Una introduzione allo studio del pianeta Marcella Di Stefano – Simona Pederzoli – Andrea Pizzirani Una introduzione allo studio del pianeta

Capitolo 7 L’atmosfera e il clima Lezione 61 Le caratteristiche dell’atmosfera

L’atmosfera è l’involucro formato prevalentemente da gas che circonda il nostro pianeta e partecipa al suo moto di rotazione. 2000 ÷ 2500 km Ha uno spessore di circa 2 000 ÷ 2 500 km. La sua densità decresce all’aumentare della quota. La diminuzione di densità dell’aria con la quota è conseguenza del minor numero di particelle presenti. Il 99% dell’intera massa dell’atmosfera si concentra nei 30 km più vicini alla superficie terrestre.

L’atmosfera è una miscela gassosa composta prevalentemente da: Azoto (78,1%) Argo (0,94%) Diossido di carbonio (0,038%) Ossigeno (20,9%) Altri gas (1%) L’azoto (N2) e l’ossigeno (O2) sono formati da molecole biatomiche L’argo (Ar) è costituito da atomi singoli Il diossido di carbonio (CO2) è costituito da molecole triatomiche 4 4

Nei primi 100 km la composizione dell’atmosfera è abbastanza omogenea e uniforme a causa di continui rimescolamenti dei gas che la compongono; di sopra di questa quota, invece non si ha rimescolamento dei gas che quindi si distribuiscono in fasce. In una ristretta fascia compresa tra 0 e 12 km di quota, è presente anche il vapore acqueo responsabile dell’insorgere dei fenomeni atmosferici. Nella fascia più vicina alla superficie terrestre, sono presenti particelle solide (ceneri vulcaniche, pollini e polveri), definite pulviscolo atmosferico e sostanze inquinanti (ossido e diossido di azoto, NO e NO2; ossidi di zolfo, SO2 e SO3; solfuro di idrogeno, H2S; monossido di carbonio, CO; ozono, O3). 5 5

L’atmosfera assolve numerose funzioni: garantisce la sopravvivenza degli organismi, grazie all’ossigeno necessario per la respirazione e al diossido di carbonio sfruttato dai vegetali per compiere la fotosintesi; grazie alla presenza della fascia di ozono, funge da schermo per le radiazioni ultraviolette solari, che causerebbero altrimenti danni biologici irreparabili; innalza la temperatura media del pianeta a 15 °C, grazie all’effetto serra, senza il quale si avrebbe una temperatura media di –20 °C; 6 6

L’atmosfera assolve numerose funzioni: protegge dall’impatto di meteoroidi, i quali si disintegrano per attrito con i gas atmosferici quando la attraversano (a eccezione di quelli di dimensioni troppo elevate); interagisce con la superficie terrestre trasformandola attraverso i processi di erosione e sedimentazione causati dagli agenti atmosferici. 7 7

Il cielo può apparire di vari colori. Quando la luce solare colpisce le particelle che compongono l’atmosfera viene deviata in tutte le direzioni secondo un fenomeno definito diffusione della luce. Poiché la luce blu viene diffusa maggiormente rispetto alle altre radiazioni luminose, il cielo ci appare proprio di colore azzurro-blu. Quando il Sole è vicino all’orizzonte (alba e tramonto) i suoi raggi attraversano uno strato più spesso di atmosfera e compiono un tragitto più lungo rispetto a quando il Sole è più alto. La luce rossa, venendo diffusa meno rispetto alla luce blu, arriva direttamente ai nostri occhi e il cielo ci appare di colore rossastro. 8 8

Perché la densità dell’atmosfera decresce all’aumentare della quota? Ragioniamo insieme Perché la densità dell’atmosfera decresce all’aumentare della quota? La presenza dell’atmosfera è legata alla forza di gravità. Infatti i gas che compongono l’atmosfera tendono a espandersi, ma non si disperdono nello spazio esterno poiché sono trattenuti dalla forza di gravità. Tale forza decresce all’aumentare della distanza dalla Terra, perciò le particelle gassose più lontane dalla superficie terrestre non vengono più trattenute. Quindi la densità dell’atmosfera diminuisce salendo in quota: negli strati più alti, in uno stesso volume d’aria è presente un numero minore di particelle gassose. Le linee rosse rappresentano i margini continentali. 9