Atmosfera Terrestre e Geografia Astronomica

Nonna lezione del mio corso di Geografia Astronomica. Questa è l'ultima lezione che sarà in comune con questo corso, perché poi si biforcherà in due corsi, Scienze della Terra e Geografia Astronomica, appunto. In questa lezione parleremo dell'atmosfera terrestre. Allora, la composizione chimica dell'atmosfera è fatta principalmente dal 78% di azoto, un 21% o quasi 21% perché ha circa di ossigeno e un 1% di altri gas. Qui vediamo il dettaglio sugli altri gas. Sono principalmente argona e di carbonica, che è fondamentale per l'equilibrio dell'effetto Serra, il neon, elio, metano, cripton, idrogeno, potassio, protossido di azoto e xenon. Queste sono le varie percentuali che compongono gli altri gas dell'atmosfera. Però principalmente la composizione è fatta per un quinto di ossigeno e per i restanti quattro quinti quasi tutto quanto azoto, che è un gas neutro per quanto riguarda le varie reazioni chimiche, mentre l'ossigeno è molto reattivo e vedremo che quando faremo esobiologia nel corso di geografia astronomica l'ossigeno è praticamente un gas indice di una biosfera attiva, perché... È un gas che così da solo in atmosfera non può restare, reagirebbe con qualsiasi cosa, dalle rocce della costa terrestre all'acqua fino a reazioni fotochimiche con la luce solare. Quindi di conseguenza l'atmosfera terrestre è un'atmosfera fortemente ossidativa fuori equilibrio. Se c'è così tanto ossigeno nell'atmosfera è perché c'è un fenomeno che continua a produrlo in continuazione. Quello che sappiamo noi è che l'unico fenomeno che conosciamo che produce così tanto ossigeno è la vita, quindi il fatto che ci sia così tanto ossigeno in atmosfera è un indice di una biosfera attiva. Vedremo che quando faremo la sua biologia, uno dei modi per capire se su un pianeta alieno ci sia la vita è capire se c'è praticamente un'altra componente d'ossigeno nella propria atmosfera. Così tanto ossigeno significa una biosfera attiva. Vediamo che l'atmosfera è stratificata secondo questa sequenza. Come ho detto nella lezione precedente, la Terra è deformata, è schiacciata ai poli e allargata all'equatore. Questo è dovuto alla rotazione del pianeta e si amplifica notevolmente con l'atmosfera, perché essendo un fluido la deformazione si amplifica rispetto alla crosta terrestre. Vediamo quindi che l'altezza di vari strati varia praticamente con la latitudine. Ad esempio la troposfera, qui mettiamo una media di spessore di 10 km, verso i poli si assottiglia fino a 8 km, mentre all'equatore può raggiungere una quota di 12 km. Quindi l'atmosfera, seguendo la deformazione del pianeta, si assottiglia i poli e si allarga l'equatore. Poi vediamo che nella troposfera abbiamo quello strato in cui avvengono tutti i fenomeni atmosferici, dalla pioggia alla grandine alla neve, e tutte le nuvole che fanno parte del ciclo idrologico dell'acqua. quasi trovano in questo strato. Nessuna montagna riesce a superare questo limite perché la montagna più alta è il Monte Everest che non raggiunge i 9 km di altezza. Mentre abbiamo poi la stratosfera che si trova tra i 10 e i 50 km dove al suo interno ospita l'ozonosfera, ovvero quello strato di ozono che ci protegge dai raggi ultravioletti del Sole. Poi abbiamo tra i 50 e gli 80 km la mesosfera. tra gli 80 e i 190 km la mesosfera e poi praticamente a quote variabile, sfuma, abbiamo l'esosfera, dove di giorno è più estesa rispetto alla notte che è più a riposo. Questo perché l'atmosfera colpita dai raggi solari si espande fino ad alte quote e poi di notte si raffredda e riprecipita. Quindi abbiamo questo strato che varia durante le ore del giorno. Un'altro cosa che volevo dirvi è praticamente la temperatura. cioè questi strati praticamente si differiscono per la variazione di temperatura, per esempio, come conosciamo tutti quanti bene, nella troposfera man mano che si va verso l'alto fa più freddo, infatti quando saliamo in montagna la temperatura si abbassa notevolmente. Poi nella stratosfera avviene l'inverso, ovvero aumentando l'altezza aumenta la temperatura. Nessuno di noi può sperimentare questa cosa perché di fatto, come detto prima, non c'è nessuna montagna che ci fa raggiungere questo stato dell'atmosfera addirittura gli aerei non raggiungono perché gli aerei arrivano a quote di 10 km però questo strato di ozono trattenendo l'energia solare dei raggi eutafioletti riscalda questo strato quindi qui praticamente salendo verso l'alto subiamo un riscaldamento proprio perché in questo strato c'è l'accumulo dei raggi eutafioletti che non riescono a passare per nostra fortuna al di sotto poi abbiamo un ulteriore raffreddamento con la quota che è la mesosfera e poi con l'inizio della ionizzazione atmosferica tratta quota abbiamo di nuovo una risalita delle temperature proprio perché aumentando di quota aumenta quindi la radiazione solare che ionizza l'atmosfera e l'atmosfera ionizzata di fatto si riscalda però diciamo che a questa altezza il gas che compone atmosfera è talmente rarefatto che magari anche immergendoci una mano o qualche sensore nonostante le temperature siano molto alte siano comunque poco percepibili perché un gas così allefatto non riuscirebbe comunque sia a trasmettere questo calore agli oggetti in cui vi sono immersi. E poi l'isosfera, come detto prima, è la zona più esterna della Terra, qui abbiamo che durante il giorno si comporta in un modo perché subisce una determinata radiazione, durante la notte invece va a riposo e anche da questo fenomeno dipende la capacità che ha l'ionosfera di riflettere le onde radio sulla Terra. Qui abbiamo sempre un grafico che ci mostra l'andamento delle temperature con la quota. Il primo fenomeno principale che dobbiamo ringraziare all'atmosfera è l'effetto Serra. Nonostante oggi se ne parli così tanto e presentato come un problema per l'umanità, senza l'effetto Serra naturale la Terra non sarebbe abitabile. Ci troviamo comunque a 150 mm2 da Sole e a questa distanza senza un'atmosfera che trattiene calore restaremo comunque almeno 20 gradi centigradi quindi non avremo acqua liquida in superficie non ci sarebbe la vita l'atmosfera con una coperta trattiene il calore e fa si che i raggi del sole possano entrare convertirsi in energia termica e poi rimanere intrappolati dal vapore acqua e CO2 che sono presenti in atmosfera tenendo il pianeta caldo tant'è che anche durante la notte il pianeta non si raffredda tantissimo proprio perché questa coperta termica ci trattiene il calore del sole. Come funziona? I raggi del sole arrivano attraverso l'atmosfera sotto forma di raggi luminosi, quando vengono assorbiti dal suolo vengono riemessi sotto forma di raggi infrarossi, quindi di calore, a questa lunghezza d'onda il vapore acqueo ratio 2 trattiene e assorbe questi raggi mantenendo calda e tiepida l'atmosfera. Se non ci fosse tutto questo borafo e questa CO2, questi raggi si dispenderebbero nello spazio e la temperatura scenderebbe moltissimo. Questo è un grafico che fa vedere quanta energia riceviamo dal Sole. Praticamente quasi il 50% viene riflessa nello spazio, mentre un buon 55% riesce ad arrivare fino in superficie, ad essere assorbito dall'atmosfera e a mettere in moto tutti quei fenomeni atmosferici che vanno dalle piogge, evaporazione, venti e tutti quei fenomeni che mantengono attivi i processi atmosferici e circolazioni oceaniche. Come vedete il gas di effetto serra ha il suo ruolo perché se non ci fossero questi gas, buona parte del 55% del calore che riesce a passare attraverso l'atmosfera si perderebbe subito e invece riesce a essere trattenuto fin tanto. che ci basta. Vedremo poi dopo che oggi stiamo modificando artificialmente l'effetto serra e stiamo aumentando la quota di calore che l'atmosfera trattiene durante la notte e questo è un problema perché se fa troppo caldo rischiamo di avere dei cambiamenti climatici non attesi e soprattutto non graditi. Ecco, in questa fotografia si vede benissimo la stratificazione delle temperature in atmosfera. A bassa quota vediamo un ambiente praticamente tiepido, dove la vegetazione riesce a vivere senza problemi. Man mano che saliamo verso l'alto, le temperature impediscono all'acqua di essere liquida e impedisce quindi alla vegetazione di poter colonizzare queste zone qua sopra. Quindi in questa fotografia possiamo vedere la sintesi di quello che ho detto fino adesso, cioè nella parte bassa dell'atmosfera, vapore e acqua che è molto pesante, ma anche CO2 si accumulano trattenendo il calore, quindi rendendo la superficie terrestre un posto abitabile, non appena ci alziamo di qualche chilometro, ecco che il vapore e acqua, la CO2 e gli atti di casa serra non sono più sufficienti a trattenere quel calore indispensabile a mantenere l'acqua allo stato liquido e di conseguenza a rendere l'ambiente più caldo. idoneo alla vita, infatti vedete che se non ci fosse l'atmosfera tutto il pianeta sarebbe molto più freddo e invece basta questo piccolo strato di 5 o 6 km per renderlo abitabile. Già a 6 km la densità dell'aria è molto bassa. Le temperature sono molto fredde. Anche all'equatore abbiamo che a 6.000 km siamo in condizioni di ghiaccio estremo. Fino a pochi anni fa c'era il Chilimangiaro che con i suoi 5.500 m conservava ghiacciai perenni all'equatore. Oggi con il riscaldamento globale i ghiacciai sono quasi tutti sciolti, di conseguenza dobbiamo andare un po' più in alto per trovare ghiacciai perenni anche a quella latitudine. Però come vedete... Questa immagine raffigura benissimo la situazione in cui ci troviamo. Come funziona la circolazione atmosferica? Come vedete qui l'atmosfera è più sottile ai poli e più spessa all'equatore. Consideriamo il caso semplice di una terra che non ruota, che subisce massimo irraggiamento all'equatore. A questa latitudine l'irraggiamento forte riscalda l'aria e la fa espandere. L'aria espansa, diventa più leggera e sale verso l'alto. Non appena sale si raffredda. e comincia a ridiscendere, però prima di farlo viene scansata a nord e a sud da altra aria che sale dalla superficie. Questo fa sì che mentre si sposta verso nord e verso sud, l'aria accede, il calore si raffredda e ridiscende, creando questo movimento di salita e ridiscesa. Allora, se la Terra non ruotasse, questo sarebbe il moto dell'atmosfera, ovvero praticamente... una zona equatoriale dove l'aria si surriscalda e risale e una zona polare con due grandi buchi a nord e a sud dove quest'aria ricade e ritorna attraverso la superficie discendendo verso l'equatore. Però visto che la Terra ruota questa situazione è un po' complicata ed ecco qua la rotazione terrestre va un po' a incasinare questo sistema dove abbiamo quindi queste celle che non solo subiscono questo movimento dai poli verso l'equatore, ma che poi subiscono anche tramite la forza di Corioli una deviazione da est verso ovest dovuta proprio alla rotazione del pianeta e quindi abbiamo che ci sono queste celle con queste fasce di venti. Visto che la Terra ruota da ovest verso est abbiamo che il fluido, cioè l'atmosfera che si trova di sopra crea queste celle di movimento, quindi abbiamo delle celle polari che praticamente ruotano mantenendo sempre una bassa pressione ai due poli. Poi abbiamo una zona di venti occidentali nella fascia temperata, che ci interessa particolarmente, e una zona di ali 6 nella fascia tropicale. Questo meccanismo si riflette nell'altro emisfero. Quali sono quindi i punti importanti? Qui abbiamo la zona di massimo raggiamento e quindi anche massima evaporazione, dove praticamente proprio per questo motivo... piove tutti i giorni. Come vedete le celle costringono i venti a muoversi verso l'equatore, qualsiasi nuvola che si forma qui per evaporazione rimarrà imprigionata in questa fascia equatoriale, per questo noi abbiamo le piogge in contrazione, tutte le foreste pluviali si trovano nella fascia equatoriale. Come vedete invece abbiamo nelle zone tropicali due condizioni opposte all'equatore. qui e qui praticamente i venti soffiano a nord e a sud e quindi qualsiasi nuvola si formi qua non ci rimane ma viene risucchiata o a nord o a sud creando una fascia tropicale sud e tropicale nord dove praticamente non piove mai infatti tutti i deserti poi per questo motivo sono allineati lungo le fasce tropicali. E poi abbiamo invece i venti occidentali, dove praticamente c'è la convergenza di nuvole nella zona qui. Come vedete, non a caso c'è l'Inghilterra, che è ben nota per la sua... suo clima umido. Quindi diciamo che questo è il meccanismo base con cui c'è un movimento dai poli verso l'equatore e questo è il meccanismo con cui la rotazione terrestre va a complicare tutto quanto il sistema, creando poi il complesso clima che caratterizza il pianeta. Qui ecco vediamo una foto satellitare che ci mostra la fascia equatoriale con tutte le nuvole che rimangono intrappolate dagli alisei e quindi abbiamo che tutte le foreste pluviali si tornano proprio all'equatore per questa... fascia di precipitazioni costante e continua mantenuta da quest'elisei e che poi invece come vedete il cielo è ben sereno nelle zone tropicali perché questi venti, sempre gli elisei e i venti occidentali, divergono spostando qualsiasi nuvola che si possa formare a queste latitudini e poi come vedete ritorna la nuvolosità. nelle zone temperate proprio perché qui poi le celle convergono in un nuovo meridiano umido. Come vedete in questa bellissima animazione della NASA si può vedere la circolazione atmosferica e come praticamente le dinamiche appena spiegate vanno poi a riflettersi su questa animazione. Vedete qui la nuvolosità concentrata all'equatore, ora qui vedete tutti i dati che sono stati raccolti in questi anni a questi satelliti e tutte le precipitazioni risulteranno con... concentrate nelle fasce indicate prima, ovvero all'equatore perché le circolazioni degli alisei imprigiona le nuvole che si formano a queste latitudini, le precipitazioni che sono nelle zone temperate, perché anche qui c'è la convergenza della cella polare e dei venti occidentali che imprigiona le nuvole a queste latitudini, e poi si vedono benissimo le zone desertiche, lunghi e tropici, dove non ci sono precipitazioni, proprio perché le celle degli alisei e dei venti occidentali divergono spostando l'aria a nord a sud e quindi portandosi all'umidità. Quindi vedete come la circolazione atmosferica spiegata nello schema della risalata precedente si riflette poi su questa animazione che raccoglie i dati dei rilevamenti satellitari della NASA svolti in più di un anno. Questa è la fascia equatoriale dove si concentrano le nuvole che si formano a questa attitudine grazie ai layer 6 che convergono lungo l'equatore e qui abbiamo praticamente... tutte le foreste pluviali proprio grazie a queste precipitazioni. Qui nell'Africa si vede benissimo come finisce la zona desertica con quella pluviale e poi abbiamo come vedete le fasce desertiche Vedremo dopo che l'India è un caso eccezionale, il caso dell'Himalaya, però le zone desertiche si trovano praticamente lungo le zone tropicali perché qui i venti divergono e spostano via le nuvolosità. Ecco, queste sono le temperature. Come vedete la zona più calda del pianeta è l'equatore e ovviamente è anche la zona più riscaldata, quindi l'aria viene scaldata maggiormente all'equatore e poi le correnti portano questo calore alle diverse latitudini. Lo scontro di aria fredda e poli e aria calda all'equatore poi crea queste turbulenze e spesso anche gli uragani. Qui vediamo i valori vettoriali dei venti che seguono comunque sia lo schema e ora tutti i layer di questi stati vengono inseriti per formare un quadro generale della situazione. Quindi vedete le zone calde all'equatore, come queste influenzano sullo spostamento della circolazione oceanica, atmosferica e varie precipitazioni. Vedremo poi che l'India è un caso a parte a causa dell'Himalaya che altera questa zona del mondo. Ringraziamo la NASA per questa bellissima animazione. Quindi vediamo poi come questa circolazione va a riflettersi sui primi della Terra. Quindi vediamo la zona... intertropicale calda dove ci sono i deserti e le zone pluviali, poi vediamo le zone temperate dove ci sono le foreste temperate e le stagioni come le conosciamo noi e poi ci sono le zone polari dove fa sempre freddo. e le temperature sono sempre o quasi sempre al di sotto dello zero. Quindi diciamo che questa circolazione che vedete qua poi va a condizionare i climi del pianeta. Ovviamente poi questi fenomeni risentono della geografia, quindi i limiti delle zone non sono nette proprio perché terre emesse, catene montuose, oceani e mari vanno poi a influire sui limiti di queste zone. Vediamo qui un maggiore dettaglio dei vari climi, ci sono le foreste che si trovano sia all'equatore che nelle zone temperate, i deserti come detto prima allineati lungo le zone tropicali, a parte qui l'India che è un'anomalia perché c'è la catena mondiale. montosa dell'Himalaya che impedisce all'umidità proveniente dal cione indiano di scavalcarle e di andare oltre, quindi di fatto in India abbiamo una zona molto piovosa dove dovrebbe esserci un deserto. e un deserto dove dovrebbe esserci una zona molto piovosa, quindi vedete come in questo caso la geografia va totalmente a sconvolgere la normalità del resto del globo. Ecco qui vediamo alcuni climi, queste sono le zone dove ci sono le foreste pluviali, quindi le precipitazioni sono elevate, proprio perché i venti imprigionano la circolazione atmosferica a questa latitudine. Poi abbiamo le zone desertiche, come detto prima, allineate lungo i tropici a parte il caso del deserto. deserto del Gopi e perché la catena montuosa dell'Himalaya scombussola questa parte di mondo. Poi abbiamo le foreste temperate, dove ci sono le quattro stagioni ben definite, poi abbiamo le foreste boreali, quelle abituate a climi molto più rigidi e freddi, e poi abbiamo invece le zone glaciali dove la temperatura non sale mai oltre i zero gradi. Parliamo ora dell'inquinamento dell'atmosfera. Da quando l'umanità ha cominciato a bruciare petrolio e carbone, di fatto ha cominciato ad alterare la composizione chimica dell'atmosfera. Bruciando petrolio e carbone, infatti, immettiamo nell'atmosfera enormi quantità di CO2, molto superiori a quelli che la biosfera e gli oceani riescono ad assorbire. Dall'inizio dell'era industriale ad oggi, la concentrazione della CO2 si è quasi raddoppiata. Siamo passati da una... una concentrazione che era di 278 parti per milione prima dell'epoca preindustriale, quindi qua nel 1700, Poi quando in Inghilterra e poi nel resto del mondo la rivoluzione industriale da prima col carbone e poi col petrolio ha cominciato a prendere piede, ecco che vediamo un'impennata della concentrazione di carbonio. Siamo già arrivati, ora questo è un grafico vecchio, ma siamo già oggi arrivati a superare i 400 parti per milione. Secondo le stime degli scienziati il punto di non ritorno sono intorno ai 500-550 parti per milione dove... oltre al quale il meccanismo di cambiamento climatico comincia con dei feedback positivi in cui non è più possibile fermarlo, ma andrà avanti per conto suo. Quindi abbiamo ancora circa 10 anni prima di raggiungere la concentrazione limite di 550 parti per milione. Al momento attuale stiamo aumentando di 2 parti per milione all'anno, quindi è tantissimo l'acqua di Aesio 2 immessa dall'umanità nell'atmosfera. Anche questo video della NASA ci mostra invece un altro dato importante, qui si vede la diffusione della CO2 in atmosfera. Sono rilevamenti di un anno e vediamo che in inverno nell'emisfero nord, dove c'è la massima concentrazione della civiltà umana, praticamente c'è la massima emissione di attività inquinanti. Vedete qua la Cina, praticamente è un paese ciminiera. però anche l'Europa e gli Stati Uniti sono molto inquinanti. Quindi sono attività estrattive del petrolio che si vedono dalle sabbie bituminose. Che cosa succede quando arriva l'estate? Quando arriva l'estate la vegetazione nell'emissario nord comincia a fiorire e buona parte della CO2 emessa in atmosfera viene riassorbita dalla fotosintesi della vegetazione. dell'emissario nord che rinasce con la primavera e l'estate. Ora adesso siamo ancora ad aprile, ma adesso vedete che con l'aumento del raggiamento solare nell'emissario nord e quindi l'arrivo della bella stagione, la vegetazione fiorirà e assorbirà gran parte della CO2 emessa dalle nostre industrie. Già qui si comincia a vedere in America qualcosa, però vediamo che l'enorme foresta siberiana e la grande... e' tali che è presente in canada cominciano ad assorbire ecco sta succedendo tutta la sud 2 e messa durante l'inverno da attiva umane non tutto purtroppo perché in parte rimane sempre in atmosfera larga inverno arriva nel mistero sud e quindi le piante del mistero sud cominciano ad andare in letargo però visto che ci sono poche civiltà poche attività umane messo su dell'inquinamento durante l'inverno australe è molto ridotto c'è qui giusto un po in africa sta bruciando un po' come vedete però non riesce ad assorbire tutta la CO2 emessa da normalità che comunque sia è cumulativa e con il passare degli anni si accumula in atmosfera sempre di più quindi in realtà la CO2 sta aumentando in atmosfera adesso che ritorna l'inverno nell'emisfero nord la vegetazione comincia a tornare in quiescenza quindi a dormire e la CO2 che non ha mai smesso di essere emessa, ricomincia ad accumularsi nell'emissario nord. Quindi vediamo che adesso, con l'arrivo dell'inverno qui nel Nord America e in Europa e in Cina, riaumenta l'accumulo di CO2 che non viene più assorbito dalla biosfera. Questo fenomeno purtroppo fa sì che anno dopo anno la CO2 non fatta che aumentare e questo potente gas serra sta modificando radicalmente il clima del pianeta. Questi bellissimi dati della NASA che sono stati raccolti nell'arco di un anno intero ci mostrano quali sono le dinamiche che stanno modificando il pianeta. Gran parte della soluzione ai cambiamenti climatici si traducerebbe in una maggiore cura delle foreste e della biosfera. Purtroppo però le attività umane stanno anche deforestando le foreste e quindi stanno andando a colpire proprio quella parte della natura e del pianeta che ci potrebbe salvare. Ringraziamo anche qui la NASA per questo bellissimo video. Vediamo chi è principalmente che sta inquinando l'atmosfera. Allora qui in questo grafico vediamo dei dati interessanti. Qui abbiamo gli anni e la quantità di CO2 immessa nell'atmosfera, sempre in continua crescita, e fino a 2008, quindi sono dati abbastanza recenti. Vediamo qui un caso interessante. Gli USA sono sempre stati i maggiori inquinatori del pianeta, fino a un certo punto, dal 2004 in poi, la Cina... ha cominciato a inquinare più degli americani. Vedremo poi in realtà che è un discorso un po' più complesso, perché gli americani sono 250 milioni, la Cina sono quasi 2 miliardi, e di conseguenza, anche se tutta la Cina inquina di più gli Stati Uniti, il cittadino medio cinese da solo inquina meno dell'americano medio. Poi qui abbiamo l'India che sta cominciando anche oggi a crescere con la sua economia e poi gli altri paesi. Giusto la Russia dopo il crollo dell'Unione Sovietica ha avuto anche un crollo nei consumi, infatti la Russia è stata povera negli ultimi vent'anni e adesso sta ricominciando a crescere piano piano, sempre lentamente. Vediamo che la Germania è il paese occidentale che sta investendo moltissimo nelle rinnovabili e quindi nonostante... sia in pieno sviluppo economico, vedete che le sue emissioni stanno diminuendo, se tutto il mondo facesse come fa la Germania avremmo risolto il problema del cambiamento climatico, ma purtroppo non è così. E poi vediamo il Giappone che sta vivendo da molti anni una recessione economica e vediamo che le sue emissioni non sono fortissime, a parte questa crescita che c'è stata nell'anno 1960 e con la sua grande esplosione economica, poi questa lunga recessione che dura ancora oggi e che... la fa crescere molto lentamente andiamo a vedere invece di un altro discorso ovvero visto che la cina inquina più dell'america però in cina sono miliardi di persone quasi 2 e come vedete il cittadino medio cinese questi sono consumi pro capita il cittadino medio cinese inquina praticamente quasi tre volte di meno di un americano medio anzi americano medio poco più di tre volte come vedete americano medio consuma tonnellate di sodio all'anno mentre il cinese medio in europa siamo molto meglio gli Stati Uniti ma un po' peggio dei cinesi e inquiniamo tonnellate di CO2 a persona. Medio Oriente è quasi come l'Europa, l'Oceania inquinano più di noi ma tanto l'Australia è grande come l'Europa ma c'è meno gente che in Lombardia quindi alla fine questi tonnellate di CO2 all'anno per persona contano poco a livello globale. Poi abbiamo l'America Latina, l'Asia, scusa la Cina, l'Africa... e se facessimo una media sui 7 miliardi e mezzo di persone che vivono al mondo, ogni persona consuma pro capite tonnellate di CO2 all'anno. Quindi come vedete i maggiori spreconi del mondo sono gli americani. Ecco, questa invece è un'antropografia interessante che ci fa vedere qual è la percentuale delle attività economiche che incidono sull'inquinamento. Il trasporto, quindi macchine, autocarri, treni, aerei e navi. rappresentano il 19% di tutte le emissioni in atmosfera. Poi abbiamo il 21% di industria, quindi costruzioni anche di edifici, perché produrre cemento produce molta CO2. E poi la parte da leone, cioè quasi il 50% della CO2 prodotta dalle attività umane sono dovute alla combustione di petrolio e carbone per produrre corrente elettrica. Incredibile, ma vero, anche se siamo... nel ventunesimo secolo la produzione di energia elettrica è ancora affidata alla combustione di petrolio e carbone quindi noi siamo nel ventunesimo secolo ma andiamo avanti con centrali elettriche che vanno a petrolio e carbone nonostante da moltissimi decenni ci sono tecnologie verdi che ancora non riescono a prendere piede e poi abbiamo ancora il riscaldamento e rinfrescamento degli edifici cioè Tutti i sistemi di condizionamento dell'aria e di riscaldamento degli edifici da soli contribuiscono per il 10% alle emissioni di gas serra che stanno cambiando il clima del pianeta. E poi c'è questo 2% alto che sono tutte le altre attività che immettono CO2 in atmosfera. A quanto pare nel XXI secolo l'umanità si trova ad affrontare questo grave problema del cambiamento climatico e probabilmente non riusciremo a risolvere del tutto. perché tutti i dati ci dicono che abbiamo già superato il punto di non ritorno e che quello che possiamo sperare di fare ora non è più quello di evitare il cambiamento climatico, ma di limitarne i danni, ovvero invece di arrivare a un riscaldamento di 6°C come previsto nel pregio delle riporti, si potrebbe arrivare a quello di 2°C, che comunque sia creerà dei danni incalcolabili, perché è comunque una media, vuol dire che in alcuni punti la temperatura sale anche di 10°C. Andiamo avanti. Però c'è stato un altro caso in passato in cui l'umanità ha superato i limiti ambientali del pianeta e però è riuscita a correre dai pari in tempo e sistemare le cose. Ed è il caso dell'ozono. L'ozono è quello strato di ossigeno triatomico che si trova ad alta quota nella stratosfera, che ci protegge dai raggi oltreoletti. Se non ci fosse questo strato... in superficie non sarebbe possibile la vita perché questi raggi riescono a penetrare nelle cellule degli esseri viventi e a distruggere il DNA. Nel caso di esseri umani potrebbero farci venire dei tumori sulla pelle. Per fortuna da diversi milioni di anni a questa parte c'è questo strato di gas ad alta quota che ci protege dal raggio Tavoletti e ha reso la vita possibile. sulle terre emerse. Però che cosa è successo? Che praticamente nel ventesimo secolo gli esseri umani hanno cominciato a utilizzare i cloro-fluoro-carburi, i CFC, nelle bombolette spray e in tutta l'industria dei frigoriferi, perché praticamente è un gas utilizzato nel settore industriale del raffreddamento. Questi gas avevano il negativo effetto collaterale di arrivare ad alta quota e distruggere l'ozono, tant'è vero che nel 1980 la NASA trova un grosso buco nello zonno sopra l'antartido dove praticamente la circolazione atmosferica concentrava questi gas nel 1989 tutti i paesi del mondo si sono incontrati a montreal in canada e hanno creato questo accordo in cui bandivano per sempre dalla produzione industriale questi gas ci sono riusciti e nonostante negli anni 90 il buco dello zono ha continuato ad allargarsi dal 2000 a poi ha dato segni di ripresa Tant'è vero che oggi, questo è un dato del 2012, vediamo che il buco si sta ampiamente chiudendo ed è previsto che la chiusura completa avverrà nel 2050. Quindi, a differenza del problema che abbiamo oggi con il riscaldamento globale, questo è stato un limite del pianeta che l'umidità ha superato, ha reagito in tempo ed è riuscito a rimediare. Purtroppo non riusciamo a farlo con i cambiamenti climatici perché Mentre qui si trattava di cercare un gas sostituto per le bombolette spray, nel caso del cambiamento climatico ci vorrebbe un sostituto energetico, cioè un sostituto del petrolio e del carbone e non riusciamo ancora ad averlo. Tant'è vero che le energie rinnovabili sono ancora troppo costose per poter sostituire completamente il petrolio e il carbone che alimentano la nostra civiltà, senza contare tutti gli interessi di tanti poteri, forti e meno forti, che... si oppongono a questo cambiamento radicale. Vediamo adesso un'altra cosa, la magnetosfera. La Terra vive pericolosamente vicino al Sole, che è una stella comunque sia attiva, e ogni tanto il Sole ci lancia verso di noi queste palle di fuoco, di gas incandescente anche a 800 km al secondo. Per fortuna la Terra ha un campo magnetico, che ci protegge da queste pericolose bombe, meglio conosciute come tempeste solari, e fa sì che dopo miliardi di anni possiamo ancora godere di un'atmosfera molto densa, perché Marte, che non ha avuto questa fortuna, ha perso la sua atmosfera proprio a causa della mancanza del campo magnetico. Come abbiamo visto in una lezione precedente, c'è proprio un caso nel nostro sistema solare dove il campo magnetico ha ceduto. Questa è la Terra con il suo campo magnetico molto... denso e potente per nostra fortuna e questo è Marte che purtroppo ha perso il suo campo magnetico e di conseguenza ha perso anche la sua atmosfera. Infatti Marte essendo più piccolo si è raffreddato prima, il suo nucleo di ferro si è solidificato prima e ha perso il suo campo magnetico. Con il bombardamento per milioni di anni del vento solare senza la protezione di un potente campo magnetico come la Terra, nel tempo ha perso l'atmosfera. e ovviamente questo ha fatto sì che anche l'acqua sia evaporata e persa nello spazio. Quindi Marte ha avuto un passato ricco di acqua, con prove che c'è stata anche un'attività che ha prodotto molto ossigeno in atmosfera, quindi probabilmente la vita sul pianeta, fino ad essere oggi un deserto arido e con un'atmosfera molto sottile, e bombardato continuamente da forti radiazioni. Quindi per fortuna abbiamo questo potente campo magnetico, però in alcuni momenti il vento solare è talmente forte che comunque riesce a passare e passa attraverso questi buchi chiamati fasce di Van Allen. Cosa succede quando il vento solare riesce a passare in queste fasce di Van Allen? Che colpisce l'atmosfera, come vedete in questo caso, e genera le aurore boreali. Quindi quando il vento solare riesce a colpire l'atmosfera, in alta quota questa atmosfera si incendia. e crea questi bellissimi effetti visivi. Il verde è dovuto al contatto con l'ossigeno, il rosso mi pare all'azoto. Però comunque sia, il danno è talmente minimo che in milioni di anni la nostra atmosfera non ha mai subito forti perdite. E quindi grazie al campo magnetico così potente, dopo milioni di anni, siamo ancora qui a poter osservare questo bellissimo fenomeno atmosferico. Qui possiamo vedere come si svolge, diciamo che si formano questi fenomeni a forma di ciambella perché il campo magnetico canalizza lungo le fasce di Van Halen il vento solare sotto questa forma. E come vedete non scendono mai sotto determinate latitudini, però può capitare il caso in cui il vento solare è molto potente e a volte questi fenomeni si verificano anche a latitudini molto basse. Qui vediamo una fotografia. Questo è Polo Sud, qui si vede l'Antartide e questa è l'Australia e qui si vede benissimo nella foto l'aurora boreale che si sviluppa nella zona che in questo caso è notturna del pianeta e come vedete è verde perché sta colpendo l'ossigeno. Questa lezione è finita, però da qui in poi il mio corso si suddividerà in due corsi ben distinti. Per quanto riguarda geografia astronomica, la prossima lezione sarà dedicata a Marte. Mentre per quanto riguarda, con il nuovo corso, gli scienze della Terra, che comincia proprio dalla prossima lezione, mi concentrerò sugli oceani del pianeta. Se vi è piaciuta questa lezione, iscrivetevi al mio canale YouTube e seguitemi sulla mia pagina Facebook, Prof. Antonio Loiacono. Alla prossima lezione!

Allora, la composizione chimica dell'atmosfera è fatta principalmente dal 78% di azoto, un 21% o quasi 21% perché ha circa di ossigeno e un 1% di altri gas. Qui vediamo il dettaglio sugli altri gas. Sono principalmente argona e di carbonica, che è fondamentale per l'equilibrio dell'effetto Serra, il neon, elio, metano, cripton, idrogeno, potassio, protossido di azoto e xenon. Queste sono le varie percentuali che compongono gli altri gas dell'atmosfera. Però principalmente la composizione è fatta per un quinto di ossigeno e per i restanti quattro quinti quasi tutto quanto azoto, che è un gas neutro per quanto riguarda le varie reazioni chimiche, mentre l'ossigeno è molto reattivo e vedremo che quando faremo esobiologia nel corso di geografia astronomica l'ossigeno è praticamente un gas indice di una biosfera attiva, perché...

È un gas che così da solo in atmosfera non può restare, reagirebbe con qualsiasi cosa, dalle rocce della costa terrestre all'acqua fino a reazioni fotochimiche con la luce solare. Quindi di conseguenza l'atmosfera terrestre è un'atmosfera fortemente ossidativa fuori equilibrio. Se c'è così tanto ossigeno nell'atmosfera è perché c'è un fenomeno che continua a produrlo in continuazione.

Quello che sappiamo noi è che l'unico fenomeno che conosciamo che produce così tanto ossigeno è la vita, quindi il fatto che ci sia così tanto ossigeno in atmosfera è un indice di una biosfera attiva. Vedremo che quando faremo la sua biologia, uno dei modi per capire se su un pianeta alieno ci sia la vita è capire se c'è praticamente un'altra componente d'ossigeno nella propria atmosfera. Così tanto ossigeno significa una biosfera attiva.

Vediamo che l'atmosfera è stratificata secondo questa sequenza. Come ho detto nella lezione precedente, la Terra è deformata, è schiacciata ai poli e allargata all'equatore. Questo è dovuto alla rotazione del pianeta e si amplifica notevolmente con l'atmosfera, perché essendo un fluido la deformazione si amplifica rispetto alla crosta terrestre. Vediamo quindi che l'altezza di vari strati varia praticamente con la latitudine.

Ad esempio la troposfera, qui mettiamo una media di spessore di 10 km, verso i poli si assottiglia fino a 8 km, mentre all'equatore può raggiungere una quota di 12 km. Quindi l'atmosfera, seguendo la deformazione del pianeta, si assottiglia i poli e si allarga l'equatore. Poi vediamo che nella troposfera abbiamo quello strato in cui avvengono tutti i fenomeni atmosferici, dalla pioggia alla grandine alla neve, e tutte le nuvole che fanno parte del ciclo idrologico dell'acqua.

quasi trovano in questo strato. Nessuna montagna riesce a superare questo limite perché la montagna più alta è il Monte Everest che non raggiunge i 9 km di altezza. Mentre abbiamo poi la stratosfera che si trova tra i 10 e i 50 km dove al suo interno ospita l'ozonosfera, ovvero quello strato di ozono che ci protegge dai raggi ultravioletti del Sole. Poi abbiamo tra i 50 e gli 80 km la mesosfera. tra gli 80 e i 190 km la mesosfera e poi praticamente a quote variabile, sfuma, abbiamo l'esosfera, dove di giorno è più estesa rispetto alla notte che è più a riposo.

Questo perché l'atmosfera colpita dai raggi solari si espande fino ad alte quote e poi di notte si raffredda e riprecipita. Quindi abbiamo questo strato che varia durante le ore del giorno. Un'altro cosa che volevo dirvi è praticamente la temperatura. cioè questi strati praticamente si differiscono per la variazione di temperatura, per esempio, come conosciamo tutti quanti bene, nella troposfera man mano che si va verso l'alto fa più freddo, infatti quando saliamo in montagna la temperatura si abbassa notevolmente. Poi nella stratosfera avviene l'inverso, ovvero aumentando l'altezza aumenta la temperatura.

Nessuno di noi può sperimentare questa cosa perché di fatto, come detto prima, non c'è nessuna montagna che ci fa raggiungere questo stato dell'atmosfera addirittura gli aerei non raggiungono perché gli aerei arrivano a quote di 10 km però questo strato di ozono trattenendo l'energia solare dei raggi eutafioletti riscalda questo strato quindi qui praticamente salendo verso l'alto subiamo un riscaldamento proprio perché in questo strato c'è l'accumulo dei raggi eutafioletti che non riescono a passare per nostra fortuna al di sotto poi abbiamo un ulteriore raffreddamento con la quota che è la mesosfera e poi con l'inizio della ionizzazione atmosferica tratta quota abbiamo di nuovo una risalita delle temperature proprio perché aumentando di quota aumenta quindi la radiazione solare che ionizza l'atmosfera e l'atmosfera ionizzata di fatto si riscalda però diciamo che a questa altezza il gas che compone atmosfera è talmente rarefatto che magari anche immergendoci una mano o qualche sensore nonostante le temperature siano molto alte siano comunque poco percepibili perché un gas così allefatto non riuscirebbe comunque sia a trasmettere questo calore agli oggetti in cui vi sono immersi. E poi l'isosfera, come detto prima, è la zona più esterna della Terra, qui abbiamo che durante il giorno si comporta in un modo perché subisce una determinata radiazione, durante la notte invece va a riposo e anche da questo fenomeno dipende la capacità che ha l'ionosfera di riflettere le onde radio sulla Terra. Qui abbiamo sempre un grafico che ci mostra l'andamento delle temperature con la quota.

Il primo fenomeno principale che dobbiamo ringraziare all'atmosfera è l'effetto Serra. Nonostante oggi se ne parli così tanto e presentato come un problema per l'umanità, senza l'effetto Serra naturale la Terra non sarebbe abitabile. Ci troviamo comunque a 150 mm2 da Sole e a questa distanza senza un'atmosfera che trattiene calore restaremo comunque almeno 20 gradi centigradi quindi non avremo acqua liquida in superficie non ci sarebbe la vita l'atmosfera con una coperta trattiene il calore e fa si che i raggi del sole possano entrare convertirsi in energia termica e poi rimanere intrappolati dal vapore acqua e CO2 che sono presenti in atmosfera tenendo il pianeta caldo tant'è che anche durante la notte il pianeta non si raffredda tantissimo proprio perché questa coperta termica ci trattiene il calore del sole. Come funziona? I raggi del sole arrivano attraverso l'atmosfera sotto forma di raggi luminosi, quando vengono assorbiti dal suolo vengono riemessi sotto forma di raggi infrarossi, quindi di calore, a questa lunghezza d'onda il vapore acqueo ratio 2 trattiene e assorbe questi raggi mantenendo calda e tiepida l'atmosfera.

Se non ci fosse tutto questo borafo e questa CO2, questi raggi si dispenderebbero nello spazio e la temperatura scenderebbe moltissimo. Questo è un grafico che fa vedere quanta energia riceviamo dal Sole. Praticamente quasi il 50% viene riflessa nello spazio, mentre un buon 55% riesce ad arrivare fino in superficie, ad essere assorbito dall'atmosfera e a mettere in moto tutti quei fenomeni atmosferici che vanno dalle piogge, evaporazione, venti e tutti quei fenomeni che mantengono attivi i processi atmosferici e circolazioni oceaniche.

Come vedete il gas di effetto serra ha il suo ruolo perché se non ci fossero questi gas, buona parte del 55% del calore che riesce a passare attraverso l'atmosfera si perderebbe subito e invece riesce a essere trattenuto fin tanto. che ci basta. Vedremo poi dopo che oggi stiamo modificando artificialmente l'effetto serra e stiamo aumentando la quota di calore che l'atmosfera trattiene durante la notte e questo è un problema perché se fa troppo caldo rischiamo di avere dei cambiamenti climatici non attesi e soprattutto non graditi.

Ecco, in questa fotografia si vede benissimo la stratificazione delle temperature in atmosfera. A bassa quota vediamo un ambiente praticamente tiepido, dove la vegetazione riesce a vivere senza problemi. Man mano che saliamo verso l'alto, le temperature impediscono all'acqua di essere liquida e impedisce quindi alla vegetazione di poter colonizzare queste zone qua sopra. Quindi in questa fotografia possiamo vedere la sintesi di quello che ho detto fino adesso, cioè nella parte bassa dell'atmosfera, vapore e acqua che è molto pesante, ma anche CO2 si accumulano trattenendo il calore, quindi rendendo la superficie terrestre un posto abitabile, non appena ci alziamo di qualche chilometro, ecco che il vapore e acqua, la CO2 e gli atti di casa serra non sono più sufficienti a trattenere quel calore indispensabile a mantenere l'acqua allo stato liquido e di conseguenza a rendere l'ambiente più caldo.

idoneo alla vita, infatti vedete che se non ci fosse l'atmosfera tutto il pianeta sarebbe molto più freddo e invece basta questo piccolo strato di 5 o 6 km per renderlo abitabile. Già a 6 km la densità dell'aria è molto bassa. Le temperature sono molto fredde.

Anche all'equatore abbiamo che a 6.000 km siamo in condizioni di ghiaccio estremo. Fino a pochi anni fa c'era il Chilimangiaro che con i suoi 5.500 m conservava ghiacciai perenni all'equatore. Oggi con il riscaldamento globale i ghiacciai sono quasi tutti sciolti, di conseguenza dobbiamo andare un po' più in alto per trovare ghiacciai perenni anche a quella latitudine.

Però come vedete... Questa immagine raffigura benissimo la situazione in cui ci troviamo. Come funziona la circolazione atmosferica?

Come vedete qui l'atmosfera è più sottile ai poli e più spessa all'equatore. Consideriamo il caso semplice di una terra che non ruota, che subisce massimo irraggiamento all'equatore. A questa latitudine l'irraggiamento forte riscalda l'aria e la fa espandere. L'aria espansa, diventa più leggera e sale verso l'alto. Non appena sale si raffredda.

e comincia a ridiscendere, però prima di farlo viene scansata a nord e a sud da altra aria che sale dalla superficie. Questo fa sì che mentre si sposta verso nord e verso sud, l'aria accede, il calore si raffredda e ridiscende, creando questo movimento di salita e ridiscesa. Allora, se la Terra non ruotasse, questo sarebbe il moto dell'atmosfera, ovvero praticamente...

una zona equatoriale dove l'aria si surriscalda e risale e una zona polare con due grandi buchi a nord e a sud dove quest'aria ricade e ritorna attraverso la superficie discendendo verso l'equatore. Però visto che la Terra ruota questa situazione è un po' complicata ed ecco qua la rotazione terrestre va un po' a incasinare questo sistema dove abbiamo quindi queste celle che non solo subiscono questo movimento dai poli verso l'equatore, ma che poi subiscono anche tramite la forza di Corioli una deviazione da est verso ovest dovuta proprio alla rotazione del pianeta e quindi abbiamo che ci sono queste celle con queste fasce di venti. Visto che la Terra ruota da ovest verso est abbiamo che il fluido, cioè l'atmosfera che si trova di sopra crea queste celle di movimento, quindi abbiamo delle celle polari che praticamente ruotano mantenendo sempre una bassa pressione ai due poli.

Poi abbiamo una zona di venti occidentali nella fascia temperata, che ci interessa particolarmente, e una zona di ali 6 nella fascia tropicale. Questo meccanismo si riflette nell'altro emisfero. Quali sono quindi i punti importanti?

Qui abbiamo la zona di massimo raggiamento e quindi anche massima evaporazione, dove praticamente proprio per questo motivo... piove tutti i giorni. Come vedete le celle costringono i venti a muoversi verso l'equatore, qualsiasi nuvola che si forma qui per evaporazione rimarrà imprigionata in questa fascia equatoriale, per questo noi abbiamo le piogge in contrazione, tutte le foreste pluviali si trovano nella fascia equatoriale.

Come vedete invece abbiamo nelle zone tropicali due condizioni opposte all'equatore. qui e qui praticamente i venti soffiano a nord e a sud e quindi qualsiasi nuvola si formi qua non ci rimane ma viene risucchiata o a nord o a sud creando una fascia tropicale sud e tropicale nord dove praticamente non piove mai infatti tutti i deserti poi per questo motivo sono allineati lungo le fasce tropicali. E poi abbiamo invece i venti occidentali, dove praticamente c'è la convergenza di nuvole nella zona qui. Come vedete, non a caso c'è l'Inghilterra, che è ben nota per la sua...

suo clima umido. Quindi diciamo che questo è il meccanismo base con cui c'è un movimento dai poli verso l'equatore e questo è il meccanismo con cui la rotazione terrestre va a complicare tutto quanto il sistema, creando poi il complesso clima che caratterizza il pianeta. Qui ecco vediamo una foto satellitare che ci mostra la fascia equatoriale con tutte le nuvole che rimangono intrappolate dagli alisei e quindi abbiamo che tutte le foreste pluviali si tornano proprio all'equatore per questa...

fascia di precipitazioni costante e continua mantenuta da quest'elisei e che poi invece come vedete il cielo è ben sereno nelle zone tropicali perché questi venti, sempre gli elisei e i venti occidentali, divergono spostando qualsiasi nuvola che si possa formare a queste latitudini e poi come vedete ritorna la nuvolosità. nelle zone temperate proprio perché qui poi le celle convergono in un nuovo meridiano umido. Come vedete in questa bellissima animazione della NASA si può vedere la circolazione atmosferica e come praticamente le dinamiche appena spiegate vanno poi a riflettersi su questa animazione. Vedete qui la nuvolosità concentrata all'equatore, ora qui vedete tutti i dati che sono stati raccolti in questi anni a questi satelliti e tutte le precipitazioni risulteranno con...

concentrate nelle fasce indicate prima, ovvero all'equatore perché le circolazioni degli alisei imprigiona le nuvole che si formano a queste latitudini, le precipitazioni che sono nelle zone temperate, perché anche qui c'è la convergenza della cella polare e dei venti occidentali che imprigiona le nuvole a queste latitudini, e poi si vedono benissimo le zone desertiche, lunghi e tropici, dove non ci sono precipitazioni, proprio perché le celle degli alisei e dei venti occidentali divergono spostando l'aria a nord a sud e quindi portandosi all'umidità. Quindi vedete come la circolazione atmosferica spiegata nello schema della risalata precedente si riflette poi su questa animazione che raccoglie i dati dei rilevamenti satellitari della NASA svolti in più di un anno. Questa è la fascia equatoriale dove si concentrano le nuvole che si formano a questa attitudine grazie ai layer 6 che convergono lungo l'equatore e qui abbiamo praticamente...

tutte le foreste pluviali proprio grazie a queste precipitazioni. Qui nell'Africa si vede benissimo come finisce la zona desertica con quella pluviale e poi abbiamo come vedete le fasce desertiche Vedremo dopo che l'India è un caso eccezionale, il caso dell'Himalaya, però le zone desertiche si trovano praticamente lungo le zone tropicali perché qui i venti divergono e spostano via le nuvolosità. Ecco, queste sono le temperature. Come vedete la zona più calda del pianeta è l'equatore e ovviamente è anche la zona più riscaldata, quindi l'aria viene scaldata maggiormente all'equatore e poi le correnti portano questo calore alle diverse latitudini. Lo scontro di aria fredda e poli e aria calda all'equatore poi crea queste turbulenze e spesso anche gli uragani.

Qui vediamo i valori vettoriali dei venti che seguono comunque sia lo schema e ora tutti i layer di questi stati vengono inseriti per formare un quadro generale della situazione. Quindi vedete le zone calde all'equatore, come queste influenzano sullo spostamento della circolazione oceanica, atmosferica e varie precipitazioni. Vedremo poi che l'India è un caso a parte a causa dell'Himalaya che altera questa zona del mondo. Ringraziamo la NASA per questa bellissima animazione. Quindi vediamo poi come questa circolazione va a riflettersi sui primi della Terra.

Quindi vediamo la zona... intertropicale calda dove ci sono i deserti e le zone pluviali, poi vediamo le zone temperate dove ci sono le foreste temperate e le stagioni come le conosciamo noi e poi ci sono le zone polari dove fa sempre freddo. e le temperature sono sempre o quasi sempre al di sotto dello zero.

Quindi diciamo che questa circolazione che vedete qua poi va a condizionare i climi del pianeta. Ovviamente poi questi fenomeni risentono della geografia, quindi i limiti delle zone non sono nette proprio perché terre emesse, catene montuose, oceani e mari vanno poi a influire sui limiti di queste zone. Vediamo qui un maggiore dettaglio dei vari climi, ci sono le foreste che si trovano sia all'equatore che nelle zone temperate, i deserti come detto prima allineati lungo le zone tropicali, a parte qui l'India che è un'anomalia perché c'è la catena mondiale.

montosa dell'Himalaya che impedisce all'umidità proveniente dal cione indiano di scavalcarle e di andare oltre, quindi di fatto in India abbiamo una zona molto piovosa dove dovrebbe esserci un deserto. e un deserto dove dovrebbe esserci una zona molto piovosa, quindi vedete come in questo caso la geografia va totalmente a sconvolgere la normalità del resto del globo. Ecco qui vediamo alcuni climi, queste sono le zone dove ci sono le foreste pluviali, quindi le precipitazioni sono elevate, proprio perché i venti imprigionano la circolazione atmosferica a questa latitudine.

Poi abbiamo le zone desertiche, come detto prima, allineate lungo i tropici a parte il caso del deserto. deserto del Gopi e perché la catena montuosa dell'Himalaya scombussola questa parte di mondo. Poi abbiamo le foreste temperate, dove ci sono le quattro stagioni ben definite, poi abbiamo le foreste boreali, quelle abituate a climi molto più rigidi e freddi, e poi abbiamo invece le zone glaciali dove la temperatura non sale mai oltre i zero gradi. Parliamo ora dell'inquinamento dell'atmosfera.

Da quando l'umanità ha cominciato a bruciare petrolio e carbone, di fatto ha cominciato ad alterare la composizione chimica dell'atmosfera. Bruciando petrolio e carbone, infatti, immettiamo nell'atmosfera enormi quantità di CO2, molto superiori a quelli che la biosfera e gli oceani riescono ad assorbire. Dall'inizio dell'era industriale ad oggi, la concentrazione della CO2 si è quasi raddoppiata. Siamo passati da una...

una concentrazione che era di 278 parti per milione prima dell'epoca preindustriale, quindi qua nel 1700, Poi quando in Inghilterra e poi nel resto del mondo la rivoluzione industriale da prima col carbone e poi col petrolio ha cominciato a prendere piede, ecco che vediamo un'impennata della concentrazione di carbonio. Siamo già arrivati, ora questo è un grafico vecchio, ma siamo già oggi arrivati a superare i 400 parti per milione. Secondo le stime degli scienziati il punto di non ritorno sono intorno ai 500-550 parti per milione dove... oltre al quale il meccanismo di cambiamento climatico comincia con dei feedback positivi in cui non è più possibile fermarlo, ma andrà avanti per conto suo. Quindi abbiamo ancora circa 10 anni prima di raggiungere la concentrazione limite di 550 parti per milione.

Al momento attuale stiamo aumentando di 2 parti per milione all'anno, quindi è tantissimo l'acqua di Aesio 2 immessa dall'umanità nell'atmosfera. Anche questo video della NASA ci mostra invece un altro dato importante, qui si vede la diffusione della CO2 in atmosfera. Sono rilevamenti di un anno e vediamo che in inverno nell'emisfero nord, dove c'è la massima concentrazione della civiltà umana, praticamente c'è la massima emissione di attività inquinanti.

Vedete qua la Cina, praticamente è un paese ciminiera. però anche l'Europa e gli Stati Uniti sono molto inquinanti. Quindi sono attività estrattive del petrolio che si vedono dalle sabbie bituminose. Che cosa succede quando arriva l'estate? Quando arriva l'estate la vegetazione nell'emissario nord comincia a fiorire e buona parte della CO2 emessa in atmosfera viene riassorbita dalla fotosintesi della vegetazione.

dell'emissario nord che rinasce con la primavera e l'estate. Ora adesso siamo ancora ad aprile, ma adesso vedete che con l'aumento del raggiamento solare nell'emissario nord e quindi l'arrivo della bella stagione, la vegetazione fiorirà e assorbirà gran parte della CO2 emessa dalle nostre industrie. Già qui si comincia a vedere in America qualcosa, però vediamo che l'enorme foresta siberiana e la grande... e' tali che è presente in canada cominciano ad assorbire ecco sta succedendo tutta la sud 2 e messa durante l'inverno da attiva umane non tutto purtroppo perché in parte rimane sempre in atmosfera larga inverno arriva nel mistero sud e quindi le piante del mistero sud cominciano ad andare in letargo però visto che ci sono poche civiltà poche attività umane messo su dell'inquinamento durante l'inverno australe è molto ridotto c'è qui giusto un po in africa sta bruciando un po' come vedete però non riesce ad assorbire tutta la CO2 emessa da normalità che comunque sia è cumulativa e con il passare degli anni si accumula in atmosfera sempre di più quindi in realtà la CO2 sta aumentando in atmosfera adesso che ritorna l'inverno nell'emisfero nord la vegetazione comincia a tornare in quiescenza quindi a dormire e la CO2 che non ha mai smesso di essere emessa, ricomincia ad accumularsi nell'emissario nord.

Quindi vediamo che adesso, con l'arrivo dell'inverno qui nel Nord America e in Europa e in Cina, riaumenta l'accumulo di CO2 che non viene più assorbito dalla biosfera. Questo fenomeno purtroppo fa sì che anno dopo anno la CO2 non fatta che aumentare e questo potente gas serra sta modificando radicalmente il clima del pianeta. Questi bellissimi dati della NASA che sono stati raccolti nell'arco di un anno intero ci mostrano quali sono le dinamiche che stanno modificando il pianeta.

Gran parte della soluzione ai cambiamenti climatici si traducerebbe in una maggiore cura delle foreste e della biosfera. Purtroppo però le attività umane stanno anche deforestando le foreste e quindi stanno andando a colpire proprio quella parte della natura e del pianeta che ci potrebbe salvare. Ringraziamo anche qui la NASA per questo bellissimo video. Vediamo chi è principalmente che sta inquinando l'atmosfera. Allora qui in questo grafico vediamo dei dati interessanti.

Qui abbiamo gli anni e la quantità di CO2 immessa nell'atmosfera, sempre in continua crescita, e fino a 2008, quindi sono dati abbastanza recenti. Vediamo qui un caso interessante. Gli USA sono sempre stati i maggiori inquinatori del pianeta, fino a un certo punto, dal 2004 in poi, la Cina...

ha cominciato a inquinare più degli americani. Vedremo poi in realtà che è un discorso un po' più complesso, perché gli americani sono 250 milioni, la Cina sono quasi 2 miliardi, e di conseguenza, anche se tutta la Cina inquina di più gli Stati Uniti, il cittadino medio cinese da solo inquina meno dell'americano medio. Poi qui abbiamo l'India che sta cominciando anche oggi a crescere con la sua economia e poi gli altri paesi. Giusto la Russia dopo il crollo dell'Unione Sovietica ha avuto anche un crollo nei consumi, infatti la Russia è stata povera negli ultimi vent'anni e adesso sta ricominciando a crescere piano piano, sempre lentamente. Vediamo che la Germania è il paese occidentale che sta investendo moltissimo nelle rinnovabili e quindi nonostante...

sia in pieno sviluppo economico, vedete che le sue emissioni stanno diminuendo, se tutto il mondo facesse come fa la Germania avremmo risolto il problema del cambiamento climatico, ma purtroppo non è così. E poi vediamo il Giappone che sta vivendo da molti anni una recessione economica e vediamo che le sue emissioni non sono fortissime, a parte questa crescita che c'è stata nell'anno 1960 e con la sua grande esplosione economica, poi questa lunga recessione che dura ancora oggi e che... la fa crescere molto lentamente andiamo a vedere invece di un altro discorso ovvero visto che la cina inquina più dell'america però in cina sono miliardi di persone quasi 2 e come vedete il cittadino medio cinese questi sono consumi pro capita il cittadino medio cinese inquina praticamente quasi tre volte di meno di un americano medio anzi americano medio poco più di tre volte come vedete americano medio consuma tonnellate di sodio all'anno mentre il cinese medio in europa siamo molto meglio gli Stati Uniti ma un po' peggio dei cinesi e inquiniamo tonnellate di CO2 a persona.

Medio Oriente è quasi come l'Europa, l'Oceania inquinano più di noi ma tanto l'Australia è grande come l'Europa ma c'è meno gente che in Lombardia quindi alla fine questi tonnellate di CO2 all'anno per persona contano poco a livello globale. Poi abbiamo l'America Latina, l'Asia, scusa la Cina, l'Africa... e se facessimo una media sui 7 miliardi e mezzo di persone che vivono al mondo, ogni persona consuma pro capite tonnellate di CO2 all'anno. Quindi come vedete i maggiori spreconi del mondo sono gli americani.

Ecco, questa invece è un'antropografia interessante che ci fa vedere qual è la percentuale delle attività economiche che incidono sull'inquinamento. Il trasporto, quindi macchine, autocarri, treni, aerei e navi. rappresentano il 19% di tutte le emissioni in atmosfera.

Poi abbiamo il 21% di industria, quindi costruzioni anche di edifici, perché produrre cemento produce molta CO2. E poi la parte da leone, cioè quasi il 50% della CO2 prodotta dalle attività umane sono dovute alla combustione di petrolio e carbone per produrre corrente elettrica. Incredibile, ma vero, anche se siamo... nel ventunesimo secolo la produzione di energia elettrica è ancora affidata alla combustione di petrolio e carbone quindi noi siamo nel ventunesimo secolo ma andiamo avanti con centrali elettriche che vanno a petrolio e carbone nonostante da moltissimi decenni ci sono tecnologie verdi che ancora non riescono a prendere piede e poi abbiamo ancora il riscaldamento e rinfrescamento degli edifici cioè Tutti i sistemi di condizionamento dell'aria e di riscaldamento degli edifici da soli contribuiscono per il 10% alle emissioni di gas serra che stanno cambiando il clima del pianeta.

E poi c'è questo 2% alto che sono tutte le altre attività che immettono CO2 in atmosfera. A quanto pare nel XXI secolo l'umanità si trova ad affrontare questo grave problema del cambiamento climatico e probabilmente non riusciremo a risolvere del tutto. perché tutti i dati ci dicono che abbiamo già superato il punto di non ritorno e che quello che possiamo sperare di fare ora non è più quello di evitare il cambiamento climatico, ma di limitarne i danni, ovvero invece di arrivare a un riscaldamento di 6°C come previsto nel pregio delle riporti, si potrebbe arrivare a quello di 2°C, che comunque sia creerà dei danni incalcolabili, perché è comunque una media, vuol dire che in alcuni punti la temperatura sale anche di 10°C. Andiamo avanti. Però c'è stato un altro caso in passato in cui l'umanità ha superato i limiti ambientali del pianeta e però è riuscita a correre dai pari in tempo e sistemare le cose.

Ed è il caso dell'ozono. L'ozono è quello strato di ossigeno triatomico che si trova ad alta quota nella stratosfera, che ci protegge dai raggi oltreoletti. Se non ci fosse questo strato... in superficie non sarebbe possibile la vita perché questi raggi riescono a penetrare nelle cellule degli esseri viventi e a distruggere il DNA. Nel caso di esseri umani potrebbero farci venire dei tumori sulla pelle.

Per fortuna da diversi milioni di anni a questa parte c'è questo strato di gas ad alta quota che ci protege dal raggio Tavoletti e ha reso la vita possibile. sulle terre emerse. Però che cosa è successo?

Che praticamente nel ventesimo secolo gli esseri umani hanno cominciato a utilizzare i cloro-fluoro-carburi, i CFC, nelle bombolette spray e in tutta l'industria dei frigoriferi, perché praticamente è un gas utilizzato nel settore industriale del raffreddamento. Questi gas avevano il negativo effetto collaterale di arrivare ad alta quota e distruggere l'ozono, tant'è vero che nel 1980 la NASA trova un grosso buco nello zonno sopra l'antartido dove praticamente la circolazione atmosferica concentrava questi gas nel 1989 tutti i paesi del mondo si sono incontrati a montreal in canada e hanno creato questo accordo in cui bandivano per sempre dalla produzione industriale questi gas ci sono riusciti e nonostante negli anni 90 il buco dello zono ha continuato ad allargarsi dal 2000 a poi ha dato segni di ripresa Tant'è vero che oggi, questo è un dato del 2012, vediamo che il buco si sta ampiamente chiudendo ed è previsto che la chiusura completa avverrà nel 2050. Quindi, a differenza del problema che abbiamo oggi con il riscaldamento globale, questo è stato un limite del pianeta che l'umidità ha superato, ha reagito in tempo ed è riuscito a rimediare. Purtroppo non riusciamo a farlo con i cambiamenti climatici perché Mentre qui si trattava di cercare un gas sostituto per le bombolette spray, nel caso del cambiamento climatico ci vorrebbe un sostituto energetico, cioè un sostituto del petrolio e del carbone e non riusciamo ancora ad averlo. Tant'è vero che le energie rinnovabili sono ancora troppo costose per poter sostituire completamente il petrolio e il carbone che alimentano la nostra civiltà, senza contare tutti gli interessi di tanti poteri, forti e meno forti, che...

si oppongono a questo cambiamento radicale. Vediamo adesso un'altra cosa, la magnetosfera. La Terra vive pericolosamente vicino al Sole, che è una stella comunque sia attiva, e ogni tanto il Sole ci lancia verso di noi queste palle di fuoco, di gas incandescente anche a 800 km al secondo.

Per fortuna la Terra ha un campo magnetico, che ci protegge da queste pericolose bombe, meglio conosciute come tempeste solari, e fa sì che dopo miliardi di anni possiamo ancora godere di un'atmosfera molto densa, perché Marte, che non ha avuto questa fortuna, ha perso la sua atmosfera proprio a causa della mancanza del campo magnetico. Come abbiamo visto in una lezione precedente, c'è proprio un caso nel nostro sistema solare dove il campo magnetico ha ceduto. Questa è la Terra con il suo campo magnetico molto... denso e potente per nostra fortuna e questo è Marte che purtroppo ha perso il suo campo magnetico e di conseguenza ha perso anche la sua atmosfera. Infatti Marte essendo più piccolo si è raffreddato prima, il suo nucleo di ferro si è solidificato prima e ha perso il suo campo magnetico.

Con il bombardamento per milioni di anni del vento solare senza la protezione di un potente campo magnetico come la Terra, nel tempo ha perso l'atmosfera. e ovviamente questo ha fatto sì che anche l'acqua sia evaporata e persa nello spazio. Quindi Marte ha avuto un passato ricco di acqua, con prove che c'è stata anche un'attività che ha prodotto molto ossigeno in atmosfera, quindi probabilmente la vita sul pianeta, fino ad essere oggi un deserto arido e con un'atmosfera molto sottile, e bombardato continuamente da forti radiazioni. Quindi per fortuna abbiamo questo potente campo magnetico, però in alcuni momenti il vento solare è talmente forte che comunque riesce a passare e passa attraverso questi buchi chiamati fasce di Van Allen. Cosa succede quando il vento solare riesce a passare in queste fasce di Van Allen?

Che colpisce l'atmosfera, come vedete in questo caso, e genera le aurore boreali. Quindi quando il vento solare riesce a colpire l'atmosfera, in alta quota questa atmosfera si incendia. e crea questi bellissimi effetti visivi. Il verde è dovuto al contatto con l'ossigeno, il rosso mi pare all'azoto. Però comunque sia, il danno è talmente minimo che in milioni di anni la nostra atmosfera non ha mai subito forti perdite.

E quindi grazie al campo magnetico così potente, dopo milioni di anni, siamo ancora qui a poter osservare questo bellissimo fenomeno atmosferico. Qui possiamo vedere come si svolge, diciamo che si formano questi fenomeni a forma di ciambella perché il campo magnetico canalizza lungo le fasce di Van Halen il vento solare sotto questa forma. E come vedete non scendono mai sotto determinate latitudini, però può capitare il caso in cui il vento solare è molto potente e a volte questi fenomeni si verificano anche a latitudini molto basse.

Qui vediamo una fotografia. Questo è Polo Sud, qui si vede l'Antartide e questa è l'Australia e qui si vede benissimo nella foto l'aurora boreale che si sviluppa nella zona che in questo caso è notturna del pianeta e come vedete è verde perché sta colpendo l'ossigeno. Questa lezione è finita, però da qui in poi il mio corso si suddividerà in due corsi ben distinti.

Per quanto riguarda geografia astronomica, la prossima lezione sarà dedicata a Marte. Mentre per quanto riguarda, con il nuovo corso, gli scienze della Terra, che comincia proprio dalla prossima lezione, mi concentrerò sugli oceani del pianeta. Se vi è piaciuta questa lezione, iscrivetevi al mio canale YouTube e seguitemi sulla mia pagina Facebook, Prof. Antonio Loiacono.

Alla prossima lezione!

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Atmosfera Terrestre e Geografia Astronomica