La temperatura della superficie terrestre in assenza di...

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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 Radiazione dal sole (onde corte) Irraggiamento della terra (onde lunghe) R S = costante solare = 1368 W m -2 σT 4 (Stefan-Boltzmann) σ = 5.67 10 -8 W m -2 K -4

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La temperatura della superficie terrestre in assenza di atmosfera

Rad

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(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