Cristina Cavazzuti, Laura Gandola, Roberto Odone · Cavazzuti, Gandola, Odone Terra, acqua, aria © Zanichelli editore 2014 14 7. ... Odone Terra, acqua, aria © Zanichelli editore

Cristina Cavazzuti, Laura Gandola, Roberto Odone

Terra, acqua, aria

2 Cavazzuti, Gandola, Odone Terra, acqua, aria © Zanichelli editore 2014

Capitolo 6. Atmosfera: l’aria e i suoi movimenti

1. Le proprietà fisiche dell’aria

2. La temperatura dell’aria e l’effetto serra

3. La pressione dell’aria e le carte del tempo

4. Il movimento delle masse d’aria e la

classificazione dei venti

5. L’azione del vento e il passaggio eolico


1. L’atmosfera circonda e protegge la superficie terrestre

L’ atmosfera è l’involucro aeriforme che circonda la Terra

ed è essenziale per la vita sul nostro pianeta perché

• contiene la riserva di ossigeno necessaria alla maggior

parte degli organismi per respirare e compiere le

fondamentali funzioni vitali;

• filtra i raggi del Sole impedendo ad alcune radiazioni

nocive di raggiungere la superficie terrestre;

• ci protegge da eventuali impatti di meteoriti provenienti

dallo spazio.


2. L’atmosfera viene suddivisa in cinque fasce

Circa il 50% dell’aria presente sul nostro pianeta è

concentrato nei primi 5 km di altitudine e il 90% non supera

i 16 km; oltre questa quota, l’aria si fa sempre più rarefatta.


L’atmosfera ha caratteristiche diverse mano a mano che ci

si allontana dalla superficie della Terra. Si possono

distinguere cinque zone concentriche.

• La troposfera ha uno spessore medio di circa 10 km. In

essa avvengono tutti i fenomeni meteorologici.

• La stratosfera è la fascia che circonda la Terra fino a

un’altezza di 50 km. Al suo interno è presento uno strato

di ozono che filtra i raggi ultravioletti provenienti dal Sole.



• La mesosfera circonda la Terra fino a un’altezza di circa

80 km.

• La termosfera si trova tra gli 80 e i 600 km di altitudine;

è la fascia di atmosfera in cui si verificano le aurore

polari.

• L’esosfera è la fascia più esterna dell’atmosfera: si

estende oltre i 600 km di altitudine.





3. La composizione attuale della troposfera è diversa da quella dell’attuale atmosfera primitiva La composizione della troposfera è un

miscuglio di azoto (78,09%), ossigeno

(20,94%), anidride carbonica (0,03%) e una

piccola percentuale di altri gas.

L’aria contiene anche particelle solide

trasportate dal vento e quantità variabili di

vapore acqueo.

Gli scienziati ritengono che l’atmosfera primitiva fosse priva

di ossigeno.


4. La temperatura dell’aria dipende dall’altitudine e da altri fattori geografici

La temperatura dell’aria dipende

innanzitutto dall’altitudine: poiché

l’aria si scalda dal basso, più ci si

allontana dalla superficie terrestre,

più la temperatura scende.

La diminuzione di temperatura in

rapporto all’altitudine è detto

gradiente termico verticale.


4. La temperatura dell’aria dipende dall’altitudine e da altri fattori geografici

A parità di altitudine la

temperatura dell’aria diminuisce

con l’aumentare della distanza

dall’Equatore. Un altro fattore

che influenza la temperatura

dell’aria è la distribuzione delle

terre emerse e delle masse

d’acqua dolce e marina.


5. La temperatura locale dell’aria varia sia nel corso della giornata sia nel corso dei mesi

In prossimità del suolo la temperatura dell’aria subisce

notevoli variazioni giornaliere regolari dovute al variare

dell’altezza del Sole sull’orizzonte.

La temperatura massima dell’aria viene raggiunta quando

l’energia ricevuta dal Sole è pari a quella emessa dal suolo.

La differenza tra la temperatura massima e la minima

registrate in uno stesso giorno è chiamata escursione

termica diurna. L’escursione termica riferita ad un anno è

detta escursione termica annua.


6. I gas serra contribuiscono a regolare la temperatura sulla Terra

Se nell’atmosfera non ci fossero i gas serra, di cui il vapore

acqueo rappresenta il componente principale, la superficie

del nostro pianeta sarebbe troppo fredda per la vita.

L’insieme di questi gas è in grado di ostacolare

l’allontanamento dalla superficie terrestre di parte delle

radiazioni termiche a onda lunga emesse dal suolo riscaldato

dal Sole (radiazioni infrarosse) e di intrappolare il calore in

prossimità della superficie terrestre.


6. I gas serra contribuiscono a regolare la temperatura sulla Terra


7. L’aumento della concentrazione dei gas serra fa innalzare la temperatura dell’atmosfera

L’equilibrio tra i livelli di anidride carbonica, di vapore acqueo e

degli ossidi di azoto dipende da processi naturali di riciclaggio

di sostanze come il carbonio, l’azoto e l’acqua.

Tuttavia, negli ultimi due secoli l’immissione di anidride

carbonica è aumentata enormemente a causa dei processi di

combustione dovuti alle attività umane. Tra le conseguenze di

questo riscaldamento globale o global warming si prevedono

importanti cambiamenti climatici e la parziale fusione dei

ghiacci delle calotte polari.






8. La pressione dell’aria varia al variare dell’altitudine L’aria che costituisce l’atmosfera ha un

certo peso e, quindi, esercita sulla

superficie terrestre una pressione detta

pressione atmosferica.

Nel 1643 Evangelista Torricelli osservò

sperimentalmente che la pressione

dell’aria è equivalente a quella esercitata

da un colonnina di mercurio con sezione

di un centimetro quadrato e alta 760 mm.

Questo valore (760mHg) è chiamato

atmosfera (atm).


L’unità di misura della pressione è il pascal: 1 pascal (Pa)

corrisponde alla pressione esercitata dalla forza di 1 newton

(N) su una superficie di 1 m2.

Ogni punto della superficie

terrestre è sottoposto a una

pressione che dipende dal peso

della colonna d’aria

sovrastante; pertanto la

pressione atmosferica varia con

l’altitudine.

8. La pressione dell’aria varia al variare dell’altitudine


5. La pressione atmosferica dipende anche dalla temperatura dell’aria e dalla sua umidità

La densità dell’aria dipende

dalla temperatura. L’aria

calda, a parità di volume,

pesa meno dell’aria fredda

ed esercita una pressione

minore sulla superficie

terrestre.


5. La pressione atmosferica dipende anche dalla temperatura dell’aria e dalla sua umidità

Il grado di umidità dell’aria è

in stretta relazione con la

sua pressione. L’aria umida

è più leggera dell’aria secca

perché il vapore acqueo è

più leggero sia dell’azoto sia

dell’ossigeno.


10. Le carte del tempo si costruiscono in base ai valori delle pressioni atmosferiche La meteorologia è la scienza che studia i processi che hanno

luogo nell’atmosfera e le loro influenze sul clima. Per ottenere

un riscontro visivo si costruiscono le carte del tempo.

Unendo tutti i punti che

presentano la stessa

pressione atmosferica si

ottengono delle linee curve

chiuse, concentriche dette

isobare.


Una zona in cui le isobare hanno valori crescenti dal centro alla

periferia è chiamata area ciclonica e sulla carta è segnata con

la lettera B (bassa pressione).

Se invece le isobare hanno

valori più alti al centro che

alla periferia, l’area è detta

anticiclonica e si indica con

la lettera A (alta pressione).

10. Le carte del tempo si costruiscono in base ai valori delle pressioni atmosferiche


11. I movimenti delle masse d’aria sono dovuti a differenze di pressione atmosferica L’aria che sovrasta zone diverse si trova in condizioni di

pressioni differenti; tale situazione determina il movimento di

masse d’aria che chiamiamo vento.

Le differenze di

pressione responsabili

dei movimenti di masse

d’aria sono dette

gradienti barici o

gradienti di pressione.


12. Un gradiente barico può essere determinato da temperature differenti

La brezze marine sono dovute al gradiente barico, ossia alla

differenza di pressione che si determina tra la massa d’aria

che si trova sopra il mare e quella che si trova sopra la

terraferma.


13. La teoria delle celle convettive spiega i movimenti delle masse d’aria su scala mondiale

I movimenti di

masse d’aria che

salgono

raffreddandosi per

poi scendere altrove

compiono un ciclo,

che viene chiamato

cella convettiva.


14. I venti possono essere classificati in base alla loro direzione e alla loro intensità I venti possono essere classificati in base al loro comportamento

nel corso dell’anno:

• costanti: spirano sempre nella stessa

direzione e nello stesso verso sono

provocati da dislivelli di pressione

atmosferica generati dalla diversa

distribuzione dell’energia solare. Un

esempio è costituito dagli alisei.


• periodici: i monsoni sono venti periodici originati

dall’inversione stagionale delle zone di alta e bassa

pressione sull’oceano e sul continente.

14. I venti possono essere classificati in base alla loro direzione e alla loro intensità


• variabili: sono dovuti a movimenti di masse d’aria a scala

locale generati dalla diversa morfologia della superficie

terrestre, come per esempio le brezze di ghiacciaio.

Un’altra classificazione prende

in considerazione la loro

intensità. La velocità del vento

si misura con uno strumento

chiamato anemometro.

14. I venti possono essere classificati in base alla loro direzione e alla loro intensità


15. Il vento trasporta le particelle solide di diverse dimensioni

Quando in una zona arida soffia un vento forte, il prelievo e il

trasporto di particelle, dette nel loro complesso deflazione,

avvengono secondo tre diverse modalità:

• rotolamento;

• saltellamento;

• sospensione.


13. L’azione erosiva del vento è dovuta alle particelle di sabbia trasportate che poi si depositano Quando le particelle trasportate dal vento colpiscono rocce

compatte o materiali a grana grossolana, esercitano su di

essi una forte azione abrasiva chiamata corrasione eolica.


Le forme di deposito eolico sono caratterizzate da una

granulometria molto omogenea dei sedimenti; in base alle

dimensioni delle particelle si distinguono in:

• dune: sono formate dalle particelle più grossolane. Si

possono formare nei deserti sabbiosi (dune continentali) o

lungo le coste (dune costiere).

• löss: è formato dal materiale più sottile della sabbia e viene

trasportato dal vento in sospensione a grandi altezze e per

lunghe distanze; quando si deposita tende a

coprire aree molto vaste.

13. L’azione erosiva del vento è dovuta alle particelle di sabbia trasportate che poi si depositano


13. L’azione erosiva del vento è dovuta alle particelle di sabbia trasportate che poi si depositano

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