Appunti di Ecologia

VERONESE SARA

praterie hanno le stesse temperature medie annue ma le precipitazioni sono distribuite equamente nel

corso dell’anno.

Il clima influenza i processi abiotici, come la velocità con cui rocce e suolo vengono disgregati, che rilasciano

nutrienti. I disturbi periodici come incendi, frane, colate di fango e valanghe uccidono gli organismi e

distruggono comunità, ma creano anche opportunità per la crescita di nuovi organismi e comunità.

Il sole è l’ultima risorsa di energia che conduce il sistema climatico globale. L’energia guadagnata dalla

radiazione solare può essere compensata dall’energia persa se la temperatura della Terra rimane la stessa.

In media, la cima dell’atmosfera terrestre riceve 342 W di radiazione solare per metro quadrato ogni anno.

La maggior parte della radiazione solare assorbita dalla superficie della Terra è emessa nell’atmosfera come

radiazione infrarossa. La superficie della Terra è rinfrescata quando l’acqua sulla superficie evapora e

assorbe energia.

Flusso latente di calore: perdita di calore dovuta all’evaporazione.

Conduzione: energia cinetica è trasferita dalle molecole in diretto contatto con altre molecole

Convezione: l’energia è trasferita dai movimenti di aria e le correnti di acqua

Flussi di calore sensibile: l’energia traferita dall’aria calda immediatamente sulla superficie all’atmosfera

più fredda per convezione e conduzione

L’atmosfera contiene gas serra che assorbono e ri-irradiano le radiazioni infrarosse emesse dalla Terra.

- Vapore acqueo

- Diossido di carbone

- Metano

- Ossido nitroso

Senza i gas serra Il clima della Terra sarebbe più freddo di circa 33°C. Aumentando la concentrazione dei gas

serra a causa delle attività umane si stanno alterando gli equilibri di energia della Terra, cambiando il

sistema climatico e causando il riscaldamento globale.

Concetto 2.2: Venti e correnti oceaniche si originano dalle differenze di radiazione solare incidente sulla

superficie terrestre.

Vicino all’equatore i raggi del sole colpiscono la terra perpendicolarmente. Attraverso i poli, i raggi del sole

si distribuiscono su un’area più larga e attraversano per una via più lunga l’atmosfera. Questa stabilizza un

gradiente latitudinale per la temperatura ed è la forza che determina le dinamiche del clima.

Le radiazioni solari scaldano la superficie della Terra che emette radiazioni infrarosse e scalda l’aria sopra la

superficie. L’aria calda è meno densa dell’aria fredda e risale- questo processo è chiamato sollevamento.

La pressione atmosferica diminuisce con l’altitudine, così l’aria che risale si espande e raffredda. E la

pressione dell’acqua?

L’aria fredda trattiene meno vapore acqueo che l’aria calda. L’aria che risale si espande e raffredda e il

vapore acqueo condensa a formare le nuvole. La condensazione è un processo di riscaldamento, così il

cumulo di aria rimane caldo rispetto all’atmosfera circostante e attiva il sollevamento.

In estate, i cumuli di nuvole formano le tempeste quando c’è un riscaldamento della superficie della terra e

un raffreddamento progressivo dell’atmosfera sopra. Le nuvole raggiungono il confine tra la troposfera e la

stratosfera dove le temperature sono più calde. Le regioni tropicali ricevono la maggior parte delle

radiazioni solari e delle precipitazioni. Il sollevamento dell’aria ai tropici è il risultato della zona di bassa

pressione atmosferica. Quando le masse d’aria raggiungono il confine troposfera-stratosfera, l’aria fluisce ai

poli. VERONESE SARA

Subsidenza: L’aria scende quando si

raffredda e forma zone ad alta pressione

a i 30° N e i 30° S. I deserti della Terra

sono a queste latitudini.

Celle di Hadley: pattern di circolazione su

larga scala risultato del sollevamento a

livello dei tropici.

Altre celle di circolazione:

- Celle polari: al Polo Nord e Sud:

l’aria scende, creando zone ad

alta pressione con basse

precipitazioni (deserti polari)

- Celle di Ferrel: ci sono alle medie

latitudini.

Queste celle di circolazione atmosferiche

sono danno come risultato le maggiori zone climatiche in ogni emisfero: tropicale, temperato e le zone

polari.

I venti fluiscono dalle aree ad alta pressione verso le aree a bassa pressione dando come risultato pattern di

movimenti di aria chiamati venti prevalenti. I venti sembrano deviati a causa della rotazione della Terra:

l’effetto Coriolis.

L’acqua ha una più alta capacità termica rispetto alla terra: può assorbire e immagazzinare più energia

senza cambiare temperatura.

- Estate: L’aria sugli oceani è più fredda e densa, così l’aria crea subsidenza e l’alta pressione si

sviluppa negli oceani.

- Inverno: L’aria sui continenti è più fredda e densa; l’altra pressione si sviluppa sui continenti. Il

fenomeno opposto avviene sugli oceani.

Questi effetti sono conosciuti come celle semipermanenti di alta e bassa pressione. I cambi stagionali

nelle celle di pressione influenzano la direzione dei venti prevalenti.

Le correnti maggior di superficie dell’oceano sono guidate dai venti in superficie infatti hanno pattern simili.

La velocità delle correnti oceaniche è circa 2-3% della velocità dei venti.

La circolazione oceanica verticale.

Le acque superficiali sono più calde e meno saline (meno dense) delle acque profonde, quindi i due strati

generalmente non si mescolano. Quando le correnti di superficie tropicale raggiungono le aree polari,

l’acqua si raffredda, si forma il ghiaccio, l’acqua diventa più salina e più densa e scende in profondità

(downwelling). Le acque di downwelling si muovono indietro verso l’equatore, portando acque fredde

polari.

L’ upwelling avviene quando le acque in profondità tornano in superficie, dove i venti prevalenti soffiano

paralleli alle coste. Le acque superficiali fluiscono via dalle coste e scendono in profondità, e le acque

fredde dell’oceano risalgono a rimpiazzarle. L’upwelling influenza i climi di costa. Questo fenomeno porta

nutrienti dai sedimenti profondi alla zona fotica, dove la luce penetra e il fitoplancton riesce a crescere.

Questo porta cibo allo zooplancton e ai suoi consumatori. Queste aree sono le più produttive negli oceani

aperti.

Le correnti oceaniche influenzano il clima regionale.

La corrente del Golfo e la corrente Nord Atlantica scaldano il clima della Gran Bretagna e della Scandinavia.

Alla stessa latitudine, il Labrador è più freddo a causa della corrente di Labrador. Le correnti oceaniche

trasferiscono caldo dai tropici ai poli. Il “grande nastro trasportatore oceanico” è un sistema interconnesso

di correnti oceaniche che collegano l’oceano Pacifico, Indiano e Atlantico. VERONESE SARA

Concetto 2.3: La circolazione atmosferica ed oceanica su larga scala determina gli andamenti globali delle

temperature e delle precipitazioni

La media annuale delle temperature diventa progressivamente più fredda dall’equatore verso i poli. Questo

pattern è alterato dalle correnti oceaniche, la topografia continentale e la distribuzione delle masse

terrestri e acquatiche. Le temperature dell’aria sulla terra mostra una grande variazione stagionale rispetto

a quella sull’oceano, con temperature più calde in estate e più fredde in inverno.

Gradiente termico verticale: le temperature diminuiscono con l’aumentare della distanza dal suolo

(elevazione). La pressione dell’aria e la densità diminuiscono con l’elevazione; ci sono meno molecole di

aria che assorbono le radiazioni infrarosse. La velocità del vento aumenta ad alte altitudini a causa della

minore frizione con la superficie del suolo. I pattern di precipitazione associati con le celle di circolazione

atmosferica sono modificati dalle zone di montagna e dalle zone di alta e bassa pressione (differenza di

capacità termale tra terra e oceano) - Le celle di pressione influenzano i movimenti di aria umida

dall’oceano ai continenti con la formazione delle nuvole.

Concetto 2.4: il clima a livello regionale riflette l’influenza dei mari e dei continenti, delle montagne e

della vegetazione.

Le aree costiere hanno un clima marittimo: piccole variazioni giornaliere o stagionali in temperatura, e alta

umidità. LE aree nel centro dei grandi continenti hanno climi continentali variazioni più grandi

giornalmente e stagionalmente nelle temperature specialmente nelle zone temperate. Sui versanti delle

montagne i cambi nella tipo di vegetazione riflettono i cambiamenti climatici come la diminuzione di

temperatura e la precipitazione e la velocità del vento aumenta con l’aumentare dell’elevazione.

Quando le masse d’aria incontrano le montagne, sono forzate a risalire, raffreddare e rilasciare

precipitazioni. I versanti a Est ricevono più sole mattutino e diventano più caldi degli altri versanti delle

vallate. Questa differenza di calore crea venti localizzati lungo i versanti. Le nuvole possono formare e

produrre tempeste che si muovono sulle vallate circostanti. Di notte, il raffreddamento è maggiore ad alte

altitudini e il freddo, l’aria densa scende l’ungo il versante e si deposita nelle aree sottostanti. LE zone alle

pendici delle montagne sono i luoghi più freddi nelle notti serene.

Vegetazione: può influire sul clima

Albedo: La quantità di radiazione solare che viene riflessa dalla superficie; le superfici più chiare hanno un

maggior tasso di albedo. Una foresta di conifere ha un colore più scuro e un’albedo minore rispetto ad un

suolo nudo o una prateria che assorbono maggior energia solare.

La texture della superficie terrestre cambia con la vegetazione. Una prateria continua ha una superficie

liscia, che permette grandi trasferimenti di energia all’atmosfera col vento, rispetto ad una superficie

“ruvida” come una mix tra foresta e prateria.

Evapotraspirazione: La perdita di acqua attraverso la traspirazione di piante, più l’evaporazione dal suolo.

Trasferisce energia (come calore latente) e acqua nell’atmosfera, influenzando però la temperatura e

l’umidità nell’aria.

La perdita o il cambio di vegetazione possono influire sul clima.

Deforestazione: aumenta l’albedo della superficie terrestre, meno radiazione solare viene assorbita e meno

riscaldamento. Bassi guadagni di calore sono compensati da una minor evapotraspirazione che raffredda a

causa dell’assenza delle foglie. Una diminuzione nell’evapotraspirazione dà luogo a una minore umidità

nell’atmosfera e meno precipitazioni. La deforest