ANTICORPI MONOCLONALI

Quando agenti estranei, batteri o virus entrano nel nostro organismo, i linfociti si attivano creando anticorpi che vanno a colpire gli antigeni. Il nostro organismo quando è colpito da un antigene, crea differenti tipi di anticorpi detti policlonali. Le strutture di superficie che caratterizzano un antigene, a volte possono essere poco marcate, in modo da non essere riconosciuti.

Per superare questo inconveniente bisogna creare anticorpi monoclonali, altamente specifici che possono attaccare un determinato antigene. 

Gli anticorpi monoclonali (Mab) sono un insieme di anticorpi identici fra loro in quanto prodotti da linee cellulari provenienti da un solo tipo di cellula immunitaria.

Dato un determinato antigene è possibile creare uno  o  più Mab in grado di legare in modo specifico un suo antigene. Questa caratteristica li rende uno strumento efficace in diagnostica, biologia molecolare e medicina. In campo terapeutico, il nome dell'anticorpo termina con un suffisso, che varia in base al tipo di anticorpo che può essere o chimerico o umano. 

Uno specifico anticorpo che  riconosce un determinato antigene, è prodotto da un linfocita B; la tecnica degli anticorpi monoclonali comprende l'isolamento dei linfociti B e la successiva fusione con cellule mielomatose, utili per la oro crescita e sopravvivenza. A questo punto la miscela è mescolata con glicol-polietilenico al 35% per pochi minuti e poi coltivati in vitro per produrre grandi quantità di anticorpo. Il terreno su cui sono "clonati" gli ibridomi è HAT che per la sua composizione inibisce la crescita dei mielomi e/o cellule non fuse, ma non gli ibridomi.

I campi di applicazione dei Mab sono molteplici: in diagnostica medica vengono utilizzati nei test di gravidanza, per il controllo glicemico nel sangue, per individuare agenti batterici o virali, particolari proteine o come marker tumorali. In clinica medica vengono invece usati per curare patologie come l'artrite reumatoide, altre patologie autoimmuni, per creare interleuchine o farmaci per il linfoma non  Hodgking a cellule B.

continua...

La scoperta della PCR

Ogni volta che entriamo nella vasca da bagno, il livello dell’acqua al suo interno sale. Lo sapeva anche il matematico Archimede (287 a.C. circa – 212 a.C. circa). Ma un giorno, proprio mentre si sta immergendo si rende conto che il volume d’acqua spostato dal suo ingresso deve essere esattamente uguale al volume del proprio corpo. Secondo la leggenda, è in questo momento di intuizione che esclama “Eureka!”, una parola che potremmo tradurre con “ho trovato”. Questo breve racconto è diventato lo stereotipo per le scoperte scientifiche improvvise, più simili forse alla loro rappresentazione cinematografica che alla realtà. Ma è esattamente quello che Kary Mullis racconta gli sia successo nel 1983 quando ha scoperto (o inventato?) la reazione a catena della polimerasi (o Polymerase Chain Reaction, PCR), una tecnica che ha rivoluzionato le analisi del DNA.

È notte quando sta viaggiando sulla Highway 128 della California per raggiungere l’Anderson Valley, qualche ora di macchina a nord di San Francisco, dove si vuole concedere un weekend di riposo assieme alla sua fidanzata. Mullis sta pensando a come risolvere il problema su cui sta lavorando con i colleghi della Cetus, una delle prime aziende biotech che ha avuto tra i propri fondatori anche il premio Nobel per la Fisica del 1960, Donald Glaser, l’inventore della camera a bolle. Stanno cercando modi innovativi e rapidi per analizzare le mutazioni del DNA. Ma in realtà, ciò che gli fa dire “Eureka!” è un’idea su come amplificare una qualsiasi regione a propria scelta del DNA per poterla poi analizzare con calma in innumerevoli copie. Accosta l’auto a bordo strada, fa qualche rapido calcolo e capisce che l’intuizione è corretta: la PCR è nata e Mullis è sicuro che quello che ha scoperto sarebbe stata la motivazione del proprio premio Nobel.

Lo scrittore e il fornaio

Kary Mullis nasce nel 1944 a Lenoir, in North Carolina, e cresce nella Carolina del Sud. Fin da bambino è sempre stato interessato a “pasticciare” con il Piccolo Chimico, al punto che la madre, che si occupa di proprietà immobiliari, è preoccupata che possa farsi del male. Arrivato senza grossi incidenti all’età dell’università, può diventare un chimico di professione, grazie agli studi al Georgia Institute of Technology e, poi, all’Università della California a Berkley, lo stesso campus dove nel 1971 era nata la Cetus per cui lavorerà più tardi. Ma prima di diventare uno scienziato, prova a farsi strada – senza successo – come scrittore e per due anni lavora come gestore di un forno. Due piccole parentesi che lasciano capire come fin da giovane Kary Mullis non corrispondesse all’immagine standard dello scienziato.

La laurea in chimica torna utile nel 1979 quando approda alla Cetus con un impiego, almeno inizialmente, di routine. Il suo compito è sintetizzare oligonucleotidi, brevi sequenze di nucleotidi (in genere meno di 20 basi azotate), secondo le esigenze dei diversi laboratori dell’azienda. Solo in un secondo momento viene coinvolto nell’ideazione di un sistema innovativo per l’analisi delle mutazioni che causano l’anemia falciforme. Nelle aspirazioni dell’azienda, qualsiasi sia il metodo scovato, deve essere rapido, per non far attendere troppo a lungo i malati e accelerare i tempi per le cure. Ma ciò si scontra con il fatto che normalmente si lavora con poco DNA prelevato dai pazienti stessi e questo è un vero e proprio collo di bottiglia. Come sarebbe bello poter avere a disposizione un tecnologia che permetta di ottenere un numero infinito di copie di una determinata sequenza di DNA su cui poi poter fare diverse analisi in parallelo, abbattendo i tempi.

La soluzione arriva quella notte del 1983 lungo l’Highway 128. Con la PCR è possibile replicare milioni di volte, in una semplice provetta, un singolo frammento di DNA. In laboratorio si sintetizzano degli oligonucleotidi (primer) che si legano ai due filamenti del segmento di DNA da replicare, separati grazie all’aumento della temperatura. Il campione viene quindi raffreddato e si aggiunge l’enzima DNA polimerasi che è in grado di sintetizzare un nuovo filamento di DNA usando il segmento di partenza come stampo. A questo punto si rialza la temperatura per far separare i due filamenti, quello “vecchio” e quello “nuovo”, in modo che la procedura possa essere ripetuta nuovamente. A ogni ciclo, il numero delle copie di DNA che si desidera raddoppia. Tutta la procedura, che Mullis sostiene di aver avuto già in testa fin dall’inizio, è relativamente semplice e tutto quello che serve, teoricamente, è una provetta (con nucleotidi e un enzima) e una fonte regolabile di calore. Oggi, però, si trovano in commercio macchinari per la PCR, detti termociclatori, che gestiscono tutto il processo automaticamente in poche ore.Le conseguenze della PCR

La reazione a catena della polimerasi è una delle più note e rivoluzionarie scoperte (o invenzioni?) degli anni pionieristici delle biotecnologie, quel periodo tra gli anni Ottanta e i primi anni Novanta del XX secolo, quando di sono messe a punto le prime tecniche per la manipolazione del DNA in laboratori di tutto il mondo. Oltre a velocizzare l’analisi del DNA, riducendo da giorni a ore i tempi di attesa, la PCR ha avuto moltissime applicazioni.

Per esempio, con la PCR è possibile individuare una quantità molto piccola di DNA estraneo all’interno di un organismo, velocizzando l’individuazione di infezioni virali e batteriche, senza più la necessità di un lungo processo di coltura in laboratorio a partire da un campione prelevato dal paziente. La tecnica è alla base anche delle moderne tecniche di indagine della polizia scientifica: con la PCR, infatti, si può analizzare il DNA contenuto in una singola goccia di sangue o da un capello trovati sulla scena del crimine, alla ricerca dell’impronta genetica, e clonare singoli frammenti di DNA. Ma ha anche permesso di studiare più facilmente il materiale genetico contenuto nei resti fossili di organismi vissuti in ere precedenti, un’idea che ha ispirato anche Michael Crichton e il suo romanzo Jurassic Park. La PCR ha anche aperto la porta al Progetto Genoma Umano, un’impresa scientifica che ha portato nel 2003 al sequenziamento completo del DNA dell’essere umano.

Il super vulcano dei Campi Flegrei

L'area dei Campi Flegrei

Nell'area dei Campi Flegrei si identifica una grande caldera, dovuta a due imponenti eruzioni: quella ingimbritica datata 39 mila anni fa, è quella del Tufo Giallo svenuta 15 mila anni fa. Tali eruzioni sono dovute a due episodi di sprofondamento che hanno generato una caldera complessa che rappresenta la struttura più evidente del distretto vulcanico. 

All'interno della caldera sono cresciuti, anche in tempi storici due piccoli vulcani come il cono di tufo di Monte Nuovo nel 1538, dopo un periodo di quiescenza durato circa 3000 anni ed è la minore come intensità. 

Il rischio vulcanico è connesso più che all'attività vulcanica, al bradisismo che consiste in lenti movimenti sismici legati a

terremoti di debole intensità associati a movimenti di materiale nella camera magmatica a  circa 3/4 km di profondità.

Nelle ultime "crisi bradisismiche" verificatesi negli anni '70 e '80, il suolo si è alzato complessivamente di 3,5 metri e sono stati registrati oltre 10 mila terremoti  ed è stata notata una ripresa dell'attività idrotermale nella zona della solfatara.

Il supervulcano dei Campi Flegrei è fra i più temuti al mondo ed è stato esplorato per la prima volta grazie ad una perforazione di 500 m.
Grazie a questa perforazione, è stato scoperto che l'area delle bocche del vulcano, la cosiddetta caldera, si estende da Monte di Procida a Posillipo. Attraverso tali indagini, i ricercatori hanno capito qual'è il meccanismo del bradisismo, che in quest'area fa sollevare ed abbassare il suolo.
Il fenomeno è causato per il 50% dal magma e dal 50% dall'acqua presente nelle rocce. Lo ha spiegato recentemente G. De Natale, direttore dell'Osservatorio Vesuviano dell' INGV.
"In pratica, il magma sale fino a 5 - 6 Km e riscalda l'acqua che fa gonfiare le rocce provocando il sollevamento del suolo".
Il supervulcano dei Campi Flegrei è capace di eruzioni molto violente ma per fortuna molto rare. Nel Mondo esistono circa dieci vulcani di questo tipo, come ad esempio Yellowstone. Per studiarlo dall'interno, nel 2012 è stata avviata una perforazione nell'ambito del Progetto "Campi Flegrei Deep Drilling Project" che prevedeva la realizzazione di un pozzo pilota di 500 m già realizzato ed uno di 3,5 Km ancora da realizzare.
Nel pozzo pilota è stato installato un osservatorio in porfondità con sensori che controllano ogni "respiro del vulcano". "In questo modo si tiene costantemente sotto controllo il vulcano con l'obiettivo di mitigare il rischio". I segnali di allarme che possono aiutare a prevedere un'eventuale eruzione sono la Temperatura, la Pressione del sottosuolo e la sismicità; inolltre il pozzo è anche una sorta di  "macchina del tempo" in quanto ha permesso di ricostruire la storia di questo vulcano rivelando molte sorprese, tra le quali, un'eruzione avvenuta 45 mila anni fa e finora sconosciuta.

Immagine da Wikipedia

Body Worlds

BODY WORLDS

Estratto della relazione riguardante la mostra, eseguita dagli allievi della classe III B

liceo scientifico statale  "LEONARDO DA VINCI"

Il BODY WORLDS è una mostra scientifica. Dà al visitatore informazioni sull’anatomia, sulla fisiologia e sulla salute, attraverso l’osservazione di autentici corpi e campioni anatomici umani. I preparati in mostra sono stati conservati con la tecnica della plastinazione.

La mostra è dedicata al cuore e al sistema cardiovascolare. Sono esposti più di 160 preparati anatomici tra cui plastinati corporei integrali, singoli organi e sezioni trasparenti. Il percorso è concepito come un viaggio alla scoperta del mondo celato dalla pelle: c’è una visione d’insieme dell’anatomia e della fisiologia del corpo umano. Le funzioni organiche, le patologie frequenti sono spiegate in maniera comprensibile a tutti anche ricorrendo al confronto tra organi sani e organi malati.

Lo scopo è essenzialmente divulgativo. Si vuole far conoscere al pubblico il funzionamento del corpo umano, mostrando anche gli effetti delle malattie e di uno stile di vita poco sano. Errate abitudini alimentari, abuso di alcol, dipendenze come quella dal tabacco minano la salute: vedere “dal vivo” gli effetti dannosi di certi comportamenti può essere più convincente di tante parole. L’intento non è fare del “terrorismo”, ma mostrare esattamente e inequivocabilmente che cosa succede dentro di noi. Le esposizioni intendono risvegliare l’interesse del pubblico per l’anatomia e la fisiologia, ampliando costantemente la conoscenza di questi ambiti.

L'elemento estetico per von Hagens è insito nel corpo umano esattamente per come è fatto, le pose dinamiche consentono a chi non è medico di comprendere meglio la struttura del corpo, la meraviglia dell'anatomia, il funzionamento degli apparati, la sinergia di muscoli, nervi, organi che è l'essenza della vita.

LA TECNICA DELLA PLASTINAZIONE

La plastinazione é la tecnica con cui sono trattati i corpi che rende possibile la conservazione perfetta nel tempo, mantenendo intatti organi e tessuti. E' stata inventata e brevettata da Gunther von Hagens nell'Università di Heidelberg: si tratta di una ricerca che è iniziata nel 1977, nell'Istituto di Patologia e Anatomia.

La donazione dei corpi è curata dall'Institute for Plastination dal 1982.

Al momento attuale conta oltre 13000 donatori registrati. Il donatore conferma la propria adesione sottoscrivendo il modulo dell'atto di disposizione e il tesserino di donatore di corpo. La donazione all'IFP non inficia la volontà di donare i propri organi per trapianti che possano consentire la vita di altre persone ed è una manifestazione di intenti revocabile in qualsiasi momento.

IL PROCESSO DELLA PLASTINAZIONE

Von Hagens espone i corpi plastinati in pose caratteristiche. Nelle mostre, intitolate Körperwelten (in inglese Body World), i corpi alcune volte sono posizionati in maniera tale da ricostruire celebri opere d'arte, mentre altre volte assumono gesti atletici particolari. Infine, vi sono corpi sezionati per puri scopi didascalici. Nel fare assumere le diverse posizioni si fa estrema attenzione alla coerenza del gesto con il posizionamento dei vari elementi anatomici, in primo luogo dei muscoli.

• Imbalsamazione e dissezione anatomica: Il primo passo del processo consiste nel bloccare i processi degenerativi pompando formalina nel corpo attraverso le arterie. La formalina uccide i batteri e blocca il decadimento tissutale. Usando strumenti da dissezione sono preparate le strutture anatomiche rimuovendo la pelle, il tessuto connettivo ed il tessuto adiposo.
• Rimozione dal corpo di grasso e acqua: L'acqua ed i grassi solubili del corpo sono sciolti immergendo il cadavere in un bagno di acetone.
• Impregnazione a forza: Questo secondo processo di scambio è il passaggio centrale della plastinazione. Durante l'impregnazione a forza il silicone (o un altro polimero analogo) rimpiazza l'acetone. Queste operazioni sono svolte in contenitori sigillati ed il silicone è inserito in questi contenitori in pressione in modo da penetrare in ogni cellula.
• Posizionamento: Il corpo è posizionato nella posizione desiderata ed ogni struttura anatomica è fissata con l'aiuto di spaghi, aghi e mollette.
• Solidificazione: Il passaggio finale è la solidificazione e il tempo ed il modo dipendono dal polimero usato. Certi polimeri solidificano per esposizione a gas, altri per esposizione a radiazioni UV ed altri ancora per esposizione a fonti di calore

POLIMERIZZAZIONE

Questo è l'ultimo passaggio, durante il quale il preparato è sottoposto a polimerizzazione con un gas, luce o calore, a seconda della materia plastica utilizzata.

La dissezione e la plastinazione di un corpo intero richiedono circa 1500 ore di lavoro e si effettuano per lo più nell'arco di un anno.

SEZIONI PLASTINATE

Le sezioni plastinate sono una forma speciale di plastinazione. Nella prima fase il corpo deceduto viene congelato e tagliato in sezioni di spessore compreso fra 2 e 8 millimetri. In questo processo il corpo non viene trattato con silicone ma con resina di poliestere o epossidica.

Immagine del sito ufficiale Body Worlds

Geologia del Cervino

Geologia del Cervino

 

"La montagna ha il valore dell'uomo che vi si misura, altrimenti di per se, essa non sarebbe che un grosso mucchio di pietre". 

Walter Bonatti

Il Cervino, con un'altezza di 4478 m, e' una delle cime più celebri della catena alpina, situato in Val d'Aosta

 alla testata della Valtournanche, al confine tra Italia e Svizzera. La " Gran Becca", così chiamata dagli alpinisti rappresenta delle peculiarità importanti dal punto di vista geologico. 

Scalato per la prima volta nel

1865, e' stato raggiunto dai geologi nel 1868, ma solo grazie all' intuito del geologo svizzero Emile Argand che lo raffiguro' in alcuni disegni, si capì che questa piramide di roccia non è di origine autoctona, ma e' sovrascorsa e posizionata sul basamento di ofioliti e calcescisti. 

Si tratta quindi di un "blocco" alloctono trasferito  nell' attuale posizione dallo scontro tra il continente africano con quello paleoeuropeo. 

Le ofioliti sono la testimonianza dell'antica crosta oceanica ligure-piemontese e i calcescisti derivano dal metamorfismo dei sedimenti accumulati sul fondo di questo oceano. 

Il Cervino è costituito prevalentemente da gneiss e altre rocce metamorfiche del Paleozoico (circa 300 milioni di anni fa) appartenenti alla crosta di Adria. Il substrato su cui poggia il Cervino è costituito da associazioni di ofioliti ( derivanti da metamorfismo di basalti, gabbri e serpentiniti) e sedimenti giurassico-cretacei di mare profondo trasformati dal metamorfismo in rocce verdi e calcescisti. 

Le rocce provenienti dal continente africano, poggiano quindi su rocce di fondo oceanico il cui contatto è  rappresentato da una faglia su orizzontale. La collisione tra il continente africano e quello paleoeuropeo ha originato l'accavallamento della parte frontale della crosta africana al di sopra di quella paleoeuropea.

In mezzo sono rimaste intrappolate le ofioliti che derivano dall'oceano ligure-piemontese che separava le due masse continentali. La falda di ricoprimento austro alpina a cui apparteneva il Cervino è stata erosa e smantellata e rimane come testimonianza il lembo isolato di questa piramide rocciosa.

Immagini dal web

Cambiamenti climatici e loro effetti

Conferenza di Parigi sui cambiamenti climatici

Il 12 dicembre 2015 si è riunita a Parigi la conferenza delle Nazioni Unite per la definizione di un efficace percorso di riduzione delle emissioni di gas serra dopo il termine del secondo mandato del Protocollo di Kyoto nel 2020 e si è conclusa con l'approvazione dell'Accordo di Parigi all' unanimità dei delegati di 195 Paesi.

Tale accordo, punta all' obiettivo di mantenere al di sotto dei 2 gradi centigradi il riscaldamento atmosferico rispetto all'era preindustriale entro il 2100  tramite la messa in pratica dei piani nazionali presentati da 187 paesi. 

Tale accordo, parla di neutralità delle emissioni nella seconda metà del secolo e il raggiungimento dei risultati e l'implementazione degli impegni saranno soggetti a verifica ogni 5 anni a partire dal 2023. 

Le ratifiche da parte dei singoli Stati saranno aperte il 22 aprile in corrispondenza della Giornata mondiale della Terra; l'accordo diventerà operativo dal 2020, solo se sarà siglato da 55 Paesi responsabili di almeno il 55% delle emissioni globali.

Si tratta di un accordo di portata storica nel percorso dei negoziati sulla lotta ai cambiamenti climatici. Tuttavia non è sufficiente a raggiungere gli obiettivi stabiliti. Infatti si stima che l'applicazione degli INCD possa solo "limitare" il riscaldamento globale al 2100 a 2,7•C. Questo incremento termico comporterebbe una significativa destabilizzazione a lungo termine del clima e degli ecosistemi terrestri, con la scomparsa della banchisa artica, collasso  di una parte della calotta glaciale dell'Antartide e della Groenlandia con conseguente aumento del livello del mare di circa 1 metro.

Questo accordo è sicuramente importante, ma non sufficiente per metterci al sicuro dalle conseguenze dei cambiamenti climatici. Infatti, la prima manifestazione è un aumento degli eventi atmosferici estremi, che dal rapporto dell'ISPRA evidenzia in Italia una diminuzione delle precipitazioni annue, ma concentrate in periodi molto brevi così da causare frane sul 7,3% del territorio e un 12% dello stesso, esposto ad elevato pericolo di alluvioni. 

Lo scenario è allarmante in quanto si prevede un ipersiccita' estiva nell'area mediterranea ed alluvioni negli altri periodi dell'anno. 

Ciò è dovuto al fatto che il biossido di carbonio aumenta di quasi 3 ppm all'anno e rischia di originare un riscaldamento atmosferico senza precedenti. La soglia ritenuta "di sicurezza" è di 350 ppm raggiunta nel 1986, e l'attuale aumento a 400 ppm rappresenta un campanello d'allarme. 

I dati sulla concentrazione di CO2 provengono dall' osservatorio del Maunaloa situato a 3400 m di quota nelle Haway. Lì' le condizioni sono ideali per analizzare campioni d'aria dell'atmosfera globale, in quanto le molecole di CO2 permangono per oltre un secolo e hanno il tempo di disperdersi su scala planetaria. 

Non ci resta quindi che usare il buon senso e cercare di consumare meno combustibili fossili per non incrementare la % di CO2, è un impegno mondiale forse non salverà del tutto il nostro Pianeta, ma almeno verranno limitati i danni

News sul DNA

Parlando di DNA

La notizia ci giunge da Focus.it e pare che il modello che è stato proposto negli anni '50 da Watson e Crick, i quali descrissero la struttura a doppia elica del DNA, in realtà stessero solo osservando una piccola parte del nostro genoma, solo una circonvoluzione della doppia elica, e cioè circa una ventina di basi azotate. 

Il nuovo modello proposto da uno degli autori dello studio, Sarah Harris, afferma che considerando diverse centinaia di basi azotate, risulta una nuova ricchezza di componenti nella molecola.

Pare infatti che la struttura del DNA, derivante da uno studio pubblicato su Nature Communication, riveli con un dettaglio senza precedenti la struttura dell'acido desossiribonucleico.

Grazie all'uso di avanzate tecniche di miscrospia e a successive simulazioni condotte con supercomputer, i ricercatori del Baylor College of Medicine di Huston e dell'Unicersità di Leeds hanno dimostrato la natura dinamica del DNA. Quindi, questa molecola non sarebbe uno schema rigido a doppia elica, ma bensì tale molecola si attorciglia, si annoda e snoda continuamente assumendo conformazioni simili a un "8" o che ricordano aghi da cucito o racchette. 

Dal punto di vista pratico, la ricerca servirà a mettere a punto farmaci più efficaci e mirati, che sappiano interagire in modo più preciso con la nuova conformazione molecolare scoperta. Per i "non addetti ai lavori" non cambierà molto, in quanto bisogna utilizzare modelli semplificati per rappresentare realtà colpesse come quella del nostro genoma. 

La doppia elica è una semplificazione, ma è funzionale ad avvicinare il concetto, così come il modello atomico planetario proposto da Rutherford è ormai superato, ma viene ancora citato sui libri di testo nella storia dell'atomo.

Vajont: una tragedia annunciata

9 Ottobre 1963: per non dimenticare

"La catastrofe del Vajont"

Il 9 ottobre 1963, in una  sera qualunque, in pochi secondi una frana si stacca dal monte Toc dietro la diga del Vajont e precipita nell'invaso artifciale. Si staccano oltre 250 milioni di metri cubi di roccia che  sollevano un'onda di 50 milioni di metri cubi. Solo la metà scavalcano  la diga e precipitano a valle, distruggendo Longarone e provocando la morte di oltre 2000 persone. I giornali dell'epoca scrivono che la diga ha tenuto come previsto, ma i segnali premonitori non erano di certo mancati. Dal "Corriere della sera" di due giorni dopo si legge: "dal monte Toc era caduta qualche grossa frana nel bacino. Ogni tanto la terra qui a Longarone, tremava, anche quindici giorni fa..."  Crepe e smottamenti venivano segnalati dai geologi, e tra questi Edoardo Semenza, figlio del progettista della diga, al punto che  era sconsigliato di riempire l'invaso o di non far superare all'acqua  un determinato livello, in quanto i rischi sarebbero stati più contenuti. Ovviamente questi avvertimenti sono stati volutamente ignorati tanto che la giornalista Tina Merlin, condusse una campagna di sensibilizzazione circa il pericolo che l'innalzamento della diga avrebbe rappresentato. 

Ma cosa è realmente accaduto? Sul monte Toc esisteva già una paleofrana, ma le perizie condotte dal Professor Dal Piaz avevano "tranquillizzato" sia i progettisti della SADE, sia la commissione ministeriale, anche se quella effettuata dal figlio di Semenza e del geologo austriaco Muller erano discordanti. Anzi, rispetto al progetto originario, il bacino d'invaso era stato innalzato, così da imbibire le rocce che "reggevano il pendio" già instabile dalla paleofrana.

Non mi dilungo sulle questioni prettamente politiche, ma sta di fatto che la sera del 9 ottobre del 1963, dopo una giornata quasi primaverile, ad osservare la diga, resta un geometra, il quale alle 22 circa vede la frana cadere. Come scrive Paolini, ne Il racconto del Vajont, "su in valle,sopra la diga, un silenzio feroce" e in poco tempo tutti assieme i 250 milioni di roccia precipitano nella diga, provocando morte  e spazzando via i paesi di Longarone, Pirago, Rivalta, Villanova e Faè.

2000 morti

Distruzione totale, e una cicatrice a forma di "m" sul monte Toc, assieme alla frana, un boato come una cannonata: erano le rocce che cadevano nell'acqua del lago e scavalcano di almeno 100 metri il coronamento della diga incanalandola verso la valle del Piave.

Longarone è stata investita prima da da un'impressionante spostamento d'aria, poi da una massa d'acqua nebulizzata dall'impatto, infine dall'acqua compatta  che giunge come un muro e spazza via tutto. Lenergia sprigionata è come quella di una  bomba atomica; la valle perde le sue sembianze e solo detriti, morti (alcuni dei quali sono stati rinvenuti a centinaia di Km ed altri mai trovati) e fango, tanto fango.

L'11 ottobre viene nominata una Comissione di inchiesta sulla sciagura del Vajont, per volontà del ministro dei Lavori Pubblici, in accordo con il presidente del Consiglio. La commissione consegnerà la relazione dopo 90 giorni. Il 20 febbraio del '68 il Giudice istruttore M. Fabbri deposita la sentenza del procedimento contro i dirigenti della SADE e, il 20 novembre Mario Pacini si suicida, mentre Dal Piaz era morto di vecchiaia prima della sentenza. Nel '69 si conclude il processo di primo grado e l'accusa chiede 21 anni per tutti gli imputati per disastro colposo di frana e disastro colposo d'inondazione, aggravati dalla previsione dell'evento. Il 26 luglio del 1970 inizia il processo d'appello, con lo stralcio di uno degli imputati gravemente malato. Il tre ottobre dello stesso anno la sentenza riconosce la totale colpevolezza di Biadene e  Sensidoni, riconosciuti colpevoli di frana, inondazione e omicidio; vengono condannati rispettivamente a sei anni (di cui tre condonati) e a quattro anni e mezzo (di cui tre condonati) ; gli altri vengono assolti per insufficienza di prove e uno per non aver commesso il fatto.

Nel marzo del '71 durante il processo di Cassazione Biadene e Sensini vengono riconosciuti colpevoli di un unico disastro: inondazione aggravata dalla previsione dell'evento compresa la frana e gli omicidi. Ma dopopo 15 giorni sarebbero scaduti i 7 anni e mezzo dalla tragedia contestata e tutti i crimini sarebbero caduti in prescrizione.

Viene altresì rigettata dalla Corte d'appello la richiesta del comune di Longarone di rivalersi in solido contro la Montedison, società in cui è confluita la SADE, condannando invece l'ENEL al risarcimento dei danni.

Come riporta la prefazione di M Roubault "Le catastrofi naturali sono prevedibili", Malpasset e Longarone, sono nomi scolpiti per sempre nella memoria e il cimitero ove sono raccolti i duemila morti travolti dall'onda del Vajont è uno spettacolo che non si può dimenticare.

Voglio ringraziare Marcel Roubault e Floriano Calvino (mio docente universitario) per essersi costituiti parte civile durante il processo ed aver effettuato tutti i rilevamenti geologici.

Malattie genetiche

Le malattie genetiche

Lo studio del genoma, ha permesso di capire le cause delle malattie genetiche, cioè quell'insieme di patologie causate da alterazioni del patrimonio genetico. Non tutte le malattie genetiche sono ereditarie, alcune sono causate da mutazioni dovute a fattori esterni, quali l'inquinamento atmosferico o  esposizione a radiazioni. Queste mutazioni si possono ripercuotere sulla qualità della vita di una cellula e, negli organismi pluricellulari, sull'intero organismo portatore della mutazione.

Le malattie genetiche vengono clasificate in malattie autosomiche dominanti, malattie autosomiche recessive, malattie legate al sesso, malattie mitocondriali e malattie cromosomiche.

• Malattie autosomiche dominanti: in questo caso la malattia è causata da un singolo allele mutato, mentre l'allele corrispondente è normale. La malattia si manifesta negli eterozigoti con l'allele mutato, sia negli omozigoti con entrambi gli alleli mutati. Un esempio di malattia autosomica dominante è la Corea di Huntington che si manifesta in età matura ed è caratterizzata da movimenti involontari associati a demenza. Questa malattia è dovuta ad un alterazione di un gene presente sul cromosoma 4, il quale contiene le informazioni per la sintesi di una proteina chiamata huntingtina la cui funzione non è ancora nota. Le persone affette, producono una forma anomala di questa proteina, che provoca la degenerazione dei neuroni. I figli di una persona afffetta da tale malattia, hanno il 50% di probabilità di sviluppare la malattia. Per questa malattia non esistono cure specifiche, nè preventive e non si può prevedere l'età in cui inizierà a manifestarsi. Un'altra malattia autosomica dominante è l'acondroplasia, caratterizzata da una crescita limitata degli arti superiori ed inferiori rispetto al resto del corpo. Se l'individuo è eterozigote si manifesta sotto forma di nanismo, mentre è letale se l'individuo è omozigote. 
• Malattie autosomiche recessive: si manifestano solo quando l'individuo è omozigote e quindi entrambi gli alleli sono mutati. Gli individui eterozigoti che presentano un allele normale ed uno mutato, vengono definiti "portatori sani". Un esempio può essere la PKU o fenilchetonuria causata da un allele recessivo che rende inattivo l'enzima che catalizza la conversione dell'amminoacido fenilalanina in tirosina. In presenza dell'allele recessivo, la fenilalanina che entra nell'organismo attraverso il cibo, non viene degradata ma si accumula nel corpo e viene convertita in un composto tossico, l'acido fenilpiruvico, il quale attraverso il sangue raggiunge il cervello impedendone il normale sviluppo e provocando ritardo mentale. Per questa malattia non esistono cure, se non l'eliminazione dalla dieta di cibi contenenti fenilalanina fino a crescita completata. Un'altro esempio è rappresentato dalla fibrosi cistica che influenza molteplici funzioni corporee, dalla respirazione, alla funzione digestiva a quella riproduttiva. Essa è causata da mutazioni del gene che codifica per una proteina chiamata CFTR la quale regola la secrezione di cloro, sodio e bicarbonato nei tessuti epiteliali. Tale mutazione provoca la presenza di muco nei bronchi con difficoltà respiratorie, all'ispessimento del succo pancreatico e ad elevati tassi di cloro nel sudore. Altri organi interessati sono il fegato, l'intestino e l'apparato riproduttivo. Alcuni individui affetti, presentano precocemente gravi malattie polmonari (con infezioni freququenti), e gastrointestinali, mentre altri individui hanno sintomi modesti che si manifestano solamente durante l'adolescenza o l'età adulta. 

• Malattie legate al sesso: sono causate dall'alterazione di geni presenti sul cromosoma x (definite anche malattie x-linked recessive) e si manifestano ne maschi (xy), le madri eterozigoti sono in genre portatrici sane. E' molto difficile trovare femmine affette da tali patologie omozigoti per l'allele mutato, infatti nella storia clinica ad esempio non si hanno casi di donne affette da emofilia. Queste malattie si manifestano nel 50% dei figli maschi. Le malattie genetiche legate al cromosoma x alterato sono: emofilia, distrofia di Duchenne e daltonismo. L'emofilia è nota  da tempo e si è scoperto che è su base gnetica solo nel secolo scorso, un esempio classico è   l'albero genealogico della Regina Vittoria, nel quale risultavano discendenti maschi morti in età giovanile. Si è scoperto che questa malattia causa una grave insufficienza nella coagulazione del sangue; in particolare nelle persone affette manca il fattore VIII della coagulazione. I fattori di coagulazione sono proteine presenti nel plasma e nel circolo sanguigno sono inattivi, ma nel momento in cui vi è una ferita, si innesca il processo di coagulazione grazie ad una proteina sensibile all'aria chiamata "fattore tissutale". I fattori di coagulazione diventano attivi, fino ad arrivare alla protrombina che si trasforma in trombina e al fibrinogeno che diventa fibrina e, forma assieme alle piastrine e ai globuli bainchi il "coagulo". Negli emofiliaci la coagulazione si arresta, mancando il fattore VIII. Le prime cure consistevano in trasfusioni che potessero fornire questa proteina, ma negli anni '80 molte persone affette da tale malattia sono state colpite da AIDS fulminante. Grazie alle tecniche del DNA ricombinante, adesso siamo in grrado di produrre attraverso i plasmidi batterici tale proteina e ottenere dei farmaci, che , se non danno una copertura totale, almeno non mettono a rischio la vita dell'individuo e consentono un migliore stile di vita. Un altro esempio di malattia legata al sesso è la distrofia muscolare di Duchenne, in cui nell'individuo affetto, manca una proteina detta distrofina la cui mancanza provoca l'atrofia muscolare. Essa si manifesta in età giovanile e provoca la graduale perdita del tono muscolare con l'impossibilità di camminare e progressivamente si estende a tutta la muscolatura. Il Daltonismo consiste invece nell'impossibilità di distinguere i colori nelle tonalità del verde e del rosso.
• Malattie mitocondriali: i mitoconfri sono organuli cellulari nel cui interno è presente un proprio DNA circolare e quindi dei geni.  Tutti i mitocondri presenti nelle cellule di un individuo derivano direttamente da quelli trasmessi dalla propria madre, non viene ereditato nessun mitocondrio dal padre. Questo significa che le mutazioni  a livello di geni mitocondriali sono trasmesse solo attraverso la linea materna, ma possono manifestarsi in entrambi i sessi. L'espressione della malattia dipende dal numero di genomi mutati presenti nelle cellule di ciascun organo. Il cuore, i muscoli e il cervello, che necessitano un elevato fabbisogno di evnergia, sono quelli più colpiti dalle malattie mitocondriali. ad esempio alcune forme di epilessia e di demenza sono state associate a un non corretto funzionamento dei mitocondri, così come la sindrome di Kearns-Sayre che comporta un deterioramento della vista, dei muscoli e della funzionalità cardiaca.  
• Malattie cromosomiche: sono dovute ad anomalie del numero o della struttura dei cromosomi. Rappresentano la patologia genetica più frequente al concepimento e, nonostante la fortissima selezione naturale colpiscono circa l'1% dei neonati. Le anomalie del numero dei cromosomi possono coinvolgerli tutti. Vengono definiti aneuploidi le cellule in cui sono presenti cromosomi in più o im meno rispetto all'assetto normale (23 x 2). Le alterazioni numeriche più frequenti sono trisomie, in questo caso le cellule contengono tre coppie di un cromosoma, o  monosomie che consistono nella mancanza di un cromosoma di una coppia di omologhi .Le trisomie sono dovute ad errori durantte il processo meiotico; un esempio è la non - disgiunzione del cromosoma 21 che porta alla sindrome di Down. Questa patologia è una delle più diffuse e comporta un ritardo mentale. ritardo nello sviluppo, caratteristiche somatiche particolari con mani tozze e più corte, statura inferiore alla media, patologie  cardiache e uno spessore maggiore dell'occipite. L'insorgenza di tale sindrome, è correlata all'età della madre che aumenta sensibilmente oltre i 40 anni. Se invece, la madre "cede" un ovulo senza cromosoma 21, l'individuo  è monosomico ma questa situazione non è compatibile con la vita.  A carico dei cromosomi, possono verificarsi anche altri eventi, quali la traslocazione, in cui un pezzo del cromosoma 21 si trrasferisce su un altro che di solito è quello 14. Siamo di nuovo in presenza di una trisomia che porta alla sindrome di Down ma di tipo più grave. La traslocazione è anche responsabile della leucemia mieloide, un tumore maligno che interessa un particolare tipo di leucociti: i granulociti. Le cellule leucemiche presentano un cromosoma "anomalo" detto "cromosoma Philadelphia" che si forma in seguito ad una traslocazione tra il cromosoma 9 e quello 22 e provoca la fusione di due geni. Tutto ciò gioca un ruolo fondamentale nello sviluppo della leucemia. Infine la delezione è una mutazione cromosomica in cui un pezzo di cromosoma è perso durante la frammentazione. Questo fenomeno può essere indotto da radiazioni, sostanze chimiche o errori di ricommbinazione durante il crossing-over, o ancora da virus. Le conseguenze dipendono dai tratti coinvolti e, in genere possono essere mascherate. Alcuni cromosomi, possono presentare delle strozzature responsabili di una maggiore fragilità cromosomica, e queste zone sono chiamate siti fragili. Nell'uomo la sindrome dell'x fragile consiste in una tendenza alla rottura di un sito localizzato sul braccio più lungo del cromosoma. La sindrome è caratterizzata da ritardo mentale di grado variabile e non è facilmente diagnosticabile nella prima infanzia in quanto diviene evidente soltanto alla pubertà. Il primo sintomo è rappresentato da ritardo nello sviluppo motorio, nell'apprendimento e nel linguaggio. Queste patologie, di solito si associano ad anomalie comportamaentali tra cui irrequietezza, incapacità di fissare lo sguardo, avversione al contatto fisico e tendenza ad effettuare gesti ripetitivi. Dopo lo sviluppo si evidenziaono tratti somatici comuni tra i quali viso stretto e allungato e orecchie grandi. Un'altra monsomia importante è quella X0, nella nostra specie, l'individuo è femmina e manifesta la sindrome di Turner: i soggetti affetti sono sterili e non manifestano difetti significativi fino alla pubertà (prima possono manifestare ritardo mentale, problemi alla vista e cardiaci), quando compaiono problemi legati alla mancata crescita. Nei maschi invece si manifesta la sindrome di Klinefelter, caratterizzata da un assetto cromosomico XXY; colpisce un maschio su mille nati e gli individui hanno intelligenza inferiore ala media, arti superiori ed inferiori più lunghi e problemi di sterilità. 

Eclissi di "superluna'

Questa sera, se il cielo sarà sereno, assisteremo ad un evento abbastanza raro, l' ultima volta si è verificato nel 1984 e la prossima volta si verificherà nel 2033. 

Di cosa si tratta? Di un'eclissi totale di Luna, anche chiamato eclissi di sangue, in quanto la Luna assumerà un colore rossastro.

Nelle eclissi di Luna, la Terra si interpone tra la Luna ed il Sole, impedendo ai raggi solari di raggiungere e rendere visibile la Luna. Esse si verificano quando la Luna si trova in plenilunio ed esattamente su un nodo, e in perigeo, cioè alla minima distanza dal nostro pianeta.

Per capire come avviene un'eclissi, e' importante ricordare che la Luna e la Terra sono sempre illuminate nell'emisfero rivolto verso il Sole. I due corpi quindi, proiettano in direzione opposta al Sole un cono d'ombra ( cioè una zona in cui la luce del Sole non penetra), che si chiude a una certa distanza è un cono di penombra ( cioè una zona in cui l'oscuramento non è totale), che si apre allontanandosi dal capo celeste. Le dimensioni del cono d'ombra terrestre sono superiori al diametro lunare, quindi la Luna impiega un tempo abbastanza lungo per attraversarlo, infatti le eclissi lunari possono durare anche cento minuti.

L'eclissi odierna sarà visibile oltre che in Italia e in Europa, anche in Medio Oriente,  Africa e parte del Nord e Sudamerica.

Questa notte la Luna entrerà nella zona di penombra alle 2:12; il massimo dell'eclissi e' atteso dalle 4:50 circa fino alle 5:20 (oscuramento totale) con la

Luna ormai bassa all'orizzonte e, si concluderà alle 7:20 del mattino. 

La Luna in fase di eclissi diventa via via meno luminosa assumendo un colore tendente al rosso-marrone in quanto la Terra farà da barriera al alcune frequenze dello spettro elettromagnetico "lasciandone passare" solo la radiazione infrarossa. 

Buona visione a tutti.... Ma ricordate di mettere la sveglia!!! 

Immagini da web

Tettonica

Le deformazioni della sueprficie terrestre

La crosta terrestre è sempre soggetta a movimenti in tempi e luoghi diversi che non hanno effetti rilevabili immediatamente in quanto si realizzano in tempi più o meno lunghi.

Lo studio delle deformazioni della crosta, delle dislocazioni che ha subito nel corso delle ere, prende il nome di tettonica. Grazie alla tettonica, possiamo risalire ai fenomeni di distensione crostale, di subduzione, o ancora a sollevamenti, e possiamo ricostruire almeno in parte la storia geologica del nostro pianeta. 

Le rocce, come tutti i solidi possono subire delle deformazioni di tipo elastico quando cambiano la loro forma, ma quando la sollecitazione termina, esse tornano allo stato originario; una deformazione di tipo plastico, quando il corpo roccioso si deforma in modo permanente e non torna più alla condizione di origine e, infine a deformazioni di tipo rigido quando un blocco roccioso subisce una fratturazione. Tutte le rocce se sottoposte a sforzi crescenti, prima si deformano in modo elastico ma, quando la forza supera un certo valore, subiscono una deformazione plastica e infine una rottura. L'intensità dello sforzo oltre al quale si verifica la deformazione plastica è detto limite di elasticità, mentre l'intensità oltre alla quale le rocce si fratturano è detto limite di rottura. Il limite di elasticità e di plasticità dipendono dal tipo di roccia, infatti alcune rocce come le argille possono subire delle deformazioni plastiche senza rompresi, mentre altre, come ad esempio i graniti o altre rocce magmatiche sono fragili, cioè si fratturano appena superato il limite di elasticità, senza che si verifichi una deformazione plastica. 

Il comportamento di una roccia dipende anche dall'intensità dello sforzo che non può superare quello di elasticità dei materiali, dalla durata dello sforzo, dalla pressione e dalla temperatura. 

Le deformazioni della crosta terrestre, possono rientrare in due categorie: una che comprende le deformazioni avvenute senza sueprare il limite di rottura, l'altra comprende le deformazioni in cui viene superato il limite di rottura. Alla prima categoria appartengono le pieghe, alla seconda appartengono le faglie.

Le pieghe

Le pieghe sono deformazioni di tipo plastico di una massa rocciosa causate da forze di tipo compressivo. Si manifestano di solito lungo i margini convergenti delle placche lito sferiche; in queste zone, le alte temperature e le alte pressioni orientate favoriscono un comportamento duttile delle rocce. Per questo motivo, le pieghe si trovano in corrispondenza delle catene montuose recenti in quanto L' erosione non ne ha ancora alterato la struttura originaria.

In una piega si chiama cerniera la zona dove la curvatura degli strati è massima. Gli strati che convergono o divergono sono detti fianchi della piega. La superficie che passa per i punti di massima curvatura è detta piano assiale. La linea d' intersezione tra il piano assiale e gli strati è detta piano assiale. 

Una piega si dice anticlinale, quando la convessità è rivolta verso l'alto; si dice sinclinale quando la convessità è rivolta verso il basso. In un' anticlinale la parte centrale e' costituita da rocce più antiche; in una sinclinale il nucleo è costituito dallo strati più recente. 

Esistono anche pieghe in cui gli strati presentano tutti una stessa pendenza, poco pronunciata verso un punto dell'orizzonte: queste vengono chiamate monoclinali.

In genere, pieghe simmetriche sono piuttosto rare in quanto le forze che deformano le rocce possono avere intensità diverse da luogo a luogo, o incontrare resistenze a causa della diversa rigidità. È perciò più comune che le pieghe siano piuttosto irregolari: asimmetriche o inclinate; inoltre le pieghe si trovano associate in sistemi allungati che interessano varie regioni. Questi sistemi di pieghe si osservano nelle catene montuose e indicano un processo di corrugamento, conseguenza di una fase di compressione lungo il piano orizzontale. Un esempio è la catena alpina caratterizzata da pieghe e falde di ricoprimento. 

La maggior parte delle pieghe sono rovesciate quando il piano assiale è n sensibilmente inclinato in entrambi i lati, sono rovesciate quando il piano assiale è sensibilmente inclinato ed entrambi i fianchi pendono dalla stessa direzione. Nella piega coricata il piano assiale è n quasi orizzontale e gli strati più vecchi stanno sopra a quelli più recenti. Sotto l'azione di spinte tangenziali sempre più intense la piega evolve nella piega-faglia e si verifica un sovrascorrimento. Quando le masse sovrascorrimento ricoprono regioni vaste, si parla di falde di ricoprimento che si originano quando le spinte sono tanto intense da creare sovrascorrimenti estesi anche per un centinaio di Km. Le masse sovrascorrimenti dette alloctone possono  avere natura geologica diversa da quelle sottostanti che si sono formate in posto e quindi autoctone. 

Quando l'erosione porta allo scoperto parte del substrato sottostante si ha una finestra tettonica. Quando invece L' erosione è molto intensa e rimangono piccoli affioramenti dall'alloctono, abbiamo dei klippen.

Le faglie

Molti corpi rocciosi sollecitati si frantumano: se la frattura avviene senza uno spostamento relativo delle parti viene detta diaclasi, quando invece si verifica uno spostamento, si dice faglia. 

Una diaclasi si forma in masse rocciose di grandi dimensioni, compatte e rigide, come può essere un massiccio granitico o calcareo.

Possono anche originarsi a causa di una contrazione della roccia, soprattutto nelle lave in via di raffreddamento.

Le faglie possono avere estensioni da poche decine di metri a migliaia di Km; le forze tettoniche che le originano sono particolarmente intense ai margini delle placche, ma le faglie sono presenti anche all'interno dei continenti. 

La superficie lungo la quale avviene il dislocamento degli strati è detta piano di faglia e le due parti vengono dette labbra. Il piano di faglia è spesso striato a causa della frizione delle rocce in movimento e quelle fratturate danno origine alle " brecce di frizione". Lo spostamento relativo degli strati rispetto alla giacitura originaria, è detto rigetto. 

A seconda della posizione il piano di faglia può essere verticale o inclinato. 

Se ii piano di faglia è verticale e il rigetto è sul piano orizzontale, si hanno le faglie trascorrenti. Se il piano di faglia è inclinato, la parte che giace sopra il piano è detta tetto, mentre la parte che giace sotto il piano viene detta letto. Si parla di faglie dirette quando abbiamo una distensione crostale, di faglie inverse quando abbiamo movimenti compressivi. Molto spesso si hanno dei sovrascorrimenti quando la crosta si frattura e si accavalla e sono tipiche nelle catene montuose. 

Le faglie non sono quasi mai isolate, ma di solito sono associate in sistemi di faglie; un'associazione tipica è quella che genera gli horst e i graben, cioè sequenze di pilastri tettonici e fosse tettoniche. I sistemi di fosse mai formano in seguito a fenomeni distensivi che stirano la crosta provocando lo sprofondamento di regioni più o meno estese. Esse rappresentano la prima fase  di formazione di un bacino oceanico. Un esempio di fosse, sono quella del Reno e  il sistema di fosse che si estende dal Mar Rosso all'Africa orientale.

Elementi di Metereologia

ELEMENTI DI METEOROLOGIA

La meteorologia è la scienza che, attraverso lo studio dei fattori che regolano la dinamica dell'atmosfera e dell'idrosfera, cerca di prevedere l'evoluzione del tempo e del clima su scala regionale e globale. 

I fattori che condizionano la dinamica meteorologica su scala planetaria sono: l'energia radiante derivante dal Sole che è il "motore" di ogni fenomeno che si verifica nell'atmosfera, i moti della Terra che determinano l'insolazione e la forma della Terra  che determina la distribuzione dei raggi solari sulle varie zone della superficie terrestre e il movimento delle masse d'aria a basse quote, infine il mare che svolge la funzione di volano termico e di trasportatore di calore.

La diversa insolazione provoca un riscaldamento differente dell'atmosfera sia a livello planetario, sia a livello locale, inoltre genera un gradiente termico. Un altro fattore importante è la disponibilità di vapore acqueo: la quantità nei bassi strati dell'atmosfera varia tantissimo; inoltre l'umidità influenza le variazioni di pressione e di temperatura. 

Quindi,  la componente fondamentale del pianeta Terra e di tutti i fenomeni meteorologici è l'atmosfera, e l'esperienza quotidiana ci dimostra che non si tratta di una parte "tranquilla", basti osservare le immagini dei satelliti sempre più chiare sulla sua dinamicità.

L'atmosfera terrrestre: composizione e struttura dei vari strati

L' atmosfera terrestre è un miscuglio omogeneo di gas, vapore acqueo e pulviscolo atmosferico che circonda la Terra e la accompagna nei suoi movimenti grazie alla forza di gravità.

Essa è costituita dal 78 % di azoto, dal 21 % di ossigeno, dallo 0,93 % di argo, dallo 0,03 % di biossido di carbonio e la restante percentuale da altri gas. 

Tra i gas il più abbondante è l'azoto, un gas inerte nella funzione respiratoria e reagisce raramente con le rocce o con i minerali, ma è importane per la vita in quanto viene fissato dai batteri azotofissatori alle radici delle leguminose che lo utilizzano per sintetizzare composti necessari al metabolismo delle piante.
Il biossido di carbonio, anche se presente in piccolissima percentuale, viene assorbito dai vegetali per effettuare la fotosintesi clorofilliana, inoltre grazie all'effetto serra contribuisce a trattenere le radiazioni infrarosse irradiate dalla superficie terrestre. L'ossigeno è il componente più importante dell'aria ed è presente nei bassi strati sotto forma di molecola biatomica, mentre nella stratosfera, è presente come molecola triatomica  cioè Ozono, in grado di assorbire parte delle radiazioni ultraviolette nocive agli esseri viventi. Infine il vapore acqueo, la cui quantità è molto variabile, diminuisce rapidamente con la quota, e resta concentrato nella bassa troposfera ed è responsabile dei fenomeni meteorologici assieme al pulviscolo atmosferico costituito da polveri, sali, pollini, e  serve da nucleo di condensazione del vapore acqueo. I gas nobili ( Ar, He, Kr, Rn), sono gas presenti in piccolissima quantità e possiedono una scarsa reattività chimica.

L'armosfera, di solito viene suddivisa in involucri concentrici, detti zone, separati da supefici di discontinuità dette pause, in cui si verificano dei cambiameti del gradiente termico. In realtà non è semplice dividere l'atmosfera in parti ben delimitate, nè precisarne l'estensione: come ogni oggetto gassoso, non esite un limite che la separi dal plasma interplanetario, nè livelli precisi che ne identifichino le parti.
Per convenzione si considera un limite esterno dellìatmosfera terrestre la distanza alla quale le molecole d'aria cesssano di subire la forza di gravità e il campo magnetico terrestre. Queste condizioni si hanno a circa 60 mila Km sull'Equatore e a circa 30 mila sui poli, ma variano in funzione del vento solare.
Le zone in cui è suddivisa l'atmosfera a partire dal suolo sono:
Troposfera: è sede dei fenomeni meteorologici ed è anche la più densa dell'atmosfera. Qui sono concentrati i 3/4 dell'intera massa gassosa e quasi tutto il vapore acqueo dell'atmosfera. L'aria della troposfera viene riscaldata e raffreddata dalla supeficie terrestre ed è per questo motivo che la temperatura diminuisce di 0,65 °C ogni 100 metri: questo valore viene detto gradiente termico verticale . A causa della rotazione terrestre, la troposferaha uno spessore di 6 -8 Km ai Poli, e di 16 - 18 all'Equatore, dove al suo limite possiamo raggiungere temperature di circa -80 °C. Fino a circa 3 Km dal suolo, l'orografia e la presenza di oceani influenzano i venti e il gradiente termico verticale: sono tipiche della troposfera le inversioni termiche dovute alla vicinanza del suolo. Esse sono più frequenti nelle zone continentali: alle alte latitudini permangono tutta la stagione invernale e ai poli le inversini termiche sono condizioni normali. Si possono verificare anche in quota per lo slittamento di una massa d'aria fredda sotto una calda o viceversa. Le inversioni sono rare oltre i 4 Km di quota dove le variazioni di temperatura non si discostano quasi dalla norma e il riscaldamento del suolo non ha più effetto. Meteorologia e climatologia si occupano proprio di fenomeni che caratterizzano questo strato dell'atmosfera.
Stratosfera: i componenti gassosi rimangono in proporzioni costanti,  ma sono sempre più rarefatti; si trovano tracce di vapore acqueo che danno origini a nubi madreperlacee costituite forse da cristalli di ghiaccio. La temperatura dell'aria nella bassa stratosfera è molto bassa, ma oltre i 20 Km , sale rapidamente perchè a questa quota è presente lo strato di ozono, detto comunemente ozonosfera: in questa zona i raggi UV provocano la trasformazione dell'ossigeno molecolare in ossigeno atomico che si combina nuovamente con una molecola di ossigeno biatomico per dare origine all'ozono. Grazie a queste reazioni fotochimiche, lo strato di ozono asorbe i raggi UV impedendo loro di raggiungere la superficie terrestre.  L'ozono non è una molecola stabile, e si scinde facilmente tornando a molecole biatomiche di Ossigeno. E' fondamentale per la vita, che questo equilibrio non venga alterato, per esempio dall'immissione di sostanze inquinanti che ne accelerano il processo di distruzione.
Mesosfera: si estende fino a una quota di 80 km ed è caratterizzata da un'accentuata rarefazione dei gas, e da un aumento di quelli più leggeri a discapito degli altri. In questo strato la temperatura diminuisce e raggiunge valori intorno ai - 90°C e quasi al suo limite si possono osservare le nubi nottilucenti, costituite probabilmente da cristalli di ghiaccio e polveri finissime forse derivanti dalla distruzione delle meteoriti.
Termosfera: è la zona compresa tra 80 e 600 km circa, le percentuali dei componenti gassosi variano e la densità assume valori sempre minori. La temperatura sale oltre i 1000 C, i raggi con lunghezza d'onda inferiore a 0,2 mm, pur essendo una porzione minima della radiazione solare, sono sufficienti a dare molta energia alle rare molecole di ossigeno e di azoto rimaste. A queste quote si misurano solo temperature "cinetiche" che indicano il livello di energia del moto molecolare: in un gas molto rarefatto la velocità delle molecole può essere molto elevata anche se la quantità di calore totale è molto bassa. A questa quota, perciò, la temperatura di un corpo come il termometro sarebbe piuttosto alta grazie ai raggi solari ricchi di energia, ma sempre molto inferiore agli oltre 1000 gradi del gas circostante.

Questa zona è anche chiamata ionosfera, perché buona parte dei gas subisce una

Ionizzazione da parte delle radiazioni solari ad alta energia. Ciò porta a latitudini di 65º N e S la formazione di fenomeni luminosi noti come aurore polari, causate dal' interazione tra il vento solare e le fasce di Van Allen; la fascia più interna è ricca di protoni, mentre la più esterna è costituita da elettroni. Entrambe si muovono ad altissima velocità lungo le linee di forza del campo magnetico e, durante i massimi di attività solare "traboccano" alle alte latitudini in direzione dei poli magnetici.

Esosfera: è la parte più esterna dell'atmosfera e la meno conosciuta, manca di un limite superiore e sfuma fino a confondersi con il vento solare; la temperatura cinetica dei gas tende ad aumentare e prevalgono atomi di elio e, più esternamente atomi di idrogeno. Se la velocità delle particelle rimane inferiore alla "velocità di fuga", essse percorrono orbite ellittiche e possono allontanarsi e rientrare, ma se la loro velocità è maggiore sfuggono definitivamente. La zona dove gli aotmi sono ormai fuori dal campo gravitazionale, viene chiamata frangia dell'atmosfera; in genere si estende fino a circa 2500 Km; inoltre l'involucro dell'atmosfera non è perfettamente sferico, dagli strati più esterni una parte dei gas rarefatti dà origine a una forma di goccia o coda verso la parte non illuminata della superficie terrestre a causa dell'interazione con il vento solare.

Effetto serra e bilancio termico (vedi post "Questo pazzo clima")

La pressione atmosferica e i venti

La pressione atmosferica è la forza esercitata da una colonna d'aria sull'unità di superficie. Viene definita pressione normale quella misurata a livello del mare, a 0°C e latitudine 45°, equivalente al peso di una colonnina di Hg alta 760 mm, con una sezione di un cm quadrato.
Nel sistema Internazionale, l'unità di misura della pressione atmosferica è il Pascal, ma  in meteorologia viene anche usato il millibar:

1 atm = 760 mm Hg = 1013 millibar = 1013 hPa

Lo strumento utilizzato per misurare la pressione atmosferica è il barometro, ideato da Torricelli nel 1643; oltre ai barometri a mercurio, sono diffusi i barometri aneroidi (senza liquido), nei quali la pressione viene misurata dalla deformazione elastica che essa produce sulle pareti di un recipiente di metallo entro cui è stato fatto il vuoto. Per la registrazione continua della pressione si usano particorari barometri, chiamati barografi. Registrando la pressione con questi ultimi, si può notare che in ogni luogo della Terra la pressione atmosferica è soggetta a variazioni periodiche e occasionali, che dipendono dall'altitudine, dalla temperatura e dall'umidità dell'aria.

• La pressione dipende principalente dall'altitudine: elevandosi dal livello del mare, decresce il peso della massa d'aria sovrastante; tale diminuzione però non è costante: è più accentuata nei bassi strati dell'atmosfera, più densi e quindi più pesanti e più lentamente negli strati superiori, in generale la pressione atmosferica si dimezza ogni 5000 m di quota.
• La pressione diminuisce all'aumentare della temperatura; con il riscaldamento l'aria si dilata, diventa meno densa ed esercita una pressione minore. Al contrario, con il raffreddamento l'aria subisce una contrazione diventando più densa e pesante e, tende a portarsi verso il basso.
• La pressione inoltre diminuisce con l'aumentare dell'umidità: nell'aria secca sono presenti prevalentemente molecole di Ossigeno e Azoto, in un uguale volume di aria umida, sono presenti anche molecole d'acqua che hanno una massa inferiore; quindi quanto più elevata è la percentuale di umidità, tanto minore sarà la pressione atmosferica esercitata sull'unità di superficie.

Lo studio della distribuzione della pressione atmosferica sulla superficie terrestre si esegue segnando su una carta geografica le isobare, linee che uniscono i punti di ugual pressione atmosferica a condizioni normali.
Le carte delle isobare permettono l'identificazione di aree cicloniche e aree anticicloniche: le prime sono caratterizzate da P minore rispetto ai valori normali e nelle quali i valori della P diminuiscono verso le isobare più interne;  nelle zone anticicloniche invece i valori aumentano dalle isobare più eterne a quelle più interne.

Dove le isobare sono molto vicine la pressione cambia rapidamente, dove sono più distanziate, le variazioni bariche sono meno accentuate. Un' esatta valutazione di tali variazioni si ottiene considerando il gradiente barico orizzontale, che è il rapporto tra la differenza di pressione te due punti e la distanza che li separa.

Le differenze nella distribuzione orizzontale della pressione causano spostamenti d'aria che tendono a ristabilire l'equilibrio barico, esplicando anche la funzione di trasporto di calore; questi movimenti d'aria sono i venti. Essi non soffiano perpendicolarmente alle isobare, in quanto sono influenzati dalla Forza di Coriolis, la quale fa deviare i venti verso destra nell'emisfero boreale e verso sinistra in quello australe. Il flusso d'aria quindi esce dalle zone di alta pressione in senso orario nel nostro emisfero ed entra nella zone di bassa pressione in senso antiorario.

I venti assumono spesso il nome della località in cui spirano, la direzione viene indicata con i punti cardinali di provenienza ed è fornita dalle banderuole. La velocità dei venti è tanto più elevata quanto maggiore è la differenza di pressione che li ha generati. La velocità si esprime in Km /h o in nodi (miglia marine all'ora) e viene misurata per mezzo degli anemometri.

Circolazione generale dell'atmosfera

Studiando l'andamento generale della pressione atmosferica e dei venti sulla superficie terrestre, dobbiamo distingure tra ciò che accade nella bassa troposfera, dove la circolazione delle masse d'aria è influenzata dalla presenza di mari, terre emerse e rileivi e, quanto si verifica nella parti più alte, dove questi fattori si risentono in modo trascurabile.
Al suolo, simmetricamente rispetto all'Equatore, si distinguono zone di alta e bassa pressione, in particolare troviamo due  zone di alta pressione polare, due zone di basse pressioni subpolari (situate alle latitudini dei circoli polari), due zone di alte pressioni subtropicali ed infine la zona delle basse pressioni equatoriali.

La distribuzione delle zone di alta e bassa pressione, fa sì che si possano distinguere tre diversi sistemi di venti costanti, la cui direzione è influenzata dalla Forza di Coriolis. essi spirano tutto l'anno nella stessa direzione e vengono classificati in: alisei, venti occidentali e venti polari.

• Alisei: sono venti che spirano da NE nell'emisfero boreale e da SE nell'emisfero australe, convergono nella zona delle basse pressioni equatoriali, la loro velocità è di circa 20 Km/h. La convergenza degli alisei deli oppposti emisferi provoca la formazione di correnti d'aria ascendenti detta zona delle calme equatoriali.
• Venti occidentali: soffiano dalle zone di alta pressione subtropicali, verso le zone di basssa pressione subpolari, latitudine N e S. I venti occidentali hanno un diverso comportamento nei due emisferi; questo dipende dal fatto che nel nostro emisfero è situata la maggior parte di terre emerse, quindi subiscono l'attrito con il suolo e i rilievi; nell'emisfero neridionale, invece sono molto intensi, in quanto sono presenti solo oceani. In realtà questi venti sono sono poco regolari per direzione e velocità soprattutto nell'emisfero settentironale, dove portano aria calda e umida sulle coste occidentali dei continenti, spingendosi anche all'interno.
• Venti polari: che provengono dalle zone di alta presione polare e convergono con le pbasse pressioni subpolari e risentono dell'attrito con la superficie terrestre. sono venti poco conosciuti che portano aria fredda fino alle regioni temperate e, nella zon di convergenza con correnti d'aria calda portano alla formazione di estese perturbazioni atmosferiche.

La circolazione dell'alta troposfera assume caratteri diversi da quella della bassa troposfera; non si risente più l'attrito del suolo e dell'orografia. La velocità dei venti tende ad aumentare con la quota e si invertono le condizioni bariche intorno ai 5 mila metri di altitudine.
Le teorie classiche propongono l' esistenza di tre celle convettive per ogni emisfero: la cella di Hadley, la cella temperata e la cella polare.
La cella di Hadley prende il nome dal suo scopritore il quale si limitò a descrivere la circolazione tropicale realizzando il modello di cella più semplice: l'energia solare che ogni giorno giunge all'Equatore riscalda enormi masse d'aria che si dilatano e si solevano cariche di vapore; in quota la colonna d'aria si raffredda, il vapore condensa dando origine alle piogge torrenziali tipiche dei climi equatoriali. Giunta in quota, l'aria ormai secca, si sposta verso i tropici dissipando lentamente il calore e, giunta ai tropici ha una temperatura molto più bassa e una densità maggiore che la fa scendere progessivamente. Scendendo si comprime e si riscalda causando classico clima secco tropicale. Una volta a bassa quota, l' aria è richiamata verso l'Equatore dal riscaldamento che luogo lungo le zone equatoriali e il ciclo ricomincia. La cella di Hadley è un moto convettivo che non si interrompe mai compresa tra i tropici e l'Equatore.
La cella di Ferrel fu descritta nel 1865 da Ferrel il quale aveva adattato il modello di Hadley alle latitudini medio - alte: egli propose che non tutta l'aria che dai Tropici torna al suolo inverte la rotta per fluire verso l'Equatore, ma in parte prosegue verso i Poli innescando un nuovo movimento convettivo che raggiunge i 60° di latitudine; qui l'aria più calda entra in contatto con quella più fredda proveniente dai Poli che la spinge in quota e di qui torna a latitudini più basse scendendo al suolo in prossimità dei Tropici.  A differenza della cella di Hadley, questa non è una cella convettiva vera e propria e il suo percorso non è stabile; alle medie latitudini, infatti, il riscaldamento non è costante e le correnti d'aria sono continuamente deviate;  questo modello è realistico solo in linea di massima, infatti masse d'aria più fresca e umida possono derivare anche dalle correnti tropicali che passano sulla superficie marina, e masse d'aria più secche possono derivare da correnti polari che passano sui continenti. Quindi la circolazione della cella di Ferrel prevede, l'incontro tra masse d'aria con caratteristiche diverse che interagendo fra loro danno origine alle perturbazioni atmosferiche.
La cella Polare si genera a causa delle basse temperature presenti sulle calotte polari, l'aria diventa densa e scivola verso latitudini inferiori; dove, a contatto con la cella di Ferrel si riscalda e si espande  in quota invertendo il moto. Questa cella è regolare come quella di Hadley, il clima è stabile e caratterizzato da basse temperature e basissima umidità, che ostacolano le prepcipitazioni atmosferiche; le nevicate sono molto rare  e si accumulano al suolo per anni. La situazione cambia al limite della cella di Ferrel dove le precipitazioni nevose sono frequenti in quanto le masse d'aria si sono riscaldate e caricate di vapore, salendo in quota giungono al punto di rugiada, condensano e scaricano l'umidità sotto forma di precipitazioni atmosferiche.

La circolazione dell'alta troposfera assume caratteri diversi da quella al suolo, in quanto viene a mancare l'azione frenante dell'attrito causato all'orografia, questo porta ad un aumento della velocità dei venti e si invertono le condizioni bariche intorno ai 5000 metri. Si generano flussi d'aria diretti dall'Equatore verso i poli; la rotazione terrestre devia questi flussi, trasformandoli in venti occidentali che si muovono da Ovest verso Est. In alta quota quindi, la circolazione generale si svolge secondo l'andamento dei paralleli.
La moderna meteorologia ha accertato che oltre ai 5000 metri di quota, in entrambi gli emisferi, scorrono dei venti occidentali con velocità che può raggiungere i 500 Km / h chiamati correnti a getto (o jet streem). Si è anche costatata la presenza di una corrente occidentale equatoriale, che scorre durante tutto l'anno dall'Africa occidentale al Pacifico.
Le correnti a getto sono considerate dei veri e propri "fiumi d'aria" , che circolano sinuosamente intorno al globo, mantenendo il loro asse ad una quota di circa 12 Km. In ogni emisfero si origina una corrente a getto subtropicale ed una corrente a getto del fronte polare.
Studiando le jet screem che soffiano ad alta velocità, al confine con la cella di Hadley e di Ferrel, Rossby osservò che ogni tanto subiscono dei rallentamenti. Quando una massa d'aria perde velocità comincia a ondeggiare: egli osservò lo sviluppo di onde che, con un ciclo evolutivo di 5/6 giorni, crescevano di ampiezza e frequenza e poi si annullavano. Queste onde si formano con una precisa successione di tempi e si estendono dai 30 ai 60 gradi di latitudine. Questa dinamica provoca un trasferimento di energia dalle basse alle alte latitudini soprattutto per il distaccarsi di sacche d'aria tipiche delle correnti d'alta quota e, formano delle Anse profonde fino a quote più basse che, rompendosi, creano zone di alta pressione alle alte latitudini e zone di bassa pressione a latitudini inferiori. 

 L'immagine rappresenta la formazione di nuclei di alta e bassa pressione generate dalle onde di Rossby.

Monsoni brezze e venti locali

I Monsoni sono venti "periodici" che spirano nella stessa direzione e che, a intervalli regolari cambiano il senso di provenienza.

I Monsoni sono tipici delle regioni tropicali è interessano le regioni indiane e il sud-est-asiatico. Durante la stagione estiva, enormi masse d'aria umida si spostano dal mare verso il continente. L 'aria spinta in quota dai massicci himalayani, perde l'enorme carico di umidità portando precipitazioni torrenziali. Nella stagione invernale, le masse d'aria secca si spostano dalle pianure asiatiche verso l'oceano. Oggi i monsoni sono considerati come variazioni stagionali della corrente a getto subtropicale; sono molto intensi e vengono deviati dalla rotazione terrestre. Nell'emisfero sud sono quasi assenti in quanto mancano le masse continentali che influenzano tale circolazione atmosferica.

Le Brezze sono venti periodici che viariano direzione, intensità e velocità influenzati dalla conformazione del suolo. Le brezze variano con ciclo giornaliero e il verso cambia ogni dodici ore. I principali tipi di brezze sono quelle di mare e di terra, di monte e di valle, e di lago e di riva.

Le brezze di mare e di terra si originano a causa della differenza del calore specifico, infatti una massa d'acqua si riscalda molto più lentamente rispetto alla terraferma è così l'aria presente sopra una difesa d'acqua si scalda o si raffredda più lentamente di quella presente sulla superficie terrestre. Questa variazione ha un ciclo diurno è lungo le coste marine o lacustri si traduce in una particolare circolazione. Durante il giorno la terraferma e l'aria si riscaldano più rapidamente dell'acqua; si origina così una zona di bassa pressione, sull'acqua invece l'aria più fresca forma una zona di l'età pressione che genera la brezza di mare che si avverte fino a 30 Km circa dalla costa.

Durante la notte il suolo perde calore,così sulla terraferma si origina una zona di alta pressione che genera la brezza di terra.

Le brezze di lago e di riva hanno lo stesso comportamento, mentre quelle di monte e di valle si originano a causa del contrasto termico esistente tra le valli, ricche di vegetazione, e le pendici dei monti: i venti che si originano di giorno spirano dalla valle verso le alture, mentre di notte dalle pendici verso la valle.

Un vento particolare e' il föhn tipico di tutte le regioni pedemontane. Quando una massa d'aria umida risale ungo un versante, l'aria si raffredda e giunge al punto di rugiada condensando, e dà' origine ad abbondanti piogge. Superato lo spartiacque, si fa man mano più secco ed è costretto a scendere, comprimendosi adiabaticamente e riscaldandosi. Esso può causare lo scioglimento repentino delle nevi e talvolta causare slavine.

Umidità dell'aria

Il vapore acqueo, pur essendo in quantità molto variabile, è uno dei componenti più importanti dell'atmosfera. Proviene principalmente dall'evaporazione delle distese oceaniche, ma anche da laghi, corsi d'acqua e in piccola percentuale dalla traspirazione delle piante.

L'evaporazione aumenta all'aumentare della temperatura ed è favorita dalla presenza di vento e da aria secca; la traspirazione invece è Influenzata dal' insolazione e si verifica solo durante il di'.

L'umidità viene misurata con l'igrometro che è uno strumento che sfrutta le caratteristiche della materia: ad esempio l'igrometro a capello si basa sulla proprietà igroscopica dei capelli che cambiano lunghezza con l'umidità dell'ambiente circostante.
L'umidità assoluta è la quantità  in grammi di vapore acqueo contenuta in un metro cubo d'aria; è massima nelle regioni equatoriali, dove l'evaporazione è più intensa, ed è minima nelle regioni polari . Essa può variare da luogo a luogo, ma non può assumere qualunque valore, infatti per ogni temperatura, esiste una quantità massima di vapore acqueo che un volume d'aria può contenere.La quantità massima espressa in grammi di vaporeche può essere contenuta in un mero cubo d'aria ad una determinata temperatura, viene definita limite di saturazione. Questo valore cresce all'aumentare della temperatura: l'aria calda contiene più vapore acqueo dell'aria fredda.
L'umidità relativa è il rapporto tra l'umidità assoluta e il limite di saturazione dell'aria ad una determinata temperatura. Questo rapporto si esprime in percentuale, quindi l'aria è satura di vapore quando l'umidità relativa è pari al 100% . L'midità relativa varia da luogo a luogo e anche nella stessa località , varia con l'evaporazione e con la temperatura. 
Se il vapore presente nell'aria rimane costante, un aumento della temperatura fa diminire l'umidità assoluta, mentre una diminuzione della temperatura ne provoca un aumento. 
I valori medi più bassi di umidità relativa si misurano nelle regioni desertiche tropicali, mentre i valori massimi si registrano durante l'inverno delle regioni temperate costiere alle medie latitudini.  

Le nubi e le precipitazioni

Quando l'aria è satura di vapore acqueo, ogni eccesso deve esere eliminato, ciò avviene attraverso la condensazione cioè il passaggio dell'acqua dallo stato aeriforme a quello liquido, oppure attraverso la sublimazione che consiste nel passagio diretto dallo stato aeriforme allo stato solido, quando la temperatura è molto bassa. La consensazione dà luogo a manifestazioni diverse, a seconda se avviene in prossimità del suolo o in quota. 
Nel primo caso, quando uno strato d'aria umida si rova a contatto con una superficie fredda e la temperatura raggiunge il punto di rugiada si origina la nebbia. 

la nebbia è costituita da goccioline d'acqua sospese nell'aria satura di vapore e si forma in seguito alla condensazione dell'umidità presente nell'atmosfera in vicinanza del suolo.Un banco di nebbia contiene meno acqua di una nube, in quanto le goccioline hanno dimensioni inferiori e sono più rarefatte. e la densità è ancor più ridotta in caso di foschia. le nebbie vengono distinte in due tipi:

• nebbie di irraggiamento: si formano di notte quano, in assenza di vento, la temperatura del suolo diminuisce bruscamente e causa un graduale raffreddamento dell'aria, fino a quando viene raggiunto il punto di rugiada. Queste nebbie sono tipiche delle zone in cui sono presenti bacini d'acqua, fitta vegetazione che, per traspirazionme arricchiscono l'aria di umidità. Le nebbie della Pianura Padana hanno questa origine.Si parla di nebbie calde, se la temperatura è superiore agli 0°C, di nebbie fredde, se la temperatura è sotto lo zero ( queste nebbie sono in ogni caso costituite da goccioline d'acqua a causa del fenomeno della sopraffusione)
• nebbie di avvezione: si originano quando il vento porta una massa d'aria calda e umida sopra un suolo freddo; l'aria si raffredda e il vapore condensa; sono nebbie di avvezione quelle che si formano sul Mare dell Nord, in seguito all'arrivo di aria calda da latitudini inferiori. Anche nelle zone tropicali si può formare la nebbia se la temperatura si abassa a causa di aria di origine artica: 

Se la condensazione avviene in quota si formano le nubi, costituite da goccioline d'acqua condensate attorno al pulviscolo atmosferico (costituito da particelle piccolissime di cloruro di sodio, acido solforico, polveri di carbone, pollini) e rimangono sospese nell'aria, assieme ad aghetti di ghiaccio che si formano a temeprature inferiori a 0°C. Le nubi non sono masse d'aria inerti, ma si dissolvono e si riformano in continuazione.
Le nubi vengono classificate in base alla quota in nubi basse fino ai 2000 m di quota; in nubi medie tra i 2000 e i 6000 m di quota, nubi alte al di sopra dei 6000 m di quota. un'altra categoria di nubi sono quelle a sviluppo verticale (cumulonembi) le quali hanno la base a quote basse, si estendono fino ad alte quote ed hanno un aspetto cumuliforme.

Quando le goccioline d'acqua, o i cristalli di ghiaccio, raggiungono dimensioni tali da non peter più essere sostenute dall'aria, allora hanno luogo le precipitazioni. Queste non si originano in tutti i tipi di nubi, ma solamente da quelle a sviluppo verticale, costituite da particelle d'acqua e di ghiaccio.

Le precipitazioni più comuni e più frequenti sono rappresentate dalla pioggia; le minuscole gocce d'acqua, urtandosi tra loro, per il fenomeno della coalescenza, si accrescono fino a quando non diventano gocce di pioggia. Ovviamente le gocce non giungono tutte al suolo, se le dimensioni sono inferiori agli 0,06 mm in presenza di vento, queste non ce la fanno a cadere; le dimensioni più comuni di una goccia d'acqua sono intorno ai 3 - 6 mm; se le gocce superano gli  8 mm vengono distrutte dall'attrito con l'aria.
Se la temperatura negli strati inferiori dell'atmosfera è al di sotto degli 0°C, i cristalli di ghiaccio non fondono e possono aggregarsi formando i fiocchi di neve.

I fiocchi di neve mantengono sempre una simmetria
esagonale, come il reticolo cristallino del ghiaccio.





 

La grandine, infine, può essere considerata come un fenomeno sporadico, connesso con le nubi temporalesche e si origina nei cumulonembi.
I chicchi di grandine si formano a causa dei moti convettivi che portano le goccioline d'acqua sopraffuse verso la parte alta del cumulonembo. Qui a causa delle basse temperature congelano, e ritornano alla base della nube, dove si ricopre di altra acqua, viene riportato in quota e gela. Questo fenomeno si ripete più volte dino a quando il chicco ha raggiunto massa tale da precipitare verso il suolo. I chicchi di grandine hanno dimensioni che vanno dai 5 mm ai 5 cm e sono caratteriszzati dalla caratteristica statificazione alternata da ghiaccio traspèarente a ghiaccio lattiginoso che li rende opachi.
La grandine spesso produce gravi danni alla colture; per questo motivo gli scienziati hanno cercato di impedire la formazione di granuli di grandi dimensioni atraverso l'inseminazione delle nubi con cristalli di ioduro d'argento (che servono da nuclei di consensazione), in modo da renderei chicchi di minori dimensioni, ma questo metodo non ha avuto successo.

Le perturbazioni atmosferiche

Le ossevazioni strumentali compiute a scala globale, hanno dimostrato che il tempo atmosferico non cambia in maniera disordinata, ma è possibile riconoscerne i vari tipi che si ripetono più o meno con le stesse modalità; essi sono regolati dalle aree di alta e bassa pressione. Si è inoltre constatato che, accanto alle alte o basse pressioni srtagionali, esisotno anticicloni o cicloni temporanei che permangono solo alcuni giorni cambiando la loro posizione e la loro struttura di ora in ora. In particolare, i cicloni temporanei danno luogo a forti venti e a moti ascendenti d'aria con conseguente raffreddamento, formazione di nubi e precipitazioni; quindi possono essere considerati come perturbazioni atmosferiche.  Secondo le moderne teorie, le più importanti perturbazioni sono i: cicloni tropicali e i cicloni extratropicali. Qui tratteremo in particolare i cicloni extratropicali che sono caratteristici delle medie latitudini.

I cicloni extratropicali 

Le perturbazioni atmosferiche che interessano le nostre latitudini, sono molto  meno violente, ma più diffuse dei cicloni tropicali; e ad esse è legato il tempo nelle nostre regioni. La loro formazione è dovuta all'incontro tra masse d'aria con caratteristiche diverse :quando esse si incontrano, si forma una stretta fascia di transizione in cui temperatura ed umidità variano rapidamente; questa fascia interseca la superficie terrestre secondo una linea curva e irregolare detta fronte. I fronti possono essere classificati in freddi, caldi ed occlusi.

Un fronte freddo si origina quando una massa d'aria fredda occupa una zona in cui si trovava precedentemente aria calda. Quella fredda, in rapido avanzamento e più densa, si incunea sotto quella calda che è costretta a salire in quota raffreddandosi velocemente, il vapore acqueo in essa contenuto si condensa in nubi cumuliformi che danno origine a precipitazioni temporalesche e, la temperatura al suolo diminuisce.
Un fronte caldo si origina quando una massa d'aria calda in avanzamento sostituisce, su una porzione di territorio, l'aria fredda che da esso si sta ritirando. L'aria calda meno densa, scorre sopra a quella fredda lungo una superficie poco inclinata, raffreddandosi lentamente: il vapore condensa in nubi stratificate che possono dare origine a deboli piogge e la temepratura al suolo aumenta.
Un fronte occluso si origina quando un fronte freddo più veloce, raggiunge un fronte caldo più lento che lo precede: l'aria calda viene sollevata e privata del contatto con il suolo con conseguente diminuzione della temperatura. Le cartteristiche di un fronte occluso sono miste, poichè ci sono due superfici forntali, tra l'aria calda e le due masse d'aria fredda sottostanti, una quasi verticale e l'altra inclinata; si formeranno quindi nella prima nubi cumuliformi e piogge persistenti, mentre nella seconda nubi stratificate e piogge deboli.

Secondo questa teoria, le perturbazioni alle medie latitudini derivano dall'incontro, tra masse d'aria di origine tropicale e masse d'aria fredda di origine polare. Di solito l'incontro avviene sugli oceani creando vaste aree depressionarie, il cui movimento assume un andamento rotatorio.
All'inizio del processo, le correnti fredde e quelle calde scorrono parallelamente lungo un fronte stazionario; nel fronte si origina una lieve ondulazione che si amplia fino a diventare una grande saccatura. In seguito so formano un fronte caldo, prodotto dall'aria tropicale che si muove verso N-E, e un fornte freddo, prodotto dall'aria polare che si sposta verso S-E; i fronti assumono un movimento rotatorio in senso antiorario a causa della Forza di Coriolis, e si formano due sistemi frontali che producono precipitazioni. Il fronte freddo, più veloce raggiunge il fronte occluso con aria fredda al suolo e aria calda in quota e si scaricano gli ultimi residui
di umidità.  Le masse d'aria perdono il movimento rotatorio e il fronte occluso diventa stazionario e si ripristinano le condizioni di bel tempo.

La scoperta delle correnti a getto ha portato all'elaborazione di nuove ipotesi sull'origine dei vortici depressionari, che si originerebbero da saccature che si formano quando queste correnti perdono velocità e si muovono in modo ondulato spostando verso Nord aria calda che entra a contatto con il fornte polare (onde di Rossby).