Geodesia

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Categoria:	Astronomia
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Data:	11.04.2007
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Geodesia
Forma della Terra:
• ellissoide di rotazione: ottenuta dalla rotazione di un’ellisse intorno al suo asse minore; ma l’equatore non è una circonferenza perfetta, quindi:
• ellissoide a tre assi: ma la superficie terrestre non è regolare, quindi:
• geoide: solido ideale delimitato da una superficie in ogni punto perpendicolare alla direzione del filo a piombo; la forma che la Terra assumerebbe se fosse coperta da un oceano uniforme e con gli affetti gravitazionali prodotti dalle montagne; ma non è descrivibile matematicamente, quindi:
• ellissoide internazionale e ellissoide astrogeodetico
Dimensioni della Terra:
• differenza tra raggio polare e equatoriale: 21 km
• raggio medio terrestre: 6370 km
• lunghezza dell’equatore: 40.000 km
Sistemi di riferimento:
• poli: punti in cui l’asse di rotazione esce dalla sfera terrestre;
• equatore: circonferenza che si ottiene dall’intersezione della superficie terrestre con un piano perpendicolare all’asse e passante per il centro della Terra; equidistante dai poli, divide la Terra in due emisferi (boreale ed australe);
• paralleli: circonferenze che si ottengono dall’intersezione tra piani paralleli al piano equatoriale e la superficie terrestre; ce ne sono 180 a distanza di un grado l’uno dall’altro;
• tropico del Cancro (Nord) e del Capricorno (Sud): parallelo che interseca l’eclittica, 23°27’ (N o S);
• meridiani: semicirconferenze tutte uguali passanti per i poli, che si ottengono tagliando la sfera con piani passanti per l’asse di rotazione; il meridiano fondamentale è quello di Greenwich; ogni meridiano ha il suo antimeridiano con cui forma il circolo meridiano; ci sono in tutto 360 meridiani;
• latitudine: distanza angolare tra il parallelo passante P e il piano equatoriale, misurato in gradi;
• longitudine: distanza angolare tra il meridiano passante P e il meridiano fondamentale, misurato in gradi;
• altitudine: misurata rispetto al livello del mare.
Campo magnetico terrestre:
• Gilbert nel 1600 affermò che la Terra poteva essere assimilata ad un magnete sferico; ma Gauss, con l’introduzione delle linee di forza, spiegò che il campo magnetico è spiegabile con l’esistenza di un dipolo magnetico inclinato di 11° e 30’ rispetto all’asse di rotazione;
• magnetosfera:
• parte più esterna dell’atmosfera, cavità che racchiude il campo magnetico, all’esterno della quale si trova il vento solare mentre all’interno sono contenute le linee di forza del c.m.t.;
• i poli non sono protetti dalla magnetosfera;
• i gas ionizzati si dispongono lungo le linee di forza ed interagiscono con il vento solare, che li comprime e li spinge nella direzione opposta di quella del sole, dandogli una forma a goccia asimmetrica;
• le particelle del vento solare catturate dal campo magnetico si dispongono lungo le fasce di Van Allen: la più interna, più stabile, è costituita da portoni, mentre quella più esterna e meno stabile è costituita da elettroni;
• con le tempeste solari le fasce di Van Allen diventano instabili e le particelle del vento solare penetrano nell’atmosfera generano le tempeste magnetiche e le aurore polari.
• misura del c.m.t.:
• intensità: misurata da magnetometri, in Gauss (sottomultiplo del Tesla), è molto debole e aumenta verso i poli;
• declinazione magnetica: angolo formato dalla direzione del polo Nord magnetico con la direzione del polo Nord geografico; aumenta con l’aumento delle latitudini
• inclinazione magnetica: si misura con bussole il cui ago può muoversi anche in verticale, che si dispone tangente alle linee di forza.
• ogni 500.000 anni c’è un’inversione di polarità; si alternano quindi epoche di polarità normale a epoche di polarità inversa, anche se all’interno di epoche ci sono periodi più brevi (eventi) di diversa polarità.

I moti della Terra
Moto di rotazione terrestre:
• la Terra compie un giro completo intorno al proprio asse in 23h e 56min (giorno sidereo);
• si muove in senso antiorario per chi guarda dal polo Nord e da Est a Ovest rispetto all’equatore;
• tutti i punti della Terra hanno la stessa velocità angolare ma diversa velocità lineare, che varia in base alla latitudine e all’altitudine;
• prove del moto di rotazione:
• Esperienza di Guglielmini (o caduta dei gravi): il corpo, per la legge d’inerzia, mantiene la velocità che aveva in alto, che è maggiore rispetto al suolo perché più distante dall’asse di rotazione;
• Pendolo di Foucault: un pendolo su un perno girevole lascia una traccia a raggiera sul suo piano parallelo al terreno, come se il piano di oscillazione ruotasse (invece ruota il sistema di riferimento); questo dipende dalla latitudine: ai poli compie un giro completo, mentre sull’equatore non si muove;
• Variazione dell’accelerazione di gravità al variare della latitudine, cioè aumenta verso i poli perché aumenta la forza centrifuga dovuta alla rotazione terrestre;
• Forza di Coriolis: forza apparente che fa si che un corpo libero di muoversi, devia dalla traiettoria originaria verso destra (emisfero boreale) o sinistra (emisfero australe); determina il movimento circolatorio delle correnti atmosferiche ed oceaniche.
Moto di rivoluzione terrestre:
• la Terra descrive un’orbita ellittica (eclittica) intorno al Sole, in cui il Sole è uno dei fuochi, l’orbita ha eccentricità ridotta; il piano del Sole e della Terra è detto piano dell’eclittica;
• afelio: punto massimo di distanza tra Terra e Sole;
• perielio: punto minimo di distanza tra Terra e Sole;
• linea degli apsidi: linea che unisce afelio e perielio (asse maggiore dell’eclittica);
• il piano equatoriale della Terra forma un angolo di 23° 27’ con il piano dell’eclittica;
• l’asse terrestre non cambia la sua inclinazione nel corso dell’anno, è parallelo a se stesso;
• conseguenza della rivoluzione terrestre: alternarsi delle costellazioni non circumpolari e alternarsi delle stagioni per la variazione dell’inclinazione dei raggi solari;
• equinozi di primavera e d’autunno: all’equatore il Sole è allo zenit; i raggi del Sole sono perpendicolari all’asse di rotazione terrestre;
• solstizio d’estate: in culminazione, i raggi solari arrivano al tropico del Cancro;
• solstizio d’inverno: in culminazione, i raggi solari arrivano al tropico del Capricorno;
Glaciazioni:
• i moti millenari sono fattori che scatenano le glaciazioni perché modificano la quantità di energia che arriva sulla Terra dal Sole; scatenano le glaciazioni:
• valore massimo dell’angolo tra asse terrestre ed eclittica;
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• solstizio estivo con Terra in afelio;
• massima eccentricità dell’orbita;
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• le glaciazioni sono anche la conseguenza delle caratteristiche di continentalità, cioè del ciclo del supercontinente: tutte le masse tendono a concentrarsi, quindi c’è una minore azione mitigatrice del mare e gli estremi delle temperature sono meno smorzati.