geografia fisica e cartografia - Università del Sannio in Benevento
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CORSO DI<br />
GEOGRAFIA FISICA E CARTOGRAFIA<br />
Prof. Filippo Russo<br />
(a.a. 2010 – 2011)<br />
PROGRAMMA DETTAGLIATO<br />
Generalità: scopi e metodi <strong>del</strong>la Geografia <strong>fisica</strong>; relazioni tra la Geografia <strong>fisica</strong> e le Scienze <strong>del</strong>la<br />
Terra; l’Ambiente terrestre e sua caratterizzazione; lo stato <strong>del</strong>la materia nell’Ambiente terrestre;<br />
relazioni tra bilancio di massa <strong>del</strong>la materia e bilancio energetico nell’Ambiente terrestre.<br />
Elementi di Geografia astronomica<br />
Oggetti cosmici e loro classificazione; unità di misura <strong>in</strong> Astronomia; il Sistema di riferimento<br />
astrale e le coord<strong>in</strong>ate celesti; orig<strong>in</strong>e e significato <strong>del</strong>le Costellazioni; lo Zodiaco.<br />
Caratteristiche <strong>del</strong>la radiazione elettromagnetica; l’Effetto Doppler; relazioni tra colore <strong>del</strong>la<br />
radiazione, lunghezza d’onda e temperatura; la spettroscopia e le sue regole; composizione chimica,<br />
struttura e densità <strong>del</strong>la materia nell’Universo.<br />
La materia <strong>in</strong>terstellare e le nebulose; la Forza di attrazione gravitazionale e l’Equazione di<br />
E<strong>in</strong>ste<strong>in</strong>; ipotesi sulla modalità di aggregazione <strong>del</strong>la materia cosmica e sull’orig<strong>in</strong>e dei corpi<br />
stellari; la reazione di fusione termonucleare e la nucleos<strong>in</strong>tesi stellare; magnitud<strong>in</strong>e di una stella;<br />
genesi, classificazione ed evoluzione <strong>del</strong>le stelle <strong>in</strong> relazione alla quantità di massa aggregata; il<br />
Diagramma H-R e la Sequenza pr<strong>in</strong>cipale; stelle di neutroni e buchi neri; ammassi e superammassi<br />
stellari.<br />
Le galassie: struttura, composizione e classificazione; ammassi e superammassi di galassie; La Via<br />
Lattea ed il Gruppo locale; struttura <strong>del</strong>la Via Lattea; radiogalassie e Quasar.<br />
L’Universo <strong>in</strong> espansione: il Red Shift e la Legge di Hubble; teorie sull’orig<strong>in</strong>e e l’evoluzione<br />
<strong>del</strong>l’Universo: il Big Bang e l’Universo stazionario; i primi tre m<strong>in</strong>uti; ipotesi sul dest<strong>in</strong>o<br />
<strong>del</strong>l’Universo: il problema <strong>del</strong>la densità critica <strong>del</strong>la materia e gli universi possibili.<br />
Antiche e moderne concezioni sulla strutturazione <strong>del</strong> Sistema solare; gli oggetti cosmici <strong>del</strong><br />
Sistema solare; rapporti di massa e gravitazionali tra gli elementi che compongono il Sistema<br />
solare; le leggi che regolano i rapporti tra gli elementi <strong>del</strong> Sistema solare: leggi di Keplero, di<br />
Galileo e di Newton; ipotesi sulla possibile genesi, età ed evoluzione <strong>del</strong> Sistema solare.<br />
La stella Sole ed i suoi pianeti: generalità, struttura, composizione e caratteristiche rispondenti alle<br />
leggi di Keplero e <strong>del</strong>la gravitazione universale.<br />
La Luna ed i suoi rapporti con la Terra; caratteristiche generali <strong>del</strong> Sistema Terra-Luna; forma e<br />
dimensioni <strong>del</strong>la Luna; i moti <strong>del</strong>la Luna e le loro caratteristiche generali; la regressione <strong>del</strong>la l<strong>in</strong>ea<br />
dei nodi e le nutazioni; mese sidereo e mese s<strong>in</strong>odico; caratteristiche orbitali <strong>del</strong>la Luna; le fasi<br />
lunari e loro significato per la misura <strong>del</strong> tempo; le eclissi; le maree: il fenomeno, def<strong>in</strong>izione e<br />
classificazione; la teoria <strong>del</strong>l’onda stazionaria ed i punti anfidromici; la legge di Darw<strong>in</strong>; il giorno<br />
lunare.<br />
I moti <strong>del</strong>la Terra: <strong>in</strong>terazioni gravitazionali con gli altri corpi <strong>del</strong> Sistema solare; moti attivi e moti<br />
passivi; Il moto di rotazione <strong>del</strong>la Terra: caratteristiche generali; giorno sidereo; rapporto tra<br />
velocità angolare e velocità l<strong>in</strong>eare di un corpo <strong>in</strong> movimento sulla Terra; prove e conseguenze <strong>del</strong><br />
moto di rotazione <strong>del</strong>la Terra: gli esperimenti di Guglielm<strong>in</strong>i e di Foucauldt; la Legge di Ferrel e la<br />
Forza di Coriolis; il moto di rivoluzione <strong>del</strong>la Terra: caratteristiche e generalità; anno sidereo; le<br />
posizioni di Afelio e Perielio: la l<strong>in</strong>ea degli absidi; prove <strong>del</strong>la rivoluzione terrestre; il fenomeno<br />
<strong>del</strong>l’aberrazione ottica; conseguenze <strong>del</strong>la rivoluzione terrestre: gli equ<strong>in</strong>ozi i solstizi ed il<br />
fenomeno <strong>del</strong>le stagioni; variazioni di altezza <strong>del</strong> sole sull’orizzonte e diversa durata <strong>del</strong> dì e <strong>del</strong>la<br />
notte; le zone e le stagioni astronomiche; giorno solare e giorno sidereo; i moti millenari <strong>del</strong>la
Terra: fattori gravitazionali che li determ<strong>in</strong>ano e ricadute ambientali; i pr<strong>in</strong>cipali moti millenari e le<br />
nutazioni: cause, effetti e durate dei movimenti; la precessione luni-solare o degli equ<strong>in</strong>ozi: cause e<br />
conseguenze; i moti astronomici di lungo periodo e le glaciazioni.<br />
La forma <strong>del</strong>la Terra: antiche e moderne concezioni; prove <strong>del</strong>la sfericità <strong>del</strong>la Terra; l’ellissoide di<br />
rotazione, il Geoide, il Poliedro terrestre; la misura <strong>del</strong>la circonferenza terrestre: l’esperienza di<br />
Eratostene e la conferma di Picard; le dimensioni <strong>del</strong>la Terra.<br />
L’orientamento ed i punti card<strong>in</strong>ali; il percorso <strong>del</strong> Sole ed i punti di riferimento geografici; la Rosa<br />
dei venti e la bussola magnetica; le coord<strong>in</strong>ate polari. Il reticolato geografico: meridiani e paralleli;<br />
le coord<strong>in</strong>ate geografiche: def<strong>in</strong>izione di Latitud<strong>in</strong>e e di Longitud<strong>in</strong>e; metodi e strumenti per la<br />
determ<strong>in</strong>azione <strong>del</strong>la Latitud<strong>in</strong>e; l’Analemma e la misura <strong>del</strong>la decl<strong>in</strong>azione solare; metodi per la<br />
determ<strong>in</strong>azione <strong>del</strong>la Longitud<strong>in</strong>e.<br />
Problemi di misura <strong>del</strong> Tempo: il giorno e l’anno; def<strong>in</strong>izioni e differenze tra giorno sidereo, giorno<br />
solare o vero e giorno solare medio; l’Equazione <strong>del</strong> Tempo nell’Analemma; ora vera ed ora solare<br />
media; le ore legali; anno sidereo ed anno tropico o solare; i calendari e l’anno civile o standard; la<br />
misura universale <strong>del</strong> Tempo ed i fusi orari.<br />
La rappresentazione <strong>del</strong>la superficie terrestre<br />
Scopi e metodi <strong>del</strong>la Cartografia; generalità sui metodi di rappresentazione <strong>del</strong>la superficie terrestre;<br />
i globi; classificazione e criteri di classificazione <strong>del</strong>le carte geografiche. Concetti di equidistanza,<br />
equivalenza ed isogonia o conformità.<br />
Le proiezioni geografiche: generalità; classificazione <strong>del</strong>le proiezioni geografiche: proiezioni vere e<br />
proiezioni convenzionali; le proiezioni prospettiche ed azimutali: caratteristiche tipologiche,<br />
limitazioni ed usi. le proiezioni di sviluppo: caratteristiche tipologiche, limitazioni ed usi; le carte<br />
isogoniche ottenute da proiezioni vere; la l<strong>in</strong>ea lossodromica e la l<strong>in</strong>ea ortodromica; la rotta e le<br />
carte nautiche ed aeronautiche; le proiezioni convenzionali: classificazione e caratteristiche<br />
generali; le proiezioni pseudocil<strong>in</strong>driche e pseudoconiche: modalità di costruzione e pr<strong>in</strong>cipali<br />
caratteristiche tipologiche; la proiezione trapezoidale; le proiezioni policoniche, poliedriche o<br />
policentriche: modalità di costruzione e pr<strong>in</strong>cipali tipologie; le proiezioni <strong>in</strong>terrotte e stellari:<br />
modalità di costruzione e pr<strong>in</strong>cipali tipologie; l’uso <strong>del</strong>le proiezioni nella produzione cartografica.<br />
La Carta Topografica d’Italia: caratteristiche generali e tipo di proiezioni usate: la proiezione di<br />
Gauss-Boaga; le zone di sovrapposizione cartografica; dalla proiezione di Gauss-Boaga alla<br />
rappresentazione <strong>del</strong> reticolato geografico nella Carta Topografica d’Italia: meridiani e paralleli; le<br />
coord<strong>in</strong>ate di vertice <strong>del</strong>la Carta; metodo di determ<strong>in</strong>azione <strong>del</strong>la posizione geografica di un punto<br />
nella Carta; def<strong>in</strong>izione e scopi <strong>del</strong> reticolato chilometrico; rapporti tra reticolato geografico e<br />
reticolato chilometrico: la convergenza; def<strong>in</strong>izione di Zona, di Maglia; le coord<strong>in</strong>ate U.T.M. nella<br />
Carta Topografica d’Italia: metodo di determ<strong>in</strong>azione <strong>del</strong>la Sigla di un punto.<br />
Def<strong>in</strong>izione di carta e di scala <strong>del</strong>la carta. La Carta Topografica d’Italia <strong>del</strong>l’I.G.M.I.: vecchia e<br />
nuova produzione cartografica; denom<strong>in</strong>azione <strong>del</strong>la produzione cartografica. Problemi di<br />
orientamento nella Carta Topografica d’Italia; il Nord magnetico e la decl<strong>in</strong>azione magnetica; la<br />
convergenza <strong>del</strong>la Carta ed il Nord <strong>del</strong> reticolato U.T.M.<br />
La simbologia nella <strong>cartografia</strong> ufficiale <strong>del</strong>l’I.G.M.I.; simboli convenzionali; simboli planimetrici:<br />
varie tipologie e modalità di rappresentazione cartografica; legenda tradizionale e legenda<br />
<strong>in</strong>ternazionale. I simboli altimetrici: tipologie e classificazione; il simbolismo altimetrico nella<br />
<strong>cartografia</strong> storica; le isoipse o curve di livello: def<strong>in</strong>izione, tipologie e metodi di costruzione;<br />
isoipse e punti quotati: uso dei punti quotati per la lettura e determ<strong>in</strong>azione <strong>del</strong>le isoipse; regole di<br />
lettura <strong>del</strong> rilievo rappresentato da isoipse; le scritture: tipologie e significato.<br />
Modalità di rappresentazione <strong>del</strong> rilievo mediante isoipse: esempi vari dalle carte <strong>del</strong>l’IGMI; la<br />
l<strong>in</strong>ea di massima pendenza e suo significato. Misura <strong>del</strong>la distanza orizzontale su una carta<br />
topografica; il dislivello, la pendenza e l’<strong>in</strong>cl<strong>in</strong>azione di un versante: metodi di determ<strong>in</strong>azione.<br />
Il profilo altimetrico nelle carte topografiche: metodi di costruzione e determ<strong>in</strong>azione.
Elementi di Fisica <strong>del</strong>l’Atmosfera, di Meteorologia e di Oceanografia<br />
Lo stato <strong>del</strong>la materia nell’Atmosfera terrestre; l’Atmosfera terrestre: struttura e composizione; la<br />
Pressione atmosferica e le sue variazioni; misura <strong>del</strong>la Pressione atmosferica; la Temperatura e le<br />
sue variazioni; misura <strong>del</strong>la Temperatura; significato <strong>del</strong> Gradiente verticale <strong>del</strong>la Temperatura<br />
nell’Atmosfera; l’Ozonosfera e la Ionosfera; la Magnetosfera terrestre. L’idrosfera e l’Oceano<br />
terrestre: generalità, struttura e composizione; le variazioni di temperatura, di sal<strong>in</strong>ità e di ossigeno<br />
disciolto nell’acqua mar<strong>in</strong>a; profilo meridiano <strong>del</strong>l’Oceano Atlantico. La radiazione solare: struttura<br />
e composizione; il Langley e la misura <strong>del</strong>la radiazione solare; la costante solare; bilancio<br />
energetico e di massa nel Sistema comb<strong>in</strong>ato Terra-Atmosfera; l’<strong>in</strong>solazione: def<strong>in</strong>izione, misura e<br />
fattori di variazione; distribuzione <strong>del</strong>l’<strong>in</strong>solazione media annua alle varie latitud<strong>in</strong>i; variazioni<br />
stagionali e giornaliere <strong>del</strong>l’<strong>in</strong>solazione.<br />
Il bilancio termico nel Sistema comb<strong>in</strong>ato e la risposta termod<strong>in</strong>amica <strong>del</strong>l’ambiente terrestre; la<br />
controradiazione e la radiazione netta nel Sistema comb<strong>in</strong>ato; il bilancio termico alle varie<br />
latitud<strong>in</strong>i: zone di eccedenza e zone di deficit; rapporti tra radiazione netta, <strong>in</strong>solazione e<br />
temperatura; calore sensibile e calore latente; variazioni stagionali e giornaliere <strong>del</strong>la temperatura<br />
alle varie latitud<strong>in</strong>i; l’effetto “Volano termico” dei mari: condizioni di oceanicità e cont<strong>in</strong>entalità<br />
nelle variazioni di temperatura. Le isoterme: metodologia di costruzione; la Carta <strong>del</strong>le isoterme<br />
globali dei mesi di Gennaio e di Luglio; variazioni latitud<strong>in</strong>ali stagionali <strong>del</strong>le isoterme globali; la<br />
carta <strong>del</strong>le escursioni termiche medio annue.<br />
La Pressione atmosferica, i venti e la forza di gradiente barico; condizioni atmosferiche di alta e di<br />
bassa pressione; relazioni tra temperatura e pressione: la legge dei gas perfetti ed il Primo Pr<strong>in</strong>cipio<br />
<strong>del</strong>la Termod<strong>in</strong>amica. Il fenomeno <strong>del</strong>le brezze. La legge di Ferrel e la Forza di Coriolis nella<br />
circolazione <strong>del</strong>l’aria a scala globale. Cicloni ed anticicloni: caratteristiche generali; schema <strong>del</strong>la<br />
circolazione <strong>del</strong>l’aria <strong>in</strong> un sistema ciclone-anticiclone; effetti al suolo ed <strong>in</strong> quota <strong>del</strong>la<br />
circolazione <strong>del</strong>l’aria; distribuzione <strong>del</strong>la pressione atmosferica a scala globale e sue variazioni<br />
latitud<strong>in</strong>ali; confronto tra la carta <strong>del</strong>le isobare <strong>del</strong> mese di gennaio e <strong>del</strong> mese di luglio; variazioni<br />
stagionali <strong>del</strong> campo di pressione: il fenomeno dei monsoni.<br />
Zone di pressione sulla Terra e loro caratteristiche bariche; distribuzione globale dei venti e <strong>del</strong>le<br />
correnti <strong>in</strong> quota; le correnti a getto; caratteristiche generali <strong>del</strong>la circolazione atmosferica globale;<br />
La Cellula di Hadley come motore <strong>del</strong>la circolazione globale. Relazione tra venti e correnti mar<strong>in</strong>e;<br />
correnti fredde e correnti calde; distribuzione e circuiti globali <strong>del</strong>le correnti mar<strong>in</strong>e.<br />
Rapporti tra acqua e calore; variazioni di stato fisico <strong>del</strong>l’acqua nell’ambiente terrestre: i passaggi di<br />
stato; def<strong>in</strong>izione e tipologie di umidità; punto di rugiada; strumenti e metodi di misura <strong>del</strong>l’umidità<br />
atmosferica; relazione tra temperatura giornaliera ed umidità; variazioni latitud<strong>in</strong>ali e stagionali<br />
<strong>del</strong>l’umidità a scala globale. La condensazione naturale <strong>del</strong>l’acqua nell’aria; le nubi: generalità e<br />
classificazione; importanza dei nuclei di condensazione; nubi anomale: cumulonembi e temporali;<br />
la grand<strong>in</strong>e; uragani, tornado e trombe. Forme e tipi di precipitazione; misura <strong>del</strong>la precipitazione.<br />
Le masse d’aria: def<strong>in</strong>izione, caratteristiche fisiche e classificazione.<br />
I fronti: def<strong>in</strong>izione, classificazione ed evoluzione; caratteristiche <strong>del</strong>le perturbazioni atmosferiche<br />
<strong>in</strong> zone frontali; Mo<strong>del</strong>lo di evoluzione di una perturbazione ciclonica <strong>in</strong> area frontale; dal fronte<br />
stazionario al fronte occluso; le previsioni meteorologiche e le carte <strong>del</strong> tempo.<br />
Elementi di Idrologia e Climatologia<br />
L’acqua: def<strong>in</strong>izione e classificazione; il bilancio idrologico e parametri che lo determ<strong>in</strong>ano; il<br />
bilancio idrologico come bilancio di massa nell’ambiente terrestre; misura dei parametri <strong>del</strong><br />
bilancio idrologico. Il ciclo idrologico globale: il grande ciclo ed il piccolo ciclo; le cifre <strong>del</strong> ciclo<br />
idrologico globale; il ruolo <strong>del</strong> parametro G nel bilancio idrologico. il bilancio idrologico globale<br />
per fasce latitud<strong>in</strong>ali. Il percorso <strong>del</strong>l’acqua di <strong>in</strong>filtrazione: def<strong>in</strong>izione di umidità <strong>del</strong> suolo e<br />
percolazione; capacità idrica di campo dei suoli e punto di avvizzimento; il fattore<br />
evapotraspirazione nel ciclo e nel bilancio idrologico; falde acquifere e sorgenti; def<strong>in</strong>izione di<br />
superficie freatica o piezometrica.
Def<strong>in</strong>izione di Clima; fattori misurabili <strong>del</strong> Clima: loro attendibilità ed <strong>in</strong>cidenza sulla variabilità<br />
climatica e nella def<strong>in</strong>izione <strong>del</strong> Clima. Criteri di classificazione e classificazione dei climi; la<br />
classificazione dei climi <strong>in</strong> funzione <strong>del</strong>la temperatura; la classificazione dei climi <strong>in</strong> funzione <strong>del</strong>le<br />
precipitazioni; il sistema empirico-quantitativo di classificazione dei climi: la classificazione di<br />
Köppen e suoi limiti applicativi; il sistema qualitativo-descrittivo di classificazione dei climi: la<br />
classificazione di Pettersen et al.<br />
Esercizi di Cartografia (Prova scritta)<br />
Determ<strong>in</strong>azione <strong>del</strong>le coord<strong>in</strong>ate geografiche e chilometriche di un punto nelle carte topografiche<br />
<strong>del</strong>l’IGMI; determ<strong>in</strong>azione <strong>del</strong>la pendenza e <strong>del</strong>l’<strong>in</strong>cl<strong>in</strong>azione di un versante; determ<strong>in</strong>azione <strong>del</strong>la<br />
quota di un punto tra due isoipse; esecuzione di un profilo altimetrico dalle carte topografiche<br />
<strong>del</strong>l’IGMI.<br />
Libri di testo a cui bisogna riferirsi per gli argomenti trattati durante il corso<br />
RICCI LUCCHI - La Scienza di Gaia - Ed. Zanichelli<br />
STRAHLER - Geografia Fisica - Ed. Picc<strong>in</strong><br />
LUPIA PALMIERI - PAROTTO - Il Globo terrestre e la sua evoluzione - Ed. Zanichelli<br />
FEDERICI- PIACENTE - Geografia Fisica - Ed. NIS<br />
MCKNIGHT – HESS – Geografia <strong>fisica</strong>. Comprendere il paesaggio - Ed. Picc<strong>in</strong><br />
MORI - Le carte geografiche - Ed. Libreria Goliardica<br />
ARUTA-MARESCALCHI - Cartografia. Lettura <strong>del</strong>le carte - Ed. Flaccovio<br />
CAMPBELL - Introduzione alla <strong>cartografia</strong> - Ed. Zanichelli<br />
N.B. Procurarsi una Tavoletta topografica <strong>del</strong>l’IGMI per autoesercitazioni di Cartografia.