ATMOSFERA (I CONCETTI FONDAMENTALI)

Dispense di Scienze Della Terra
prof. Paolo Tescarollo
ATMOSFERA
(NB. Il contenuto di questa scheda va integrato
con gli appunti ed il libro per una preparazione completa)
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L’atmosfera è l’involucro gassoso che circonda il nostro pianeta, la sua
composizione chimica media percentuale (a livello della troposfera) è : azoto 78%,
ossigeno 21%, anidride carbonica 0.03%.
L’atmosfera è divisa in 5 sfere sovrapposte: partendo dal basso la troposfera, la
stratosfera, la mesosfera, la termosfera e l’esosfera.
Da ricordare inoltre l’ozonosfera (strato dell’ozono O3) che ci protegge dai raggi
ultravioletti e la ionosfera che permette la trasmissione delle onde radio e ospita le
aurore boreali (effetti luminescenti dovuti all’interazione tra campo magnetico
terrestre e vento solare).
I concetti seguenti sono tutti riferiti alla troposfera (da 0 a 15 Km di altitudine)
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La temperatura dell’aria scende regolarmente, salendo di quota, di 6° C ogni
Kilometro. Questo valore è detto gradiente termico verticale.
In una carta geografica le linee che uniscono punti ad uguale temperatura dell’aria
si chiamano isoterme.
La pressione è una forza applicata su una superficie. Questa si misura in pascal,
atmosfere, bar o millimetri di mercurio. La pressione atmosferica è la forza peso
dell’atmosfera applicata sulla superficie terrestre. In una carta meteorologica le
linee che uniscono punti ad uguale pressione si chiamano isobare.
Lo strumento di misura della pressione atmosferica è il barometro ideato da
Torricelli
Schematicamente si può dire che una massa d’aria fredda e secca esercita una
pressione maggiore di una calda e umida.
La pressione atmosferica inoltre diminuisce salendo di quota.
Anticiclone è un’area di alta pressione (es. Anticiclone delle Azzorre porta bel
tempo in Italia d’estate). Ciclone è un’area di bassa pressione (tutti i cicloni sono
legati a perturbazioni e tempo instabile).
Un vento è uno spostamento orizzontale di una massa d’aria da una zona di alta
ad una di bassa pressione. Esistono venti periodici (Monsoni), venti costanti (Alisei)
e venti irregolari. Un tipo particolare di vento locale che si forma in prossimità delle
coste ed è periodico giornaliero (cioè varia dal giorno alla notte) sono le brezze
(brezza di mare e di terra).
La velocità del vento si misura in Km/h, m/sec o nodi. La scala delle velocità dei
venti si chiama scala di Beaufort.
L’umidità assoluta è la quantità di vapore acqueo effettivamente presente in una
massa d’aria (espressa in g/m3)
La quantità di vapore acqueo che può essere contenuta in una massa d’aria non è
illimitata, ma raggiunge un valore massimo che dipende dalla temperatura. Quando
l’aria raggiunge la massima quantità di vapore acqueo possibile si dice satura. La
temperatura alla quale una massa d’aria diviene satura si chiama punto di
rugiada.
L’umidità relativa è il rapporto percentuale tra umidità assoluta e massima quantità
di vapore acqueo che potrebbe essere contenuta nella massa d’aria alla medesima
temperatura.
Dispense di Scienze Della Terra
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prof. Paolo Tescarollo
La condensazione (passaggio di stato aeriforme > liquido) del vapore acqueo
avviene quando la temperatura di una massa d’aria scende al di sotto del punto di
rugiada. Le principali forme di condensazione atmosferiche sono nubi, nebbia e
brina.
Le nubi si formano per raffreddamento delle masse d’aria in risalita (si espandono
e si freddano). In questo modo la temperatura scende al di sotto del punto di
rugiada ed il vapore in eccesso si trasforma in minuscole goccioline di acqua che
restano in sospensione. I tre principali tipi di nubi sono i Cirri (alte), gli Strati
(intermedi), i Cumuli (basse).
Le nebbie si formano per contatto di una massa d’aria calda e umida con una
superficie fredda. L’aria cede calore al corpo freddo e si raffredda: l’abbassamento
della temperatura determina un eccesso di vapore acqueo (se la temperatura del
suolo è sotto zero invece della condensazione si ha brinamento – passaggio diretto
aeriforme > solido – e si forma la brina).
Precipitazione sta ad indicare in meteorologia la caduta di acqua liquida o solida
sul suolo terrestre. La pioggia consiste nella caduta di goccioline di acqua, che
raggiunto un diametro di 1-7 mm, sono troppo pesanti per rimanere in sospensione
e cadono a terra per gravità.
La neve è una precipitazione di acqua allo stato solido (cristalli a forma esagonale)
che avviene quando la temperatura del suolo è inferiore a zero gradi centigradi.
La grandine è una precipitazione di acqua allo stato solido sotto forma di “chicchi”
che hanno una struttura a strati concentrici e si formano in nubi a notevole sviluppo
verticale in presenza di fenomeni temporaleschi.
Il fulmine è una scarica elettrica di alta intensità che va a compensare una
differenza di potenziale tra base della nube e suolo. Esiste una scarica guida
invisibile e una scarica di ritorno visibile. Inizialmente il percorso del fulmine è da
terra verso l’alto.
Il tuono è una fragorosa manifestazione sonora successiva ad un fulmine dovuta
alla rapida espansione dell’aria in seguito all’improvviso riscaldamento dell’aria.
Le piogge acide sono precipitazioni con un pH molto basso. Sono provocate
dall’inquinamento atmosferico (ossidi di zolfo e azoto). Provocano danni a
monumenti, laghi, e vegetazione in generale (soprattutto foreste di conifere – come
pini e abeti-)