Strati della atmosfera, le sfere

Partendo dal basso verso l’alto si trovano gli strati della atmosfera: la troposfera, la stratosfera, la mesosfera, la termosfera e l’esosfera.

La Terra ha un’atmosfera relativamente spessa, composta per il 78% di azoto, per il 21% di ossigeno e per l’1% di una miscela di gas: argon e tracce di altri gas rari, anidride carbonica e acqua.

La troposfera costituisce dunque l’atmosfera inferiore, al di sopra di essa vi è l’atmosfera superiore suddivisa in: stratosfera, mesosfera e termosfera e esosfera.

La troposfera ha uno spessore di circa 12-15 Km sul livello del mare, ma tale spessore è variabile; per effetto della gravità esso è maggiore all’equatore e minore ai poli. È lo strato d’aria in cui vi sono notevoli quantità di vapore acqueo che possono condensarsi e dar luogo alle precipitazioni atmosferiche (pioggia, grandine, neve). Qui hanno origine anche le nuvole e avvengono grandi spostamenti di masse d’aria. Vi sono inoltre pulviscoli di varia origine (vulcanici, fumi e residui dovuti alle attività industriali). Con l’altitudine variano sia la temperatura che la pressione. La temperatura diminuisce con l’altezza fino ad arrivare a – 55°C. Il calore si propaga per convezione.

Gli strati della atmosfera superiore

La stratosfera è la seconda sfera, quella successiva alla troposfera. Si estende fino a 50 Km dal suolo. In questa zona sono presenti le correnti a getto, venti che viaggiano alla velocità di 400 – 500 Km/h. La temperatura cresce con l’altezza fino a raggiungere 17°C circa. In questa zona volano gli aerei ad apertura alare molto elevata e non si verificano perturbazioni atmosferiche. I gas sono molto rarefatti e la fascia compresa tra i 30 – 40 Km di altezza è detta ozonosfera perché in questa zona dell’atmosfera è presente uno strato di ozono. L’ozono è un gas particolare le cui molecole sono costituite da tre atomi di ossigeno (O₃). L’ozono si trova a circa 30 Km di altitudine. Questo gas svolge un ruolo di importanza fondamentale per la vita sulla Terra: assorbe le radiazioni ultraviolette emesse dal Sole secondo la seguente reazione:

Il calore prodotta da questa reazione fa aumentare la temperatura, che da – 50°C risale a 10 – 15°C e tale si mantiene fino in cima alla stratosfera.

Le radiazioni ultraviolette sono estremamente dannose per tutti gli esseri viventi, e l’ozono ne fa filtrare solo una piccola parte.

La presenza dello strato di ozono è importante per la funzione che svolge nei confronti dei raggi ultravioletti.

La mesosfera si estende fino a 90 Km dalla superficie terrestre ed è costituita da gas sempre più rarefatti. La sua temperatura è molto bassa e si registra tra – 60°C e – 100°C. è composta da gas ancora più rarefatti. Qui bruciano e si disintegrano le meteore, piccoli corpi solidi che provengono dallo spazio conosciute con il nome di “stelle cadenti” che precipitano ad alta velocità diventando incandescenti.

La termosfera o ionosfera si estende fino a 500 Km di altezza, la pressione atmosferica qui è bassissima ed i gas, ancora più rarefatti, danno origine a anche fenomeni particolari come le aurore boreali visibili nelle zone vicine ai poli. In questa zona radiazioni provenienti dal cosmo e dal Sole urtando contro le molecole di gas, le fanno diventare degli ioni (particelle elettrizzate); da qui il nome di ionosfera. La ionosfera riflette le onde elettromagnetiche rendendo quindi possibili le radiocomunicazioni a grandi distanze. Diversamente, la trasmissione delle comunicazioni a grande distanza non sarebbe possibile a causa della curvatura della Terra.

Nell’esosfera infine, che è la zona più esterna e che si estende per oltre 600 Km di altezza, fino ai limiti dello spazio extra-atmosferico, l’aria è molto rarefatta. Sono presenti cioè pochissime molecole e, quelle più in alto, tendono a sfuggire alla gravità e non seguono la rotazione terrestre. La sua temperatura è molto elevata e si stima che possa raggiungere se non addirittura superare i 2000°C.