Strati dell'atmosfera

L'atmosfera terrestre è formata da diversi strati di gas che delineano la Terra a causa degli effetti del campo gravitazionale.

Ogni strato ha una composizione specifica di gas che sono organizzati in base alla loro densità. I gas più densi vengono avvicinati alla superficie terrestre mentre gli altri restano più lontani dal pianeta.

A causa delle diverse caratteristiche che i gas presenti, gli strati dell'atmosfera hanno le loro caratteristiche e giocano ruoli specifici nel loro rapporto con la Terra.

I cinque strati che formano l'atmosfera terrestre sono: la troposfera, la stratosfera, la mesosfera, la termosfera e l'esosfera.

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troposfera

La troposfera è lo strato più denso dell'atmosfera, e quindi il più vicino alla superficie terrestre. Si stima che la massa atmosferica totale sia 5x1018 kg e che il 75% di tale quantità si trovi nella troposfera.

Lo spessore della troposfera varia da 8 km a 14 km, a seconda della regione della Terra. I punti più fini (dove lo spessore raggiunge gli 8 km) si trovano ai poli nord e sud.

Poiché è lo strato più basso dell'atmosfera, la troposfera è responsabile di ospitare la vita sul pianeta, ed è anche il luogo in cui si verificano quasi tutti i fenomeni climatici. Il termine troposfera deriva dai tropi greci (cambiamento) per riflettere la natura dinamica del cambiamento climatico e il comportamento di questo strato dell'atmosfera.

La regione della troposfera che delimita la sua fine e l'inizio della stratosfera è chiamata tropopausa. La tropopausa è facilmente identificabile attraverso i diversi modelli di pressione e temperatura di ciascuno degli strati.

Composizione della troposfera

In termini di volume, la troposfera è composta da 78, 08% di azoto, 20, 95% di ossigeno, 0, 93% di argon e 0, 04% di biossido di carbonio. L'aria è anche composta da una percentuale variabile di vapore acqueo che entra nella troposfera attraverso il fenomeno dell'evaporazione.

Temperatura nella troposfera

Come la pressione, anche la temperatura nella troposfera diminuisce all'aumentare dell'altitudine. Questo perché il terreno assorbe la maggior parte dell'energia solare e riscalda i livelli più bassi della troposfera. Pertanto, considerando che l'evaporazione è maggiore nelle zone più calde, il vapore acqueo è più presente a livello del mare e più raro a quote più elevate.

Cosa si può trovare nella troposfera?

Alcuni esempi di ciò che può essere trovato nella troposfera sono:

clima
Precipitazioni come pioggia, neve e grandine;
Gas come azoto, ossigeno, argon e anidride carbonica
nuvole
pollame

stratosfera

La stratosfera è il secondo strato più grande dell'atmosfera e anche il secondo più vicino alla superficie terrestre. Si stima che contenga circa il 15% della massa totale della Terra nell'atmosfera.

Lo spessore della stratosfera è a 35 km dalla tropopausa, il che significa che si trova tra la troposfera e la mesosfera. Il termine stratosfera deriva dallo strato greco (strato), per designare il fatto che la stessa stratosfera è suddivisa in altri strati più piccoli.

Gli strati della stratosfera si formano a causa dell'assenza di fenomeni climatici che mescolano l'aria. Quindi, c'è una chiara divisione tra l'aria fredda e pesante, che si trova al di sotto, e l'aria calda e leggera situata sopra. Quindi, in termini di temperatura, la stratosfera funziona in modo contrario alla troposfera

Essendo una regione altamente stabile (perché non ci sono cambiamenti d'aria), i piloti di aerei tendono a rimanere all'inizio della stratosfera per evitare turbolenze. È a questa altitudine che aeroplani e palloni raggiungono la massima efficienza.

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Alcuni velivoli, in particolare aerei a reazione, salgono nella stratosfera per evitare attriti e cambi d'aria.

La stratosfera contiene anche il noto strato di ozono, responsabile dell'assorbimento della maggior parte della radiazione ultravioletta emessa dal sole. Senza lo strato di ozono, la vita sulla Terra, come la conosciamo, non sarebbe possibile.

Come la troposfera, anche la stratosfera ha una regione che ne delimita la fine e segna l'inizio della mesosfera, chiamata stratopausa.

Composizione della stratosfera

La maggior parte degli elementi trovati sulla superficie terrestre e nella troposfera non raggiungono la stratosfera. Invece, è comune per loro:

decomposizione nella troposfera
essere eliminato dalla luce solare
essere riportato sulla superficie della Terra attraverso la pioggia o altre piogge

A causa dell'inversione della dinamica della temperatura tra la troposfera e la stratosfera, non vi è quasi nessuno scambio d'aria tra i due strati, causando l'esistenza di vapore acqueo solo in quantità minime nella stratosfera. Per questo motivo, la formazione di nuvole in questo strato è estremamente difficile.

Per quanto riguarda i gas, la stratosfera è formata prevalentemente dall'ozono presente nello strato di ozono. Si ritiene che il 90% di tutto l'ozono nell'atmosfera si trovi in questa regione. Inoltre, la stratosfera contiene elementi trasportati da eruzioni vulcaniche come ossidi di azoto, acido nitrico, alogeni, ecc.

Temperatura nella stratosfera

La temperatura nella stratosfera aumenta all'aumentare dell'altitudine, variando da -51 ° C al punto più basso (tropopausa) a -3 ° C nel punto più alto (stratopausa).

Cosa si può trovare nella stratosfera?

Alcuni esempi di ciò che può essere trovato nella stratosfera sono:

Strato di ozono
Aeroplani e palloni climatici
Alcuni uccelli

mesosfera

La mesosfera è l'ultimo strato atmosferico in cui i gas sono ancora miscelati nell'aria e non organizzati dalla loro massa. È considerato dalla scienza il livello più difficile da studiare, quindi ci sono poche informazioni confermate a riguardo.

Lo spessore della mesosfera è anche di 35 km, contato dalla stratopausa, il che significa che si trova tra la stratosfera e la termosfera. Il termine mesosfera deriva dal mesos greco (al centro), essendo il terzo dei cinque strati dell'atmosfera terrestre

I palloni climatici e gli aerei non sono in grado di raggiungere il livello più alto raggiunto nella mesosfera. Allo stesso tempo, i satelliti sono in grado solo di orbitare sopra di esso in un modo che non possono misurare correttamente le caratteristiche del livello. L'unico modo per studiare la mesosfera oggi è attraverso l'uso di razzi sonici che raccolgono poche informazioni per missione.

È nella mesosfera che la combustione dei corpi celesti entra nell'atmosfera terrestre, dando origine a fenomeni come le piogge di meteoriti.

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La pioggia di meteore si verifica quando un corpo celeste entra nell'atmosfera terrestre. A causa della temperatura molto alta, il corpo celeste brucia e generalmente si dissolve in diversi pezzi più piccoli.

Composizione della mesosfera

La percentuale di ossigeno, azoto e anidride carbonica nella mesosfera è essenzialmente la stessa di quella degli strati sottostanti. Il vapore acqueo è ancora più raro che nella stratosfera, che a sua volta trasferisce una porzione di ozono nella mesosfera.

La mesosfera ha anche materiale proveniente da meteore che si vaporizzano entrando nell'atmosfera. Pertanto, la mesosfera è anche composta da una quota relativamente elevata di ferro e altri metalli.

Temperatura nella mesosfera

La temperatura nella mesosfera diminuisce all'aumentare dell'altitudine, variando da -3 ° C al punto più basso (stratopausa) a -143 ° C nel punto più alto, la mesopause, la regione più fredda dell'intera atmosfera terrestre.

Cosa si può trovare nella stratosfera?

Alcuni esempi di ciò che può essere trovato nella stratosfera sono:

Mezzi di combustione
Nuvole nottilucenti (un tipo speciale di nuvole che brillano di notte)

termosfera

La termosfera si trova sopra la mesosfera e sotto l'esosfera. Il suo spessore è di circa 513 km, cioè molto più grande di tutti gli strati inferiori combinati.

Sebbene la termosfera sia considerata parte dell'atmosfera terrestre, la densità dell'aria è così bassa che la maggior parte dello strato viene erroneamente vista come spazio siderale. Questa idea è rafforzata dal fatto che lo strato non ha abbastanza molecole per far viaggiare le onde sonore.

Nella termosfera, la radiazione ultravioletta causa i fenomeni di fotoionizzazione delle molecole, cioè la creazione di ioni attraverso il contatto tra un fotone e un atomo. Questo fenomeno è responsabile della creazione della ionosfera, situata all'interno della termosfera. La ionosfera svolge un ruolo importante nella propagazione delle onde radio in regioni lontane della Terra.

È nella termosfera che orbita attorno ai satelliti e alla Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Inoltre, è nella termosfera che si verifica l'aurora boreale.

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L'aurora boreale avviene con la collisione di particelle solari con la densità atmosferica terrestre.

La parola termosfera deriva dal termine greco thermos, che riflette il fatto che le temperature sono estremamente alte in questo strato.

Il confine tra la termosfera e l'esosfera è chiamato termopause.

Composizione della termosfera

A differenza degli strati sottostanti, in cui i gas si mescolano, nella termosfera le particelle si scontrano raramente, determinando una divisione uniforme degli elementi. Inoltre, gran parte delle molecole presenti nella termosfera sono interrotte dalla luce solare.

Nelle parti superiori della termosfera sono composti da ossigeno atomico, azoto atomico ed elio.

Temperatura della termosfera

La temperatura nella termosfera può variare tra 500 ° C e 2000 ° C. Questo perché tanta luce solare è assurda in questo strato.

Cosa si può trovare nella termosfera?

Alcuni esempi di ciò che può essere trovato nella termosfera sono:

satelliti
In passato, lo space shuttle
ISS
Aurora boreale
ionosfera

exosphere

L'esosfera è il più grande strato più esterno dell'atmosfera terrestre. Si estende per 600 km finché non si restringe e si confonde con lo spazio interplanetario. Questo rende il suo spessore è di 10000 km. Il confine più lontano dell'esosfera raggiunge la metà della luna.

Il termine esosfera deriva dal greco exo (esterno), che segna il fatto che questo è l'ultimo strato atmosferico prima del vuoto spaziale.

Composizione dell'esosfera

Le particelle nell'ecosfera sono estremamente distanti e quindi non sono classificate come gas perché la densità è troppo bassa. È possibile che una particella viaggi per centinaia di miglia finché non collide con un'altra. Inoltre, non sono considerati plasma perché non sono caricati elettricamente.

Nelle regioni inferiori dell'esosfera, è possibile trovare idrogeno, elio, anidride carbonica e ossigeno atomico, rimanendo minimamente legati alla Terra dal campo gravitazionale.