La atmosfera È l'involucro gassoso che circonda la Terra ed è ad essa attaccato dalla forza di gravità. Questo strato vitale non solo contiene gas essenziali per la sopravvivenza degli esseri viventi, ma funge anche da scudo contro le radiazioni solari nocive ed è essenziale per il ciclo dell'acqua. Per saperne di più sull'importanza dell'atmosfera sul nostro pianeta, puoi visitare l'atmosfera terrestre.
Dalla sua formazione approssimativamente 4600 milioni di anni, l'atmosfera ha subito una serie di cambiamenti significativi nella sua composizione. Inizialmente, l'atmosfera era composta principalmente da anidride carbonica (CO2), con scarsa o nessuna presenza di ossigeno. Fu solo grazie all'attività fotosintetica dei primi organismi viventi che l'ossigeno cominciò ad accumularsi, creando infine un'atmosfera simile a quella che conosciamo oggi. Per saperne di più sulla composizione dell'atmosfera, vedere Questo articolo sulla composizione dell'atmosfera.
L'atmosfera può essere divisa in strati orizzontali definiti da diverse variabili, come pressione, temperatura, densità, composizione chimica y stato molecolare elettrico e magnetico. Questi strati non sono uniformi su tutto il pianeta, poiché il loro spessore e le loro caratteristiche possono variare notevolmente a seconda della posizione geografica e delle condizioni climatiche. Per quanto riguarda gli strati dell'atmosfera, un'analisi dettagliata può essere trovata in Questa risorsa sugli strati dell'atmosfera.
Di seguito una descrizione dettagliata degli strati principali dell'atmosfera, partendo dalla superficie terrestre fino allo spazio esterno:
1. Omosfera
La omosfera Si estende fino ad un'altitudine di circa 80 km. In questo primo strato la composizione chimica dei gas è relativamente uniforme. Qui si applicano le leggi dei gas ideali e si osserva una continua miscelazione dei componenti atmosferici, con conseguenti variazioni di densità e pressione a diverse altitudini. L'omosfera è il luogo in cui si sviluppano i fenomeni meteorologici e dove si verificano la maggior parte degli eventi atmosferici a noi noti. I cambiamenti nella struttura dell'atmosfera, inclusa l'omosfera, sono essenziali per comprendere il clima, quindi sentiti libero di leggere di più su Questo articolo sulla variazione della temperatura con l'altezza.
2. Eterosfera
Al di sopra dell'omosfera c'è il eterosfera, che inizia a un'altitudine di 80 km e si estende nello spazio. In questa regione la composizione chimica inizia a variare, poiché i gas più leggeri, come l'elio e l'idrogeno, tendono a trovarsi negli strati superiori, mentre i gas più pesanti, come l'ossigeno e l'azoto, si trovano più vicino alla Terra. Qui la pressione e la temperatura diminuiscono notevolmente e la miscela di gas è meno uniforme. Per informazioni sui fenomeni in questo strato, ti consigliamo di visitare Questo articolo sull'atmosfera.
L'eterosfera è divisa in diversi sottostrati: lo strato di azoto (fino a 200 km), lo strato di ossigeno atomico (tra 200 e 1.000 km) e lo strato di elio (tra 1.000 e 3.500 km). La separazione del gas avviene per diffusione, con conseguente diminuzione della densità all'aumentare dell'altitudine.
3. Troposfera
La troposfera È lo strato più vicino alla superficie terrestre, la cui altezza varia tra 9 e 18 km a seconda della posizione: più bassa ai poli e più alta all'equatore. Questa coltre d'aria non solo ospita la maggior parte della vita sulla Terra, ma contiene anche circa 75% della massa dell'atmosfera. In questo strato la temperatura diminuisce con l'altitudine, con una diminuzione media di circa 0.65 °C ogni 100 m di altitudine. Per ulteriori informazioni sul funzionamento di questi livelli, ti consigliamo di leggere Questo articolo sugli strati della Terra.
La troposfera è la zona in cui si verificano fenomeni meteorologici come pioggia, venti e tempeste. Nella parte superiore della troposfera si trova la tropopausa, che segna il confine tra la troposfera e la stratosfera, dove la temperatura rimane relativamente costante e l'attività convettiva è ridotta al minimo. Per saperne di più sui tipi di nubi che si formano in questo strato, vedere Questo articolo riguarda gli altocumuli.
4. Stratosfera
La stratosfera si estende dalla tropopausa, che si trova approssimativamente 15 km in superficie, fino alla stratopausa 50 km alto. In questo strato la temperatura comincia ad aumentare con l'altitudine, fenomeno dovuto alla presenza dell' strato di ozono. Questo strato di ozono è fondamentale perché assorbe la maggior parte delle radiazioni ultraviolette nocive del sole, proteggendo così la vita sulla Terra. Per approfondire la rilevanza di questo livello, visita Questo articolo sullo strato di ozono.
L'ozono è concentrato tra 20 e 30 km di altitudine. La stratosfera è anche il luogo in cui volano gli aerei commerciali per evitare gli effetti turbolenti della troposfera.
5. Mesosfera
Situato tra il 50 e 85 km di altitudine, il mesosfera È lo strato più freddo dell'atmosfera, con temperature che possono scendere fino a -85 ° C alla sua massima altitudine. Questo è lo strato in cui i meteoriti si disintegrano a causa dell'elevata densità atmosferica. Inoltre in questa regione si verificano fenomeni di stelle cadenti. Per saperne di più su come si verificano questi fenomeni, vedere Questo articolo spiega la formazione dei cirri.
La mesopausa è il termine usato per riferirsi al bordo superiore di questo strato.
6. Termosfera
La termosfera, che si estende da 85 km su 600 km, subisce un aumento significativo della temperatura, che può arrivare fino a 1500 ° C. In questo strato è evidente la ionizzazione dei gas, che dà origine alla formazione delle aurore boreali e australi. Quando i gas vengono ionizzati, si trasformano in particelle elettricamente cariche che influenzano le comunicazioni radio e altri sistemi tecnologici. Per capire come la temperatura varia in base all'altitudine, visita .
In questo strato orbita la Stazione Spaziale Internazionale, che funge da laboratorio di ricerca internazionale.
7. Esosfera
La esosfera È lo strato più esterno dell'atmosfera, che si estende da 600 km su 10.000 km. In questo strato i gas sono estremamente rari e si trovano allo stato atomico, il che significa che la probabilità che entrino in collisione tra loro è molto bassa. Questo strato contiene satelliti geostazionari e in orbita bassa ed è anche una regione in cui l'atmosfera inizia a fondersi con lo spazio esterno. Qui i satelliti si muovono a grande velocità e l'atmosfera è quasi inesistente.
L'esosfera ospita anche il Cinture Van Allen, che sono regioni di intensa radiazione in cui le particelle cariche vengono intrappolate dal campo magnetico terrestre. Per maggiori informazioni su come le atmosfere di altri pianeti si confrontano con la nostra, ti invitiamo a leggere Questo articolo sull'atmosfera di Giove.
Impatto del cambiamento climatico sulla struttura dell'atmosfera
Ricerche recenti hanno dimostrato che l'attività umana sta alterando la struttura dell'atmosfera. Ad esempio, il gas serra hanno causato l'espansione della troposfera e la contrazione della stratosfera. Questo fenomeno potrebbe essere responsabile dei cambiamenti nei modelli meteorologici e della frequenza degli eventi meteorologici estremi. Per una prospettiva più ampia sull'effetto dei gas serra, puoi visitare Questo articolo sulla conversione dei gas serra in pietre.
La tropopausa, che separa la troposfera dalla stratosfera, è aumentata notevolmente negli ultimi decenni, il che suggerisce che lo strato dell'atmosfera più vicino alla vita sulla Terra si sta ispessendo con l'avanzare del riscaldamento globale. Questo ispessimento potrebbe portare a una maggiore intensità delle tempeste e di altri fenomeni meteorologici.
Inoltre, l'assottigliamento della stratosfera è stato correlato a cambiamenti nella distribuzione della temperatura, dimostrando che il cambiamento climatico continua a influenzare l'atmosfera in molteplici modi, evidenziando l'urgente necessità di affrontare il problema delle emissioni di gas serra.
L'atmosfera, nella sua complessa stratificazione, non è solo una componente essenziale della vita sulla Terra, ma è anche un indicatore vitale dei cambiamenti ambientali a cui assistiamo. È fondamentale continuare a studiare e comprendere questi cambiamenti per proteggere il nostro pianeta e garantire un futuro sostenibile.
