare. È λ maiormente alla quota di circa 100km. A quote inferiori è penalizzato dall assenza di fotoni eneretici, a quote superiori dalla rarefazione dell O Formazione dell ozono O +O + M O 3 +M richiede presenza di ossieno atomico ( e di una terza molecola M in rado di assorbire l eccesso di eneria rilasciato dalla formazione dell ozono) e ossieno molecolare; efficiente a quote alte (circa km) Distruzione dell Ozono O 3 + h π O λ + O richiede fotoni eneretici (λ 0.11µm) O 3 + O O richiede presenza di ossieno atomico e ossieno molecolare; efficiente nella stratosfera Rimozione di ozono per processi ossidativi (principalmente in prossimità della superficie)

7 Assorbimento della radiazione solare e termica (commento fi.3.1) La radiazione solare (picco a 0.5µm) e quella termica della Terra (picco a 11µm) sono ben separate. La lambda di separazione è circa 5µm La radiazione solare ultravioletta è quasi completamente assorbita da ossieno molecolare e ozono in stratosfera Vapor acqueo e in misura molto minore anidride carbonica assorbono la radiazione termica in atmosfera: bande vibrazionali per il medio e vicino infrarosso, bande rotazionali per il lontano infrarosso e microonde Il continuo rotazionale del vapor acqueo ha un ruolo fondamentale perché corrisponde all intervallo in cui si trova quasi il 50% della radiazione termica emessa Fra 8 e 14µm esiste una finestra attraverso cui la radiazione termica della Terra può essere emessa senza interaire con l atmosfera se non per un banda vibrazionale dell ozono (9.6µm)

8 Dispersione della radiazione solare Le molecole d aria disperdono la radiazione solare in proporzione a λ -4 colore blu del cielo, in particolare in direzione opposta a quella del Sole Le molecole di aerosol disperdono la radiazione solare in proporzione a λ -1 attenuazione meno selettiva in frequenza riiore del cielo Aerosol anche assorbono radiazione solare (tipicamente aerosol che contenono carbonio) fi.3.4 riassunto deli effetti deli aerosol: assorbimento + dispersione aerosol a) riflette la radiazione solare incidente verso lo spazio esterno b) l effetto di rescatterin impedisce alla radiazione riflessa dalla superfice di uscire verso lo spazio esterno. Se l albedo della superficie è bassa a) prevale e la presenza di aerosol aumenta l albedo, altrimenti la reduce (fi 3.4) La fiura 3.3 mostra la proressiva transizione verso il rosso dello spettro solare alla superficie quando aumenta l inclinazione dei rai solari la dispersione della luce per effetto di polveri implica una diminuzione principalmente della luce diretta e i misura minore di quella diffusa. Per quest ultima, aumentando il cammino dei rai luminosi in atmosfera aumenta comunque la probabilità di assorbimento (fi. 3.5) Sorenti di aerosols (vedasi anche fi.4.7) Vulcani Vento -> aerosol crostale (silicati e arille) Vento -> aerosol marino (cloruro di sodio) Incendi -> foreste e culture (carbonio) Attività umane (trasporti, combustione di carbone e petrolio)

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