L'Atmosfera

L'Atmosfera

La pressione atmosferica

La condensazione

Le precipitazioni

Isoterme

Isobare

Effetto coriolis

Formazione dei cicloni

I moti verticali dell'aria

La circolazione dell'aria

Le zone umide

La pressione atmosferica

L'atmosfera è composta da tutti i gas presenti nell'aria, trattenuti attorno alla terra dalla forza di gravità.

La pressione atmosferica al livello del mare rappresenta una pressione tale da spingere ad un'altezza di 760mm una colonnina di mercurio racchiusa in un tubo di vetro.

La pressione atmosferica è il rapporto tra il peso dell'aria e la superficie su cui agisce, quindi, la forza con cui le molecole colpiscono la superficie.

Maggiore è l'energia cinetica, maggiore è la pressione.

L'evaporazione è la quantità netta di molecole che passano dallo stato liquido a quello gassoso.

Quando si ha una situazione di equilibrio tra le molecole che passano allo stato gassoso a quello liquido e viceversa, si ha la saturazione (l'aria è satura di vapore acqueo). La temperatura a cui viene raggiunta la saturazione è chiamata punto di rugiada.

Se la temperatura si abbassa sino al punto di congelamento prima che abbia inizio la saturazione, il vapore acqueo si trasforma in ghiaccio.

L'umidità relativa (misura dell'umidità dell'aria) è il rapporto tra l'umidità realmente contenuta nell'aria e la quantità massima che l'aria potrebbe raggiungere alla stessa temperatura.

La condensazione

L'aumento di temperatura dell'acqua accresce l'energia delle sue molecole e permette all'acqua di evaporare; quando invece il vapore acqueo si raffredda, le molecole si condensano ad una velocità superiore a quella di evaporazione.

La condensazione ha luogo nell'atmosfera quando l'umidità relativa raggiunge il 100%.

Perché avvenga la condensazione, ci devono essere nell'atmosfera dei nuclei di condensazione (particelle di polvere, cristalli di sale)

Le precipitazioni

Le particelle di pioggia gelata si formano quando gocce di pioggia, derivate da fiocchi dei neve parzialmente fusi, cadono attraverso uno strato di aria fredda e si solidificano.

La grandine cade dalle nubi temporalesche, o cumulonembi.

La pioggia potrebbe formarsi quando nelle nubi il vapore d'acqua si cristallizza sulle particelle di ghiaccio.

Se non sono presenti particelle di ghiaccio, le piogge si formano grazie all'unione di moltissime piccole gocce.

Isoterme

Linee che uniscono tutti i punti a cui abbiamo una uguale temperatura.

Le isoterme vere sono quelle realizzate con le temperature rilevate nelle stazioni meteorologiche.

Le isoterme ridotte sono quelle in cui la temperatura è ridotta al livello del mare. Infatti con l'altitudine le temperature variano e vengono perciò modificate tenendo conto che la temperatura diminuisce di 0,6° ogni 100m.

Isobare

Linee che uniscono tutti i punti in cui si ha una uguale pressione atmosferica.

Le linee di flusso indicano la direzione percorsa dai venti.

I simboli per i fronti freddi indicano le aree in cui l'aria fredda sostituisce quella calda.

I simboli per i fronti caldi indicano le aree in cui l'aria calda scorre sopra a quella più fredda.

Effetto coriolis

I venti soffiano da una area di alta pressione a una di bassa pressione, ma a causa della rotazione della terra verso est, la direzione dei venti è deviata verso ovest.

I venti sono spostamenti quasi orizzontali di masse d'aria.

In un area di bassa pressione (aria calda) l'aria converge verso il centro e tende a salire (i valori delle isobare decrescono)CICLONE.

In un area di alta pressione (aria fredda) l'aria defluisce in senso orario dal centro verso l'esterno (i valori delle isobare aumentano al centro)ANTICICLONE.

Formazione dei cicloni

La superficie di contatto tra masse d'aria di alta pressione e masse di bassa è detta fronte.

La massa più densa tende a incunearsi sotto quella meno densa sollevandola e, l'interfaccia diviene prima inclinata e poi orizzontale, raggiungendo una situazione stabile

Il fronte freddo si muove più rapidamente di quello caldo e la zona d'aria calda si restringe via via, l'aria calda viene spinta verso l'alto e si forma un ciclone. I venti si muovono a spirale attorno al vertice formato dai due fronti dove la pressione è minima e si hanno precipitazioni lungo i due fronti.

Quando il fronte freddo raggiunge il fronte caldo tutta l'aria calda si è staccata dal suolo e sia ha una situazione di stabilità.

L'aria calda spinta a salire dall'aria fredda forma annuvolamenti che portano a precipitazioni sul fronte freddo.

I moti verticali dell'aria

Una massa d'aria che sale nell'atmosfera si raffredda senza scambiare calore con l'aria circostante; l'energia che possiede si trasforma in lavoro meccanico e quindi la massa può salire ed espandersi.

La possibilità per una massa d'aria di salire o scendere dipende dal rapporto tra il suo gradiente di temperatura e il gradiente di temperatura dell'atmosfera.

I tornado si formano da cumulonembi. Sono vortici di violenta convezione, la cui corrente è diretta verso l'alto, dovuti a una differenza di pressione da 50 a 100 millibar tra l'esterno e l'interno del vortice.

L'aria umida, convergendo rapidissimamente verso il centro sale e diviene satura per raffreddamento adiabatico, formando la nube a forma di imbuto.

La circolazione dell'aria

L'aria calda dell'equatore sale e si muove verso i poli dove poi ridiscende. L'arai che risale all'equatore viene sostituita da aria più densa proveniente dalle regioni più a nord.

Si hanno venti occidentali variabili alle medie latitudini a causa della rotazione terrestre; quando l'aria si raffredda e ridiscende, mantiene la stessa direzione ma viene rallentata dall'attrito.

La circolazione dell'aria nell'atmosfera è data dalle cellule di Hadley (si suppone che ce ne siano tre in ogni emisfero). Man mano che l'aria risale si sposta verso i poli.

Insolazione e temperatura

Il clima è la storia del tempo atmosferico in un determinato arco di tempo.

L'insolazione è la quantità di energia che la terra riceve dal solo. Di un 100% di energia, il 35% è riflessa dalle nubi, il 19% è assorbita dai gas dell'atmosfera, il 46% è assorbito dalla terra e viene riflesso nell'atmosfera una volta trasformata in calore.

L'aria più vicina alla superficie terrestre è perciò più calda di quella in alto.

A causa dell'anidride carbonica presente nell'atmosfera si ha l'effetto serra.

Le zone umide

La quantità di vapore acqueo nell'aria dipende dalla sua temperatura.

Gli alisei derivano da una corrente d'aria in moto discendente nelle zone di alta pressione subtropicali.

Al centro di aree molto asciutte (nei tropici) si formano i deserti.

All'equatore le precipitazioni superano l'evaporazione; gli alisei trasportano aria umida nella zona di convergenza intertropicale dove l'aria riscaldata sale e si condensa.