L'atmosfera terrestre

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L'atmosfera terrestre, con i suoi gas come azoto e ossigeno, e la stratificazione in cinque strati, gioca un ruolo cruciale nel clima e nei fenomeni meteorologici. La troposfera, la stratosfera con la fascia di ozono, la mesosfera, la termosfera e l'esosfera sono fondamentali per la vita sulla Terra e influenzano il tempo meteorologico, il bilancio energetico e l'effetto serra.

Riassunto

Schema

Composizione e Struttura dell'Atmosfera Terrestre

L'atmosfera terrestre è una miscela di gas, prevalentemente azoto (circa il 78%) e ossigeno (circa il 21%), con tracce di argon, anidride carbonica (0,04%) e altri gas. Il vapore acqueo, pur non essendo un componente fisso, è fondamentale per il clima e varia in concentrazione dallo 0% al 4%. La presenza di gas come il metano e l'ozono, seppur in quantità minori, è cruciale per il mantenimento della vita e la protezione dai raggi ultravioletti. La gravità terrestre trattiene l'atmosfera, che si assottiglia con l'aumento dell'altitudine. La maggior parte dei gas atmosferici si trova nella troposfera, lo strato più vicino alla superficie terrestre, che si estende fino a circa 8-15 km di altitudine. Oltre la troposfera, la concentrazione di gas come il vapore acqueo diminuisce notevolmente, e la composizione dell'aria cambia significativamente, con un incremento relativo di gas leggeri come l'idrogeno e l'elio nelle regioni più alte dell'atmosfera.

Pallone meteorologico bianco in ascensione nel cielo azzurro con strumentazione grigia attaccata, circondato da nuvole sottili e cime di alberi sfocate.

Stratificazione dell'Atmosfera e Fenomeni Meteorologici

L'atmosfera terrestre è stratificata in cinque strati principali, ciascuno con caratteristiche termiche distinte. La troposfera è il primo strato, dove si verificano i fenomeni meteorologici e dove la temperatura diminuisce con l'altitudine. La stratosfera segue, con la presenza della fascia di ozono che assorbe la radiazione ultravioletta, causando un aumento della temperatura con l'altitudine. La mesosfera, caratterizzata da temperature decrescenti con l'altitudine, è lo strato dove si disintegrano la maggior parte dei meteoroidi. La termosfera, con temperature crescenti, è il dominio delle aurore e della ionosfera, importante per la propagazione delle onde radio. Infine, l'esosfera, confinante con lo spazio esterno, è dove le particelle atmosferiche possono sfuggire nell'ambiente spaziale.

Il Bilancio Energetico Terrestre e l'Effetto Serra

Il bilancio energetico terrestre è determinato dall'equilibrio tra l'energia ricevuta dal Sole e quella emessa dalla Terra. La costante solare rappresenta la quantità di energia solare che raggiunge un metro quadrato di superficie terrestre perpendicolare ai raggi solari in un minuto. La Terra assorbe circa il 47% della radiazione solare, mentre il resto è riflettuto o assorbito e poi riemesso dall'atmosfera. I gas serra, come il diossido di carbonio e il metano, trattenendo parte delle radiazioni infrarosse emesse dalla superficie terrestre, contribuiscono all'effetto serra naturale, che mantiene la temperatura media del pianeta a livelli tali da consentire la vita.

Influenza dell'Atmosfera sul Tempo Meteorologico

Il tempo meteorologico è influenzato da variabili atmosferiche quali temperatura, umidità, pressione e venti. Queste variabili sono misurate e analizzate per prevedere il tempo e comprendere il clima di una regione. Fattori geografici e ambientali, come l'angolo di incidenza dei raggi solari, l'altitudine, la prossimità agli oceani, le correnti marine, le barriere montuose e la vegetazione, hanno un impatto significativo sul clima locale. Le aree urbane possono sperimentare il fenomeno dell'isola di calore urbano, dove le temperature sono più elevate rispetto alle zone rurali circostanti. Per analizzare le variazioni di temperatura, si utilizzano parametri come l'escursione termica giornaliera e le medie di temperatura giornaliere, mensili, stagionali e annuali.

Zone Termiche della Terra e Fattori Climatici

La Terra è suddivisa in cinque zone termiche principali: la zona equatoriale, le zone temperate settentrionale e meridionale, e le zone polari artica e antartica. Queste zone sono definite da medie termiche annuali e escursioni termiche che influenzano le stagioni. I confini delle zone termiche sono modulati da fattori come la distribuzione delle terre emerse e degli oceani, la topografia e l'attività umana. All'interno di ogni zona termica si possono trovare diversi tipi di clima, che contribuiscono alla diversità delle condizioni atmosferiche globali.

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L'atmosfera terrestre

Composizione dell'atmosfera

Gas principali

L'atmosfera terrestre è composta principalmente da azoto (78%) e ossigeno (21%), con tracce di altri gas come argon e anidride carbonica

Vapore acqueo

Nonostante non sia un componente fisso, il vapore acqueo è fondamentale per il clima e varia in concentrazione dallo 0% al 4%

Gas minori

Gas come il metano e l'ozono, presenti in quantità minori, sono cruciali per la vita e la protezione dai raggi ultravioletti

Struttura dell'atmosfera

Stratificazione in cinque strati

L'atmosfera terrestre è divisa in cinque strati principali, ognuno con caratteristiche termiche distinte

Troposfera

La troposfera è lo strato più vicino alla superficie terrestre, dove si verificano i fenomeni meteorologici e la temperatura diminuisce con l'altitudine

Strati superiori

Oltre la troposfera, la concentrazione di gas diminuisce e la composizione dell'aria cambia, con un aumento relativo di gas leggeri come l'idrogeno e l'elio

Bilancio energetico

Equilibrio tra energia solare e terrestre

Il bilancio energetico terrestre è determinato dall'equilibrio tra l'energia ricevuta dal Sole e quella emessa dalla Terra

Costante solare

La costante solare rappresenta la quantità di energia solare che raggiunge un metro quadrato di superficie terrestre in un minuto

Effetto serra

I gas serra, come il diossido di carbonio e il metano, contribuiscono all'effetto serra naturale, che mantiene la temperatura media del pianeta a livelli adatti alla vita

Clima e variabili atmosferiche

Fattori influenzanti

Il clima è influenzato da variabili atmosferiche come temperatura, umidità, pressione e venti, ma anche da fattori geografici e ambientali come l'angolo di incidenza dei raggi solari e la presenza di oceani e montagne

Isola di calore urbano

Le aree urbane possono sperimentare l'isola di calore urbano, dove le temperature sono più elevate rispetto alle zone rurali circostanti

Analisi delle variazioni di temperatura

Per analizzare le variazioni di temperatura si utilizzano parametri come l'escursione termica giornaliera e le medie di temperatura giornaliere, mensili, stagionali e annuali

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