Termosphera --- 80km ---mesopausa Mesosfera 0.1% della massa totale minimo di Temperatura alla sommità 190K --- 45km --- stratopausa Stratosfera 2K/km 19.9% della massa stabile, no mescolamento verticale, lunghi tempi di permanenza di aerosol e inquinanti --- 10km --- tropopausa Troposfera -6.5K/km 80% della massa intenso mescolamento verticale, fenomeni meteorologici Equilibrio radiativo dell’atmosfera Il bilancio radiativo di un strato di atmosfera è illustrato dalla figura 3.8: ππ ππ π = βπΈ + βπΏπ’ + βπΏπ + 2πππ 4 ππ‘ Dove βπΈ : frazione di radiazione solare assorbita βπΏπ’ , βπΏπ : frazione di radiazione termica assorbita proveniente dagli strati sovrastanti e sottostanti 2πππ 4 radiazione termica emessa dallo strato ππ All’equilibrio ππ‘ = 0. La frazione di radiazione solare e termica assorbite dipendono da concentrazione, coefficiente di assorbimento di ogni gas che compone l’atmosfera e dalla lunghezza del percorso seguito dalla radiazione SE si conosce la distribuzione e le proprietà radiative di ogni componente si può calcolare la corrispondente variazione con la quota della temperatura: equilibrio radiativo (fig.3.9) Ossigeno e azoto assorbono poco e hanno un ruolo marginale. La figura 3.9 ignora l’effetto di nubi e aerosols Il vapore acque concentrato nella bassa troposfera ne determina l’alta temperatura e limita la radiazione termica che raggiunge la stratosfera. L’anidride carbonica ha un effetto simile, ma non è concentrata in prossimità della superficie. La stratosfera sarebbe più calda se l’atmosfera non contenesse vapore acqueo L’aumento di temperatura con la quota in stratosfera è determinato dall’ozono Attenzione: equilibrio radiativo non significa stabilità statica ο riaggiustamento convettivo Fig.3.10: bilancio energetico planetario in unità percentuali Il 31% della radiazione solare viene riflessa (22% dall’atmosfera eil 9% dalla superficie), il 20% viene assorbito dall’atmosfera, il 49% dalla superficie La superfice della Terra assorbe energia pari al 144% della radiazione solare (49% come radiazione solare e 95% come radiazione termica emessa dall’atmosfera La superficie trasmette all’atmosfera 102%,23%, 7% del valore della radiazione solare come radiazione termica, calore latente e calore sensibile e ne emette il 12 % direttamente verso lo spazio esterno L’atmosfera riceve l’equivalente del 152% della radiazione solare (di cui il 132% dalla superficie e direttamente il 20%) ed emette radiazione termica in misura pari al 57% verso lo spazio esterno e 95% verso la superficie Il bilancio radiativi dell’atmosfera è negativo. In assenza degli scambi di calore sensibile e latente si raffredderebbe di circa 1K/giorno (radiative cooling, fig.3.11<. Solo la stratosfera e la troposfera sopra i poli nelle risettive estati hanno un bilancio radiativo positivo) La Terra nel suo complesso assorbe e riemette il 60% della radiazione solare disponibile (albedo = 31%)