METEOROLOGIA GENERALE

L’ATMOSFERAL’ATMOSFERAL’ATMOSFERAL’ATMOSFERA

A cura del Prof. G. ColellaA cura del Prof. G. Colella 2006

ObiettivoObiettivoObiettivoObiettivo

Conoscere la composizione e Conoscere la composizione e la struttura dell’atmosfera. la struttura dell’atmosfera.

Saper valutare l’importanza e Saper valutare l’importanza e la funzione dei principali la funzione dei principali

elementi che la compongono.elementi che la compongono.

Sottile pellicola di gas da cui dipende la vita sulla Terra.

Argomenti TrattatiArgomenti TrattatiArgomenti TrattatiArgomenti Trattati

Composizione dell’atmosfera

Struttura verticale

Nomenclatura atmosferica Omosfera - EterosferaOzonosfera – IonosferaTroposfera-Stratosf.-Mesosf.-Termosf

Quali sono

i limiti

Dell’atmosfera?

Quali sono

i limiti

Dell’atmosfera?

DOMANDA:DOMANDA:DOMANDA:DOMANDA:

Che cosa c’è in un

m3

D’aria?

Che cosa c’è in un

m3

D’aria?

DOMANDA:DOMANDA:DOMANDA:DOMANDA:

ComposizioneComposizione

Composizione Aria SeccaComponenti Formula % in volume

Azoto N2 78.08478.084

Ossigeno O2 20.9420.94

Argon Ar 0.934

Anidride Carbon CO2 0.033

Elio He 0.0052

Ozono O3 1 x 10-6

Vapore acqueoVapore acqueo Presente in percentuali variabili (pochi

gr per kg di aria) Presente nei primi km (Troposfera) Prodotto da evaporazione (superfici

liquide) Importanza vapore acqueoscambi energetici per calore latente(600 cal/g

acqua)limita la dispersione del calore irradiato dalla

Terra sotto forma di IR (effetto serra)

ComposizioneComposizione

Pulviscolo atmosferico

particelle solide in sospensione nei bassi strati

atmosferici.

Importanza

Fungono da nuclei di condensazione

(formazione delle nubi e nebbie)

ComposizioneComposizione

Composizione e ….Composizione e ….

La somma delle pressioni parziali

esercitate dai singoli elementi costituisce la

Pressione

atmosferica(Peso della colonna d’aria

sulla superficie).

Composizione e ….Composizione e ….

L’atmosfera è attraversata da radiazione proveniente dal sole

X UV Radiazione Visibile Radiazione Infrarossa

Composizione e ….Composizione e ….

Radiazione incidente

Radiazione riflessa Radiazione assorbita

La temperatura della Terra dipende da quanta energia entra e da quanta energia esce (Bilancio Radiativo)

NOMENCLATURANOMENCLATURA

Omosfera Eterosfera

Omosfera Eterosfera

Ozonosfera Ozonosfera IonosferaIonosfera

Ozonosfera Ozonosfera IonosferaIonosfera

Troposfera Stratosfera Mesosfera Termosfera

Troposfera Stratosfera Mesosfera Termosfera

NOMENCLATURANOMENCLATURA

OMOSFERA:

Strato compreso tra 0 e 80 Km in cui il rapporto percentuale degli elementi rimane costante (78% - 21% ….).

ETEROSFERA:

Strato che si estende da 80 Km fino alla fine dell’atmosfera dove il rapporto percentuale tra gli elementi non è costante.

OMOSFERA:

Strato compreso tra 0 e 80 Km in cui il rapporto percentuale degli elementi rimane costante (78% - 21% ….).

ETEROSFERA:

Strato che si estende da 80 Km fino alla fine dell’atmosfera dove il rapporto percentuale tra gli elementi non è costante.

NOMENCLATURANOMENCLATURA

OZONOSFERA:

Strato compreso tra 10 e 60 Km in cui la presenza di Ozono prevale sulla presenza di particelle ionizzate.

IONOSFERA:

Strato che si estende da 60 Km fino alla fine dell’atmosfera dove la presenza di particelle ionizzate prevale sulla presenza di particelle di Ozono.

OZONOSFERA:

Strato compreso tra 10 e 60 Km in cui la presenza di Ozono prevale sulla presenza di particelle ionizzate.

IONOSFERA:

Strato che si estende da 60 Km fino alla fine dell’atmosfera dove la presenza di particelle ionizzate prevale sulla presenza di particelle di Ozono.

NOMENCLATURANOMENCLATURA

IONOSFERA:

EliosferaEliosfera (prevalenza He ionizzato)

ProtonosferaProtonosfera (prevalenza H ionizzato)

MagnetosferaMagnetosfera (limite estensione campo magnetico terrestre)

IONOSFERA:

EliosferaEliosfera (prevalenza He ionizzato)

ProtonosferaProtonosfera (prevalenza H ionizzato)

MagnetosferaMagnetosfera (limite estensione campo magnetico terrestre)

Come varia la temperatura

dell’atmosfera con la quota?

Come varia la temperatura

dell’atmosfera con la quota?

DOMANDA:DOMANDA:DOMANDA:DOMANDA:

TEMPERATURA E QUOTATEMPERATURA E QUOTA

NOMENCLATURANOMENCLATURA

Si individuano 4

strati:

• Troposfera• Stratosfera• Mesosfera• Termosfera

NOMENCLATURANOMENCLATURA

TROPOSFERA Altezza variabile 8 Km ai poli 11 Km alle medie latitudini 18 Km all’equatore La temperatura diminuisce con la quota

valore medio s.l.m. : 15°C valore medio a quota massima: - 55°C

Sede di tutti i fenomeni meteorologiciSede di tutti i fenomeni meteorologici

TROPOSFERA Altezza variabile 8 Km ai poli 11 Km alle medie latitudini 18 Km all’equatore La temperatura diminuisce con la quota

valore medio s.l.m. : 15°C valore medio a quota massima: - 55°C

Sede di tutti i fenomeni meteorologiciSede di tutti i fenomeni meteorologici

NOMENCLATURANOMENCLATURA

TROPOSFERASede di tutti i fenomeni

meteorologici Moti convettivi (T diminuisce con la

quota) Presenza Acqua Presenza nuclei condensazione

TROPOSFERASede di tutti i fenomeni

meteorologici Moti convettivi (T diminuisce con la

quota) Presenza Acqua Presenza nuclei condensazione

NOMENCLATURANOMENCLATURA

TROPOPAUSATROPOPAUSA

Spessore dell’ordine di una decina di km

Temperatura costante (- 55°C) Presenza delle correnti a getto

TROPOPAUSATROPOPAUSA

Spessore dell’ordine di una decina di km

Temperatura costante (- 55°C) Presenza delle correnti a getto

NOMENCLATURANOMENCLATURA

STRATOSFERA

Temperatura aumenta con la quota (raggiunge circa 0 °C)

Altezza massima circa 50 km (max ozono, assorbimento UV)

STRATOSFERA

Temperatura aumenta con la quota (raggiunge circa 0 °C)

Altezza massima circa 50 km (max ozono, assorbimento UV)

NOMENCLATURANOMENCLATURA

MESOSFERA

Temperatura diminuisce con la quota (raggiunge i – 90 °C)

Altezza massima circa 80 km

(Possibile presenza moti convettivi)(Possibile presenza moti convettivi)

MESOSFERA

Temperatura diminuisce con la quota (raggiunge i – 90 °C)

Altezza massima circa 80 km

(Possibile presenza moti convettivi)(Possibile presenza moti convettivi)

NOMENCLATURANOMENCLATURA

TERMOSFERA

Temperatura aumenta con la quota (raggiunge 1200 °C di giorno)

Altezza massima …. limiti atmosfera

(Processi ionizzazione H(Processi ionizzazione He e ,H) ,H)

TERMOSFERA

Temperatura aumenta con la quota (raggiunge 1200 °C di giorno)

Altezza massima …. limiti atmosfera

(Processi ionizzazione H(Processi ionizzazione He e ,H) ,H)

NOMENCLATURANOMENCLATURA

NOMENCLATURANOMENCLATURA

Atmosfera TIPO ICAO

E’ un modello di atmosfera ideale standard costante su tutta la superficie terrestre e caratterizzata da alcune proprietà definite in funzione della quota.

Al livello del mare ed alla latitudine di 45° ha le seguenti caratteristiche

(Atmosfera Standard)

Atmosfera TIPO ICAO

L’aria è un miscuglio di gas i cui componenti principali sono: Azoto 78.10 % Ossigeno 20.95 % Argon 0.93%L’aria è secca ed è un gas perfettola pressione Po = 1013.2 hPa = 1013.2 mbLa temperatura To = 15 °C = 288 °K

Atmosfera TIPO ICAO

La densità è di 1.2250 Kg/m3

Il gradiente termico verticale è di 0.65 °C/100 m fino alla quota di 11000

metri geopotenziale standard (troposfera).

Da 11000 mgp a 20000 mgp la temperatura rimane costante pari -56.5 °C, Da 20000 mgp a 32000 mgp il gradiente termico verticale è di -0.1 °C/100 m

L’AtmosferaL’Atmosfera

L’atmosfera è l’involucro gassoso che avvolge L’atmosfera è l’involucro gassoso che avvolge

la Terra e la accompagna nei suoi moti di la Terra e la accompagna nei suoi moti di

rotazione e rivoluzione intorno al sole.rotazione e rivoluzione intorno al sole.

L’atmosfera è l’involucro gassoso che avvolge L’atmosfera è l’involucro gassoso che avvolge

la Terra e la accompagna nei suoi moti di la Terra e la accompagna nei suoi moti di

rotazione e rivoluzione intorno al sole.rotazione e rivoluzione intorno al sole.

Ma quali sono le cose

IMPORTANTI ?

IMPORTANTEIMPORTANTE

Composizione dell’atmosfera Presenza di acqua Presenza pulviscolo

atmosferico Andamento della temperatura

con la quota Possibilità che si sviluppino

moti convettivi

G. Colella V Edizione, Meteorologia Aeronautica

IBN Editore, 2009, Cap 1-5.

BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA