Scienze dell'atmosfera

Atmosfera terrestre: struttura e caratteristiche chimico-fisiche

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L’atmosfera è il fluido che avvolge il nostro pianeta, e in quanto tale ne segue il moto di rotazione e rivoluzione. Ne è quindi l’involucro più esterno, che può venire a contatto diretto con materiale cosmico e radiazioni solari.

La composizione dell’atmosfera è variabile a seconda dell’altitudine, ma è principalmente costituita da azoto (78%), ossigeno (21%), argon (0,94%) e anidride carbonica (0,035%). Quest’ultima è in grado di assorbire il calore. Se questo proviene dal suolo, causa l’effetto serra, ovvero l’imprigionamento del calore all’interno dell’atmosfera terreste. L’effetto primario è l’aumento della temperatura sul pianeta . Come la CO2, anche il vapore acqueo e il pulviscolo atmosferico, contribuiscono a questo fenomeno. Un’altra importante componente atmosferica è l’ozono (O3) che è in grado di assorbire i pericolosi  raggi UV provenienti dal sole, permettendo la vita sul pianeta.

Poichè il peso di una colonna d’aria sovrastante un punto cresce avvicinandosi al suolo*,   l’atmosfera possiede un gradiente di pressione verticale, che aumenta esponenzialmente con la diminuzione della quota . Esiste anche un gradiente di temperatura, il quale però è fortemente irregolare, con aumenti e diminuzioni legati alla natura delle molecole che si trovano ad una certa altezza. A ogni quota in cui l’andamento della temperatura cambia (ovvero diminuisce dopo che è aumentata per un certo tratto, o viceversa) si identifica una linea immaginaria chiamata pausa.

Ogni pausa permette di separare lo spazio al di sopra del suolo in diversi strati, di seguito elencati dal più vicino al più lontano dal suolo

  • Troposfera (0-20 km dal suolo)
  • Stratosfera (20-50 km dal suolo)
  • Mesosfera (50-80 km dal suolo)
  • Termosfera (80-600 km dal suolo)
  • Esosfera ( >600 km dal suolo)

 

Lo strato di ozono si trova nella stratosfera, che, insieme alla troposfera, contiene il 99% delle molecole atmosferiche. Nelle altre tre sfere i gas sono più rarefatti, ma la temperatura può arrivare anche fino a 1000°C, a causa dell’influenza del sole.

Altre zone identificabili  sono la ionosfera, in cui parte dei gas sono ionizzati, e la magnetosfera, che intrappola particelle elettriche cariche, causando il fenomeno dell’aurora boreale.

*La pressione atmosferica a livello del mare, a 45° di latitudine e ad una temperatura di 0°C ha un valore di 1 atm (atmosfera), che corrisponde a 101325 Pa e a 760 mm di mercurio

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