Elementi di fisica e didattica della fisica

L’EFFETTO SERRA E I CAMBIAMENTI CLIMATICI

Il sistema della temperatura atmosfera è assolutamente complesso e ciò si può vedere in

un’immagine analizzata in aula. Se guardiamo alle variazioni di temperatura media del pianeta,

variazioni di mezzo grado ci appaiono irrilevanti. Tuttavia ci sono fenomeni che si verificano che

possono darci una impressione più significativa di ciò che sta accadendo. È stato osservato che

l’estensione dei maggiori ghiacciai si sta riducendo. È un problema che coinvolge l’intera superficie

terrestre. COMPLESSO ≠ COMPLICATO

Un problema complesso non è separabile nelle sue parti, cosa che è possibile in un problema

complicato. Una piccola modifica di un elemento porta a un cambiamento di tutto il fenomeno.

Un sistema complesso è tale perché:

1. Molti processi sono in atto, descritti da molti parametri

2. Alcuni di questi processi non sono lineari

3. I processi si influenzano vicendevolmente

All’interno del sistema climatico accade spesso che la variazione di un parametro influenzi un altro

che a sua volta ha impatto sul primo. Quando ciò accade si dice che il sistema possiede

controreazioni (dette anche feedbacks). Ne esamineremo in dettaglio solo due:

- Il feedback tra la variazione della superficie dei ghiacci Artici e la temperatura dei primi 150m

dell’oceano Artico.

- Il feedback tra aumento di temperatura e ciclo idrologico (vapore acqueo, nuvolosità).

IL FEEDBACK ARTICO

1. La superficie dei ghiacci varia, durante ciascun anno, in risposta ai fenomeni metereologici: ha

un massimo al termine dei mesi invernali ed un minimo alla fine del periodo caldo (attorno al

mese di settembre).

2. Nella regione coperta dai ghiacci gran parte della radiazione solare viene riflessa verso lo

spazio; nelle zone libere dai ghiacci la radiazione solare penetra nell’oceano Artico, viene

assorbita dall’acqua e riscalda l’oceano (i primi 150m).

3. L’aumento della temperatura delle acque facilita lo scioglimento del ghiaccio (feedback

positivo).

4. Da pochi anni gran parte del ghiaccio Artico è prodotto l’anno precedente; questo è un fatto

nuovo che implica che anche il volume del ghiaccio Artico si sta riducendo in fretta.

IL FEEDBACK TEMPERATURA-VAPORE ACQUEO

1. Un aumento della temperatura in presenza di superfici coperte da acqua implica un aumento

della quantità di vapore a saturazione presente in atmosfera.

2. Una maggiore quantità di vapore implica un assorbimento maggiore della radiazione emessa

dalla superficie.

3. Questo provoca un effetto sulla nuvolosità: stesso tipo di nube ma maggiore nuvolosità o nubi

diverse? Ancora non lo sappiamo, ma anche in questo caso abbiamo un circolo. Le nuvole

assorbono le radiazioni in modo maggiore rispetto agli altri elementi. 02-11-2015

IL RISCHIO IDROGEOLOGICO – Elisa Bandecchi

Rischio idrogeologico = alluvioni e frane

Le alluvioni e le frane hanno una causa antropica, dovute cioè all’uomo, mentre i terremoti sono

naturali e non si possono prevedere. Le frane e alluvioni si possono prevedere.

DISSESTO IDRO-GEO-LOGICO = dovuto all’acqua, alla geologia del territorio e alla logica con cui

il territorio viene sfruttato. Non esiste in altre lingue perché è un problema tipicamente italiano.

Abbiamo un territorio costituito da terreni argillosi, incoerenti (che si sgretolano facilmente).

Le cause sono:

- Il cambiamento climatico

- Problemi geologici della nostra penisola

- L’utilizzo del territorio totalmente illogico (questa è la causa principale)

L’uso illogico del territorio comincia con la prima legge urbanistica del 1942: con la guerra non c’è

stato il tempo di fare tutte le misure per l'attuazione della legge, poi, quando la guerra è finita e la

ricostruzione iniziata, la ricostruzione è avvenuta totalmente in disordine.

I problemi però si aggravano negli anni ’60 con il boom edilizio e il boom economico. L’espansione

edilizia incontrollata e non pianificata con il 500% di aumento di superficie urbanizzata (dati Istat).

Negli anni ’60 avvengono 3 eventi di grande impatto:

- Il disastro del Vajont. 1963. Ha causato circa 2000 vittime.

- La frana di Agrigento. 1966. Un intero quartiere ha franato per l’eccessivo peso. 0 vittime.

- L’alluvione di Firenze. 1966. 35 vittime.

1967 legge Ponte:

- Un intervento importante sulla legge urbanistica

- Mette l’obbligo di pianificazione urbanistica, contrasta lo sviluppo edilizio incontrollato e

prevede norme di urbanizzazione

- Sciaguratamente l'entrata in vigore fu sospesa per un anno e in quell'anno furono rilasciate

concessioni per 8,5 mln di vani, pari al triplo del normale.

CONDONI EDILIZI (1983-1994-2003)

Sono situazioni abusive dal punto di vista edili rese legali pagando lo Stato in un certo periodo.

Hanno causato 800 milioni di metri cubi edificati in queste condizioni.

Tutto questo è il dissesto idrogeologico.

Anche negli anni ’80 e ‘90 ci sono state frane terribili:

- Val di Stava. 1985. 268 vittime

- Frana del Val di Pola. 1987. 35 vittime

- Frana di Sarno. 1998. 160 vittime.

PAI = Piani di Assetto Idrogeologico = mappare le zone a rischio alto e medio alto di frane nel

nostro Paese

In un paio d'anni l'Italia fa quello che nessun altro paese è mai riuscito a fare, cioè classificare il

rischio idrogeologico di tutto il territorio nazionale. Tutto il paese è stato mappato.

Sono 47.000 le aree a rischio alto e molto alto di frana o inondazione. In queste 47.000 aree

bisognerebbe o mettere in sicurezza o delocalizzare.

Nel 1992 viene istituita la Protezione Civile a seguito di due tragedie:

- Il terremoto dell’Irpinia. 1980. 1914 vittime e 280 mila sfollati e senza tetto

- La tragedia di Vermicino. 1981. Un bambino perde la vita in un pozzo

Compiti della Protezione Civile:

- Previsione. Mettere in atto tutte quelle attività che portano a prevedere, monitorare e

sorvegliare i rischi. È presente un sistema di allertamento nazionale (24h/24 che ogni mattina

emette un Bollettino di criticità idrogeologica nazionale riguardo a tutte le zone di allerta del

territorio) e un Piano Straordinario di Telerilevamento (la mappatura dei movimenti del terreno

con precisione millimetrica di tutta la nazione).

- Prevenzione. Mettere in sicurezza il territorio, ma anche informare le persone sulle norme da

adottare in caso di emergenza. Il Dipartimento di Protezione Civile dà linee guida per la

preparazione dei programmi di previsione e prevenzione, sono poi gli enti locali, in particolare

le Province e i Comuni, a metterli in pratica con attività di previsione e interventi di

prevenzione.

- Gestione dell’emergenza. La Protezione Civile Italiana è la migliore al mondo per il soccorso e

il superamento dell’emergenza.

La protezione civile è un insieme coordinato di tanti gruppi ed Enti specializzati che al proprio

interno hanno: specifici linguaggi, determinate procedure e uno spiccato senso di appartenenza.

Il sistema di P.C. è fortemente decentrato. La prima risposta all’emergenza, qualunque sia la

natura e l’estensione dell’evento, deve essere garantita a livello locale, a partire dalla struttura

comunale, l’istituzione più vicina al cittadino. Il primo responsabile della protezione civile in ogni

comune è quindi il Sindaco. Solo quando l’evento non può essere fronteggiato con i mezzi a

disposizione del comune, si mobilitano i livelli superiori: la Provincia, la Prefettura, la Regione, fino

al coinvolgimento dello Stato, solo in caso di emergenza nazionale.

La resilienza è la capacità di ogni comunità, consapevole di convivere con dei rischi (naturali)

accettabili, di reagire in modo attivo e integrato con le autorità locali. 09-11-2015

FRANE

La frana è un qualsiasi movimento di una massa di roccia, detrito o terra lungo versante. Ci sono

molte variabili:

- La scala del fenomeno

- La velocità

- La natura del materiale

- Le cause di innesco

- I meccanismi di trasporto

La forza di gravità è una forza universale. È stato Newton ha capito che la forza che fa cadere a

terra una mela dall’albero è la stessa che tiene la Luna in orbita intorno alla Terra, e i pianeti in

orbita intorno al Sole. Nell’universo ogni corpo attrae ogni altro corpo con una forza che dipende:

- Dalla distanza dei due corpi (ESEMPIO. tra la Terra e l’oggetto)

- Dalla massa dei due corpi (la massa della luna è molto più piccola della Terra e quindi

l’attrazione dei due corpi è molto meno forte)

- Dalla forza di attrazione che diventa percettibile solo quando almeno una delle due masse è

molto grande (nessun effetto per gli oggetti della vita quotidiana)

Perché i pianeti non cadono sul Sole? Perché i pianeti girano e si crea la forza centrifuga.

La forza di gravità è diretta sempre verso il centro della Terra e per questo la stabilità di un pendio

dipende dalla sua inclinazione. Per valutare la stabilità di un pendio, bisogna considerare che per

ogni materiale esiste un angolo di riposo, che rappresenta la pendenza massima oltre la quale i

materiali non sono più stabili (generalmente tra 10 e 40 gradi). L’angolo di riposo varia in relazione

a molti parametri:

- La natura delle rocce

- La granulometria (la coesione delle rocce che tende a mantenerle unite impedendone il

distacco; è nulla nelle rocce incoerenti)

- Le caratteristiche dei sedimenti incoerenti (i frammenti grandi e spigolosi hanno un angolo di

riposo maggiore dei detriti fini e arrotondati, cioè l’attrito ostacola lo scivolamento delle rocce)

- L’inclinazione degli strati (la giacitura)

- La presenza di acqua

Per giacitura s'intende la disposizione, rispetto alla superficie topografica, dei piani di discontinuità

delle rocce. La disposizione degli strati e delle fratture è solo un fattore predisponente alla franosità

di un versante.

PERCHE’ AVVENGONO LE FRANE?

- Presenza di rocce fortemente erodibili. L’erosione è causa da vari agenti:

la pioggia provoca la soluzione delle rocce;

l’inquinamento atmosferico fa aumentare l’azione chimica della pioggia (piogge acide)

la pioggia battente stacca i granuli dalla roccia e li porta lontano;

l’acqua ghiacciando nelle fessure delle rocce le dilata e le spacca;

l’alternanza di caldo e freddo fa dilatare e contrarre le rocce;

- Piogge abbondanti (o meglio, l’inefficienza dei drenaggi a smaltirla, che fanno sì che si

rompano canali, fogne e acquedotti interrati; straripamento dei corsi d'acqua)

- Un fortissimo terremoto

- Disboscamento

- Sovraccarichi ec