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L'ATMOSFERA - Coggle Diagram
L'ATMOSFERA
La stratificazione
L'atmosfera terrestre è suddivisa in cinque strati concentrici, ciascuno con caratteristiche specifiche di temperatura, densità e composizione:
Troposfera:
- Spessore medio: circa 10 km.
- Contiene la maggior parte dei gas atmosferici e del vapore acqueo.
- Fenomeni meteorologici come nuvole e precipitazioni avvengono qui.
- La temperatura diminuisce con l'altitudine (circa 6 °C ogni 1000 m)
- Limite superiore: tropopausa.
Stratosfera:
- Si estende fino a 50 km di altezza.
- I gas sono stratificati per densità.
- Contiene l'ozonosfera, che filtra i raggi ultravioletti.
- La temperatura aumenta con l'altitudine tra 20 e 50 km.
- Limite superiore: stratopausa.
Mesosfera:
- Si estende fino a circa 80 km di altezza.
- Gas rarefatti e temperature molto basse (tra -70 °C e -90 °C).
- La maggior parte dei meteoriti si disintegra in questo strato.
- Limite superiore: mesopausa.
- Si estende tra 80 e 600 km di altitudine.
- Aumento della temperatura fino a 1000 °C a causa del riscaldamento delle particelle gassose.
- Contiene la ionosfera, che riflette le onde radio e permette le comunicazioni a lunga distanza.
- Fenomeni luminosi come le aurore polari sono visibili qui.
Esosfera:
- Fascia più esterna dell'atmosfera, oltre i 600 km di altitudine
- Le particelle di gas si muovono a velocità elevate e possono sfuggire al campo gravitazionale terrestre.
- Questi strati sono separati da intervalli di discontinuità chiamati pause (tropopausa, stratopausa, mesopausa).
La composizione
L'atmosfera terrestre è composta principalmente da una miscela di gas, la cui composizione varia tra la bassa e l'alta atmosfera.
Composizione della Bassa Atmosfera (fino a 100 km di altitudine):
- Azoto (N2): 78,09%
- Ossigeno (O2): 20,94%
- Diossido di carbonio (CO2): 0,03% - Argon (Ar): 0,9%
- Altri gas: tracce di neon, metano, ossido di carbonio, ozono, anidride solforosa, ecc.
- Vapore acqueo: quantità variabile, importante per l'equilibrio idrico e termico e per i fenomeni meteorologici.
- Pulviscolo atmosferico: particelle di minerali, ceneri vulcaniche, spore, pollini, microorganismi e particelle inquinanti.
Composizione dell'Alta Atmosfera (dai 100 ai 2500-3000 km di altitudine):
- Stratificazione dei gas secondo la densità
- Azoto (N2)
- Ossigeno atomico (O)
- Elio (He)
- Idrogeno atomico (H): il più leggero, presente oltre i 3000 km.
Punti Principali:
Bassa Atmosfera:
- Composizione omogenea grazie al rimescolamento dell'aria.
- Contiene la maggior parte dei gas e del vapore acqueo.
- Importante per la vita sulla Terra e per i fenomeni meteorologici.
Alta Atmosfera:
- Assenza di vapore acqueo.
- Gas stratificati per densità.
- Composizione cambia con l'altitudine, con gas più leggeri che predominano a quote più elevate.
Evoluzione Storica:
- L'atmosfera primitiva era priva di ossigeno.
- L'ossigeno è stato immesso gradualmente dopo la comparsa degli organismi fotosintetici marini.
- I gas presenti nell'atmosfera primordiale includevano metano, ammoniaca, idrogeno, diossido di carbonio e azoto
- Questa composizione è essenziale per la regolazione del clima, la protezione dai raggi ultravioletti e il mantenimento della vita sulla Terra.
Buco dell'Ozono
(Il buco dell'ozono si riferisce all'assottigliamento dello strato di ozono nella stratosfera, particolarmente sopra l'Antartide.)
Strato di Ozono:
- Situato nella stratosfera, tra 20 e 50 km di altitudine.
- Contiene ozono (O3), che assorbe e filtra i raggi ultravioletti (UV) del Sole, proteggendo la Terra.
Formazione e Distruzione dell'Ozono:
- Formazione: O2 + UV → 2O; O + O2 → O3
- Distruzione: O3 + UV → O2 + O; O + O3 → 2O2
- Il ciclo dell'ozono è un equilibrio naturale che assorbe i raggi UV.
Cause del Buco dell'Ozono:
- Clorofluorocarburi (CFC): Gas utilizzati in refrigeranti, aerosol e altri prodotti.
- Radicali di Cloro: I CFC rilasciano cloro nell'atmosfera, che distrugge le molecole di ozono. - Reazioni Chimiche: Cl + O3 → ClO + O2; ClO + O → Cl + O2
Scoperta e Allarme:
- Nel 1985, gli scienziati hanno osservato un significativo assottigliamento dello strato di ozono sopra il Polo Sud.
- Questo fenomeno è stato chiamato "buco dell'ozono".
Protocollo di Montréal (1987):
- Accordo internazionale per ridurre la produzione e l'uso di CFC.
- Misure adottate per proteggere lo strato di ozono.
Evoluzione e Recupero:
- Nel 2016, il MIT ha annunciato una riduzione del buco dell'ozono di circa 4 milioni di km² rispetto al 2000.
- La NASA ha confermato che nel 2017 il buco ha raggiunto i livelli minimi dal 1988.
- Si prevede che il risanamento completo del buco dell'ozono avverrà intorno al 2050, continuando a ridurre le emissioni di CFC.
Importanza:
- Protezione dai Raggi UV: Lo strato di ozono filtra i raggi UV, prevenendo danni alla salute umana e agli ecosistemi.
- Salute Umana: Riduzione del rischio di cancro della pelle, cataratta e altre malattie legate all'esposizione ai raggi UV.
- Ecosistemi: Protezione degli organismi marini e terrestri dai danni causati dai raggi UV.
Schema Riassuntivo:
- Strato di Ozono: Protegge dai raggi UV.
- Buco dell'Ozono: Assottigliamento sopra l'Antartide.
- Cause: CFC e radicali di cloro.
- Protocollo di Montréal: Riduzione dei CFC.
- Recupero: Riduzione del buco, previsto risanamento entro il 2050.
- Importanza: Protezione della salute umana e degli ecosistemi.