NOTA DELL`INSEGNANTE: queste dispense contengono i concetti

NOTA DELL’INSEGNANTE: queste dispense contengono i concetti fondamentali trattati finora e vi
consentiranno di studiare gli elementi fondamentali in attesa che veniate in possesso del libro di test, con il
quale potrete approfondire quanto riportato nelle pagine seguenti. Buon lavoro!
CONCETTI FONDAMENTALI
Premessa: GLI INSIEMI DEL SISTEMA TERRA
Sono quattro:
1. BIOSFERA. È costituita da tutti gli esseri viventi (piante, animali, microrganismi) e dalle relazioni tra
loro e con l’ambente fisico in cui vivono
2. GEOSFERA. Comprende tutti gli elementi non viventi ossia l’ambiente fisico (rocce, minerali, oceani,
mari, laghi, corsi d’acqua e terreno)
3. SOCIOSFERA. Considera le relazioni tra gli uomini, la loro influenza sull’ambiente naturale e come a
loro volta da quest’ultimo sono influenzate.
4. TECNOSFERA. Riguarda tutte le tecnologie messe in atto dall’uomo per superare gli ostacoli naturali
e il loro impatto sull’ambiente naturale
Naturalmente, gli insiemi sono strettamente collegati tra loro. Ogni fenomeno che avviene in una di queste
sfere si ripercuote profondamente anche su tutte le altre. Ad esempio, con l’affondamento di una
petroliera nell’ambito della tecnosfera le caratteristiche fisiche dell’ambiente, cioè della geosfera vengono
alterate: tutti gli organismi marini, la biosfera, ne risentono profondamente ed anche i pescatori,
appartenenti alla sociosfera, sono danneggiati.
PARTE PRIMA: LA BIOSFERA
Gli elementi della biosfera sono:
a. Gli elementi del clima
b. Gli ecosistemi
c. Le popolazioni
UNITA’ 1 – IL CLIMA
LEZIONE 1 LA CLIMATOLOGIA
Il clima è l’insieme delle condizioni atmosferiche (temperatura, umidità, precipitazioni atmosferiche, venti)
che caratterizzano una determinata regione geografica.
Il clima di una regione influenza la vita dei vegetali e degli animali, le attività economiche, le abitudini e la
cultura dei popoli che vi abitano.
La climatologia si occupa dello studio del clima e delle sue variazioni nel lungo periodo. Ciò la distingue
dalla meteorologia, che studia le variazioni delle condizioni atmosferiche nel breve periodo (2-3
settimane).
La conoscenza del clima di una regione ci consente di scegliere quali piante coltivare e quale tipo di
agricoltura praticare. Anche l’edilizia viene influenzata dal clima, sia riguardo alle forme degli edifici che
riguardo ai colori. Importantissima è l’influenza del clima sugli esseri viventi . Infatti, sia le piante che gli
animali hanno sviluppato meccanismi di adattamento a condizioni climatiche diverse. Da questo dipende la
loro distribuzione geografica nel globo terrestre.
Le osservazioni meteorologiche si basano sulla misurazione (istantanea o continua) degli elementi
principali del clima: temperatura, piovosità, intensità e direzione del vento, umidità. Le osservazioni
possono avvenire:
- Al suolo, con apposite cabine attrezzate (stazioni meteorologiche)
- Nell’atmosfera, con l’utilizzo di appositi palloni-sonda
- Tramite appositi satelliti che inviano fotografie, filmati e dati ricavati da misurazioni di vario
genere.
LEZIONE 2. L’ENERGIA
L’energia che giunge alla Terra proviene dal Sole. Di essa esamineremo la luce e il fotoperiodo.
La luce è uno dei principali fattori che determina la distribuzione geografica dei vegetali. Le caratteristiche
della luce che maggiormente ci interessano sono:
- La quantità, ossia l’intensità della radiazione luminosa, che influenza la fotosintesi e quindi la
produzione di biomassa (più luce = più biomassa);
- La qualità, cioè la composizione dello spettro visibile, che è responsabile della distribuzione delle
piante nel territorio;
- La direzione, cioè la provenienza della radiazione luminosa
Il fotoperiodo è la durata delle ore di luce nell’arco di una giornata. Nei nostri climi il fotoperiodo durante
l’inverno è corto e durante l’estate è lungo. Il fotoperiodo è molto importante per le piante, in quanto il
numero delle ore di buio è responsabile dell’attivazione di molti fattori biologici, quali la fioritura, l’entrata
in riposo vegetativo. È , inoltre, molto importante anche per gli animali, condizionandone l’entrata in
letargo o il risveglio del calore.
Conoscere questi fattori è molto importante anche per un geometra, poiché influenza la disposizione dei
locali abitativi rispetto ai punti cardinali.
LEZIONE 3. LA RADIAZIONE SOLARE E LA RADIAZIONE TERRESTRE
La radiazione solare:
La quantità effettiva della radiazione solare può variare notevolmente in relazione ai seguenti fattori:
a. L’angolo che i raggi solari formano con la superficie terrestre. Esso dipende dalla latitudine, quindi
la radiazione sarà massima all’equatore mentre alle nostre latitudini è massima nel periodo estivo.
b. Il grado di assorbimento della radiazione da parte dell’atmosfera, che dipende soprattutto dalla
concentrazione di alcuni suoi componenti, quali al CO2
c. Pendenza della superficie terrestre e sua esposizione rispetto ai punti cardinali: un terreno esposto
a sud riceve più radiazioni
d. La presenza di nuvole
La radiazione solare che giunge alla Terra viene in parte riflessa verso l’atmosfera. Questa quota viene detta
albedo e sarà tanto più elevata quanto più il terreno è chiaro
L’effetto serra
La radiazione solare e la radiazione terrestre non hanno la stessa lunghezza d’onda. Infatti quando i raggi
solari giungono alla Terra cambiano la loro lunghezza d’onda, che diviene più corta e rimane “imprigionata”
all’interno dell’atmosfera. Questo fenomeno è molto importante poiché ha consentito l’instaurarsi delle
forme di vita sulla Terra. Tuttavia alcuni gas, detti infatti gas serra, incrementano questo fenomeno e
stanno provocando un innalzamento innaturale delle temperature che potrebbe portare, in un futuro non
molto lontano, a effetti disastrosi, quali lo scioglimento di ghiacciai e l’innalzamento del livello del mare.
LEZIONE 4. LA TEMPERATURA
La temperatura nell’aria non è mai costante. Infatti, varia nel tempo e nello spazio.
Le variazioni di temperatura nel tempo prendono il nome di escursioni termiche, le quali vengono distinte
in due tipologie:
a. Escursioni termiche stagionali
b. Escursioni termiche giornaliere
a. Escursioni termiche stagionali
Riguardano le variazioni di temperatura nell’arco dell’anno e sono date dalla differenza tra la temperatura
minima invernale e la massima estiva. Nelle zone temperate la differenza tra le stagioni è più marcata e le
variazioni di temperatura possono essere notevoli. C’è una notevole differenza tra le variazioni di
temperatura nell’aria e nel terreno. In quest’ultimo, infatti, le variazioni di temperatura sono ritardate
rispetto a quelle dell’aria, anche di parecchie settimane.
b. Escursioni termiche giornaliere
Sono le variazioni di temperatura nell’arco di una giornata, cioè la differenza tra massima diurna e minima
notturna. Le escursioni termiche giornaliere dipendono dalla presenza di vegetazione e di edifici. Infatti,
raggiungono i valori massimi valori nei deserti. Anche per quanto riguarda le escursioni termiche
giornaliere c’è differenza tra l’aria e il terreno. Infatti, poiché il suolo si riscalda più lentamente dell’aria,
esso raggiunge la massima temperatura giornaliera intorno al tramonto e la minima all’alba, mentre l’aria
raggiunge la sua temperatura massima attorno a mezzogiorno.
Variazioni di temperatura nello spazio.
Partendo dalla superficie del suolo e procedendo verso l’altro, la temperatura si abbassa mediamente di
5,5°C per ogni Km di elevazione. Ciò è dovuto al fatto che il suolo cede parte del calore accumulato che
riscalda via via gli strati d’aria sovrastanti. Talvolta, tuttavia, avviene il fenomeno opposto, cioè l’aria vicina
alla superficie è più fredda degli strati più alti. Questo prende il nome di inversione termica ed è dovuto a
due diversi motivi:
- Per radiazione: si verifica nelle città, dove l’aria fredda non si rimescola con quella calda a causa
della cappa di sostanze inquinanti in assenza di vento
- Per convezione. Nei fondovalle gli strati d’aria più freddi tendono a scivolare verso il basso e a
raccogliersi nel fondovalle, spingendo verso l’alto quella più calda.
LEZIONE 5 – IL VENTO
Il vento può essere considerato come un movimento orizzontale dell’aria rispetto alla superficie terrestre.
Le caratteristiche che vengono abitualmente indicate per descrivere il vento sono tre:
a. La direzione, rappresentata dal punto dell’orizzonte dal quale il vento proviene. Il vento che in una
determinata regione spira più frequentemente da una data direzione viene definito vento
dominante.
b. L’intensità, che misura la pressione esercitata dalla massa d’aria in movimento.
c. La velocità.
Rispetto alla direzione, i venti possono essere classificati in:
a. Venti costanti, che provengono sempre dalla stessa direzione;
b. Venti periodici, che spirano lungo la stessa direzione ma invertono il senso periodicamente (un
esempio è rappresentato dai monsoni)
Sono considerati venti anche i cicloni e gli anticicloni, che si originano dal trascinamento dell’atmosfera
dovuto al moto rotatorio della terra.
La pressione atmosferica
La pressione atmosferica è la pressione esercitata dalla colonna d’aria che sovrasta un qualsiasi punto
dell’atmosfera. Essa dipende dall’altitudine e dalla temperatura. Ad esempio, a livello del mare, e a 0°C la
pressione è pari a 1,033 Kg/cm2. All’aumentare dell’altitudine, la pressione diminuisce, poiché diminuisce
l’altezza della colonna d’aria sovrastante.
LEZIONE 6 – IL CICLO DELL’ACQUA
Il ciclo dell’acqua, detto anche ciclo idrologico, consiste nello scambio continuo di acqua tra il terreno, il
mare e l’atmosfera. L’acqua viene ceduta all’atmosfera tramite il fenomeno della evaporazione e ritorna
alla superficie del globo terrestre tramite le precipitazioni. Questo bilancio si chiude in pareggio.
Occorre precisare che per le parti della superficie terrestre ricoperte da vegetali, oltre che di evaporazione,
si deve tener conto della traspirazione delle piante che ne forniscono la quota preponderante. La somma di
evaporazione e di traspirazione da parte delle piante prende il nome di evapotraspirazione.
Ecco uno schema della distribuzione dell’acqua nella terra:
LEZIONE 7 – L’UMIDITA’ ATMOSFERICA
Il vapore acqueo
L’acqua che arriva sul terreno e sui mari sotto forma di precipitazioni proviene dall’atmosfera e la sua
origine è il vapore acqueo disciolto nell’aria. L’acqua sotto forma di vapore proviene dalla traspirazione di
vegetali, dalla respirazione degli animali, dalla combustione delle sostanze organiche e dall’evaporazione
dell’acqua presente nel terreno, nei mari, nei laghi e nei fiumi. Il vapore è disciolto nell’aria in quantità
variabile ma non può superare una certa percentuale, detta livello di saturazione. Se supera questo livello
si ha la condensazione. Il livello di saturazione dipende dalla temperatura e dalla pressione: all’aumentare
della temperatura e/o della pressione, aumenta la quantità del vapore che l’aria può contenere. Questo ci
conduce a fare una distinzione tra umidità assoluta e umidità relativa:
- L’umidità assoluta (UA) misura quanti grammi di vapore acqueo sono presenti in un metro cubo
d’aria umida, ad una certa temperatura e ad una certa pressione.
- L’umidità relativa (UR) è il rapporto tra la quantità di vapore acqueo contenuto in un metro cubo
d’aria umida e la quantità massima di vapore acqueo che la stessa massa d’acqua riesce a
contenere nelle stesse condizioni di temperatura e di pressione. Essa viene espressa in percentuale.
Quando l’aria umida si raffredda, una parte del vapore condensa formando le nuvole. A seconda della loro
altezza e spessore, le nuvole possono avere colore bianco, grigio chiaro o grigio scuro.
Quando l’abbassamento della temperatura si verifica negli strati più bassi dell’atmosfera, quelli più vicini al
suolo, si ha la condensazione del vapore acqueo sotto forma di piccolissime goccioline che danno luogo alla
formazione delle nebbie.
LEZIONE 8 – PRECIPITAZIONI ATMOSFERICHE
Le precipitazioni atmosferiche sono dette anche idrometeore e comprendono tutte le forme di
trasferimento dell’acqua dall’atmosfera al suolo, siano esse allo stato liquido (pioggia, rugiada) o allo stato
solido (neve, grandine, brina).
La quantità globale di precipitazioni che cadono in un determinato territorio in un certo arco di tempo
prende il nome di piovosità (anche se non si trattasse solo di pioggia…) Le precipitazioni si misurano in
millimetri e rappresentano l’altezza della colonna d’acqua che si deposita su una superficie ideale,
supposta uniforme e impermeabile, in assenza di evaporazione.
Le caratteristiche della piovosità che ci interessano maggiormente sono:
a. Quantità
b. Frequenza
c. Distribuzione stagionale
a. Quantità
Si misura in mm/anno e prende il nome di piovosità annuale. Essa è diversa da un punto all’altro della
terra.
b. Frequenza
È il numero di giorni in cui si verificano le precipitazioni nell’arco di un anno e si misura in gg/anno. Quando
le precipitazioni sono concentrate nell’arco di pochi gg all’anno assumono un carattere torrenziale,
causando spesso danni ingenti alle colture e alle attività umane in generale.
c. Distribuzione stagionale
Corrisponde alla quantità di precipitazioni cadute nell’arco di una stagione, per cui si misura in
mm/stagione. È estremamente importante per l’agricoltura.
La pioggia
È una precipitazione sotto forma liquida. È la forma di approvvigionamento idrico più importante in quasi
tutte le regioni. Essa si forma a partire dalla goccioline d’acqua che restano in sospensione nell’atmosfera
costituendo le nubi. Le goccioline, in seguito ad un ulteriore raffreddamento, tendono ad aggregarsi per
formare gocce grosse e pesanti che poi cadono al suolo a causa della gravità. È molto importante misurare
l’intensità oraria della pioggia che si esprime in mm/h. Un’intensità elevata può causare grossi danni.
La neve
La neve si forma, durante le stagioni fredde, per sublimazione del vapore acqueo, dando luogo a cristalli
dalle forme caratteristiche. La quantità di neve caduta si misura abitualmente in cm. Occorre tenere
presente che, quando si scioglie, ad ogni cm di neve corrisponde 1mm d’acqua.
La rugiada
La rugiada è il risultato della condensazione dell’umidità atmosferica quando viene a contatto con superfici
fredde. Essa si forma soprattutto vicino al terreno e quando si verificano forti escursioni termiche.
La brina
La brina è il risultato del brinamento dell’umidità atmosferica quando viene a contatto con superfici al di
sotto di 0°C. Praticamente si tratta di rugiada allo stato solido. È da considerarsi dannosa soprattutto per
l’agricoltura.
La grandine
Si forma per solidificazione dell’acqua nell’alta atmosfera quando questa incontra strati di aria gelida. Essa
si forma, in particolare durante la primavera e l’estate, nelle nubi temporalesche all’interno delle quali,
specie alle quote più elevate, sono originariamente presenti minuscole particelle di ghiaccio.
LEZIONE 9 – I FATTORI DEL CLIMA
Scala generale, regionale, locale
Le cause che determinano le differenze tra i vari tipi di clima prendono il nome di fattori del clima. Questi si
possono distinguere in
1. Fattori che determinano modificazioni su scala generale. Il fattore più importante è la latitudine, in
base alla quale si possono individuare tre fasce climatiche:
a. Zona tropicale, compresa tra il Tropico del Cancro e quello del Capricorno, caratterizzata da
climi caldi e da una relativa costanza delle condizioni meteorologiche;
b. Zone temperate, comprese tra i Tropici e Circoli Polari, con climi che presentano marcate
differenze stagionali, con inverni rigidi e estati calde;
c. Zone polari, situate oltre i Circoli polari artico e antartico, caratterizzate dal climi freddi e
inospitali.
2. Fattori che determinano modificazioni su scala regionale. A parità di latitudine, si riscontrano
situazioni climatiche anche molto diverse, che dipendono:
a. Dall’orografia, poiché le regioni situate ad un’altitudine più elevata presentano climi più
freddi rispetto alle pianure sottostanti;
b. Dalla presenza di masse d’acqua, che svolgono un’azione termoregolatrice sul clima
c. Dalle correnti oceaniche, in grado di modificare il clima di vaste regioni della terra (corrente
del Golfo, corrente fredda del Labrador…)
d. Dalla vegetazione, che agisce sull’umidità atmosferica, incrementandola.
3. Fattori che determinano modificazioni su scala locale. Essi sono.
a. Inclinazione della superficie, che determina un diverso grado di intercettazione della
radiazione solare da parte della superficie del suolo.
b. Esposizione rispetto ai punti cardinali dei terreni inclinati, che produce differenze climatiche
anche significative tra i vari versanti.
Il microclima: facendo riferimento ad ambienti molto ristretti (detto fillosfera) si possono individuare
condizioni particolari che lo differenziano rispetto all’ambiente circostante. In tal caso parliamo di
microclima.
LEZIONE 10 I TIPI DI CLIMA
Una delle classificazioni più diffuse è quella di Koppen, che suddivide i climi in cinque gruppi principali,
riassunti dallo schema seguente:
1. Caldo-umidi
a. Equatoriale
b. Monsonico
c. Tropicale
2. Aridi
a. Semiarido
b. Arido
3. Temperati
a. Subtropicale mediterraneo (a estati asciutte)
b. Subtropicale cinese (a inverni asciutti)
c. Temperato fresco
i. Oceanico
ii. Continentale
4. Freddi (o boreali)
a. Freddo a estate calda
b. Freddo a inverno prolungato (o subartico)
5. Polari (o nivali)
a. Subpolare (o seminivale)
b. Polari (e clima di alta montagna