L'atmosfera terrestre

Struttura e composizione dell'atmosfera terrestre

L'atmosfera terrestre è un involucro gassoso che circonda il nostro pianeta, essenziale per la vita come la conosciamo. La sua densità è massima al livello del mare e diminuisce con l'aumentare dell'altitudine, con oltre il 50% della massa atmosferica contenuta nei primi 5 km e circa il 99% entro i primi 30 km. La composizione dell'aria secca nella troposfera, lo strato più basso dell'atmosfera, è dominata dall'azoto (78%), seguito dall'ossigeno (21%), mentre l'argon costituisce circa lo 0,93% e l'anidride carbonica circa lo 0,04%. Altri gas, come il neon, l'elio, il metano e l'ossido di azoto, sono presenti in tracce. L'atmosfera contiene anche una variabile quantità di vapore acqueo, che non è incluso nella percentuale dei gas secchi.

Variazioni di temperatura e stratificazione atmosferica

La temperatura nell'atmosfera non è costante ma varia con l'altitudine. Nella troposfera, la temperatura diminuisce mediamente di circa 6,5°C per ogni chilometro di aumento in altitudine, fino al confine con la stratosfera, noto come tropopausa. Nella stratosfera, la temperatura aumenta con l'altitudine fino alla stratopausa, grazie all'assorbimento della radiazione ultravioletta da parte dello strato di ozono. La mesosfera vede nuovamente una diminuzione della temperatura con l'altitudine, raggiungendo i valori più bassi nella mesopausa. Nella termosfera, la temperatura aumenta nuovamente, ma a causa della bassa densità dell'aria, il calore non è percepibile come al livello del suolo. Infine, l'esosfera è lo strato più esterno, dove i gas si diradano fino a confondersi con lo spazio interplanetario.

Il ruolo dell'ozono e le dinamiche termiche

L'ozono (O3) è una molecola formata da tre atomi di ossigeno e si trova principalmente nella stratosfera, dove forma lo strato di ozono. Questo strato assorbe la maggior parte della radiazione ultravioletta (UV) del sole, proteggendo gli organismi viventi dai danni che queste radiazioni potrebbero causare. La formazione e la distruzione dell'ozono sono processi dinamici, influenzati da fattori naturali e antropogenici. L'ozono è responsabile dell'inversione della tendenza di raffreddamento con l'altitudine nella stratosfera, creando una barriera termica che contribuisce alla stabilità dell'atmosfera.

L'umidità atmosferica e la percezione del clima

L'umidità atmosferica è la presenza di vapore acqueo nell'aria e gioca un ruolo fondamentale nella percezione del clima e nel ciclo dell'acqua. La capacità dell'aria di trattenere il vapore acqueo aumenta con la temperatura, quindi l'aria calda può contenere più umidità rispetto all'aria fredda. L'umidità relativa è il rapporto percentuale tra la quantità di vapore acqueo presente nell'aria e la quantità massima che l'aria può contenere a quella temperatura e pressione. Un'alta umidità relativa può rendere l'ambiente percepito come più afoso, poiché riduce l'efficacia del raffreddamento del corpo umano tramite l'evaporazione del sudore.

Il ciclo dell'anidride carbonica e la fotosintesi

L'anidride carbonica (CO2) è un componente fondamentale dei cicli biogeochimici della Terra e svolge un ruolo chiave nella regolazione del clima globale. La CO2 è emessa da processi naturali come la respirazione degli organismi viventi e l'attività vulcanica, così come dalle attività umane, in particolare la combustione di combustibili fossili. Le piante, le alghe e alcuni batteri assorbono la CO2 durante la fotosintesi, un processo che converte l'energia solare in energia chimica, rilasciando ossigeno come sottoprodotto. Questo scambio di ossigeno e anidride carbonica è vitale per il mantenimento della vita sulla Terra e ha contribuito alla formazione dello strato di ozono, che protegge la superficie terrestre dalle radiazioni UV nocive.