Fabio Fantini, Simona Monesi, Stefano Piazzini La Terra e il paesaggio La Terra e il paesaggio Dinamiche dell’idrosfera e dell’atmosfera.

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1 Fabio Fantini, Simona Monesi, Stefano Piazzini La Terra e il paesaggio La Terra e il paesaggio Dinamiche dell’idrosfera e dell’atmosfera

2 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 §1.9 La Terra e i suoi moti §1.10 Moto di rotazione e reticolato geografico §1.11 Raggi solari e rotazione della Terra §1.12 Moto di rivoluzione della Terra §1.13 Le stagioni §1.14 Equinozi e solstizi Lezione 3 I moti della Terra Capitolo 1 La Terra: una visione d’insieme

3 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 3 I pianeti del sistema solare si influenzano reciprocamente attraverso la forza di gravità. Nel Sole è concentrata oltre il 99,8% della massa dell’intero sistema solare. §1.9 La Terra e i suoi moti I corpi del sistema solare non precipitano sul Sole perché si muovono attorno ad esso.

4 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 4 I pianeti si muovono intorno al Sole descrivendo orbite ellittiche. Come gli altri pianeti, la Terra compie anche un moto di rotazione intorno al proprio asse. §1.9 La Terra e i suoi moti La Terra compie il proprio moto di rivoluzione intorno al Sole in un arco di tempo definito anno. Il periodo del moto di rotazione è definito giorno ed è suddiviso in 24 ore.

5 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 5 La velocità angolare di rotazione è data dal rapporto tra l’angolo descritto da un punto in rotazione e il tempo t necessario per lo spostamento. §1.10 Moto di rotazione e reticolato geografico Dopo che è trascorso un tempo t, la posizione del punto P è diventata P. La velocità angolare si ottiene dividendo l’ampiezza dell’angolo POP’per il tempo t.

6 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 6 Nello stesso periodo di tempo tutti i punti della Terra descrivono lo stesso angolo: AOB = A′O′B′ = A″O″B″ I tre archi percorsi, AB, AB′e AB″, sono diversi e la loro lunghezza dipende dalla distanza dall’asse di rotazione. La velocità lineare di rotazione è data dal rapporto tra la lunghezza dell’arco percorso da un punto e il tempo t necessario per lo spostamento. §1.10 Moto di rotazione e reticolato geografico

7 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 7 L’asse terrestre è l’insieme dei punti del pianeta per i quali la velocità lineare di rotazione è nulla. I poli sono i punti nei quali l’asse di rotazione interseca la superficie. §1.10 Moto di rotazione e reticolato geografico

8 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 8 Un corpo che si trovi sulla superficie della Terra ha velocità lineare di rotazione che varia a seconda della sua distanza dall’asse di rotazione. Questa velocità è nulla ai poli e raggiunge il massimo valore all’equatore. Distanza angolare dall’equatore Velocità (m/s)Velocità (km/h) 90°00 75°120432 60°232834 45°3281.179 30°4011.445 15°4481.611 0°4631.668 §1.10 Moto di rotazione e reticolato geografico

9 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 9 I punti che hanno la stessa latitudine, in entrambi gli emisferi, si trovano sullo stesso parallelo e hanno perciò la stessa velocità lineare di rotazione. La distanza tra i punti di un parallelo e l’equatore, misurata come angolo al centro della Terra, è chiamata latitudine. §1.10 Moto di rotazione e reticolato geografico

10 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 10 I punti che hanno la stessa longitudine, a est e a ovest del meridiano di riferimento, si trovano sullo stesso meridiano. La distanza angolare di un meridiano dal meridiano di riferimento è detta longitudine. §1.10 Moto di rotazione e reticolato geografico

11 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 11 I punti che hanno la stessa longitudine, a est e a ovest del meridiano di riferimento, si trovano sullo stesso meridiano. L’insieme dei meridiani e dei paralleli costituisce il reticolato geografico. §1.10 Moto di rotazione e reticolato geografico Il reticolato geografico è un sistema di riferimento che permette di individuare la posizione di punti sulla superficie terrestre.

12 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 12 Il confine tra la superficie buia e quella illuminata della Terra è segnato da una circonferenza che prende il nome di circolo di illuminazione. Il periodo di una rotazione completa, il giorno, è suddiviso in due parti, il dì e la notte. Il dì corrisponde alla permanenza di una località nella zona illuminata, la notte nella zona buia. §1.11 Raggi solari e rotazione della Terra

13 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 13 Il passaggio dalla superficie illuminata a quella buia non è netto. L’atmosfera terrestre provoca infatti la diffusione della luce, permettendo di osservare il Sole prima del suo sorgere (alba) o dopo il suo tramonto (crepuscolo). §1.11 Raggi solari e rotazione della Terra

14 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 14 Su una superficie piana (A) i raggi solari cadono ovunque con la stessa inclinazione. Su una superficie curva (B)l’angolo di incidenza dei raggi del Sole varia da punto a punto. Tre aree di uguale estensione, S1, S2 e S3, ricevono quantità differenti di energia solare. L’energia solare che colpisce la superficie terrestre determina un riscaldamento differenziato, in funzione dell’angolo di incidenza dei raggi solari. §1.11 Raggi solari e rotazione della Terra

15 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 15 Il riscaldamento della superficie terrestre può anche essere valutato, oltre che con l’angolo di incidenza, anche considerando l’altezza del Sole. L’angolo compreso tra il piano dell’orizzonte e la retta che congiunge il punto di stazionamento con la posizione del Sole definisce l’altezza del Sole. §1.11 Raggi solari e rotazione della Terra

16 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 16 L’altezza del Sole si determina misurando l’angolo compreso tra il piano dell’orizzonte e la retta che congiunge il punto di stazionamento (dove si trova l’osservatore), con la posizione del Sole. Il piano dell’orizzonte è il piano tangente alla superficie terrestre nel punto di stazionamento. §1.11 Raggi solari e rotazione della Terra

17 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 17 La culminazione si verifica quando il Sole transita in corrispondenza del meridiano che passa per il punto di stazionamento. In un dato istante il Sole si trova in culminazione per tutti i punti che appartengono allo stesso meridiano. Lungo il meridiano vi è un solo punto in cui i raggi del Sole cadono esattamente perpendicolari. Nel corso del dì l’altezza del Sole aumenta gradualmente fino a raggiungere la culminazione. §1.11 Raggi solari e rotazione della Terra

18 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 18 La Terra si muove intorno al Sole lungo un’orbita che ha la forma di un’ellisse poco eccentrica. La distanza minima della Terra dal Sole è di 146.400.000 km, in perielio; quella massima è di 151.200.000 km, in afelio. La rivoluzione terrestre si compie in un anno, cioè in poco più di 365 giorni. §1.12 Moto di rivoluzione della Terra

19 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 19 Alla latitudine in cui viviamo, nell’arco di un anno si alternano quattro stagioni: primavera, estate, autunno e inverno. Le differenze climatiche stagionali, che si succedono ciclicamente, sono determinate dalla diversa inclinazione dei raggi solari, che è minore durante l’inverno. §1.13 Le stagioni Il fenomeno delle stagioni dipende dal fatto che l’asse di rotazione terrestre forma con il piano dell’orbita un angolo di 66° 33’.

20 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 20 Durante il moto di rivoluzione, l’asse di rotazione della Terra si mantiene parallelo a se stesso. Rispetto al piano dell’orbita, i raggi del Sole sono paralleli e il circolo di illuminazione è perpendicolare. L’equatore è l’unico parallelo sempre diviso in due metà uguali dal circolo di illuminazione. §1.13 Le stagioni

21 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 21 I raggi solari sono perpendicolari all’equatore e il circolo di illuminazione passa esattamente per i poli due volte in un anno, quando la Terra si trova in equinozio (1 e 3). Il circolo di illuminazione raggiunge la massima distanza dai poli quando la Terra si trova nella posizione di solstizio (2 e 4). §1.14 Equinozi e solstizi

22 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 22 §1.14 Equinozi e solstizi

23 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 23 Nei giorni degli equinozi: la durata del dì è uguale alla durata della notte; il Sole sorge esattamente a est e tramonta esattamente a ovest; il Sole culmina allo zenit all’equatore; ai poli il Sole giace sul piano dell’orizzonte; alle altre latitudini l’altezza massima del Sole corrisponde all’angolo complementare alla latitudine. §1.14 Equinozi e solstizi

24 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 24 Nel solstizio estivo: il Sole culmina allo zenit al tropico del Cancro; il Sole sorge a nord-est e tramonta a nord-ovest; a tutte le latitudini comprese tra il circolo polare artico e il polo nord il Sole non tramonta mai; in tutto l’emisfero nord la durata del dì è maggiore di quella della notte; il contrario nell’emisfero sud. §1.14 Equinozi e solstizi

25 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 25 Nel solstizio invernale: il Sole culmina allo zenit al tropico del Capricorno; il Sole sorge a sud-est e tramonta a sud-ovest; a tutte le latitudini comprese tra il circolo polare artico e il polo nord il Sole non sorge mai; in tutto l’emisfero nord la durata del dì è minore di quella della notte; il contrario nell’emisfero sud. §1.14 Equinozi e solstizi

26 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini – La Terra e il paesaggio - © Italo Bovolenta editore 2011 26 Mettiti alla prova Molte case italiane dispongono di pannelli solari per sfruttare l’energia del Sole. Secondo voi, i nostri pannelli solari sono orientati come quelli delle case in Australia o in Cile? Nelle case italiane i pannelli solari sono orientati verso sud, mentre nei Paesi dell’emisfero meridionale, come in Cile e in Australia, i pannelli solari sono orientati verso nord.