III Lezione corso Meteo: L’ irraggiamento

L’irraggiamento termico è uno dei meccanismi di trasmissione dell’energia come calore. La sua peculiarità è di non necessitare di un supporto materiale, potendo avvenire anche attraverso il vuoto. L’irraggiamento, per esempio, è il meccanismo mediante il quale l’energia emessa dal Sole raggiunge e riscalda la Terra.
La trasmissione del calore per irraggiamento tra due corpi può avvenire anche in presenza di un mezzo di separazione più freddo di entrambi i corpi: per esempio, l’energia termica emessa da una fiamma raggiunge una persona attraversando aria più fredda, oppure la radiazione solare raggiunge la superficie della Terra dopo aver attraversato, alle elevate altitudini, strati d’aria molto freddi.

L’irraggiamento termico rientra nel più vasto fenomeno fisico della radiazione elettromagnetica. Tutti i corpi materiali, i solidi così come i liquidi ed i gas, emettono energia sotto forma di radiazione elettromagnetica e sono in grado di assorbire tale energia radiante: è così possibile realizzare tra due corpi un trasferimento di energia.
Le onde elettromagnetiche emesse dai corpi viaggiano alla stessa velocità c di propagazione della luce nel mezzo che attraversano e sono caratterizzate dalla frequenza f, la cui unità di misura è Hz e rappresenta il numero di cicli nell’unità di tempo, dalla lunghezza d’onda  lambda generalmente misurata in microm che rappresenta la distanza percorsa in un periodo.
Queste grandezze sono legate tra di loro dalla seguente relazione:

c=f

La velocità di propagazione della luce nel vuoto vale circa 300.000 km/s.
Esistono diversi tipi di onde elettromagnetiche, ciascuno prodotto da una differente causa: i raggi gamma sono prodotti da reazioni nucleari, i raggi X sono prodotti dal bombardamento di metalli con elettroni di alta energia, le microonde sono prodotte da speciali tubi elettronici come il magnetron, le onde radio sono prodotte dal flusso di corrente alternata in conduttori elettrici e la radiazione termica è causata dalla temperatura dei corpi.
L’irraggiamento pertanto si occupa non dello studio di tutta la radiazione elettromagnetica ma solo dello studio della radiazione termica cioè dell’energia elettromagnetica emessa dai corpi a causa della loro temperatura.
Le radiazioni elettromagnetiche differiscono molto nel loro comportamento al variare della lunghezza d’onda. Esse coprono un esteso campo di lunghezze d’onda variabile da meno di 10-9 microm per i raggi cosmici a più di 10^10 microm per le onde elettriche di potenza.
La radiazione termica è caratterizzata da lunghezze d’onda che variano da circa 0,1 microm a 100 microm. Essa include quindi tutta la radiazione visibile, caratterizzata da lunghezze d’onda comprese tra 0,40 e 0,76 microm, e parte della radiazione infrarossa e ultravioletta.

La radiazione elettromagnetica emessa da un corpo per irraggiamento varia sensibilmente al variare della temperatura del corpo, della lunghezza d’onda, del materiale costituente il corpo e del trattamento superficiale di quest’ultimo.
Ad esempio, a parità di lunghezza d’onda e di temperatura, una superficie di ferro ossidato emette grosso modo quanto una superficie intonacata a calce; se il ferro è accuratamente lucidato, la radiazione emessa diventa meno della decima parte.
L’energia termica emessa da una superficie, così come tutte le grandezze che entrano in gioco nell’irraggiamento termico, dipende dalla lunghezza d’onda.

Per saperne di più ci si può iscrivere al corso meteo.

Preliminari Corso Meteo

Prima di entrare nel vivo del discorso relativo alla Meteorologia, è necessario introdurre una serie di concetti fondamentali. Paralleli e Meridiani Come è ben noto il nostro Pianeta, ha una forma sferica, leggermente schiacciata sui poli, tale da essere denominato “geoide”. La Terra ruota intorno ad un asse che parte dal Polo Nord, ed arriva al Polo Sud Esiste un Piano, perpendicolare all’ asse ( ossia che forma un angolo retto), detto “Equatore”, la cui lunghezza è stimata intorno ai 40.077km. La Terra ha un raggio medio circa uguale a 6371 km, e la differenza tra il diametro al Polo e quello all’ Equatore è di circa 43 km. Quando si parla di Paralleli ci si riferisce alle circonferenze immaginarie parallele all’ Equatore: più ci si avvicina a i poli, più il diametro dei paralleli diminuisce. Quando si parla di Meridiani ci si riferisce a tutte le circonferenze immaginarie passanti per i poli: Il Meridiano principale è quello passato per Greenwich, in Inghilterra. La lunghezza media di un Meridiano è di 40.009 Km. L’ Equatore divide in due il nostro pianeta: ogni metà prende il nome di “emisfero” ( anche se sarebbe corretto chiamarlo emigeiode): ci troviamo , così, di fronte all’ Emisfero Nord, detto anche boreale, e un Emisfero Sud, detto australe. Latitudine Longitudine Quota Ha senso parlare di posizione, qualora la si riferisca ad un sistema di assi cartesiani. Essendo la Terra una figura tridimensionale, per esprimere la posizione sull nostro pianeta, si necessita di tre coordinate dette: Latitudine, Longitudine, Quota. La Latitudine di un punto P è l’ angolo, calcolato rispetto al centro della Terra, fra il parallelo passante per P e l’ Equatore. La Latitudine è compresa tra i 0° ( Equatore) e 90° ( Polo), e sarà N o S. La Longitudine di un punto P è l’ angolo calcolato rispetto al centro della Terra, che si forma tra il meridiano passante per P, e il meridiano fondamentale. A Seconda che si va verso Ovest o verso Est, avrà dicitura E o O. Per Altitudine di un punto P si intende l’ altezza in Metri dal livello del Mare. La Terra ha 24 Meridiani, distanti 15° di longitudine tra loro, e formano 24 Fusi Orari. Nel corso della giornata, le ore prima di mezzogiorno sono dette antimeridiane, e quelle dopo mezzogiorno sono dette post-meridiane ( pomeridiane). Ritornando ai Paralleli, ne esistono 4 fondamentali, oltre all’ Equatore Tropico del Cancro ( lat 23° 27′ N) Circolo Polare Artico ( lat 66° e 33′ N) Tropico del Capricorno ( lat 23° e 27′ S) Circolo Polare Antartico ( lat 66° e 33′ S). Nella prossima lezione analizzeremo i motivi per i quali questi Paralleli sono detti “fondamentali”.