Fondamenti di geografia(Parte I + Parte II)

Geografia

Il termine è stato coniato da Eratostene per indicare la scienza che studia la terra.

Fondamenti teorici

• Spazio = estensione o area solitamente espressa in termini di superficie terrestre.

Esso è:

• Storia naturale = processi fisici, chimici e biologici
• Differenziato da: storia umana = processi economici, politici e sociali
• Suddiviso in regioni = area contigua di spazio caratterizzata da una proprietà comune che la rende distinta dai territori circostanti.

Tipi di regione

• Regione formale = Area con determinate caratteristiche (esempio: regione alpina).
• Regione funzionale = Area determinata da un centro, il quale influenza il territorio circostante.
• Regione nodale = Area che fa da ponte tra due o più regioni: è un nodo di collegamento per infrastrutture o sistemi di trasporto.

Spazio topologico e topografico

Distinto in due tipologie, a seconda del modo in cui viene rappresentato:

• Spazio topologico: si basa su una concezione reticolare dello spazio, il quale viene rappresentato attraverso delle reti costituite da:
  • Nodi = punti che indicano i luoghi
  • Collegamenti = linee che collegano i luoghi
  Esempio: in una mappa di un sistema di linee metropolitane non è rilevante la distanza tra le fermate, ma è importante individuare i nodi di cambio tra le fermate.
• Spazio topografico: si basa su una concezione lineare della distanza tra punti, misurata in:
  • Chilometri
  • Costo del viaggio
  • Tempo di percorrenza (in ore)
  Esempio: le rappresentazioni cartografiche dell’Europa introducono il concetto di “Europa delle linee che si restringe” in quanto sono concentrate sulla riduzione delle distanze tra due o più luoghi, favorita dai treni ad alta velocità.

Posizione

• Posizione = punto particolare dello spazio, solitamente sulla superficie terrestre, in cui sono localizzati gli oggetti geografici in base ad un sistema di coordinate (lat/long).

Essa si distingue in:

• Posizione assoluta = L’oggetto geografico è considerato in un sistema di riferimento arbitrario.
• Posizione relativa = L’oggetto geografico è considerato in relazione alla posizione di altri oggetti.

Una posizione che viene individuata con un certo contenuto di informazione diventa sito.

Sito/luogo

• Sito/luogo = punto particolare della superficie terrestre che viene individuato per mezzo di valori attribuitigli dall’uomo, sulla base dei legami che ha creato con esso.

Ha dimensioni variabili: può essere di piccole, medie o grandi dimensioni.

Sistema

• Sistema = composto da:
  • Elementi
  • Attributi
  • Relazioni tra gli oggetti geografici

Ogni variazione di una voce ha ripercussioni sia sulle altre voci, sia sul sistema in generale.

Relazioni

• Relazioni orizzontali = Interazioni spaziali tra gli oggetti geografici
• Relazioni verticali = Relative al rapporto tra i singoli oggetti geografici e le caratteristiche dei luoghi in cui si trovano.

Ambiente

• Ambiente = insieme delle condizioni che letteralmente circondano un essere umano, in un qualsiasi punto della superficie terrestre.

In esso vi è:

• Ambiente abiotico = Mondo inanimato costituito da:
  • Litosfera
  • Idrosfera
  • Atmosfera
• Ambiente biotico = Mondo animato costituito da: biosfera

È possibile distinguere diverse ZONE AMBIENTALI DELLA TERRA, ossia zone di produttività classificate in base alla crescita potenziale delle piante, misurata dall’INDICE DI PATERSON.

Indice di Paterson

In particolare:

• Indice di produttività delle piante =

Dove:

• Tm = temperatura media del mese più caldo
• P = piovosità in cm
• Tr = escursione termica, determinata con la differenza tra temp mese più caldo – temp mese più freddo
• G = stagione di crescita (temperatura > 3°C)
• S = radiazione solare ai poli (valore percentuale)

Influsso dell'ambiente sull'attività umana

• A U: ad esempio in che modo fattori come il clima influenzano l’attività dell’uomo

Infine si noti che si hanno le seguenti relazioni tra uomo e ambiente:

• U A: influsso dell’attività umana sull’ambiente, che ha causato: inquinamento, effetto serra, piogge acide, …

Topologia

• Topologia: studia la progettazione e la rappresentazione delle RETI di trasporto, avvalendosi di un importante strumento matematico: il GRAFO.

È un importante strumento matematico che permette di modellare “naturalmente” problemi di:

• Scelta di percorsi
• Connessione di punti mediante reti

Più precisamente per grafo si intende un insieme di elementi detti nodi o vertici (rappresentati da pallini) che possono essere collegati tra loro con linee dette archi o lati o collegamenti.

Quindi un grafo è formato da:

• V = insieme di nodi
• E = insieme di vertici

In matematica è la seguente coppia ordinata di insiemi:

• G = (V; E)

È possibile distinguere due tipi di grafi:

• Grafo semplice: solo un lato tra due vertici
• Grafo multiplo: più lati tra due vertici

Teoria dei grafi

• La progettazione delle reti di trasporto avviene sulla base della teoria dei grafi

Tale teoria nacque nel 1736 quando il matematico svizzero Eulero si avvalse dei GRAFI per risolvere il problema decisionale noto come “problema dei 7 ponti di Königsberg”.

In pratica ci si chiedeva se fosse possibile fare una passeggiata nella città prussiana, partendo ed arrivando sullo stesso punto, in modo da attraversare tutti i 7 ponti una sola volta.

La teoria dei grafi ha permesso di arrivare alla seguente soluzione: affinché si possa partire ed arrivare su uno stesso punto di terra dovrebbe esserci un pari numero di ponti (= archi) incidente in ogni punto di terra (= nodo).

Rappresentazione delle reti di trasporto

La rappresentazione delle reti di trasporto avviene secondo due GRAFI/MODELLI diversi:

• Grafo circuitale (modello del minimo costo per l’utente)
• Grafo aperto (modello del minimo costo di costruzione)

Costo costruzione della rete:

• Massimo
• Minimo

Connessione tra punti:

• Massima
• Minima

Rappresentazione grafica

Infine bisogna osservare le seguenti proprietà delle reti:

1. Accessibilità (misura della centralità) = somma delle distanze minime tra un nodo e gli altri, considerati singolarmente nodo più accessibile = nodo con valore minore.
2. Connettività = rapporto tra il numero di segmenti e il numero di nodi valori:
   • 0 = valore minimo
   • 3 = valore massimo
   • <1 = grafo non circuitale
3. Forma = misurata attraverso due indicatori:
   • Diametro dato dal numero minimo di segmenti che collegano i nodi più distanti
   • Dispersione dato dalla somma di tutti i valori di accessibilità dei singoli nodi

Cartografia

Studia la realizzazione delle carte geografiche.

Identificazione dell’oggetto geografico; disegno dell’oggetto geografico;

• Il procedimento di formazione di una carta geografica è articolato in 3 fasi:
  1. Disegno dell’oggetto geografico
  2. Attribuzione del simbolo o del nome (detto toponimo) all’oggetto geografico

Non è possibile riprodurre l’intera superficie sferica su un piano senza deformarla, ossia senza ridurla.

Quindi si utilizza una scala di riduzione per indicare le misure reali del territorio rappresentato rimpicciolito rispetto alla realtà.

In particolare essa:

• Per definizione è il rapporto esistente tra una lunghezza misurata sulla carta geografica e la corrispondente lunghezza reale sulla superficie terrestre

La grandezza della scala dipende dal denominatore:

• Denominatore piccolo:
• Denominatore grande:

In sintesi la grandezza della scala e il livello di dettaglio della carta sono inversamente proporzionali alla variazione del denominatore.

Caratteristiche delle carte geografiche

• Approssimate: poiché essendo rappresentazioni ridotte del territorio, tralasciano molti dettagli
• Simboliche: poiché rappresentano sulla carta le caratteristiche del territorio utilizzando simboli convenzionali

Sono descritti in una parte della carta che prende il nome di legenda.

Classificazione delle carte geografiche in base alla scala

• Carte a grandissima scala: da 1:1.000 a 1:10.000
  • Mappe (campagne)
  • Piante (città)
• Carte a grande scala: da 1:10.000 a 1:100.000
  • Carte topografiche (regioni)
• Carte a media scala: da 1:100.000 a 1:1.000.000
  • Carte corografiche (province)
• Carte a piccola scala: da 1:1.000.000 a 1:100.000.000
  • Carte geografiche (stati/continenti)

Storia della cartografia

• Descrive l’evoluzione delle carte geografiche.
• Preistoria: le rappresentazioni cartografiche venivano fatte su materiali deperibili come legno o pelle, oppure sottoforma di schizzi sulla sabbia
• Mesopotamia: le rappresentazioni cartografiche erano fatte su tavolette d’argilla o incise su una stele, come il Mappamondo di Babilonia.
• Grecia:
  • Anassimandro di Mileto: disegnò la prima carta della Terra, rappresentandola con la forma di un cilindro, la cui parte superiore rappresentava la parte abitata della superficie terrestre.
  • Aristotele: diede prova della sfericità della Terra, osservando che:
    • L’eclissi lunare è sempre circolare;
    • Le navi sembrano affondare man mano che si avvicinano all’orizzonte.
• Storia antica:
  • Eratostene: ha elaborato una carta nuova ed effettuò la prima misurazione della terra, sulla base dell’angolo formato dai raggi del sole.
  • Claudio Tolomeo: con il suo trattato espose l’importanza dell’utilizzo delle proiezioni coniche per rappresentare su una carta piana l’intera superficie sferica.
• Roma: nacquero importanti contributi per la cartografia, quali:
  • Centuriazione = misura del territorio agricolo mediante la “groma”
  • Mappe catastali = create grazie alla “groma” e rappresentate in duplice copia su un papiro e su lastre di marmo che venivano esposte nel foro cittadino
  • Carte itinerarie = carte di utilità militare che non rispettano le forme, ma soltanto le distanze
• Medioevo: le rappresentazioni cartografiche erano schematiche e poco precise e si classificavano in:
  • Mappe mundi = carte diffuse in ambito monastico ed intellettuale;
  • Portolani = simili a carte nautiche, che non riportavano Meridiani e Paralleli;
  • Planisferi tolemaici = simili ai portolani sostituirono le Mappe Mundi.
• Epoca Moderna: le rappresentazioni cartografiche venivano fatte attraverso i planisferi, tra cui:
  • Planisferi antichi = tra cui il Planisfero di Juan de la Costa che riportava le scoperte di Cristoforo Colombo;
  • Planisferi a stampa = tra cui il Planisfero di Mercatore: si tratta di un planisfero ricavato da una proiezione cilindrica e diviso in 18 fogli, pensato soprattutto per i navigatori e per questo motivo conservava gli angoli;
  • Atlanti
  • Mappamondi

Geografia astronomica

È una branca della geografia che studia gli astri dell’universo, e in particolare la Terra.

Forma della Terra

Snell (università di Leida) comprese che la terra non è una sfera regolare e così si fecero 2 approssimazioni sulla forma della Terra:

• Geoide = forma sferica appiattita ai poli
• Ellissoide = forma allungata simile ad una palla da rugby

Secondo tale approssimazione, se l’acqua dei mari avesse la stessa temperatura e la stessa densità, e se non esistessero le perturbazioni dovute a correnti, venti e maree, allora la terra coinciderebbe con la superficie dei mari, prolungata sotto le terre emerse.

Siccome tale approssimazione non è identificata con una formula matematica, per poterla rappresentare si è identificata una superficie di riferimento: l’ellissoide.

Reticolato geografico

• Reticolato geografico = è un sistema di riferimento costituito da linee immaginarie*, tracciate sulla superficie terrestre considerata come sferica, che consente di determinare la posizione assoluta degli oggetti geografici che si trovano sulla terra.

Esso si basa su due concetti essenziali:

• Una direzione fondamentale = ASSE DI ROTAZIONE
• Un piano di riferimento = EQUATORE

Esso inoltre è il parallelo principale e è la circonferenza massima della superficie terrestre, perpendicolare al suo asse di rotazione.

Divide la terra in due emisferi:

1. Emisfero Boreale, a Nord;
2. Emisfero Australe, a Sud.

*Si noti che le linee immaginarie che costituiscono il reticolato geografico e che consentono di determinare la posizione degli oggetti in relazione a un sistema di coordinate geografiche sono:

• Paralleli = linee di intersezione con la superficie terrestre di piani perpendicolari all’asse terrestre
• Meridiani = linee di intersezione con la superficie terrestre di piani contenenti l’asse terrestre e passanti per i poli

Paralleli e meridiani

• I paralleli sono in tutto 180 ed uniscono i punti aventi stesso valore di latitudine = distanza angolare di un punto dal parallelo principale (Equatore), misurata sull’arco di meridiano che passa per quel punto. Essa si misura spostandosi verso NORD/SUD dall’Equatore. I valori che può assumere sono:
  • Valore minimo: 0° = Equatore;
  • Valore massimo: 90° = Poli.
• I meridiani sono in tutto 360 ed uniscono i punti aventi stesso valore di longitudine = distanza angolare di un punto dal meridiano principale (Greenwich), misurata sull’arco di parallelo che passa per quel punto. Essa si misura spostandosi verso EST/OVEST dal Meridiano di Greenwich. I valori che può assumere sono:
  • Valore minimo: 0° = Meridiano Principale;
  • Valore massimo: 180° = Antimeridiano prin.

Coordinate geografiche

Riassumendo: le coordinate geografiche di un luogo si esprimono indicando prima la latitudine e poi la longitudine. Ricordando che:

Coordinate di un luogo = LATITUDINE; LONGITUDINE - N/S; - E/W; - 0°-90°; - 0°/180°.

Facciamo alcuni esempi:

• Milano: 45° 28’ 38’’ N; 09°10’ 53’’ E
• Equatore: 0° 0’ 0’’ N/S
• Meridiano di Greenwich: 0° 0’ 0’’ E/W

Si noti infine che una coppia di coordinate del tipo X = 95° 11’ 23’’ N; 12° 11’ 04’’ E è errata!! Sappiamo infatti che la latitudine (prima serie di valori espressi in una coppia di coordinate) ha un valore compreso tra 0° e 90°, quindi 95° è inesistente!

Proiezioni geografiche

• Proiezioni geografiche = sono strumenti matematici e geometrici utilizzati per riportare su un piano il reticolato geografico, al fine di costruire una carta vengono proiettate su di un piano con questo procedimento:

1. Prendo un foglio e lo posiziono sul globo;
2. Immagino il globo trasparente, con la possibilità di vedere i continenti;
3. Una sorgente di luce proietta le ombre su di un piano.

Distinguiamo 3 tipi di proiezioni:

• Proiezioni planari (azimutali): vengono proiettate su di un piano.
• Proiezioni cilindriche: vengono proiettate su di un cilindro, come il famoso Planisfero di Mercatore.
• Proiezioni coniche: vengono proiettate su di un cono. Si ha minore distorsione dove il cono è tangente alla superficie terrestre. Secondo Tolomeo sono importanti per rappresentare su una carta l’intera superficie sferica.

Geografia ambientale

È una branca della geografia che studia le interazioni tra ambiente ed esseri umani.

Ambiente

• Ambiente = è la porzione di spazio con la quale interagiscono gli esseri umani.

In esso vi è:

• Ambiente abiotico = mondo non vivente costituito da:
  • Atmosfera = aria. È uno strato continuo di gas spesso circa 11 km.
  • Idrosfera = acque marine, lacustri e fluviali. È uno strato discontinuo di liquidi.
  • Litosfera = suolo e sottosuolo
• Ambiente biotico = mondo vivente costituito da BIOSFERA

Zone ambientali della Terra

È possibile distinguere diverse ZONE AMBIENTALI DELLA TERRA, ossia zone di produttività classificate in base alla crescita potenziale delle piante, misurata dall’INDICE DI PATERSON.

In particolare:

• Indice di produttività delle piante =

Dove:

• Tm = temperatura media del mese più caldo
• P = piovosità in cm
• Tr = escursione termica, determinata con la differenza tra temp mese più caldo – temp mese più freddo
• G = stagione di crescita (temperatura > 3°C)
• S = radiazione solare ai poli (valore percentuale)

Ciclo della vita

È un processo caratterizzato da un continuo scambio di materiali con l’ambiente esterno, da cui dipende la vita dell’uomo. Tale ciclo è costituito da:

Input e Output

• Input: Sono:
  • Acqua
  • Cibo
  • Ossigeno
  Indispensabili per il rinnovamento dei tessuti umani, in quanto forniscono energia necessaria a: respirazione, circolazione del sangue e movimento.
• Output: Sono sostanze prodotte dal processo del metabolismo ed espulse in forma solida o liquida. L’energia consumata, dunque, viene trasformata in calore e riciclata nell’atmosfera, sotto forma di gas.

Rifornimento di cibo

Un fattore strettamente collegato alla vita dell’uomo e che influenza la popolazione di un posto è il rifornimento di cibo. In particolare si possono verificare due situazioni in base alla sua disponibilità:

• Se il cibo risulta INSUFFICIENTE, si verificano decessi e quindi si ha un feedback negativo (auto-regolatore) sulla popolazione.
• Se il cibo risulta SUFFICIENTE, si verifica crescita di popolazione e quindi si ha un feedback positivo (auto-rinforzante) sulla popolazione.

Ecosistema

È un sistema ecologico che è parte della biosfera e che è costituito da: