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L'ARIA
· nacque miliardi di anni fa e viene modificata a seconda del luogo in cui si trova (inquinamento dell'aria) · è nata sul pianeta terra · in ogni luogo del pianeta è necessario che ci sia dell'aria affichè ci sia la vita · si trova in ogni spazio che sembra vuoto · si ttrova allo stato gassoso (i gas sono elementi che non hanno un loro definito volume → occupa tutto lo spazio disponibile; non hanno legami tra molecole) · caraterisitche: elastica (si può espandere e comprimere senza cambiare la sua struttura), espandibile, pesante e forte, sensibile al calore, isolante. Cambia composizione a seconda delle situazioni e dei luoghi (nel deserto è priva di vapore acqueo al suo interno, in alta montagna la quantità di ossigeno diminuisce). è invisibile ma costantemente presente · è un miscuglio di diversi gas mescolati fra loro → La composizione dell'aria è: -78% di azoto molecolare (N2) -21% di ossigeno molecolare (O2) -0.03% di anidride carbonica (CO2) -0.97% costituito da altri gas, definiti gas nobili, come elio, argon. L'azoto molecolare (si scrive N2 perché è una molecola composta da due atomi di azoto) è incolore, inodore, insapore e inerte (non reagisce con niente) e costituisce il 78% dell'atmosfera terrestre. E’ il gas maggiormente rappresentato. L’ossigeno molecolare (O2, questa molecola è composta da due atomi uguali) è l’elemento che permette la vita sulla terra agli animali. Le piante con la fotosintesi clorofilliana producono ossigeno, gli animali e le piante stesse ne hanno bisogno per respirare (respirazione cellulare) e produrre energia. L’anidride carbonica (CO2, ossia formata da un atomo di carbonio e due di ossigeno) è prodotta con la respirazione (processo di combustione). Piante, animali e attività dell’uomo producono CO2 che, a concentrazioni superiori allo 0.03%, diventa tossica perchè l'emoglobina che trasporta l'ossigeno dai polmoni a tutto il nostro
corpo lega anche l'anidride carbonica: se c'è troppa anidride carbonica essa impedisce all'ossigeno di legarsi con l'emoglobina e di conseguenza ci impedisce di respirare in maniera corretta. Le piante utilizzano l'anidride carbonica per fare la fotosintesi clorofilliana.
L’Atmosfera
→ aria presente nel pianeta L’atmosfera è il sottile involucro gassoso che avvolge il nostro pianeta. → circonda e protegge la Terra: · Svolge una funzione protettiva nei confronti degli esseri viventi poiché fa da schermo, tramite uno strato di ozono, alle radiazioni ultraviolette che provengono dal Sole. · Difende la Terra e quindi i viventi dalla “pioggia quotidiana di corpi solidi” (meteoriti) provenienti dallo spazio che, per attrito con i gas atmosferici, si disintegrano prima di raggiungere il suolo. · Mantiene la temperatura media dell’aria in prossimità del suolo a +15°C. → Se non ci fosse l’atmosfera, sulla Terra si passerebbe da temperature bassissime di notte a temperature altissime di giorno. · Permette la propagazione di suoni e rumori. Dove non c’è aria, non c’è rumore, perché le onde sonore non possono propagarsi nel vuoto.
L’Atmosfera: l’aria e i suoi movimenti
· Le proprietà fisiche degli strati dell’atmosfera · La temperatura dell’aria e l’effetto serra · La pressione, le carte del tempo e i venti
Le proprietà fisiche dell'atmosfera
Il termine atmosfera rappresenta l'insieme dei gas che circondano un corpo celeste, le cui molecole sono trattenute dalla forza di gravità del corpo stesso.
TERMOSFERA o IONOSFERA · Strato compreso tra circa 80 e 640 chilometri di altezza · La temperatura di questo strato tende a salire rispetto agli strati sottostanti → L’aria è colpita da raggi UV e X provenienti dal sole e le molecole vengono ionizzate. · Permette le trasmissioni radio: alcuni tipi di onde vengono sparate verso questo strato, estremamente ionizzato, che le riflette e le rimanda su ricevitori molto lontani. · Al di sopra dei 500 km le particelle cariche elettricamente sono piuttosto stabili e risentono del campo magnetico terrestre. Qui inizia la magnetosfera in cui hanno luogo le aurore polari. ESOSFERA · è la parte esterna, non ha uno spessore definito e sfuma nello spazio interplanetario. · La temperatura è circa 700°C.
La temperatura dell'aria e l'effetto serra
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 perchè, durante il ciclo dell'acqua, l'acqua
evapora grazie alla presenza del sole a livello del mare mentre man mano che sale l'acqua evaporata va a condensarsi e a formare le nuvole. La diminuzione di temperatura in rapporto all’altitudine è detto gradiente (variazione graduale) termico verticale
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. Il nostro pianeta è attraversato da un'asse che va dal polo nord al polo sud ed è inclinato di circa 23 gradi ciò fa sì che i raggi del sole non arrivano paralleli ma inclinati perciò la quantità di energia che arriva ai poli (ellisse) arriva in maniera diversa rispetto a quella che arriva in prossimità dell'Equatore perciò ai poli fa più freddo. Un altro fattore che influenza la temperatura dell’aria è la distribuzione delle terre emerse e delle masse d’acqua dolce e marina → l'acqua d'estate assorbe il calore del sole ma ci mette molto a scaldarsi e d'inverno ci mette molto a cedere il calore assorbito ma in maniera graduale lo cede: vicino al mare la temperatura è più calda
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 → man mano che il sole cala fa più freddo. 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.
I gas serra contribuiscono a regolare la temperatura sulla
terra
(Si chiamano gas serra perchè hanno lo stesso effetto che ha il vetro di una serra se lo si va a predisporre) 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.
lascia per qualche istante un vuoto sotto di se, essendoci un abbassamento della pressione dell'aria c'è un richiamo dell'aria circostante. → In questo modo si forma il vento. Poiché l'atmosfera terrestre non viene riscaldata uniformemente in tutti i suoi punti (a causa della sua forma sferica e per i moti di rotazione e rivoluzione della Terra), sia al suolo che in alta quota avvengono continui spostamenti di masse d'aria. Questi spostamenti:
- riferiti al suolo o a basse quote si definiscono "venti“
- riferiti ad alte quote si chiamano "correnti" (movimento di massa d'aria ad alta quota) → si fredda man mano poichè man mano che si va in alto la temperatura dimuisce quindi l'aria calda sale verso l'alto, la corrente si fredda. Nel freddarsi va a finire verso il basso (l'aria fredda va verso il basso) si riforma una massa d'aria fredda → vi è continuamente un ricircolo dell'aria
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.
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. → La brezze marine (di giorno vento da mare a terra e di notte mentre di notte c'è da terra a mare) 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. I venti possono essere classificati in base alla loro direzione e alla loro intensità.
L‘azione del vento
- Il vento trasporta le particelle solide di diverse dimensioni
- L’azione erosiva del vento è dovuta alle particelle di sabbia trasportate che poi si depositano
NEFOSCOPIO
Il nefoscopio è uno strumento che serve a determinare la direzione dei venti in altitudine osservando attraverso uno specchio la direzione nella quale si muovono le nuvole.
COLORE CIELO
L'atmosfera terrestre non ha un confine esterno ben definito: la densità sfuma lentamente verso lo spazio interplanetario con il colore che passa progressivamente dall'azzurro al blu fino al nero intenso del quasi vuoto interplanetario. Senza aria per disperdere la luce solare e creare un cielo azzurro, lo spazio appare come una coperta scura cosparsa di stelle. Perchè il cielo è azzurro se in realtà è nero? Esso ci appare azzurro solo perché la Terra è circondata da un involucro atmosferico: gli strati d’aria filtrano la luce del Sole lasciandone passare solo la parte azzurra, che colpisce così il nostro occhio. Se salissimo sempre più in alto vedremmo il colore del cielo diventare gradualmente di un blu sempre più scuro, fino al nero assoluto dello spazio interplanetario. → Sulla Luna, che non ha un’atmosfera, il cielo è nero anche di giorno.
