Dall astronomia alla geografia astronomica. La Terra vista dallo spazio. (NASA)

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1 3. Il pianeta Terra Isola di Sakhalin (Unione Sovietica), 1 settembre Un volo di linea della Korean Air Lines, con a bordo 289 persone tra passeggeri e membri dell equipaggio, entra, per errore, nello spazio aereo sovietico e viene abbattuto da un caccia. Ronald Regan, Presidente degli Stati Uniti d America all epoca del fatto, annuncia al mondo che, per evitare tragedie come quella del volo coreano, il GPS il sistema di localizzazione degli oggetti sulla superficie terrestre sviluppato dagli Stati Uniti per scopi militari diverrà disponibile per usi civili non appena sarà completato. Oggi, a distanza di circa venticinque anni, il GPS è diventato uno strumento ampiamente diffuso e utilizzato in ogni parte del mondo. (K Photos / Alamy)

2 Dall astronomia alla geografia astronomica La Terra vista dallo spazio. (NASA)

3 La forma della Terra Il fatto che i raggi di una stella incidano con angoli diversi sui vari luoghi della Terra prova che la sua superficie è curva e convessa.

4 La forma della Terra L orizzonte sensibile limita la porzione di superficie terrestre che riusciamo a guardare intorno a noi.

5 La forma della Terra Confronto tra la superficie del geoide e quella dell ellissoide terrestre. Rispetto all ellissoide, il geoide si presenta un po rigonfio in corrispondenza dei continenti e leggermente depresso in corrispondenza degli oceani.

6 Le dimensioni della Terra Metodo usato da Eratostene per la determinazione della lunghezza della circonferenza meridiana terrestre.

7 Le dimensioni della Terra A causa dello schiacciamento polare della Terra, la lunghezza di archi di meridiano aventi la stessa ampiezza angolare (come quelli raffigurati) è leggermente maggiore ai poli che all Equatore

8 Le dimensioni della Terra L ellissoide di rotazione (delimitato da una linea blu) è il solido geometrico che di più si avvicina alla vera forma della Terra.

9 Le coordinate geografiche Individuazione dei paralleli e dei meridiani sulla superficie terrestre.

10 Le coordinate geografiche Le coordinate geografiche servono per stabilire la posizione assoluta dei luoghi sulla superficie terrestre. La latitudine del punto P è data dall angolo (ϕ, fi) corrispondente all arco di meridiano che congiunge il punto con l Equatore; la sua longitudine è data dall angolo (λ, lambda) corrispondente all arco di parallelo che unisce il punto con il meridiano di riferimento.

11 I movimenti della Terra La Terra compie un «insieme» di movimenti.

12 I movimenti della Terra Il verso della rotazione terrestre. Osservato dal Polo nord celeste, il nostro pianeta ruota in senso antiorario. Osservato dal Polo sud celeste (con la Stella polare dalla parte opposta), il movimento avviene in senso orario.

13 I movimenti della Terra La rivoluzione terrestre avviene lungo un orbita ellittica poco eccentrica. L eccentricità dell orbita varia nei millenni (in giallo la situazione attuale; in blu la massima eccentricità, in rosso la minima).

14 Il moto di rotazione La caduta libera dei corpi, con deviazione dalla verticale del punto di partenza, dimostra l esistenza della rotazione della Terra.

15 Il moto di rotazione L accelerazione di gravità sulla superficie terrestre aumenta con la latitudine perché procedendo verso i poli si riduce la distanza dal centro della Terra (C), a causa dello schiacciamento polare, e diminuisce il valore della forza centrifuga.

16 Il moto di rotazione L esperienza di Foucault.

17 Il moto di rotazione A causa della diversa velocità lineare di rotazione dei vari punti della superficie terrestre, un corpo che si muove sulla Terra viene deviato dalla sua direzione iniziale (freccia rossa) e sembra descrivere una traiettoria (freccia verde) spostata verso destra se si trova nell emisfero boreale, verso sinistra nell emisfero australe (legge di Ferrel).

18 Il moto di rotazione Il circolo di illuminazione separa la parte della superficie terrestre che guarda verso il Sole da quella opposta.

19 Il moto di rotazione Il fenomeno dei crepuscoli e delle aurore. Nell attraversare i vari strati dell atmosfera, che hanno densità diversa, i raggi solari subiscono una rifrazione, ossia vengono deviati dalla loro direzione originaria; quindi essi riescono a colpire anche parte della superficie terrestre che dovrebbe essere invece nell oscurità completa.

20 Il moto di rivoluzione terrestre Osservando il Sole dalla Terra, sembra che durante l anno esso descriva sulla Sfera celeste un circolo massimo, chiamato Eclittica, passando davanti alle 12 costellazioni dello Zodiaco.

21 Il moto di rivoluzione terrestre Apparenza e realtà degli spostamenti tra il Sole e la Terra durante l anno.

22 Il moto di rivoluzione terrestre Il fenomeno dell aberrazione della luce stellare. La direzione secondo cui un osservatore riceve la luce di una stella è quella della diagonale del parallelogramma costruito sulla velocità c della luce e sulla velocità V con cui l osservatore si muove insieme alla Terra.

23 Il moto di rivoluzione terrestre Il diverso riscaldamento dei vari luoghi della superficie terrestre dipende dall inclinazione dei raggi del Sole.

24 Il moto di rivoluzione terrestre Condizioni di illuminazione della Terra nei giorni degli equinozi (21 marzo e 23 settembre).

25 Il moto di rivoluzione terrestre Inclinazione dei raggi solari sulla superficie terrestre nei giorni dei solstizi (21 giugno e 22 dicembre).

26 Il moto di rivoluzione terrestre Il Sole di mezzanotte si può osservare soltanto nei luoghi compresi entro i circoli polari: per tutto l arco della giornata il Sole si mantiene sopra l orizzonte.

27 Il moto di rivoluzione terrestre La rivoluzione della Terra intorno al Sole e le attuali posizioni degli equinozi e dei solstizi.

28 Il moto di rivoluzione terrestre Le zone astronomiche della superficie terrestre.

29 I moti terrestri con periodi millenari Il moto doppio-conico (precessione) e le nutazioni dell asse terrestre sono dovuti all attrazione della Luna e del Sole sul rigonfiamento equatoriale.

30 I moti terrestri con periodi millenari La precessione degli equinozi. Il moto doppio-conico dell asse terrestre fa mutare la disposizione nello spazio del piano equatoriale celeste, e quindi determina la rotazione in senso orario dell intersezione tra tale piano e il piano dell Eclittica, ossia della linea degli equinozi.

31 I moti terrestri con periodi millenari Lo spostamento della linea degli apsidi.

32 I moti terrestri con periodi millenari La variazione dell eccentricità dell orbita modifica l intensità delle oscillazioni climatiche dovute alla precessione degli equinozi. Maggiore è l eccentricità, maggiore è la differenza tra la massima e la minima distanza della Terra dal Sole e di conseguenza maggiore è l effetto della precessione degli equinozi. A-B: massima eccentricità (oggi e tra anni). C-D: minima eccentricità (oggi e tra anni).

33 I moti terrestri con periodi millenari La variazione dell estensione dei ghiacciai terrestri nelle epoche glaciali e nelle epoche interglaciali. A sinistra: circa anni fa, al culmine della glaciazione würmiana. A destra: oggi.

34 L orientamento Nel nostro emisfero il Sole a mezzodì indica la direzione del Sud e quindi consente di individuare tutti i punti cardinali.

35 L orientamento La bussola consente di individuare la direzione del Nord magnetico.

36 L orientamento Poiché i poli magnetici terrestri non coincidono con quelli geografici, l ago calamitato della bussola non si dispone sempre esattamente lungo il meridiano del luogo. L angolo fra le due direzioni è detto declinazione magnetica.

37 L orientamento La rosa dei venti.

38 L orientamento Le coordinate polari (azimut e distanza) consentono di determinare la posizione relativa dei luoghi posti sul piano dell orizzonte rispetto al punto in cui si trova l osservatore. Con un sistema analogo gli antichi fissavano la posizione di una stella sulla immaginaria Sfera celeste.

39 La determinazione delle coordinate geografiche Determinazione della latitudine con la Stella polare.

40 La determinazione delle coordinate geografiche Determinazione della latitudine mediante l altezza del Sole sull orizzonte.

41 La determinazione delle coordinate geografiche L analemma è un diagramma universale che mette in relazione tre variabili, espresse in unità indipendenti dal luogo: il giorna dell anno (la linea rossa); la declinazione solare (asse verticale); i minuti di anticipo o di ritardo del mezzo dì vero rispetto al mezzo giorno dei nostri orologi.

42 La determinazione delle coordinate geografiche Rappresentazione schematica di un normale teodolite, strumento per la misurazione degli angoli (orizzontali e verticali), usato soprattutto per i rilevamenti geodetici e topografici.

43 La determinazione delle coordinate geografiche Il cosiddetto navigatore montato su un automobile è un segmento del Sistema di Posizionamento Globale basato sulla ricezione di segnali radio emessi da una «costellazione» di satelliti artificiali in orbita attorno alla Terra.

44 Le unità di misura del tempo Il tempo che intercorre fra due culminazioni successive del Sole su uno stesso meridiano (giorno solare) è più lungo del tempo occorrente per avere due passaggi consecutivi di una stella sullo stesso meridiano (giorno sidereo).

45 Le unità di misura del tempo L anno sidereo (il ritorno della Terra nel punto T dopo una rivoluzione) è più lungo dell anno solare (quando la Terra arriva in T) perché la linea degli equinozi ruota (di un angolo piccolissimo in senso orario).

46 Le unità di misura del tempo Un quadrante solare con «linee orarie francesi» (corrispondenti alla suddivisione oraria moderna, per noi abituale).

47 Il tempo vero, il tempo civile e i fusi orari A causa della rotazione terrestre, l ora locale, stabilita riferendosi al Sole, varia con la longitudine.

48 Il tempo vero, il tempo civile e i fusi orari La suddivisione della superficie terrestre nei 24 fusi orari.