Notizie e approfondimenti sul clima che cambiaPosts RSS Comments RSS

Archive for the 'Didattica' Category

Riprodurre l’effetto serra in un laboratorio di Fisica

Per inaugurare la nuova sezione “didattica” di Climalteranti, pubblichiamo un esperimento che permette di riprodurre in laboratorio i principali meccanismi dell’effetto serra planetario

 

Materiale usato per l’esperimento:
Un contenitore cubico (o cilindrico) in materiale plastico (Nalgene) di dimensioni circa (20x20x20) cm.- una lampada 150 W (Osram®) a incandescenza con concentratore – numerosi termistori   (Pasco Scientific®) (i termistori sono termometri che hanno bassa capacità termica e accuratezza e risoluzione elevate)- anemometro a filo caldo Delta Ohm® “HD 2103.2” – argon, biossido di carbonio e protossido di azoto in bombola (99.5%) con i corrispondenti regolatori di pressione ed adattatori per i collegamenti- autorespiratore per l’ultilizzo del protossido di azoto (CEA Estintori S.p.A.)- fibre di seta private della parte solubile gentilmente fornite dal laboratorio “BIOthech” Mattarello (Trento)- bottiglioni di plastica per termalizzare il gas (ossia aspettare che dopo essersi espanso (e quindi raffreddato) dalla bombola o dall’impianto torni a temperatura ambiente), connessioni varie di acciaio, fogli di alluminio da cucina, nastro adesivo a due facce- una termocoppia ultraveloce di tipo K autocostruita- termometro infrarosso (“optris®”)- • telecamera a infrarossi (T9 Fluke)

Negli ultimi 2 secoli il sistema climatico terrestre ha mostrato notevoli cambiamenti dovuti sia a cause naturali che umane; l’aumento della temperatura media terrestre è una delle questioni meglio documentate e la comunità scientifica è sostanzialmente concorde nel ritenere che il meccanismo fisico alla base del riscaldamento climatico sia l’effetto serra atmosferico e che l’uomo attraverso la continua immissione in atmosfera di gas serra abbia rinforzato tale fenomeno.
È quindi di grande interesse per la didattica scolastica una simulazione sperimentale dell’effetto serra planetario che sia semplice e “robusta”, in cui fossero evidenziati i fenomeni chiave ed i limiti della simulazione stessa.
Nella letteratura scientifica dedicata all’insegnamento della fisica, si trovano alcune indicazioni su come riprodurre tale fenomeno. L’apparato sperimentale generalmente proposto è costituito da pochi e semplici elementi. Molte delle simulazioni che si trovano in letteratura [vedi 2a, 2b, 2c, 2d, 2e] risultano tuttavia povere di dettagli sperimentali o perfino concettualmente imprecise. Per questo abbiamo deciso di analizzare con maggiore precisione il “classico esperimento” atto a simulare l’effetto serra. Continue Reading »

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Didattica sul clima, una miniera sul web

Sul web è disponibile molto materiale per parlare di cambiamenti climatici nelle scuole.
In questo post viene presentato un primo elenco, senza alcuna pretesa di esaustività, invitando studenti e insegnanti a segnalare nei commenti altro materiale utile.

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MATERIALE DIDATTICO

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Progetto “Consumi amici del clima”
Un progetto congiunto WWF – Politecnico di Milano con il contribuito della Fondazione Cariplo, per sensibilizzare i ragazzi al problema dei cambiamenti climatici, stimolandoli ad adottare comportamenti e stili di vita “amici del clima”, ovvero che producono meno emissioni di gas serra in atmosfera.
Il progetto ha reso disponibile sul web materiale didattico molto interessante, a partire dalla presentazione in powerpoint introduttiva, gli esercizi per i 6 moduli o il glossario.
Una descrizione sintetica delle attività e dei risultati è disponibile in questo articolo. Continue Reading »

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Climate-scope: osservare il cambiamento climatico con Google Earth

Un prodotto didattico sviluppato dal CNR-IBMET e disponibile sul web permette a tutti di guardare da vicino i dati dei cambiamenti climatici.

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Si chiama Climate-scope ed è una piattaforma di condivisione di contenuti digitali basata sulla tecnologia di Google Earth plugin. E’ uno degli strumenti RIA (Rich Internet Application) per guardare da vicino la dinamica del fenomeno “climate change”, sia nelle anomalie globali che negli effetti locali, e secondo il paradigma collaborativo del Web 2.0, ha lo scopo di permettere a chiunque di aggiungere informazioni e dati raccolti. Ognuno ha cosi la possibilità di osservare e raccontare il cambiamento legato alle vicende climatiche che avvengono nel proprio territorio e arricchire la comprensione dei fenomeni ambientali complessi. Siamo nel solco di quella che alcuni definiscono Citizen Science, nuovo modello in cui divulgazione, formazione e ricerca possono convivere, con pari dignità, in un stesso “ecosistema” informativo volto alla definizione di temi scientifici complessi. Il Climate-Scope è un prodotto sviluppato dal CNR IBIMET all’interno del progetto europeo RACES, Races Raising Awareness on Climate and Energy Savings, finanziato dal programma europeo LIFE+ e coordinato dal Comune di Firenze. Continue Reading »

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Il problema della CO2 in sei passi facili

Il grande pubblico chiede sempre chiarimenti sui concetti base scritti in modo piano, i fondamenti che i siti negazionisti tentano sempre di negare. Riteniamo utile perciò tradurre questo post – scritto da Gavin Schmidt su RealClimate nel 2007, ma certo non invecchiato – sui concetti base della climatologia e del cambiamento climatico in corso.

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Spesso ci viene chiesto di spiegare in termini semplici perché l’aumento della CO2 costituisca un problema significativo, senza basarci sui modelli climatici. Noi siamo in generale felici di farlo. La spiegazione è costituita da un certo numero di passi; spesso tendono ad essere confusi e così cercheremo di tenerli separati. Continue Reading »

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Qualche approfondimento sul ciclo del carbonio

Quanto carbonio si trova in atmosfera sotto forma di CO2? Quanto se ne è aggiunto negli ultimi 250 anni? E nel mare? Sembrano domande difficili e lo sono certamente, ma può risultare una scoperta capire che grazie a semplici modellazioni e a semplici calcoli, che usano niente più che la geometria e la chimica del liceo, è possibile dare una risposta, sia pure approssimata.

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Vediamo come si può fare qualche semplice conto .
Anzitutto quanto pesa l’atmosfera terrestre? Noi sappiamo che esercita al livello del mare una pressione di 1 atmosfera per cm2, ossia l’equivalente di circa 1kg/cm2 o di 10 ton/m2; su questa base possiamo facilmente calcolarlo. La pressione che esercita dipende appunto dal suo peso e se calcoliamo la superficie terrestre totale e la moltiplichiamo per questo peso unitario abbiamo una prima risposta.
Raggio terrestre=6.371 km
Area in km2, considerando la Terra come una sfera = 4pr2 = 4 x 3,14 x 6.3712 = 510 milioni di km2 circa.
Dato che un km2 è un milione di m2 abbiamo quindi 5,1 x 1014 m2. Su questa superficie si esercita una forza di 5,1 x 1015 ton che è il peso dell’atmosfera: 5,1 milioni di miliardi di ton o 5,1 peta-tonnellate.
Come sappiamo dalle misure di Mauna Loa, la CO2 rappresenta 390 ppm in volume (dicembre 2010); e questa, per la legge dei gas, è anche la percentuale sulla pressione, ma in peso?
Consideriamo che il peso molecolare medio dell’aria è di 28,97, ossia 28,97 g/mole; la CO2 pesa 44,01, o 44,01g/mole e di conseguenza la sua percentuale in peso sarà più elevata di quella in volume, nella medesima proporzione: ossia 390 x 44,01/28,97=590 ppm in peso.
Ne segue comunque che il peso della CO2 è in totale 5,1 x 1015 x 590/1.000.000 ton, ossia circa 3.009 Gton. Attualmente (1). Continue Reading »

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Java Climate Model: il sistema climatico a portata di click

Climalteranti presenta un’applicazione JAVA disponibile in rete in modalità download – installazione in locale o con diretta fruizione da internet. Il software è uno strumento semplice ma con notevoli potenzialità sia divulgative che analitiche, in grado di dare ad un utente interessato un’ampia disponibilità di informazioni sui cambiamenti climatici con l’ausilio di un’ottima rappresentazione grafica, numerosi riferimenti bibliografici e tecnici.

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Fra i tanti aiuti che il World Wide Web offre a chi volesse approfondire la tematica climatica, uno dei più interessanti è il Java Climate Model un software che consente un’esplorazione a 360° del sistema climatico, con approfondimenti sugli aspetti emissivi, climatici, geografici, modellistici, chimico-fisici, economici, sociali e demografici. L’utilizzo del software porta ad affrontare molti dei dati e dei parametri utilizzati dai modelli climatici, nonché gli scenari emissivi, e fornisce i risultati sui principali output dei modelli come l’aumento delle concentrazioni di CO2, l’aumento della temperatura, l’innalzamento del livello del mare.
Nella versione 5 (JCM 5) l’autore del software, il ricercatore Ben Matthews, ha inserito direttamente nel programma le informazioni contenute nei rapporti IPCC, sia nel Third Assessment Report che nel più recente Fourth Assessment Report. Le applicazioni del software consentono di confrontare gli scenari SRES, ipotizzare modifiche del sistema climatico o stimare gli effetti della variazione delle emissioni di gas serra sui parametri climatici, tramite la visualizzazione di grafici interattivi e di dati tabellati, tutti referenziati e pubblicati dall’IPCC o ricavati tramite interpolazioni di questi ultimi.

Figura 1: schermata iniziale del software JCM 5 Continue Reading »

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