Geografia Fisica con Elementi di Cartografia

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CORSO DI LAUREA IN SCIENZE GEOLOGICHE
GEOGRAFIA FISICA CON ELEMENTI DI CARTOGRAFIA
A.A. 2016/2017
Docente: Prof. Rossana Raffi, Dipartimento di Scienze della Terra, II piano, stanza 203, tel. 06
49914337, e-mail [email protected]
studenti target: I anno
Livello dell’Unità: introduttivo di base
Pre-requisiti: Si ritengono indispensabili le conoscenze acquisite nella scuola secondaria di Matematica,
Fisica e Chimica e una solida base di Geografia regionale.
Crediti: 9 CFU
Modalità di erogazione: tradizionale
Frequenza: facoltativa
Descrizione del programma
L’Universo: dark matter e dark energy. La sfera celeste e le coordinate celesti. Distanze astronomiche. Il
sistema solare, il Sole, lo spettro elettromagnetico solare. Leggi di Keplero e Newton. Forma e
dimensioni della Terra, le coordinate geografiche. I movimenti della Terra: moto di rotazione e moto di
rivoluzione, conseguenze geografiche. Moti millenari della Terra e conseguenze geografiche. La misura
del tempo: giorno e anno. Principali movimenti della Luna, il sistema Terra-Luna. La struttura della
Terra. Crosta continentale, cratoni e orogeni; crosta oceanica. Curva ipsografica della superficie terrestre.
L’idrosfera marina: proprietà chimico-fisiche; i movimenti del mare e loro effetti geografici. L’atmosfera:
composizione e suddivisione. Il bilancio radiativo del sistema Terra-atmosfera. La temperatura dell’aria,
Equatore termico. La pressione atmosferica e i venti. Circolazione nella bassa troposfera, zona di
convergenza intertropicale (ITCZ). Circolazione nell’alta troposfera, le correnti a getto. Cause dinamiche
della circolazione atmosferica. Classificazione delle strutture bariche: cicloni e anticicloni termici,
dinamici, orografici, mobili. L’umidità dell’aria, piovosità, precipitazioni, tipi di piogge, regimi
pluviometrici. Il tempo atmosferico, elementi e fattori del tempo atmosferico. Le perturbazioni
atmosferiche. Classificazione geografica delle masse d’aria. I climi della Terra, elementi e fattori del
clima. Distribuzione geografica dei tipi climatici secondo la classificazione di Köppen. Indici climatici. Il
clima d’Italia. Le acque continentali: il ciclo dell’acqua e il bilancio idrologico. Le acque correnti
superficiali, caratteristiche idrologiche ed effetti geografici. La criosfera: i ghiacciai e loro caratteristiche.
La rappresentazione della superficie terrestre: le carte geografiche e loro classificazione. Le proiezioni
geografiche. Il Sistema UTM. La scala delle carte geografiche; il simbolismo planimetrico e altimetrico.
I profili altimetrici e loro costruzione. Bacini idrografici e loro delimitazione. Determinazione delle
coordinate geografiche e UTM, misure di cartometria. Lettura delle carte topografiche.
Saperi pregressi (da corsi degli anni precedenti o dalla carriera scolastica precedente)
E’ necessario che lo studente sia in possesso delle conoscenze acquisite nella scuola secondaria di
Matematica, Fisica e Chimica e abbia una solida base di Geografia regionale.
Saperi imprescindibili
La Terra nell’Universo. Origine dell’Universo e del sistema solare. Forma della Terra; meridiani e
paralleli; concetto di latitudine e longitudine; significato della curva ipsografica della superficie terrestre.
Principali movimenti della Terra: moto di rotazione e alternanza del dì e della notte; moto di rivoluzione;
le stagioni; significato di tropico e di circolo polare; movimenti millenari della Terra e loro conseguenze
geografiche.
Oceani e mari: movimenti del mare; maree, moto ondoso e correnti marine.
L’atmosfera: composizione e caratteri fisici; la pressione atmosferica. Cellule cicloniche e anticicloniche
loro cause genetiche e distribuzione geografica; circolazione nella bassa e nell’ alta troposfera e loro
interazione; concetto di zona di convergenza intertropicale (ITCZ). Distribuzione geografica della
temperatura; concetto di Equatore termico. L’umidità dell’aria. Precipitazioni: diversi tipi e loro cause
genetiche; regimi pluviometrici e loro distribuzione. Tempo atmosferico: elementi e fattori del tempo
atmosferico; concetto di massa d’aria e regioni di origine delle masse d’aria; cicloni extratropicali e
cicloni tropicali.
Elementi di idrologia: il ciclo dell’acqua e il bilancio idrologico; concetto bacino idrografico e di linea
spartiacque; la portata e il regime dei corsi d’acqua.
Elementi di glaciologia: limite delle nevi perenni e ghiacciai; classificazione dei ghiacciai.
Il clima: elementi e fattori del clima; i diversi gruppi e tipi climatici secondo la classificazione di Köppen;
cause genetiche dei diversi tipi climatici e distribuzione geografica.
Elementi di cartografia: proiezioni geografiche; Sistema UTM; concetto di scala; produzione cartografica
italiana (IGMI); simbologia delle carte topografiche italiane. Concetto di curva di livello. Capacità di
eseguire un profilo topografico e di delimitare un bacino idrografico. Lettura e interpretazione delle carte
topografiche.
Obiettivi formativi e risultati di apprendimento attesi (conoscenze, competenze e abilità)
Obiettivi formativi: l’insegnamento si propone di fornire le basi fondamentali dei fenomeni fisici che si
svolgono sulla superficie terrestre, con particolare riguardo alla meteorologia, ai climi, all’idrologia
superficiale (il mare e le acque continentali), evidenziandone le conseguenze geografiche e
geomorfologiche. L’insegnamento prevede, altresì, di mettere lo studente in grado di eseguire le
operazioni di base nell’uso delle carte topografiche e nella lettura del paesaggio.
Risultati dell’apprendimento: lo studente che avrà superato l’esame sarà in grado di riconoscere i
fenomeni fisici che si svolgono sulla superficie terrestre e di comprenderne le conseguenze geografiche e
geomorfologiche. Lo studente, inoltre, sarà in grado di eseguire le operazioni di base nell’uso delle carte
topografiche (uso della scala, calcolo delle coordinate geografiche e UTM, calcolo della pendenza), di
eseguire un profilo topografico e di individuare sulla carta topografica il limite di un bacino idrografico
(linea spartiacque).
CONTENUTO
( CFU)
La sfera celeste e le coordinate celesti. Distanze
astronomiche. Il sistema solare, il Sole. Leggi di
Keplero e Newton. Moto di rotazione e di
rivoluzione della Terra, conseguenze
geografiche; moti millenari della Terra e
conseguenze geografiche. La misura del tempo:
giorno e anno. Principali movimenti della Luna,
il sistema Terra-Luna.
L’idrosfera marina: proprietà chimico-fisiche; i
movimenti del mare e loro effetti geografici.
L’atmosfera: composizione e suddivisione; il
bilancio radiativo del sistema Terra - atmosfera.
La temperatura dell’aria, Equatore termico. La
pressione atmosferica e i venti. La circolazione
generale dell’atmosfera. L’Umidità dell’aria e le
precipitazioni. Il tempo atmosferico. Le
perturbazioni atmosferiche. Masse d’aria.
I climi della Terra, elementi e fattori del clima.
Distribuzione geografica dei tipi climatici
secondo la classificazione di Köppen. Indici
climatici. Il clima d’Italia.
Le acque continentali: il ciclo dell’acqua. La
criosfera: i ghiacciai e loro caratteristiche.
La rappresentazione della superficie terrestre: le
carte geografiche e loro classificazione. Il
Sistema UTM. La scala delle carte geografiche, il
simbolismo planimetrico e altimetrico.
Elementi di cartometria. I profili topografici e
loro costruzione.
Determinazione delle coordinate geografiche e
UTM, misure di cartometria, profili topografici,
delimitazione di bacini idrografici.
Lezioni
frontali
Lezioni
frontali
Lezioni
frontali
Ore in Ore
aula
studente
a casa
10
20
Ore
studente
totali
30
7
10
17
16
32
48
Lezioni
frontali
8
16
24
Lezioni
frontali
Lezioni
frontali
Esercitazioni
4
10
14
2
5
7
17
19
36
Lezioni
frontali
1
8
9
Esercitazioni
19
21
40
84
141
225
Valutazione
Valutazione finale
La valutazione del profitto avverrà mediante:
- una prova scritta, relativa a tutti gli argomenti trattati nel corso delle esercitazioni;
- una prova orale volta a verificare le conoscenze acquisite durante le lezioni frontali di Geografia Fisica e
di Cartografia, con votazione finale unica.
Testi consigliati
LUPIA PALMIERI E, PAROTTO M. 2009. Il Globo terrestre e la sua evoluzione (VI edizione-Libro
multimediale). Ed. Zanichelli, Bologna.
SAURO U, MENEGHEL M, BONDESAN A, CASTIGLIONI B. 2011. Dalla Carta Topografica al
paesaggio – Atlante ragionato. Litografia artistica Cartografica, 2008.
Materiale fornito dal docente: file pdf e fotocopie.
Testi di consultazione
STRAHLER AN. 1984. Geografia fisica. Ed. Piccin, Padova.
Ai fini della preparazione degli argomenti trattati nell’insegnamento è vivamente consigliata la
continua consultazione di un ATLANTE GEOGRAFICO.
BACHELOR OF SCIENCE IN GEOLOGY
PHYSICAL GEOGRAPHY WITH ELEMENTS OF CARTOGRAPHY
A. Y. 2016-2017
Teacher: Prof. Rossana Raffi, Department of Earth Sciences, 2nd floor, room 203, tel. 06 49914337;
e-mail: [email protected]
Target Students: 1st year
Unit level: introductory
Pre-requisites: high-school knowledge of Geography, Mathematics, Physics and Chemistry.
Credits: 9 CFU
Teaching modality: traditional
Attendance: optional
Description of contents
Astronomical Geography: the Universe, dark matter and dark energy. The Sun, the electromagnetic
radiation spectrum, the solar constant. The solar system, Kepler’s laws, Newton’s law of universal
gravitation. Earth’s shape and dimension, meridians, parallels and the geographic grid, geographic
longitude and latitude. Earth motions, geographical and climatic effects. The Moon, motions and effects,
Earth-Moon system.
Continental crust: orogens, cratons, continental shelf, continental slope; ocean crust: mid-oceanic ridges,
rift valleys, oceanic trenches, ocean basin floor. Global hypsometric curve.
The sea: chemical composition and physical features; sea movements and geographical effects.
The atmosphere: composition and structure; Earth-Atmosphere system radiative balance.
Air temperature: factors affecting air temperature, vertical gradient, world distribution, thermal regimes.
Air pressure and winds: factors affecting air pressure, cyclones and anticyclones, global distribution of
surface pressure systems, the seasonal migration of the pressure patterns, intertropical convergence zone
(ITCZ), the general circulation of the atmosphere, the polar front jet stream.
Atmospheric moisture and precipitation, mechanisms inducing precipitation, seasonal patterns of
precipitation, equatorial convergence rainfall. Air masses and source regions. Weather: factors affecting
weather, travelling cyclones, wave cyclones and the polar front.
Climate: the Köppen climate system, climatic indexes, the global distribution of climate groups and
subgroups.
The hydrologic cycle, the soil-water balance. Stream flow, drainage systems, drainage basin and divide,
stream discharge.
The cryosphere. The snow line, glaciers and characteristics and classification.
Cartography: map projections, map scale, map classification, planimetric and altimetrical symbols.
Geographic coordinates, UTM System and coordinates. Topographic profile. Drainage divide.
Previous knowledge (from past courses or from the educational career)
The knowledge of Geography, Mathematics, Physics and
essential.
Chemistry of high school is considered
Unavoidable knowledge
The Universe, dark matter and dark energy. The solar system. Earth’s shape; concept of meridian, parallel
and geographic longitude and latitude. Meaning of tropic and polar circle. The meaning of global
hypsometric curve. Earth’s rotation and the alternation of night and day. Earth’s orbital motion and
seasons. Earth’s long-term motions and geographic effects.
Sea movements and geographic effects.
The composition and structure of the atmosphere. Earth-atmosphere system radiative balance.
Factors affecting air temperature, vertical gradient, world distribution, thermal regimes.
Air pressure and factors affecting air pressure. Cyclones and anticyclones, global distribution of surface
pressure systems, the seasonal migration of the pressure patterns, intertropical convergence zone (ITCZ),
the general circulation of the atmosphere, the polar front jet stream.
Atmospheric moisture and precipitation, mechanisms inducing precipitation, seasonal patterns of
precipitation. Air masses and source regions. Weather: factors affecting weather, travelling cyclones,
wave cyclones and the polar front.
Climate: the Köppen climate system, climatic indexes, the global distribution of climate groups and
subgroups.
The hydrologic cycle, the soil-water balance. Stream flow, drainage systems, drainage basin and divide,
stream discharge.
The cryosphere. The snow line, characteristics and classification of glaciers.
Map projections, UTM system. The concept of map scale. The meaning of elevation contour line.
Planimetric symbols. Calculation of the geographic and UTM coordinates. To draw a topographic profile
and drainage divide. Reading of topographic maps.
Developing competences and learning outcomes
Educational goals: the aim of the course is to provide the knowledge and understanding of the physical
phenomena acting on the Earth surface and their geographical effects. Moreover, the aim of the course is
to enable students to read the elements of a topographic map, perform exercises on topographic map,
draw topographic profiles and drainage divides.
Learning outcomes: students will be able to recognize and understand the physical phenomena acting
on the Earth surface and their geographical effects. They will be able to read topographic maps, draw
topographic profiles and drainage divides.
CONTENT
(CFU)
The Universe, dark matter and dark energy.
Kepler’s laws, Newton’s law of universal
gravitation. The solar system. Shape and dimension
of the Earth. Earth motions and their geographical
and climatic effects.
The Moon, motions and effects. Earth-Moon
system.
The Sea: chemical composition and physical
features; sea movements and geographical effects.
The Atmosphere: composition and structure; EarthAtmosphere system radiative balance;
Air temperature;
Air pressure and the General Circulation of the
Atmosphere; Moisture and precipitations.
Classroom
hours
Frontal
lessons
10
Home
work
hours
20
Hours Evaluation
total
Frontal
lessons
Frontal
lessons
7
10
17
16
32
48
30
Weather and climate. Köppen climate
classifications, climatic indexes, types of climate
and geographical distribution.
The water cycle,
the hydrological balance, surface running waters.
Glaciers: characteristics.
Cartography: map scale, map classification,
planimetric and altimetrical symbols. Geographic
coordinates. UTM System and coordinates
Topographic profile. Watershed and divide
determination.
Frontal
lessons
8
16
24
Frontal
lessons
4
10
14
Frontal
lessons
Practice
Frontal
lessons
Practice
2
5
7
17
1
19
8
36
9
19
84
21
141
40
225
Final evaluation
- Written examination relating to exercises on a topographic map.
- Oral examination relating to frontal lessons.
Texts
LUPIA PALMIERI E, PAROTTO M. 2009. Il Globo terrestre e la sua evoluzione (VI edizione-Libro
multimediale). Ed. Zanichelli, Bologna.
SAURO U, MENEGHEL M, BONDESAN A, CASTIGLIONI B. 2011. Dalla Carta Topografica al
paesaggio – Atlante ragionato. Litografia artistica Cartografica, 2008.
STRAHLER AN. 1984. Geografia fisica. Ed. Piccin, Padova.
Atlas of the World
Pdf files provided by the teacher.