L'atmosfera terrestre: composizione, struttura e importanza per la vita

L'ATMOSFERA

L'atmosfera è uno strato di gas e particelle che circonda il nostro pianeta e si estende per oltre 1000 chilometri di altezza. È composta principalmente da azoto, ossigeno, argon e altri gas, oltre al vapore acqueo. Questo sottile involucro aeriforme serve a proteggere gli esseri viventi dalle radiazioni solari e dall'impatto di corpi provenienti dallo spazio, come i meteoroidi. Inoltre, l'atmosfera è responsabile della formazione delle aurore polari e delle nubi nottilucenti.

GLI STRATI DELL'ATMOSFERA

• La TROPOSFERA è lo strato più vicino alla superficie terrestre e contiene la maggior parte del vapore acqueo e dell'ossigeno
• La STRATOSFERA ospita l'OZONOSFERA, uno strato di ozono che protegge la Terra dai raggi ultravioletti nocivi.
• La MESOSFERA è lo strato più freddo dell'atmosfera
• La TERMOSFERA è quella in cui si formano le aurore polari
• l'ESOSFERA è lo strato più esterno dell'atmosfera, dove finisce lo spazio cosmico.

GLI STRATI DELL'ATMOSFERA: Composizione

sono 5 ESOSFERA alta oltre 700 km ha pochi atomi e sfuma nello spazio nella paste superiore: -temperatura oltre 1000 Cº -molecole sono poco dense TERMOSFERA da 700 km a 80 km nella parte inferiore: i raggi ultravioletti del Sole ionizzano gli atomi cioè separano i loro componenti, formando il PLASMA, un gas di particelle con carica elettrica MESOSFERA tra 80 km e 50 km è freddissima, intorno a -100 °C. L'aria è densa da frenare le meteore STRATOSFERA da 50 km a 12 km si trova uno strato di ozono che assorbe i raggi ultravioletti che, se arrivassero al suolo, sarebbero dannosi per gli esseri viventi -è lo strato più denso -contiene il 90% di tutta l'aria -qui avvengono i fenomeni atmosferici TROPOSFERA da 12 km fino al suolo -in alta quota temperatura a -50C° che scende verso il livello del mare

L'IMPORTANZA DELL'ATMOSFERA

L'atmosfera è fondamentale per la vita sulla Terra. Oltre a proteggere gli esseri viventi dalle radiazioni solari e dagli impatti di corpi provenienti dallo spazio, l'atmosfera regola anche la temperatura del pianeta e permette la formazione delle nubi e delle precipitazioni. Inoltre, l'atmosfera è un importante serbatoio di gas essenziali per la vita, come l'ossigeno e il carbonio. Senza di essa, la vita sulla Terra non sarebbe possibile.

LA TEMPERATURA DELL'ARIA

La temperatura dell'aria (cosi come il suo riscaldamento) è influenzata principalmente dalla radiazione solare incidente. Questa radiazione viene assorbita in parte dall'atmosfera e dalle nubi, ma solo una piccolissima frazione viene emessa dalla Terra. Grazie all'effetto serra dei gas atmosferici, la superficie del pianeta viene riscaldata e resa abitabile.

LA RADIAZIONE SOLARE

La radiazione solare è la principale fonte di energia che riscalda la Terra e l'aria. Viene fornita dal Sole e viene assorbita in parte dall'atmosfera e dalle nubi, ma solo una piccolissima frazione viene emessa dalla Terra. Questa radiazione è composta da radiazioni elettromagnetiche e viene deviata dai gas atmosferici.

L'EFFETTO SERRA

L'effetto serra è il processo grazie al quale i gas atmosferici deviano la radiazione solare incidente, riscaldando la superficie del pianeta e rendendola abitabile .. L'effetto serra permette di mantenere una temperatura media sulla Terra di circa 15º C. Questo avviene grazie ai gas serra presenti nell'atmosfera, come l'anidride carbonica, il vapore acqueo, il metano e l'ozono. Senza l'effetto serra, la temperatura media sulla Terra sarebbe di circa -20º C, trasformando il pianeta in un deserto di ghiaccio.

L'EFFETTO SERRA: Diagramma

ATMOSFERA Sole Alcune radiazioni solari 3 sono riflesse dall'atmosfera e dalla superficie terrestre 6 Una parte dei raggi infrarossi passa attraverso l'atmosfera e si perde nello spazio. 1 I raggi solari passano attraverso l'atmosfera. Radiazione solare in uscita: 103 watt per m2 Radiazione solare in arrivo: 343 watt per m2 GAS SERRA 2 Radiazione solare in arrivo: 240 watt per m2 5) Una parte dei raggi infrarossi è assorbita e riemessa dalle molecole del gas serra. L'effetto diretto è il riscaldamento della superficie terrestre e della troposfera. La superficie si riscalda ed emette di nuovo raggi infrarossi. 4 L'energia solare è assorbita dalla superficie della Terra e la riscalda ... 168 watt per m2 .. ed è convertita in calore, provocando l'emissione di raggi infrarossi verso l'atmosfera TERRA

GAS SERRA

I gas serra sono sostanze presenti nell'atmosfera che contribuiscono all'effetto serra. Tra i principali gas serra troviamo l'anidride carbonica, il vapore acqueo, il metano e l'ozono. Questi gas sono fondamentali per mantenere una temperatura media sulla Terra adatta alla vita, ma l'aumento delle loro concentrazioni a causa dell'inquinamento sta portando ad un innalzamento delle temperature globali.

L'ALBEDO

L'albedo è la percentuale di radiazione solare che viene riflessa da una superficie verso lo spazio. Questa percentuale dipende dalle caratteristiche della superficie, come ad esempio la presenza di laghi, fiumi o ghiacciai. In media: il 55% della radiazione solare viene riflessa dalla Terra restante 45% viene assorbito dall'atmosfera e dalle nubi.

VARIAZIONE DELLA TEMPERATURA DELL'ARIA

La temperatura dell'aria varia in base alla latitudine dei luoghi:

• Più ci si avvicina ai poli, più la temperatura scende
• Nei luoghi vicini all'Equatore si ha un clima tropicale.

Questa differenza di temperatura è causata dalla quantità di energia solare assorbita dai luoghi, che dipende dalla loro vicinanza all'acqua e dalla presenza di boschi e grandi laghi.

CLIMA POLARE

Il Polo Nord e il Polo Sud sono caratterizzati da un clima polare, con temperature molto basse a causa della loro vicinanza ai poli. In questi luoghi, la quantità di energia solare assorbita è minore rispetto ad altre zone, a causa della curvatura della Terra. Inoltre, la presenza di ghiaccio e neve contribuisce a mantenere basse le temperature.

CLIMA TEMPERATO

A circa 45 gradi di latitudine, si trovano i luoghi con un clima temperato. In questi luoghi, la temperatura è influenzata dalla vicinanza all'acqua e dalla presenza di boschi e grandi laghi, che assorbono molta energia solare e rilasciano vapore acqueo. La temperatura in questi luoghi è generalmente più mite rispetto ai poli e all'Equatore.

LA PRESSIONE ATMOSFERICA

La pressione atmosferica è la forza esercitata dall'atmosfera sulla superficie terrestre. Questa varia in base all'altitudine e alla temperatura, ed è influenzata dagli anticicloni e dai cicloni presenti nella regione. I meteorologi utilizzano la pressione atmosferica per prevedere il tempo, tenendo conto dei valori registrati a una determinata altitudine e temperatura. La pressione atmosferica viene misurata in millibar e viene rappresentata sulle carte meteorologiche tramite le isobare.

PRESSIONE DELL'ARIA

ALTITUDINE TEMPERATURA 4

LE ISOBARE

Le isobare sono linee che collegano i punti con lo stesso valore di pressione atmosferica in un dato momento. Queste linee sono utilizzate per studiare la distribuzione della pressione atmosferica sulla superficie terrestre e vengono tracciate su una carta geografica. Le isobare variano in base all'altitudine, agli anticicloni e ai cicloni presenti nella regione. I meteorologi utilizzano le isobare per prevedere il tempo in una determinata regione, tenendo conto della posizione e degli spostamenti delle aree di alta e bassa pressione.

ISOBARE: Esempio

988 1020- 980 1016 B -984 996 1008 1000- -1012- 1028 A A 1024 1020 -1024- 1016 1012- A B B 1016 PIÙ AUMENTA, MENO PESA L'ARIA 17/01/21 15:36:25 976 -992~ ~1004 1016-

CICLONI E ANTICICLONI

Gli anticicloni e i cicloni sono aree di alta e bassa pressione atmosferica rispettivamente:

• Gli anticicloni sono caratterizzati da un'alta pressione e portano generalmente bel tempo
• i cicloni sono caratterizzati da una bassa pressione e portano cattivo tempo.

I meteorologi utilizzano le carte delle isobare per individuare la posizione e gli spostamenti di queste aree, al fine di prevedere il tempo in una determinata regione.

CICLONE E ANTICICLONE: Rappresentazione

Aria calda che sale Aria fredda che scende L H Convergenza Divergenza CICLONE ANTICICLONE PIU' PESO MENO PESO ANTICICLONE CICLONE ISOBARE DI SUPERFICIE 1010 hPa 1005 hPa 1015 hPa A B 1005 hPa 995 hPa 1000 hPa

I VENTI

I venti sono movimenti di masse d'aria che si spostano dalle zone di alta pressione a quelle di bassa pressione. Se la Terra non ruotasse su se stessa, i venti si muoverebbero parallelamente al terreno. Tuttavia, a causa della rotazione terrestre, le masse d'aria vengono deviate a destra nell'emisfero settentrionale e a sinistra nell'emisfero meridionale. Questa deviazione è causata dalla forza di Coriolis. La velocità del vento dipende dalla differenza di pressione tra le zone di alta e bassa pressione.

VENTI: Rappresentazione

ALTA PRESSIONE BASSA PRESSIONE ARIA FREDDA e.nes vento ad alta quota LeMieSch vento a bassa quota ARIA CALDA VENTI POLARI ALISEI ALISEI VENTI POLARI*

LA FORZA DI CORIOLIS

La forza di Coriolis è la forza che causa la deviazione delle masse d'aria verso destra nell'emisfero settentrionale (nord) e verso sinistra nell'emisfero meridionale (sud). Questa forza è causata dalla rotazione terrestre e influenza la direzione dei venti. Senza la forza di Coriolis, i venti si muoverebbero parallelamente al terreno.

FORZA DI CORIOLIS: Diagramma

Polo nord percorso dell'oggetto se non fosse deviato percorso dell'oggetto deviato dalla forza di Coriolis rotazione terrestre N N 4 Equatore 7 S verso destra nell'emisfero Nord verso sinistra in quello sud è una forza apparente è fondamentale per la circolazione di venti e correnti forza di Coriolis i corpi liberi mantengono la velocità di rotazione del parallelo di partenza, quindi subiscono delle deviazioni rispetto alla superficie della Terra

Effetto di Coriolis sui venti

H L L Polar Easterlies H H Westerlies L L Alisei Alisei H H Westerlies L Polar Easterlies L H A causa della rotazione terrestre i venti deviano verso destra nell'emisfero Nord e verso sinistra nell'emisfero sud. Westerlies = venti da ponente Easterlies = Venti da levante Giuseppe Dalba 2006