Concetti Chiave
- L'atmosfera terrestre è un involucro gassoso che assorbe calore, supporta la vita e influisce sul clima e sui processi geologici.
- L'aria nella bassa troposfera è composta principalmente da azoto e ossigeno, con tracce di argon e biossido di carbonio, e contiene vapore d'acqua variabile.
- L'atmosfera è suddivisa in diverse zone, ognuna con caratteristiche uniche, come la troposfera, dove avvengono i fenomeni meteorologici, e la stratosfera, che contiene l'ozonosfera.
- L'ozonosfera funge da filtro contro i raggi UV, mantenendo un equilibrio tra la formazione e la distruzione di molecole di ozono.
- Le radiazioni solari sono essenziali per l'atmosfera, generando un effetto serra naturale che riscalda l'aria attraverso l'energia termica irradiata dalla Terra.
Qual è l'atmosfera terrestre?
L’atmosfera è un involucro gassoso che circonda la Terra, sottoposta alla forza di gravità. Essa assorbe e trasmette il calore, rende possibile la vita, influisce sul clima e nei processi di sedimentazione di alcuni minerali, partecipa al ciclo idrologico e filtra le radiazioni solari.
L’atmosfera è costituita da una miscela di gas, comunemente chiamata aria, che diventa sempre più rarefatta con l’aumentare della quota.
Composizione dell'aria
L’aria presente nella bassa troposfera è composta per il 78% da azoto inerte, 21% da ossigeno, meno dell’1% da argo e per 0,03% da biossido di carbonio a cui si aggiunge una quantità variabile di vapore d’acqua.
L’aria che contiene vapore acqueo viene detta aria umida, quella che ne è priva è detta aria secca.
In genere, è presente anche il pulviscolo atmosferico: polline, scorie ed altre sostanze naturali (ceneri vulcaniche, sabbia).
Nell’alta troposfera l’aria diventa più rarefatta e prevalgono gas più leggeri come idrogeno ed elio.
Struttura dell'atmosfera
Considerando l’andamento della temperatura, l’atmosfera può essere suddivisa in zone, separate da discontinuità, chiamate pause, in cui si verifica un inversione del gradiente termico.
-Troposfera: zona a contatto con la superficie terrestre in cui si verificano i fenomeni meteorologici. In essa è concentrata la maggioranza della massa dei gas e la sua temperatura diminuisce con l’aumentare della quota, perché i gas non sono riscaldati direttamente dai raggi solari, ma dal calore irraggiato dal suolo (effetto piastra).
-Stratosfera: si trovano tracce di vapore acqueo che formano delle sottili nubi, le madreperlacee. La temperatura aumenta con la quota a causa della presenza dell’ozonosfera, che assorbe i raggi ultravioletti.
-Mesosfera: si disintegrano i meteoriti, la temperatura diminuisce notevolmente.
-Termosfera: chiamata anche ionosfera, perché in questa zona i gas vengono ionizzati. Hanno luogo le aurore polari. La temperatura cinetica delle particelle è molto elevata ma, a causa dell’enorme distanza tra di esse, il calore non può propagarsi.
-Esosfera: zona senza confine.
Funzione dell'ozonosfera
L’ozonosfera è uno strato dell’atmosfera nel quale è presente un’alta concentrazione di ozono (O3).
I raggi UV provenienti dal Sole rompono i legami dell’ossigeno molecolare O2 e lo trasformano in ossigeno atomico O, molto reattivo che può legarsi ad altro ossigeno molecolare, formando l’ozono, instaurando un ciclo di formazione e rottura delle molecole di ozono. In questo modo nell’ozonosfera si osserva un equilibrio dinamico: la quantità di ozono rimane sempre costante.
L’ozonosfera funge da barriera nei confronti dei raggi UV che, quando perdono energia, che si trasforma in calore aumentando la temperatura della zona, rompendo i legami dell’ozono e dell’ossigeno, non riescono a raggiugere la Terra.
Magnetosfera e fasce di Van Allen
La magnetosfera si estende oltre l’esosfera ed è costituita da particelle cariche provenienti dal vento solare e attratte dal campo magnetico terrestre.
Le particelle del vento solare, rimbalzano con quelle ancora presenti nell’alta atmosfera, e si concentrano in due zone: le fasce di Van Allen, che proteggono la Terra dalle radiazioni solari. Una è costituita da protoni e una da elettroni, la cui concentrazione massima si ha al di sopra delle zone equatoriali e va annullandosi verso i poli. A volte, quando si verifica una tempesta solare, le particelle possono arrivare fino alla termosfera provocando le aurore polari.
Radiazioni solari e effetto serra
La principale fonte di energia per l’atmosfera sono le radiazioni solari, chiamate onde corte a causa della loro lunghezza d’onda.
Il 49% delle radiazioni solari viene assorbito dall’atmosfera, il 4% viene respinto, e soltanto il 47% viene effettivamente assorbito dalla superficie della Terra che, a sua volta, irradia energia sotto forma di radiazioni a onde lunghe. In questo modo l’energia termica proveniente dalla Terra viene assorbita dai gas atmosferici e riscalda l’aria. Questo fenomeno è noto come effetto serra naturale.
Domande da interrogazione
- Qual è la composizione principale dell'aria nella bassa troposfera?
- Quali sono le principali zone in cui è suddivisa l'atmosfera?
- Qual è la funzione principale dell'ozonosfera?
- Cosa sono le fasce di Van Allen e quale ruolo svolgono?
- Come avviene l'effetto serra nell'atmosfera?
L'aria nella bassa troposfera è composta per il 78% da azoto, 21% da ossigeno, meno dell'1% da argon e per 0,03% da biossido di carbonio, con una quantità variabile di vapore d'acqua.
L'atmosfera è suddivisa in cinque zone: troposfera, stratosfera, mesosfera, termosfera (o ionosfera) ed esosfera, ognuna con caratteristiche e andamenti di temperatura distintivi.
L'ozonosfera funge da barriera contro i raggi UV, assorbendo la loro energia e trasformandola in calore, proteggendo così la Terra da radiazioni dannose.
Le fasce di Van Allen sono zone di particelle cariche, protoni ed elettroni, che proteggono la Terra dalle radiazioni solari, concentrandosi maggiormente sopra le zone equatoriali.
L'effetto serra naturale si verifica quando l'energia termica irraggiata dalla superficie terrestre viene assorbita dai gas atmosferici, riscaldando l'aria e contribuendo al mantenimento della temperatura terrestre.
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