07x02 - Struttura dell'atmosfera terrestre

Struttura dell'atmosfera

​Lezione realizzata dal prof. Pietro Blu Giandonato @profgiando
Immagini credits Zanichelli ed.

Le caratteristiche fisiche
dell’atmosfera

A differenza dell’idrosfera e della litosfera,
l’atmosfera non ha un confine netto verso
lo spazio esterno; piuttosto si può dire che
essa sfumi gradualmente verso l’alto, a
mano a mano che i suoi componenti
gassosi diventano meno densi.

È noto che già a quote di pochi kilometri,
come in alta montagna, l’aria è più
rarefatta, tanto che la respirazione diventa
difficile.

Oltre i 1000 km di altezza i gas sfumano
nel vuoto.

Gainotti, Modelli Incontro con le scienze della
Terra.blu con chimica © Zanichelli editore 2015

Il 50% della massa totale dei gas è addensata nei primi 5 km e il 99% nei

primi 32 km. L’atmosfera diventa rapidamente più rarefatta a mano a

mano che ci si allontana dalla superficie terrestre.

La densità dell’aria diminuisce con
l’altezza

Salendo di quota, non solo
decresce la densità
dell’aria, ma varia anche la
temperatura.

Inizialmente, essa
diminuisce mediamente di
6-8 °C ogni chilometro.

Gainotti, Modelli Incontro con le scienze della
Terra.blu con chimica © Zanichelli editore 2015

La suddivisione dell’atmosfera in
strati sovrapposti dipende dalla
variazione della temperatura
dell’aria:
●Troposfera

●Stratosfera

●Mesosfera

●Termosfera

L’abbassamento della temperatura
con la quota dipende soprattutto
dal fatto che la maggior parte del
calore del Sole viene catturata dalla
superficie terrestre, per cui,
allontanandosi da questa e salendo
di quota, l’aria si raffredda.

Gli strati dell’atmosfera

Gainotti, Modelli Incontro con le scienze della
Terra.blu con chimica © Zanichelli editore 2015

La troposfera, o sfera del cambiamento (dal greco trópos, cambiamento),
è lo strato a contatto col suolo, caratterizzato da uno spessore medio di
11 km (7-8 km sui Poli, 16-17 km sull’Equatore).
Qui infatti è concentrata la maggior parte del vapore acqueo e avvengono
i fenomeni meteorologici, cioè la formazione delle nuvole e le
precipitazioni (pioggia, neve).
Gli aerei volano di solito alla quota di 12.000 m, dove la temperatura è di
40-50 °C sotto zero, per lasciare sotto di sé le perturbazioni atmosferiche.

La troposfera

Gainotti, Modelli Incontro con le scienze della
Terra.blu con chimica © Zanichelli editore 2015

La stratosfera è lo strato che va da 11 fino a circa 50 km di altezza. Nella
stratosfera la temperatura cessa di diminuire con la quota e comincia ad
aumentare, dapprima più lentamente e poi più velocemente.
Questo è dovuto al fatto che essa è riscaldata dall’alto, dal calore che si
genera durante la formazione dell’ozono.

La stratosfera e l’ozonosfera

Gainotti, Modelli Incontro con le scienze della
Terra.blu con chimica © Zanichelli editore 2015

L’ozono è un gas le cui molecole sono costituite da tre
atomi di ossigeno legati assieme (O3). Esso si forma a
partire dal normale ossigeno (O2) per azione dei raggi
ultravioletti provenienti dal Sole. L’ozono assorbe gran
parte di raggi ultravioletti e libera la loro energia sotto
forma di calore.Ciò spiega la maggiore temperatura
di questa zona della stratosfera.

La stratosfera e l’ozonosfera

Gainotti, Modelli Incontro con le scienze della
Terra.blu con chimica © Zanichelli editore 2015

Se non ci fosse
l’ozonosfera, le radiazioni
UV di maggioreenergia
raggiungerebbero la
superficie del pianeta con
gravi conseguenze per gli
esseri viventi.

La mesosfera è compresa tra i 50 e gli 80 km circa di quota. In essa la
temperatura diminuisce rapidamente fino a –80 °C.

La mesosfera e la termosfera

Gainotti, Modelli Incontro con le scienze della
Terra.blu con chimica © Zanichelli editore 2015

In questo strato dell’atmosfera è possibile
osservare talvolta il fenomeno delle nubi
nottilucenti, deboli bagliori formati da
piccolissimi cristalli di ghiaccio illuminati dal
Sole, visibili solamente all’alba o al
tramonto

La termosfera si estende oltre gli 80 km di altezza.Qui la temperatura aumenta
di nuovo fino a raggiungere circa 2000 °C.

La mesosfera e la termosfera

Gainotti, Modelli Incontro con le scienze della
Terra.blu con chimica © Zanichelli editore 2015

​Aurora boreale del 12/05/2024 vista da Torremaggiore (Foggia)

La mesosfera e la termosfera

Mesosfera e termosfera contengono la ionosfera (tra i 70 e i 1.000 km d’altezza),
formata da particelle di gas elettricamente cariche, ossia ioni.
Nel 1901 Guglielmo Marconi sperimentò che le onde radio, che si propagano in
linea retta, vengono riflesse dalla ionosfera, come da uno specchio.

Gainotti, Modelli Incontro con le scienze della
Terra.blu con chimica © Zanichelli editore 2015

Nella ionosfera avvengono quei fenomeni
luminosi osservabili alle alte latitudini, chiamate
aurore polari.

Multiple Choice

Qual è il fattore grazie al quale viene suddivisa in strati l'atmosfera?

• pressione

• densità

• temperatura

• energia

• quota

Reorder

Metti in ordine gli strati dell'atmosfera, dal più basso (1) al più alto (5)

• troposfera

• stratosfera

• mesosfera

• termosfera

• esosfera

1

2

3

4

5

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5

Fill in the Blank

Come si chiama lo strato dell'atmosfera dove avvengono i fenomeni atmosferici?

Fill in the Blank

Come si chiama lo strato che scherma la Terra dai raggi UV?

Multiple Choice

In quale strato si trova l'ozonosfera?

• troposfera

• mesosfera

• esosfera

• stratosfera

• termosfera

Multiple Choice

Salendo di quota, in troposfera la temperatura:

• scende

• sale

• rimane costante

• prima sale, poi scende

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Cosa rappresenta questa formula chimica?

O₃

Fill in the Blank

Come si chiama lo strato atmosferico che consente la propagazione delle onde radio a grandi distanze?

Multiple Choice

È scaldata dalla superficie terrestre

• troposfera

• stratosfera

• mesosfera

• termosfera

• ionosfera

Multiple Choice

È scaldata direttamente dal Sole

• troposfera

• stratosfera

• mesosfera

• termosfera

• ionosfera

Multiple Choice

Vi si formano le aurore boreali

• troposfera

• stratosfera

• mesosfera

• termosfera

• ionosfera