TESINA DI FUSCO MARCO
CLASSE II am.
CHE COSA è L’ ATMOSFERA.
DA CHE COSA è COMPOSTA.
LE FUNZIONI CHE SVOLGE.
IN QUALI PARTI è SUDDIVISA.
LA SUA EVOLUZIONE.
Che cosa è l’ ATMOSFERA ?
L'atmosfera terrestre è l'involucro di gas che riveste il pianeta Terra e al contempo
partecipa alla sua rotazione attorno al proprio asse. Ha una struttura piuttosto
complessa e divisa in più strati, chiamati sfere, che in ordine di altezza sono:
troposfera, stratosfera, mesosfera, termosfera, ionosfera, esosfera. La suddivisione è
dovuta all'inversione del gradiente termico. Tra due sfere, dove quindi ha luogo
l'inversione del segno del gradiente, si trova una superficie di discontinuità, chiamata
pausa.
Lo studio dell'atmosfera in tutti i suoi aspetti rientra nel vasto ambito e discipline
delle scienze dell'atmosfera.
Da che cosa è composto lo strato di ATMOSFERA?
L'atmosfera terrestre è costituita da una miscela di gas che ha la seguente composizione chimica media al
suolo:
Azoto (N2): 78,08%
Ossigeno (O2): 20,95%
Argon (Ar): 0,93%
Vapore acqueo (H2O): variabile da circa 0% a 5-6%
Biossido di carbonio (CO2): 320 ppm
Neon (Ne): 18 ppm
Elio (He): 5 ppm
Metano (CH4): 2 ppm)
Idrogeno (H2): 0,5 ppm
Kripton (Kr): 0,11 ppm
Xeno (Xe): 0,08 ppm
Ozono (O3): 0,04 ppm
Non tutti gli strati hanno le stesse concentrazioni di gas: ad esempio il vapore acqueo è presente quasi
soltanto nella troposfera, lo strato più basso, ed è praticamente assente nella termosfera e nell'esosfera,
che viceversa contengono quasi tutto l'elio e l'idrogeno. La concentrazione del vapore acqueo in
troposfera inoltre non è costante, ma varia anche sensibilmente da luogo a luogo e nel tempo in
conseguenza del variare del tempo atmosferico ovvero attraverso i processi di evaporazione e
condensazione, tappe intermedie del Ciclo dell'acqua. L'ozono è contenuto in massima parte nella
stratosfera in cui costituisce un importante strato: l'ozonosfera.
La composizione dei gas dell'atmosfera non è sempre stata quella attuale, ma durante la storia della Terra
è considerevolmente variata.
In quali parti è suddivisa
l’ATMOSFERA?
In primo luogo si è soliti suddividere l’atmosfera in due distinte fasce:
l'omosfera compresa tra il suolo e i 100 km di quota dove la composizione media
dell’atmosfera non cambia a causa dei continui moti di rimescolamento verticale cui è
sottoposta.
l'eterosfera al di sopra dei 100 km di quota dove prevale la condizione di equilibrio
diffusivo in virtù del quale la composizione varia con la quota con sempre maggior
presenza di gas leggeri quali elio e idrogeno fino a sfumare nel quasi-vuoto
interplanetario.
Si è soliti inoltre suddividere l’atmosfera terrestre in base all’andamento in funzione
della quota dei suoi parametri principali, tra tutti la temperatura.
Troposfera:
È lo strato in cui si verificano quasi tutti i fenomeni meteorologici e contiene l'80% della
massa gassosa totale e il 99% del vapore acqueo: l'aria della troposfera è riscaldata dalla
superficie terrestre ed ha una temperatura media globale di 15 °C al livello del mare, che
diminuisce con l'altitudine (in media 0,65 °C ogni 100m di quota) fino ai circa −60 °C della
tropopausa. La troposfera ha uno spessore variabile a seconda della latitudine: ai poli è
spessa solamente 8 km mentre raggiunge i 17 km all'equatore. La pressione atmosferica
decresce con l'altitudine secondo una legge in prima approssimazione esponenziale; oltre i
7–8 km di quota la pressione è tanto bassa che non è più possibile respirare senza l'uso di
maschere collegate a bombole di ossigeno.
Stratosfera:
È lo strato atmosferico che sta al di sopra della troposfera ed arriva ad un'altezza di 50–60
km. Qui avviene un fenomeno chiamato inversione termica, mentre nella troposfera la
temperatura diminuisce con l'altezza, nella stratosfera aumenta, fino alla temperatura di 0 °C.
Questo fenomeno è dovuto alla presenza dell'ozonosfera, che assorbe la maggior parte delle
radiazioni solari ultraviolette (circa il 99%). In alcuni punti dell'ozonosfera lo strato di ozono si
è assottigliato (fenomeno del buco nell'ozono, scoperto nella zona antartica) al punto tale
che non offre più un'efficace protezione ai UV che, in queste condizioni, riescono a giungere
a terra. Questi raggi causano seri danni alle piante e a tutti gli esseri viventi. I danni all'uomo
possono essere tumori alla pelle e cecità, a causa di danni irreversibili alla retina. Nella
stratosfera le componenti sono sempre più rarefatti, il vapore acqueo e il pulviscolo
diminuiscono; esistono ancora alcuni rari fenomeni meteorologici e certi particolari tipi di
nubi.
Mesosfera:
In questa zona, che va dai 60 agli 80 km di quota, l'atmosfera non subisce più l'influsso della
superficie terrestre ed è costante a tutte le latitudini. Essa è caratterizzata da una
accentuata rarefazione degli elementi gassosi e da un graduale aumento di quelli più leggeri
a scapito di quelli più pesanti. In questa parte dell'atmosfera la temperatura riprende a
diminuire con l'altezza e raggiunge il valore minimo, variabile tra i −70 ed i −90 °C, intorno
agli 80 km; a questa quota si possono osservare a volte le nubi nottilucenti, costituite
probabilmente di cristalli di ghiaccio e minutissime polveri: esse sono visibili durante
l'estate, al crepuscolo e si presentano come nubi sottili e brillanti, intensamente illuminate
dagli ultimi raggi del Sole. L'osservazione di queste nubi mostra che nell'alta mesosfera
esiste un complesso sistema di correnti aeree, ad andamento variabile, che dovrebbero
raggiungere velocità fino a 300 km/h. Connesse a questi moti sono le variazioni di altezza
della mesopausa, come avviene anche nella tropopausa e nella stratopausa. In queste
condizioni i gas si stratificano per diffusione e la composizione chimica media dell'aria inizia
a variare a mano a mano che si sale. Il biossido di carbonio scompare rapidamente, il
vapore acqueo ancora più in fretta e anche la percentuale di ossigeno inizia a diminuire con
la quota. Aumentano le percentuali di gas leggeri come elio e idrogeno. L'effetto riscaldante
dell'ozono è terminato e la temperatura diminuisce sempre più con la quota fino a
stabilizzarsi al limite superiore della mesosfera
Termosfera:
La termosfera è la sfera successiva alla Mesosfera e separata da quest'ultima dalla
mesopausa. La temperatura, dopo l'abbassamento avvenuto nella mesosfera, torna a
crescere con la quota. Alcuni dati sperimentali affermano che ad un'altezza di circa 300 km la
temperatura sarebbe di 1000 °C. Però, gli astronauti che si trovano a questa altezza
necessitano di indossare delle tute riscaldate a causa del freddo. Questa apparente
contraddizione si spiega definendo il calore, cioè una forma di energia che si libera negli urti
tra le particelle; a causa della bassa densità dei gas questi urti avvengono raramente,
spiegando in questo modo il poco calore esistente
Ionosfera:
La ionosfera è lo strato di atmosfera in cui i gas atmosferici sono fortemente ionizzati: è
costituita dagli strati esterni dell'atmosfera, esposti alla radiazione solare diretta che strappa
gli elettroni dagli atomi e dalle molecole. Contiene, nel suo insieme, una frazione minima della
massa gassosa atmosferica, circa l'1% solamente , ma ha uno spessore di alcune centinaia di
chilometri e assorbe buona parte delle radiazioni ionizzanti provenienti dallo spazio. La
temperatura in questo strato sale con l'altitudine, per l'irraggiamento solare, ed arriva ai 1700
°C al suo limite esterno .Ha una struttura a bande. La composizione chimica è ancora simile a
quella media, con una predominanza di azoto e ossigeno, ma cambia sempre più con
l'altitudine. A circa 550 km di quota, questi due gas cessano di essere i componenti principali
dell'atmosfera, e vengono spodestati da elio e idrogeno. La ionosfera riveste una grande
importanza nelle telecomunicazioni
Esosfera:
È la parte più esterna dell'atmosfera terrestre, dove la composizione chimica cambia
radicalmente. L'esosfera non ha un vero limite superiore sfumando progressivamente
verso lo spazio interplanetario e arrivando a comprendere parte delle fasce di Van Allen. I
suoi costituenti, come già detto, sono perlopiù idrogeno ed elio, in maggioranza particelle
del vento solare catturate dalla magnetosfera terrestre. Tramite metodi di osservazione
indiretti e da calcoli teorici si ricava che la temperatura dell'esosfera aumenta con l'altezza
fino a raggiungere, se non addirittura superare, i 2000 °C (di temperatura cinetica). A
causa di queste temperatura, alcune delle molecole presenti raggiungono la velocità di
fuga terrestre (11,2 km/s) e sfuggono dall'atmosfera, perdendosi nello spazio.
COS’ è L’EFFETTO SERRA?
Parlando della Terra, l'effetto serra è la capacità dell'atmosfera di trattenere calore; il
fenomeno è dovuto a una variazione del contenuto atmosferico di vapore acqueo,
anidride carbonica e metano; un'atmosfera più ricca di questi gas trattiene più calore con
conseguente innalzamento della temperatura, a parità di altre condizioni (in altri termini,
l'effetto serra non è l'unico fattore che agisce sulla temperatura!).
L'effetto serra è un fenomeno del tutto naturale che alcune attività dell'uomo hanno
alterato. La situazione diventa preoccupante solo quando la capacità di adattamento del
sistema non è (o non sarà) più in grado di eseguire una retroazione che ristabilisca
l'equilibrio termico.
Le attività umane coinvolte nel riscaldamento terrestre dovuto all'effetto serra sono
principalmente:
■respirazione umana e animale (allevamenti)
■coltivazioni (maggiore produzione di metano)
■allevamento (maggiore produzione di metano)
■consumi energetici (impiego di combustibili fossili)
■bonifiche di aree palustri
■cementificazione.
Questi fattori hanno prodotto un aumento dei gas serra, aggravato da alcune cause
indirette, fra cui si può citare l'uso di clorofluorocarburi (CFC) e di perfluorocarburi che
contribuiscono al noto problema del buco nell'ozono.
Al primo posto dei Paesi che emettono la maggior parte dei gas serra ci sono gli Stati Uniti
d'America (circa il 30%) mentre la Cina è già al secondo posto.
IMPORTANZA DELL’EFFETTO SERRA
Si vuole parlare di effetto serra per legarlo a quella miopia ecologista che ha caratterizzato
la fine del XX secolo e che non è ancora stata guarita: si vede il disastro lontano , ma non
ci si accorge di quello che è già attorno a noi.
Il vecchio ecologismo non ha fatto altro che vivere di simboli che hanno aggravato questa
miopia. L'ecologista è pronto a salvare l'Amazzonia o i ghiacciai artici, ma non vede ciò che
viene distrutto attorno a lui: boschi, foreste, paludi, prati ecc. Se non fermiamo lo scempio
attorno a noi, non è ridicolo preoccuparsi di ciò che accadrà fra 50 o 100 anni a migliaia di
km di distanza? Anche ammesso che ci siano ricadute su di noi, perché non incominciare a
salvare ciò che sta morendo?
Probabilmente perché di questo scempio è in parte responsabile l'ecologista stesso e in
parte perché è più facile sognare di salvare il mondo che salvarlo davvero!
IL SIMBOLO DELL’EFFETTO SERRA: I GHIACCIAI.
L'effetto serra ha permesso la nascita di un nuovo simbolo che consente di distogliere gli
occhi da ciò che ci accade intorno: i ghiacciai da salvare! Oppure l'orso polare o gli atolli che
rischiano di scomparire per l'innalzamento del livello del mare.
Peccato che anche in questo caso l'ecologista sia così miope da non accorgersi che se è vero
che un ghiacciaio sulle Alpi o al Polo perde 100 m l'anno, la città in cui vive ingoia
annualmente ben più verde. Se la maggiore attenzione va solo al ghiacciaio come esempio di
acqua che serve all'uomo, beh, allora cade ogni nobile sentimento e prende il sopravvento
un puro egoismo che potrebbe giustificare la posizione dei tanti che affermano "e che me ne
importa di ciò che accadrà fra 50 o 100 anni?".
Occorre rendersi conto che:
l'effetto serra non è che uno dei devastanti effetti dell'antropizzazione del pianeta.
Ad Al Gore e ai tanti altri che vogliono costruire immagine e business su simboli lontani, mi
permetto quindi di ricordare: per essere credibili, fermate prima lo scempio vicino e riducete
l'antropentropia del pianeta.