Modulo 1 di 12: Fondamenti di geografia fisica Corso di Ecologia a cura di Renato Casagrandi e Marino Gatto
La temperatura della superficie terrestre in assenza di atmosfera
Rad
iazi
one
dal s
ole
(ond
e co
rte)
Irraggiamento della terra (onde lunghe)
R
S = costante solare = 1368 W m-2σT4 (Stefan-Boltzmann)
σ = 5.67 10-8 W m-2 K-4
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Lo spettro solare
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Albedo terrestreAnnual Mean
JJA
DJF
• Media globale ~ 30%• Cresce con la latitudine• Dipende dalla stagione
zone scure > 40%zone chiare < 20%
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La composizione dell’ atmosfera?Costituente Formula
chimicaPeso molecolare
(12C = 12)Volume (%) in aria secca
Massa totale(g)
Atmosfera totale – – – 5.136×1021
Vapore acqueo H2O 18.01534 Variabile 0.017×1021
Aria secca – 28.9644 100.0 5.119×1021
Costituente Formulachimica
Peso molecolare(12C = 12)
Volume (%) in aria secca
Massa totale(g)
Azoto N2 28.0134 78.084 3.866×1021
Ossigeno O2 31.9988 20.948 1.185×1021
Argo Ar 39.948 0.934 6.59 ×1019
Anidride carbonica CO2 44.00995 0.0315 2.45 ×1018
Neon Ne 20.183 1.818×10-3 6.48 ×1016
Elio He 4.0026 5.24 ×10-4 3.71 ×1015
Metano CH4 16.04303 ~1.5 ×10-4 ~4.3 ×1015
Idrogeno H2 3.01594 ~5 ×10-5 ~1.8 ×1014
Ossido nitroso N2O 44.0128 ~3 ×10-5 ~2.3 ×1015
Monossido di carbonio CO 28.0106 ~1.2 ×10-5 ~5.9 ×1014
Ammoniaca NH3 17.0306 ~1 ×10-6 ~3 ×1013
Biossido di azoto NO2 46.0055 ~1 ×10-7 ~8.1 ×1012
Anidride solforosa SO2 64.063 ~2 ×10-8 ~2.3 ×1012
Acido solfidrico H2S 34.080 ~2 ×10-8 ~12 ×1012
Ozono O3 47.9982 variabile ~3.3 ×1015
E cosa contiene l’aria secca?
Azoto 78%
Ossigeno 21%
Argo 0,9%
Anidride carbonica0,03%Attenzione: 0,0376% nel 2004Ri-attenzione: 0,0387% nel 2009
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Bilanci energetici in atmosfera
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hh+dh
p(h)A
p(h+dh)A
A
gρAdh
Livello del mare
Quota
Variazione della pressione con la quotanella colonna isoterma
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Pressure (atm)
Pressione atmosferica vs. quota
Log10p = -0.06 h
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Profilo di temperatura
Come mai un cosìstrano andamento?
Troposfera (90% della massa)
Stratosfera (9.5%, ma O3)
Mesosfera (1%)
Termosfera
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La circolazione dell’atmosfera e degli oceani
L’aria non è ferma: moti turbolenti (troposfera) e laminari (stratosfera)
Due grandi tipi di circolazione: meridionale (cambio di latitudine) e a getto (alla stessa latitudine)
Circolazione in assenza di rotazione (solo meridionale)
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La forza di Coriolis
• E’ una forza apparente (sistema di riferimento non inerziale)
• E’ più intensa andando verso i poli
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La forza di Coriolis
“Ogni movimento nell’emisfero nord è deviato verso destra...”Perché? (si veda http://www.windpower.org/en/tour/wres/coriolis.htm)
Un cono rosso si muove verso sud dal polo nord. Visto dallo
spazio, ci appare così
Bloccando la telecamera alla terra, lo vediamo flettere
a destra (vedi anche la vista dal polo)
Riguardiamolo da un sistema di riferimento solidale con le stelle
fisse, dall’alto
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Effetti della forza di Coriolissulla circolazione in atmosfera
noi siamo qui
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Le correnti a getto
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Correnti oceaniche e circolazione termoalina
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Correnti oceaniche e circolazione termoalina