Climatologia, impatti territoriali e ambientali: fattori e pianificazione urbana

CLIMATOLOGIA, IMPATTI TERRITORIALI, IMPATTI AMBIENTALI

Per introdurre il tema della climatologia occorre partire da alcune definizioni basilari.
Con il termine tempo si intende lo stato dell'atmosfera in un dato luogo in un certo istante, descritto in
termini di alcune variabili meteorologiche.
Per clima si intende l'insieme delle condizioni medie del tempo di certe località, mediate su uno specifico
intervallo temporale.
Per il WMO (World Meteorological Organization), per poter stabilire le caratteristiche climatiche di una
località o di una regione occorre prendere in considerazione la serie degli stati medi dell'atmosfera per un
periodo di almeno 30 anni.
La variabilità climatica è il continuo (ed irregolare) oscillare, nel corso del tempo, intorno ad un valore
medio che è possibile calcolare quando si possiedono appunto i dati per almeno 30 anni.
La variazione climatica è la tendenza del clima, preso nel suo complesso, ad assumere condizioni medie
diverse rispetto a quelle osservate in precedenza per una certa durata di tempo.

IL CLIMA

Il concetto di clima risponde ad una serie di fattori, che possiamo essenzialmente dividere in categorie.
Abbiamo i fattori cosmici:

• Movimento e rivoluzione della terra
• Eccentricità dell'orbita terrestre
• Movimento di rotazione
• Incidenza dei raggi solari

E i fattori geografici:

• Distribuzione delle terre e dei mari
• Distanza dal mare
• Correnti marina
• Orientamento delle masse continentali e dei sistemi montuosi
• Rilievo ed esposizione topografica
• Laghi
• Caratteri del suolo
• Vegetazione
• Componenti umane

Il clima si manifesta ed analizza attraverso una serie di elementi:

• Radiazione solare
• Temperatura
• Pressione atmosferica
• Venti
• Umidità dell'aria
• Precipitazioni

FATTORI COSMICI

I fattori cosmici riferiscono
essenzialmente al movimento
della Terra.
La rotazione terrestre (della terra
attorno al proprio asse, in senso
diretto) determina l'alternarsi del
dì e della notte.
La rivoluzione terrestre (della
Terra attorno al Sole) segue
un'orbita con eccentricità=0,017.
L'inclinazione dell'asse di
rotazione (23°27' rispetto al
piano dell'eclittica) è la causa
determinante delle variazioni termiche stagionali.

Equinozio
di Primavera
( 21 Marzo)
Primavera-93 giorni
Equatore
Inverno-89 giorni
Perielio
Solstizio
d'Estate
( 21 Giugno }
Tropico
del Capricorno
Solstizio
d' Inverno
(21 Dicembre)
Tropico
del Cancro
Afelio
%
Estate-93 giorni
Autunno - 90 giorni
Equinozio
d'Autunno
(23 Settembre )
Pag.1L'equinozio è il momento della rivoluzione terrestre intorno al Sole in cui quest'ultimo si trova esattamente
allo zenit dell'equatore.
In altre parole, è il momento in cui il sole si trova esattamente sopra all'equatore, con i suoi raggi che hanno
incidenza perfettamente perpendicolare all'asse di rotazione terrestre.
Esso ricorre due volte durante l'anno (gli equinozi di primavera in marzo e d'autunno in settembre) e si
caratterizza per l'eguale durata dei periodi diurno e notturno.
Il solstizio è il momento, che si verifica sempre due volte l'anno, in cui la Terra, nel suo moto di rivoluzione
intorno al Sole, presenta in direzione di quest'ultimo angolo massimo o minimo tra il proprio asse di
rotazione ed il piano orbitale terrestre.
In altre parole, è il momento in cui il sole è più alto, o basso, rispetto all'orizzonte terrestre.
I due solstizi si verificano intorno al 21 dicembre (solstizio d'inverno) ed al 21 giugno (solstizio d'estate).
In queste due giornate il periodo diurno ha rispettivamente la sua durata minima e la sua durata massima.
L'inclinazione dell'asse terrestre varia tra i 22º1' ed i 24°5', con una periodicità di 41mila anni.
Un'inclinazione maggiore determina un aumento della radiazione solare alle alte latitudini, mentre diminuisce
la radiazione invernale.
Ne deriva una forte escursione termica annua, tendenza tipica continentale.
Un'inclinazione minore determina invece una variazione stagionale minore.
Se l'inclinazione fosse di 0°, si avrebbe un equinozio continuo, con nessuna escursione a tutte le latitudini.
La cosiddetta processione degli equinozi si completa ogni 25,8mila anni.
La processione degli equinozi anticipa l'equinozio di primavera e, con esso, anche tutte le altre stagioni.
Attualmente, nell'emisfero boreale si ha l'inverno in perielio (punto dell'orbita più vicino al sole), quindi più
mite, ed estate in afelio (il punto più lontano), dunque meno calda.
Queste circostanze sono tipiche del cosiddetto clima oceanico.
Fra idealmente 12mila anni circa si avrà estate in perielio (più calda e breve) ed inverno in afelio (più freddo
e lungo).
Queste caratteristiche sono tipiche del clima continentale.

Stella Polare
Normale al piano dell'eclittica
Equinozio Autun.(Settembre, 23)
Autunno
Inclinazione
Estate
Solstizio Invern. (Dicembre, 22)
Fuoco
Perielio (Gennaio, 3) O-
+@ Afelio (Luglio, 4)
146 milioni km /SOLE
Inverno
Solstizio Est. (Giugno, 21)
TERRA
Equinozio Prim.(Marzo, 21)
Primavera
Orbita
Marzo 21
Giugno 21
Settembre 23
Giugno 21
Dicembre 22
Settembre 23
Marzo 20
Giugno 21
Settembre 23
Dicembre 21
Marzo 21
11500 anni B.P.
5500 anni B.P.
Oggi
Fig. 2.1 - Posizioni della terra rispetto al sole (in alto). Il nostro pianeta compie un movimento di rivoluzione intorno al sole nel senso indicato
dalle frecce lungo l'orbita, mentre ruota intorno al proprio asse. Questo è inclinato di 23,4º sul piano dell'eclittica ed è orientato verso la Stella
Polare. Posizione dei solstizi e degli equinozi (in basso). Nel Tardo Glaciale il solstizio invernale capitava nei pressi dell'afelio, mentre oggi cade
in vicinanza del perielio. È evidente la diversa durata delle stagioni nel corso del tempo.
L'eccentricità dell'orbita è il rapporto tra la distanza dal sole al centro dell'ellisse e la lunghezza del
semiasse maggiore.
Essa varia tra i valori 0,005 e 0,06.
Per convenzione, attualmente si definisce uguale a 2017.
Pag.2
Dicembre 22
151 milioni kmUn'eccentricità maggiore determina una maggiore differenza tra afelio e perielio, intensificando pertanto
l'effetto della processione.
Il fattore astronomico ha rappresentato la più antica spiegazione all'esistenza e ricorrenza delle fasi glaciali
ed interglaciali del Quaternario.
James Croll (1875) e successivamente Milankovitch (1941) proposero un modello in cui entravano in gioco
tre distinti parametri:

• Obliquità dell'asse terrestre
• Processione degli equinozi
• Eccentricità dell'orbita

L'alternarsi di fasi glaciali ed interglaciali dipende dal modo in cui la radiazione solare si ripartisce tra le
diverse latitudini e non da un'oscillazione periodica dell'emissione di energia solare.
I 3 parametri variano nel tempo a causa della modesta attrazione esercitata dalla Luna, dal Sola e dagli altri
pianeti.
Gli studi hanno individuato che le variazioni dell'eccentricità
determinano una variazione della quantità totale annua di
radiazione, mentre l'inclinazione dell'asse e la processione
modificano la distribuzione.
Milankovitch afferma che il fattore più importante è la radiazione
solare estiva in arrivo alle alte latitudini, dove può variare anche del
25%.
La condizione favorevole per l'età glaciale è quella con il minimo di
obliquità, alta eccentricità ed estate boreale in afelio.

I FATTORI GEOGRAFICI

La superficie terrestre è coperta per il 70,8% da acqua.
Nell'emisfero boreale, le terre emerse sono più estese per il
29,2% rispetto all'australe.
L'acqua ha un calore specifico (4186 J/kg K) molto maggiore
rispetto ad ogi altro materiale costituente le terre emerse.
Il suolo argilloso (840 J/kg K) ha un calore specifico diverso
a seconda che sia saturato con acqua al 50% (2090J/kg K)
o al 100% (3350 J/kg K).
Le correnti (marine nello specifico) sono spostamenti
orizzontali (o verticali) di una massa d'acqua.
Queste possono essere calde (se hanno temperatura
maggiore rispetto alle acque circostanti) o fredde (se hanno
temperatura minore rispetto alle acque circostanti).
Le correnti trasportano calore dalle latitudini più basse a
quelle più elevate.
La corrente del golfo nasce nel Golfo del Messico e lambisce
le coste orientali dell'America Settentrionale.
E' una corrente calda, che sposta più di 55 mln di m3
d'acqua al secondo.
I suoi effetti mitigatori del clima si avvertono soprattutto nei
paesi nord occidentali d'Europa.
Il global warming ostacola il naturale raffreddamento
dell'acqua, accelerando la fusione dei ghiacci artici ed
immettendo nel sistema grandi quantità di acqua dolce,
alterandone il funzionamento.
Il sistema di correnti si sta indebolendo, e negli ultimi 150
anni sembra essere rallentato del 15%.
L'albedo è il rapporto tra l'intensità della radiazione riflessa
da un corpo
Albedo =
Radiazione riflessa
e quella con

Oggi
200
400
600
800
1000 migliaia di anni fa
M
Precessione
19, 22, 24
migliaia di anni
M
Obliquità
41 migliaia di anni
Eccentricità
95, 125, 400
migliaia di anni
Forcing solare
65°N Estate
Caldo
Stadi di
glaciazione
Freddo
Temperature and sea distance
Brest
Paris Cracovia
Kiev
Volvogrado
Tmin
7,0
2,5
-2,0
-6,0
-10,0
Tmax
16,0
18,5
20,0
20,0
24,0
Amplitude
9.0
16.0
22.0
26.0
34.0
OC
Max
28
media diurna/ del
mese più
caldo
Max
24
Min
Min
20
16
FIRENZE
LA SPEZIA
12
Max
Min KI
media diurna
del mese più
Min
freddo
4
0 ore 6
12
18
24
0
ore 6
12
18
24
Tabella 10.5 Albedo di differenti tipi di superficie terrestre, per radia-
zioni solari di onda corta (compilato da fonti varie).
Superficie
Albedo %
Neve fresca
75-90
Copertura di nubi
40-80
Ghiaccio marino
30-40
Sabbia asciutta
35-45
Sabbia bagnata
20-30
Argilla asciutta o suolo grigio
20-35
Suolo scuro
5-15
Cemento asciutto
17-27
Superficie stradale scura
5-10
Foresta decidua
10-20
Foresta di conifere
5-15
Praterie e campi coltivati
15-25
Savana tropicale secca
20-25
Mare calmo
· 2-5
Mare agitato
2-10
Radiazione incidente
escursione annua
8
_ Maxcui è stato irraggiato.
L'orientamento delle masse continentali e dei grandi sistemi montuosi gioca un ruolo, in quanto le
masse continentali, in relazione al loro orientamento, sono in varia misura esposte ai venti apportatori di
precipitazione.
Catene montuose ostacolano le correnti aeree che scaricano la loro umidità sul versante esposto ai venti,
scendendo secche e spesso calde su quello sottovento.
Per esempio, l'Himalaya contribuisce alle condizioni di aridità nelle regioni dell'Asia Centrale, che includono
il deserto del Gobi (in Mongolia) ed il deserto di Taklamakan in Cina.
Il deserto di Atacama, in Cile, è il deserto più asciutto della Terra perché l'umidità è bloccata sia sui lati (dalle
Ande ad Est) che dall'alta pressione sull'Oceano Pacifico.
I rilievi sono importanti perché, tendenzialmente, la temperatura diminuisce con l'aumentare della quota.
Un'atmosfera rarefatta (con poco vapore) garantisce meno assorbimento dell'energia solare.
Una massa d'aria è una porzione di troposfera di
notevoli dimensioni, all'interno della quale le condizioni
di temperatura ed umidità sono relativamente costanti/
omogenee/uniformi.
Le masse d'aria possono essere classificate in:

• Aria tropicale, caldo-umida o calda-secca
• Aria alle medie latitudini, temperata umida o
  secca
• Aria polare, fredda continentale o artica
  marittima

Classificazione delle Masse d'Aria

Andiamo a vedere qualcosa più nello specifico:
Aria Artica
Artica continentale
Polare
marittima
Polare
continentale
Intermedia
marittima
Intermedia
continentale
Tropicale
marittima
Tropicale continentale

• Aria artica:
  è la massa d'aria più fredda che possa formarsi e trae le proprie caratteristiche dai luoghi d'origine,
  posti al di sopra dei ghiacci polari.
• Aria artica marittima:
  massa d'aria artica marittima proveniente dalla Groenlandia e dalle Isole Svalbard.
  Giunge nel bacino del Mediterraneo da nord-ovest, provocando con la sua irruzione violenti venti di
  Mistral nella Valle del Rodano e nel Golfo del Leone, con associati rovesci temporaleschi sul
  Mediterraneo occidentale.
• Aria artica continentale:
  massa d'aria artica continentale, proveniente dalla Russia settentrionale e dalla Siberia.
  Viene canalizzata verso le nostre regioni dall'anticiclone russo-siberiano, trovando un ingresso verso
  l'Italia attraverso la "porta della Bora".
  I venti nord-orientali, che spesso la accompagnano, sono molto violenti e concentrati soprattutto nel
  Golfo di Trieste e sull'alto Adriatico (la cosiddetta Bora Chiara).
• Aria polare:
  massa d'aria che si forma a latitudini intermedie, tra nord-atlantico e nord Europa.
  Si divide in polare fredda ed in polare calda, quest'ultima meglio identificata dalla dicitura "aria
  intermedia o temperata delle medie latitudini".
• Aria polare marittima.
  Massa d'aria fredda marittima, proveniente dall'atlantico settentrionale e dalla penisola del labrador.
  Viene convogliata tutto l'anno verso le coste europee e l'Italia.
  Le corsie preferenziali utilizzate per giungere fino al Mediterraneo sono la Valle del Rodano ed i
  Pirenei, provocando venti forti di maestrale.
  Alla sua avanzata si associa spesso, nel mediterraneo occidentale, un maltempo generalizzato sulle
  regioni italiane.
• Aria polare continentale:
  ₹ag.4
  massa d'aria fredda continentale proveniente dalla Russia.