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Nubi: origine e classificazione

 

Nubi: vista da un aereo

Atlanti e classificazioni delle nubi si trovano in molti siti di meteorologia. Questa breve trattazione perciò non può essere esaustiva e ha solo scopo didattico. Le nuvole con i loro molteplici aspetti modificano il paesaggio e determinano il tempo atmosferico, l’insolazione, la temperatura e l’umidità dell’aria. La prima classificazione delle nubi accettata a livello internazionale dalla maggioranza degli studiosi è stata proposta nel 1891 alla Conferenza Internazionale di Monaco dall’inglese Luke Howard, basata su quattro generi fondamentali con nomi latini: Cirrus, cumulus, stratus, nimbus. I nomi latini indicano le particolari forme che le nuvole assumono: Cirrus significa ciuffo, ciocca di capelli; cumulus indica un mucchio; stratus sta per spargere, coprire; nimbus invece significa nube portatrice di pioggia. Da questi generi fondamentali ne sono derivati altri intermedi, composti dall’unione a coppie dei primi quattro. Perciò ci sono i cirrostrati e i cirrocumuli, gli altostrati e gli altocumuli, i nembostrati, i cumulonembi e così via.

Le nubi si formano per condensazione del vapor acqueo atmosferico intorno a nuclei di condensazione che possono essere polveri o altre particelle microscopiche (pollini, sostanze inquinanti come le anidridi dello zolfo, minuscoli cristalli di sale, …). A seconda della temperatura alla quale si formano o vengono sottoposte, le nubi possono essere costituite da goccioline d’acqua o cristalli di ghiaccio. L’aspetto delle nubi osservate dal suolo invece è determinato prevalentemente, oltre che dalla loro composizione, dalle condizioni atmosferiche che possono essere più o meno stabili e dalla posizione e altezza del Sole rispetto all’orizzonte. 

In relazione all’altezza, si possono avere:

1. Nubi alte, in genere oltre i 6.000 m e fino a 12.000 m circa, costituite da cirri, cirrostrati e cirrocumuli:

2. Nubi medie, che si sviluppano ad un’altezza compresa tra i 2-3.000 e i 6.000 m, costituite da altocumuli, altostrati e dalla parte superiore dei cumulonembi, nubi a sviluppo verticale tipiche del periodo estivo e portatrici di temporali e grandine;

3. Nubi basse, fino ai 2.000 m di altezza, portatrici della maggioranza delle precipitazioni, suddivise in strati, nembostrati, stratocumuli e cumulonembi.

Per saperne di più: Il saturatore, classificazione delle nubi.

http://www.cemer.it/le-nubi-nomenclatura-e-loro-classificazione/

GeoScienza (RAI): Come si formano le nuvole.

Meteorologia.it: Fotoatlante delle nubi. Video YouTube. Crediti immagine “Classificazione”:Meteo Maps

 

Il clima: un’altra opportunità sprecata?

     COP21 di Parigi doveva essere la conferenza della svolta, dopo i tanti fallimenti degli anni scorsi, ma non è ancora chiaro se la svolta c’è stata. Bisognerà capire se si tratta solo di impegni volontari e di promesse, oppure se gli impegni saranno vincolanti e soggetti a controlli ed eventuali sanzioni per gli inadempienti. Solo allora si potrà dire se sono bastati gli appelli di scienziati, associazioni ambientaliste, governi di vari Paesi e l’accorato appello del Papa, anche con la sua Enciclica “Laudato Si’ ”. Si porrà un freno alle centinaia di migliaia di morti per cause dirette o indirette dell’inquinamento nelle maggiori città del pianeta? Hanno insegnato qualcosa le condizioni, quasi di invivibilità, di alcune città come Pechino, dove il limite della concentrazione delle polveri sottili nell’atmosfera, nella maggior parte dei giorni dell’anno, supera di decine di volte quello raccomandato dall’Organizzazione Mondiale della Sanità? Il progressivo e, per ora, inarrestabile scioglimento dei ghiacciai è stato un campanello d’allarme abbastanza forte?

     I cambiamenti climatici dovuti all’aumento della concentrazione dei gas serra non sono reversibili per i prossimi decenni e, probabilmente, neanche per i prossimi secoli, ma almeno si aspettavano impegni concreti e vincolanti per ridurre l’aumento della temperatura media dell’atmosfera entro i due gradi centigradi. Nella conferenza stampa finale si è parlato di impegni che potrebbero ridurre l’aumento a 1,5 °C. Si vedrà. Intanto di impegni vincolanti molti Stati ancora non vogliono neanche sentir parlare. Si è cercato di trovare accordi che mettessero i singoli Paesi nella condizione di ridurre al massimo, in rapporto alle loro possibilità, le emissioni di gas serra. In altre parole si sta ritornando alle solite enunciazioni di principio, tanto per dare qualcosa ai media dei Paesi più sensibili al tema dei cambiamenti climatici e per non porre vincoli che possano arrestare la crescita economica degli Stati più poveri o in via di sviluppo.

     Alle inaugurazioni ci sono sempre tutti, capi di Stato e di Governi, sotto i riflettori, pronti a posare per le foto e le riprese di quasi tutte le televisioni del mondo. Discorsi inaugurali che ispirano fiducia e creano ottimismo. I giorni successivi, quelli delle trattative in cui bisogna decidere chi fa che cosa e per quanto tempo, entro quali limiti, con quali costi per gli Stati e le grandi imprese, spesso multinazionali, conducono a bozze che non si discostano molto da quelle degli anni precedenti. Quest’anno si pensava che potesse essere diverso, sia perché sono rimasti veramente pochi a negare ostinatamente una relazione diretta tra consumo dei combustibili fossili, emissioni di gas serra e cambiamenti climatici in atto, sia perché le conseguenze per la salute e l’ambiente di questo consumismo scellerato di materie prime è sotto gli occhi anche di chi in passato ha fatto finta di non vedere. La Cina stessa si è resa conto di non poter continuare col suo elevato ritmo di crescita economica a spese della salute di centinaia di milioni di cittadini ammassati in megalopoli invivibili.

     La bozza dell’accordo, per adesso in inglese, dovrà essere firmata dai ministri di tutti i Paesi partecipanti e tradotta in varie lingue: http://www.greenreport.it/wp-content/uploads/2015/12/Testo-accordo-Cop21-12-dicembre-2015.pdf . Riguardo alle emissioni di gas serra, CO2 in testa, i piani nazionali saranno sottoposti a revisione ogni cinque anni. Per non penalizzare le economie dei Paesi in via di sviluppo è prevista la distribuzione di un fondo di 100 miliardi di dollari all’anno, creato a carico degli Stati sviluppati, fino al 2020.

Nei prossimi giorni, quando il testo sarà definitivo e firmato, capiremo se la montagna COP21 ha partorito un topolino o se, al contrario, l’accordo avrà una portata storica, come e più di quello di Rio De Janeiro o quello di Kyoto.

Il Ministro degli Esteri francese, Laurent Fabius, presenta i risultati della COP21 (video): https://www.youtube.com/watch?v=wWDCyGyNttE (La prima mezz’ora di video è solo di attesa per l’arrivo di Fabius, Ban Ki-moon, Hollande, …)

Conferenza sul clima a Varsavia

     La scelta di Varsavia come sede per l’annuale conferenza ONU sui cambiamenti climatici (COP 19), fatta qualche anno fa, suscitò molte perplessità e alcune proteste degli ambientalisti. Questo perché la Polonia in passato, per rilanciare le proprie industrie, ha sempre puntato sui combustibili fossili e ha contrastato il Protocollo di Kyoto. Ma anche il summit dello scorso anno (COP 18) che si tenne a Doha suscitò polemiche perché il Qatar rientra tra i Paesi “in via di sviluppo” e non ha vincoli sulle emissioni di inquinanti. Inoltre è il quarto esportatore mondiale di gas e al diciannovesimo posto come produttore di petrolio greggio.

     La Conferenza di Varsavia inizierà domani 11 e continuerà fino al 22 novembre. Bisogna rassegnarsi al fatto che probabilmente per molti delegati ONU la partecipazione a queste conferenze è poco più di una passerella mediatica. Il sospetto è fondato su basi concrete: la Polonia ha sempre contrastato l’adozione di provvedimenti volti a contenere le emissioni di gas serra entro il 2020 e anche oggi continua a puntare sul carbone, la fonte energetica fossile più inquinante e a più basso costo.

     Comunque molti Paesi sperano ancora che si possa rafforzare il principio stabilito nel 2010 nella Conferenza di Durban: la partecipazione obbligatoria di tutti gli Stati agli sforzi per ridurre le emissioni inquinanti in atmosfera. Nel 2015 a Parigi si cercherà di condividere regole e impegni per gli anni successivi al 2020 e alcuni, tra cui Matthias Groote l’europarlamentare socialista tedesco a capo della delegazione del Parlamento europeo,  puntano su quest’incontro e su quello del prossimo anno per preparare al meglio la Conferenza di Parigi e ottenere risultati concreti e efficaci per invertire la tendenza dell’inquinamento e riscaldamento atmosferico globale.  

Sito della conferenza: http://unfccc.int/meetings/warsaw_nov_2013/meeting/7649.php

Proposta del Parlamento europeo di risoluzione da adottare: http://www.europarl.europa.eu/sides/getDoc.do?type=MOTION&reference=B7-2013-0482&language=IT

 

Il ciclo dell’azoto negli ecosistemi

     Negli ecosistemi del nostro pianeta c’è un continuo riciclaggio della materia, sia nelle sue componenti abiotiche, come acqua, aria e suolo, sia in quelle dei viventi. Anche l’energia, alla base del funzionamento di qualsiasi ecosistema, è sottoposta ad un flusso continuo e, a parte quella che deriva dal calore interno della Terra, proviene quasi tutta dal Sole. Di azoto (N2) è ricchissima l’atmosfera, ne contiene il 78%, ma solo i batteri azotofissatori presenti nel suolo e quelli che vivono in simbiosi nei noduli radicali delle leguminose sono in grado di utilizzarlo come molecola biatomica. Tutti gli altri viventi devono assumerlo in altre forme.

     I batteri azotofissatori sono in grado di trasformare le molecole di azoto atmosferico in ioni ammonio (NH4+). Altri tipi di batteri, detti nitrificanti, sono in grado di trasformare gli ioni ammonio in ioni nitrati (NO3-). Alcune piante possono assumere direttamente gli ioni ammonio in soluzione, altre assumono per via radicale gli ioni nitrato. In questo modo i vegetali (produttori) utilizzano l’azoto per sintetizzare amminoacidi e proteine, iniziando la fase organica di questo importante elemento. Attraverso i consumatori primari e quelli secondari (eventualmente quelli terziari), l’azoto prosegue il suo percorso nella materia vivente.

     Alla morte dei viventi, gli organismi detritivori che comprendono i saprofagi (animali) e i decompositori (soprattutto batteri e funghi) trasformano i loro resti organici in sostanze inorganiche: acqua, sali minerali, CO2 , NH4+. Da questi ultimi si formano nuovamente i nitrati e il ciclo continua.

Bisogna ricordare che solo una parte dei nitrati del suolo o delle acque vengono assorbiti dalle piante, gli altri, grazie all’azione dei batteri denitrificanti del terreno liberano nuovamente N2 nell’aria.

     Come interviene l’uomo in questo ciclo? Soprattutto con la produzione industriale di ammoniaca e dei suoi principali derivati: i fertilizzanti agricoli. I fertilizzanti costituiscono un’aggiunta di azoto che alcuni ecosistemi non sono in grado di riciclare. I composti azotati in eccesso spesso si accumulano nelle acque dei laghi e in quelle dei mari chiusi determinando fenomeni di eutrofizzazione.

Lo schema è stato ricavato dal sito http://users.rcn.com 

Video sulle caratteristiche dell’azoto: http://www.periodicvideos.com/videos/007.htm

 

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CO2: prova d’appello a Cancun

cancun01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La tabella riporta i dati del 2009 sulle emissioni di CO2 dei Paesi più industrializzati

(fonte: IEA, International Energy Agency)

Paesi o unione di stati

Quota delle emissioni mondiali di CO2

Emissioni di CO2 procapite (ton)

Domanda di energia procapite (toe)

Quota di prodotto interno lordo mondiale

USA

20%

18,7%

7,6

21%

UE

14%

7,8%

3,5

22%

Giappone

4%

9,6%

4,0

7%

Russia

6%

11,1%

4,7

3%

Cina

21%

4,6%

1,5

11%

India

5%

1,2%

0.5

5%

La Conferenza di Copenaghen sui grandi temi della Terra ha avuto scarso successo. Tra poche settimane, dal 29 novembre al 10 dicembre 2010, a Cancun in Messico ci sarà la sedicesima conferenza ONU sui cambiamenti climatici. Andrà meglio?

La maggior parte degli studiosi dei cambiamenti climatici sono concordi: l’aumento nell’aria di CO2 e degli altri gas serra ha inciso e purtroppo continuerà ad incidere sull’aumento della temperatura terrestre. Senza voler fare del catastrofismo, è facile prevedere che l’aumento di temperatura comporterà e sta già comportando molte conseguenze. Tanto per fare solo qualche esempio, la progressiva riduzione dei ghiacciai, grandi riserve d’acqua dolce, renderà l’acqua potabile, quella per usi civili, industriali e agricoli una risorsa sempre più preziosa. Le zone aride, seppure a macchia di leopardo, nel nostro emisfero si estenderanno verso nord di alcune centinaia di km. Per la salute delle persone non andrà meglio: negli ultimi anni abbiamo potuto vedere e sentire delle condizioni ambientali disastrose delle metropoli cinesi industrializzate. Cosa succederà quando Cina, India, Brasile e altre nazioni raggiungeranno il livello di sviluppo industriale dei paesi occidentali? Speriamo che durante i dodici giorni di Cancun prevalga il buon senso e il rispetto per i nostri figli e nipoti anziché gli egoismi di oggi e le beghe tra  le varie nazioni.

L’Unione Europea intanto si è dichiarata disponibile a definire nuovi e più concreti obiettivi post-Kyoto per la riduzione delle emissioni inquinanti. L’UE ha dichiarato anche la disponibilità a realizzare accordi strategici, su questi problemi, con i paesi in via di sviluppo e con le economie emergenti. Su queste due disponibilità di massima c’è stato il voto contrario di alcune nazioni, tra le quali … provate ad indovinare (inizia con la “I”)! Secondo alcuni osservatori, la contrarietà ad andare avanti anche di alcuni paesi europei, aggiunta alle storiche “diffidenze” di USA, Cina e India, rende la Conferenza di Cancun già morta prima ancora di iniziare. Purtroppo.

http://www.iea.org/

http://www.greenme.it/tag/Cancun%202010

http://www.europarl.europa.eu/meetdocs/2009_2014/documents/envi/re/828/828482/828482it.pdf

Se persino la Russia brucia …

incendio-RussiaMala tempora currunt. Certo, presi singolarmente, i numerosi casi di variazioni climatiche estreme che si sono verificati negli ultimi decenni, possono rientrare benissimo nelle fluttuazioni periodiche che si sono verificate nella storia della Terra. Però, nel loro insieme, aumento di gas serra nell’atmosfera, aumento della temperatura media dell’aria, scioglimento dei ghiacciai, alluvioni sempre più devastanti e, contemporaneamente, a qualche migliaio di km di distanza, siccità prolungate e incendi, sembrano tanti tasselli di un mosaico climatico determinato soprattutto dall’eccessivo sfruttamento di fonti energetiche fossili in un piccolo arco di tempo e dal disboscamento di vaste aree del pianeta.

In queste settimane di luglio e agosto, gli incendi nella Russia centrale europea sono stati fuori controllo. Le aree interessate dalla devastazione sono estese quanto un’intera regione media italiana. I fumi sprigionati dalle fiamme hanno reso Mosca, la più grande capitale europea con oltre dieci milioni di abitanti, surreale. Nel nostro immaginario i moscoviti sono rappresentati col cappotto e col colbacco e non in pantaloncini, magliette e mascherine, come li abbiamo visti in queste settimane. Le campagne e le foreste è più facile immaginarle coperte di neve anziché di fumi e fiamme. I corrispondenti da Mosca dei giornali e dei TG nazionali hanno riferito che i condizionatori d’aria si trovavano solo al mercato nero a non meno di  duemila euro l’uno. La temperatura dell’aria nella zona della capitale si era stabilizzata intorno ai 40 °C, alcuni aerei non sono riusciti a svolgere il loro servizio e, chi poteva, ha abbandonato la città affrontando lunghe code in auto o prendendo d’assalto treni e autobus. Chi non ha potuto, per proteggersi dal caldo e dal fumo, ha affollato gli ipermercati e molti hanno dormito negli uffici provvisti di condizionatori. Il fumo, dopo essersi ampiamente disperso nella troposfera, ha raggiunto anche la stratosfera e non sono pochi i quotidiani anche italiani usciti in edicola con titoli catastrofici, come “Inferno a Mosca”. La nube di fumo si è estesa per un fronte di circa tremila km . Alle operazioni di spegnimento hanno partecipato anche aerei e mezzi di altri Paesi: l’Italia ha inviato due Canadair in servizio nella zona di Samara, sul Volga, circa 700 km a sud est di Mosca. I Canadair hanno preso acqua direttamente dal fiume che, per la sua vastità ha consentito il rifornimento in assoluta sicurezza. Il nostro Ministero degli Esteri ha sconsigliato la partenza dei turisti per ben 83 regioni russe colpite dagli incendi.

Secondo i meteorologi russi, quest’ondata di caldo torrido non ha precedenti a queste latitudini, da quando sono stati registrati dati climatici alcuni secoli fa. Se si può fare ben poco per l’inquinamento, la CO2 prodotta, l’enorme quantità di biomassa andata in fumo, le case e le centinaia di villaggi abbandonati e distrutti dalle fiamme insieme agli animali, sono state invece prese misure di carattere commerciale: bloccate le esportazioni russe di grano fino al 31 dicembre 2010, a causa della vastità delle coltivazioni distrutte. Sicuramente gli speculatori sono già all’opera ed è facile prevedere che ci saranno conseguenze ingiustificate, come l’aumento di prezzo di diversi prodotti anche in altri Paesi. Ormai gli incendi sono stati spenti ma c’è voluto oltre un mese di ininterrotto lavoro. Alcuni dati ci aiutano a capire le proporzioni degli incendi: sono state impegnate circa 150.000 persone della protezione civile e tremila soldati con mezzi militari. In molte zone, per limitare i danni si è lavorato 24 ore su 24. Sono bruciate due basi militari e il fuoco ha lambito altrettante centrali per il trattamento delle scorie nucleari rischiando un’ulteriore catastrofe.

Concludiamo ricordando che, in Italia, quando si avvista un incendio o un principio d’incendio bisogna chiamare immediatamente il 1515 del Corpo Forestale dello Stato. Per emergenze ambientali generiche è attivo il 1525. Il 115 invece consente di chiamare il Pronto intervento dei Vigili del Fuoco. Sono necessari impegno e vigilanza da parte di tutti.

Il cielo azzurro

3 Dicembre 2008 1 commento

Cerco di rispondere nel modo più completo e chiaro possibile ad una domanda che mi è stata posta in una classe da alcune ragazze, probabilmente incuriosite da uno dei temi di giovedìscienza di quest’anno, rivolto alle scuole: PERCHé IL CIELO è AZZURRO? che verrà affrontato da
Bice Fubini, giovedì 12 febbraio 2009, ore 10.00 solo su prenotazione per le classi della Scuola Materna, al Teatro Colosseo di Torino, in via Madama Cristina 71.
Sappiamo già (vedi anche uno dei post precedenti, novembre 2008, sul blog di scienza della materia:
http://scienza_materia.blog.tiscali.it//La_dispersione_della_luce_1942532.shtml ) che la luce visibile è apparentemente di color bianco e proviene dal Sole. Sappiamo anche che la luce è composta dalla sovrapposizione di onde elettromagnetiche di diverse lunghezza d’onda che variano dai 380 nm (nanometri) della radiazione che percepiamo come violetta, fino ai 720 nm della radiazione rossa, passando per tutti gli altri colori dell’arcobaleno(blu, verde, giallo, arancio) [ricorda: 1 nanometro (nm) = 1 milionesimo di millimetro, cioè 10-6 mm]. Quando i raggi solari raggiungono la Terra, avvolta dall’atmosfera, interagiscono con questo strato gassoso che sappiamo essere composto da elementi e sostanze diverse. Sappiamo che l’aria è trasparente, ma questo è vero fino ad un certo punto perché è composta da miscugli di gas e altre particelle. I risultati di questa interazione luce-atmosfera dipendono dalla lunghezza d’onda delle diverse componenti della luce visibile, dalle dimensioni e dalla natura delle particelle colpite.

Quando la luce colpisce particelle molto più grandi della sua lunghezza d’onda (pulviscolo atmosferico, goccioline d’acqua, …), viene riflessa in tutte le direzioni, indipendentemente dalla lunghezza d’onda dei vari colori componenti.

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