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L'atmosfera e la sua struttura
L'aria, su cui abbiamo svolto osservazioni nel capitolo precedente, è soltanto la parte a noi più vicina di quell'involucro gassoso che avvolge completamente la Terra e che viene denominato atmosfera. Tale involucro non è distaccato, ma è strettamente vincolato al globo terrestre in virtù della forza di gravita e partecipa ai movimenti della Terra: rotazione e rivoluzione.
L'atmosfera rappresenta una specie di cuscino di protezione per gli organismi che vivono sulla superfìcie terrestre, perché mitiga la violenza dei raggi solari, assorbe e disperde gradualmente il loro calore. Se non possedesse l'atmosfera, il nostro Pianeta si presenterebbe in gran parte simile alla Luna. Lo studio dell'atmosfera è molto interessante perché ci permette di capire meglio tanti fenomeni naturali che avvengono sulla superficie terrestre, come le variazioni del clima, della vegetazione, ecc.
Fino a un secolo fa la conoscenza dell'atmosfera era limitata a quelle poche notizie che si potevano attingere scalando le montagne o lanciando palloni e aquiloni. Si riteneva che lo spessore dell'atmosfera superasse appena di qualche decina di chilometri le montagne più alte, e che l'aria praticamente avesse una composizione uniforme, anche se la sua densità diminuiva con l'altitudine. E si pensava ancora che la temperatura si abbassasse progressiva¬mente fino a raggiungere il freddo più intenso negli spazi interplanetari.

I sondaggi eseguiti mediante razzi e satelliti artificiali in questi ultimi decenni hanno però rivelato che lo spessore dell'atmosfera è di oltre mille chilometri e che tale involucro gassoso è verticalmente strutturato in zone.
Quella che ci interessa maggiormente è la prima zona, chiamata troposfera. Essa si estende dal suolo fino all'altezza di circa 18 chilo¬metri all'Equatore, altezza che va a mano a mano diminuendo verso i poli, dove raggiunge soltanto 8 chilometri. In questa zona vi sono le nubi, i venti, le piogge e le altre perturbazioni atmosferiche. È la zona che comprende l'aria atmosferica di cui si è parlato nel capitolo precedente e che è un miscuglio di azoto, ossigeno, argon, anidride carbonica, vapore acqueo, pulviscolo. La troposfera è caratterizzata dal fatto che in essa con l'altitudine la temperatura de¬cresce di circa 6 gradi per ogni mille metri, fino a raggiungere, in corrispondenza del suo limite superiore all'Equatore, circa 80 gradi sotto zero.
Al di sopra della troposfera vi è la stratosfera che si estende fino a circa 40 km d'altezza. In essa cessano le perturbazioni atmosferiche e la temperatura rimane pressoché costante. Segue una zona compresa tra i 40 e i 60 chilometri, caratterizzata dalla presenza di luce crepuscolare. Viene quindi la ionosfera che raggiunge i 500 chilometri d'altezza e che è caratterizzata da particolari formazioni luminose denominate aurore boreali, e da un forte aumento di temperatura, fino a raggiungere 1700°C. La ionosfera funziona da zona-tampone fra la Terra e lo spazio cosmico perché trattiene corpuscoli e radiazioni emesse dal Sole e dalle altre stelle, radiazioni che se giungessero sulla superficie del nostro Pianeta, determinerebbero la morte di tutti gli esseri viventi.
L'ultima zona è la esosfera che si spinge fin oltre 1.000 chilometri d'altezza e che è caratterizzata da un ulteriore aumento di temperatura e da un'estrema rarefazione gassosa.

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