L'aria

L'aria

L'aria e l'atmosfera

L'aria c'è, ma non si vede. Siamo così abituati ad averla attorno che spesso ci dimentichiamo della sua esistenza. L'aria ci è indispensabile per respirare ed è anche fondamentale per il nostro pianeta perché lo avvolge e lo protegge dai corpi celesti catturati dalla forza di gravità della Terra e dagli intensi raggi solari

Se non ci fosse l'aria…

Siamo a tal punto abituati alla presenza dell'aria, da dimenticarci che esiste. Un bicchiere vuoto, in realtà, non è vuoto, ma è pieno di aria. Ci accorgiamo della presenza dell'aria solamente quando manca: per esempio, quando mettiamo la testa sotto l'acqua e non riusciamo a respirare. Ci sono però modi meno drastici per accorgersi della presenza dell'aria in ogni momento. Se ci mettiamo a girare molto in fretta tenendo le braccia spalancate, sentiamo l'aria che si muove intorno a noi. Se corriamo tenendo un ombrello aperto in mano facciamo molta più fatica: è l'aria che, premendo sull'ombrello, ci frena! L'aria fa restare in alto gli aerei, le mongolfiere e tutto ciò che vola. Fa ruotare le pale dei mulini a vento e spinge le barche a vela sul mare. L'aria è anche fondamentale per gli odori e per i suoni. Senza aria non potremmo sentire il profumo dei fiori e non potremmo chiacchierare con gli amici.

L'atmosfera terrestre

L'aria che ci circonda e che circonda tutta la Terra prende il nome di atmosfera terrestre. L'atmosfera agisce sulla Terra come la crema solare sulla nostra pelle. Infatti, durante il giorno, filtra i raggi del Sole più nocivi e fa sì che il nostro pianeta non si 'scotti' troppo. Durante la notte, invece, l'atmosfera trattiene il calore che si è accumulato sulla Terra nel corso del giorno. Senza atmosfera la Terra brucerebbe di giorno e sarebbe freddissima di notte, come accade sulla Luna. L'atmosfera si comporta anche come schermo protettivo per gli oggetti che, dallo spazio, potrebbero caderci addosso: frena, per esempio, i grossi sassi spaziali chiamati meteoriti. Infatti la Luna, che non è protetta da un'atmosfera, è piena di crateri perché non possiede uno 'schermo' in grado di fermare i meteoriti.

Gli strati dell'atmosfera

L'atmosfera che circonda la Terra viene divisa dagli scienziati in quattro strati. Il primo, quello più vicino a noi, si chiama troposfera e arriva fino all'altezza di 18 km. Nella troposfera avvengono tutti i fenomeni meteorologici che ci riguardano: tempeste, temporali, venti, tormente di neve si formano tutti in questo strato di aria. Lo strato successivo, chiamato stratosfera, arriva fino a 40 km. Gli aerei volano in una fascia compresa tra la troposfera e la stratosfera: infatti questo strato è una zona di calma, dove non ci sono le tempeste ma c'è ancora abbastanza aria. Durante i voli aerei se si guarda fuori dal finestrino si vede a volte una specie di mare bianco: sono le nuvole che invece di starci sopra la testa stanno sotto di noi. Gli ultimi due strati di aria si chiamano ionosfera ed esosfera. Salendo in alto l'aria è sempre più rarefatta e superata l'esosfera di aria non se ne trova più.

Il ruolo dell'ozono nell'atmosfera

L'ozono è un gas presente in piccole quantità in strati diversi dell'atmosfera. Nella stratosfera l'ozono forma un vero e proprio schermo che svolge un ruolo essenziale per la vita sulla Terra. L'ozono, infatti, esercita un'azione di filtro nei confronti delle radiazioni solari, soprattutto di quelle ultraviolette a elevata energia e perciò pericolose: possono infatti provocare anche tumori alla pelle. Ma questo strato tanto importante per la vita sta diventando sempre più sottile a causa dell'inquinamento e in particolare a causa dei gas contenuti, fino a pochi anni fa, nelle bombolette spray, dentro i frigoriferi e nei condizionatori d'aria. È quindi accaduto che in alcune zone dell'atmosfera lo strato di ozono si sia tanto assottigliato fino quasi a sparire, specialmente intorno ai Poli: si sono formati i cosiddetti buchi dell'ozono che lasciano filtrare tutte le radiazioni solari, con gravi conseguenze per gli organismi viventi.

La pressione dell'aria

Anche l'aria ha un suo peso. Noi non riusciamo a sentire il peso dell'aria, ma l'aria preme sempre sul nostro corpo e sul nostro pianeta. La pressione dell'aria sulla Terra si chiama pressione atmosferica. La pressione è importante perché, per esempio, permette agli aerei di volare.

Cos'è la pressione

Per capire cos'è la pressione, proviamo a spingere un dito con forza su un palloncino pieno d'aria. Malgrado i nostri sforzi il palloncino si deforma, ma non si rompe. Se però prendiamo uno spillo, e lo spingiamo con la stessa forza, il palloncino scoppierà immediatamente. Cos'è cambiato? La forza totale era la stessa! È cambiato il fatto che, nel caso dello spillo, la forza si concentra sulla sua punta, che è più piccola del nostro dito. Quindi, il pezzettino di superficie premuto dallo spillo è stato sottoposto a una forza maggiore rispetto a quando era premuto dal dito. Si può allora dire che lo spillo esercita una pressione maggiore rispetto al dito.

La pressione atmosferica

L'aria non solo c'è, ma ha anche effetti sul nostro corpo. In qualche modo lo tiene schiacciato, esercita, cioè, una pressione su di esso. Infatti, l'atmosfera pesa e quindi preme sul nostro pianeta. Se andiamo al mare abbiamo più atmosfera sulla testa, se andiamo in montagna, stiamo più in alto e ne abbiamo di meno. A livello del mare la pressione dell'atmosfera su un quadrato di un centimetro di lato è di poco più di un chilogrammo; invece, sulla montagna più alta del Pianeta la pressione su un quadrato di un centimetro di lato è di solamente trecentocinquanta grammi. Una bella differenza! Per questo motivo quando gli alpinisti fanno le spedizioni sulle cime più alte delle montagne, dove c'è una pressione minore e quindi anche meno aria, devono prima di tutto abituare il loro corpo a vivere con meno aria intorno.

Normalmente, noi non sentiamo la pressione dell'aria, perché il nostro corpo la bilancia dall'interno con una pressione uguale. Per il nostro corpo la pressione dell'aria è molto importante: se andassimo senza attrezzature speciali sulla Luna, dove non c'è aria e quindi non c'è pressione atmosferica, non solo moriremmo perché totalmente privi di aria, ma esploderemmo perché la nostra pressione interna non verrebbe bilanciata dalla pressione esterna.

Perché gli aerei non cadono?

Per volare gli aerei hanno bisogno dell'aria. L'aria è per gli aerei un po' come l'acqua per le navi: però le navi sono parzialmente sopra l'acqua, invece gli aerei sono completamente circondati dall'aria. Per capire perché gli aerei non cadono si può fare questo gioco. Prendiamo due mele col picciolo e due spaghi lunghi circa un metro. Leghiamo ogni mela al capo di uno spago e poi appendiamole in modo tale che distino circa un centimetro l'una dall'altra. Cosa succede se soffiamo forte fra le due mele appese? Al contrario di quello che ci potremmo aspettare, le due mele si avvicinano. Questo avviene per un principio fisico: quando la velocità di un gas aumenta, la sua pressione diminuisce. Siccome, grazie al nostro soffio, la velocità dell'aria fra le due mele è maggiore di quella all'esterno, la pressione dell'aria fra le mele diminuisce e quindi le due mele si avvicinano. Se guardiamo le ali degli aerei vediamo che hanno una forma particolare. Questa forma fa sì che l'aria scorra più velocemente sopra l'ala e meno velocemente sotto. Così la pressione dell'aria è minore sulla faccia superiore dell'ala dell'aereo e maggiore su quella inferiore. Ora, tenendo presente che più c'è aria e più c'è pressione, capiamo perché l'aereo riesce a stare in volo: la pressione sotto l'ala è sufficiente a impedirgli di cadere!

L'aria e i suoi gas

Noi sappiamo che l'aria c'è, ma non è facile riuscire a immaginare come è fatta. Nell'aria ci sono vari gas. Quando è inquinata, contiene anche molta polvere e numerose altre sostanze nocive. Visto che l'aria la respiriamo dobbiamo cercare di tenerla pulita.

Aria buona e aria cattiva

L'aria che circonda la Terra è fatta di tanti gas diversi. L'atmosfera terrestre è infatti formata per il 78% di azoto, per il 21% di ossigeno e per il restante 1% di piccole quantità di altri gas. Inoltre, sospesa nell'aria c'è sempre una certa quantità di polvere: basta osservare un raggio di sole che attraversa una stanza in penombra per accorgersene. Altri pianeti, come Venere o Marte, hanno anch'essi l'atmosfera, ma è un'atmosfera completamente diversa perché non è fatta degli stessi gas che formano quella terrestre. Su quei pianeti, infatti, non potremmo respirare, perché nell'aria non c'è l'ossigeno, che per noi è invece indispensabile.

Quando si pensa a come è fatta l'aria si pensa sempre all'aria pulita. Purtroppo l'aria non è sempre pulita, soprattutto nelle grandi città. Basta pensare a quanti camini ci sono sui tetti delle case, a quante ciminiere ci sono nelle fabbriche, a quanti sono i tubi di scappamento di macchine e motorini. Tutti questi scarichi che arrivano nell'aria inquinano l'atmosfera, cioè vi immettono altri gas o particelle solide che normalmente non ci dovrebbero essere. Oggi sono molto diffusi problemi respiratori e malattie come l'asma, proprio perché l'aria spesso non è pura, ma inquinata.

Aria calda e aria fredda

Come avviene per tutti i gas, l'aria calda occupa più spazio dell'aria fredda. Se mettiamo un palloncino su un termosifone, il palloncino si gonfierà ancora di più e forse arriverà a scoppiare. Se mettiamo lo stesso palloncino in frigorifero, lo vedremo diventare sempre più piccolo. L'aria all'interno del palloncino è sempre la stessa, ma raffreddandosi occupa meno spazio, cioè si contrae, e riscaldandosi ne occupa di più, cioè si espande. Ci sono altre differenze fra l'aria calda e quella fredda: l'aria calda tende a salire, l'aria fredda a scendere. Questo succede perché l'aria calda, essendo più rarefatta, pesa meno di quella fredda. Se saliamo su una scala al centro di una stanza riscaldata sentiremo che l'aria in alto è più calda di quella in basso.

Si può catturare l'inquinamento?

Per 'catturare' l'inquinamento basta ritagliare al centro di un cartoncino un quadrato di circa 4 x 4 cm e ricavare un'apertura. Chiudiamo con lo scotch l'apertura, in modo tale che rimanga esposto il lato con la colla, che è appiccicoso, e mettiamola all'aperto, su una finestra, per una settimana. Osserviamola poi con la lente di ingrandimento. Vedremo che sul lato appiccicoso si sono fermate molte particelle. Ripetiamo l'esperienza in posti inquinati e in posti meno inquinati (per esempio vicino a una strada e in un parco). Scopriremo che, a parità di tempo, la quantità di particelle catturate è decisamente diversa.

Perché le mongolfiere volano?

Le mongolfiere, i grandi palloni che consentono all'uomo di volare nel cielo, stanno in alto proprio perché dentro al pallone l'aria è più calda e quindi più leggera di quella esterna, e il pallone può salire in alto nel cielo. Quando la mongolfiera deve scendere a terra, basta smettere di scaldare l'aria dentro al pallone e questo scende giù.

L'energia del vento

L'aria che si muove si chiama vento. Se incanalato nel modo giusto, il vento può fare molte cose utili e l'uomo da secoli sfrutta l'energia che proviene dal vento. L'unico problema è che il vento decide di soffiare quando vuole e non quando lo chiediamo noi.

L'aria in movimento

A volte ci può capitare di stare fermi e di sentire l'aria che si muove: l'aria può farci sollevare i capelli e farci svolazzare i vestiti. L'aria non sta mai ferma: è in continuo movimento perché il Sole la riscalda. Durante il giorno, l'aria sulla terra ferma si scalda più rapidamente dell'aria sopra l'acqua. L'aria calda sale e l'aria fredda prende il suo posto. Di notte, invece, l'aria sulle pianure e sulle montagne si raffredda più rapidamente di quella vicina al mare. Infatti, durante il giorno il mare immagazzina il calore del Sole e lo rilascia lentamente durante la notte. L'aria un po' più calda che si trova vicino al mare comincia a salire prendendo il posto dell'aria fredda. Insomma, c'è un gran movimento.

Il vento per produrre energia

I movimenti dell'aria possono essere sfruttati per produrre energia. Tutto ciò che si muove ha un'energia che si chiama energia cinetica e quindi anche il vento ha un'energia cinetica. Più aria si muove e maggiore è l'energia che si può ricavare. L'energia del vento può essere sfruttata dall'uomo per molte attività: può mettere in moto le pale di un mulino, spingere avanti una barca a vela o produrre elettricità. L'unico problema sta nel fatto che il vento non soffia quando glielo diciamo noi e spesso non soffia neppure continuamente. Comunque, finché ci sarà la Terra con la sua atmosfera e con il Sole che la riscalda, ci sarà l'energia del vento: per questo l'energia del vento, che non finisce mai, si dice rinnovabile. Altre forme di energia invece, come il petrolio, si esauriranno.

Mulini a vento

I primi mulini a vento furono inventati più di mille anni fa. Avevano pale di legno ricoperte di stoffa. Qualcuno si era infatti accorto che era possibile sfruttare l'energia del vento facendo girare le pale del mulino: questo movimento infatti poteva essere utilizzato per compiere un lavoro, per esempio, per macinare il grano.

Ancora oggi ci sono paesi che utilizzano i mulini per produrre energia. I mulini moderni sono diversi da quelli di un tempo: hanno le pale più aerodinamiche ‒ con una forma, cioè, particolarmente adatta a vincere la resistenza dell'aria ‒ costruite in materiali speciali come, per esempio, la fibra di vetro. Anche la forma dei mulini moderni è diversa da quella dei mulini di un tempo, ed è studiata per adattarsi meglio al luogo e per catturare diversi tipi di vento.

Per avere un vento continuo, che faccia girare ininterrottamente le pale dei mulini, bisogna essere in posti particolari della Terra. I mulini a vento sono utilizzati soprattutto dove non ci sono tante montagne e i venti soffiano con costanza: nei Paesi Bassi, per esempio, ci sono fattorie dove sono in funzione decine di mulini a vento, la cui energia viene trasformata in energia elettrica.

Barche a vela

Anche le barche a vela sfruttano l'energia del vento. Già 4.000 anni fa le barche a vela solcavano il mare Mediterraneo. Gli antichi Egizi usavano l'energia del vento per spingere le loro barche sul fiume Nilo. Per la navigazione è molto importante sapere da che parte tira il vento. I naviganti, in passato, usavano una mappa chiamata rosa dei venti dove erano indicate le direzioni degli otto venti principali e la loro denominazione. Ma se il vento cessava di soffiare o soffiava troppo piano c'erano sempre a disposizione rematori per sostituire con l'energia dei muscoli quella del vento. Oggi, solitamente, le barche a vela sono dotate di un piccolo motore, che viene usato quando il vento smette di soffiare.

Acqua nell'aria

Quando l'acqua abbandona fiumi, laghi e mari si trasforma in vapore mescolandosi agli altri gas dell'aria. Il vapore acqueo è un gas e, come gli altri gas dell'aria, non si vede. I suoi effetti tuttavia si possono osservare in diverse occasioni come, per esempio, nelle giornate nebbiose.

Il ciclo dell'acqua

L'acqua è l'unica sostanza presente in natura sia come liquido (per esempio nei mari), sia come solido (per esempio nel ghiaccio dei Poli), sia come gas. Il Sole, col suo calore, trasforma in vapore parte dell'acqua contenuta negli oceani, nei fiumi, nei mari e anche negli alberi e nei terreni umidi. Il vapore che si crea è lo stesso che si forma sopra a una pentola di acqua che bolle. Se proviamo a sollevarne il coperchio, vedremo che è ricoperto da tante goccioline. Infatti il vapore, quando tocca il coperchio freddo, si ritrasforma in goccioline d'acqua. Anche quando arriva nel cielo il vapore acqueo si raffredda e si trasforma in piccolissime goccioline d'acqua o in cristalli di ghiaccio che formano la pioggia, la neve o la grandine. Il continuo passaggio dell'acqua dal mare alla terra e viceversa, attraverso l'atmosfera, è chiamato ciclo dell'acqua.

Le nuvole e la pioggia

Le nuvole sono grandi masse di goccioline d'acqua e di piccolissimi cristalli di ghiaccio riuniti insieme, così leggeri da rimanere sospesi anche a lungo nell'aria. La forma delle nuvole dipende dal modo in cui il vapore acqueo sale direttamente nel cielo: se sale verso l'alto forma nuvole a cumuli, se invece sale un po' obliquo per superare le montagne forma nuvole a strati. Il vapore acqueo non ha un colore, ma le nuvole sì: infatti le goccioline d'acqua diffondono la luce e danno alle nuvole un ben preciso colore. Le nuvole più chiare sono solitamente quelle che stanno più in alto e sono formate in prevalenza da cristalli di ghiacci; quel le più scure sono invece cariche di gocce grandi, che danno origine alla pioggia. La pioggia nasce proprio perché le goccioline di acqua sbattono le une contro le altre e si uniscono formando gocce sempre più grandi. Quando le gocce diventano più grandi di due millimetri pesano troppo per rimanere in aria e precipitano giù, verso terra.

La neve e la grandine

La neve si forma quando il vapore acqueo, contenuto nelle nuvole, gela e si trasforma in piccoli cristalli di ghiaccio che si uniscono per creare il fiocco di neve. Il ghiaccio che viene dal cielo, però, non sempre è delicato e soffice come la neve. In alcuni casi, possono cadere dal cielo ghiaccioli simili a sassi, che prendono il nome di grandine. La grandine si produce durante un temporale, quando il vento spinge le gocce d'acqua sopra le nuvole, nelle zone più fredde dell'atmosfera: qui, le gocce ghiacciano formando una sferetta. Questa sferetta ghiacciata, cadendo all'interno della nuvola, si unisce ad altre gocce di acqua, ma viene riportata in alto dove ghiaccia ancora formando una sfera di ghiaccio sempre più grande. Quando cade al suolo il chicco di grandine può avere le dimensioni di una biglia di vetro e può rovinare i raccolti, la carrozzeria delle automobili e può anche fare male alle persone.

Perché vediamo l'arcobaleno?

Spesso alla fine di un temporale, quando nel cielo spunta il Sole, capita di vedere l'arcobaleno. Il temporale ha infatti lasciato nel cielo delle goccioline di acqua che scompongono la luce bianca del Sole. Si può vedere un arcobaleno anche attraverso il getto di uno spruzzatore che innaffia un giardino. Il fenomeno è lo stesso: le piccole goccioline di acqua presenti nell'aria scompongono la luce del Sole in tutti i suoi colori e danno vita a un piccolo arcobaleno.

I fulmini, scariche elettriche nello spazio

Perché quando si vede un fulmine nel cielo il suono arriva alle orecchie dopo un po' di tempo? Nella realtà il lampo e il tuono, cioè l'immagine e la voce del fulmine, avvengono nello stesso istante, ma la luce e il suono hanno velocità diverse per cui ci raggiungono in istanti diversi.

Scontri nelle nuvole

A volte, all'interno delle nuvole, ci sono venti fortissimi che fanno sbattere continuamente le goccioline d'acqua l'una contro l'altra. Questi scontri per strofinio creano cariche elettriche dentro la nuvola. Le cariche elettriche possono essere sia positive sia negative. Anche se non si è ancora in grado di spiegarne il motivo, la maggior parte delle cariche negative viene spinta sulla superficie della nuvola, mentre quelle positive restano nel suo centro. Quando le cariche negative sulla superficie della nuvola sono tante, può scoccare improvvisamente una scintilla che si dirige verso qualche luogo contenente cariche positive: un'altra parte della nuvola stessa, altre nuvole, l'acqua di mari e laghi oppure verso la terra ferma. Questa gigantesca scarica elettrica che brucia tutto ciò che incontra in aria e per terra costituisce il fulmine.

Il lampo e il tuono: i messaggeri del fulmine

Il lampo è la parte che noi vediamo del fulmine, mentre il tuono è quello che sentiamo. Quando si forma un fulmine, una scintilla striscia contro l'aria che attraversa e la riscalda; riscaldandosi, l'aria si espande con violenza e così particelle di aria caldissima vanno in ogni direzione. Quando le particelle calde urtano contro quelle fredde si formano quelle onde sonore che noi chiamiamo tuono. Anche se il lampo e il tuono avvengono nello stesso istante, la luce arriva ai nostri occhi prima del suono. Infatti, per una legge fisica, non esiste niente che viaggi più veloce della luce. Il suono viaggia più lentamente e per questo motivo il tuono arriva alle nostre orecchie dopo che il lampo è arrivato ai nostri occhi. Se un fulmine, per esempio, scocca a un chilometro da noi, sentiamo il tuono tre secondi dopo aver visto il fulmine.

L'esperimento di Franklin

Nel 1752 lo scienziato americano Benjamin Franklin, per dimostrare che i fulmini sono scariche elettriche, fece un esperimento piuttosto pericoloso. Mise in volo un aquilone munito di una punta metallica e collegato a terra da un filo di seta. L'aquilone volò durante un temporale e la punta metallica si caricò di elettricità. Avvicinando la mano a una chiave metallica legata al filo di seta, Franklin prese una bella scossa. Aveva provato che i fulmini sono scariche elettriche. Questo esperimento è molto rischioso: un collega svedese di Franklin volle ripetere l'esperimento e morì fulminato.

Cosa fare quando ci sono i fulmini nel cielo?

Essere colpiti da un fulmine è molto pericoloso e diverse persone muoiono nel mondo proprio per colpa dei fulmini. Se ci sono lampi e tuoni e ci troviamo in piscina, al lago o al mare conviene uscire rapidamente dall'acqua, perché l'acqua tende ad attirare i fulmini. Forse può sembrare comodo ripararsi sotto un albero, ma anche gli alberi isolati attraggono i fulmini. La casa e la macchina, invece, sono luoghi sicuri per ripararsi e aspettare la fine di un temporale.

A cosa servono i parafulmini?

I fulmini possono essere davvero pericolosi: per questo, oggi, molti edifici si proteggono con i parafulmini.

Il parafulmine è un'asta metallica, generalmente di ferro, messa sul punto più alto di un edificio. I fulmini sono attirati dalla punta del parafulmine. Una speciale fune metallica collega il parafulmine a terra. Quando il fulmine colpisce il parafulmine, scarica l'energia elettrica subito a terra e non danneggia l'edificio.

Bufere, tempeste, uragani

A volte il vento è piacevole perché rinfresca l'aria, altre volte, invece, può essere terribile e distruttivo: può demolire case, può portare via interi raccolti. Se un vento fortissimo soffia sul mare può formare onde gigantesche capaci di mettere in seria difficoltà anche navi grandi e stabili.

Quando l'aria si muove all'impazzata

Quando l'aria si muove all'impazzata ed è accompagnata da pioggia e neve si hanno le bufere. A seconda di dove e di come si formano, questi grandi movimenti di aria prendono nomi diversi. I tornado, gli uragani (o cicloni) e le tormente di neve sono le bufere più terribili che conosciamo. Il tornado, per esempio, è un vento fortissimo. La tromba d'aria del tornado si muove ondeggiando di qua e di là e travolge tutto ciò che incontra sul suo cammino. Per fortuna i tornado non possono spostarsi per molti chilometri, mentre gli uragani possono fare tantissima strada.

Gli uragani si formano nei mari equatoriali, dove il Sole scalda l'acqua e l'aria per tutta l'estate. L'aria calda sale sempre più rapidamente, lasciando un vuoto di pressione (l'occhio del ciclone) sulla superficie del mare. Alla fine dell'estate arrivano dei venti, chiamati alisei, che si infilano nell'occhio del ciclone diventando sempre più veloci e formando vortici di aria calda e vapore acqueo che si alzano sull'oceano. Quando i vortici arrivano abbastanza in alto, l'umidità dell'aria si condensa e comincia a piovere furiosamente. L'aria si mette a girare ancora più velocemente e così hanno origine tempeste tropicali e uragani.

Quando, invece, il vento soffia sulla neve si hanno le bufere di neve o tormente. Le tormente nascono dall'incontro tra l'aria polare gelata e l'aria tropicale calda e umida. Durante le tormente la temperatura può scendere fino a ‒12°C e la neve può raggiungere il secondo piano degli edifici.

Come si forma un'onda

Quando il vento raggiunge la superficie del mare forma le onde. Ma allora perché ci sono le onde anche nelle giornate in cui non c'è vento? Il vento spinge le particelle della superficie del mare in su e in giù e ognuna di loro trasmette a quella che le sta vicino questa oscillazione. Quello che si sposta non è l'acqua ma l'oscillazione. Per convincersi di questo basta provare a lanciare un sasso in un lago vicino a un tappo di sughero che galleggia. Si vedrà che intorno al punto in cui il sasso colpisce l'acqua si formano delle onde circolari e che il tappo si muoverà in su e in giù, rimanendo fermo nella posizione iniziale. Oppure, si può osservare che le onde scorrono sotto un gabbiano che galleggia in mare, senza spostarlo.

El Niño, un bambino terribile

Vicino alle coste del Cile e del Perù un bel vento che soffia in continuazione dalla terraferma piano piano spinge via l'acqua superficiale piuttosto calda perché scaldata dal Sole. L'acqua che sta in profondità, più fresca, sale in superficie portandosi appresso il nutrimento per i pesci e l'intero clima ne trae beneficio. Ma ogni tanto questo buon vento smette di soffiare… e allora sono guai! La temperatura sulla superficie dell'acqua continua a salire senza sosta e l'acqua più fresca che sta in profondità non sale più: i pesci non trovano nutrimento e se ne vanno altrove, lasciando vuote le reti dei pescatori. I pescatori della costa chiamano questo fenomeno El Niño, cioè 'il Bambino', perché si verifica proprio verso Natale, quando nasce il Bambino Gesù.

E se arriva la bufera?

Cosa possiamo fare contro le bufere? Quasi nulla, purtroppo. L'unico grande vantaggio che abbiamo oggi rispetto al passato è che spesso riusciamo a prevedere con un certo anticipo l'arrivo delle bufere. Non solo possiamo sapere quando si scateneranno, ma anche dove arriveranno. In molti casi, quindi, i danni delle bufere si possono ridurre. In California, dove si verificano molto frequentemente bufere e uragani, appena ne viene annunciato l'arrivo, gli abitanti chiudono bene la propria casa, inchiodando assi di protezione alle finestre, mettono al sicuro le cose più preziose e infine se ne vanno via fino a quando il bel tempo non torna.

Climi

Le diverse zone del Pianeta hanno climi diversi. In ciascuna zona si susseguono le stagioni, ma con notevoli differenze: per esempio l'estate tropicale è più calda dell'estate dei luoghi con clima temperato, così come l'inverno ai Poli è di gran lunga il più freddo che in tutto il resto del Pianeta. Negli ultimi due secoli i cambiamenti climatici sono stati provocati anche dalle attività umane.

Non ovunque caldo, non ovunque freddo

Il nostro pianeta si può dividere in cinque principali zone climatiche. Due zone polari (fredde) quasi sempre ghiacciate; due zone temperate (dal clima mite) nelle quali gli inverni sono freddi e le estati calde, e una zona tropicale dove fa generalmente caldo e i cambiamenti di clima dipendono nella maggior parte dei casi dalla quantità di pioggia.

Perché ci sono climi diversi nelle differenti zone della Terra? I raggi solari colpiscono le diverse parti del Pianeta in modo disuguale: nelle zone tropicali i raggi del Sole colpiscono la superficie terrestre quasi perpendicolarmente. Nelle zone temperate, invece, i raggi del Sole arrivano con un angolo diverso e quindi, sulla stessa quantità di superficie, arrivano meno luce e meno calore . Nelle regioni polari sulla stessa quantità di superficie cadono pochissimi raggi solari, ragione per cui fa molto più freddo rispetto ad altre zone.

Per capirlo meglio proviamo a mandare la luce di una torcia perpendicolarmente su un foglio bianco: la luce illumina intensamente una piccola zona tonda. Se, invece, la torcia illumina il foglio da una posizione obliqua, la zona illuminata sarà senza dubbio più grande ma la luce proiettata risulterà sicuramente meno intensa.

Le stagioni

Primavera, estate, autunno e inverno: le stagioni si ripetono ogni anno, cioè, ogni volta che la Terra fa un giro completo attorno al Sole. La Terra è quasi sferica e si può dividere idealmente a metà: la parte superiore è detta emisfero Nord, quella inferiore emisfero Sud. Questa sfera, oltre a ruotare intorno al Sole, ruota anche su sé stessa attorno a un asse passante per i Poli. Le stagioni si verificano perché questo asse è un po' inclinato. Spieghiamolo con un esperimento.

Usando sempre la torcia, proviamo a illuminare una pallina di creta (la Terra) infilata in uno stecchino in modo che questo entri da una parte (Polo Nord) e fuoriesca dall'altra (Polo Sud). Mettiamo la pallina davanti alla torcia tenendo lo stecchino obliquo. Quale polo verrà illuminato maggiormente? Giriamo ora la pallina attorno alla torcia mantenendo, però, lo stecchino nella stessa inclinazione. Se ora illuminiamo la pallina, il polo che prima era più illuminato ora lo sarà di meno. Per questo quando il Polo Nord è inclinato verso il Sole, e quindi il Polo Sud lo è dalla parte opposta, nell'emisfero Nord è estate e nell'altro emisfero è inverno. Dopo sei mesi il Polo Sud è girato verso il Sole e il Polo Nord si trova più lontano. Per questo motivo, se nel nostro emisfero c'è l'estate, nell'altro emisfero c'è la stagione opposta, l'inverno.

I cambiamenti climatici

Col passare dei secoli il clima sul nostro pianeta è cambiato, anche a causa delle attività umane. Gli uomini, per esempio, hanno tagliato alberi per farne legname, hanno immesso grandi quantità di gas nocivi nell'atmosfera, hanno poi bruciato numerosi combustibili per la loro attività. Meno alberi significa minore produzione di ossigeno e per effetto dei gas prodotti dalla combustione l'atmosfera è cambiata, con il risultato che trattiene di più il calore del Sole. Molti ghiacciai si sono sciolti facendo aumentare il livello del mare. Si sono intensificati fenomeni climatici violenti come gli uragani, le alluvioni, le bufere di neve. Bisogna riflettere molto bene su tutto questo e abbandonare quanto prima possibile ogni attività umana che possa essere pericolosa per il clima.

Previsioni del tempo

Oggi, grazie a diversi strumenti a nostra disposizione, riusciamo a prevedere abbastanza bene che tempo farà. Un grande aiuto ci è dato dai satelliti che osservano la Terra dallo spazio e studiano il moto dei venti e delle nuvole.

Che tempo farà?

Per chi abita sulla Terra è importante sapere in anticipo che tempo farà, sia nella vita quotidiana sia in occasioni particolari: se, per esempio, riusciamo a sapere in anticipo quando sta per arrivare un uragano possiamo metterci in salvo. Le previsioni meteorologiche (v. meteorologia) ci dicono quello che succederà alle condizioni atmosferiche dei giorni seguenti. Chi prevede il tempo, il meteorologo, non usa una sfera magica, ma sa semplicemente interpretare molto bene cosa succede nella nostra atmosfera. Il meteorologo conosce le conseguenze dei diversi tipi di venti, sa capire quali nuvole porteranno pioggia, comprende il significato delle variazioni di pressione sia a livello di superficie terrestre che negli strati più alti dell'atmosfera, in quota. Per far questo, ha a disposizione molti strumenti che gli permettono di prevedere quello che succederà al tempo atmosferico nel futuro prossimo basandosi su quello che accade nel presente.

Un campo difficile

Ci sono tanti elementi che insieme influenzano il tempo: la temperatura, la pressione atmosferica, i venti. Quando si fanno le previsioni sul tempo bisogna tenerli tutti presenti. Molti strumenti aiutano i meteorologi nelle loro previsioni; tuttavia, nonostante l'uso di mezzi sofisticati, le previsioni meteorologiche rimangono sempre un campo difficile. Oggi si possono fare previsioni meteorologiche abbastanza precise su una scala temporale di pochi giorni, ma è già un grande avanzamento: fino a non molto tempo fa le previsioni erano limitate alle 24 ore successive.

Di potente aiuto alle previsioni del tempo sono i satelliti che, in orbita attorno alla Terra, inviano in continuazione fotografie e informazioni su nuvole, uragani e su ogni altro fenomeno che si possa osservare dall'alto.

Strumenti per le previsioni del tempo

Una semplice banderuola rotante indica la direzione del vento così come una manica a vento, ossia una vera e propria specie di manica che si gonfia e si posiziona nella direzione in cui soffia il vento. Altri strumenti (anemometri), che funzionano un po' come i mulini, misurano la velocità del vento. Per misurare la pressione dell'aria, invece, vengono usati i barometri: quelli casalinghi, fatti 'a orologio', basano il loro funzionamento sulla deformazione che la pressione dell'aria determina sulla parete elastica di una scatolina metallica. Per conoscere quanta umidità c'è nell'aria si usano gli igrometri. Il funzionamento di quelli più semplici si basa sul fatto che sottili fili cambiano la loro estensione con l'umidità (… co-me i capelli). Se si vuole conoscere invece la temperatura dell'aria bisogna usare i termometri a mercurio.

Mettendo insieme le informazioni provenienti da questi e da molti altri strumenti, i meteorologi riescono a prevedere il tempo. In alcune regioni è più semplice fare previsioni: in Gran Bretagna, per esempio, le previsioni meteorologiche sono molto precise, perché non ci sono alte catene montuose che possono modificare gli spostamenti delle nuvole e rendere complicate le previsioni delle precipitazioni.

'Sentire' il tempo

Il tempo ha conseguenze anche sul nostro stato di salute e sul nostro umore. Qualche persona anziana capisce che il tempo sta peggiorando perché sente male alle ossa; ci sono persone, dette meteoropatiche, che si sentono più stanche e annoiate quando il tempo è brutto e piene di vita quando esce il Sole. Molti animali, anche senza usare tutti i nostri strumenti, riescono a capire in anticipo quando il tempo sta per cambiare. Alcuni uccelli rinforzano il nido prima che arrivi il temporale e molti cani corrono a rintanarsi prima che l'acqua cominci a scrosciare e il cielo a riempirsi di lampi. I sensi di molti animali, infatti, si sono adattati a captare piccole variazioni nel clima, come, per esempio, l'aumento dell'umidità; queste variazioni permettono così agli animali di fare personali previsioni meteorologiche.

Biblioteca fantastica

"In quell'istante la porta si spalancò spezzando la fragile serratura, e Giampiero si trovò di fronte un personaggio straordinario. Sembrava più spirito che uomo. Il suo corpo si gonfiava e si sgonfiava. I suoi occhi brillavano come fosforo. Dal petto uscivano suoni come da un mantice di fucina. Aveva sulle spalle due ali così grandi che non poteva aprirle, in quella angusta stanzetta. Era avvolto in un mantello di leggera stoffa rossa, dalle mille pieghe. Sfiorava appena il pavimento. Veniva da molto lontano e pareva stanco".

Ecco il signor Vento. Il vento c'è ma non si vede. Solo la piccola Maria, con il suo occhio magico, può scorgerlo nel suo lungo vagare mentre parte dal lontano Iran e, attraverso Asia e Africa, arriva sulla sua spiaggia a gettare lo scompiglio tra gli ombrelloni.

Ma il vento è davvero un signore? Uno scienziato direbbe che il vento è aria che si muove, ma chi scienziato non è può dire che il vento è un mago trasparente che trasforma le cose, le fa cambiare, le fa sparire, le fa tornare. Un mago che consuma le montagne, fa nascere le onde, porta lontano suoni e odori, muove le pale dei mulini, fa correre le nuvole.

Ma il vento è uno solo o i venti sono tanti?

Secondo una leggenda degli indiani irochesi, agli angoli del cielo si trovano quattro venti: Orso, Alce, Cerbiatto e Pantera. È un gigante che li tiene al guinzaglio e, a seconda del suo umore, ne lascia libero qualcuno. E allora sulla Terra comincia a soffiare una leggera brezza di primavera oppure si scatena una bufera che ringhia e morde.

Il vento gioca con il destino della gente: Ulisse è quasi arrivato a casa, in vista del porto di Itaca, quando i suoi marinai, invidiosi dell'otre che Eolo gli ha donato, lo aprono. Così, senza saperlo, scatenano tutti i venti ostili alle loro navi: la fine del viaggio è di nuovo lontana!

Il vento dell'Est cambia anche la vita dei fratellini Banks, depositando davanti alla loro casa in Viale dei Ciliegi a Londra una governante un po' strana, che vola attaccata a un ombrello e che si chiama Mary Poppins. È proprio speciale: prende il tè sul soffitto, possiede una borsa magica da cui fa uscire anche un letto con tutte le coperte. Sarà di nuovo il vento a portarla via, e chissà dove, questa volta.

Ma lo scherzo più grosso il vento lo fa alla piccola Dorothy, la protagonista de Il meraviglioso mago di Oz.

"C'è un ciclone in arrivo. Presto, Dorothy, corri in cantina! Quando fu in mezzo alla stanza si sentì un grande urlo prodotto dal vento, e la casa tremò così forte che la bambina perse l'equilibrio e si ritrovò di colpo seduta sul pavimento.

E poi successe una cosa strana. La casa girò due o tre volte su sé stessa e si alzò lentamente in aria. I venti del Nord e quelli del Sud si erano scontrati nel punto preciso dove la casa si trovava, facendone il centro del ciclone. Questa finì per sollevarsi sempre più in alto, fino al culmine stesso del ciclone, e lì rimase, e fu trasportata per miglia e miglia lontano, così come voi potreste trasportare una piuma".

Dorothy e il fedele cane Toto si ritrovano in un mondo sconosciuto. La bambina, che desidera più di tutto tornare nel Kansas da dove è cominciato il suo viaggio, trova come compagni di avventura uno spaventapasseri che sogna un cervello, un omino di latta che vorrebbe tanto un cuore e un leone bisognoso di coraggio. Ognuno di loro è in cerca di qualcosa e si è messo in cammino per trovarla. Come accade in ogni viaggio, tutti alla fine avranno un nuovo destino nelle mani… ancora una volta grazie al vento.

A quell'egoista del re di Capri una burrasca sottrae tutto ciò che possiede, anche le regie mutande. Il vento le fa volare sul mare e le deposita nel cortile della lavandaia più povera di Napoli.

Ma questo 'trasloco' ha i suoi vantaggi: fa nascere un nuovo amore tra il re, non più egoista, e la lavandaia, non più povera.

Almeno una volta nella vita, magari in sogno, chi non ha le ali ha provato il desiderio di volare, agitando braccia o zampe. "Sono il primo ragazzo volante! Entro nella storia! Diventerò famoso", pensava mentre volava in alto, sempre più in alto. Icaro per fuggire dal Labirinto ha volato. Con le sue ali di piume e cera è libero e felice, sale in alto e guarda in basso: il mondo gli appare piccolo e più si allontana più si sente forte, perché volare lo fa sentire imprendibile, senza limiti e confini. Nel cielo, Icaro gareggia con gli uccelli e arriva a guardare il sole in faccia. Ma il desiderio di essere al di sopra di ogni cosa lo porterà alla morte! "Ricordati di non volare troppo in alto! Non devi avvicinarti al sole!", gli aveva detto il padre Dedalo: i raggi incandescenti scioglieranno la cera delle ali!

Icaro non è il solo a cercare la libertà attraverso il volo: si racconta che in Africa, tanto tempo fa, ci fosse un popolo che sapeva volare. Preso in schiavitù, dovette abbandonare le ali ma non dimenticò la magia del volo. Così, un giorno, in un assolato campo di cotone dove gli schiavi lavoravano duramente minacciati dalla frusta del padrone crudele, venne di nuovo il momento di andare via! Il vecchio Toby, che non aveva dimenticato le parole magiche per volare, le recitò piano come sussurri e sospiri: "Kum kunka yali, kum tambe. Così, come per incanto, le schiene si raddrizzarono, e gli schiavi si presero per mano, e cantarono in cerchio, ma subito il cerchio si ruppe, e tutti si sollevarono in aria, come un nero stormo lucente, come ombre sopra la piantagione, liberi come uccelli. E anche il vecchio Toby volò via con loro, guidando il loro volo".

Non sempre però servono ali per volare: Peter Pan, per sempre bambino, usa la fantasia e vola. La sua ricetta è: "Pensate a cose straordinarie e stupende: saranno esse a trasportarvi in alto". Gianni, Michele e Wendy lo seguono fino all'Isolachenonc'è, decollando dai loro letti grazie alla polvere di fata e alla voglia di sognare. Ma quando decidono di tornare a casa dalla loro mamma smettono di vivere mille avventure nel mondo della fantasia e nella realtà non sono più capaci di alzarsi da terra.

Il volo è anche un buon sistema per scoprire ciò che non si conosce. Dall'alto si vedono più cose contemporaneamente, si capisce meglio come va il mondo. Ma senza ali occorre chiedere un passaggio: chi ci porta a cavalcioni alla scoperta del mondo è una specie di maestro, un saggio che ci aiuta nella vita.

Infatti, sono due personaggi un po' monelli, Pinocchio e Nils Holgersson, a viaggiare a dorso d'uccello; il burattino di legno su un saggio piccione per ritrovare Geppetto e il piccolo Nils su un ocone bianco per conoscere tutte le meraviglie della terra dove è nato: la Svezia.

Grazie a loro, alla fine del viaggio i due personaggi non sono più gli stessi. Pinocchio è finalmente un bambino in carne e ossa e Nils ha rotto l'incantesimo che lo aveva rimpicciolito: entrambi sono diventati più saggi e più buoni. (Carla Ghisalberti)

Bibliografia

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Lyman Frank Baum, Il meraviglioso mago di Oz, Nord-Sud Edizioni, Zurigo 1997 [Ill.]

Carlo Collodi, Le avventure di Pinocchio: storia di un burattino, Edizioni C'era una volta…, Pordenone 1991

Carlo Collodi, Pinocchio, Rizzoli, Milano 1991 [Ill.]

Paul De Musset, Il Signor Vento e la Signora Pioggia, Edizioni C'era una volta…, Pordenone 1994 [Ill.]

Virginia Hamilton, La gente che volava, in Berlie Doherty e Roberto Piumini (a c. di), Storie di meraviglia, Edizioni EL, Trieste 2000 [Ill.]

Selma Lagerlof, Il viaggio meraviglioso di Nils Holgersson, Mondadori, Milano 1982

Geraldine McCaughrean, Dedalo e Icaro e altre storie, Mondadori, Milano 1998

Mino Milani, La storia di Dedalo e Icaro, Einaudi Ragazzi, Trieste 1997 [Ill.]

Ann Pilling, Miti e leggende da tutto il mondo, Vallardi, Milano 1993 [Ill.]

Roberto Piumini, Il re dei viaggi: Ulisse, Nuove Edizioni Romane, Roma 1988 [Ill.]

Robert Stevenson, Mary Poppins, USA 1964 [Ill.]

Bruno Tognolini, Sentieri di conchiglie, Fatatrac, Firenze 1995 [Ill.]

Pamela Travers, Mary Poppins, Bompiani, Milano 1994

Jeanette Winterson, Il re di Capri, Il Castoro, Milano 2003 [Ill.]