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Definizione Storia

Meteorologia

Storia e Definizione

Le radici greche della parola meteorologia sono: META "sopra" ed EORA "sospeso".
Essa è un ramo della geofisica che studia l’atmosfera terrestre ed i suoi fenomeni, considerandone la natura, le leggi e la distribuzione.

Possiamo distinguerla in meteorologia sinottica che si occupa delle variazioni che si verificano di giorno in giorno nelle condizioni atmosferiche; meteorologia fisica che studia le proprietà elettriche, ottiche e in generale fisiche dell’atmosfera; climatologia che prende in considerazione il clima ossia le condizioni del tempo in lunghi periodi di tempo; micrometeorologia che osserva la variazione degli elementi meteorologici in prossimità del suolo ed in aree più ristrette.
Si può dire che le osservazioni meteorologiche sono nate con l’uomo.
Parecchi filosofi e dotti greci tra cui Socrate, Teofrasto, Pitagora, Democrito ed Ippocrate si interessarono e si dedicarono allo studio dell’atmosfera. Nel 340 a.C. Aristotele scrisse un trattato dal nome "meteorologia" in cui si occupava dello "studio di cose sollevate da terra" da cui è stato tratto il termine moderno meteorologia. Circa un terzo di questo lavoro è dedicato ai fenomeni atmosferici.
Nonostante ciò essa è una scienza piuttosto recente. Come le altre scienze fisiche, la meteorologia è passata solo negli ultimi tre secoli dai miti e dal folklore al rigore delle osservazioni e del calcolo
I filosofi greci e romani ed i monaci medioevali che si erano occupati di fenomeni atmosferici avevano avuto qualche sporadica intuizione confermata poi dai principi fisici, ma, come in molti altri campi, fino al XVII secolo, furono accettate senza riserve le idee di Aristotele a questo proposito.
Nel XVII secolo Renè Descartes, Galilei, Torricelli incominciarono ad effettuare osservazioni meteorologiche accompagnandole con la sistematica raccolta dei dati e ad enunciare leggi fisiche basate su misurazioni strumentali.
Gli anni tra il 1650 e il 1750 videro la nascita e la generale adozione di strumenti quali il barometro, l’igrometro, il termometro, essenziali per le misurazioni meteorologiche.
Importanti contributi allo studio dei fenomeni atmosferici furono dati anche dalle scoperte di Newton, Pascal, Mariotte e Boyle.
Però solo verso la fine del XIX secolo e gli inizi del XX secolo, in virtù dello sviluppo della termodinamica, la meteorologia stabilì le sue basi scientifiche e si configurò come disciplina autonoma, grazie anche all’organizzazione di reti di osservazione per la raccolta di dati meteorologici che permisero di descrivere le condizioni meteorologiche di vaste aree e di predirne i cambiamenti.
A metà Ottocento fu istituito il servizio meteorologico nell’Europa occidentale e nell’America settentrionale.
Palloni, alianti, aeroplani e trasmittenti radio montati su palloni sonda estesero la meteorologia della superficie terrestre alla troposfera e alla stratosfera.
Un significativo passo sullo sviluppo della moderna meteorologia fu fatto nel corso della prima guerra mondiale, quando il meteorologo norvegese Vilkelm Bjerknes effettuò studi intensivi sulla natura dei fronti, scoprendo che masse d’aria che interagiscono generano i cicloni, che costituiscono le tipiche perturbazioni dell’emisfero settentrionale.
Dal 1950 fu impiegato il radar per investigare sulla struttura interna delle tempeste ed in particolare dei temporali.
Dopo il 1960 i satelliti hanno fornito informazioni meteorologiche specializzate sull’intera Terra con abbondanza di dati mentre gli elaboratori elettronici hanno incominciato ad elaborarne le informazioni e trasformarle in modelli matematici dell’atmosfera.

La Composizione dell'Atmosfera

L’aria che respiriamo non è una sostanza pura, un’unica sostanza chimica, ma un miscuglio di gas e di microscopiche particelle solide e liquide.
I due componenti principali sono l’azoto, che ne costituisce quasi i quattro quinti (78,08 %) e l’ossigeno che ne rappresenta poco più di un quinto (20,94 %). Il primo è un elemento base delle proteine, cioè dei costituenti fondamentali di ogni vivente ed una parte dell’azoto atmosferico è resa disponibile per i vegetali grazie all’azione di determinati batteri del suolo, gli azotofissatori; il secondo è il componente chimicamente attivo dell’aria perché è essenziale per la respirazione dei vegetali e degli animali e per le combustioni.
Vi sono poi i gas rari: argo, neon, elio, cripto, xeno, in ragione dello 0,94 %, e l’anidride carbonica che rappresenta solo lo 0,03 % .Essa pur se presente in percentuali molto piccole, svolge un ruolo vitale fondamentale, infatti le piante verdi assorbono l’anidride carbonica e la combinano, nel processo fotosintetico, con l’idrogeno dell’acqua per produrre le sostanze nutritive necessarie alla loro esistenza e, di conseguenza, anche alla vita di tutti gli animali, liberando, nel contempo ossigeno.

Inoltre l’anidride carbonica è un importante regolatore della temperatura della Terra perché è trasparente ai raggi solari, ma assorbe la radiazione termica emessa dalla superficie terrestre, rendendo più difficile la dispersione dell’energia nello spazio.
L’anidride carbonica ha una forte variabilità stagionale; la caduta delle foglie d’inverno fa salire la quantità di anidride carbonica, mentre in primavera l’aumento dell’attività fotosintetica sottrae anidride carbonica all’atmosfera.
La composizione esposta riguarda l’aria secca, ossia priva di vapore acqueo, cioè la fase gassosa dell’acqua, la cui concentrazione varia notevolmente nel tempo e nello spazio.
Il vapore acqueo si concentra vicino alla superficie terrestre, dove può raggiungere il 4 % del volume di tutta l’atmosfera, ma è praticamente assente a quote superiori a 10 km; la sua concentrazione varia perciò dallo 0 al 3 – 4 %. Esso gioca un ruolo fondamentale nel determinare i mutamenti delle condizioni atmosferiche con la formazione e la dinamica delle nubi; non è, infatti, un componente passivo e interagisce sia con la radiazione solare che con il calore riemesso dalla Terra riscaldata dal Sole.
Esercita, perciò, un’influenza profonda sulla distribuzione delle forme viventi sul nostro pianeta, dal momento che il grado di sostentamento che una determina regione può offrire alle varie forme viventi è determinato principalmente dalla quantità d’acqua disponibile sotto forma di precipitazioni atmosferiche (cioè pioggia o neve).
La quantità di vapor d’acqua che può rimanere nell’atmosfera dipende dalla temperatura .
In generale l’aria calda contiene più vapor d’acqua di quella fredda. Per questo motivo l’aria ai tropici può contenere fino a 15 – 16 g d’acqua per chilogrammo d’aria secca. Alle medie latitudini si misurano concentrazioni molto minori.