L’ Atmosfera
della Terra, dei
Pianeti del nostro
sistema solare e
degli Esopianeti
Peter Brüesch
0–0
«Ci sono più cose in Cielo e in Terra, Orazio,
di quante ne sogni la tua filosofia»
«Hamlet»
da William Shakespeare
(1564 – 1616)
0-1
CONTENUTO
0. Introduzione e contenuto
pp
A - P
1. Prologo : L’ Aria che circonda il nostro pianeta
pp
1 - 11
2. Fondamenti fisici e chimici
pp 12 - 55
3. Il tempo nella troposfera
pp 56 - 105
4. Volare e planare nell’ aria
pp 106 - 189
5. L’ inquinamento atmosferico, gas tossici
e precipitazioni radioattive
pp 190 - 244
6. Respirazione e fotosintesi delle piante
pp 245 - 270
7. La respirazione degli uomini e degli animali
pp 271 - 333
8. Fenomeni atmosferici selezionati
pp 334 - 373
9. Respirazione nella psicologia, nella filosofia
e nelle principali religioni del mondo
pp 374 - 404
10. L’ atmosfere dei pianeti e degli esopianeti
pp 405 – 500
[Ogni capitolo comprende un’ appendice con informazioni aggiuntive]
A
Premessa
Il mio primo opera era dedicato al tema: «ACQUA: La sua Importanza nella Scienza, nella Natura e Cultura, nelli
Religioni del mondo e nell’ Universo». L’ opera contiene 10 Capitoli e era publicata in 2011 e 2012 in Google: «ETH ECollection» in tedesco: «WASSER: Seine Bedeutung in der Wissenschaft, in der Natur und Kultur, in den Weltreligionen
und im Universum» e in Anglese: «ACQUA: La sua importanza nella scienza, per la natura e cultura, nelle religioni
universali e nell’ Universo». Il Capitolo 0: «Introduzione», era anche tradotta in Francese, in Italiano e in Espagnol. Qui,
noi diamo la traduzione della intrduzione (Capitolo 0) di questa nuova opera «Die Atmosphäre;…» e «The
Atmosphere,…» in Italiano.
Dopo le «insegnamenti di quattro elementi» della filosofia greca, tutto ciò che esiste è fatto dai quattro elementi di base
– Terra, Fuoco, Aria e Acqua. Questo secondo libro ho dedicato all’ elemento «Aria» o piû generale, all’ «Atmosfera».
Così com l’ acqua, l’ aria è indispensabile per tutti gli esseri viventi; l’ acqua e l’ aria solo consentano la vita sul nostro
pianeta.
A differenza del acqua allo stato liquide (e solida), l’ aria della nostra Terra è invisibile. Lo strato d’ aria della Terra è
insignificante sottile rispetto al suo raggio. La nostra atmosfera si compone di vari gas. Senza questi gas, avremmo
bruciare durante il giorno dal calore intenso del sole; d’ altra parte voremmo congelare a morte durante la notte.
Sebbene abbiamo bisogno l’ aria permanente per respirare (dopo pochi minuti senza l’aria l’uomo muore !), no la diamo
per scontata che di solito si cura poco delle loro proprietà e qualità. Ci vuole già una contaminazione massiccia, per
esempio immenso smog o cattivo odore per fare suonare il campanello d’alarma.
Diversi aspetti legati al clima globale sono stati trattati nel mio libro sul «Acqua» e per questo ragione non verranno
ripetuti qui.
Mi sembrava importante d’incorporare la tematica centrale della atmosfera in un contesta più ampio di significato. Per
questo ragione ho provato di rapresentare gli aspetti fondamentali in un contesto introduttivo e generale.
L’ultimo e decimo capitolo contiene un panoramica delle caratteristiche e atmosferi dei pianeti del nostro sistema solare
e dei pianeti fuori del sistema solare, dei cosidetto pianeti extrasolari o esopianeti.
Con alcune eccezioni, il libro è volutamente scritto semplicemente. Per uno studio approfondito, ogni capitolo contiene
una vasta lista di citazioni di letteratura.
B
0-2
Peter Brüesch - Agosto 2016
Ringraziamenti
Qui di seguito vorrei ringraziare amici e colleghi:
Sono riconoscente al Signore Dr. Walter Schneider (†) per il suo sostegno di lunga data: Mi aveva
mandato informazioni aggiornate, informazioni molto importante et interessanti per la mia opera.
Sono molto riconescente al Signior Peter Etter per discussioni generali sugli insetti, così come per
le demostrazioni e spiegazioni della sua impressionante collezione di farfalle (capitolo 4, Sezione
4.2.2). Involtre, lo ringrazio per le sua indicazione del più piccolo insetto del mondo, la «Dicomorpha
echmepterygis» (p. 127).
Inoltre ringrazio Dr. Dieter Kuse per i suoi suggerimenti e per il suo invio della letteratura sul
«Aurore» e sullo «Strato di Kennelly – Heaviside» (capitolo 8, sezione 3).
Sono riconoscente al Professor Norbert Straumann per avermi dato informazioni sulla letteratura
pertinente degli «Esoplaneti».
Ringrazio anche il Signor Kirkor Arsik per il suo prezioso aiuto nelle questioni di elaborazione dei
dati e per il suo aiuto al Computer.
E grazie alle mie due figle Elisabetta Schraner - Brüesch e Christina Brüesch per avermi regalato dei
libri sugli libri esopianeti. Da questi libri ho imparato molto riqguado alla atmosfere. Ringrazio
anche la mia nipote Angéline da Silva per il suo aiuto nel correggere alcuni dei capitoli.
Sono molto riconoschente alla Signora Renata Puddu per la suo aiuto e sguardo critico alla mia
traduzione dell’ introduzione (Capitolo 0) in italiano.
infine ho desiderio di ringraziare con affetto la mia cara moglie per il suo grande interesse e la sua
pazienza durante questa lunga elaborazione.
C
Peter Brüesch: Lavori scientifici
1934
Nato a Scuol, Cantone dei Grigione
1941 – 1954
Scuola elementare, secondaria e Coira, Cantone dei Grigioni
1954 – 1960
Studio della fisica sperimentale a l’ ETHZ (Istituto Federale Technico a Zurigo)
1960 – 1965
Dissertazione all’ Istituto di Fisica – Chimica presso l’ETHZ
1965 – 1967
«Postdoctoral Fellowship» in «Physical Chemistry», Oregon State University, USA
1967 - 2002
Colloboratore scientifico e responsabilità dei Progetti al Centro di Richerca dll ABB
Lavori nella disciplina della fisica dei corpi solidi (72 pubblicazioni scientifiche)
1975
Docente in fisica a l’EPFL a Losanna, Svizzera
Lezioni sulla disciplina della fisica dei corpi Solidi, sull’ Acqua e sulle soluzioni acquose.
1987
Professore titolare a l’EPFL a Losanna
1998 – 2000
Consulente per ABB sulla disciplina «Acqua e Soluzioni acquose»
2000 - 2011
Studi e ricerca nella disciplina dell’ acqua e delle soluzione acquose e la loro importanza
nella natura
- Dopo 1997: Lezioni sulla fisica dei corpi solidi e sull’ acqua a l’EPFL a Losanna
- 2002 – 2011: Elaborazione di un lavoro vasto sull’ acqua che era la base del lavoro
allargato in tedesco e in inglese:
«Wasser: Seine Bedeutung in der Wissenschaft, in der Natur und Kultur, in den Weltreligionen und im Universum» // «Water: Its Significance in Natura and Culture, in World
Religions and in the Universe»
2011 – 2016
Compilalazione e publicazione di una nuova opera (Google) attraverso l’atmosfera.
«Die Atmosphären der Erde, der Planeten unseres Sonnensystems und der Exoplaneten»
«The Atmosphere of our Earth, of the Planets of our Solar System and of Exoplanets»
E-Mail:
[email protected]
D
0-3
Bibliografia Generale
R.0.1
Fuoco, Acqua, Terra e Aria
Autore: Pieroni Osvaldo
Dati: 2002, 336 pagine
Editore: Carocci (colonna Università
(Attualmente non disponibile su IBS)
R.0.2
Aria, Acqua, Terra e Fuoco
Autore: Nadia Turriziani
Pagine: 66 / Lingua: Italiano
Categoria Ebook, Poesia
R.0.3
Cieli, Luce e Atmosfera ad Aquarello
Autore: David Bellani (2014)
R.0.4
Atmosfera
Da Wikipedia, l’ enciclopedia libera
htttps://it.wikipedia.org/wiki/Atmosfera
R.0.5
Atmosfera terrestre
Da Wikipedia, l’ enciclopedia libera
https://it.wikipedia.org/wiki/Atmosfera_terrestre
R.0.6
Fondamenti di fisica e chimica dell’ atmosfera
http://www.unilibro.it/libro/visconti-guido/fondamenti-fisica-chimica-dell-atmosfera/9788871466019
R.0.7
Quanti e quali sono gli strati che compongono l’ atmosfera ?
http://www.sapere.it/sapere/strumenti/domande-risposto/geografia/strati-atmosfera-terrestre.html
R.0.8
The Greek four classical elements
a) Classical elements
http://en.wikipedia/org/wiki/Classical_ele,emts
b) Elemental: The Four Elements
From Ancient Greek Science and Philosophy to Ancient Sites Poetry
http://www.webwinds.com/myth/elemental.htm
E
R.0.9
Vier_Elemente_Lehre
http://de.wikipedia.org/wiki/Vier:Elemente_Lehre
R.0.10
Feuer, Wasser, Erde, Luft
Horst Rademacher, Erwin Lausch, Dagmar Röhrlich, Wiebke Rögener
Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA
1. Auflage (12. Mai 2003); ISBN-10: 3527404473
R.0.11
WATER: Its Significance in Science, in Nature and Culture,
in World Religions and in the Universe
Brüesch, Peter
Home – ETH E-Collection
e-Collection.ethbib.ethz.ch
R.0.12
Die Atmosphäre der Erde» (Eine Einführung in die Meteorologie)
Helmut Kraus
Verlag: Springer Berlin (2004); ISBN: 978-3-540-20656-9
R.0.13
Air: Our Planet’s Ailing Atmosphere
Hans Tammemagi
Oxford University Press, April 2009; ISBN-10: 0195430077
R.0.14
An Introduction to Atmospheric Physics
David G. Andrews
Second Edition published 2010
Cambridge University Press ; ISBN 978-0-521-87220-1
R.0.15
Fundamentals of Atmospheric Physics
Murry L. Salby
Elsevier Science 1996
ISBN 0126151601, 9780126151602
R.0.16
Atmosphärenphysik
Niklaus Kämpfer: Institut für angewandte Physik, Univ. Bern
[PDF] Atmosphärenphysik; Frühlingssemester 2011
www.iapmw.unibe.ch/teaching/.../FS.../AT-phys_FS13_Kapitel1_2.pdf
F
0-4
R.0.17
Die Entdeckung der Stratosphäre – ein Ereignis der
Berliner Wissenschaftsgeschichte
Karl-Heinz Bernhardt
Sitzungsberichte der Leibniz – Sozietät 12 (1996) 4, pp 91 – 96
www.leibnizsozietaet.de/wp-content/uploads/2012/10/07_bernhardt_kh.pdf
R.0.18
Physik unserer Umwelt: Die Atmosphäre
buch.de; Erschienen bei Springer
3. überarbeitete und aktualisierte Auflage, 06-2000
Walter Roedel
ISBN-10: 3-540-67180-3 ; ISBN-13 : 978-3-540-671800-0
R.0.19
Thermal Physics of the Atmosphere
Maarten H.P. Ambaum
ISBN: 978-0-470-74515-1
John Wijey & Sons , April 2010
R.0.20
Lectures in Atmospheric Physics , 2010
Björn-Martin Sinnhuber
University of Bremen - Master of Environmental Physics
www.iup.uni-bremen.de(.../lecture.../AtmosphericPhysics-09_01.pdf
R.0.21
Atmospheric Physics
[PDF] Lecture Notes - Assoc. Prof. Dr. Aysegül Yilmaz (2006)
Canakkale Onsekiz Mart University
www.nu.edu.sa/userfiles/semohammad/atmosphere.pdf
R.0.22
Wetter & Klima
Vorhersagen – Wetterphänomene – Klimaänderung – Meteorologie
DORLYNG KINDERSlAY – DK
G
Contenuto
1.
Prologo
pp
1 - 11
1.1
1.2
1.3
A-1
B-1
Sviluppo dell’ atmosfera terrestra
Atmosfera e Aria
Strati dell’ Atmosfera
Appendice
Bibliogafia
R-1-0 - R-1-2
2.
Fisica e chimica dell’ Atmosfera terrestre
pp
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
Premessa e Contenuto
La composizione dell’ Aria secca
La Troposfera con il vapore acqueo
La Stratosfera
La Mesosfera
La Termosfera
L’ Esosfera
A-2
B-2
Appendice
Bibliografia
2- 4
5- 8
9 - 11
12 - 55
13 15 24 33 43 46 51 -
14
23
32
42
45
50
55
R-2-0 - R-2-8
H
0–5
3.
Il tempo nella troposfera
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
A-3
R-3
Il Tempo - General - Aspetti generali
La troposfera
Il mondo delle nuvole
Il vento
Precipitazioni e condizioni meteorologiche estreme
L’ utilizzo dell’ energia eolica
Appendice
Bibliografia
pp
4.
Volare nell’ aria
4.0
4.1
4.2
4.2.1
4.2.2
4.2.2.1
4.2.2.2
4.2.2.3
4.2.2.4
Volare - Panoramica
Fondamenti di fisica
Volare e volo a vela degli animali - Invertebrati
Invertebrati e Vertebrati
Volare e volo a vela - Invertebrati
Api, formiche e termiti
Farfalle
Come volano le mosche ?
Imenotteri e Libellule
56 - 105
57 63 68 79 87 100 -
62
67
78
86
99
105
R-3-0 - R-3-10
pp 106 - 189
107 - 108
109 - 119
120 - 139
121 - 123
124 - 139
130
131 - 134
135 - 136
137 - 139
I
4.3
Volare e volo: vertebrati
140 – 174
4.3.1
4.3.2
4.3.3
4.3.4
4.3.5
4.3.6
4.3.6.1
4.3.6.2
4.3.6.3
4.3.6.4
Urtière volanti
Gli uccelli
Volo planato dei pesce
Volo planato dei rettili
Volo planato degli anfibi
Mammiferi scorrevoli e volanti
Rassegna
Pipistrelli - Aspetti generali
Volpi volanti
Scoiattolo volante
Volo a vela die lemuri
141 - 144
145 - 153
154 – 156
157 - 160
161 - 163
164 - 174
165
166 - 169
170 - 172
173
174
4.4
4.4.1
4.4.2
4.4.3
4.4.4
4.4.5
4.4.6
Volo a vela e volo degli uomini
Il sogno di volare e planare con le ali
I primi alianti e le prime macchine volanti
L’ aeroplano di Zeppelin
L’ aliante
Il Jumbo Boeing 747 – 81
L’ elicottero
175 - 189
176 - 179
180 - 182
183
184
185 - 187
188 - 189
A-4
Appendice
B-4
Bibliografia
R-4-0 - R-4-18
J
0-6
5.
L’ inquinamento atmosferico, gas tossici, fallout radioattivo
5.1
5.2
5.2.1
5.2.2
5.2.3
5.2.4
5.2.5
5.2.6
Aspetti generali
Inquinanti primari
Anidride carbonica - CO2
Monossido di carbonio - CO
Ossidi di azoto - NOx
Metano - CH4
Ossidi di zolfo - SOx
Ammoniacca - NH3
5.3
5.3.1
5.3.2
5.3.3
5.3.4
Molecole organiche tossiche
Composti organici volatili
Persistenti inquinanti organici
Il disastro di Seveso della Diossina
Il disastro di Bhopal
209 – 220
210 - 211
212 - 215
216 - 217
218 - 220
5.4
5.4.1
5.4.2
5.4.3
5.4.4
5.4.5
5.4.6
5.4.7
Dinamica degli inquinanti secondari
Polveri sottili – Categorie – Dimensioni delle particelli
Correzione-Cunningham - Viscosità
Legge di Stokes con correzione-Cunningham
Tasso di caduta delle particelle nell’ aria
L’ Asbesto - Morfologia - Caratteristiche - Malattie
Nanoparticelle - sostanze inquinanti
La catastrofe di Chernobyl
221 - 237
222 – 224
225 - 226
227
228 - 231
232 - 234
235
236 - 237
pp
190 - 244
191 – 194
195 – 208
196 – 197
198 – 199
200 - 201
202 – 203
204 – 206
207 - 208
K
238 – 244
239 – 244
5.5
Esempi di inquinanti secondari
5.5.1 Ozono O3
A-5
Appendice
R-5
Bibliografia
R-5-0 – R-5-15
6.
Fotosintesi e respirazione delle piante
6.1
6.2
6.3
Fotosintesi
Respirazione cellulare
Respirazione e fotosintesi delle piante acquatiche
A-6
Appendice
B-6
Bibliografia
pp
245 – 270
246 – 254
255 – 261
262 – 270
R-6-0 – R-6-6
L
0-7
7.
La respirazione degli uomini e degli animali
7.0
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.6.1
7.6.2
7.6.2.1
7.6.2.2
7.6.2.3
7.6.2.4
7.6.2.5
Classi di animali
La respirazione dei mammiferi
La respirazione degl anfibi
La respirazione dei Rettili
La respirazione degli ucelli
La respirazione dei pesci
La respirazione degli invertebrati
Invertebrati: Introduzione generale
Insetti
Trachee – Tracheoles - Spiracoli
Farfalle
Formiche
Termiti
Insetti acquatici
A-7
Appendice
B-7
Bibliografia
pp
271 - 333
272 – 276
277 - 286
287 - 290
291 - 305
306 - 310
311 - 319
320 - 333
321 - 323
324 - 333
324 – 327
328 - 329
330
331
332 - 333
R-7-0 - R-7-16
M
8.
Fenomeni atmosferici selezionati
8.1
8.1.1
8.1.2
8.1.3
8.1.4
8.1.5
8.1.6
8.2
8.3.1
8.3.2
8.4
8.4.1
8.4.2
8.4.3
8.4.4
8.4.5
8.4.6
Nubi di tempesta
Origine e struttura delle nubi di tempesta
Campo electrico in una nube di tempesta
La formazione e le proprietà del tuono
Pericoli di fulmine e protezione contro i fulmini
Proprietà frattali dei fulmine
Fulmine globulari - Osservazioni e caratteristiche
Campo magnetico terrestre, vento solare
Plasma magnetico e aurore
Struttura interna della terra e campo magnetico
Vento solare e campo magnetico terrestre
Formazione dell’ aurora
Strato di Heaviside, onde corte e trasmettitore
a onde corte
La Ionosfera con strato di Kennelly - Heaviside
Strato di Kennelly – Heaviside e trasmissione a onde corte
Altri fenomeni sferici
L’ arcobaleno
Alone: formazione e forma
Fuoco di Sant’ Elmo - Storia generale
La luce viola
Luci: illuminazine notturna - Luminescenza stratosferica
«Folletti rossi», «Elfi» e «Blu Jets»
A–8
B–8
Appendice
Bibliografia
8.2.1
8.2.2
8.2.3
8.3
pp 334 - 373
N
0 -8
335 - 350
336 - 338
339 - 342
343 - 344
345 - 347
348
349 - 350
351 - 361
352
353 - 357
358 - 361
362 - 365
363
364 - 365
366 - 373
367
368
369 - 370
371
372
373
R-8-0 – R-8-11
9.
Respirazione nella psicologia, filosofia
e nelle religioni del mondo
pp
374 - 404
Respirazione nella psicologia
375 – 378
Respirazione nella filosofia
379 – 380
Il respiro nelle religioni del mondo
381 - 385
La popolazione mondiale
382
Le religioni del mondo
383 - 385
Il respiro nelle cinque religioni del mondo
386 - 404
Il Cristianismo
387 - 391
Il Cristianesimo - Aspetti generali
388
Il respiro e lo Spirito Santo
389 - 390
Citazioni sull’ anima e sul respiro dal Nuovo Testamento
391 - 394
L’ Islam
392
L’ Islam - Aspetti generalu
393
Spirito e respiro nell’ Islam
394
L’ Induismo
395 - 397
L’ Induismo - Aspetti generali
396
Il respiro nell’ Induismo
397
Il Buddismo
398 - 401
Il Buddismo - Aspetti generali
399
Gli otto significati dei simboli buddisti
400
Il respiro nel Buddismo
401
Il Giudaismo
402 - 404
Il Giudaismo - Aspetti generale
403
Il respiro nel Giudaismo
404
Appendice
Bibliografia
R-9-0 – R-9-8
O
9.1
9.2
9.3
9.3.1
9.3.2
9.4
9.4.1
9.4.1.1
9.4.1.2
9.4.1.3
9.4.2
9.4.2.1
9.4.2.2
9.4.3
9.4.3.1
9.4.3.2
9.4.4
9.4.4.1
9.4.4.2
9.4.4.3
9.4.5
9.4.5.1
9.4.5 2
A–9
B–9
pp 405 – 500
10.
Le atmosfere dei pianeti e degli esopianeti
10.1
10.2
10.2.1
10.2.2
10.2.3
10.2.4
Le atmosfere del nostro sistema solare:
Una panoramica
Il nostro sistema solare: caratteristiche delle Atmosfere
Il pianeta Mercurio
Il pianeta Venere
Il pianeta Terra
Il pianeta Marte
406 - 416
417 - 456
418 - 422
423 - 427
428 - 429
430 - 434
10.2.5
10.2.6
10.2.7
10.2.8
Il
Il
Il
Il
435
439
445
452
10.3
10.3.1
10.3.2
10.3.3
Esopianeti: osservazioni precedenti e esempi
Osservazioni di stelle - Ricerca di esopianeti
La scoperta e la classificazione degli esopianeti
La nostra galassia o la via Lattea:
Ricerca di una seconda terra
Atmosfere degli esopianeti
Esopianeti nell’ universo
10.4
10.5
pianeta
pianeta
pianeta
pianeta
Giove
Saturno
Urano
Nettuno
A – 10
Appendice
B – 10
Bibliografia
-
438
444
451
456
457 - 481
458 - 465
466 - 470
471 - 481
482 - 490
491 - 500
pp R-10-0 - R-10-23
P O
0-9
