L’atmosfera che circonda la Terra contiene, gas e altre particelle. Alcune componenti della stessa come il vapore acqueo e l’anidride carbonica, compiono il proprio ciclo anche attraverso le piante, i corsi d’acqua, amri ed oceani. Il principale gas dell’atmosfera è l’azoto (77%), seguito dall’ossigeno (21%), dall’argon (0.9%), vapore acqueo (0.3%), anidride carbonica (0.03%), e tracce di neon, elio, metano, idrogeno, kripton, xeno, ozono (O3), ossido di azoto, monossido di carbonio, ammonica, biossido di zolfo e solfuro di idrogeno.
L’atmosfera rende abitabile la Terra e, pur non avendo un limite superiore ben definito, è racchiusa per il 99% entro il limite di 100 km d’altezza dal suolo. Rimane comunque molto sottile rispetto alla grandezza della sfera terrestre; corrisponde un po’ come la buccia di una cipolla che racchiude lo stesso ortaggio.
L’atmosfera è per nomenclatura divisa in diversi strati, differenziati dalla composizione degli stessi gas
che si distribuiscono ad altezze e quindi a pressioni diverse.
La troposfera
La parola Troposfera deriva dal greco "Tropos" che significa variazione, proprio perché all'interno di questa sfera troviamo i maggiori valori di pressione e densità. La troposfera è anche il luogo della vita: tutte le piante e tutti gli esseri umani vivono in essa, utilizzando alcuni dei gas che la costituiscono. È anche lo strato in cui si verificano quasi tutti i fenomi meteo e contiene l'80% della massa gassosa totale e il 99% del vapore acqueo: l'aria della troposfera è riscaldata dalla superficie terrestre ed ha una temperatura media globale di 15°C al livello del mare, che diminuisce con l'altitudine (0,65°C ogni 100m di quota) fino ai circa -60°C della tropopausa. L'aria degli strati più bassi che tende a salire genera grandi correnti convettive da cui hanno origine i venti equatoriali costanti, detti alisei le perturbazioni atmosferiche. La troposfera ha uno spessore variabile a seconda della latitudine: ai poli è spessa 8 Km, mentre raggiunge i 17 Km all'equatore. La pressione atmosferica decresce con l'altitudine secondo una legge esponenziale. Salendo in quota, oltre a pressione e temperatura, diminuisce anche il contenuto di vapore acqueo dell'aria. Ad un certo punto la temperatura si stabilizza a -60ºC circa: è la tropopausa, la zona di transizione fra troposfera e stratosfera.
La stratosfera
È lo strato atmosferico situato al di sopra della tropopausa e raggiunge un'altezza di 50-55 chilometri. Qui avviene il fenomeno chiamato “inversione termica”: cioè, mentre nella troposfera la temperatura diminuisce con l'altezza, nella stratosfera aumenta, fino al valore di 0°C. Ciò è causato dalla presenza di uno strato di ozono, la cosidetta ozonosfera, che assorbe quasi tutte le radiazioni solari ultraviolette. Nella stratosfera i componenti si presentano sempre più rarefatti, il vapore acqueo e il pulviscolo diminuiscono ruscamente, ma resistono ancora particolari tipi di nubi chiamate cirri.
La mesosfera
In questa zona, che si spinge sino a 80 Km di quota, l'atmosfera non subisce più l'influsso della superficie terrestre, ed è costante a tutte le latitudini. Non ci sono più né venti né correnti ascensionali, né nubi o perturbazioni: l'aria è completamente calma. In queste condizioni, i gas si stratificano per diffusione, e la composizione chimica media dell'aria inizia a variare man mano che si sale. L'anidride carbonica scompare rapidamente e il vapore acqueo ancora più in fretta, e anche la percentuale di ossigeno inizia a diminuire con la quota. Aumentano le percentuali di gas leggeri come elio e idrogeno. L'effetto riscaldante dell'ozono è terminato, e la temperatura diminuisce sempre più con la quota fino a stabilizzarsi, in un limite superiore della mesosfera, a circa -80ºC, denominato mesopausa.
In quest’ultimo strato hanno origine le stelle cadenti o meteore. Oltre la mesopausa, alla quota di circa 100 km, l'aria è tanto rarefatta da non opporre una resistenza tangibile al moto dei corpi, e quindi diventa possibile muoversi con un moto orbitale. Per ciò la mesopausa viene considerata il confine con lo spazio.
La termosfera
In questo strato, che si spinge sino a 500 km d’altezza, i gas presenti sono tanto rarefatti che ricevono quasi interamente la radiazione solare diretta e sono quindi in prevalenza allo stato ionizzato (insieme agli strati superiori della mesosfera, la termosfera costituisce la ionosfera terrestre). La temperatura in questo strato sale con l'altitudine, per l'irraggiamento solare, ed arriva ai 1700ºC al suo limite esterno. Al confine fra mesopausa e termosfera hanno luogo le spettacolari aurore boreali.
La composizione chimica è ancora simile a quella media, con una predominanza di azoto e ossigeno, ma cambia sempre più con l'altitudine. A circa 500 Km di quota, questi due gas cessano di essere i componenti principali dell'atmosfera, che diventano elio e idrogeno.
L’esosfera
È la parte più esterna della atmosfera terrestre, dove la composizione chimica cambia radicalmente e non ha un vero limite superiore. I suoi costituenti sono per lo più idrogeno ed elio, in maggioranza particelle del vento solare catturate dalla magnetosfera terrestre. La temperatura aumenta rapidamente con l’altezza sino a raggiungere e forse superari i 2000°C .
BiBliografia:
Giuliacci, Corazzon - Prevedere il tempo con Internet
Acot - Storia del clima
Buckley, Hopkins, Whitaker - Meteorologia
Wikipedia
