Presidio “ MICHELANGELO” - Bari
“Un Mondo tutto attaccato” Docente esperto Anna Maria D’Orazio 26 Settembre 2012
Studio del paesaggio Il paesaggio è caratterizzato da tre fattori: 1. Fattore strutturale o plastico (tipo di roccia, tipo di rilievo…) 2. Agenti di modellamento (esogeni ed endogeni) 3. Condizioni climatiche
Brain-storming Cosa è il clima? Da che cosa dipende? E’ uguale dappertutto? …è il tempo che fa, se fa caldo o fa freddo … è quando piove o c’è il sole Definizione operativa condivisa Far distinguere clima e tempo atmosferico
Il clima • Il clima è lo stato medio del tempo atmosferico rilevato nell'arco di almeno 20-30 anni a varie scale spaziali (locale, regionale, nazionale, continentale, globale). • La parola clima viene dal greco klima che vuol dire "inclinato": il clima infatti è in massima parte una funzione dell'inclinazione dei raggi solari sulla superficie della Terra al variare della latitudine. • Esso determina molte caratteristiche ambientali come flora e fauna ed influenza fortemente le attività economiche, le abitudini e la cultura delle popolazioni che abitano il territorio. • A ciascuna fascia climatica si associano spesso ambienti simili su tutto il globo (es. foreste pluviali, deserti, foreste temperate, steppe, taiga, tundra e banchisa polare)
Gli elementi del clima
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Gli elementi climatici sono delle grandezze fisiche le cui misure vengono effettuate per mezzo di opportuni strumenti da parte delle stazioni meteorologiche e sono: temperatura; umidità; pressione; intensità e durata della radiazione solare (funzione della latitudine, della stagione e della durata del giorno); precipitazioni; nuvolosità; vento (velocità, direzione, raffiche).
I fattori del clima I fattori climatici sono le condizioni che producono variazioni sugli elementi climatici. Si distinguono: fattori zonali, che agiscono regolarmente dall'equatore ai poli • latitudine (distanza dall'equatore); • circolazione generale atmosferica, che influisce attraverso gli scambi di calore tra le regioni calde e le regioni più fredde. • effetto serra
fattori geografici, che agiscono in modo diverso per ogni località : • altitudine (con l'altezza diminuiscono la temperatura, la pressione e l'umidità, mentre aumentano l'irraggiamento solare e, fino a una certa quota, la piovosità); • presenza di catene montuose (che bloccano i venti); • vicinanza al mare (che mitiga il clima); • correnti marine (che agiscono sul clima delle regioni costiere); • vegetazione (mitiga il clima grazie alla maggior presenza di vapore acqueo); • attività umana (che agisce sul clima in quanto capace di modificare l'ambiente naturale e gli equilibri degli ecosistemi). • raggi solari
Gli elementi del clima: la temperatura atmosferica Nella troposfera la temperatura dipende: • dall’altezza • dall’alternarsi del dì e della notte • dalle stagioni • dalla diversa capacità termica di suolo e acqua (due contenitori uguali, terra o sabbia, acqua, una lampada, un termometro)
Le correnti convettive nell’aria • Fornellino ad alcol, foglio di carta, forbici L’aria calda, meno densa di quella fredda, sale. L’aria fredda, più densa, scende.
Gli elementi del clima: l’umidità atmosferica L’umidità atmosferica a che cosa è dovuta? E’ sempre uguale? E’ dovuta al vapore acqueo presente nell’aria che si è formato in seguito alla: • evaporazione dell’acqua di fiumi, laghi, oceani • traspirazione/sudorazione degli esseri viventi
Evaporazione Dipende da: • Temperatura • Superficie di evaporazione • Umidità • Presenza di vento Contenitori uguali, stessa quantità di acqua, un pennarello… Tre contenitori diversi (piatto, bicchiere,…) stessa quantità di acqua , un pennarello… Due spugne uguali, acqua, fazzoletto, lavagna Due spugne uguali, acqua, phon, lavagna
Il punto di rugiada •Riempire un recipiente graduato fino ad un certo livello •Capovolgere su di esso un contenitore più grande e sigillarne il bordo con nastro adesivo o plastilina •Avvicinare una lampada ed osservare La quantità di vapore acqueo contenuta in una certa quantità di aria non può superare un certo limite. •Allontanare la lampada e raffreddare, ponendo del ghiaccio sul contenitore. L’aria calda può contenere una maggiore quantità di vapore di quella fredda. La temperatura alla quale l’aria è satura di vapore si chiama punto di rugiada
La condensazione Il vapore acqueo presente nell’atmosfera che fine fa? Umidifica e riscalda l’aria che per effetto dei moti convettivi, tende a salire e a espandersi. Si raffredda e si condensa intorno a nuclei di condensazione ( pulviscolo…) Si formano le nuvole, la rugiada (se la condensazione avviene a contatto con superfici fredde, di notte), la nebbia (se la condensazione avviene in vicinanza del suolo), la brina ( se non condensa ma sublima in piccoli cristalli di ghiaccio).
Come si formano le nuvole • Rimuovere l’etichetta da una bottiglia di plastica trasparente e risciacquare accuratamente. • Aggiungere una piccola quantità di acqua molto calda. Avvitare il tappo e agitare. • Aprire la bottiglia e vuotare l’acqua in eccesso, quindi accendere un fiammifero e rilasciarlo nella bottiglia. Riavvitare immediatamente il tappo e agitare nuovamente per due, tre volte. Con entrambe le mani, spremere fortemente il centro della bottiglia, poi rilasciare le due mani in modo uniforme e molto rapidamente. • Ripetere per qualche volta l’operazione di spremitura e rilascio della bottiglia. Osservare cosa avviene nella bottiglia, posizionata davanti a un fondo scuro.
Formazione di una nube • Contenitore di vetro, candelina piccola e tonda, fiammiferi. • Accendere la candela e far fluire il fumo, per 30’- 1 minuto, nel contenitore capovolto sulla candelina. • Soffiare velocemente nel contenitore e mettere nel freezer per 10 minuti. • Tirare fuori e osservare
Come si formano le nuvole • Un grande vaso di vetro, un guanto di lattice, fiammiferi, un elatico, acqua calda.
Coprire il fondo del vaso con l’acqua, quindi agganciare il guanto all’imboccatura con le dita rivolte verso l’interno del vaso stesso. Inserire una mano nel guanto e rapidamente tirarlo verso l’esterno senza che si stacchi dai bordi. Rimuovere il guanto, far cadere un fiammifero acceso nel barattolo, e riposizionare il guanto. Il fiammifero si spegnerà creando particelle di fumo che fungeranno da nuclei di condensazione. Tirare nuovamente verso l’esterno il guanto ancora una volta.
Come si formano le nuvole • Un grande vaso di vetro, un foglio di gomma (ad esempio un palloncino tagliato), un elastico, del gesso in polvere (o del talco) e un po’ d’acqua fredda. Lavare il vaso e versarvi circa 25mm di acqua. Coprire la bocca del vaso con il pezzo di gomma e appoggiarvi un libro per tenerlo in posizione. Dopo 10-15 minuti, togliere il libro e la gomma dal vaso, polverizzare all’interno il gesso (o talco) e rapidamente riposizionare la gomma e questa volta fissarla bene con l’elastico all’imboccatura del vaso. Spingere verso il basso la gomma con il pugno: in questo modo l’aria viene compressa e riscaldata, quindi sarà in grado di trattenere più vapore acqueo. Dopo 15 secondi circa, sollevare velocemente il pugno: così l’aria si raffredderà, e non sarà in grado di contenere lo stesso vapore acqueo di prima. Questo eccesso di vapore si condenserà intorno alla polvere di gesso, formando una nube all’interno del vaso
Le precipitazioni Per effetto della condensazione il vapore acqueo si è trasformato in acqua liquida che ritorna sulla superficie terrestre sotto forma di precipitazioni : pioggia, neve, grandine.
Come si formano le gocce di pioggia • Vaporizzatore con acqua • Vassoio di alluminio Vaporizzare sul vassoio un po’ di acqua: le gocce rimangono attaccate perché troppo piccole; Continuare a vaporizzare: le gocce diventano più grosse e cadono
Gli elementi del clima: la pressione atmosferica • Che cosa è la pressione atmosferica? Da cosa dipende? Quali sono i suoi effetti? E’ la forza con cui l’aria, per effetto del suo peso, preme sulla superficie terrestre. Dipende da: • Altitudine • Temperatura (aria calda, meno densa, tende a salire ed esercita una pressione minore) • Umidità (aria umida è più leggera…)
Esistenza della pressione • • • • •
Cartoncino, bicchiere, acqua Riga, foglio di carta Uovo crudo, ago Ventose, sturalavandino Bottiglia con tappo, cannuccia, acqua
Formazione del vento Che cosa è il vento? Come si forma? I venti sono tutti uguali? La pressione atmosferica varia da zona a zona. Le zone caratterizzate da aria calda e umida sono zone a bassa pressione o cicloniche. Le zone caratterizzate da aria fredda e asciutta sono zone ad alta pressione o anticicloniche. Se due zone a diversa pressione sono vicine, l’aria è costretta a spostarsi, da quella ad alta pressione a quella a bassa pressione: si formano i venti.
Direzione del vento Anemoscopio o banderuola • Vaso per fiori, cartoncino, 2 cannucce, uno stecchino lungo/spiedino, plastilina,colla, forbici. Ritagliare un cerchio di cartoncino grande quanto il fondo del vaso ed incollarlo al vaso. Incollare sul cartoncino delle punte di frecce colorate (punti cardinali) Fare una pallina di plastilina e inserire al centro un pezzo di cannuccia. Con l’altra cannuccia preparare una freccia e fissarla sullo stecchino in modo che sia in equilibrio. Inserire lo stecchino nella cannuccia sul vaso
Velocità del vento: Anemometro • Una bottiglia piena di acqua con tappo, un settore circolare di cartoncino su cui sono state fatte delle tacche, uno stecchino, nastro adesivo, plastilina. Attaccare il settore circolare alla bottiglia Mettere all’estremità dello stecchino un po’ di plastilina; all’altra estremità fissare con il nastro adesivo un regolo. Fissare con il nastro adesivo lo stecchino al tappo della bottiglia in modo che il regolo sia dalla parte del settore circolare.
Effetti della pressione : ebollizione a bassa pressione • Beuta con tappo, piastra riscaldante, acqua, vaschetta. Far bollire un po' d'acqua in una beuta fino a riempire la stessa di vapore acqueo. Tappare la beuta, e capovolgerla su una vaschetta. Raffreddarla con un getto di acqua fredda. La condensazione del vapore provoca una sensibile diminuzione di pressione, per cui l'acqua ricomincia a bollire violentemente, nonostante il forte abbassamento di temperatura.
Come far entrare e uscire un uovo da una bottiglia • Un uovo sodo sgusciato, una bottiglia a collo largo, cotone idrofilo, fiammiferi Inserire in una beuta un batuffolo di cotone imbevuto d'alcol e incendiato Appoggiare sopra il collo della beuta un uovo sodo. La combustione consuma l'ossigeno e fa diminuire la pressione, risucchiando l'uovo all'interno. Successivamente capovolgere la beuta in modo che l'uovo ne ostruisca l'apertura Riscaldare lentamente l'aria contenuta, tenendo la beuta capovolta sulla piastra riscaldante. L’ aumento di pressione fa uscire nuovamente l'uovo.
Una fontana artigianale • Beuta, tappo forato, tubicino, pinza, piastra riscaldante, acqua, colorante Mettere nella beuta un po’ di acqua e far bollire sulla piastra. Tappare con il tappo forato in cui è stato inserito il tubicino che deve sporgere per 2-3 cm nella beuta. Con la pinza capovolgere la beuta in una vaschetta con acqua colorata in modo che il tubo vada nell’acqua. Dopo poco, l’acqua colorata risale con violenza nella beuta e comincia a bollire, per effetto della diminuzione di pressione all'interno di una beuta.
Costruiamo un annaffiatoio •Contenitore del caffè con coperchio, chiodo sottile, martello, acqua, vaschetta Praticare sul fondo del contenitore con il chiodo tanti forellini. Fare un solo foro nel coperchio. Immergere il contenitore nella vaschetta piena di acqua. Tirarla fuori tenendo il foro sul coperchio tappato con un dito. L’acqua non fuoriesce. Togliere il dito: l’acqua sprizza dal fondo
Da un bicchiere all’altro • Un barattolo di vetro con il tappo, 2 cannucce, silicone o plastilina, un chiodo, martello, due bicchieri uguali, acqua, colorante. Fare due fori nel tappo ed inserire le due cannucce, sigillando con il silicone; una cannuccia deve sporgere per metà, l’altra deve essere tagliata sotto il tappo. Riempire il barattolo per metà di acqua. Mettere il tappo e chiudere bene. Riempire un bicchiere con acqua colorata. Capovolgere il barattolo sui due bicchieri in modo che la cannuccia lunga vada nell’acqua colorata, l’altra nel bicchiere vuoto.
Implosione di una bottiglia o lattina • Una bottiglia di plastica con il tappo, acqua calda, vaschetta con acqua fredda Mettere nella bottiglia un po’ di acqua calda, tappare ed agitare. Immergere la bottiglia nella vaschetta con acqua fredda. La diminuizione della pressione causa l’accartocciamento della bottiglia. Se si toglie il tappo ritorna allo stato iniziale.
Effetto serra L’atmosfera evita l’eccessivo riscaldamento assorbendo circa il 16% delle radiazioni solari mentre sulla Terra ne arriva il 50%. Una parte di questo 50% viene assorbito dalla superficie terrestre e di notte viene nuovamente irradiato (le rocce non sono conduttori). La dispersione di questo calore causerebbe un brusco raffreddamento notturno se l’atmosfera non lo riflettesse nuovamente verso la superficie terrestre.
Costruzione di una serra Un grosso barattolo di vetro con imboccatura larga Due termometri Una lampada Mettere un termometro sotto il barattolo capovolto e l’altro fuori ma vicino. Esporre il tutto all’aria, alla luce del sole (oppure alla luce di una lampada) Leggere la temperatura dei due termometri dopo qualche minuto e dopo 10 minuti.
Iceberg, banchise e l’innalzamento dei mari Due bicchieri uguali, 2 piatti fondi, cubetti di ghiaccio, un righello, acqua calda. Poggiare i bicchieri nei due piatti. Mettere due cubetti di ghiaccio nel primo bicchiere e riempirlo di acqua calda fino all’orlo. Riempire il secondo bicchiere di acqua calda. Poggiare il righello sul bordo del bicchiere e adagiare su di esso un cubetto di ghiaccio.
