giovedì 29 gennaio 2015

GLI STRATI DELL' ATMOSFERA TERRESTRE






GLI STRATI DELL' ATMOSFERA TERRESTRE



L'atmosfera terrestre è l'involucro di gas che riveste il pianeta Terra.
Ha una struttura piuttosto complessa e suddivisa in più strati, chiamati sfere, che dal basso in ordine di altezza sono: troposfera, stratosfera, mesosfera, termosfera, ionosfera, esosfera.
Lo studio dell'atmosfera in tutti i suoi aspetti rientra nel vasto ambito e discipline delle scienze dell'atmosfera.
Tralasciando la presenza nell'atmosfera terrestre di polveriaerosol e inquinanti di origine antropogenica (prodotti dall'uomo), essa può essere considerata come una miscela di gas avente la seguente composizione chimica media al suolo (le percentuali indicate sono in volume):
A tali gas si aggiunge il vapore acqueo (H2O), e l'ozono (O3).
Sono anche presenti, in tracce, ossidi di azoto (NO, NO2; N2O), monossido di carbonio (CO), ammoniaca (NH3), biossido di zolfo (SO2), solfuro di idrogeno (H2S).
Non tutti gli strati hanno le stesse concentrazioni di gas: ad esempio il vapore acqueo è presente quasi soltanto nella troposfera, lo strato più basso, ed è praticamente assente nella termosfera e nell'esosfera, che viceversa contengono quasi tutto l'elio e l'idrogeno.
La concentrazione del vapore acqueo in troposfera inoltre non è costante, ma varia anche sensibilmente da luogo a luogo e nel tempo in conseguenza del variare del tempo atmosferico ovvero attraverso i processi di evaporazione e condensazione, tappe intermedie del ciclo dell'acqua.
L'ozono è contenuto in massima parte nella stratosfera in cui costituisce un importante strato: l'ozonosfera.La composizione dei gas dell'atmosfera non è sempre stata quella attuale, ma durante la storia della Terra è considerevolmente variata.







LA TROPOSFERA:


La troposfera (dal greco:τροποςmodo, mutazione, cambiamento) è la fascia sferoidale aeriforme dell'atmosfera che si trova a diretto contatto con la superficie terrestre, di spessore variabile a seconda della latitudine: ai poli è spessa solamente 8 km mentre raggiunge i 20 km all'equatore. In essa sono concentrati i 3/4 dell'intera massa gassosa e quasi tutto il vapore acqueo dell'atmosfera.
È lo strato dove avvengono la maggior parte dei fenomeni di carattere meteorologico, causati dalla circolazione delle masse d'aria e che danno vita ai venti, alle nuvole e alle precipitazioni atmosferiche.
La troposfera è riscaldata principalmente dal basso ovvero dalla terra riscaldata a sua volta dalla radiazione solare. Ne deriva che la temperatura diminuisce con l'altitudine, e varia fino a raggiungere un minimo di −50 °C a 12 km di altezza.
A un certo punto la temperatura si stabilizza a −55 °C circa: è la tropopausa, la zona di transizione fra troposfera e stratosfera.
La maggior parte degli inquinanti atmosferici emessi rimane confinata nella troposfera, alcuni concentrati vicino alla superficie terrestre, altri come O3CO2CH4, sono distribuiti in modo più uniforme.
La troposfera è il luogo della vita: tutte le piante e tutti gli esseri umani vivono in essa, utilizzando alcuni dei gas che la costituiscono (ossigenoazotoanidride carbonicavapore acqueo).


LA STRATOSFERA:


La stratosfera è il secondo dei cinque strati in cui è convenzionalmente suddivisa l'atmosfera (troposfera, stratosfera, mesosferatermosfera e esosfera).
La stratosfera è caratterizzata dal fatto che in essa la temperatura aumenta leggermente con la quota, contrariamente a quanto avviene nello strato sottostante. Questo aumento di temperatura con la quota è dovuto alla dissociazione delle molecole di ozono presenti nella stratosfera. L'ozono è un gas le cui molecole sono formate da tre atomi di ossigeno: quando i raggi ultravioletti emessi dal Sole vanno a urtare contro le molecole di ozono, queste si dissolvono, ovvero i tre atomi che le compongono si dividono.
Il processo ha due effetti: la produzione di calore e l'arresto dei raggi ultravioletti che sono dannosi per la vita.
L'emanazione di calore ha effetto di riscaldare l'atmosfera circostante, per cui nella stratosfera la temperatura aumenta con la quota.
La stratosfera comincia intorno ai 12 km (8 km ai poli e 20 km all'equatore) e termina a un'altitudine di circa 50 km, dove la temperatura raggiunge un massimo di -3 gradi Celsius. Al di sopra di essa troviamo la stratopausa che è una zona di transizione che divide la stratosfera dallo strato immediatamente superiore, la mesosfera.


LA MESOSFERA:


La parola mesosfera può essere riferita a:


Nella mesosfera la temperatura dell'aria diminuisce con l'aumentare dell'altezza. Il limite superiore della mesosfera è la mesopausa, etichettato come luogo più freddo a livello naturale sulla Terra, con temperature inferiori a 130 K (pari a circa −143 °C).
I confini esatti superiori e inferiori della mesosfera variano con la latitudine e con la stagione, ma il limite inferiore della mesosfera solitamente si trova ad un'altezza di circa 50 km sopra la superficie terrestre e la mesopausa è di solito ad altezze nei pressi di 100 km.La stratosfera, mesosfera e la parte più bassa della termosfera sono indicate collettivamente come "atmosfera di mezzo".
La mesosfera è caratterizzata da una accentuata rarefazione degli elementi gassosi e da un graduale aumento di quelli più leggeri a scapito di quelli più pesanti. In questa parte dell'atmosfera la temperatura riprende a diminuire con l'altezza e raggiunge il valore minimo, variabile tra i −70 ed i 140 °C, intorno agli 80 km.


Attorno agli 80 km di quota si possono osservare, talvolta, le nubi nottilucenti, costituite probabilmente di cristalli di ghiaccio e minutissime polveri. Tali nubi sono visibili durante l'estate, al crepuscolo, e si presentano come sottili e brillanti, intensamente illuminate dagli ultimi raggi del Sole. L'osservazione di queste nubi mostra che nell'alta mesosfera esiste un complesso sistema di correnti aeree, ad andamento variabile, che dovrebbero raggiungere velocità fino a 300 km/h.








IONOSFERA:


La ionosfera è quella fascia dell'atmosfera nella quale le radiazioni del Sole, e in misura molto mino
re i raggi cosmici provenienti dallo spazio, provocano la ionizzazione dei gas componenti.
La ionosfera si estende fra i 60 e i 450 km di altitudine e dunque appartiene parzialmente sia alla mesosfera che alla termosfera. Può essere ulteriormente divisa in strati.
La ionosfera è estremamente rarefatta: pur essendo spessa centinaia di kilometri, essa contiene solamente l'1% circa della massa gassosa atmosferica complessiva. La temperatura diurna varia dai 200 K degli strati più interni ai 1500 K degli strati più esterni, maggiormente esposti al Sole. La presenza dell'illuminazione solare esercita una grande influenza sulle proprietà dei gas ionosferici, che dunque cambiano sensibilmente tra il giorno e la notte. Anche il ciclo molto più lungo dell'attività solare ha effetti sensibili sulla ionosfera.


























Emma Giulia Novelli IB