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Jay Phelan, Maria Cristina Pignocchino
Le scienze naturali
Osservare la Terra e la materia
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L’atmosfera
e il clima
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Lezione 1
Le caratteristiche
dell’atmosfera
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1. L’atmosfera è un involucro sottile
e attivo
L’atmosfera è un sistema
dinamico che filtra le radiazioni
solari nocive, distribuisce il calore
solare e interagisce con la litosfera,
la biosfera e l’idrosfera.
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2. La struttura dell’atmosfera /1
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2. La struttura dell’atmosfera /2
L’atmosfera è suddivisa in strati che hanno un diverso
andamento della temperatura e densità decrescente salendo
di quota:
•troposfera
•stratosfera
•mesosfera
•termosfera
•esosfera
La troposfera, a contatto con il suolo, manifesta fenomeni
meteorologici e interagisce con la superficie e i viventi.
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3. L’atmosfera e il bilancio termico
della Terra
Solo il 49% della
radiazione solare
viene assorbita dalla
Terra.
La restante parte viene assorbita o riflessa dall’atmosfera che
viene riscaldata principalmente dalle onde lunghe riemesse
dal pianeta.
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4. L’effetto serra è «buono» oppure no?
CO2 e vapore acqueo sono i principali responsabili di un
effetto serra naturale che riscalda la superficie terrestre,
sensibilmente aumentato a causa dell’inquinamento.
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5. L’ozonosfera protegge la vita
Nella stratosfera c’è un sottile
strato di ozono che si forma
dall’ossigeno per azione dei raggi
UV che così non raggiungono la
superficie terrestre.
Lo strato di ozono protegge la vita
sulla terraferma e si può ridurre
per effetto di sostanze prodotte
dall’uomo, come i CFC
(clorofluorocarburi).
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Lezione 2
Il tempo
meteorologico
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6. Le variabili del tempo
Il tempo meteorologico
è la situazione momentanea
dell’atmosfera in un dato
luogo, sia per quanto riguarda
i valori di temperatura,
pressione e umidità, sia per i
fenomeni meteorologici cioè
nuvolosità, precipitazioni e
venti.
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7. La temperatura
La temperatura dell’aria
dipende sia da fattori
astronomici giornalieri e
stagionali, cioè altezza
del Sole e durata del dì,
sia dalla natura
geografica del territorio,
sia dalla presenza di
copertura vegetale e di
costruzioni umane.
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8. La temperatura media e le zone
termiche
Zona polare boreale
Zona temperata boreale
Zona equatoriale torrida
Zona temperata australe
Zona polare australe
Sulla base delle temperature medie mensili e annuali sono
identificate cinque zone termiche caratterizzate da situazioni
termiche annue differenti.
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9. L’umidità e le precipitazioni
Il vapore acqueo
proviene soprattutto
dall’evaporazione degli
oceani, dal suolo e
dalla traspirazione
delle piante.
Se la sua concentrazione nell’aria supera il limite di
saturazione, si formano le nubi in quota, la nebbia a bassa
quota e avvengono le precipitazioni.
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10. La pressione atmosferica mette
in moto l’aria /1
La pressione atmosferica è il rapporto tra il peso dell’aria e
la superficie su cui agisce. Essa dipende da:
altitudine
temperatura
umidità
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10. La pressione atmosferica mette
in moto l’aria /2
La pressione dell’aria
calda e umida è
minore di quella
dell’aria fredda e
secca. Le aree di alta
pressione sono
chiamate anticicloni
e quelle di bassa
pressione sono dette
cicloni.
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11. Ci sono vari tipi di venti
I venti sono masse d’aria in movimento orizzontale dagli
anticicloni ai cicloni. Possono essere costanti (come gli alisei),
periodici (come le brezze e i monsoni) o variabili.
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12. La circolazione dell’aria
su grande scala /1
La circolazione dell’aria è
condizionata dalla presenza
di aree stabili di bassa
pressione alternate a aree
stabili di alta pressione.
Si generano 3 celle
convettive per ogni
emisfero: cella polare,
cella temperata e cella
tropicale.
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12. La circolazione dell’aria
su grande scala /2
Schema che rappresenta la direzione in cui spirano i venti costanti.
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Lezione 3
I climi e i biomi
della Terra
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13. Il tempo meteorologico
non è il clima
Il clima è la media delle condizioni meteorologiche di una
regione in un arco di tempo di trent’anni.
Sono elementi del clima
temperatura, pressione,
umidità e fenomeni
meteorologici; sono fattori del
clima le condizioni
astronomiche, geografiche,
biologiche.
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14. I criteri di classificazione dei climi
Per classificare i climi si analizzano gli elementi del clima e i
biomi. Un bioma è un complesso di comunità che caratterizza
stabilmente una precisa area climatica. I biomi terrestri sono
definiti dalla vegetazione dominante.
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15. Classi climatiche e biomi terrestri
I biomi terrestri:
Foresta tropicale
Deserto
Savana
Prateria
Foresta temperata decidua
Macchia mediterranea
Foresta di conifere
Tundra
Calotta polare
Ci sono 5 classi climatiche e 9 grandi biomi terrestri che si
distribuiscono nelle diverse aree climatiche o sulle regioni di
transizione tra l’una e l’altra classe.
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16. I climi e la degradazione fisica
delle rocce
Il clima condiziona la
degradazione meteorica
fisica delle rocce che può
avvenire per
termoclastismo,
crioclastismo,
aloclastismo,
bioclastismo.
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17. La degradazione chimica
delle rocce
La degradazione chimica, detta disfacimento, prevale nelle
regioni caldo-umide e viene operata dall’ossigeno,
dall’acqua piovana, dal diossido di carbonio. Si producono
minerali nuovi che, se solubili, possono essere asportati
dalle acque superficiali.
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18. I venti modellano il paesaggio
dei deserti
Il vento ha effetti evidenti solo nelle
regioni desertiche o prive di
vegetazione come le coste
sabbiose.
Erode, trasporta a distanza le
particelle più fini, produce forme
curiose nei deserti e deposita polveri
e sabbie formando le dune.
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Lezione 4
La materia circola
fra l’atmosfera
e i viventi
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19. Il flusso di energia attraverso gli
ecosistemi
Le interazioni fra gli organismi in un
ecosistema definiscono una
struttura trofica, all’interno della
quale si trovano i livelli trofici.
Nel passaggio da un livello trofico a
un altro, l’energia è parzialmente
dissipata, mentre la materia viene
continuamente riciclata.
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20. L’atmosfera terrestre e i cicli
biogeochimici
La composizione dell’atmosfera
è frutto di un equilibrio dinamico
perché diossido di carbonio e
azoto partecipano ai cicli
biogeochimici, che
consentono il movimento delle
molecole nelle diverse sfere del
pianeta.
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21. Il ciclo biogeochimico del carbonio
/1
Nel ciclo del carbonio gli organismi fotosintetici utilizzano
CO2, H2O e luce per produrre nutrienti.
Queste sostanze (gli zuccheri) verranno sfruttate dai
consumatori della catena alimentare che le degradano,
rigenerando CO2 e consumando O2.
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21. Il ciclo biogeochimico del carbonio
/2
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22. Il ciclo biogeochimico dell’azoto /1
L’azoto può essere fissato solo dai
batteri azotofissatori, che lo
trasformano in nitriti e nitrati, i quali
vengono utilizzati dagli altri esseri
viventi per costruire le loro molecole.
Dopo la morte, l’azoto viene liberato
nell’aria dai batteri denitrificanti.
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22. Il ciclo biogeochimico dell’azoto /2
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23. La «rivoluzione» dell’ossigeno
L’ossigeno dell’aria è
prodotto dagli esseri
viventi fotosintetici e non
era presente prima della
comparsa della vita.
Partecipa indirettamente
agli altri cicli.
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