Geografia e geomorfologia

Geografia

Definizione e disciplina

Geografia – Disciplina di carattere generale, studia la distribuzione dei fenomeni sulla superficie terrestre.

Geografia fisica - Interesse nei diversi elementi fisici della Terra.

Geografia umana - Elementi connessi all’uomo e alle sue attività.

Geografia fisica e geomorfologia

Geografia fisica - Analisi delle diverse componenti dell’ambiente naturale, natura e caratteristiche degli elementi fisici, processi che determinano tali elementi, relazioni fra i diversi elementi “sfere ambientali”:

• Litosfera
• Atmosfera
• Idrosfera
• Biosfera

Non si tratta di sfere disgiunte fra loro, nell’analizzarle teniamo conto delle forti interazioni che ci sono tra loro, nel concreto analizzeremo i vari aspetti e processi di ogni tipologia di sfera.

Geomorfologia - Studio ed interpretazione del rilievo terrestre (forme e processi).

La geomorfologia riguarda lo studio dei processi di erosione, trasporto e deposizione dei materiali (sedimenti) e delle forme che derivano da tali processi. Studio della storia geologica più recente (Quaternario incluso l’Antropocene).

Antropocene – Periodo storico/geologico più recente, dagli anni '50 del secolo scorso quando l’uomo ha iniziato ad avere un grosso impatto sull’ambiente circostante. Uomo agente rilevante su quella che è l’evoluzione terrestre.

Climi e modificazioni terrestri

Ad una stessa altitudine possiamo identificare differenti climi, quindi a grande scala possiamo notare dei fattori (correnti, catene montuose) che portano a differenti tipologie di clima. Rilevante comprendere su scala globale quelli che sono i cambiamenti e modificazioni delle masse d’aria terrestri e oceaniche.

Genesi e paesaggio

Genesi (geomorfologia) - Analizzare un paesaggio, comprendere e descrivere le differenti forme, i processi che danno origine ai caratteri di un determinato paesaggio.

Il paesaggio che osserviamo tutt’ora subisce modificazioni, allo stesso tempo possiamo osservare forme relitte, forme/superfici che nel contesto odierno e nemmeno nel futuro, potranno subire ulteriori modificazioni, dovute alla dinamica di corsi d’acqua, in quella che è la loro geografia.

Sistema solare e formazione

Il sistema solare si è formato circa tra i 4 e i 5 miliardi di anni fa. L’origine del sistema è avvenuta inizialmente da una nebulosa che poi si è implosa andando a formare una forma ellittica, successivamente ha iniziato a roteare andando a strutturarsi con il Sole al centro e i proto-pianeti ai margini, infine siamo giunti alla situazione attuale con la formazione dei pianeti e i loro satelliti. Aspetto comune di tutti i pianeti del sistema solare, hanno una rotazione da ovest verso est (rotazione antioraria).

Pianeti e dinamiche solari

Trattando i pianeti è importante fare alcune valutazioni, il tempo di rivoluzione, velocità con cui si muovono attorno al Sole aumenta man mano che ci si allontana da esso. Un altro aspetto legato al Sole è l’energia che essi accumulano, diminuirà man mano che ci si allontana da quest’ultimo.

Forma della Terra

In termini di dimensione, il diametro del piano passante per i poli è di 12,714 km, non si tratta esattamente di una sfera, i rilievi modificano la dimensione come i fondali (topografia e morfologia influenzano).

Oltre ai rilievi e ai fondali oceanici, un altro aspetto importante che modifica la forma e il moto di rotazione, diametro della Terra, dipende dal fatto che la Terra ha una sua rotazione che la Terra compie intorno al proprio asse, porta ad uno schiacciamento in corrispondenza dei poli e un leggero rigonfiamento a livello equatoriale, il diametro equatoriale è di 12,756 km. La Terra non è esattamente una sfera; ha una forma ellissoide e geoide (in riferimento alle differenti forze di gravità presenti a livello terrestre).

Sistemi di riferimento

Necessità di individuare con precisione ogni punto della superficie terrestre.

Elementi di riferimento per la superficie terrestre.

• Poli: polo Nord e polo Sud, zone di schiacciamento dovuto alla rotazione.
• Asse di rotazione: linea immaginaria che collega i due poli.
• Piano equatoriale: piano immaginario, tracciato a metà della distanza tra i due poli.
• Circolo massimo: circolo che passa per il centro della Terra (circolo d’illuminazione).
• Circolo minimo: tutti i circoli che vengono definiti dall’intersezione di tutti i piani che intersecano la Terra ma che non passano dal centro.
• Linea ortodromica: si tratta della distanza minima fra due punti (definita mediante il circolo massimo).

Reticolato geografico

Reticolato geografico – Meridiani e paralleli ci consentono di ottenere un reticolo geografico e ci permettono di identificare i punti sulla Terra.

• Paralleli: insieme di circoli paralleli al piano equatoriale (circoli minimi).
• Meridiani: linee che passano per i poli (circoli massimi).

Reticolato ci permette di definire latitudine e longitudine di un punto.

• Latitudine: definita come il valore angolare dell’arco di meridiano compreso fra l’equatore e un dato punto. Importante ricordare che il piano di riferimento è l’equatore, si esprime in gradi valore 0° all’equatore e 90° ai poli, per maggiore precisione utilizziamo anche i minuti e i secondi.

Abbiamo quattro paralleli importanti:

• 66,5° N – Circolo Polare Artico
• 23,5° N – Tropico del Cancro
• 23,5° S – Tropico del Capricorno
• 66,5° S – Circolo Polare Antartico

Paralleli molto importanti legati all’inclinazione dell’asse terrestre, influenzano quella che è la posizione del Sole durante l’anno e la sua energia che trasmette in termini di durata e intensità nelle diverse superfici della Terra. Paralleli sono linee che contengono punti di uguale latitudine.

• Longitudine: valore angolare dell’arco di parallelo compreso fra il meridiano di riferimento (Greenwich) e un dato punto.

Differenza tra latitudine e longitudine, se per la latitudine abbiamo un piano fisso di riferimento (equatore), per quanto riguarda la longitudine non lo abbiamo, nel 1884 fu deciso che il meridiano di riferimento è il meridiano di Greenwich. Per la longitudine il punto di grado 0 è il meridiano di riferimento mentre spostandoci verso destra avremmo valori che variano di 180° Est mentre verso sinistra di 180° Ovest. Possiamo notare la differenza di lunghezza, di un grado di latitudine da un grado di longitudine, un grado di latitudine la distanza tra paralleli è quasi (dovuta allo schiacciamento) identica, mentre la lunghezza di un grado di longitudine varia in modo significativo, i meridiani convergono ai poli, di conseguenza, la longitudine si annulla in quei punti, diminuisce avvicinandosi ad essi.

Conclusioni sulle differenze tra meridiani e paralleli, paralleli latitudine, meridiani longitudine ed infine la differenza di lunghezza dei due.

Movimenti e illuminazione della Terra

Le relazioni fra Terra e Sole sono importanti in quella che è la variazione di energia solare, si tratta di relazioni in continuo cambiamento a causa del moto di rotazione della Terra attorno al proprio asse e di rivoluzione annuale intorno al Sole, ha comportato e tutt’ora comporta variazioni del clima.

Quaternario (ultimi due milioni di anni) periodo influenzato da innumerevoli variazioni climatiche, alternanza di periodi caldi a periodi più freddi, il tutto è legato ad aspetti specifici legati al tempo, dovuti anche all’influenza dell’asse terrestre e del Sole.

I principali moti della Terra sono:

• Moto di rotazione - Rotazione della Terra intorno a sé stessa (da ovest verso est) e rotazione sul proprio asse. L’asse di rotazione ha un’inclinazione di 23° gradi, fattore molto importante il quale comporta delle influenze sul sistema Terra. Al variare della latitudine, varia la velocità di rotazione, valore minimo ai poli mentre valore massimo all’equatore.

Conseguenze del moto di rotazione e della diminuzione di velocità rotazionale con l’aumento della latitudine:

• Porta all’alternanza stagionale e anche il cambio di luce e oscurità.
• Forze di Coriolis (effetto su masse d’aria e d’acqua), soggette alle diverse velocità presenti alle differenti latitudini terrestri. Le masse subiscono una variazione verso destra nel caso fossimo all’emisfero Boreale, subiscono uno spostamento verso sinistra se ci troviamo nell’emisfero Australe.
• Instaurarsi delle maree, soggette al rapporto Luna – Sole.

Moto di rivoluzione

Come la Terra si muove intorno al Sole. Definiamo il periodo di rivoluzione:

• Anno tropicale (equinozio) – 365 giorni, 5 ore, 48 minuti.
• Anno siderale (stella) – 365 giorni, 6 ore, 9 minuti.
• Perielio (147,166,480 km) 3 gennaio, e Afelio (152,171,500 km) 4 luglio, si tratta della minor distanza e della massima distanza della Terra rispetto al Sole, l’orbita della Terra è di tipo ellittico, dovuta alla distanza Terra - Sole che varia nel corso dell’anno, non influenza su quello che è il clima, quello che influenza maggiormente l’alternarsi delle stagioni è l’inclinazione dell’asse terrestre.

Piano dell’eclittica e inclinazione dell’asse di rotazione

Piano dell’eclittica – posizione della Terra su un piano. Questo piano immaginario passa attraverso il Sole e comprende ogni punto dell’orbita terrestre. Poiché l’asse di rotazione è inclinato, il piano dell’eclittica ed il piano equatoriale non coincidono.

• Inclinazione dell’asse di rotazione - l’inclinazione dell’asse è di 23,5°, fondamentale, nel caso non lo fosse le cose sarebbero differenti sulla superficie terrestre, come l’assenza stagionale in alcune zone, man mano che ci spostiamo dall’equatore verso i poli le stagioni, possiamo notare una variabilità maggiore delle stagioni, questo non sarebbe evidente se non ci fosse l’inclinazione terrestre.
• Polarità dell’asse - l’asse del moto di rivoluzione è parallelo su sé stesso, rivolto sempre verso il nord celeste (stella polare).

Variazioni dell’illuminazione e della radiazione solare

Combinazione dei due moti terrestri. L’effetto combinatorio della rotazione e della rivoluzione della Terra e dell’inclinazione e polarità dell’asse di rotazione fa sì che l’angolo d’incidenza dei raggi solari su un punto della superficie terrestre vari durante l’anno.

La quantità di energia solare (radiazione solare) che interessa un determinato punto della superficie terrestre dipende da due aspetti:

1. Ore totali di luce – da 0 ore fino a 24 ore.
2. Angolo con cui i raggi solari incidono sulla superficie terrestre – la stessa quantità di radiazione solare se incide con angoli maggiori di 90° riscalderà la superficie maggiormente rispetto ad un’inclinazione del raggio minore di 90°.

Ad esempio, a livello equatoriale il raggio si concentrerà su una superficie di dimensioni minori rispetto a quando il raggio colpisce con angolatura minore, occuperà una superficie maggiore. 21 marzo e 23 settembre i raggi sono perpendicolari in corrispondenza dell’equatore.

Solstizi ed equinozi

Metà della Terra è costantemente illuminata durante il giorno e durante l’anno. La linea che delimita le due metà è definita circolo d’illuminazione. Durante gli equinozi, i raggi sono perpendicolari all’equatore mentre durante i solstizi, il 21 giugno (solstizio d’estate nell’emisfero boreale) i raggi sono perpendicolari al Tropico del Cancro, al 22 dicembre (solstizio d’inverno nell’emisfero boreale), i raggi saranno perpendicolari al Tropico del Capricorno.

Durante il solstizio d’estate noteremo l’area del Polo Nord completamente illuminata, caso contrario durante il solstizio d’inverno, evento che diminuirà ad altitudini minori. Al polo Sud accade la situazione inversa, durante il solstizio d’estate non viene illuminato, ma durante il solstizio d’inverno raggiunge la sua massima illuminazione.

Crepuscolo

Si tratta del periodo d’illuminazione diffusa che segue il tramonto e precede il sorgere del Sole. È il risultato della riflessione dei raggi solari da parte delle particelle (polvere, umidità) presenti nell’atmosfera. La sua durata dipende dallo spessore dell’atmosfera e dalla velocità con cui il Sole scende al di sotto dell’orizzonte, diventa rilevante soprattutto alle alte latitudini (velocità elevata alle basse latitudini, più bassa alle alte latitudini).

Durante gli equinozi, i raggi del Sole sono verticali (90°) all’equatore a mezzogiorno, la durata del giorno è pari a 12 ore su tutta la superficie terrestre. I raggi solari prima dell’equinozio di primavera sono perpendicolari a Sud dell’equatore, caso contrario durante l’equinozio d’autunno i raggi saranno perpendicolari a Nord dell’equatore. Perché sappiamo che a dicembre erano perpendicolari al Tropico del Capricorno, poi spostandoci ci troveremo nella situazione che al 21 marzo sono perpendicolari all’equatore, successivamente sapremo che al solstizio d’estate saranno perpendicolari al Tropico del Cancro.

Analemma

Ci permette di calcolare qual è l’inclinazione (altezza) del Sole in tutti i giorni dell’anno. A sinistra abbiamo l’equatore con le diverse latitudini, la linea rossa indica i differenti mesi con indicati i giorni. Una volta presa in considerazione una data, sull’asse delle ordinate questo schema ci mostra l’inclinazione del Sole a quella data.

È utile comprendere anche l’altezza del Sole, nei diversi luoghi della Terra. Per calcolare l’altezza del Sole nei diversi luoghi della Terra operiamo nel seguente modo: Altezza del Sole = 90° - distanza d’arco (dove la distanza d’arco corrisponde alla latitudine che separa il luogo dove i raggi sono a 90° con il luogo che ci interessa calcolare).

Padova latitudine: 45° Inclinazione Sole: 8° S 8° + 45° = 53° (Sole ancora nell’emisfero Australe) 90° – 53° = 37° altezza del Sole a Padova all’h 12:00. Se invece ci trovassimo in un momento in cui il Sole si trova nell’emisfero Boreale, dovremmo sottrarre dalla latitudine di Padova, la latitudine del Sole a 90° gradi (spostamento lungo il meridiano).

Variazioni dell’asse di rotazione e nel moto di rivoluzione

Precessione degli equinozi (rotazione dell’asse): 26,000 anni, l’asse terrestre ha una sua rotazione (non è fisso, forma due semi coni).

Inclinazione dell’asse terrestre (non rimane fissa, si è modificata nel tempo, la modificazione avviene circa ogni 41,000 anni).

Eccentricità orbitale (forma dell’orbita ellittica, moto di rivoluzione non è costante).

Aspetti rilevanti, perché combinati fra loro sono quelli che hanno contribuito su quelle che sono le grandi variazioni del clima avvenute durante il Quaternario. Le grandi fasi glaciali annesse anche alle fasi minori di glaciazione, sono legati a questi fattori astronomici. In passato il clima era controllato da fattori di tipo astronomico.

Misura del tempo

Abbiamo tre unità naturali per la misurazione del tempo:

• Anno tropico – legato al susseguirsi delle stagioni
• Il mese lunare – ripresentarsi della Luna piena (fasi lunari)
• Giorno – susseguirsi della luce e del buio (giorno e notte)

Tutte le altre unità che utilizziamo, sono unità convenzionali dell’uomo, un momento molto importante a cui l’uomo ha fatto sempre riferimento è il momento in cui il Sole raggiunge la sua massima altezza.

Uso delle meridiane, strumento utilizzato ai fini della misurazione delle ore, la barra è inclinata in base alla latitudine della località, l’ombra proiettata ci indica quella che è l’ora attuale.

Fusi orari

Fusi orari Sistema orario standard a livello mondiale (1884), meridiano di riferimento per ogni fuso. L’intero globo viene suddiviso in 24 fusi, ciascuno di 15° di longitudine in cui ognuno si colloca un fuso orario verso Est aumentano, verso Ovest diminuiscono, lo spostamento avviene rispetto al meridiano di Greenwich.

Orario Universale Coordinato

Importante è che l’orario a cui si fa riferimento – (Universal Time Coordinated UTC), si riferisce al meridiano di riferimento, nel momento in cui osserviamo dei dati dobbiamo aggiungere il range di fuso della zona in cui siamo (esempio sito ARPAV precipitazioni, se osserviamo 11: sappiamo che in realtà fa riferimento alle 11: + 1 ora di fuso italiano).

Linea internazionale del cambiamento di data

Il meridiano opposto rispetto a Greenwich, definito anche antimeridiano posizionato a 180° rispetto a Greenwich, a livello di antimeridiano avviene un cambio di data. Le zone a sinistra dell’antimeridiano sono già al giorno successivo mentre le zone di destra sono ancora al giorno precedente, esempio Australia domenica, America sabato. Passaggio da Est verso Ovest perde una giornata e la cosa opposta avviene dal passaggio Ovest verso Est, perché guadagna una giornata.

Rappresentazione della superficie terrestre

La rappresentazione della Terra avviene per mezzo di globi e carte geografiche. Il problema che è sempre sorto è il “come” rappresentare la Terra. Il globo è la rappresentazione più fedele della Terra, però sorge un limite nella sua costruzione ovvero la scala, per quanto grande sia un globo il dettaglio rappresentato sarà sempre limitato.