La circonferenza all'Equatore è di 40076 km, mentre la circonferenza meridiana, passante per i due Poli, è di 40009 km.
la superficie totale del pianeta supera i 510 milioni di km2, di cui circa il 70% è ricoperto dagli oceani.
L'asse terrestre è una linea immaginaria che congiunge i due poli terrestri e attorno alla quale la Terra compie il suo moto di rotazione.
I PARALLELI
Sono circonferenze il cui piano è perpendicolare all'asse terrestre , tra queste ,esiste una sola circonferenza massima che divide la Terra in due emisferi uguali ed è detta EQUATORE.
L’equatore divide la terra in due parti: l’emisfero nord o boreale dove viviamo e l’emisfero sud o australe.
Sono circonferenze il cui piano è perpendicolare all'asse terrestre , tra queste ,esiste una sola circonferenza massima che divide la Terra in due emisferi uguali ed è detta EQUATORE.
I MERIDIANI
Sono semicirconferenze di circoli massimi passanti per i Poli.
Tra questi il meridiano passante per Greenwhich ( Londra) è detto meridiano fondamentale.
Un meridiano assieme al suo antimeridiano (diametralmente opposto) forma un cerchio massimo che si ottiene dall'intersezione di un piano che attraversa la Terra passando per il suo centro. La somma della lunghezza del meridiano e dell' antimeridiano è sempre pari a 40.009 km.
Sono semicirconferenze di circoli massimi passanti per i Poli.
Tra questi il meridiano passante per Greenwhich ( Londra) è detto meridiano fondamentale.
Un meridiano assieme al suo antimeridiano (diametralmente opposto) forma un cerchio massimo che si ottiene dall'intersezione di un piano che attraversa la Terra passando per il suo centro. La somma della lunghezza del meridiano e dell' antimeridiano è sempre pari a 40.009 km.
Paralleli e Meridiani si intersecano ad angolo retto
Meridiani e paralleli formano una rete di linee, perpendicolari tra loro, che avvolge l'intera superficie terrestre e che viene chiamata reticolo geografico.
Questo consente di costruire un sistema di coordinate geografiche con le quali è possibile individuare ogni punto della superficie terrestre che viene identificato attraverso due coordinate: latitudine e longitudine.
Latitudine
E' la distanza angolare misurata in gradi lungo l'arco di meridiano compreso tra l'Equatore e il parallelo passante per il punto P.
Poiché l'Equatore divide la Terra in due emisferi uguali, si distingue una Latitudine Nord, da 0°a 90° N (LAT N) ed una Latitudine Sud, da 0° a 90° S, (LAT S)
Longitudine
È la distanza angolare, misurata in gradi , lungo l'arco
di parallelo compreso tra il Meridiano fondamentale e il meridiano
passante per il punto P.
Rispetto al meridiano di Greenwich, esiste una Longitudine orientale (Long Est) e una Longitudine occidentale ( Long Ovest)
- Moto di rotazione: è il movimento della Terra attorno al suo asse. Il periodo di rotazione è il tempo impiegato da un corpo celeste (stella, pianeta, satellite naturale o asteroide), per compiere una rotazione completa sul proprio asse. La Terra ha un periodo rotatorio di 24 ore.
- Moto di rivoluzione: è il movimento della Terra attorno al Sole. La durata di questo moto è di 365 giorni.
- l'alternarsi del dì e della notte;
la diversa durata del dì e della notte; il succedersi delle stagioni.
Il moto di rotazione terrestre, che si compie nell'arco di 24 ore, periodo a cui si dà il nome di giorno solare, provoca l'alternarsi del dì (periodo di luce) e della notte (periodo di buio). I raggi del Sole arrivano sulla Terra paralleli fra loro e, a causa della sfericità terrestre, in ogni momento illuminano solo la metà della superficie terrestre rivolta verso il Sole (dì), mentre l'altra metà è al buio (notte). Il circolo massimo che divide la parte rischiarata da quella in ombra è detta circolo di illuminazione e si sposta continuamente durante il moto di rotazione.
Il passaggio dal dì alla notte avviene gradualmente, per la presenza intorno alla Terra dell'atmosfera, che diffonde, riflette e rifrange la luce solare: si originano così l'alba (periodo durante il quale la luce del Sole comincia a diffondersi prima che esso sia visibile sopra l'orizzonte) e il crepuscolo (periodo durante il quale la luce diminuisce d'intensità dopo che il Sole è sceso sotto l'orizzonte).
La diversa durata del dì e della notte
Se l'asse terrestre fosse perpendicolare al piano dell'orbita, il circolo d'illuminazione passerebbe sempre per i poli e taglierebbe esattamente in due parti uguali tutti i paralleli; quindi, per tutto l'anno e in ogni punto della Terra, il dì e la notte avrebbero la stessa durata, cioè 12 ore ciascuno. Ma, poiché l'asse terrestre è inclinato di 66°33' sul piano dell'orbita, e inoltre si mantiene parallelo a se stesso durante il moto di rivoluzione intorno al Sole, nel corso dell'anno il circolo d'illuminazione non passa sempre per i poli e ciò determina la diversa durata del dì e della notte e anche, come si vedrà di seguito, l'alternarsi delle stagioni.
Il 21 giugno, giorno del solstizio d'estate, il polo Nord è rivolto verso il Sole e il circolo d'illuminazione, tangente ai circoli polari Artico e Antartico, taglia a metà l'equatore; nell'emisfero boreale la superficie illuminata è maggiore di quella in ombra e si hanno il dì più lungo e la notte più corta dell'anno (nell'emisfero australe si hanno, invece la notte più lunga e il dì più corto). Nella zona compresa tra il Circolo Polare Artico e il polo Nord, in questo giorno il sole non tramonta e il dì dura 24 ore.
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| Immagine: Solstizio d'estate |
Il 21 dicembre, giorno del solstizio d'inverno, è invece il polo Sud a essere rivolto verso il Sole, perciò nell'emisfero boreale la superficie illuminata è minore di quella in ombra: si hanno il dì più corto e la notte più lunga dell'anno (l'opposto avviene nell'emisfero australe). Nella zona compresa tra il Circolo Polare Artico e il polo Nord, in questo giorno il Sole non sorge e la notte dura 24 ore. Tra il 21 giugno e il 21 dicembre, nell'emisfero boreale progressivamente il dì si accorcia e la notte si allunga, mentre tra il 21 dicembre e il 21 giugno si allunga il dì e si accorcia la notte (l'opposto avviene nell'emisfero australe).
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| Immagine: Solstizio d'inverno |
In due soli giorni dell'anno, il 21 marzo, equinozio di primavera, e il 23 settembre, equinozio d'autunno, il dì e la notte hanno la stessa durata in tutti i punti della Terra. Ciò accade perché nessuno dei due poli è inclinato verso il Sole: il circolo d'illuminazione passa per i poli, taglia a metà tutti i paralleli e le condizioni di illuminazione sono uguali in entrambi gli emisferi.
Solo all'equatore, dunque, il dì e la notte hanno la stessa durata per tutto l'anno.
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| Immagine: Equinozio |
Il succedersi delle stagioni
A causa dell'inclinazione dell'asse terrestre, nel corso dell'anno non varia solo la durata del dì e della notte, ma anche l'inclinazione con cui i raggi solari giungono sulla superficie terrestre e quindi il riscaldamento che ne deriva; più precisamente, il riscaldamento è massimo quando i raggi solari formano un angolo retto con il piano tangente alla superficie terrestre in un punto, mentre è minore se il valore di questo angolo si riduce: a ciò si deve dunque l'alternarsi di periodi caldi e periodi freddi, cioè il succedersi delle stagioni.
L'inizio e la fine delle stagioni astronomiche, intervalli di tempo fra un solstizio e l'equinozio successivo, o fra un equinozio e il solstizio successivo, è indicato nella tab. 5.2.
Nell'emisfero boreale:
- la primavera dura dal 21 marzo al 21 giugno. Il 21 marzo il sole culmina (i raggi solari giungono perpendicolari) sull'equatore; l'energia solare trasmessa è massima all'equatore e diminuisce procedendo verso i poli. Il flusso di energia si modifica nel tempo avvicinandosi al solstizio estivo;
l'estate dura dal 21 giugno al 23 settembre. Nel solstizio estivo l'energia trasmessa è massima al Tropico del Cancro (i raggi sono perpendicolari a questo parallelo); il polo Nord è illuminato, mentre il polo Sud è in ombra (il flusso energetico è maggiore nell'emisfero boreale rispetto a quello australe); l'autunno dura dal 23 settembre al 21 dicembre. Nell'equinozio autunnale si ripetono le condizioni di quello primaverile, che si modificano via via che si avvicina il solstizio invernale; l'inverno dura dal 21 dicembre al 21 marzo. Al solstizio invernale l'energia trasmessa è massima al Tropico del Capricorno, dove i raggi, a mezzogiorno, sono perpendicolari sull'orizzonte. Il polo Sud è illuminato, mentre il polo Nord è in ombra (il flusso energetico è maggiore nell'emisfero australe rispetto a quello boreale).
Le stagioni astronomiche non coincidono del tutto con le stagioni meteorologiche, cioè con il reale andamento del tempo meteorologico. Ciò è dovuto al fatto che l'atmosfera, l'idrosfera e la litosfera assorbono la radiazione solare e cedono calore con un certo ritardo, impedendo di percepire subito gli effetti sul clima dovuti alle variazioni dell'inclinazione dei raggi solari. Inoltre, a causa della variazione dell'angolo che i raggi solari formano con la superficie terrestre, con il succedersi delle stagioni varia l'altezza degli archi che il Sole sembra descrivere nel cielo durante il suo moto apparente, dall'alba al tramonto (fig. 5.6). Sulla base dell'inclinazione dei raggi solari nelle diverse stagioni astronomiche, si possono individuare sulla superficie terrestre differenti zone astronomiche , caratterizzate da specifiche condizioni climatiche.
La Luna
La Luna, satellite naturale della Terra, è il corpo celeste più vicino al nostro pianeta. E' illuminata dal Sole ed è l'oggetto più luminoso nel cielo notturno.
Distanza dalla Terra: 384.400 km
Raggio: 1.737 km
Gravità: 1,622 m/s²
Periodo di rivoluzione: 27 giorni
Età: 4,53 × 10^9 anni
Origine della Luna
Sull'origine del nostro satellite sono state ipotizzate varie teorie; di esse, alcune hanno perso credibilità con il passare del tempo, altre sono state perfezionate con l'aumentare dei dati a nostra disposizione.
L' ipotesi ritenuta più plausibile è la teoria dell'accrescimento, secondo la quale la Luna si sarebbe formata in seguito all'aggregazione di particelle e polveri già orbitanti intorno alla Terra.
La superficie della Luna
La materia che costituisce la crosta lunare ha composizione chimica simile a quella della crosta terrestre (nelle rocce lunari portate sulla Terra, tutte di composizione basaltica, sono stati trovati solo tre nuovi minerali).
La superficie lunare mostra zone chiare (tradizionalmente chiamate terre, o continenti) e zone scure (chiamate mari).
Un'osservazione più attenta mostra grandi catene montuose, numerosi crateri e lunghi solchi.
Le terre sono zone più chiare, accidentate e fittamente caratterizzate. Nelle terre ci sono catene montuose (che raggiungono anche 8000 m di altezza) e solchi.
I mari sono zone pianeggianti, vaste, scure, lisce e approssimativamente circolari. Si tratta di giganteschi crateri di asteroidi riempiti dalla lava fuoriuscita dagli strati più profondi dopo l'impatto.
La Luna non possiede atmosfera, che si è dispersa a causa della debole attrazione esercitata sulla materia gassosa dalla gravità lunare. Tale circostanza comporta alcune conseguenze:
- la temperatura della superficie lunare presenta oscillazioni assai pronunciate (di circa 270 °C nell'arco di un giorno lunare, da massimi di 120 °C a minimi di –150 °C durante la notte);
- i fenomeni di erosione sulla superficie lunare sono assenti;
- i fenomeni acustici non possono prodursi;
- osservate dalla Luna, le stelle presentano un aspetto più lucente e puntiforme (la loro immagine non è soggetta a fenomeni di "tremolio", dovuti a movimenti dell'aria).
Lo strato superficiale, formato da sabbia e polvere (regolite), raggiunge in alcuni punti anche 20 m di spessore.
Il primo strato è la crosta, la sua profondità è in media di 60 km; al di sotto di essa si trova il mantello, che si estende a circa 1000 km di profondità. Procedendo ulteriormente verso l'interno, si incontra una zona parzialmente fusa (astenosfera).
La parte più interna è il nucleo lunare, presumibilmente del diametro di circa 1000 km, ricco di ferro, probabilmente allo stato liquido e con temperature di circa 1500 °C.
I movimenti della Luna
La Luna compie tre movimenti principali:
- il moto di rivoluzione intorno alla terra,
- il moto di rotazione intorno al proprio asse
- il moto di traslazione, insieme alla Terra, intorno al Sole.
Il moto di rivoluzione si svolge, in senso antiorario, lungo un'orbita ellittica (dove la Terra occupa uno dei fuochi dell'ellisse), il cui piano è inclinato di poco più di 5° rispetto al piano dell'orbita terrestre (eclittica). Durante la rivoluzione, la distanza fra la Terra e la Luna varia da un minimo (perigeo) a un massimo (apogeo) e, mediamente, è di circa 384 000 km. Il periodo di rivoluzione della Luna ha una durata di circa 27 giorni.
Il moto di rotazione della Luna intorno al proprio asse avviene nello stesso senso della rotazione terrestre (cioè da ovest a est) e, ciò che è più interessante, ha la stessa durata (circa 27 giorni) del periodo di rivoluzione intorno alla Terra; di conseguenza, la Luna volge verso la Terra sempre la stessa faccia, cioè lo stesso emisfero (il lato nascosto della Luna si è potuto osservare solo grazie alle missioni spaziali).
Il moto di traslazione si compie nello stesso senso e con la stessa velocità con cui la Terra effettua il suo moto di rivoluzione intorno al Sole.
Le fasi lunari
Nel corso della sua rivoluzione intorno alla Terra, la Luna splende di luce solare riflessa e perciò può essere illuminata solo la metà lunare rivolta al Sole; tuttavia, eccetto che per breve tempo nel corso di ogni mese, la metà illuminata non è la stessa che sta di fronte alla Terra, ma cambia ogni giorno, passando, nel corso di circa due settimane, da una condizione di totale oscurità a una condizione di totale illuminazione; nelle due settimane successive avviene il contrario. Questi cambiamenti giornalieri nell'aspetto della Luna, vista da un osservatore terrestre, sono chiamati fasi lunari.
Con il termine Luna nuova (o novilunio) si indica il momento in cui essa si trova in congiunzione, cioè tra il Sole e la Terra. Durante il novilunio la Luna non è visibile, perché ci mostra tutta la metà in ombra; inoltre, sorge e tramonta contemporaneamente al Sole.
Successivamente entra in fase crescente: sulla Terra è visibile dapprima una sottile fascia luminosa a forma di falce, con convessità a ovest ("gobba a ponente"), che si amplia gradualmente fino a raggiungere la fase del primo quarto, all'incirca dopo una settimana. Dalla Terra vediamo la metà occidentale della sua faccia illuminata. In questo momento la Luna è a est del Sole, nasce a mezzogiorno e tramonta a mezzanotte.
Dopo un'altra settimana è Luna piena (o plenilunio): ci appare come un disco completamente illuminato ed è situata in opposizione, cioè dalla parte opposta al Sole. Sorge al tramonto e cala all'alba.
Nell'ultimo quarto la Luna ci mostra nuovamente una metà del disco illuminato, ma la metà orientale. Si trova a ovest del Sole, nasce a mezzanotte e tramonta a mezzogiorno. Infine, passa per la fase calante: la Luna assume la forma di falce sempre più ridotta, ma con convessità verso est ("gobba a levante"), fino a scomparire del tutto alla vista. Si è allora tornati alla fase di Luna nuova e inizia un altro ciclo.
Eclissi di Sole e di Luna
Se il piano orbitale della luna coincidesse con quello dell'eclittica,
ogni mese si avrebbero due eclissi: una di Sole e l'altra di Luna.
Nella realtà i piani orbitali di Luna e Terra divergono di 5°9' , non è
detto quindi che Terra e Luna siano allineate e
giacciano sullo stesso piano. La Luna, infatti, può trovarsi sopra o
sotto l'eclittica. Un' eclissi quindi si verifica solo quando la Luna
oltre ad essere in posizione di novilunio o plenilunio si trova in uno
dei nodi o in prossimità di esso ed in questo caso i tre corpi celesti
giacciono veramente su di una medesima retta .
Quando la Luna, nel suo moto, si interpone tra il Sole e la Terra, in modo tale che si abbia un allineamento Sole-Luna-Terra, il cono d'ombra della Luna investe una parte della superficie terrestre e si verifica un'eclissi di Sole (quest'ultimo viene cioè occultato alla vista dalla Terra)
Quando è la Terra a interporsi fra il Sole e la Luna, in modo che si abbia un allineamento Sole-Terra-Luna, il cono d'ombra della Terra si proietta sulla Luna e si verifica un'eclissi di Luna (la Luna, cioè, viene oscurata).
Le eclissi possono essere totali o parziali: sono totali, quando il Sole è interamente coperto dalla Luna, o quando tutta la Luna è oscurata dall'ombra della Terra; sono parziali, quando l'allineamento Sole, Luna e Terra non è perfetto, per cui il cono d'ombra della Luna non copre interamente il Sole o quello della Terra non oscura completamente la Luna.
La condizione perché si verifichi un'eclissi (di Sole o di Luna) è che la Luna venga a trovarsi in esatta corrispondenza (eclissi totale) o nelle vicinanze (eclissi parziale) di uno dei due nodi: se è in fase di congiunzione (novilunio), si verificherà un'eclissi di Sole; se è in fase di opposizione (plenilunio), si verifica un'eclissi di Luna. Un caso particolare è l'eclissi anulare, che avviene quando la Luna è in apogeo e il vertice del suo cono d'ombra non riesce a raggiungere la superficie terrestre. Sul disco solare si vedrà allora, proiettata centralmente, l'ombra della Luna. Poiché il disco lunare ha un diametro inferiore a quello del Sole, esso apparirà circondato da un anello brillante.
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| Eclissi anulare |
Le maree
Le maree sono movimenti periodici di innalzamento (flusso) e abbassamento (riflusso) del livello marino , causati dall'attrazione combinata della Luna e del Sole sulla Terra (l'azione della Luna è circa 2,2 volte maggiore di quella del Sole).
La massima altezza raggiunta dal livello del mare prende il nome di alta marea, mentre il massimo abbassamento di livello è detto bassa marea. Fra questi due estremi è calcolata l'ampiezza di marea, modesta nei mari chiusi (1-2 m), più ampia negli oceani (per esempio, 15 m lungo le coste dell'Europa atlantica, 20 m nella baia di Fundy, in Canada).
Per la combinazione del moto rotatorio della Terra intorno al proprio asse e del moto orbitale della Luna, quest'ultima impiega 24 ore e 50 minuti a compiere un giro completo intorno alla Terra. Di conseguenza, in ogni punto delle superfici marine dovrebbero, in media, alternarsi teoricamente un flusso e un riflusso ogni 6 ore, 12 minuti, 30 secondi, cioè due alte maree e due basse maree nell'arco di 24 ore e 50 minuti.
In pratica, il movimento delle maree non può verificarsi in modo regolare per una serie di motivi, tra cui, principalmente, la distribuzione irregolare degli oceani, l'inerzia delle acque, l'attrito esercitato su di esse dal fondo marino e la natura frastagliata delle coste. Tutto ciò provoca un ritardo nella propagazione del flusso (e del riflusso) e quindi nel raggiungimento del livello di alta marea (o bassa marea). Questo ritardo, variabile da luogo a luogo, viene chiamato ora di porto. Le linee che su una carta congiungono i punti delle coste in cui l'alta marea si verifica contemporaneamente sono chiamate linee cotidali.
