L’ATMOSFERA...L’atmosfera è l’involuro gassoso che avvolge la Terra fino ad una altezza di...
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L’atmosfera è l’involucro gassoso che avvolge la Terra fino ad una altezza di circa 700-1000 chilometri e che, grazie all’attrazione gravitazionale, la accompagna nel suo moto di rotazione.
Il 50% dell’atmosfera è contenuta nei primi 5,5 km, il 90% nei primi 20 km e il 99,90% nello strato atmosferico che si estende dalla superficie fino a 50 km.
Definizione atmosfera
Azoto (78%), Ossigeno (21%), Argon (0,9%) rappresentano insieme circa il 99,95% del volume dell’atmosfera, dunque la quasi totalità.
Il restante 0,05% è costituito da componenti minoritari (biossido di carbonio, ozono, metano, elio, neon, idrogeno) o gas in traccia e da microscopiche particelle liquide o solide.
Un gas minoritario ma fondamentale per le vicende del tempo meteorologico è Il vapore acqueo: la sua concentrazione è molto variabile nel tempo e nello spazio ed è al massimo del 4%. Senza il vapore acqueo le giornate sarebbero tutte soleggiate e prive di nuvole
Composizione atmosfera
4 Bergamo scienza 2012
Temporali, pioggia, neve, vento, trombe d’aria, uragani e tifoni ma anche ondate di gelo e periodi di forte siccità sono tutti eventi e processi che prendono vita all’interno dell’atmosfera e più precisamente nella troposfera
Composizione dell’
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In base alla variazione della temperatura con la quota, l’atmosfera si suddivide in 4 strati: troposfera, stratosfera, mesosfera e termosfera .
Suddivisione atmosfera
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Nel primo strato atmosferico lontano dalla superficie terrestre a temperatura diminuisce in media di 6,5 °C/Km
Troposfera
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Nel secondo strato la temperatura inizialmente resta costante per poi aumentare con la quota dopo i 20 km di altezza
Stratosfera
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Nel terzo strato (50-80 km) la temperatura torna a diminuire con la quota rare in atmosfera
Mesosfera
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Nel primo strato atmosferico lontano dalla superficie terrestre a temperatura diminuisce in media di 6,5 °C/Km
Troposfera
L’atmosfera è una sottile pellicola di aria, così sottile che se raffigurassimo la Terra con una sfera di diametro di 5 metri l’atmosfera avrebbe lo spessore appena di 1 centimetro
Foto scatta dalla Stazione Spaziale Internazionale
Benché molto sottile l’atmosfera è indispensabile perché si comporta come un vero e proprio scudo protettivo: se non ci fosse, la Terra avrebbe un aspetto desolato e sarebbe un pianeta inospitale.
Anche se impalpabile e apparentemente leggera, l’aria pesa e anche tanto: pensate che su un 1 m2 di superficie esercita una pressione di ben 10 tonnellate, un peso pari a due elefanti adulti.
Peso atmosfera
La pressione atmosferica misura proprio il peso totale esercitato su una superficie unitaria dalla colonna d’aria sovrastante. Tutti i giorni, senza rendercene conto, compiamo azioni che sono possibili solo perché esiste la pressione atmosferica. Ad esempio, se aspiriamo una bibita con una cannuccia, il liquido sale perché la pressione dell’aria sulla sua superficie non è più equilibrata dalla pressione dell’aria aspirata dalla cannuccia.
Pressione atmosferica
Ci sono molti altri casi in cui interviene la pressione atmosferica. Ecco un paio di esempi:
Pressione atmosferica
Emisferi di Magdeburgo
Pressione atmosferica
Fu Evangelista Torricelli, fisico matematico allievo di Galileo, che per primo, nel 1664, misurò il peso e quindi la pressione dell’atmosfera mediante uno strumento chiamato barometro.
Misura della pressione
In questa condizione di equilibrio, il peso del mercurio rimasto all’interno del tubicino è uguale al peso della colonna d’aria che sovrasta la superficie libera del mercurio contenuto nella vaschetta.
In altre parole la pressione atmosferica su 1 cm2 di superficie e è pari al peso di una colonna di mercurio alta 76 cm
Patm = PHg = 1033 g/cm2
Misura della pressione
La pressione atmosferica al livello del mare è pari a 1,033 Kg al cm2 e corrisponde a 760 millimitri di mercurio
1033 g/cm2 = 760 mmHg
Il valore di 760 mmHg corrisponde a 1 atmosfera (atm)
1 atm = 760 mmHg = 1033 g/cm2
Infine nel Sistema Internazionale l’unità di misura della pressione è il Pascal (Pa). Il Pascal ha sostituito il mb (millibar). In meteorologia per misurare la pressione atmosferica si impiega l’ettopascal: 1 hPa = 100 Pa
Unità di misura della pressione atmosferica
1 atm = 760 mmHg = 1013.2 hPa = 1033 g/cm2
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Al livello del mare la pressione atmosferica è massima perché la colonna d’aria che “preme” su ogni unità di superficie ha la sua massima altezza e quindi il suo massimo peso. Man a mano che si sale, questa colonna “si accorcia” e quindi la pressione atmosferica si riduce progressivamente.
La diminuzione della pressione atmosferica con la quota (gradiente barico verticale) non è lineare ma esponenziale.
Nei primi 1.500 metri la pressione atmosferica diminuisce di 1 hpa ogni 8 metri di altezza, a 3.000 metri di 1 hPa ogni 10 metri, e a 9.000 metri di 1 hPa ogni 50 metri.
Pressione e quota
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Il decremento della pressione con la quota è più rapido negli strati prossimi al suolo, essendo qui l’aria più densa
Pressione e quota
In meteorologia è molto importante conoscere i valori della pressione atmosferica nelle varie zone della superficie terrestre, poiché da essi dipende l’andamento del tempo atmosferico.
Unendo su una carta geografica tutti i punti che al livello del mare hanno uguale pressione, si ottengono delle linee, dette isobare, che evidenziano la distribuzione orizzontale della pressione atmosferica
Isobare
I valori locali della pressione atmosferica hanno uno scarso valore pratico, ma acquistano invece un utile significato in campo previsionale qualora vengano confrontati con quelli simultaneamente rilevati nelle aree adiacenti, così da mettere in risalto le aree di alta e di bassa pressione
In genere, valori locali molto bassi sono associati a condizioni di maltempo, mentre valori elevati sono in genere accompagnati da tempo buono.
Alta e bassa pressione
Configurazione barica nella quale le isobare – chiuse, concentriche e allungate, in maniera più o meno ellittica, nel verso dei meridiani e ravvicinate tra loro – hanno valori di pressione decrescenti man a mano che si procede dalla periferia verso il centro
Intorno al ciclone l’aria ruota in senso antiorario nel nostro emisfero (orario nell’emisfero sud)
Il centro del ciclone dove la pressione è in assoluto più bassa viene indicata con la lettera B oppure L.
Ciclone o depressione
Struttura barica nella quale le isobare – chiuse e concentriche e molto più distanziate tra loro – hanno valori di pressione crescenti man a mano che si procede dalla periferia verso il centro
L’aria ruota intorno al centro di alta pressione in senso orario nel nostro emisfero (antiorario nell’emisfero sud)
La parte centrale dove la pressione è in assoluto più alta viene indicata con la lettera A oppure H.
Anticiclone
In un dato punto sulla superficie terrestre, la pressione atmosferica diminuisce se la temperatura aumenta, aumenta se la temperatura diminuisce.
Un gas, in seguito a riscaldamento, si dilata in quanto le sue molecole si muovono più rapidamente e si distanziano maggiormente tra loro. La densità del gas quindi si riduce e a parità di volume, il suo peso risulterà minore e, di conseguenza, lo sarà anche la pressione atmosferica
L’opposto avviene in seguito a raffreddamento: il gas si contrae, diventa più denso e pesante e la pressione atmosferica aumenta
Pressione e temperatura
Ddurante le oscillazioni giornaliere, i valori più alti di pressione si registrano nelle ore notturne, in corrispondenza del valore più basso di temperatura, mentre i valori più bassi nelle ore diurne, in corrispondenza del picco massimo di temperatura.
In condizioni in cui non ci siano variazioni significative del tempo, la pressione atmosferica in un dato luogo non è mai costante ma ha un tipico andamento giornaliero, molto evidente in condizioni di tempo bello.
Ciclo giornaliero della pressione
Il vapore acqueo è un gas molto più leggero dell’azoto e dell’ossigeno, i due gas che costituiscono insieme il 99 % dell’aria.
In altre parole
Se l’umidità e alta, c’’è più vapore, l’aria pesa meno e la pressione è inferiore
Se invece l’umidità è bassa, c’è meno vapore, l’aria pesa di più e la pressione è maggiore
Pressione e vapore acqueo
La temperatura
La temperatura dell’aria, insieme alla piovosità, è il parametro più importante nella descrizione del clima di un luogo
Anche quando si seguono le previsioni del tempo, subito dopo aver visto se per l’indomani ci sarà il sole, oppure sarà nuvoloso o se pioverà, normalmente ci si chiede se e quanto farà freddo o caldo.
La temperatura
La temperatura di un corpo misura l'energia di agitazione o di movimento delle molecole che lo costituiscono
Se per ipotesi noi riuscissimo ad arrestare ogni movimento della materia, si toccherebbe la temperatura più bassa teoricamente possibile. Un limite noto come zero assoluto.
La fisica fissa tale limite a -273,15 °C
La temperatura dell’aria
Nel caso dell’atmosfera, la temperatura di un volume di aria misura il suo contenuto di energia cinetica, ossia l’energia legata al movimento delle molecole d’aria.
Così se si scalda un determinato volume d’aria, si aumenta il moto delle molecole le quali tenderanno ad allontanarsi l’una dalle altre facendo divenatre l’aria stessa meno densa.
Il contrario accade se si raffredda un dato volume d’aria
Le scale termometriche attualmente più usate, basate sul punto di liquefazione e di ebollizione dell’acqua, sono:
la scala Celsius (da 0 a 100)
la scala Farenheit (da 32 a 212)
la scala Kelvin (da 273 a 373)
La temperatura
La temperatura come grandezza nasce dall’esigenza di quantificare la nostra sensazione di caldo o di freddo
K = °C + 273
°F = 32 + 9/5 °C
La temperatura dell’aria
Nel caso dell’atmosfera, la temperatura di un volume di aria misura il suo contenuto di energia cinetica, ossia l’energia legata al movimento delle molecole d’aria.
Così se si scalda un determinato volume d’aria, si aumenta il moto delle molecole le quali tenderanno ad allontanarsi l’una dalle altre facendo divenatre l’aria stessa meno densa.
Il contrario accade se si raffredda un dato volume d’aria
Solo la metà della radiazione solare in arrivo ai limiti dell’atmosfera riesce a raggiungere e ad essere assorbita dalla superficie terrestre
Come si riscalda l’aria
Il trasferimento del calore verso l’alto avviene attraverso 4 meccanismi :
irraggiamento conduzione convezione evaporazione e condensazione
L’atmosfera in prossimità del suolo non si riscalda per esposizione diretta ai raggi solari ma si riscalda come conseguenza dell’assorbimento dell’energia solare da parte della superficie terrestre.
Il suolo esposto al Sole assorbe energia, si riscalda e propaga in vari modo questo calore all’aria sovrastante
In altre parole la bassa atmosfera si riscalda dal basso
Come si riscalda l’aria
Il vapore acqueo, l’anidride carbonica, l’ozono, il metano e i composti dell’azoto, riescono ad intrappolare una parte della radiazione infrarossa emessa dalla Terra che altrimenti verrebbe dispersa verso lo spazio.
Effetto Serra Effetto Serra Effetto Serra
Senza atmosfera la temperatura media superficiale della Terra sarebbe di soli -18 °C e con una notevole escursione termica tra giorno e notte
Effetto Serra
Grazie all’atmosfera la temperatura media superficiale della Terra è di + 15 °C.
Effetto Serra
Il trasferimento del calore verso l’alto avviene attraverso 4 meccanismi :
irraggiamento conduzione convezione evaporazione e condensazione
L’atmosfera in prossimità del suolo non si riscalda per esposizione diretta ai raggi solari ma si riscalda come conseguenza dell’assorbimento dell’energia solare da parte della superficie terrestre.
Il suolo esposto al Sole assorbe energia, si riscalda e propaga in vari modo questo calore all’aria sovrastante
In altre parole la bassa atmosfera si riscalda dal basso
Come si riscalda l’aria
La conduzione descrive la trasmissione del calore all’interno di un corpo oppure da un corpo più caldo a uno più freddo quando vengono messi a contatto senza che ci sia spostamento di materia. La conduzione riesce a riscaldare solo gli strati d’aria a contatto con il suolo
Al calore che si propaga per conduzione viene dato il nome di calore sensibile in quanto è possibile apprezzarlo attraverso l’aumento della temperatura che esso provoca
La conduzione riesce a trasmettere calore solo agli strati d’aria più bassi, quelli a diretto contatto con il suolo, perché l’aria è un pessimo conduttore e quindi un buon isolante di calore
Come si riscalda l’aria
La propagazione del calore per convezione avviene per trasporto di materia. È quindi del tutto inesistente nei solidi mentre è il tipo di trasmissione privilegiato nei gas e in molti fluidi
La convezione ha un ruolo fondamentale nell’atmosfera perché costituisce il veicolo privilegiato attraverso cui il suolo riesce a trasferire il calore agli strati d’atmosfera superiori (fino a diversi chilometri)
Come si riscalda l’aria
Il calore utilizzato per l’evaporazione dell’acqua è noto come calore latente di evaporazione: esso non determina un aumento della temperatura ma solo un cambiamento di stato.
L’aggettivo latente sta ad indicare che le molecole di vapore acqueo presenti nell’aria conservano in uno stato nascosto l’energia utilizzata per passare allo stato gassoso.
Il calore latente di evaporazione viene restituito all’atmosfera, che così si riscalda, quando il vapore condensa a formare di nubi e precipitazioni
La condensazione di 1 g di acqua in un metro cubo di aria al livello del mare comporta un innalzamento della temperatura di ben 2,5 °C
Come si riscalda l’aria
Latitudine
Alternarsi del giorno e della notte
Alternarsi delle stagioni
Capacità termica del suolo
Albedo
Vicinanza al mare
Nuvole
Precipitazioni
Altitudine
Avvezioni di aria calda o fredda
Fattori che influenzano la temperatura
A proposito di misurazione, l’OMM , ovvero l’Organizzazione Mondiale della Meteorologia (di cui parleremo più avanti), ha stabilito una serie di
regole per una corretta e precisa misurazione della T dell’aria e che in meteorologia rappresenta lo standard da rispettare affinché il dato sia
“valido”.
Un termometro per le misurazioni meteorologiche deve trovarsi in un luogo ben arieggiato, riparato dalle radiazioni solari, lontano da finestre o edifici che, con il loro accumulare e rilasciare calore dalla loro superficie, possono alterare le misure, e ad un’altezza dal suolo di 1.5-2 metri.
Misura della temperatura
È uno strato dell’atmosfera compreso tra i 20 e i 50 km di altezza in cui la concentrazione di ozono (O3 ) è massima
Il 90% dell’ozono si trova in stratosfera, il 10 % in troposfera
Ozonosfera
La concentrazione dell’ozono è davvero modesta:
Ozonosfera
10 ppb = 10 molecole di ozono ogni miliardo di molecole d’aria ( tra i 15 e i 35 km di altezza)
.
Se tutta la colonna d’ozono venisse portata alla pressione di 1 atm e di 0 °C si ridurrebbe ad una sottilissima pellicola di appena di 3 mm
Ozonosfera
La radiazione solare è composta in larga misura da raggi visibili (la luce, soprattutto dal colore giallo), da un’apprezzabile quantità di radiazioni infrarosse (quelle che danno la sensazione di calore) e da una piccolissima frazione di raggi ultravioletti (UV) I raggi ultravioletti rappresentano appena l’1% dell’energia in arrivo dal Sole, ma anche la componente solare più dannosa per gli esseri viventi. Gli UV, quelli che abbronzano la nostra pelle, sono infatti un pericolo per gli esseri viventi perché, essendo fortemente energetici, riescono a penetrare in profondità sotto l’epidermide, alterando il DNA delle cellule.
Ozonosfera
L’ozonosfera costituisce un filtro di primaria importanza per la protezione della biosfera dai raggi UV più energetici. In assenza di atmosfera i raggi ultravioletti provenienti dal sole riuscirebbero ad arrivare indisturbati fino alla superficie bruciando e danneggiando ogni cosa. i raggi UV vengono suddivisi, a seconda della lunghezza d’onda, in 3 bande:
Ozonosfera
UVA (0,32-0,4 m) UVB (0,29-0,32 m) UVC (0,2-0,29 m).
I più energetici e penetranti, e quindi i più pericolosi, sono gli UVC e gli UVB, detti anche raggi ultravioletti “duri”.
Ozonosfera
L’ozonosfera assorbe integralmente i raggi UVC e gran parte dei raggi UVB (90%) mentre gli UVA non vengono assorbiti dall’ozono e arrivano indisturbati fino alla superficie terrestre.
Assorbimento UV e stratosfera
Ozonosfera
radiazione ultravioletta che raggiunge la superficie terrestre è costituita essenzialmente dagli UVA e, in misura molto minore, dagli UVB.
Gli UVA pur essendo i meno energetici sono comunque pericolosi per la nostra salute: provocano scottature e accelerano l’invecchiamento della pelle con il rischio a lungo andare di formazione di tumori.
La pelle esposta per lunghi periodi al sole soprattutto d’estate al mare e in montagna sempre (anche d’inverno) deve essere protetta dalle creme solari.
L’intensità della radiazione UV dipende da numerosi fattori:
Ozonosfera
ora del giorno: 75% di UV tra le ore 9 e le 15 stagione: massima in estate, intorno al solstizio di giugno) latitudine: massima all’Equatore, minima ai Poli) nuvole: un cielo coperto riduce gli UV del 70% altitudine: con la quota gli UV aumentano notevolmente: per ogni 1000 metri la radiazione UV aumenta del 10/12% albedo o riflettività delle superfici: la neve fresca riflette fino all’80% della radiazione UV, la spiaggia e la superficie del mare fino al 25%)
Indice UV
Per tener conto del rischio derivante dall’esposizione al sole l’Organizzazione Mondiale Meteorologica e l’Organizzazione Mondiale della Salute hanno definito l’Indice UV: è un numero che informa sull’intensità della radiazione UV.
L’Indice UV varia da 0 (di notte) a 15 o 16 (ai tropici con sole allo zenit)
Alle nostre latitudini la scala si ferma a 10.
Indice UV
Più è alto l’indice più elevata sarà la radiazione UV in arrivo sulla superficie e di conseguenza minore dovrà essere il tempo di esposizione al sole.
Previsione Indice UV Il Centro Epson Meteo elabora quotidianamente una previsione sull’Italia dell’Indice UV
Il vapore acqueo è presente quasi esclusivamente nella troposfera e sebbene la sua concentrazione sia piuttosto modesta (1-10 grammi per kg di aria umida), il suo ruolo in atmosfera è fondamentale
L’aria ha un contenuto di vapore nella percentuale massima del 4% in volume, con ampie variazioni sia nel tempo che nello spazio
La sua importanza è legata al fatto che è l’unico tra i gas atmosferici a subire cambiamenti di stato nell’intervallo di pressione e temperatura che si osservano in atmosfera: la maggior parte dell’H2O si trova sotto forma di vapore
Umidità dell’aria
Da un punto di vista termodinamico perché si abbia condensazione o
sublimazione del vapore acqueo deve essere raggiunta la condizione di
saturazione
Un dato volume d’aria si dice saturo quando ha raggiunto la
massima quantità di vapore acqueo che può contenere ad
una data temperatura e pressione (vapor saturo)
Saturazione dell’aria
Se in una data massa d’aria in condizioni di saturazione l’umidità aumenta ulteriormente, il vapore in eccesso condensa in goccioline d’acqua
Il livello di saturazione, ossia la quantità massima di vapore acqueo che può essere contenuta in un data massa d’aria dipende dalla temperatura:
Quanto più elevata è la temperatura, tanto maggiore è la quantità massima di vapore acqueo che può essere contenuta in quel volume d’aria.
Saturazione dell’aria
In particolare, se la massa d’aria satura si trova in prossimità del suolo (p=1000 hPa), la quantità massima di vapore acqueo che può essere contenuta in 1 chilogrammo di aria satura in funzione della temperatura è quella riportata nella seguente tabella:
T (°C) -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40
Q (gv/kg) 0,08 0,2 0,8 1,8 3,7 7,5 14,5 26 45
Saturazione dell’aria
L’umidità relativa U è una grandezza igrometrica che esprime la vicinanza di una data massa d’aria alla saturazione.
U = mv/mvs
È definita come il rapporto percentuale tra la quantità di vapore mv
contenuta in un certo volume d’aria e la quantità massima di vapore
mvs (quantità di vapor saturo) ammessa in quel volume a quella temperatura:
U = 100% aria satura
U = 0% aria secca
Umidità relativa
U = mv/mvs
L’umidità relativa cresce all’aumentare della temperatura e viceversa
L’umidità relativa ha un andamento giornaliero: tende a salire durante la notte e a scendere durante il giorno
L’umidità relativa contribuisce a determinare la velocità di evaporazione dell’acqua: all’aumentare di U il processo di evaporazione rallenta, fino ad annullarsi quando l’umidità raggiunge il 100%
Umidità relativa
Lo stato di comfort o di disagio del nostro organismo dipende dall’umidità relativa dell’aria
Gli esseri viventi infatti “sentono” non la quantità effettiva di vapore presente nell’aria bensì la vicinanza o meno dell’aria alla saturazione
CALDO + UMIDITA’ = AFA !
Negli ambienti chiusi con una temperatura di 20 °C, l’umidità relativa
ottimale dal punto di vista del comfort fisiologico è intorno al 60%
Caldo afoso
Esprime la temperatura percepita dal nostro organismo in condizioni di temperature e tassi di umidità elevati
Indice di calore
Le nubi sono agglomerati visibili di particelle d’acqua allo stato liquido (goccioline) o solido (cristalli di ghiaccio)
in sospensione nell’atmosfera
Senza vapore acqueo nell’atmosfera non esisterebbero le nubi e le conseguenti precipitazioni
(pioggia, neve o grandine)
Nuvole
Da un punto di vista termodinamico perché si abbia condensazione o sublimazione del vapore acqueo deve essere raggiunta
la condizione di saturazione (U = 100 %)
La formazione delle nubi è sempre legata a un processo di condensazione o di sublimazione del vapore acqueo presente nell’atmosfera che dà origine alle goccioline o ai cristalli di ghiaccio.
Formazione delle nuvole
Se in una massa d’aria in condizioni di saturazione l’umidità aumenta ulteriormente, il vapore in eccesso condensa in goccioline d’acqua
Curiosità
Bergamo scienza 2012
Ecco cosa si vede dalla Luna
Senza atmosfera il cielo lo vedremmo così: nero costellato di stelle anche di giorno con il Sole che illuminerebbe la Luna come se fosse notte
Bergamo scienza 2012
Bergamo scienza 2012
Ma perché il cielo azzurro ?
Il cielo non è nero perché le molecole d’aria sono in grado di diffondere in tutte le direzioni i diversi colori che costituiscono il fascio di luce bianca del Sole, un po’ come fa un irrigatore da giardino con l’acqua. Il fenomeno prende il nome di diffusione di Rayleigh
Ma perché il cielo è blu e non verde, giallo o rosso? La spiegazione è semplice, perché il blu viene diffuso dal’atmosfera più degli altri colori, ad esempio 6 volte di più del rosso.
La superficie della Luna che, come è noto, è priva di una sua atmosfera, ha l’aspetto di una enorme groviera, così tanti sono i crateri prodotti dalle numerose collisioni con meteoriti piombati dallo spazio
Anche la superficie del nostro pianeta avrebbe avuto un aspetto simile se l’atmosfera non avesse frenato questi meteoriti, facendoli incendiare a seguito dell’enorme calore sprigionato per attrito fino a dissolverli prima che raggiungano il suolo
Atmosfera e meteoriti
Il nostro pianeta è costantemente bombardato da un flusso di particelle cariche in arrivo dallo spazio e generato dalle stelle: è costituito essenzialmente da elettroni, protoni, nuclei di elio (particelle alfa della radioattività) e atomi pesanti ionizzati. L’insieme di queste particelle cariche prende il nome di raggi cosmici o di vento solare nel coso in cui sia quello generato dal nostro sole. L’intensità del vento solare varia in rapporto all’attività delle macchie solari.
Vento solare
Nei periodi di elevata attività solare questo flusso di particelle elettromagnetiche aumenta perché sulla superficie della nostra stella si moltiplicano delle vere e proprie eruzioni di plasma incandescente come quelle mostrate in questa spettacolare immagine osservate il 6 marzo del 2012
Eruzioni solari
Eruzione solare
Tali esplosioni proiettano materia solare a milioni di chilometri di distanza
Vento solare
Vento solare
Le eruzione solari sono esplosioni gigantesche anche se paragonate alle dimensioni del nostro Pianeta
Viaggiando ad una velocità di circa 800 km/sec il vento solare impiega poco più di 2 giorni (52 ore) a percorrere i 150.000.000 milioni di km che separano la Terra dal Sole; molto di più rispetto agli 8 min e 20 sec impiegati dalla luce
Vento solare
A proteggerci dal vento solare ci pensa il campo magnetico generato dalla Terra la cui azione si estende fino a circa 60.000/90.000 km di altezza, la distanza giusta per bloccare in tempo utile il bombardamento di queste pericolose particelle.
Campo magnetico terrestre
Il campo magnetico terrestre riesce a deviare e a intrappolare la quasi totalità del vento solare nelle due fasce di Van Allen: la prima posta a un distanza di circa 3.500 km dalla Terra e, la seconda, intorno a 15.000-20.000 km.
Campo magnetico terrestre
Tempeste magnetiche
Quando le eruzioni solari sono più attive e intense, l’intenso flusso di particelle provenienti dal sole disturba e modificare il campo magnetico terrestre dando origine alle “tempeste magnetiche” che sono in grado di influenzare molte attività umane
Tempeste magnetiche
Durante il picco di attività del 1989, l’intera provincia canadese del Québec rimase al buio per 9 ore e, negli anni ’98-’99, almeno un paio di satelliti di telecomunicazioni andarono fuori uso a causa del forte bombardamento solare a causa di un massimo di attività il cui apice fu raggiunto nel 2000.
Anche se al momento non esistono ricerche e studi seri, sembra che queste tempeste magnetiche non abbiano una influenza sulla salute dell’uomo e in generale della biosfera
L’attraversamento delle fasce di Van Allen rappresenta invece un pericolo per gli equipaggi impegnati in missioni spaziali: in queste fasce le particelle cariche del vento solare si muovono velocemente andando da polo a polo
Aurore polari
L’attraversamento delle fasce di Van Allen rappresenta un pericolo per gli equipaggi impegnati in missioni spaziali: in queste fasce le particelle cariche del vento solare si muovono velocemente andando da polo a polo
In corrispondenza dei due Poli le particelle del vento solare riescono a infiltrarsi nell’alta atmosfera fino a quote relativamente basse (100-1000 km) e ad eccitare le molecole d’aria di azoto e ossigeno dando luogo a spettacolari giochi di luci e colori: le aurore polari.
Le aurore del Polo Nord sono dette aurore boreali mentre quelle che si osservano al Polo Sud sono chiamate aurore australi
Aurore polari
Periodicamente il campo magnetico terrestre subisce un’inversione (i due poli si scambiano di posto), con un ritmo di circa 250.000 anni.
Ma nel periodo – più o meno lungo – in cui i poli sud e nord magnetici stanno per invertirsi, la Terra viene a perdere il suo naturale scudo spaziale, esponendo così gli esseri viventi a una dose massiccia di particelle solari dannose.
La scomparsa dei dinosauri è stata da qualcuno addebitata a una fase, più lunga che mai, di azzeramento del campo magnetico terrestre e che avrebbe fatto sì che le particelle nocive solari avessero colpito soprattutto le specie animali con maggiore superficie corporea.
Inversione campo magnetico
Perché esista un pianeta come la Terra non è sufficiente la presenza di acqua ma è necessario che sia dotato di
Atmosfera Campo magnetico
