Alunno: Rosario Antonio Cuomo
Classe: 3^C
Istituto: I.T.N. C. Colombo
Dirigente scolastico: Lucia Cimmino
Docenti: Lilla Mangano & Riccardo Adinolfi
Anno scolastico: 2010/2011
Il clima come fonte di
benessere
Il clima come fonte di benessere
Il clima come
fonte di benessere
Atmosfera
Struttura dell’ atmosfera
Il clima come
fonte di benessere
Il Clima
Temperatura
Umidità
1^ analisi
Pressione
Precipitazione
2^ analisi
Vento
Correnti
3^ analisi
Atmosfera
L’atmosfera terrestre, che ha una composizione chimica e una struttura molto complessa, è
l’involucro di gas che riveste e protegge il nostro pianeta Terra .
Composizione chimica dell’aria
Gas componenti
% in volume
Azoto (N2)
Ossigeno (02)
Argon (A)
Anidride Carbonica (CO2)
Neon (Ne)
Elio (He)
Altri
78,084
20,946
0,934
0,033
0,00182
0,00052
0,0066
A questa composizione che è omogenea fino ad una quota di 80 km, bisogna aggiungere:
L’ozono(O3) che varia con la quota e la latitudine. L’ozono se è presente in alta atmosfera
forma uno strato in grado di intercettare le radiazioni UV, dannose per gli organismi viventi,
invece se si trova in bassa atmosfera può causare effetti dannosi per i viventi.
Il vapore acqueo (H2O) che varia con la località e nel tempo; solitamente la
concentrazione di vapore acqueo diminuisce con l’altezza.
Con l’aumentare della quota i gas si separano a causa della gravita e per i raggi UV le
molecole si scindono.
Struttura dell’atmosfera
L’atmosfera è divisa in strati, dove gli aumenti e le diminuzioni di
temperatura si alternano. Gli strati sono:
Troposfera, lo strato inferiore dell’atmosfera, il suo spessore varia tra gli
6 km ai poli e i 20 km dell’equatore. In essa la temperatura diminuisce
con l’aumentar della quota. Qui avvengono tutti i fenomeni meteorologici;
Tropopausa, confine tra troposfera e stratosfera, qui la temperatura
rimane costante;
Stratosfera, questo strato arriva ad una quota di circa 50 km. La
temperatura inizia ad aumentare;
Stratopausa, confine tra stratosfera e mesosfera, qui la temperatura
rimane costante;
Mesosfera, raggiunge una quota di 85 km e la temperatura raggiunge i
95°C;
Mesopausa, confine tra mesosfera e termosfera, anche qui la
temperatura rimane costante;
Termosfera, raggiunge e supera i 500 km, la temperatura aumenta e la
composizione dell’aria cambia a causa dei raggi X e UV;
Esosfera, è la parte più esterna dell’atmosfera,qui la composizione
chimica cambia radicalmente poiché tale sfera non ha un vero limite ma
sfuma sino a raggiungere lo spazio interplanetario.
Il Clima
In troposfera avvengono tutti i fenomeni meteorologici e come sappiamo
questi fenomeni recano dei cambiamenti al clima. Infatti, il clima è
l'insieme dei fenomeni meteorologici (temperatura, umidità, pressione,
direzione e intensità del vento, precipitazioni e correnti marine) che
caratterizzano una determinata regione geografica, ottenute da rilevazioni
omogenee dei dati per lunghi periodi di tempo. Esso, determinandone flora
e fauna, influenza le attività economiche, le abitudini e la cultura delle
popolazioni che abitano il territorio.
Temperatura
La temperatura è la proprietà che regola il trasferimento di energia termica o
calore da un sistema ad un altro.
Unità di misura
Le unità di misura, negli anni, sono cambiate poiché vi erano numerose
scale termometriche. Oggi giorno, si utilizzano solo tre scale:
Celsius [°C], scala che assegna il valore 0 alla temperatura del ghiaccio
fondente e il valore 100 alla temperatura di ebollizione dell’acqua;
Farenhait [°F], scala che assegna il valore 32 alla temperatura del
ghiaccio fondente e il valore 212 alla temperatura di ebollizione dell’acqua;
Kelvin o scala assoluta [K],scala che alla temperatura del ghiaccio
fondente assegna il valore 273,15 e alla temperatura di ebollizione
dell’acqua assegna il valore 327,15. Lo zero assoluto, 0 K, è la temperatura
più bassa che teoricamente si possa ottenere.
Relazioni tra le scale termometriche
Temperatura
Strumenti di misura
Per misurare la temperatura usiamo il termometro costituito da una
colonnina graduata con all’interno un liquido che solitamente è o il mercurio
o l’alcool.
Variazioni di temperatura
Sulla base di misure effettuate è stato possibile notare la variazione di
temperatura:
Diurna, è l’oscillazione subita dalla temperatura in un dato luogo nell’arco
di una giornata;
Annua, rappresenta la variazione che la temperatura media giornaliera
mostra in un arco di un anno. La temperatura più elevata è ai poli e quella
più bassa è rilevata all’equatore;
Con la quota, si è notato che nella troposfera vi è una diminuzione di
temperatura di 0,6°C/100m.
Pressione
La pressione è il rapporto tra una forza, che agisce perpendicolarmente a, una
superficie.
Unità e strumenti di misura
Attualmente, l’unità di misura della pressione è il Pascal [ Pa = 1N/m2];
precedentemente l’unità di misura era la lunghezza di colonna di mercurio
espressa o in mm o in pollici. La pressione atmosferica è uguale a 1013 hPa.
Gli strumenti usati per misurare la pressione sono il barometro, che può essere
a mercurio o quello aneroide, e il barografo:
Il barometro a Mercurio è la versione evoluta del barometro di Torricelli;
Il barometro Aneroide è un cilindro appiattito nel quale è stato praticato il
vuoto.
Il barografo costituito da un tamburo sopra al quale si mette un foglio con linee
orizzontali, che corrispondono a millimetri di pressione, e verticali, le ore, in alto
sono scritti i giorni della settimana. Ed infine vi è un braccio con una penna che
segna i dati.
Variazioni di pressione
La pressione varia a seconda della temperatura e dell'umidità. Se la temperatura
sale, la pressione diminuisce; se scende, la pressione aumenta. Se l'umidità
aumenta l'aria si fa leggera, se invece cala, l'aria si appesantisce.
Precipitazione
In meteorologia con il termine precipitazioni si intendono tutti i fenomeni di
trasferimento di acqua dall'atmosfera al suolo ovvero pioggia, neve, grandine.
Origine delle precipitazioni
Quando l'aria calda e umida è riscaldata dalle radiazioni solari diventa più
leggera e sale verso l’alto dove si raffredda fino a condensare e forma delle nubi,
costituita da microscopiche goccioline d'acqua. Le goccioline, fondendosi
diventano più grandi e pesanti, cadono sottoforma di pioggia, neve o grandine.
Strumenti di misura
Generalmente le precipitazioni vengono misurate usando due di strumenti:
pluviometro e pluviografo.
Il pluviometro è un piccolo recipiente, in genere di forma cilindrica, e dalle
dimensioni standardizzate che ha il compito di raccogliere e conservare la
pioggia che si è verificata in un certo intervallo di tempo, generalmente un giorno,
sul territorio dove è installato; è possibile ottenere una misura giornaliera delle
precipitazioni in una data località.
Il pluviografo è uno strumento che ha il compito di registrare la pioggia
verificatasi in un tempo inferiore alle 24 ore; esistono dei dispositivi con una
risoluzione di pochi minuto. Convenzionalmente in Italia la pioggia viene misurata
in millimetri.
Umidità
L’umidità è la misura della quantità di vapore acqueo presente nell’atmosfera.
Misurazione dei parametri di umidità
I parametri d’umidità significativi sono:
Umidità assoluta, è la quantità di vapore acqueo espressa in grammi
contenuta in un metro cubo d'aria. È un valore poco apprezzabile e per questo si
preferisce l'utilizzo dell'umidità specifica. L'umidità assoluta può essere espressa
in kg/m3 o in Pa;
Umidità relativa, indica il rapporto percentuale tra la quantità di vapore
contenuto da un metro cubo d'aria (umidità assoluta) e la quantità
massima(umidità di saturazione) che può contenere un metro cubo d’aria;
Umidità specifica, è il rapporto della massa del vapore acqueo e la massa
d'aria umida, valore che varia a seconda della pressione e della temperatura.
Strumenti di misura
Lo strumento di misura dell’umidità è l’igrometro; esistono vari tipi di igrometro
ma quelli più comuni sono quello a capello, che si basa sulla variazione della
lunghezza di un ciuffo di capelli al variare dell'umidità relativa, e quello a bulbo, o
psicrometro costituito da un termometro asciutto e uno bagnato.
Vento
Il vento è un fenomeno naturale che consiste nel spostamento di
masse d'aria da zone di alta pressione a zone di bassa pressione.
Questi spostamenti d'aria sono dovuti al mutare dell'umidità e della
temperatura.
Direzione e velocità del vento
Per il vento esistono due parametri che sono:
Direzione, che è la direzione di provenienza del vento, si misura
con un apparecchio detto anemoscopio ;
Velocità, o meglio l’intensità del vento, si misura con uno
strumento chiamato anemometro.
Anemoscopio e anemometro
Anemoscopio, costituito dalla banderuola,che viene fatta ruotata
dal vento, e da un braccio per bilanciare il peso della banderuola,
indica la direzione del vento ;
Anemometro, il più comune si rifà alle coppe semisferiche del
Robinson, cioè un mulinello che ruota tanto più velocemente quanto
maggiore è l’intensità del vento.
Le correnti marine
Le correnti marine, che sono dei moti orizzontali che avvengono sia
in superficie che in profondità nelle acque dei mari e degli oceani,
rappresentano lo spostamento di enormi quantità d’acqua.
Generazione delle correnti marine
Le cause che generano tali correnti sono:
La differenza di densità dell’acqua in punti adiacenti: le acque più
dense tendono a sprofondare, quelle meno dense a risalire.
Nascono così dei moti orizzontali detti correnti, o meglio le correnti di
gradiente.
L’attrito del vento sulla superficie del mare provoca il trasporto di
masse d’acqua superficiali secondo la direzione del vento, che sono
chiamate correnti di deriva. I venti che provocano questi correnti
sono gli Alisei e i Monsoni.
Correnti oceaniche di superficie
Le correnti oceaniche superficiali condizionano sensibilmente la navigazione
e il clima. Nonostante la differenza di forma, gli oceani Atlantico, Pacifico e
Indiano presentano uno schema di circolazione delle correnti molto simile,
dominato principalmente da un andamento in senso orario nell'emisfero
settentrionale e antiorario in quello meridionale.
Oceano Atlantico
Oceano Pacifico
Oceano Indiano
Il clima come fonte di benessere
La sensazione di benessere è fortemente condizionata oltre che
dalla temperatura anche da umidità, vento e pressione atmosferica:
per praticità tutti i fattori vengono considerati per la loro influenza
rispetto alla temperatura, in questo modo tutto viene ricondotto ad un
parametro detto "temperatura sensibile".
Le condizioni di benessere invernale prevedono una temperatura di
20°C, 30-50% di umidità relativa e condizioni di vento impercettibile
(velocità inferiore a 0,20 m/sec), quelle estive 26°C, 30-60% di
umidità, vento piacevole (velocità compresa tra 0,25 - 0,75 m/sec): in
questi casi la temperatura sensibile cioè quella che percepiamo
effettivamente è compresa tra 18 e 22°C.
La temperatura percepita è fondamentale per il nostro benessere
poiché il nostro sistema di controllo termico pur riuscendo ad
ammortizzare ampie oscillazioni lo fa con grande dispendio di
energie che causa malessere.
Il clima come fonte del benessere
Quando la temperatura ambientale aumenta, i vasi sanguigni superficiali si
dilatano per aumentare e rendere più veloce lo scambio termico attraverso
la pelle, per dissipare calore. Successivamente viene espulso il sudore dalle
ghiandole sudoripare e questo evaporando abbassa ulteriormente la
temperatura del corpo: pressione e umidità alte riduco lo scambio termico e
aumentano il nostro malessere mentre il vento (se non troppo forte ne
fastidioso) lo favorisce risultando essere un elemento positivo.
Se invece la temperatura diminuisce lo scambio termico attraverso
l'epidermide viene progressivamente ridotto con la vasocostrizione dei vasi
sanguigni superficiali, infine intervengono i brividi che hanno la funzione di
produrre calore. In questo caso gli effetti della pressione, umidità e vento
risultano generalmente invertiti.
Mentre gli effetti delle variazioni di pressione atmosferica sono molto lievi,
le variazioni di umidità hanno effetti notevoli sullo stato di benessere. Per
avere un’idea degli effetti dell'umidità relativa è sufficiente pensare che
possiamo agevolmente rilassarci in una sauna a 90 - 95°C con umidità
relativa quasi nulla, mentre non riusciamo ad entrare in una vasca con
acqua sopra i 40 - 42°C.
Grafico del Benessere
Il clima come fonte del benessere
Dalle analisi della temperatura e dell’ umidità, da me
effettuate, si può notare una situazione di malessere in
quanto abbiamo delle temperature molto basse, che
vanno dai 5,3°C alle 16,7°C, e delle umidità molto
elevate, che variano tra 51% e 95%.
Analisi
Fine
Usare il barografo 1^
Usare il barografo 2^
Usare il barografo 3^
Oceano Atlantico
Nell’Oceano Atlantico ci sono:
Mossa dall’aliseo nord-atlantico, la Corrente N-Equatoriale, più al nord dell’equatore, che
lambisce le coste orientali dell’USA;
Corrente del Golfo, che è creata dall’unione della Corrente N-Equatoriale e le acque calde
che escono dal Golfo del Messico, si reca verso la Norvegia.
Corrente del Labrador, è una corrente fredda che proviene dal nord America, bagna le
coste orientali dello stesso continente;
Corrente della Groenlandia, scorre lungo le coste della isola da cui prende il nome;
Corrente N-Atlantica che si divide in Corrente della Norvegia, corrente calda nordoccidentale,e Corrente delle Canarie, corrente fredda;
Corrente Sud-Equatoriale, mossa dagli alisei meridionali è più vicina all’equatore, nei
pressi di Capo S.Rocco si divide in una corrente che si unisce a quella del Golfo e nella
Corrente del Brasile, che poi si unisce alla Corrente del S-Atlantico e a quella del Benguela.
Corrente Antartica Circumpolare, che originata dalla Corrente del S-Atlantico e si trova a
sud di capo Horn;
Corrente Antartica Subpolare che abbraccia l’Antaride;
Contro-Corrente Equatoriale,generata dai venti provenienti da ovest.
Oceano Pacifico
Nell’Oceano Pacifico ci sono:
Corrente N-Equatoriale;
Corrente S-Equatoriale;
Contro-Corrente Equatoriale;
Corrente di Kuroshio, che insieme a quella N-Equatoriale lambisce le coste dell’Asia
Corrente del N-Pacifico;
Corrente della California;
Corrente Oyashio, proveniente dal nord;
Corrente dell’Alaska, corrente nord-occidentale;
Corrente Orientale dell’Australia, ramo della Corrente S-Equatoriale, che lambisce
l’Australia, si unisce alla Corrente del Pacifico Meridionale, ramo della Corrente
Circumpolare Atlantica;
Corrente del Perù,corrente fredda che bagna il sud america occidentale.
Esiste un fenomeno detto El Niño o La Niña, caratterizzato il primo da un
riscaldamento e la seconda da un raffreddamento delle correnti che circolano in
questo oceano.
Oceano Indiano
Nell’Oceano Indiano ci sono:
Corrente S-Equatoriale, che bagnando le coste del Madagascar prende il
nome di Corrente del Madagascar orientale;
 Corrente del Madagascar, corrente che bagna le coste occidentali
dell’omonima isola;
Corrente delle Agulhas, che ha rotta verso sud;
Corrente Meridionale dell’Indiano, ramo della Corrente Circumpolare
Atlantica, e si unisce alla Corrente Australiana Occidentale;
Contro-Corrente Equatoriale, non stabile e condizionata dai monsoni.
Grafico del benessere
Relazioni tra le scale termiche
Si ha
Celsius [°C]
Farenhait [°F]
Kelivin [K]
Celsius [°C]
°C=°C
(°C × 1,8) + 32
°C + 273,15
Farenhait [°F]
(°F − 32) / 1,8
°F=°F
(°F +
459,67)/1,8
Kelivin [K]
K - 273,15
(K × 1,8)459,67
K=K
Da
Monsoni & Alisei
Monsoni
I monsoni sono dei venti, caldi, periodici
e stagionali, la cui direzione si inverte da
un semestre all'altro;essi nascono dalle
escursioni termiche che ci sono tra le
masse d'aria continentali e quelle
oceaniche. L'area geografica tipicamente
interessata dai monsoni è la fascia
tropicale dell'Oceano Indiano, area
climatica in cui si distinguono due
stagioni principali:
La
stagione secca che si sviluppa durante
l’inverno dell’emisfero boreale. I monsoni, in tal
caso, provengono dalle montagne e soffiano in
direzione del mare. La stagione secca è
caratterizzata da un clima arido e caldo.
La stagione delle piogge (estate boreale tra
giugno e settembre) caratterizzata da venti
monsonici che spirano dal mare verso il
continente. Le precipitazioni sono così causate
dall’aria umida trasportata dai monsoni.
Alisei
Gli alisei sono venti, regolari in direzione
e costanti in intensità, appartenenti alla
fascia intertropicale. Spirano
nell'emisfero boreale da Nord-est verso
sud-ovest e nell'emisfero australe da
sud-est verso nord-ovest. Sono causati
dalla differenza di pressione atmosferica,
tra le fasce tropicali, dove è più alta, e la
zona equatoriale, dove è più bassa, e
vengono deviati verso ovest, per effetto
della rotazione terrestre. Gli alisei sono
stati importantissimi nella navigazione
oceanica a vela, conosciuti da lungo
tempo, furono sfruttati anche da
Cristoforo Colombo per i suoi viaggi
verso le Indie, che portarono alla
scoperta dell'America.
Misurare la temperatura con ...
Termometro
Termometro
Di Galileo
Misurare la pressione con ...
Barografo
Barometro
a Mercurio
Barometr
o
Aneroide
Misurare le precipitazioni con ...
Pluviograf
o
Pluviometro
Misurare il vento con ...
Anemometro
Anemoscopio
Misurare l’umidità con ...
Psicometro
Igrometro a
capello
le
Gi dì 2
ov 6 /
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Temperatura
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Precipitazioni
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Terzo grafico
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Temperatura
Umidità
Precipitazioni
Prima analisi
Giorno
Temperatura
Umidità
Precipitazioni
Pressione
Mercoledì 26/01/2011
8,2
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0
1011
Giovedì 27/01/2011
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1006
Venerdì 28/01/2011
8,5
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1011
Sabato 29/01/2011
8,9
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Domenica 30/01/2011
8,5
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1013
Lunedì 31/01/2011
9,7
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0
1015
Martedì 01/02/2011
10,3
82
0
1014
Mercoledì 02/02/2011
8,9
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0
1015
Giovedì 03/02/2011
5,8
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0
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Venerdì 04/02/2011
8,3
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Sabato 05/02/2011
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Domenica 06/02/2011
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Lunedì 07/02/2011
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Vai al grafico
Seconda analisi
Giorno
Temperatura
Umidità
Precipitazioni
Pressione
Lunedì 28/02/2011
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Martedì 01/03/2011
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Mercoledì 02/03/2011
7,9
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Giovedì 03/03/2011
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Venerdì 04/03/2011
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Martedì 08/03/2011
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Mercoledì 09/03/2011
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Giovedì 10/03/2011
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Venerdì 11/03/2011
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Terza analisi
Giorno
Temperatura
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Precipitazioni
Pressione
Lunedì 04/04/2011
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Martedì 05/04/2011
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Lunedì 11/04/2011
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Martedì 12/04/2011
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Mercoledì 13/04/2011
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Giovedì 14/04/2011
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