APPUNTI sull'ATMOSFERA

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La composizione chimica dell’atmosfera

La superficie terrestre si trova immersa in una miscela di gas che avvolge la Terra come un involucro, l’atmosfera. L'atmosfera odierna è composta per circa i 4/5 da azoto e per circa 1/5 da ossigeno, accanto a numerosi altri componenti minori, tra cui argo, vapore acqueo ed anidride carbonica. I gas vengono trattenuti intorno al pianeta dalla forza di gravità e circa il 99% della loro massa si trova nei primi 40 km di altezza, mentre a quote superiori diventa sempre più rarefatta.

Oltre ai gas citati, nell'atmosfera sono presenti anche particelle solide finissime, costituite da ceneri vulcaniche, spore di funghi e batteri, granuli di polline, fuliggine (proveniente da processi di combustione), che nel loro insieme costituiscono il pulviscolo atmosferico.

Inoltre, la combustione di rilevanti quantità di combustibili fossili libera nell'aria sostanze quali monossido di carbonio, diossido di zolfo ed ossidi di azoto.

Le caratteristiche dell’atmosfera e la sua struttura

Le caratteristiche dell'atmosfera variano con la distanza che si crea con il suolo e per questo motivo viene divisa in diversi strati:

·         L'esosfera, la parte più esterna; qui la temperatura è approssimativamente di 700°C, ma può variare da 300°C (minimo di irradiazione solare) a 1700°C (massimo).

·         La termosfera, da 80 a 500 km di altezza, costituisce insieme alla mesosfera la ionosfera; in questa zona le molecole di gas si trovano allo stato di ioni. Queste particelle ionizzate sono molto importanti per le telecomunicazioni poiché riflettono verso la superficie terrestre alcune trasmissioni radio. Inoltre ci protegge dalla caduta di piccoli meteoriti in quanto l’alta temperatura, insieme con l’attrito sviluppato dalle molecole dei gas, brucia la quasi totalità dei detriti diretti verso la terra. È anche sede del fenomeno delle aurore polari.

·         La mesosfera si trova tra i 50 e gli 80 km di altezza ed è caratterizzata da una temperatura che può raggiungere i -90°C; è divisa dalla termosfera dalla mesopausa.

·         La stratosfera va da 10 a 50 km di altezza; l’ozono gioca un importante ruolo nella regolazione della temperatura della stratosfera, in quanto l’energia solare viene da loro convertita in energia cinetica, favorendo così un riscaldamento della stratosfera. Lo strato di ozono è localizzato ad una altitudine compresa tra i 20 e i 30 Km.

·         La troposfera significa "regione di mescolamento" ed è così chiamata a causa delle vigorose correnti d’aria al suo interno. È lo strato più vicino alla Terra: va da 0 a 10 Km di altezza. Una stretta zona chiamata tropopausa separa la troposfera dalla stratosfera.

La temperatura: concetti generali

La temperatura dell’aria non è mai costante, ma varia nel tempo e nello spazio. Le variazioni di temperatura nel tempo prendono il nome di escursioni termiche; queste a loro volta vengono distinte in due tipologie:

·         Escursioni termiche stagionali: variazioni di temperatura nell’arco dell’anno.

·         Escursioni termiche giornaliere: variazioni di temperatura nell’arco della giornata.

La temperatura media giornaliera è la media tra le temperature massima e minima della giornata.

La temperatura media di un giorno è la media di TUTTE le temperature misurate in quel giorno.

La media di un periodo è data dalla media delle medie giornaliere. Quindi la temperatura media di un mese è la media delle 28/29/30/31 medie giornaliere.

La pressione atmosferica: concetti generali

La pressione atmosferica è la forza esercitata su qualsiasi punto dell'atmosfera terrestre o più precisamente "il peso esercitato da una colonna d'aria alta quanto l'atmosfera". La sua unità di misura è l'ettopascal (hPa). Essa varia al calore, alla quota, alla latitudine ed alla percentuale di umidità.

L’umidità dell’aria

Nell’atmosfera è sempre contenuta una certa quantità di acqua, in parte allo stato solido e liquido (nubi), in parte allo stato gassoso. La quantità di vapore acqueo contenuta nell’aria costituisce l’umidità atmosferica.

Le nubi e le precipitazioni

Le nubi sono costituite da minuscole gocce d'acqua o da cristalli di ghiaccio della dimensione da 1 a 100 micron. Si formano per condensazione: quando l'acqua terrestre evapora, si trasforma in vapore acqueo che risale nell'atmosfera raffreddandosi, per condensarsi attorno a piccole impurità, generando goccioline d'acqua o cristalli di ghiaccio.

La pioggia si forma quando, all'interno di una nube, il vapore acqueo si condensa in goccioline che si incontrano e si fondono dando origine a gocce di maggiori dimensioni.

La grandine si forma quando le gocce di pioggia sono spinte da forti correnti verso l'alto, dove solidificano, e poi verso il basso dove fondono in parte. A ogni salita o discesa si forma un nuovo strato di ghiaccio e il chicco aumenta di dimensioni.

La neve si ha quando in una nube molto fredda il vapore si trasforma in cristalli che formano fiocchi.

La meteorologia e le previsioni del tempo

La meteorologia studia le variazioni delle condizioni atmosferiche nel breve periodo.

Le osservazioni meteorologiche si basano sulla misurazione istantanea o continua ad intervalli ravvicinati di tempo di tutti gli elementi principali del clima: i parametri che generalmente vengono tenuti sotto controllo sono la temperatura, la piovosità, l’intensità e la direzione del vento. Altri parametri sono l’umidità dell’aria e la pressione atmosferica.

Le osservazioni si possono compiere:

·         al suolo (stazioni meteorologiche)

·         nell’atmosfera (palloni sonda)

·         telerilevamento da satellite

Esistono diversi tipi di previsioni meteorologiche:

·         a breve termine: 1-2 giorni (attendibilità del 70-90%)

·         a medio termine: circa una settimana (attendibilità 60%)

·         a lungo termine: validità di 2-3 settimane (modelli previsionali, nessuna attendibilità)

Il sistema climatico: tempo meteorologico e clima

Il clima è l’insieme delle condizioni atmosferiche (temperatura, umidità, precipitazioni, venti) che caratterizzano una determinata regione geografica. Il clima di una regione influenza la vita dei vegetali e degli animali, le attività economiche, le abitudini e la cultura dei popoli che vi abitano. La climatologia si occupa dello studio del clima e delle sue variazioni nel lungo periodo.

Gli elementi del clima

Come già detto, gli elementi che influenzano il clima sono: pressione, temperatura e umidità. I fattori che lo influenzano invece sono: la latitudine, l'altitudine, i rilievi circostanti, i mari, i fiumi ed i laghi.