lezione 2

L’Atmosfera
•Intorno alla Terra è presente un’atmosfera diversa da quella degli altri pianeti
 rende possibile la vita fornendo ossigeno e diossido di carbonio
Protegge la superficie terrestre da temperature estreme
Aiuta a mantenere la riserva d’acqua
Ripara la Terra dalla maggior parte della radiazione solare ultravioletta
•L’aria è costituita da una miscela di gas
con prevalenza di azoto (N2) (78%) e di
ossigeno (O2) (21%). Altri gas in
concentrazione minore: argon, diossido di
carbonio
• Può contenere impurità liquide, solide
(particolato) o gassose
•L’aria pura è invisibile
•L’atmosfera avvolge completamente la
Terra e può essere paragonata a un
oceano gassoso il cui fondo è costituito
dalla superficie terrestre
La composizione dell’atmosfera
1.
I gas
Prodotto da:
•Decomposizione e
combustione di materia
organica
•Eruzioni vulcaniche
•Disfacimento chimico di
alcune rocce
Rimosso da alcuni
processi biologici
Catturato dalla neve e
dalla pioggia
Prodotto dalle piante
Consumato da diversi
processi organici e
inorganici
La quantità del gas rimane
costante
Non
influiscono
sul clima e
sul tempo
atmosferico
Influiscono sul
clima e sul
tempo
atmosferico
•H20
•Collegato ai processi di
immagazzinamento, movimento
e rilascio dell’energia termica
•Fonte di alimentazione delle
nubi e delle precipitazioni
•La sua % nell’aria determina
l’umidità atmosferica
Metano (CH4)
C02
Aumentato a causa
del crescente consumo
di combustibili fossili
0,00015
1,1
O3
SO2
NO2
Assorbe la radiazione solare
ultravioletta -> protegge gli
organismi viventi
Introdotti dalle emissioni degl
impianti industriali e degli
automezzi
•L’atmosfera si estende nello spazio per almeno 10.000 km ma la maggior parte
della sua massa è concentrata ai livelli più bassi
•L’atmosfera si spinge anche verso il basso penetrando entro le cavità e le fratture
delle rocce e del suolo; i suoi gas sono disciolti nelle acque e scorrono nel sangue
e nella linfa degli organismi
2. Le particelle
•Le particelle non gassose presenti nell’atmosfera sono rappresentate
principalmente dall’ACQUA e dal GHIACCIO che formano nubi, pioggia, neve,
nevischio e grandine
•Durante le turbolenze possono essere sollevate e disperse nell’aria particelle di
POLVERE abbastanza grandi da risultare visibili e a volte così abbondanti da
oscurare il cielo
Le particelle solide e liquide che si trovano nell’atmosfera sono definite
PULVISCOLO (PARTICOLATO O PARTICELLATO).
Origini naturali
Origini antropiche
•Ceneri vulcaniche
•Emissioni industriali
•Polveri sollevate dal vento
•Scarichi delle automobili
•Granelli di polline
•Fumi e fuliggine degli
incendi
•Polveri meteoriche
•Spruzzi di salsedine
Influenzano il tempo e il clima attraverso due meccanismi:
1.
Molte delle particelle sono igroscopiche cosicché il vapore acqueo vi si
condensa intorno appena esse iniziano a disperdersi al suo interno (processo
critico nella formazione delle nubi)
2.
Alcune particelle assorbono o riflettono al luce solare, diminuendo quindi la
quantità di energia radiante che raggiunge la superficie terrestre
La struttura verticale
dell’Atmosfera
•Strati termici all’interno dei quali la
temperatura diminuisce e aumenta
alternativamente:
-Troposfera: 18 km all’Equatore, 8
km ai Poli
-Stratosfera: compresa tra i 18 km e i
48 km di quota
-Mesosfera: compresa tra i 48 km e
gli 80 km circa di quota
-Termosfera: inizia dalla quota di
circa 80 km e non ha un limite
superiore definito sfumando
gradualmente nell’esosfera
La maggior parte dei
fenomeni meteorologici
avviene nella Troposfera
Lo spessore della troposfera
varia nello spazio e nel tempo: è
maggiore nelle regioni tropicali e
più sottile in quelle polari, si
assottiglia in inverno e muta con
il passaggio di masse d’aria calde
e fredde
Gradiente termico della
troposfera: riduzione di
0,6°C/100 m
La pressione atmosferica
Pressione atmosferica in un punto =
peso della colonna d’aria ad esso
sovrastante
Le variazioni di pressione in rapporto all’altitudine non sono costanti: essa
diminuisce verso l’alto con un tasso decrescente
3. La composizione
•I gas principali presenti
nell’aria
mostrano
una
distribuzione
verticale
uniforme nei primi 80 km di
altitudine (OMOSFERA)
•A quote più elevate i gas
tendono a stratificarsi in
funzione dei loro pesi
molecolari (ETEROSFERA)
•Il vapore acqueo si trova
per la maggior parte vicino
alla superficie terrestre e
diminuisce con l’aumentare
dell’altitudine (oltre i 16
km qualsiasi contenuto
d’acqua si presenta sotto
forma di ghiaccio)
- OZONOSFERA (15-48
km di altitudine).
Questo stato NON è
composto in prevalenza da
ozono ma è così chiamato
perché qui questo gas
presenta la sua massima
concentrazione
- IONOSFERA (60-400 km
di altitudine).
Spesso strato di molecole e
atomi elettricamente attivi
(ionizzati). Permette le
comunicazioni a lunga
distanza riflettendo le onde
radio sulla Terra.
La distribuzione verticale delle diverse sfere atmosferiche
L’ozono
L’ozono, che si produce nella stratosfera naturalmente, proteggere la vita sulla
Terra filtrando i raggi solari pericolosi (radiazioni ultraviolette)
La luce solare scompone le molecole dell’ossigeno (O2) in atomi (O), alcuni dei
quali si combinano con altre molecole di O2 per formare l’ozono (O3)
O3 + radiaz. UV -> O2 + O (filtro UV)
L’ozono può essere prodotto anche nella troposfera a livello della superficie
terrestre, come conseguenza delle attività umane e della radiazione solare. E’ il
prodotto dell’incontro della luce solare con gli idrocarburi emessi con i gas di
scarico delle automobili
Causa danni alla vegetazione, corrode i materiali da costruzione e danneggia occhi
polmoni e naso negli esseri umani
L’ozono stratosferico comprende il 90% dell’intero ozono nell’atmosfera
L’assottigliamento dello strato dell’ozono è dovuto a fattori naturali e umani
(immissione nell’aria dei clorofluorocarburi CFC)
1985. Un gruppo di scienziati britannici pubblica i
risultati di una serie di misurazioni effettuate
sull’atmosfera che sovrasta l’Antartide e porta a
conoscenza dell’opinione pubblica mondiale il
problema del cosiddetto «buco nell’ozonosfera». Le
misure dimostrano che in soli 8 anni la
concentrazione di ozono nell’aria che sovrasta il
Polo sud è diminuita del 40%. Vengono allora
programmate nuove indagini per controllare
l’esattezza dei rilevamenti effettuati. Dalle misure
sistematiche di ozono totale in atmosfera antartica
emerge che, a partire dalla metà degli anni Settanta,
si è realmente verificata una cospicua diminuzione
di questo gas a ogni inizio della primavera australe
e che la concentrazione di ozono è variata
notevolmente da un anno all’altro.
Figura 3-C. Il buco antartico dell’ozono
nel settembre del 2000.
Dal 1978 al 2005 l’ozono
sull’Antartide si è quasi
dimezzato da 350 a 175
unità Dobson.
L’unità Dobson, espressa in
centesimi di mm
corrisponde allo spessore
dello strato di ozono
presente in una colonna di
atmosfera
1997: Protocollo di
Montreal