Atmosfera terrestre: struttura interna e composizione chimica

L’atmosfera terrestre, elemento essenziale per la vita sul nostro pianeta, è molto più di un semplice strato d’aria che avvolge la Terra. È un sistema dinamico, mutevole, interattivo, e rappresenta il fulcro delle nostre previsioni meteo. Analizzarne la struttura verticale e la composizione chimica significa entrare nel cuore stesso del fenomeno meteorologico, capendo meglio come si formano le nuvole, perché cambiano le temperature e come si originano i venti. La composizione dell’atmosfera: miscela vitale di gas La composizione dell’atmosfera terrestre è formata principalmente da azoto (circa il 78%) e ossigeno (intorno al 21%). Il restante 1% è costituito da una miscela variabile di altri gas, tra cui argon, anidride carbonica, neon, elio, e idrogeno. A questi si aggiungono, in quantità minori ma estremamente significative per il meteo e il clima, anche il vapore acqueo, l’ozono e gli aerosol atmosferici. Il vapore acqueo gioca un ruolo determinante nella formazione di precipitazioni, nubi e fenomeni temporaleschi, contribuendo attivamente all’equilibrio energetico della Terra. Anche l’anidride carbonica (CO₂), sebbene presente in tracce, ha una funzione fondamentale nei processi di riscaldamento globale e nei modelli climatici che i centri meteo internazionali, come il NOAA o il Met Office, utilizzano per le simulazioni atmosferiche. Stratificazione dell’atmosfera: dalle nubi alla ionosfera L’atmosfera terrestre si suddivide in cinque strati principali, ordinati secondo la temperatura e la composizione chimica. Ciascuno di essi ha caratteristiche distinte che influenzano fenomeni meteo e dinamiche climatiche. Troposfera: il regno del meteo La troposfera è lo strato più basso, estendendosi in media fino a 12 km di altezza, anche se ai poli può essere più sottile. È in questa fascia che si concentra circa l’80% della massa atmosferica e dove avvengono tutti i fenomeni meteorologici: piogge, nevicate, temporali, vento, nuvolosità. La temperatura diminuisce con l’altitudine, raggiungendo valori intorno ai -50 °C nella parte superiore, la tropopausa. Stratosfera: il filtro dell’ozono Sopra la troposfera si estende la stratosfera, fino a circa 50 km. Qui la temperatura, a differenza di quanto avviene più in basso, aumenta con l’altitudine grazie alla presenza dello strato di ozono, che assorbe le radiazioni ultraviolette solari. La stratosfera è anche sede dei voli aerei a lunga percorrenza, grazie alla sua stabilità e alla quasi totale assenza di turbolenze. Mesosfera: il freddo estremo dell’atmosfera La mesosfera, che si sviluppa tra i 50 e gli 85 km, è lo strato più freddo dell’atmosfera, con temperature che possono toccare i -90 °C. È qui che si disintegrano la maggior parte dei meteoroidi, creando le classiche stelle cadenti. Questa zona è ancora oggetto di studio, poiché difficilmente raggiungibile con strumentazione convenzionale. Termosfera: il confine del meteo e dello spazio La termosfera si estende oltre gli 85 km, fino a circa 600-800 km. Le temperature aumentano nuovamente, raggiungendo anche i 2000 °C, ma a causa della bassissima densità dell’aria, il calore non si avverte come sulla superficie terrestre. In questa regione si verificano aurore polari, grazie all’interazione tra particelle cariche provenienti dal Sole e il campo magnetico terrestre. Esosfera: l’estremo silenzio L’esosfera è il graduale passaggio verso lo spazio interplanetario, dove le molecole di gas sono così rarefatte da sfuggire all’attrazione gravitazionale terrestre. Inizia intorno ai 600 km e si estende oltre i 10.000 km. In questa zona opera la maggior parte dei satelliti artificiali. Interazione tra atmosfera e meteo: un legame inscindibile Ogni variazione nella composizione chimica o nella struttura atmosferica ha conseguenze dirette sul meteo. Le perturbazioni, le onde di calore, i cicloni e gli anticicloni, sono tutti frutti del delicato equilibrio tra temperatura, pressione, umidità e densità nei diversi strati. Il vapore acqueo, ad esempio, contribuisce alla formazione di nubi e rovesci, ma influisce anche sulla trasmissione della radiazione solare, alterando la temperatura percepita al suolo. Perfino i gas serra, sebbene naturali, stanno subendo un incremento anomalo per effetto delle attività antropiche, modificando le dinamiche meteo a lungo termine e favorendo eventi estremi sempre più frequenti, come le ondate di caldo e le bombe d’acqua.

Atmosfera terrestre: struttura interna e composizione chimica