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L’atmosfera
Scienze della Terra
L’atmosfera e l’aria
L’atmosfera è un involucro gassoso trattenuto dalla forza di gravità intorno alla Terra: è costituita da un miscuglio di gas comunemente chiamato aria.
L’aria è costituita da:
	azoto; 
	ossigeno; 
	argo, diossido di carbonio e altri gas in minime quantità;
	vapore acqueo in percentuali variabili.
Nella parte più vicina alla superficie terrestre nell’aria vi sono anche particelle solide che costituiscono il pulviscolo atmosferico.
L’atmosfera è caratterizzata da elementi climatici come temperatura, pressione, umidità.
L’ATMOSFERA
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Struttura dell’atmosfera
L’atmosfera può essere suddivisa in strati, con differenti caratteristiche fisiche e chimiche; partendo dal basso, gli strati sono:
	troposfera; 
	stratosfera, in cui si trova l’ozonosfera; 
	Mesosfera, dove si trova la parte inferiore della ionosfera; 
	termosfera;
	esosfera.
L’ATMOSFERA
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Scambi di energia attraverso l’atmosfera
Attraverso l’atmosfera arriva sulla Terra la radiazione solare a onda corta (luce visibile); di questa, il 51% è assorbito dalla superficie terrestre, che la riemette come calore (radiazioni infrarosse a onda lunga) verso lo spazio esterno.
Il bilancio energetico globale è dato dalla differenza tra l’energia solare a onda corta assorbita dall’atmosfera e dalla superficie terrestre e l’energia emessa nello spazio dalla Terra come radiazione infrarossa.
L’ATMOSFERA
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L’effetto serra
Si dice effetto serra il fenomeno per cui parte del calore emesso dalla Terra viene riemesso verso la superficie da alcuni gas dell’atmosfera.
Questi gas, detti gas serra, sono soprattutto vapore acqueo, diossido di carbonio e metano.
L’ATMOSFERA
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La temperatura dell’aria
La temperatura dell’aria nella bassa troposfera è influenzata da vari fattori, tra cui: 
	l’altitudine, 
	la latitudine, 
	l’ora del giorno,
	la distribuzione dei bacini oceanici e delle terre emerse, 
	l’esposizione al Sole,
	la presenza di correnti marine calde o fredde,
	la copertura vegetale.
L’aria è riscaldata prevalentemente dalla superficie terrestre. La temperatura dell’aria diminuisce con una certa regolarità con l’altitudine.
Si dice gradiente termico verticale il decremento mediamente di circa 0,6 °C ogni 100 m. 
L’ATMOSFERA
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Le isoterme
Le isoterme sono le curve ottenute unendo tutti i punti della superficie terrestre in cui le stazioni meteorologiche hanno registrato in un dato periodo la stessa temperatura media.
L’ATMOSFERA
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La pressione atmosferica
L’aria esercita una pressione su ogni punto della superficie terrestre. 
Lo strumento per misurare la pressione atmosferica è il barometro.
L’unità di misura della pressione atmosferica è l’atmosfera (atm), che si può anche esprimere in millimetri di mercurio (mmHg) e in Pascal:
1 atm = 760 mmHg = 1013,2 mb = 1013,2 hPa
L’ATMOSFERA
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Schema del barometro a mercurio di Torricelli.
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Come varia la pressione atmosferica
La pressione atmosferica diminuisce 
	con l’altitudine (gradiente barico verticale);
	con l’aumento della temperatura;
	con l’aumento dell’umidità.
L’ATMOSFERA
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Aree cicloniche, anticicloniche e celle convettive 
A causa delle differenze di temperatura, i valori della pressione atmosferica variano nelle diverse zone della superficie terrestre. Si formano così 
	aree di bassa pressione o cicloniche, quando l’aria calda tende a salire e i valori della pressione decrescono dalla periferia verso l’interno dell’area;
	aree di alta pressione o anticicloniche, quando l’aria fredda scende e i valori della pressione aumentano dalla periferia verso l’interno dell’area.
I flussi ascendenti e discendenti (moti convettivi) di due masse d’aria in aree adiacenti si collegano tra di loro attraverso movimenti orizzontali, formando un circuito chiuso detto cella convettiva.
L’ATMOSFERA
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I venti
I venti sono spostamenti orizzontali di masse d’aria da un’area anticiclonica verso un’area ciclonica.
La velocità del vento è tanto maggiore quanto maggiore è la differenza di pressione tra i due centri delle aree anticiclonica e ciclonica (gradiente barico) e quanto minore è la loro distanza. 
La direzione del vento è stabilita in base alla sua provenienza in relazione ai punti cardinali.
I venti si distinguono in 
	costanti, come gli alisei;
	periodici, come i monsoni; 
	variabili o locali, come le brezze.
L’ATMOSFERA
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I venti e la legge di Ferrel
A causa della forza di Coriolis, connessa alla rotazione terrestre, le traiettorie dei venti sono linee curve. Secondo la legge di Ferrel, nell’emisfero boreale 
	in un’area anticiclonica i venti che scendono al centro dell’area sono deviati in senso orario verso la periferia;
	in un’area ciclonica i venti sono deviati in senso antiorario dalla periferia dell’area verso il centro, dove salgono.
L’ATMOSFERA
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La circolazione generale della bassa troposfera 
In ogni emisfero, la circolazione tra il polo e l’Equatore si svolge in tre grandi celle convettive distinte.
L’ATMOSFERA
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La circolazione nell’alta troposfera
Esistono due grandi sistemi di correnti:
	le correnti occidentali, da ovest a est;
	le correnti orientali, dirette da est a ovest.
Tra le correnti occidentali vi sono le correnti a getto.
L’ATMOSFERA
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L’umidità dell’aria 
L’umidità atmosferica è il contenuto di vapore acqueo dell’aria. 
È detta umidità assoluta la quantità in grammi di vapore acqueo contenuta in 1 m3 di aria.
L’umidità assoluta aumenta con il crescere della temperatura: quanto più l’aria è calda, tanto maggiore è la quantità di vapore che essa può contenere (a parità di pressione). 
Si dice limite di saturazione il punto in cui la massa d’aria considerata contiene il massimo 
di umidità; superato questo limite, il vapore d’acqua in eccesso inizia a condensare. 
Il punto di rugiada è la temperatura alla quale l’aria è satura di vapore.
L’ATMOSFERA
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L’umidità relativa è il rapporto, espresso in percentuale, tra l’umidità assoluta rilevata a una certa temperatura e l’umidità massima rilevabile a quella temperatura.
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Forme di condensazione del vapore acqueo
Un calo della temperatura dell’aria determina la condensazione del vapore acqueo in varie forme:
	nubi; 
	nebbia; 
	rugiada; 
	brina.
Dalle nubi si originano le precipitazioni: pioggia, neve e grandine.
L’ATMOSFERA
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Formazione delle nubi.
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Il tempo meteorologico 
Il tempo meteorologico è l’insieme degli elementi che caratterizzano lo “stato” dell’atmosfera (temperatura, pressione, umidità) in un giorno e ora precisi in una specifica località.
Le perturbazioni atmosferiche si sviluppano lungo la superficie di contatto di due masse d’aria a temperatura differente che viene detta fronte: 
	fronte freddo quando l’aria fredda si insinua sotto l’aria calda; 
	fronte caldo quando l’aria calda si sposta sull’aria fredda.
L’ATMOSFERA
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Le principali fasi dell’evoluzione di un ciclone extratropicale.
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©Istituto Italiano Edizioni Atlas 2021
Materiali a cura di Bianca Maria Venturi
Coordinamento: Silvia Gadda
Redazione: Giulia Baccanelli
Licenza d’uso:
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Fonti iconografiche: archivio Atlas; iStock/MarcosMartinezSanchez
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