Previsioni del tempo sulla Terra, su Marte e su Titano Climatologia
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Previsioni del tempo sulla Terra, su Marte e su Titano Climatologia
Previsioni del tempo sulla Terra, su Marte e su Titano Climatologia comparata dei tre “pianeti” Gianluca Lentini Planetario “Ulrico Hoepli”, 23 Aprile 2013 La famiglia del Sole: i corpi “solidi” Pianeti di tipo terrestre, satelliti, pianeti nani, asteroidi, TNO, … Le unità geofisiche GEOSFERA ATMOSFERA IDROSFERA CRIOSFERA BIOSFERA ANTROPOSFERA L’atmosfera: è una questione di “forza” Leggi Dinamiche e Termodinamiche L’atmosfera di un pianeta è la cassa di risonanza dei cambiamenti che avvengono in tutte le unità geofisiche Masse reciproche delle unità geofisiche Geosfera: 5.9 * 10^24 kg Idrosfera: 1.4 * 10^21 kg Atmosfera: 5.1 * 10^18 kg L’atmosfera Atmosfera è un veicolo privilegiato per conoscere un pianeta. Ma non è certo l’unic0! Informazioni essenziali sulla storia e l’evoluzione di un pianeta L’atmosfera registra i cambiamenti: l’ossigeno La biosfera terrestre, la geosfera e l’O2 atmosferico La presenza di rocce con minerali di Ferro ossidati (es. ematite: Fe2O3) è indice della presenza di Ossigeno nell’atmosfera. L’accumulo di Ossigeno nell’atmosfera comincia 3.8 Bya (rocce con bande di Ferro); a partire da 2 Bya la quantità di O2 è tale da permettere la formazione dei Red Beds. Bande di Ferro: 3.8 Bya Red Beds: 2 Bya Il cambiamento climatico Anomaliediditemperatura Temperatura(˚C) (˚C) rispetto Anomalie rispettoalla allamedia media1971-2000 1961-1990 da Climatic Research Unit, University of East Anglia, http://www.cru.uea.ac.uk/ Previsioni del tempo… o climatologia? Da METEO a CLIMA Il clima si definisce come distribuzione statistica di variabili meteorologiche in intervalli di tempo di diversi decenni o superiori (30 anni, WMO) Schär role of of increasing temperature variability in European summer heatwaves”, Nature 427: 332– Schäret etal., al.,2004: 2004:“The “The role increasing temperature variability in European summer heatwaves”, Nature 427: 336. 332–336. Fasce climatiche… terrestri Classificazione climatica di Koeppen Storie di variabili meteorologiche Annali Meteorologici Stazioni secolari italiane La serie meteorologica di Milano Brera 250 anni nel 2013! Carte di rianalisi… terrestri Grandi strutture circolatorie: T—>P, fenomeni meteorologici Il clima sulla Terra e altrove… Atmosfera Radiazione Solare Geosfera Biosfera Criosfera SISTEMA CLIMA (Forzante Antropica) Osservazioni delle variabili climatiche: temperatura, precipitazioni, pressione. Osservazione degli spettri… Idrosfera L’atmosfera… anche di mondi lontani Kepler e James Webb Space Telescope Nuove tecnologie per l’individuazione di Esopianeti: i marker atmosferici L’atmosfera… anche di mondi lontani Sing/Colon, Gran Telescopio Islas Canarias “Nelle belle sere dell’autunno passato…” a Brera Giovanni Virginio Schiaparelli ‘Noi dunque desidereremmo essere liberati da cotesto incubo della meteorologia, che consuma metà delle nostre risorse senza alcuna soddisfazione…’ “Il singolar globo di Marte, che sotto più riguardi rassomiglia al nostro, e nel quale sembrano celarsi così interessanti misteri, ogni giorno più chiama a sé l’attenzione pubblica, e sempre più è fatto oggetto di accurati studi e ardite speculazioni. ..” Il singolar globo di Marte Caratteristiche di Marte Raggio = 1/2 Terra Gravità = 1/3 Terra Anno = 687 giorni terrestri Incl. Asse = 25° Dist. media Sole = 1.6 UA Stagioni “di tipo terrestre”, lunghe il doppio L’atmosfera e il clima di Marte Composizione = 95% CO2, 3%N2, 1.6% Ar, 0.3% O2 Pressione Sup. = 0.6% Terra Temperatura = tra -140°C a +30°C Stagioni = da 150 a 190 giorni Classificazione climatica di Marte Le calotte polari di Marte “Le vicissitudini del clima nei suoi due emisferi, e specialmente le nevi che biancheggiano intorno ai suoi poli, e con alterna vece crescono e decrescono secondo le stagioni, né più e né meno di quello che si osserva nelle regioni agghiacciate del nostro globo” Meteorologia di Marte: neve, brina e nuvole Lander Viking 2 – precipitazione di CO2 solida, sotto i -125°C Nuvole sui poli marziani Meteorologia di Marte: vento Dust devils: bassa pressione e differenze di temperatura T-->P Dimensioni, durata e velocità paragonabili, se non superiori, a quelle terrestri L’acqua su Marte: prove geologiche di idrografia Conglomerati fluviali su Marte e sulla Terra – da Curiosity Presenza confermata di minerali idrotermali, coni alluvionali, reticoli idrografici, gullies Ere geologiche marziane: dal Noachiano, all’Esperiano, all’Amazoniano Che tempo fa in Hellas Planitia? Episodi di acqua liquida? Rapide fuoriuscite glaciali da tavola criosferica? L’area più bassa della superficie marziana, pressione atmosferica pari all’1% di quella terrestre L’acqua su Marte: i canali Da Schiaparelli a Percival Lowell, passando per il Premio Guzman “La geologia è geologia ovunque”: Steve Wall Topografia di Marte, dal Mars Orbiter Laser Altimeter Dicotomia emisferica del Noachiano Marte blu? Dal passato remoto al remoto futuro Christiaan Huygens: Luna Saturni “E così io, nell’anno 1656, ho discusso i risultati delle mie osservazioni della Luna di Saturno (è così che ho degnamente chiamato la nuova stella) e, insieme ad essa, un’ipotesi contenente una spiegazione di altri fenomeni di Saturno” E’ circondato da un anello sottile, piano e che in nessun punto tocca il pianeta… Huygens, Systema Saturnium “E’ così che ho degnamente chiamato”: Titano Caratteristiche di Titano: Atmosfera di Titano: Distanza dal Sole = 9-10 UA Gravità = 1/9 gravità terrestre Pressione Sup. = 1.4 pressione terrestre Giorno = 16 giorni terrestri Composizione = 98.4% N2, 1.4% CH4, 0.2% H2 Anno = 29.5 anni terrestri Presenza di un alone di idrocarburi complessi Temperatura = 90-94 K (-180°C) Caratteristiche T,P compatibili con liquidi sulla superficie… Le stagioni di Titano Durata e climatologia delle stagioni Inclinazione Asse (Saturno) = 26.7° 4 stagioni, con durata di 7 anni l’una Possibilità di differenze di T --> P e fenomeni meteorologici E poi arriva Huygens… http://saturn.jpl.nasa.gov/ Missione Cassini-Huygens (1997-oggi): sito di ‘atterraggio’ (15/01/2005) Reticoli idrografici su Titano Ma vi sono liquidi in superficie o sono strutture geologiche ormai ‘a secco’? Il riflesso di un lago lontano Jingpo Lacus, il ‘Lago Specchio’. Polo Nord: riflessione speculare (2009) I grandi laghi del polo Nord Kraken Mare, Ligeia Mare: dimensioni paragonabili a Caspio e Superior I laghi piccoli e stabili Ontario Lacus, polo Sud “Caldo” e precipitazioni nel solstizio d’estate… Una gita al lago? Mostri marini e terre incantate: i laghi polari Celle temporalesche su Titano Previste piogge di metano su Xanadu e Shangri-La Onde e mareggiate, iceberg e isole… Idrografia e Oceanografia di Titano: Fiumi = fino a 400 km Laghi = fino alle dimensioni del Caspio, ma poco profondi! Composizione = Miscela di Etano e Metano Onde = generalmente molto basse, con possibili mareggiate Presenza di Iceberg e Isole Isole e penisole di Ontario Lacus Previsioni del tempo su Titano Meteorologia o Climatologia? “Tu, se ti aggrada, puoi continuare la volata” Grazie per l’attenzione! Grazie per l’attenzione!