Diapositiva 1

L’ATMOSFERA
Daniele Izzo – Meteorologo
Centro Epson Meteo
[email protected]
Definizione atmosfera
L’atmosfera è l’involucro gassoso che avvolge la Terra fino ad una altezza di
circa 700-1000 chilometri e che, grazie all’attrazione gravitazionale, la
accompagna nel suo moto di rotazione.
Il 50% dell’atmosfera è contenuta nei primi 5,5 km, il
90% nei primi 20 km e il 99,90% nello strato
atmosferico che si estende dalla superficie fino a 50 km.
Composizione atmosfera
Azoto (78%), Ossigeno (21%), Argon (0,9%) rappresentano insieme circa il
99,95% del volume dell’atmosfera, dunque la quasi totalità.
Il restante 0,05% è costituito da componenti minoritari (biossido di carbonio,
ozono, metano, elio, neon, idrogeno) o gas in traccia e da microscopiche
particelle liquide o solide.
Un gas minoritario ma fondamentale per le vicende del tempo meteorologico è Il
vapore acqueo: la sua concentrazione è molto variabile nel tempo e nello spazio
ed è al massimo del 4%.
Senza il vapore acqueo le giornate sarebbero tutte soleggiate e prive di nuvole
Composizione dell’
Temporali, pioggia, neve, vento, trombe d’aria, uragani e tifoni ma anche
ondate di gelo e periodi di forte siccità sono tutti eventi e processi che
prendono vita all’interno dell’atmosfera e più precisamente nella troposfera
Bergamo scienza 2012
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Suddivisione atmosfera
In base alla variazione della temperatura con la quota, l’atmosfera si
suddivide in 4 strati: troposfera, stratosfera, mesosfera e termosfera
.
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Troposfera
Nel primo strato atmosferico lontano dalla superficie terrestre a
temperatura diminuisce in media di 6,5 °C/Km
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Stratosfera
Nel secondo strato la temperatura inizialmente resta costante per
poi aumentare con la quota dopo i 20 km di altezza
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Mesosfera
Nel terzo strato (50-80 km) la temperatura torna a diminuire con la
quota rare in atmosfera
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Troposfera
Nel primo strato atmosferico lontano dalla superficie terrestre a
temperatura diminuisce in media di 6,5 °C/Km
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L’atmosfera è una sottile pellicola di aria, così sottile che se
raffigurassimo la Terra con una sfera di diametro di 5 metri
l’atmosfera avrebbe lo spessore appena di 1 centimetro
Foto scatta dalla Stazione Spaziale Internazionale
Benché molto sottile l’atmosfera è indispensabile perché si
comporta come un vero e proprio scudo protettivo: se non ci
fosse, la Terra avrebbe un aspetto desolato e sarebbe un pianeta
inospitale.
Peso atmosfera
Anche se impalpabile e apparentemente leggera, l’aria pesa e anche
tanto: pensate che su un 1 m2 di superficie esercita una pressione di
ben 10 tonnellate, un peso pari a due elefanti adulti.
Pressione atmosferica
La pressione atmosferica misura proprio il peso totale esercitato su
una superficie unitaria dalla colonna d’aria sovrastante.
Tutti i giorni, senza rendercene conto, compiamo azioni che sono
possibili solo perché esiste la pressione atmosferica.
Ad esempio, se aspiriamo una bibita con una cannuccia, il liquido sale
perché la pressione dell’aria sulla sua superficie non è più equilibrata
dalla pressione dell’aria aspirata dalla cannuccia.
Pressione atmosferica
Ci sono molti altri casi in cui interviene la pressione atmosferica.
Ecco un paio di esempi:
Pressione atmosferica
Emisferi di Magdeburgo
Misura della pressione
Fu Evangelista Torricelli, fisico matematico allievo di Galileo, che per
primo, nel 1664, misurò il peso e quindi la pressione dell’atmosfera
mediante uno strumento chiamato barometro.
Misura della pressione
In questa condizione di equilibrio, il peso
del mercurio rimasto all’interno del
tubicino è uguale al peso della colonna
d’aria che sovrasta la superficie libera del
mercurio contenuto nella vaschetta.
In altre parole la pressione atmosferica
su 1 cm2 di superficie e è pari al peso di
una colonna di mercurio alta 76 cm
Patm = PHg = 1033 g/cm2
Unità di misura della pressione atmosferica
La pressione atmosferica al livello del mare è pari a 1,033 Kg al cm2 e
corrisponde a 760 millimitri di mercurio
1033 g/cm2 = 760 mmHg
Il valore di 760 mmHg corrisponde a 1 atmosfera (atm)
1 atm = 760 mmHg = 1033 g/cm2
Infine nel Sistema Internazionale l’unità di misura della pressione è il
Pascal (Pa). Il Pascal ha sostituito il mb (millibar).
In meteorologia per misurare la pressione atmosferica si impiega
l’ettopascal: 1 hPa = 100 Pa
1 atm = 760 mmHg = 1013.2 hPa = 1033 g/cm2
Pressione e quota
Al livello del mare la pressione atmosferica è massima perché la colonna
d’aria che “preme” su ogni unità di superficie ha la sua massima altezza
e quindi il suo massimo peso. Man a mano che si sale, questa colonna
“si accorcia” e quindi la pressione atmosferica si riduce
progressivamente.
La diminuzione della pressione atmosferica con la quota (gradiente
barico verticale) non è lineare ma esponenziale.
Nei primi 1.500 metri la pressione atmosferica diminuisce di 1 hpa
ogni 8 metri di altezza, a 3.000 metri di 1 hPa ogni 10 metri, e a 9.000
metri di 1 hPa ogni 50 metri.
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Pressione e quota
Il decremento della pressione con la quota è più rapido
negli strati prossimi al suolo, essendo qui l’aria più densa
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Isobare
In meteorologia è molto importante conoscere i valori della pressione
atmosferica nelle varie zone della superficie terrestre, poiché da essi
dipende l’andamento del tempo atmosferico.
Unendo su una carta geografica tutti i punti che al livello del mare hanno
uguale pressione, si ottengono delle linee, dette isobare, che evidenziano
la distribuzione orizzontale della pressione atmosferica
Alta e bassa pressione
I valori locali della pressione atmosferica hanno uno scarso valore pratico,
ma acquistano invece un utile significato in campo previsionale qualora
vengano confrontati con quelli simultaneamente rilevati nelle aree
adiacenti, così da mettere in risalto le aree di alta e di bassa pressione
In genere, valori locali molto bassi sono associati a condizioni
di maltempo, mentre valori elevati sono in genere
accompagnati da tempo buono.
Ciclone o depressione
Configurazione barica nella quale le
isobare – chiuse, concentriche e
allungate, in maniera più o meno
ellittica, nel verso dei meridiani e
ravvicinate tra loro – hanno valori di
pressione decrescenti man a mano che
si procede dalla periferia verso il centro
Intorno al ciclone l’aria ruota in senso
antiorario nel nostro emisfero (orario
nell’emisfero sud)
Il centro del ciclone dove la pressione è
in assoluto più bassa viene indicata con
la lettera B oppure L.
Anticiclone
Struttura barica nella quale le isobare
– chiuse e concentriche e molto più
distanziate tra loro – hanno valori di
pressione crescenti man a mano che si
procede dalla periferia verso il centro
L’aria ruota intorno al centro di alta
pressione in senso orario nel nostro
emisfero (antiorario nell’emisfero sud)
La parte centrale dove la pressione è in
assoluto più alta viene indicata con la
lettera A oppure H.
Pressione e temperatura
In un dato punto sulla superficie terrestre, la pressione atmosferica
diminuisce se la temperatura aumenta, aumenta se la temperatura
diminuisce.
Un gas, in seguito a riscaldamento, si dilata in quanto le sue molecole
si muovono più rapidamente e si distanziano maggiormente tra loro.
La densità del gas quindi si riduce e a parità di volume, il suo peso
risulterà minore e, di conseguenza, lo sarà anche la pressione
atmosferica
L’opposto avviene in seguito a raffreddamento: il gas si contrae,
diventa più denso e pesante e la pressione atmosferica aumenta
Ciclo giornaliero della pressione
In condizioni in cui non ci siano variazioni significative del tempo, la
pressione atmosferica in un dato luogo non è mai costante ma ha un tipico
andamento giornaliero, molto evidente in condizioni di tempo bello.
Ddurante le oscillazioni giornaliere, i valori più alti di pressione si
registrano nelle ore notturne, in corrispondenza del valore più basso di
temperatura, mentre i valori più bassi nelle ore diurne, in
corrispondenza del picco massimo di temperatura.
Pressione e vapore acqueo
Il vapore acqueo è un gas molto più leggero dell’azoto e dell’ossigeno, i
due gas che costituiscono insieme il 99 % dell’aria.
In altre parole
Se l’umidità e alta, c’’è più vapore, l’aria pesa meno e la pressione è
inferiore
Se invece l’umidità è bassa, c’è meno vapore, l’aria pesa di più e la
pressione è maggiore
La temperatura
La temperatura dell’aria, insieme alla piovosità, è il parametro più
importante nella descrizione del clima di un luogo
Anche quando si seguono le
previsioni del tempo, subito
dopo aver visto se per
l’indomani ci sarà il sole,
oppure sarà nuvoloso o se
pioverà, normalmente ci si
chiede se e quanto farà
freddo o caldo.
La temperatura
La temperatura di un corpo misura l'energia di agitazione o di
movimento delle molecole che lo costituiscono
Se per ipotesi noi riuscissimo ad arrestare ogni movimento della
materia, si toccherebbe la temperatura più bassa teoricamente
possibile. Un limite noto come zero assoluto.
La fisica fissa tale limite a
-273,15 °C
La temperatura dell’aria
Nel caso dell’atmosfera, la temperatura di un volume di aria misura il
suo contenuto di energia cinetica, ossia l’energia legata al movimento
delle molecole d’aria.
Così se si scalda un determinato
volume d’aria, si aumenta il moto
delle
molecole
le
quali
tenderanno ad allontanarsi l’una
dalle altre facendo divenatre
l’aria stessa meno densa.
Il contrario accade se si raffredda
un dato volume d’aria
La temperatura
La temperatura come grandezza nasce dall’esigenza di quantificare la
nostra sensazione di caldo o di freddo
Le scale termometriche attualmente più usate, basate sul punto di
liquefazione e di ebollizione dell’acqua, sono:
la scala Celsius (da 0 a 100)
 la scala Farenheit (da 32 a 212)
 la scala Kelvin (da 273 a 373)

K = °C + 273
°F = 32 + 9/5 °C
La temperatura dell’aria
Nel caso dell’atmosfera, la temperatura di un volume di aria misura il
suo contenuto di energia cinetica, ossia l’energia legata al movimento
delle molecole d’aria.
Così se si scalda un determinato
volume d’aria, si aumenta il moto
delle
molecole
le
quali
tenderanno ad allontanarsi l’una
dalle altre facendo divenatre
l’aria stessa meno densa.
Il contrario accade se si raffredda
un dato volume d’aria
Come si riscalda l’aria
Solo la metà della radiazione solare in arrivo ai limiti dell’atmosfera
riesce a raggiungere e ad essere assorbita dalla superficie terrestre
Come si riscalda l’aria
L’atmosfera in prossimità del suolo non si riscalda per esposizione
diretta ai raggi solari ma si riscalda come conseguenza
dell’assorbimento dell’energia solare da parte della superficie terrestre.
Il suolo esposto al Sole assorbe energia, si riscalda e propaga in vari
modo questo calore all’aria sovrastante
In altre parole la bassa atmosfera si riscalda dal basso
Il trasferimento del calore verso l’alto avviene attraverso 4 meccanismi :
irraggiamento
conduzione
convezione
evaporazione e condensazione
Effetto Serra
Il vapore acqueo, l’anidride carbonica, l’ozono, il metano e i composti
dell’azoto, riescono ad intrappolare una parte della radiazione infrarossa
emessa dalla Terra che altrimenti verrebbe dispersa verso lo spazio.
Effetto Serra
Senza atmosfera la temperatura media superficiale della Terra sarebbe
di soli -18 °C e con una notevole escursione termica tra giorno e notte
Effetto Serra
Grazie all’atmosfera la temperatura media superficiale della Terra è di
+ 15 °C.
Come si riscalda l’aria
L’atmosfera in prossimità del suolo non si riscalda per esposizione
diretta ai raggi solari ma si riscalda come conseguenza
dell’assorbimento dell’energia solare da parte della superficie terrestre.
Il suolo esposto al Sole assorbe energia, si riscalda e propaga in vari
modo questo calore all’aria sovrastante
In altre parole la bassa atmosfera si riscalda dal basso
Il trasferimento del calore verso l’alto avviene attraverso 4 meccanismi :
irraggiamento
conduzione
convezione
evaporazione e condensazione
Come si riscalda l’aria
La conduzione descrive la trasmissione del calore all’interno di un corpo
oppure da un corpo più caldo a uno più freddo quando vengono messi a
contatto senza che ci sia spostamento di materia. La conduzione riesce
a riscaldare solo gli strati d’aria a contatto con il suolo
Al calore che si propaga per conduzione viene dato il nome di calore
sensibile in quanto è possibile apprezzarlo attraverso l’aumento della
temperatura che esso provoca
La conduzione riesce a trasmettere calore solo agli strati d’aria più bassi,
quelli a diretto contatto con il suolo, perché l’aria è un pessimo
conduttore e quindi un buon isolante di calore
Come si riscalda l’aria
La propagazione del calore per
convezione avviene per trasporto di
materia. È quindi del tutto inesistente
nei solidi mentre è il tipo di
trasmissione privilegiato nei gas e in
molti fluidi
La
convezione
ha
un
ruolo
fondamentale nell’atmosfera perché
costituisce il veicolo privilegiato
attraverso cui il suolo riesce a trasferire
il calore agli strati d’atmosfera superiori
(fino a diversi chilometri)
Come si riscalda l’aria
Il calore utilizzato per l’evaporazione dell’acqua è noto come calore
latente di evaporazione: esso non determina un aumento della
temperatura ma solo un cambiamento di stato.
L’aggettivo latente sta ad indicare che le molecole di vapore acqueo
presenti nell’aria conservano in uno stato nascosto l’energia utilizzata
per passare allo stato gassoso.
Il calore latente di evaporazione viene restituito all’atmosfera, che così
si riscalda, quando il vapore condensa a formare di nubi e precipitazioni
La condensazione di 1 g di acqua in un metro cubo di aria al livello del
mare comporta un innalzamento della temperatura di ben 2,5 °C
Fattori che influenzano la temperatura
Latitudine
Alternarsi del giorno e della notte
Alternarsi delle stagioni
Capacità termica del suolo
Albedo
Vicinanza al mare
Nuvole
Precipitazioni
Altitudine
Avvezioni di aria calda o fredda
Misura della temperatura
A proposito di misurazione, l’OMM , ovvero l’Organizzazione Mondiale
della Meteorologia (di cui parleremo più avanti), ha stabilito una serie di
regole per una corretta e precisa misurazione della T dell’aria e che in
meteorologia rappresenta lo standard da rispettare affinché il dato sia
“valido”.
Un termometro per le misurazioni meteorologiche deve
trovarsi in un luogo ben arieggiato, riparato dalle radiazioni
solari, lontano da finestre o edifici che, con il loro accumulare e
rilasciare calore dalla loro superficie, possono alterare le
misure, e ad un’altezza dal suolo di 1.5-2 metri.
Ozonosfera
È uno strato dell’atmosfera compreso tra i 20 e i 50 km di altezza in cui
la concentrazione di ozono (O3 ) è massima
Il 90% dell’ozono si trova in stratosfera, il 10 % in troposfera
Ozonosfera
La concentrazione dell’ozono è davvero modesta:
10 ppb = 10 molecole di ozono ogni miliardo di molecole d’aria
( tra i 15 e i 35 km di altezza)
.
Ozonosfera
Se tutta la colonna d’ozono venisse portata alla pressione di 1 atm e di 0 °C
si ridurrebbe ad una sottilissima pellicola di appena di 3 mm
Ozonosfera
La radiazione solare è composta in larga misura da raggi visibili (la luce,
soprattutto dal colore giallo), da un’apprezzabile quantità di radiazioni
infrarosse (quelle che danno la sensazione di calore) e da una
piccolissima frazione di raggi ultravioletti (UV)
I raggi ultravioletti rappresentano appena l’1% dell’energia in arrivo dal
Sole, ma anche la componente solare più dannosa per gli esseri viventi.
Gli UV, quelli che abbronzano la nostra pelle, sono infatti un pericolo per
gli esseri viventi perché, essendo fortemente energetici, riescono a
penetrare in profondità sotto l’epidermide, alterando il DNA delle cellule.
Ozonosfera
L’ozonosfera costituisce un filtro di primaria importanza per la protezione
della biosfera dai raggi UV più energetici.
In assenza di atmosfera i raggi ultravioletti provenienti dal sole riuscirebbero
ad arrivare indisturbati fino alla superficie bruciando e danneggiando ogni
cosa.
i raggi UV vengono suddivisi, a seconda della lunghezza d’onda, in 3 bande:
 UVA (0,32-0,4 m)
 UVB (0,29-0,32 m)
 UVC (0,2-0,29 m).
I più energetici e penetranti, e quindi i più pericolosi, sono gli UVC e gli
UVB, detti anche raggi ultravioletti “duri”.
Ozonosfera
L’ozonosfera assorbe integralmente i raggi UVC e gran parte dei raggi
UVB (90%) mentre gli UVA non vengono assorbiti dall’ozono e
arrivano indisturbati fino alla superficie terrestre.
Assorbimento UV e stratosfera
Ozonosfera
radiazione ultravioletta che raggiunge la superficie terrestre è costituita
essenzialmente dagli UVA e, in misura molto minore, dagli UVB.
Gli UVA pur essendo i meno energetici sono comunque pericolosi per
la nostra salute: provocano scottature e accelerano l’invecchiamento
della pelle con il rischio a lungo andare di formazione di tumori.
La pelle esposta per lunghi periodi al sole soprattutto d’estate al mare
e in montagna sempre (anche d’inverno) deve essere protetta dalle
creme solari.
Ozonosfera
L’intensità della radiazione UV dipende da numerosi fattori:
 ora del giorno: 75% di UV tra le ore 9 e le 15




stagione:
latitudine:
nuvole:
altitudine:
massima in estate, intorno al solstizio di giugno)
massima all’Equatore, minima ai Poli)
un cielo coperto riduce gli UV del 70%
con la quota gli UV aumentano notevolmente: per ogni
1000 metri la radiazione UV aumenta del 10/12%
 albedo o riflettività delle superfici: la neve fresca riflette fino all’80%
della radiazione UV, la spiaggia e la
superficie del mare fino al 25%)
Indice UV
Per tener conto del rischio derivante dall’esposizione al sole
l’Organizzazione Mondiale Meteorologica e l’Organizzazione Mondiale
della Salute hanno definito l’Indice UV: è un numero che informa
sull’intensità della radiazione UV.
L’Indice UV varia da 0 (di notte) a 15 o 16 (ai tropici con sole allo zenit)
Alle nostre latitudini la scala si ferma a 10.
Indice UV
Più è alto l’indice più elevata
sarà la radiazione UV in arrivo
sulla superficie e di conseguenza
minore dovrà essere il tempo di
esposizione al sole.
Previsione Indice UV
Il Centro Epson Meteo elabora quotidianamente una previsione
sull’Italia dell’Indice UV
Umidità dell’aria
L’aria ha un contenuto di vapore nella percentuale massima del 4%
in volume, con ampie variazioni sia nel tempo che nello spazio
Il vapore acqueo è presente quasi esclusivamente nella
troposfera e sebbene la sua concentrazione sia piuttosto
modesta (1-10 grammi per kg di aria umida), il suo ruolo in
atmosfera è fondamentale
La sua importanza è legata al fatto che è l’unico tra i gas
atmosferici a subire cambiamenti di stato nell’intervallo di
pressione e temperatura che si osservano in atmosfera: la
maggior parte dell’H2O si trova sotto forma di vapore
Saturazione dell’aria
Da un punto di vista termodinamico perché si abbia condensazione o
sublimazione del vapore acqueo deve essere raggiunta la condizione di
saturazione
Un dato volume d’aria si dice saturo quando ha raggiunto la
massima quantità di vapore acqueo che può contenere ad
una data temperatura e pressione (vapor saturo)
Saturazione dell’aria
Se in una data massa d’aria in condizioni di saturazione l’umidità
aumenta ulteriormente, il vapore in eccesso condensa in
goccioline d’acqua
Il livello di saturazione, ossia la quantità massima di vapore
acqueo che può essere contenuta in un data massa d’aria
dipende dalla temperatura:
Quanto più elevata è la temperatura, tanto maggiore è la
quantità massima di vapore acqueo che può essere contenuta in
quel volume d’aria.
Saturazione dell’aria
In particolare, se la massa d’aria satura si trova in prossimità del
suolo (p=1000 hPa), la quantità massima di vapore acqueo che può
essere contenuta in 1 chilogrammo di aria satura in funzione della
temperatura è quella riportata nella seguente tabella:
T (°C)
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
Q (gv/kg)
0,08
0,2
0,8
1,8
3,7
7,5
14,5
26
45
Umidità relativa
L’umidità relativa U è una grandezza igrometrica che esprime la
vicinanza di una data massa d’aria alla saturazione.
È definita come il rapporto percentuale tra la quantità di vapore mv
contenuta in un certo volume d’aria e la quantità massima di vapore
mvs (quantità di vapor saturo) ammessa in quel volume a quella
temperatura:
U = mv/mvs
U = 100% aria satura
U = 0%
aria secca
Umidità relativa
U = mv/mvs
L’umidità relativa cresce all’aumentare della temperatura e
viceversa
L’umidità relativa ha un andamento giornaliero: tende a
salire durante la notte e a scendere durante il giorno
L’umidità relativa contribuisce a determinare la velocità di
evaporazione dell’acqua: all’aumentare di U il processo di
evaporazione rallenta, fino ad annullarsi quando l’umidità
raggiunge il 100%
Caldo afoso
Lo stato di comfort o di disagio del nostro organismo dipende
dall’umidità relativa dell’aria
Gli esseri viventi infatti “sentono” non la quantità effettiva di vapore
presente nell’aria bensì la vicinanza o meno dell’aria alla saturazione
CALDO + UMIDITA’ = AFA !
Negli ambienti chiusi con una temperatura di 20 °C, l’umidità relativa
ottimale dal punto di vista del comfort fisiologico è intorno al 60%
Indice di calore
Esprime la temperatura percepita dal nostro organismo in
condizioni di temperature e tassi di umidità elevati
Nuvole
Le nubi sono agglomerati visibili di particelle d’acqua
allo stato liquido (goccioline) o solido (cristalli di ghiaccio)
in sospensione nell’atmosfera
Senza vapore acqueo nell’atmosfera non esisterebbero
le nubi e le conseguenti precipitazioni
(pioggia, neve o grandine)
Formazione delle nuvole
La formazione delle nubi è sempre legata a un processo di
condensazione o di sublimazione del vapore acqueo presente
nell’atmosfera che dà origine alle goccioline o ai cristalli di ghiaccio.
Da un punto di vista termodinamico perché si abbia condensazione o
sublimazione del vapore acqueo deve essere raggiunta
la condizione di saturazione (U = 100 %)
Se in una massa d’aria in condizioni di saturazione l’umidità aumenta
ulteriormente, il vapore in eccesso condensa in goccioline d’acqua
Curiosità
Ecco cosa si vede dalla Luna
Bergamo scienza 2012
Senza atmosfera il cielo lo vedremmo così: nero costellato di stelle anche
di giorno con il Sole che illuminerebbe la Luna come se fosse notte
Bergamo scienza 2012
Ma perché il cielo azzurro ?
Bergamo scienza 2012
Il cielo non è nero perché le molecole d’aria sono in grado di
diffondere in tutte le direzioni i diversi colori che costituiscono il
fascio di luce bianca del Sole, un po’ come fa un irrigatore da giardino
con l’acqua. Il fenomeno prende il nome di diffusione di Rayleigh
Ma perché il cielo è blu e non verde, giallo o rosso? La spiegazione è
semplice, perché il blu viene diffuso dal’atmosfera più degli altri
colori, ad esempio 6 volte di più del rosso.
La superficie della Luna che, come è noto, è priva di una sua
atmosfera, ha l’aspetto di una enorme groviera, così tanti sono
i crateri prodotti dalle numerose collisioni con meteoriti
piombati dallo spazio
Atmosfera e meteoriti
Anche la superficie del nostro pianeta avrebbe avuto un aspetto simile se
l’atmosfera non avesse frenato questi meteoriti, facendoli incendiare a seguito
dell’enorme calore sprigionato per attrito fino a dissolverli prima che
raggiungano il suolo
Vento solare
Il nostro pianeta è costantemente bombardato da un flusso di
particelle cariche in arrivo dallo spazio e generato dalle stelle: è
costituito essenzialmente da elettroni, protoni, nuclei di elio
(particelle alfa della radioattività) e atomi pesanti ionizzati.
L’insieme di queste particelle cariche prende il nome di raggi
cosmici o di vento solare nel coso in cui sia quello generato dal
nostro sole. L’intensità del vento solare varia in rapporto all’attività
delle macchie solari.
Eruzioni solari
Nei periodi di elevata attività solare questo flusso di particelle
elettromagnetiche aumenta perché sulla superficie della nostra stella si
moltiplicano delle vere e proprie eruzioni di plasma incandescente come
quelle mostrate in questa spettacolare immagine osservate il 6 marzo del
2012
Eruzione solare
Vento solare
Tali esplosioni proiettano materia solare a milioni di chilometri di distanza
Vento solare
Le eruzione solari sono esplosioni gigantesche anche se paragonate alle
dimensioni del nostro Pianeta
Vento solare
Viaggiando ad una velocità di circa 800 km/sec il vento solare impiega poco più di
2 giorni (52 ore) a percorrere i 150.000.000 milioni di km che separano la Terra
dal Sole; molto di più rispetto agli 8 min e 20 sec impiegati dalla luce
Campo magnetico terrestre
A proteggerci dal vento solare ci pensa il campo magnetico generato dalla
Terra la cui azione si estende fino a circa 60.000/90.000 km di altezza, la
distanza giusta per bloccare in tempo utile il bombardamento di queste
pericolose particelle.
Campo magnetico terrestre
Il campo magnetico terrestre riesce a deviare e a intrappolare la quasi totalità del
vento solare nelle due fasce di Van Allen: la prima posta a un distanza di circa
3.500 km dalla Terra e, la seconda, intorno a 15.000-20.000 km.
Tempeste magnetiche
Quando le eruzioni solari sono più attive e intense, l’intenso flusso di
particelle provenienti dal sole disturba e modificare il campo
magnetico terrestre dando origine alle “tempeste magnetiche” che
sono in grado di influenzare molte attività umane
Tempeste magnetiche
Durante il picco di attività del 1989, l’intera provincia canadese del Québec
rimase al buio per 9 ore e, negli anni ’98-’99, almeno un paio di satelliti di
telecomunicazioni andarono fuori uso a causa del forte bombardamento
solare a causa di un massimo di attività il cui apice fu raggiunto nel 2000.
Anche se al momento non esistono ricerche e studi seri, sembra che queste
tempeste magnetiche non abbiano una influenza sulla salute dell’uomo e in
generale della biosfera
L’attraversamento delle fasce di Van Allen rappresenta invece un pericolo
per gli equipaggi impegnati in missioni spaziali: in queste fasce le particelle
cariche del vento solare si muovono velocemente andando da polo a polo
Aurore polari
L’attraversamento delle fasce di Van Allen rappresenta un pericolo per gli
equipaggi impegnati in missioni spaziali: in queste fasce le particelle cariche
del vento solare si muovono velocemente andando da polo a polo
In corrispondenza dei due Poli le particelle del vento solare riescono a
infiltrarsi nell’alta atmosfera fino a quote relativamente basse (100-1000 km)
e ad eccitare le molecole d’aria di azoto e ossigeno dando luogo a
spettacolari giochi di luci e colori: le aurore polari.
Aurore polari
Le aurore del Polo Nord sono dette aurore boreali mentre quelle
che si osservano al Polo Sud sono chiamate aurore australi
Inversione campo magnetico
Periodicamente il campo magnetico terrestre subisce un’inversione (i
due poli si scambiano di posto), con un ritmo di circa 250.000 anni.
Ma nel periodo – più o meno lungo – in cui i poli sud e nord magnetici
stanno per invertirsi, la Terra viene a perdere il suo naturale scudo
spaziale, esponendo così gli esseri viventi a una dose massiccia di
particelle solari dannose.
La scomparsa dei dinosauri è stata da qualcuno addebitata a una fase,
più lunga che mai, di azzeramento del campo magnetico terrestre e
che avrebbe fatto sì che le particelle nocive solari avessero colpito
soprattutto le specie animali con maggiore superficie corporea.
Perché esista un pianeta come la Terra non è sufficiente la presenza di acqua
ma è necessario che sia dotato di
 Atmosfera
 Campo magnetico
Grazie per l’attenzione!!!
Daniele Izzo – Centro Epson Meteo
[email protected]