L ATMOSFERA. IL CLIMA Capitolo 1 elementi e fattori del clima.

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1 1 L ATMOSFERA IL CLIMA Capitolo 1 elementi e fattori del clima. Cosa è il clima Sempre più spesso alla televisione, e non solo nei programmi scientifici, sui giornali e durante le conferenze politiche internazionali sull ambiente, si sente parlare dei problemi legati al clima della Terra e alle sue variazioni. Ma cos è il clima? Il clima è l insieme dei tempi atmosferici costituiti dall andamento dei valori di temperatura, precipitazione, pressione e venti durante l anno, registrati nell arco di più anni (almeno trenta).. Per poter stabilire il clima di una certa regione bisogna non solo tenere presente gli elementi del tempo atmosferico ma anche i fattori geografici caratteristici di quella regione quali la latitudine, l altitudine, l esposizione la vicinanza o meno di mari, l uomo, etc... La climatologia è la scienza che si occupa di studiare le caratteristiche e la distribuzione dei diversi tipi climatici sulla Terra,cercando di individuare i legami con i fattori geografici dai quali dipendono. Degli elementi abbiamo parlato nella precedente Unità Didattica qui ricordiamo brevemente che si tratta di tutte quelle variabili del clima che possono essere misurate direttamente attraverso l uso degli strumenti meteorologici. I fattori sono invece le variabili che influenzano in qualche modo i valori degli elementi climatici. I fattori del clima La latitudine La latitudine è il fattore geografico più importante in quanto comporta sensibili variazioni negli elementi meteorologici. Infatti temperatura, umidità ed evaporazione diminuiscono dall equatore ai poli; le piogge sono più abbondanti nelle zone equatoriali, mentre tra i 20 e i 30 di latitudine il cielo è sereno e l aria sempre molto secca. Le medie latitudini (30-60 ) presentano di nuovo nuvolosità diffusa e piogge, anche se meno abbondanti; ai poli, infine, prevale cielo sereno ed area secca. Altitudine All aumentare dell altitudine l escursione termica (diurna ed annuale) diminuisce mentre aumenta l insolazione durante il dì e la perdita di calore durante la notte. Esposizione

2 2 Nella definizione di un microclima, l esposizione e la forma di un rilievo rivestono una notevole importanza: infatti i due versanti hanno climi diversi. Inoltre rispetto alla valle, le variazioni di temperatura su un rilievo sono molto più regolari. Il riscaldamento di un pendio dipende dall inclinazione dei raggi solari: quanto più i raggi sono perpendicolari alla superficie tanto maggiore è il riscaldamento. Nel nostro emisfero il periodo di insolazione è più lungo nei luoghi rivolti a Sud (solatio) rispetto a quelli che guardano a Nord (bacio), Viceversa succede nell emisfero australe. Interessante è anche l orientamento delle catene montuose rispetto alle aree continentali e quindi, alle masse d acqua marina. A questo proposito si distinguono tre tipi diversi di rilievo: 1) tipo americano (es. Montagne Rocciose, Cordigliera delle Ande) con andamento N - S; costituiscono una barriera per le masse d aria oceanica; 2) tipo eurasiatico (es. Alpi, Himalaia), con andamento E - W; favoriscono la penetrazione delle masse d aria oceanica all interno del continente, bloccando contemporaneamente i venti freddi di origine polare; 3) tipo continentale; caratteristici dell Africa, si sviluppano all interno del continente e sono quindi lontani da qualsiasi influenza marina. Distribuzione di terre e mari In un continente le regioni marittime presentano una escursione termica annua minore rispetto alle regioni più interne. Questo, come abbiamo visto nei capitoli precedenti, dipende dal diverso grado di riscaldamento e raffreddamento delle masse d acqua rispetto alle terre emerse: le aree costiere presentano quindi un clima più mite, cioè più uniforme rispetto all entroterra. Inoltre i periodi più caldi dell anno, per le zone continentali delle medie latitudini dell emisfero boreale, corrispondono, all incirca, ad un mese dopo il momento di massima insolazione ( solstizio d estate); il periodo più freddo dell anno è gennaio, un mese dopo il solstizio d inverno. Per quanto riguarda gli oceani le temperature, massima e minima, vengono raggiunte un mese più tardi (agosto e febbraio rispettivamente) poiché le masse d acqua si riscaldano e si raffreddano più lentamente del suolo. I fiumi non esercitano la stessa influenza sul clima, è vero, mitigano i caldi estivi, ma non riescono ad innalzare le temperature durante l inverno, creando piuttosto nebbie nelle loro vicinanze (classico esempio ne è la pianura Padana). La presenza di laghi profondi, invece, contribuisce ad addolcire il clima, mentre i laghi delle alte latitudini, che in inverno gelano, contribuiscono a diminuire le temperature delle zone circostanti. Correnti Marine

3 3 Un ultimo fattore importante che interessa gli oceani ed i climi di alcune terre è dato dalle grandi correnti marine che realizzano un grandioso rimescolamento di acque in senso longitudinale (N - S) spostando grandi masse d acqua calda verso le alte latitudini e fredde verso sud. Capitolo 2 I Climi sulla Terra La distribuzione dei climi sulla superficie terrestre ricalca quella delle zone astronomiche; a livello del mare le fasce climatiche si succedono secondo la latitudine ripetendosi simmetricamente nei due emisferi. Tuttavia anche l altitudine è determinante nel clima: le fasce si succedono anche a livello altimetrico. Climi caldo umidi Ne fanno parte quei climi tipici della fascia compresa tra il tropico del Cancro e quello del Capricorno, in genere caldi e umidi. Presentano temperature elevate tutto l anno e umidità sempre elevata; piogge abbondanti quasi quotidiane. Questa abbondanza di pioggia alimenta le foreste pluviali (foreste vergini) che si presentano con una cupola verde di alberi, uno strato medio ricco di fiori e frutti ed un sottobosco in ombra con felci giganti. Il suolo è fangoso e coperto da foglie in rapida decomposizione e quindi non molto fertile. Allontanandosi progressivamente dall equatore le piogge tendono a diminuire e concentrarsi al doppio passaggio del sole allo zenit (piogge zenitali): nelle fasce subequatoriali, quindi, si alternano due stagioni piovose e due secche. Man mano che si procede verso i tropici, i due periodi piovosi tendono a fondersi in un unica stagione che si alterna con una secca molto più lunga: è questo il clima della savana. Questi climi presentano escursioni termiche diurne e stagionali minime e il cambiamento di stagione è determinato dall arrivo delle piogge quando è più caldo. La foresta lascia il posto alle alte erbe della savana, un ambiente naturale aperto in cui spiccano grossi e radi alberi. Tra i climi caldo - umidi rientra il clima monsonico, tipico dell Asia sud orientale e condizionato dal monsone, asciutto in inverno e umido in estate. E il Monsone estivo, carico di umidità, che apporta abbondanti precipitazioni, importanti per l agricoltura di queste regioni. Di queste aree è tipica la giungla, associazione vegetale molto folta con i tipici alberi di tek. Clima desertico caldo Tipico delle zone tropicali, presenta piogge scarsissime e sporadiche, inferiori ai 250 mm. annui; le temperature non presentano sensibili variazioni annue, ma una forte escursione diurna. La vita è possibile solo nelle oasi dove si sviluppano piante dotate di lunghe radici capaci di assorbire l umidità profonda. I climi temperati caldi

4 4 Si trovano nelle regioni abbastanza vicine ai tropici che si estendono intorno ai di latitudine nord e a sud. Il più diffuso è il clima mediterraneo, con estati asciutte ed inverni piovosi, temperature molto miti in inverno ed abbastanza calde in estate. La vegetazione spontanea tipica è la macchia mediterranea formata da querce, sugheri, olivi selvatici ed arbusti sempreverdi e erbe aromatiche. Clima continentale Riguardano vaste aree interne dei continenti e sono, quindi, decisamente di tipo continentale: clima della prateria, della steppa, dei deserti freddi. Non beneficiando dell effetto mitigante del mare, presentano accentuate escursioni termiche stagionali e scarsa umidità. Questa va sempre più diminuendo man mano che si procede verso le zone interne, mentre la vegetazione passa dalla prateria alla steppa fino a diventare deserto freddo (deserto di Gobi in Asia). Questi deserti presentano variazioni di temperature notevoli sia diurne che stagionali e precipitazioni scarsissime. Clima oceanico Il clima temperato umido oceanico interessa le coste atlantiche del Nord America e dell Europa, dove si spinge parecchio a Nord grazie all azione mitigatrice della corrente del Golfo. Gli inverni sono miti e le estati fresche; le precipitazioni sono distribuite nell arco di tutto l anno. E l ambiente dei prati verdi e dei boschi di latifoglie con foglie che cadono in inverno. Il clima temperato è favorevole all insediamento umano e così l ambiente naturale è stato profondamente alterato da tempo immemorabile con diboscamenti e messa a coltura delle terre. Clima continentale freddo Questo tipo di clima presenta caratteri continentali con inverni rigidi e nevosi, ed estati relativamente calde e piovose. A causa dei rigori invernali gli alberi, invece delle foglie, possiedono aghi i quali non cadono contemporaneamente, per cui le piante formano una foresta sempre verde soprattutto in Siberia (Taiga) ed in Canada. Il lungo inverno rigido non consente lo sfruttamento agricolo se non in piccoli spazi e rese modeste. Notevole è invece lo sfruttamento del patrimonio boschivo Clima artico Compreso nelle zone fredde della terra, è caratterizzato da inverni rigidi ed estati brevissime e fresche: il suolo resta sempre gelato in profondità (permafrost) e si scongela solo in superficie nel breve periodo estivo permettendo l sviluppo di muschi e licheni che formano la tundra. Le

5 5 precipitazioni sono molto scarse in relazione alle alte pressioni tipiche di queste latitudini, ma l umidità resta a lungo sul terreno poiché le basse temperature riducono l evaporazione. Clima polare Interessa solo due zone della Terra: l Antartide e la Groenlandia interna dove nevi perenni e ghiacciai dominano il paesaggio. Il suolo è in permanenza gelato e la vita sia vegetale che animale, è presente in maniera continuativa, solo sulle coste. Capitolo 3 Le oscillazioni del clima Il clima cambia Durante la storia della Terra il clima è stato soggetto a diverse fluttuazioni sia a lungo che a breve termine; tali variazioni, testimoniate dai resti fossili animali e vegetali e dalla presenza dei carboni fossili, possono estendersi su periodi di milioni di anni fino a solo pochi decenni. Le oscillazioni climatiche non sono terminate ma continuano e continueranno ancora: ne sono prova il continuo ritiro dei ghiacciai (polari e no) e l aumento progressivo delle temperature registrate nelle varie stazioni meteorologiche. I fattori che influiscono sui cambiamenti climatici sono essenzialmente di tre tipi: fattori astronomici, fattori terrestri e fattori antropici. Fattori astronomici Alcuni dei movimenti della Terra, e tra questi la variazione dell eccentricità dell orbita, il moto di precessione lunisolare e le modificazioni nell inclinazione dell asse terrestre provocano delle variazioni sulla quantità di energia incidente sulla Terra. Trattandosi di attività e moti periodici con tempi di realizzazione definiti, più che variazioni nel clima è giusto parlare di oscillazioni climatiche naturali che sono quindi del tutto prevedibili. Fattori terrestri I fattori terrestri sono legati essenzialmente alla variabilità delle interazioni tra atmosfera, idrosfera e litosfera, ai cambiamenti che possono verificarsi nel ciclo dell acqua e nello stato di trasparenza dell atmosfera.questi fattori, in genere naturali, provocano delle variazioni a scala locale come, ad esempio, il susseguirsi di due o tre inverni più freddi e brevi stagioni intermedie in determinate regioni. Si tratta, comunque, di variazioni del tutto casuali, non cicliche, e, perciò, imprevedibili. Fattori antropici

6 6 Questi fattori sono legati alle perturbazioni, locali e planetarie, che le attività dell uomo possono indurre sull equilibrio del sistema climatico. L uomo può addirittura intervenire direttamente su alcuni elementi climatici. E così possibile provocare piogge artificiali disseminando nuclei di ghiaccio secco, o di altre sostanze adatte,nelle nubi, creando condizioni favorevoli all agricoltura nei periodi di siccità. Sparando, mediante appositi razzi, particelle di ioduro di argento verso le nubi è possibile ridurre o eliminare il pericolo delle grandinate. Anche la costruzione di bacini artificiali può modificare il clima, poiché attenua le gelate notturne e mitiga l escursione termica sia giornaliera che annuale. L opera dell uomo può, però, creare anche variazioni climatiche a suo svantaggio. Così il diboscamento indiscriminato, le deviazioni dei corsi d acqua possono modificare il microclima, turbando il naturale equilibrio tra elementi e fattori del clima stesso. Anche l attività industriale e i grossi centri abitati, con la produzione di sostanze inquinanti, tendono ad apportare modificazioni del clima, del tutto artificiali, tuttora difficilmente quantificabili ma indubbiamente importanti.tra le variazioni a scala planetaria indotti dall uomo analizziamo il cosiddetto effetto serra. Effetto serra Come abbiamo detto, nell atmosfera sono presenti dei gas trasparenti alle radiazioni solari in arrivo ma opachi a quelle emesse e diffuse dalla Terra verso lo spazio. L atmosfera così trattiene il calore in modo naturale producendo una temperatura di circa 34 C (senza questo effetto la temperatura media della superficie terrestre sarebbe circa -19 C, mentre in realtà è +15 C). I principali gas di serra sono il vapore acqueo, l anidride carbonica ed il metano. Oltre a questi gas naturali si aggiungono gas di serra di origine antropica (sia naturali che artificiali) che provocano un effetto aggiuntivo che è quello che più preoccupa, Il massiccio impiego dei combustibili fossili (carbone e idrocarburi) e l abbattimento delle foreste determinano un aumento della concentrazione di anidride carbonica nell atmosfera. I suoli convertiti all agricoltura, e soprattutto le risaie, emettono grandi quantità di metano. Oltre a questi gas naturali, l uomo immette nell atmosfera anche gas artificiali come ad esempio i cloro-fluorocarburi (CFC), usati come nebulizzatori,. refrigeranti, schiumogeni e solventi. I CFC, oltre a interferire nella produzione dell ozono stratosferico, sono potenti gas di serra. Secondo i dati diffusi dall ultimo Rapporto della Commissione Mondiale sull Ambiente le conseguenze dell accumulo dei gas di serra nell aria ai ritmi attuali provocherà, nel corso dei prossimi cento anni, un innalzamento della temperatura media terrestre di circa 1.5 / 4.5 C. Si assisterebbe ad una parziale fusione delle calotte glaciali e ad un innalzamento del livello dei mari di circa 70 cm. In conseguenza di ciò molte isole del Pacifico scomparirebbero, altrove sarebbero a rischio spiagge turistiche ed aree portuali: brusche sarebbero le alterazioni dei profili costieri. Un aumento delle temperature causerebbe uno spostamento delle fasce climatiche terrestri verso i poli.

7 7 Individuare possibili rimedi sembra più facile che attuarli: si dovrebbe puntare sulla riduzione dell uso dei combustibili fossili e sulla ricerca di nuove fonti energetiche di tipo rinnovabile. Occorre, inoltre, limitare al massimo la deforestazione che impedisce il riassorbimento dell anidride carbonica e l emissione di ossigeno da parte delle piante.