TEMA 0 UNO
• LEZIONE 1 IL
MONDO
L'atmosfera
Scheda
Azoto 78%
SGUARDO SUL MONDO
2000
Anidride
carbonica
0,03%
Aurore
polari
Ossigeno
21%
Esosfera
Sonde spaziali
1000
900
800
700
600
500
Satelliti artificiali
400
300
L’aria è una miscela gassosa contenente il
78% di azoto, il 21% di ossigeno e quote
minime di altri gas, fra cui vapore acqueo
e anidride carbonica. Nell’alta atmosfera le
molecole dell’aria si presentano ionizzate (cioè
“rotte”) dalla radiazione solare, e ancora più in
alto compaiono anche l’idrogeno e l’elio.
Gli strati dell’atmosfera. Quello più basso, la
troposfera, è più sottile ai poli, ma sale fino a
circa 18 km di altezza sopra l’equatore. Dove
termina, la temperatura dell’aria scende a -50
-60 °C.
L’atmosfera è un involucro gassoso di oltre
2.000 km di spessore, trattenuto attorno alla
Terra dalla forza di gravità. In base a come
varia la temperatura vi si possono distinguere quattro strati sovrapposti.
A contatto con il suolo vi è la troposfera,
dove si verificano i fenomeni meteorologici. Qui la temperatura decresce all’aumentare della quota e anche la densità
dell’aria si riduce rapidamente: a 5.000
m è già dimezzata rispetto al livello del
mare e a 30 km di altezza è pari ad appena l’1%. Segue la stratosfera, in cui la
temperatura dell’aria tende nuovamente a
salire. Ciò si deve alla presenza di una varietà di ossigeno, l’ozono, che assorbe la
radiazione più energetica del Sole, quella
ultravioletta.
Negli strati successivi, ionosfera ed esosfera, si ha dapprima un calo della temperatura,
ma oltre i 100 km di altezza i gas, sempre
più rarefatti, sono surriscaldati dalle particelle atomiche provenienti dal Sole.
Le funzioni dell’atmosfera
L’atmosfera ha numerose funzioni. Prima
di tutto filtra i raggi solari, impedendo che riscaldino in misura eccessiva la
Aurore
polari
100
90
80
70
60
50
Nubi nottilucenti
Limite inferiore della ionosfera
40
30
Nubi madreperlacee
Stratosfera
20
10
0
Troposfera
Fenomeni atmosferici
Poli
superficie del pianeta. Questo compito
viene svolto dalle nubi, dall’umidità, dal
pulviscolo disperso nell’aria e soprattutto dall’ozono presente nella stratosfera,
specializzato nell’assorbire i raggi ultravioletti, che se giungessero integralmente al
suolo danneggerebbero ogni forma di vita.
L’atmosfera svolge anche il ruolo opposto,
quello di trattenere parte del calore solare, che altrimenti si allontanerebbe rapidamente, facendo scendere le temperature a
valori molto bassi. Questo fenomeno viene
chiamato effetto serra.
Un terzo ruolo dell’atmosfera terrestre è
quello di contribuire, insieme alle acque
marine, alla distribuzione del calore sulla
superficie terrestre. Questo compito è svolto
dai venti, che spirano caldi dalle regioni tropicali verso le alte latitudini e freddi in direzione opposta. I venti, insieme alle precipitazioni, sono anche responsabili dei fenomeni
esogeni, che modificano in continuazione la
superficie della Terra.
Un’ulteriore funzione dell’atmosfera terrestre
è quella di consentire la vita. Come sappiamo, infatti, gli animali hanno continuamente
bisogno di ossigeno, che attraverso la respirazione viene trasformato in anidride carbonica; i vegetali, invece, quando sono esposti
Equatore
Litosfera
Idrosfera
alla luce svolgono la funzione opposta (fotosintesi), assorbendo anidride carbonica e
liberando ossigeno.
Immagine da satellite di un ciclone, gigantesco vortice di nubi che si sposta rispetto al
suolo, sotto l’azione dei venti. Fra le funzioni
svolte dall’atmosfera vi è anche quella di scudo nei confronti delle meteoriti che cadono
sulla Terra. La maggior parte di esse, di piccole dimensioni, viene distrutta prima di giungere
al suolo.
E. Fedrizzi-A. Della Valentina, Dossier Terra. Italia, Europa, Mondo, Minerva scuola
Gli strati dell’atmosfera
Ionosfera
Meteoriti
200
Altitudine km
Argon
0,9%
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SGUARDO SUL MONDO
• LEZIONE 1 IL
MONDO
Fascia fredda
Circo
l o p ola re a rt i c o
Fascia temperata
45°
Tropico del Cancro
Fascia torrida
90°
Equatore
Tropico del Capricorno
Fascia temperata
45°
Ci r
Fascia fredda
i co
c o lo po
lare a n ta r t
Le fasce climatiche, distinte in base all’angolo di incidenza dei raggi solari. Il riscaldamento del suolo varia anche con la stagione (è maggiore
in estate), con l’esposizione (nord o sud) e nel corso della giornata (fa più caldo a mezzogiorno).
Come varia la
temperatura dell’aria
Oltre alla quota e all’angolo di incidenza dei
raggi solari, altri fattori influenzano il riscaldamento dell’aria. Uno di questi è la natura
Estate Inverno
Venti
marini
Località vicino
al mare
Venti
provenienti
dall’entroterra
Estate Inverno
Escursione termica
L’atmosfera, essendo trasparente alla luce,
non viene scaldata direttamente dai raggi
del Sole: prima si riscalda la superficie terrestre ed è questa che trasmette il suo calore
all’aria sovrastante. Per tale motivo la temperatura dell’aria diminuisce con l’altezza,
al ritmo di circa 6 °C ogni mille metri.
Come già sappiamo, però, non tutti i punti della
Terra ricevono la stessa energia, perché la superficie del pianeta è sferica e dunque i raggi
del Sole cadono con un angolo di incidenza
che varia con la latitudine. Nelle zone equatoriali,
dove i raggi solari sono quasi a perpendicolo,
l’energia luminosa si concentra maggiormente
e risulta quindi più efficace. Nelle zone polari, al
contrario, i raggi molto obliqui disperdono la loro
energia su una grande superficie.
Per questo motivo si è soliti suddividere la
superficie terrestre in cinque fasce, a seconda del grado di insolazione: una fascia
torrida, compresa fra i due tropici, due
fasce temperate, fra i tropici e i circoli
polari, e due fasce fredde, sulle calotte
polari.
Escursione termica
E. Fedrizzi-A. Della Valentina, Dossier Terra. Italia, Europa, Mondo, Minerva scuola
Il riscaldamento dell’aria
Località lontana
dal mare
Una località su cui spirano venti marini gode di un clima più mite rispetto a una località investita
da venti provenienti dall’entroterra continentale.
della superficie terrestre, visto che il suolo si riscalda e si raffredda più rapidamente
di quanto non faccia una massa d’acqua.
Dunque, a parità di altre condizioni, una
località di mare presenta un’escursione
termica annua minore di una località continentale.
Anche la copertura vegetale influisce sulla
temperatura, in quanto un ambiente ricco di
vegetazione è sempre umido. Il vapore acqueo attenua la radiazione solare che giunge
al suolo e trattiene parte di quella emessa
dal terreno per cui, a parità di altre condizioni, una zona boscosa presenta escursioni
termiche minori di una spoglia.
Anche la posizione geografica può con-
dizionare l’andamento della temperatura:
per esempio, una regione soggetta a venti
marini gode di condizioni termiche più favorevoli rispetto a una zona battuta da venti
che spirano da un entroterra continentale.
Inoltre, località prossime al mare, ma separate da esso da una catena montuosa,
possono non risentire affatto dei suoi effetti
termici.
Le variazioni di pressione
Per quanto leggeri, i gas dell’atmosfera hanno un peso: una colonnina d’aria con sezione
pari a 1 cm2 e alta come tutta l’atmosfera
pesa circa 1 kg. Questo peso, esercitato a
livello del suolo, esercita una pressione at-
TEMA 0 UNO
mosferica, che può essere misurata attraverso appositi strumenti, i barometri.
La pressione atmosferica varia in relazione
all’altitudine, alla temperatura e all’umidità.
La diminuzione con l’altitudine è facilmente
comprensibile, essendo chiaro che quanto
SGUARDO SUL MONDO
più si sale di quota, tanto minore è il quantitativo d’aria che preme sul suolo.
Per quanto riguarda la temperatura, bisogna
considerare che l’aria riscaldata si dilata, diviene meno densa e quindi pesa meno di un
uguale volume d’aria fredda. Di conseguenza,
• LEZIONE 1 IL
MONDO
l’aria calda tende a salire di quota, mentre
quella fredda scende verso il basso.
L’umidità dell’aria, infine: all’aumentare
del contenuto di vapore acqueo, più leggero dell’azoto e dell’ossigeno, la pressione
atmosferica diminuisce.
Vuoto
torricelliano
Aria fredda
discendente
Mercurio
Ven
to
760 mm
Pressione
atmosferica
Aria calda
ascendente
Alta pressione
(anticiclone)
Il barometro a mercurio. In condizioni di tempo bello e a livello
del mare, la colonnina è alta 760 mm. A questo valore, pari al
peso di 1 kg su ogni cm2 di suolo, si dà il nome di atmosfera. Il
suo valore è pari a 1013 hPa (ettopascal, l’unità della pressione
atmosferica utilizzata in meteorologia).
Bassa pressione
(ciclone)
In un’area anticiclonica, cioè di alta pressione, scende a spirale aria
fredda e secca, determinando condizioni di bel tempo. In un’area ciclonica, di bassa pressione, si avrà invece aria calda e umida, che si innalza,
condensa la sua umidità in nuvole e dà origine a precipitazioni.
Quando fra due aree limitrofe esiste una
differenza di pressione, si verifica necessariamente un trasferimento d’aria che prende
il nome di vento. Come accade per l’acqua,
che scende più velocemente da un pendio
ripido rispetto a uno poco inclinato, così accade per il vento: l’aria “scende” da una zona
di alta pressione a una di bassa pressione,
con velocità direttamente proporzionale alla
differenza di pressione. I venti possono essere distinti in tre categorie fondamentali.
Venti locali. Interessano aree ristrette e
hanno spesso andamento irregolare, legato
a minime variazioni di pressione. I più comuni sono le brezze, che si verificano in condizioni di tempo stabile a causa del differente
riscaldamento di aree adiacenti: fra le più
comuni vi sono le brezze di mare e le brezze
di terra. Altri caratteristici venti locali sono il
föhn, che interessa il versante sottovento di
una catena montuosa investita da un vento
umido, la bora e il maestrale.
Venti periodici. I più caratteristici sono i
monsoni, che interessano la fascia intertropicale, mutando di direzione in relazione
alla stagione. L’area monsonica più tipica è
quella che interessa la penisola indiana: qui,
Banderuola libera
di ruotare
Mulinello
Indice
Contagiri
Un anemometro, strumento utilizzato per misurare la velocità del vento. La direzione di provenienza si osserva mediante una banderuola lasciata libera di orientarsi.
E. Fedrizzi-A. Della Valentina, Dossier Terra. Italia, Europa, Mondo, Minerva scuola
I venti
TEMA 0 UNO
durante la stagione invernale spirano venti
da nord-est, freddi e asciutti, richiamati dalla bassa pressione che staziona sull’oceano
Indiano; d’estate la bassa pressione si porta
sul continente, verso cui soffiano venti provenienti dall’oceano, che per la loro umidità
arrecano piogge in abbondanza.
Venti costanti. Gli alisei, i venti occidentali
e i venti polari sono frutto della regolare distribuzione delle fasce cicloniche e anticicloniche a livello planetario (vedi a pagina seguente). Per quanto distribuiti con regolarità
sulla superficie terrestre, risultano tuttavia
soggetti a periodici spostamenti stagionali.
E. Fedrizzi-A. Della Valentina, Dossier Terra. Italia, Europa, Mondo, Minerva scuola
Pinnacoli di roccia nel Bryce Canyon (Utah,
Stati Uniti), modellati dall’azione del vento.
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