LIMET - Associazione Ligure di Meteorologia 1. Storia della Terra e

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Lezione 2 - Agenda
1.
1. Storia
Storiadella
dellaTerra
Terraeedella
dellaMeteorologia
Meteorologia
2.
2. Atmosfera,
Atmosfera, Terra
TerraeeSpazio
Spazio
3.
3. Parametri
ParametriFisici
Fisici
4.
4. La
LaCircolazione
CircolazioneAtmosferica
Atmosferica
Slide 1
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1.1.Storia
Storiadella
dellaterra
terraeedella
dellaMeteorologia
Meteorologia
Molto piu’ freddo di ora
Clima Caldo
Clima molto piu’ Caldo
Clima molto piu’ freddo
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1.1.Storia
Storiadella
dellaterra
terraeedella
dellaMeteorologia
Meteorologia
Precambiano
• Prime forme di vita unicellulare, poi multi cellulari.Alghe in mare. Si
forma la Pangea o Rodinia.
• L’atmosfera contiene poco ossigeno.Con la comparsa dei
cianobatteri si ha la prima fotosintesi.
Paleozoico
• La Terra, era diventata una vera e propria palla di neve o snowball.
• Molto basalto in superfice che erodendosi assorbiva Co2.
• Fuoriuscite di magna “scaldarono” il pianeta fermando la
glaciazione. Si divide la Pangea
• Inoltre il basalto , ricoperto di ghiaccio, non assorbiva piu’ Co2.
• Termina con la prima estinzione di massa nel triassico.
Probabilmente l’effetto di un meteorite che colpisce la terra vicino
all’attuale Australia.
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1.1.Storia
Storiadella
dellaterra
terraeedella
dellaMeteorologia
Meteorologia
Mesozoico
• Mesozoico o era mesozoica o era secondaria parola di origine
greca che significa (età della) "vita intermedia" e indica la fase
della storia della terra dominata dai grandi rettili, prima dell'imporsi
dei mammiferi e degli uccelli.
• Si ritiene che durante il Mesozoico il clima fosse più caldo di quello
attuale e soggetto a forti monsoni, denominati megamonsoni per
l'imponente estensione areale dei loro effetti.
• Traccie di foreste tropicali risalenti al Cretaceo sono state
rinvenute in Siberia e Canada.
• Composto da Triassico, Giurassico, Cretaceo.
• La fine del Cretaceo vide la quasi totale estinzione di molti degli
animali che avevano raggiunto larga diffusione nell'era mesozoica.
• Probabile un altro meteorite forse nell’attuale Golfo del Messico.
• Il periodo termina 66 milioni di anni fa.
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1.1.Storia
Storiadella
dellaterra
terraeedella
dellaMeteorologia
Meteorologia
Cenozoico
•
•
•
•
•
•
•
Inizia 65 Milioni di anni fa e termina
2 milioni di anni fa.
Continua la deriva dei continenti
fino quasi alla attuale posizione.
La glaciazione del Polo Sud
provoca periodi di forte
abbassamento dei livelli del mare.
Durante il MIOCENE la chiusura
dello stretto di Gibilterra provoca il
prosciugamento del mediterraneo.
Nel Miocene (circa 14 milioni di
anni fa) ci fu probabilmente un
brusco calo delle temperature.
Si formano le prime correnti
marine.
Già a partire dai 2.4 milioni di anni
(ossia in pieno Pliocene superiore)
si verifica la prima grande avanzata
glaciale sui continenti.
Neozoico
•
•
•
•
•
•
Inizia 2 Milioni di anni fa fino ad oggi.
Continua la deriva dei continenti fino alla
attuale posizione.
Il Neozoico o Quaternario è caratterizzato
da ampie glaciazioni, seguite da periodi
interglaciali a clima più mite.
In Europa sono state individuate cinque
fasi glaciali denominate, dalla più antica,
Donau, Gunz, Mindel, Riss e Wurm. Le
fasi interglaciali sono denominate RissWurm, Mindel-Riss, ecc.
Nell'ultima glaciazione, i ghiacciai
raggiunsero un'estensione massima,
intorno ai 20.000 anni fa, di 40 milioni di
km2, contro i 15 milioni del periodo
attuale.
Nel nostro emisfero i ghiacciai si spinsero
fino alla latitudine 52°N in Europa (cioè
fino a tutto il Nord Italia)
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1.1.Storia
Storiadella
dellaterra
terraeedella
dellaMeteorologia
Meteorologia
Periodo Attuale
• Tra il 10000 e il 4000 a.C. il clima diviene sempre piu’ mite, con
temperature di 2-3 gradi superiori alle attuali.
• Tale periodo viene ricordato come optimum climatico.
• Intorno al 4000 a.C. prende avvio una fase di lento raffreddamento
che si interrompe solo nel 1850-1870 d.C. , dove la terra riprende a
riscaldarsi.
• Il massimo riscaldamento si ha nei giorni nostri, in parte per cause
naturali ma in parte anche per mano dell’uomo ( effetto serra ).
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1.1.Storia
Storiadella
dellaterra
terraeedella
dellaMeteorologia
Meteorologia
• 1500 circa LEONARDO DA VINCI (1452-1519) costruisce un
•
•
•
•
•
•
anemoscopio e un indicatore meccanico dell’umidità.
1597 GALILEO GALILEI (1564-1642) inventa un indicatore della
temperatura che, più tardi, con l’aggiunta di una scala arbitraria
sarebbe diventato il termometro.
1643 EVANGELISTA TORRICELLI (1608-1647) inventa il
primo barometro a mercurio. Egli dimostra che il peso dell’aria
sopra la superficie terrestre (ossia la pressione atmosferica)
equivale ad una colonna di mercurio alta 76 centimetri.
1650 igrometro di FERDINANDO II DEI MEDICI (1610-1670).
1710 scala termometrica di DANIEL GABRIEL FAHRENHEIT
(1686-1736).
1735 GEORGE HADLEY (1685-1768) fornisce uno schema
della circolazione dei venti.
1736 scala termometrica di ANDERS CELSIUS (1701-1744).
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1.1.Storia
Storiadella
dellaterra
terraeedella
dellaMeteorologia
Meteorologia
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•
•
1752 BENJAMIN FRANKLIN (1706-1790) inventa il parafulmine.
1790 anemometro di BENJAMIN FRANKLIN (1706-1790).
1803 classificazione delle nubi di LUKE HOWARD (1772-1864).
1806 scala anemometrica di FRANCIS BEAUFORT (17741857).
• 1831 WILLIAM C. REDFIELD (1789-1857) pubblica la teoria
secondo la quale i venti di tempesta vorticano in senso antiorario
intorno a un centro che si muove nella normale direzione dei venti
predominanti. Successivamente venne dimostrato che questo
risulta vero soltanto nell’emisfero boreale.
• 1854 JEAN JOSEPH URBAIN LE VERRIER (1811-1877),
considerato il padre della meteorologia moderna, chiamato dal
ministro francese della Guerra a determinare le cause del
fenomeno (una violenta tempesta) che il 14 novembre ha portato
alla distruzione di una intera flotta durante la guerra di Crimea,
dimostra il carattere migratorio dei fenomeni climatici.
• 1855 viene organizzato il primo servizio meteorologico francese.
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1.1.Storia
Storiadella
dellaterra
terraeedella
dellaMeteo
Meteo
• 1860 CHRISTOPH HENDRIK DIEDERIK BUYS-BALLOT (1817-
•
•
•
•
•
•
1890) è tra i primi ad organizzare una rete telegrafica di stazioni
meteorologiche tale da permettere osservazioni sinottiche (dal greco
sin= insieme e opsis= visione) su aree estese.
1872 FRANCESCO MARIA DENZA (1834-1895) fonda una società
che nel 1880 diventa la Società Meteorologica Italiana.
1878 Nasce l’Organizzazione Meteorologica Internazionale OMI.
1925 Dal precedente Ufficio Presagi, nasce il Servizio Meteorologico
dell’Aeronautica.
1947 a Washington (USA) nasce l’attuale Organizzazione
Meteorologica Mondiale OMM (WMO= World Meteorological
Organization) derivata dall’OMI (1878).
1960 Viene lanciato dagli USA il satellite meteorologico il TIROS I
(Television and InfraRed Observation Satellite).
1977 il 23 novembre viene messo in orbita dall’ESA il satellite
geostazionario meteorologico Meteosat-1.
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2.2.Atmosfera,
Atmosfera,Terra
TerraeeSpazio
Spazio
•
•
•
•
L’atmosfera e’ l’involucro gassoso che avvolge
la terra fino ad un’altezza di 700-1000 Km
Composta di Azoto e Ossigeno ( oltre il 98% )
Il restante 2% e principalmente Argon e
Vapore Acqueo in quantità variabili.
La meteorologia ha ambito più ristretto
essendo interessata solo ai fenomeni tipici del
tempo ( le meteore ) come nubi , precipitazioni
etc. i quali sono di solito confinati nei primi 1020 km di altezza.
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2.2.Atmosfera,
Atmosfera,Terra
TerraeeSpazio
Spazio
L’importanza dell’Atmosfera
•
•
•
Meno meteoriti sulla Terra. Grazie all’azione
frenante dell’attrito. Arrivano solo quelli superiori ai 10
metri di diametro.
Meno Radiazioni nocive. I Raggi ultravioletti ( UV ) di
tipo B e C vengono filtrati dallo strato di Ozono.
Passano solo quelli di tipo A ( meno dannosi )
chiamati appunti UV-A.
Permette di tenere bassa l’escursione termica.
Massima escursione sulla terra e stata di 135 Gradi. (
+50 deserto e -85 Polo Sud ) contro i 300 Gradi della
luna e i quasi 400 di Venere.
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2.2.Atmosfera,
Atmosfera,Terra
TerraeeSpazio
Spazio
T sale con la quota
6,5°/1000mt
Al suolo inversione termica
T diminuisce con quota
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2.2.Atmosfera,
Atmosfera,Terra
TerraeeSpazio
Spazio
Forte assorbimento UV dall’Ozono
Buco nell’ozono in stratopausa
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2.2.Atmosfera,
Atmosfera,Terra
TerraeeSpazio
Spazio
Lo strato di Ozono ( O2 + 0 = O3 )
• Rad. UV + O2 + O°-> O3
• O3 + O°-> 2 O2
• Queste due
trasformazioni sono in
equilibrio.
• Il cloro dei CFC altera
questa catena.
• Bisogna comunque
tenere presente che il
cloro contenuto nei CFC è
altamente stabile, si stima
infatti che una molecola
di cloro possa
trasformare in ossigeno
40 000 molecole di ozono.
ozono
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2.2.Atmosfera,
Atmosfera,Terra
TerraeeSpazio
Spazio
Il buco nell’Ozono
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3.3.Parametri
ParametriFisici
Fisici
La Temperatura dell’Aria.
• L'aria, non viene riscaldata dall'alto direttamente dai raggi solari,
ma subisce un processo di riscaldamento dal basso .
• E’ quindi importante anche la quantità di calore ricevuta dal
suolo che varia a seconda dell’inclinazione dei raggi solari.
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3.3.Parametri
ParametriFisici
Fisici
La Temperatura dell’Aria.
In ogni punto del pianeta la quantita’ di energia ricevuta dipernde da due variabili
– L’angolo di incidenza dei raggi del sole
– La durata dell’esposizione ai raggi solari
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3.3.Parametri
ParametriFisici
Fisici
Quanto il sole scalda il terreno.
•
Radiazione diffusa Detta anche indiretta, rappresenta quella quota che ha colpito
almeno una particella cambiando angolo di incidenza e che arriva comunque al
suolo. Aumenta relativamente alla totale in cieli nuvolosi.
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3.3.Parametri
ParametriFisici
Fisici
•
La radiazione diretta, preponderante rispetto alla diffusa in condizioni di cielo
sereno, tende a ridursi all’aumentare dell’umidità e della nuvolosità presente
nell’aria, fino ad annullarsi in condizioni di cielo completamente coperto.
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3.3.Parametri
ParametriFisici
Fisici
La Pressione Atmosferica
• La pressione atmosferica misura il peso totale esercitato su una
superficia unitaria orizzontale della colonna d’aria sovrastante.
• La pressione atmosferica gioca un ruolo fondamentale nel tempo in
generale dato che tutti i fenomeni meteorologici sono originati dalle
sue variazioni spaziali ( orizzontali o verticali ) o temporali.
• La pressione atmosferica al livello del mare ha un tipico andamento
periodico diurno, molto evidente in condizioni non perturbate. Causa di
cio’ e il sole e le maree gravitazionali. I massimi alle 10:00 e alle
22:00. I minimi alle 4:00 e alle 14:00
• 1 atm = 760 mmHg = 1013,25 hPa = 1033 g/m2
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3.3.Parametri
ParametriFisici
Fisici
Il Vapore Acqueo nell’Atmosfera.
•
•
•
•
•
Il corpo umano e per il 70% del suo peso composto d’acqua.
Si stima che sulla terra vi siano 1,5 miliardi di Km cubi d’acqua.
La maggior parte dell’acqua presente in atmosfera e’ in forma di vapore.
Caratteristica fondamentale del vapore d'acqua è la capacità di trasporto
di calore
Il vapore acqueo è ritenuto il gas serra a più alta concentrazione e che
contribuisce maggiormente all‘effetto serra (entrambi i valori sono
stimati attorno al 70%). Tra i gas serra, il vapore acqueo ha comunque la
minor "pericolosità specifica" (a pari massa, il vapore acqueo ha meno
effetto degli altri gas serra).
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4.
4. La
LaCircolazione
CircolazioneAtmosferica
Atmosferica
La Circolazione Generale dell’Atmosfera
• Circolazione ipotetica, che si
instaurerebbe nel caso che la
Terra non ruotasse.
• Si assume quindi una Forza di
Coriolis uguale a 0.
• Questo modello ipotetico fu’
introdotto da Hadley nel 1735.
• Fu’ inizialmente chiamato Cella
di Hadley e permetterebbe di
spiegare gli scambi di calore tra
equatore e poli.
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4.
4. La
LaCircolazione
CircolazioneAtmosferica
Atmosferica
La Circolazione Generale dell’Atmosfera
Polar easterlies (E(E-W)
Westerlies (W(W-E)
Alisei (E(E-W)
Circolazione generale dell'atmosfera a tre cellule: di Hadley (H), di Ferrel (F) e Polare (P). Sono
segnalate le posizioni del getto subtropicale (GTS) e di quello polare (GP), della tropopausa
tropicale (TT), intermedia (TI) e polare (TP), degli anticicloni subtropicali (As) e di quelli termici
polari (At), delle alte e basse mobile delle medie latitudini (Am e Bm), degli alisei (AL) e della
zona di convergenza intertropicale (ZCIT) ,
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4. La
LaCircolazione
CircolazioneAtmosferica
Atmosferica
La Circolazione Generale dell’Atmosfera
• In prossimita’ dell’equatore vi e’ una
zona nella quale gli Alisei da NW
dell’emisfero nord tendono a
convergere con quelli da SE
dell’emisfero Sud.
• Si chiama ICTZ ( Inter-Tropical
Convergence Zone )
• Tale zona varia tra estate ed inverno.
• Provoca i moti orizzontali che
alimentano le due Celle di Hadley.
• A Nord il moto discendente genera
l’Anticiclone tropicale.
• In estate si alza di latitudine,
innalzando quindi sia la Cella di
Hadley che l’Anticiclone Tropicale.
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4.
4. La
LaCircolazione
CircolazioneAtmosferica
Atmosferica
Il vento e gli spostamenti delle masse d'aria
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4.
4. La
LaCircolazione
CircolazioneAtmosferica
Atmosferica
Stau e sottovento
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4.
4. La
LaCircolazione
CircolazioneAtmosferica
Atmosferica
Il Movimento delle masse d'aria
•Intorno ai centri di alta pressione (anticicloni) -> moto orario
•Intorno ai centri di bassa pressione (cicloni) -> moto antiorario
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4.
4. La
LaCircolazione
CircolazioneAtmosferica
Atmosferica
I Cicloni Tropicali
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4.
4. La
LaCircolazione
CircolazioneAtmosferica
Atmosferica
Sistema Frontale
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4.
4. La
LaCircolazione
CircolazioneAtmosferica
Atmosferica
Sistema Frontale
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4.
4. La
LaCircolazione
CircolazioneAtmosferica
Atmosferica
Fronte e Nubi Associate
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4.
4. La
LaCircolazione
CircolazioneAtmosferica
Atmosferica
Fronte Caldo e Nubi Associate
1 –Cs - Cirrostrati
1
2
3
2 –As - AltoStrati
3 –Ns -NemboStrati
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4. La
LaCircolazione
CircolazioneAtmosferica
Atmosferica
Fronte Freddo e Nubi Associate
4 –Cb – Cumulo Nembi
5
5 –Cu - Cumuli
6
4
6 –Cu - Cumuli

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