Potremmo dare per scontata l'aria che respiriamo, ma l'atmosfera terrestre è unica tra tutti i pianeti. Si pensa che l'atmosfera che circonda la Terra sia esistita sin dalla sua formazione 4,5 miliardi di anni fa. Tuttavia, la nostra atmosfera si è sviluppata e cambiata molto nel tempo. Senza la nostra amata atmosfera, il nostro pianeta sarebbe senza vita, cotto dai raggi cocenti e dalle radiazioni del Sole durante il giorno e gelidamente freddo durante la notte. In questa lezione esploreremo alcune delle cose che rendono la nostra atmosfera così speciale.
In questa lezione impareremo:
L'atmosfera terrestre è lo strato di gas che circonda la Terra. L'atmosfera è tenuta in posizione dalla gravità terrestre.
L'atmosfera protegge la Terra come una grande coltre isolante. Assorbe il calore del Sole e mantiene il calore all'interno dell'atmosfera aiutando la Terra a rimanere calda - questo è chiamato Effetto Serra. Mantiene anche la temperatura complessiva della Terra abbastanza costante, specialmente tra la notte e il giorno. Così non facciamo troppo freddo di notte e troppo caldo di giorno.
C'è anche una parte dell'atmosfera chiamata strato di ozono, che aiuta a proteggere la terra dalle radiazioni del sole. Questa grande coperta aiuta anche a formare i nostri modelli meteorologici e il clima. Il tempo impedisce la formazione di troppa aria calda in un punto e provoca tempeste e piogge. Tutte queste cose sono importanti per la vita e per l'ecologia della Terra.
L'atmosfera non finisce in un luogo specifico. Man mano che sali più in alto sulla Terra, l'atmosfera si assottiglia. Non esiste un confine netto tra l'atmosfera e lo spazio esterno.
Il 75% dell'atmosfera si trova entro 11 chilometri (6,8 miglia) dalla superficie terrestre.
Mentre l'ossigeno è necessario per la maggior parte della vita sulla Terra, la maggior parte dell'atmosfera terrestre non è ossigeno.
L'atmosfera terrestre è composta da circa il 78% di azoto, il 21% di ossigeno, lo 0,9% di argon e lo 0,1% di altri gas.
Tracce di anidride carbonica, metano, vapore acqueo e neon sono alcuni degli altri gas che costituiscono il restante 0,1%.
L'ossigeno è necessario agli animali per respirare e l'anidride carbonica viene utilizzata dalle piante nella fotosintesi.
Le particelle solide, tra cui cenere, polvere, cenere vulcanica, ecc., sono piccole parti dell'atmosfera. Sono importanti per creare nuvole e nebbia.
L'atmosfera terrestre è divisa in cinque strati (dall'alto verso il basso):
1. Troposfera - La troposfera è lo strato vicino al suolo o alla superficie della Terra. Si estende fino a circa 20 km (12 miglia) sopra la superficie terrestre. Qui è dove viviamo e anche dove volano gli aerei. Circa l'80% della massa dell'atmosfera si trova nella troposfera. La troposfera è riscaldata dalla superficie della Terra.
2. Stratosfera - La stratosfera è il secondo strato dell'atmosfera terrestre, situato sopra la troposfera e sotto la mesosfera. Lo strato stratosferico è spesso 35 km. A differenza della troposfera, la stratosfera ottiene il suo calore dallo strato di ozono che assorbe la radiazione solare. Di conseguenza, diventa più caldo man mano che ci si allontana dalla Terra. I palloni meteorologici arrivano fino alla stratosfera.
3. Mesosfera - La mesosfera è direttamente sopra la stratosfera e sotto la termosfera. Si estende da circa 50 a 85 km. Qui è dove la maggior parte delle meteore brucia all'ingresso. Il luogo più freddo della terra è in cima alla mesosfera.
4. Termosfera – La termosfera è la prossima e qui l'aria è molto rarefatta. Le temperature possono diventare estremamente calde nella termosfera. Questo strato è molto importante nelle comunicazioni radio perché aiuta a riflettere le onde radio AM. La Stazione Spaziale Internazionale orbita nella parte superiore della termosfera, a circa 320-380 km sopra la Terra.
5. Esosfera - L'ultimo strato e il più sottile. Arriva fino a 10.000 km sopra la superficie terrestre. Questo è lo strato superiore e si fonde nello spazio interplanetario.
Dove uno strato passa al successivo è stato chiamato "pause". Quindi la tropopausa è dove finisce la troposfera. La stratopausa è alla fine della stratosfera. La mesopausa è alla fine della mesosfera. Questi sono chiamati confini.
La linea di Kármán, o linea di Karman, è un tentativo di definire un confine tra l'atmosfera terrestre e lo spazio esterno.
Alcune parti dell'atmosfera sono calde o fredde, a seconda dell'altezza. Se un oggetto si arrampica verso l'alto, diventerebbe più freddo, ma poi diventerebbe più caldo man mano che l'oggetto sale più in alto.
La temperatura media dell'atmosfera sulla superficie terrestre è di 14°C (57°F).
Troposfera: all'aumentare dell'altitudine, la temperatura dell'aria diminuisce. La troposfera è più calda vicino alla superficie terrestre perché il calore della Terra riscalda quest'aria. All'aumentare dell'altitudine, il numero di molecole d'aria diminuisce; quindi, la media della loro energia cinetica diminuisce. Questo risultato è una diminuzione della temperatura dell'aria con un aumento dell'altitudine.
Stratosfera: all'aumentare dell'altitudine, la temperatura dell'aria aumenta. La stratosfera ha uno strato di ozono chiamato strato di ozono. Questo strato assorbe la maggior parte della radiazione ultravioletta dalla luce solare. Questo fa sì che la stratosfera sia più calda.
Mesosfera: all'aumentare dell'altitudine, la temperatura dell'aria diminuisce. La mesosfera, come lo strato della troposfera, ha una diminuzione della temperatura con l'altitudine a causa della diminuzione della densità delle molecole d'aria.
Termosfera: all'aumentare dell'altitudine, la temperatura dell'aria aumenta. La termosfera viene riscaldata dall'assorbimento dei raggi X solari da parte delle molecole di azoto e ossigeno in questo strato esterno. Pertanto, la temperatura di questo strato aumenta con l'altitudine.
L'atmosfera ha pressione. Questo perché anche se l'aria è gas, ha un peso. La pressione atmosferica media al livello del mare è di circa 101,4 kilopascal (14,71 psi).
La densità dell'aria al livello del mare è di circa 1,2 chilogrammi per metro cubo. Questa densità diminuisce ad altitudini più elevate alla stessa velocità con cui la pressione diminuisce. La massa totale dell'atmosfera è di circa 5,1 × 1018 Kg, che è solo una piccolissima parte della massa totale della Terra.
