Esercizi: Struttura dell'atmosfera, pressione e venti

L'atmosfera terrestre è suddivisa in strati con caratteristiche diverse: troposfera, stratosfera, mesosfera, termosfera ed esosfera.

1. a) In quale strato avvengono la maggior parte dei fenomeni meteorologici?
2. b) In quale strato si trova lo strato di ozono che assorbe la radiazione ultravioletta?
3. c) Come varia la temperatura con la quota nella troposfera?

La pressione atmosferica media al livello del mare vale $1.013\ \text{hPa}$, pari a $1\ \text{atm}$.

1. a) Esprimi questo valore in pascal.
2. b) Spiega perché la pressione diminuisce salendo di quota.
3. c) Come si chiama lo strumento che misura la pressione atmosferica?

Su una carta meteorologica dell'Italia centrale compaiono un'area con pressione al suolo di $1.028\ \text{hPa}$ e un'altra con $995\ \text{hPa}$.

1. a) Quale delle due è un'area anticiclonica e quale ciclonica (depressione)?
2. b) In quale delle due ti aspetti tempo stabile e sereno? Perché?
3. c) Come si chiamano le linee che uniscono i punti di uguale pressione?

In una giornata estiva a Rimini la temperatura della sabbia sale molto più rapidamente di quella del mare.

1. a) Spiega la formazione della brezza di mare durante il giorno, indicando dove si forma l'area di bassa pressione e in che direzione soffia il vento al suolo.
2. b) Cosa accade di notte? Descrivi la brezza di terra.
3. c) Perché l'acqua si scalda più lentamente del suolo? Cita la grandezza fisica coinvolta.

In una località sul livello del mare la pressione è $1.013\ \text{hPa}$. Si assume che nei primi chilometri la pressione diminuisca in media di circa $1\ \text{hPa}$ ogni $8\ \text{m}$ di quota.

1. a) Stima la pressione a Sestriere, a $2.035\ \text{m}$ di quota.
2. b) Calcola la percentuale di diminuzione rispetto al livello del mare.
3. c) Spiega perché la diminuzione reale non è lineare con la quota.

Nell'emisfero boreale il vento tende a spostarsi dalle alte alle basse pressioni, ma viene deviato dalla forza di Coriolis.

1. a) In quale direzione (destra o sinistra rispetto al moto) viene deviato il vento nell'emisfero boreale?
2. b) Descrivi il senso di rotazione del vento attorno a un ciclone e attorno a un anticiclone nell'emisfero boreale.
3. c) Perché a livello dell'equatore la forza di Coriolis è nulla?

Il gradiente barico orizzontale e la forza di Coriolis determinano il vento geostrofico in quota, dove l'attrito è trascurabile.

1. a) Spiega perché il vento geostrofico soffia parallelo alle isobare e non perpendicolarmente.
2. b) Spiega perché vicino al suolo, per effetto dell'attrito, il vento si inclina verso la bassa pressione.
3. c) Deduci come si spostano le masse d'aria in prossimità del suolo in una depressione e quali movimenti verticali ne conseguono, con le relative conseguenze sul tempo.

Le celle di circolazione generale dell'atmosfera (Hadley, Ferrel, polare) determinano le fasce di alta e bassa pressione sul pianeta.

1. a) Descrivi la cella di Hadley e spiega perché a circa $30^\circ$ di latitudine si trovano le alte pressioni subtropicali.
2. b) Collega questa fascia alla presenza dei grandi deserti (per esempio il Sahara).
3. c) Spiega come lo spostamento stagionale della fascia anticiclonica delle Azzorre influenza il clima mediterraneo, con estati secche e inverni piovosi.

Un tecnico dell'Aeronautica Militare confronta due sondaggi: in uno la temperatura diminuisce regolarmente di $6{,}5\ ^\circ\text{C}$ ogni $1.000\ \text{m}$ fino a $11\ \text{km}$; nell'altro, tra $200$ e $500\ \text{m}$, la temperatura aumenta con la quota (inversione termica) in una pianura padana invernale.

1. a) Calcola la temperatura a $11\ \text{km}$ nel primo sondaggio se al suolo è di $15\ ^\circ\text{C}$.
2. b) Spiega perché l'inversione termica rende l'aria stabile e favorisce l'accumulo di inquinanti e la nebbia nella Pianura Padana.
3. c) Spiega perché alla tropopausa il gradiente termico cambia e in quale strato la temperatura riprende ad aumentare e per quale motivo.