La Terra: forma, reticolo geografico e pressione atmosferica

La Terra: Forma e Caratteristiche

La Terra è leggermente schiacciata ai poli e rigonfia sull'equatore, quindi la sua forma è un ellissoide di rotazione, ottenuto facendo ruotare una ellisse attorno ad un suo asse: nel caso della Terra quello nord-sud, il minore. Dal valore medio del raggio (6371 Km) ricaviamo la superficie media (150 mln di Km2) e il volume (1083 mld Km3).

In realtà ha una forma più particolare, quella di un geoide ovvero il solido la cui superficie è perpendicolare in ogni punto alla direzione del filo a piombo (cioè della forza di gravità) - verticale fisica, che dipende dalle diverse masse dei materiali. Sarà quindi in genere più rigonfio in corrispondenza dei continenti e leggermente depresso in quella degli oceani. A causa delle sue irregolarità quindi la verticale fisica non corrisponde con quella geocentrica, cioè la retta passante per il centro della Terra.4 0

Ipotesi e Calcoli sulla Sfericità Terrestre

Già Pitagora nel V secolo a.C. aveva ipotizzato che il pianeta fosse sferico su presupposti teorici. Un'antica prova è l'abbassarsi sull'orizzonte della Stella polare quando ci si sposta verso sud. Nel III secolo a.C. basandosi sull'ipotesi della sua sfericità, Eratostene di Cirene eseguì un mirabile calcolo della sua circonferenza, sbagliando di soli 600 Km.

Reticolo Geografico: Meridiani e Paralleli

Il reticolo geografico è una rete immaginaria che fa da sistema di riferimento che consente di identificare univocamente qualunque punto. Queste linee immaginarie sono i meridiani e paralleli, i primi ottenuti dall'intersezione della superficie terrestre con piani passanti per l'asse di rotazione e i secondi dall'intersezione con piani perpendicolari a tale asse.

Meridiani e Antimeridiani

Comunemente chiamiamo meridiani le semicirconferenze tra i poli e l'altra parte che le completa antimeridiani e consideriamo i 180 distanziati di 1 grado prendendo quello di Greenwich come meridiano di riferimento.

Paralleli e Emisferi

I paralleli sono più o meno grandi a seconda della distanza dal centro della Terra e quello che vi passa, il più grande, è l'equatore, che divide la Terra in 2 emisferi, quello boreale e quello australe. Ancora consideriamo i 180 distanziati di 1 grado, 90 a nord e 90 a sud.

Variazione di Longitudine e Latitudine

A causa dello schiacciamento terrestre la lunghezza dell'arco corrispondente a 1° di latitudine va crescendo leggermente dall'equatore verso i poli; quella corrispondente ad 1° di longitudine invece, dall'equatore dove è massima fino ai poli dove si riduce a zero.

La longitudine è l'angolo tra il piano contenente il meridiano passante per il punto e quello che contiene quello di riferimento ed è necessario specificare se ad est o ad ovest di questo.

La latitudine è data dall'angolo (al centro della Terra) corrispondente all'arco di meridiano tra il punto e l'equatore e può essere nord o sud a seconda dell'emisfero.

Misura della Latitudine

Nell'emisfero boreale l'angolo dell'altezza della Stella polare rispetto all'orizzonte è uguale a quello che esprime la latitudine del luogo. Nell'emisfero sud il riferimento è la Croce del sud che però dista 30° dal Polo sud celeste.

Tale determinazione può essere fatta anche misurando l'angolo formato dal Sole nel momento della sua culminazione nel meridiano del luogo, ma soltanto nei giorni degli equinozi (quando i raggi sono paralleli al piano dell'equatore), altrimenti si deve tenere conto della declinazione solare.

Misura della Longitudine

Nelle 24 ore il Sole raggiunge il suo culmine sopra tutti e 360 i meridiani, quindi ogni ora si muove apparentemente di 360/24 = 15° (1° ogni 4 minuti). Per conoscere la longitudine si calcola quindi la differenza di orario in minuti tra dove ci troviamo e l'ora di Greenwich e si divide questa differenza per 4.

Ora Locale e Fusi Orari

L'ora locale - ora vera - è la stessa in tutti i luoghi su uno stesso meridiano, ma è scomoda da utilizzare perché spostandosi di poco verso est o ovest necessita di spostare l'orologio. E' quindi stato introdotto il sistema dei fusi orari: 24 spicchi ciascuno dei quali copre 15° di longitudine e al cui interno si assume che l'ora sia la stessa, l'ora civile. Se si passa da un fuso ad un altro muovendosi da ovest a est si deve spostare l'orologio un'ora avanti, vice versa in senso opposto. A questo sistema è associata la linea del cambiamento di data, l'antimeridiano di quello fondamentale, che se attraversata in un senso o nell'altro implica di spostare la data al giorno precedente o successivo.

Movimenti della Terra: Rotazione e Rivoluzione

Rotazione Terrestre e Alternarsi del Giorno e della Notte

La Terra compie diversi movimenti simultanei nello spazio ed uno di questi è la rotazione attorno all'asse terrestre che da origine all'alternarsi del di e della notte. Il passaggio dall'uno all'altro non avviene in maniera improvvisa ma attraverso i crepuscoli (alba e tramonto) periodi in cui il cielo è parzialmente illuminato anche se il Sole non è ancora visibile (o non lo è più). Ciò avviene per l'atmosfera e per il fenomeno della rifrazione che devia i raggi di luce.

Forza di Coriolis e Deviazione degli Oggetti

A causa della rotazione terrestre un corpo che si muova liberamente viene deviato dalla direzione iniziale e sembra curvare. Ciò accade perché un corpo tende a mantenere la propria velocità lineare di rotazione e quindi muovendosi tra due punti che ruotano a velocità differenti sembrerà di essere deviati da una forza apparente, che in realtà è soltanto la differenza di velocità lineari tra i due punti, e che prende il nome di forza di Coriolis.

Una conseguenza del moto di rotazione è lo schiacciamento ai poli della Terra, infatti i punti con distanza diversa dall'asse di rotazione ruotano con velocità lineari diverse. I punti ruotano con velocità decrescente dall'equatore man mano che ci si avvicina ai poli e poiché maggiore è la velocità maggiore è la forza centrifuga abbiamo che sotto questa differente intensità di forza la zona equatoriale, dopo miliardi di anni di rotazione, presenta un maggior rigonfiamento.

Un ideale superproiettile sparato dall'equatore verso nord, partendo da un punto a velocità rotatoria massima verso uno con velocità minore «curverebbe» verso destra, mentre se sparato verso sud «curverebbe» verso sinistra. Tale fenomeno è coinvolto nelle correnti marine e nei venti.

A seconda della latitudine la velocità lineare di rotazione è diversa, con il valore massimo per i punti sull'equatore diminuendo man mano che ci si avvicina ai poli.

Rivoluzione Terrestre e Alternarsi delle Stagioni

L'inclinazione dell'asse in contemporanea al moto di rivoluzione genera l'alternanza delle stagioni durante l'anno. Mantenere l'inclinazione durante tale movimento porta ad avere alternativamente esposto maggiormente prima un emisfero e poi l'altro. Durante la piena esposizione di un emisfero i raggi solari colpiscono la superficie con un angolo più incidente e vengono maggiormente assorbiti, con conseguente maggior riscaldamento. La variazione della distanza dal Sole, che per il nostro pianeta è poca, non ha importanza nel succedersi delle stagioni.

La terra si muove attorno al sole su un orbita ellittica raggiungendo la distanza massima nell'afelio (152 mln di Km) e quella minima del perielio (147 mln di Km). Rispetto al piano dell'orbita l'asse terrestre è inclinata di circa 66°e mantiene sempre questa inclinazione anche se il suo movimento di rivoluzione attorno al Sole fa sì che vari l'esposizione. Conseguentemente ci sono 2 soli giorni all'anno in cui la durata del dì e della notte è identica, perché il circolo di illuminazione passa attraverso i poli: gli equinozi di primavera e autunno. Nei solstizi invece, per i due emisferi in alternanza, si ha la maggior differenza tra le due durate.