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Struttura e Temperatura dell'Atmosfera

con l'ultima lezione dedicata alla forma della terra abbiamo completato il programma di primo superiore di scienze naturali quindi anche il modulo di geografia astronomica adesso cominciamo il modulo di scienze della terra continuerò con la numerazione delle elezioni quindi questa è la numero 10 però di fatto è la prima lezione del secondo anno di scienze naturali del modulo scienze della terra in questa lezione in particolare parlerò della struttura e della temperatura dell'atmosfera quindi come si sviluppa verticalmente l'atmosfera è come varia connesse alla temperatura con la quota parleremo dello strato di ozono come si forma e perché così importante per la vita e poi parlerò anche dell'effetto serra cominciamo intanto partiamo dalla composizione l'aria che respiriamo è un composto per poco più di un quinto di ossigeno il restante 78 per cento è caratterizzato da azoto quindi abbiamo le quelle percentuali 78 per cento zotto 21 per cento ossigeno e poi il restante quasi 1 per cento sono altri gas tra cui album the year boni ca e altri gas che compongono atmosfera nell'atmosfera abbiamo anche del pulviscolo vapore acqueo che è importante sia per le precipitazioni che per l'effetto serra vedremo dopo che cos'è e poi questo zono adatta quota l'ossigeno viene convertito in oggiono e questo gas è importantissimo perché ci protegge dai raggi ultravioletti del sole vediamo come la struttura dell'atmosfera l'atmosfera una struttura verticale che si sviluppa con questa modalità i primi 10 12 km rappresentano la troposfera lo spessore della troposfera varia in base alla latitudine è più sottile poli e più spesso all'equatore questo perché la rotazione terrestre per forza centrifuga tende a dirottare l'atmosfera verso l'equatore mettiamo una media di 10 12 km nessuna montagna emerge della troposfera infatti monte rest che è la montagna più alta non riesce a raggiungere i 9 chilometri di altezza questa riga rossa che vedete mostra la temperatura vedere che con l'aumentare della quota nella troposfera la temperatura diminuisce però che cosa succede a un certo punto arriva nella stratosfera abbiamo un momento di pausa chiamato troppo pausa sempre parlato di temperatura e poi certo punto la temperatura ricomincia dire e siamo nella stratosfera in questo strato che è molto più spesso va dai 12 10 ai 50 km abbiamo l'ozono sfera ovvero la massima concentrazione di questo gas importantissimo dell'ozono che ci protegge dai raggi ultravioletti successivamente abbiamo la mesosfera che ha uno spessore di circa 30 km che va tra i 50 e gli 80 g di altezza qui cosa succede che la temperatura ricomincia a scendere e poi ancora abbiamo la termosfera che va dagli 80 fino agli oltre 500 km dove abbiamo i fenomeni delle aurore boreali oltre possiamo avere anche un altro strato in base alla ionizzazione dell'atmosfera pro entra sole perché l'atmosfera continua fino a 1.500 km quando praticamente è talmente rarefatta da confondersi con il vuoto dello spazio la tua sera non ha un limite netto ma sfuma lentamente nello spazio e quindi la sua parte finale non è un limite netto ma è una specie di zona di fascia spessa centinaia di chilometri andiamo avanti e vediamo questi strati uno ad uno cominciamo dalla troposfera che lo strato in cui noi viviamo ero stato dal vengono tutti i fenomeni atmosferici il contiene l'ossigeno che respiriamo e riusciamo a respirare senza problemi fino a un'altezza di 5 6 chilometri dopo abbiamo bisogno delle bombole di ossigeno e la temperatura scende con la quota man mano che si va verso l'alto la temperatura diminuisce e questo lo sappiamo perché quando andiamo in montagna in cima alle montagne fa più freddo che è basso questo dipende dal fatto che negli strati più bassi della troposfera c'è molto più vapore acqueo e per chi frequenta le saune sa che il vapore acqueo è un potente gas serra ovvero trattiene calore visto che è abbastanza pesante si accumula in strati bassi e quindi trattiene il calore in strati bassi quando si sale su una montagna si emerge da questo strato di vapore acqueo sottostante e che di conseguenza si percepisce di più il freddo si arriva fino a una temperatura di meno 60 gradi in cima alla troposfera una cosa interessante da dire che quando c'è una potente eruzione vulcano manica i gas vulcanici riescono a sfondare la troposfera e arrivare fino alla stratosfera e possono penetrare nella stratosfera per molti chilometri quindi 26 vulcani che raggiungono anche la stratosfera andiamo avanti e parliamo adesso della stratosfera nella stratosfera che ero stato successivo c'è l'importantissimo strato di ozono che questo gas fondamentale che ci protegge dai raggi troletti i raggio tra letti sono di tre tipi abbiamo gli uv up che sono quelli più vicini alla luce visibile sono quelli che attraversano più facilmente questo strato sono quelli che ci fanno abbronzare quando andiamo in montagna o al mare e poi ci sono gli altri ultimo letti gli uv b e gli uffici che passano molto di meno o per un passo per niente e sono molto pericolosi se passassero ci farebbero venire il tumore alla pelle per fortuna rimangono bloccati lì ad alta quota proprio la presenza di questo strato fa sì che nella stratosfera la temperatura aumenta con la quota perché questi raggi rimanendo intrappolati in questo strato surriscaldano il gas e quindi contrariamente a cosa succede nella troposfera nella stratosfera quando si sale di quota fa più caldo più si va in alto e più fa caldo proprio perché i raggio tra letti rimangono imprigionati in questo strato e quindi vengono convertiti in calore vediamo come si forma l'ozono l'ozono si forma grazie a un processo fotochimico il sole emette i suoi raggi ultra letti questi incontrano le molecole di ozono in alta quota lo rompono in due frammenti una molecola b atomica di ossigeno o2 e una particella atomica di ossigeno singola questo processo assorbe il raggio o traghetto che quindi non arriva al suolo a farci del male e poi dopo che ha assorbito il raggio le due particelle si diffondono a formare l'ozono e la molecola si rigenera pronta ad assorbire un altro raggio toretto questa continua formazione e distruzione dell'ozono ad alta quota impedisce ai raggi toletti di raggiungere il suolo e quindi di fatto protegge la vita da questa pericolosa radiazione poi abbiamo la mesosfera adatta quota qui con la quota la temperatura ricomincia a scendere perché in questo strato non ci sono gas che trattengono o che fermano radiazioni solari e sopra di questa invece abbiamo la termosfera uno strato di gas che si ironizza facilmente con la relazione solare e che proprio grazie a questa organizzazione anche qui la temperatura ricomincia a salire con la quota possiamo vedere dalla terra questo fenomeno di ionizzazione grazie all'europa e boreali qui si vedono dalla stazione spaziale internazionale e qui invece dalla superficie terrestre possiamo avere diversi colori in base alla lunghezza d'onda della radiazione assorbita quindi ad alta quota abbiamo il viola apache rosse poi a basse quote cioè il verde come detto prima in questo caso la temperatura ricomincia a salire con la quota sale di molto il gas e molto rarefatto questa temperatura non riesce a riscaldare nulla infatti se in qualche modo potessimo stare in questo strato non verremo cotti a questa temperatura perché nonostante il gas e a 1.500 gradi è talmente rare fatto che non riuscirebbe a cuocerci perché non riuscirebbe a trasmetterci calore e quindi anche se le temperature cinetica del gas e corrisponde a 1.500 gradi in realtà è una zona abbastanza fredda ad alta quota l'atmosfera acquisisce una fase ionizzata ovvero le radiazioni solari e cosmi che strappano elettroni agli atomi dell'atmosfera e questi atomi questo gas diventa ionizzato ovvero risente dei campi magnetici questo strato ha avuto un ruolo molto importante nella storia della tecnologia infatti prima dell'era spaziale quando ancora non c'erano i satelliti intorno alla terra questo strato veniva utilizzato come un gigantesco specchio per poter trasmettere oltre la curvatura terrestre infatti proprio la prima trasmissione è fatta da guglielmo marconi utilizzò questa capacità che ha la ionosfera di riflettere come uno specchio verso la terra le onde radio per poter trasmettere un segnale dal nord america all'europa quindi scavalcando praticamente la curvatura della terra lungo l'oceano atlantico ancora oggi alcune trasmissioni utilizzano la ionosfera come specchio per riflettere elettromagnetiche oltre le catene montuose e oltre la curvatura terrestre come vedete in questo grafico di giorno e di notte abbiamo che rai1 sfera a un'altezza e uno spessore diverso questo perché è proprio la radiazione solare a ionizzare il gas nell'atmosfera infatti di giorno la radiazione solare ionizza l'atmosfera anche a quote più basse mentre di notte rimane ionizzata a quote più alte quindi durante la notte è possibile lanciare le onde radio molto più lontane proprio perché possono salire molto più in quota prima di essere riflesse verso il basso oggi questo fenomeno della ionosfera per poter trasmettere a grandi distanze e ancora utilizzato in ambito militare nelle radiotrasmissioni civili e anche da radioamatori andiamo avanti e vediamo un altro concetto importante ovvero come la radiazione solare interagisce con l'atmosfera il sole fornisce energia alla terra sotto forma di onde elettromagnetiche in tutte le lunghezze d'onda dalle onde radio ai raggi ics una parte rimane assorbita o riflesse dall'atmosfera un'altra invece la traversa e si diffonde però tutte questa redazione devono percorrere un viaggio molto lungo almeno 150 milioni di chilometri prima di poter colpire atmosfera e lo fanno alla velocità della luce ovvero 300.000 chilometri al secondo la radiazione solare impiega poco più di 8 minuti e mezzo per poter attraversare lo spazio vuoto che separa il sole dalla terra cosa succede quando la radiazione solare colpisce l'atmosfera ci sono tre fenomeni abbiamo la riflessione quando la radiazione viene riflessa nello spazio della copertura nuvolosa ed alcuni strati dell'atmosfera più esterni poi abbiamo la diffusione quando viene assorbita e diffusa dagli atomi dell'atmosfera è con questo fenomeno che il cielo acquisisce il colore blu e poi abbiamo l'assorbimento ovvero una parte della radiazione solare viene assorbita dall'atmosfera e lo vediamo sia nello strato di ozono dove vengono assorbiti i raggi cutrì oretti che alle quote più basse dove che serra come metano anidride carbonica e vapore acqueo enel energia sotto forma di calore in onde infrarosse quindi detto questo possiamo introdurre il concetto del bilancio energetico oltre la metà della radiazione solare non raggiunge al suolo ma viene riflesso assorbito e rifratto dall'atmosfera qui vediamo uno schema che mostra che del 100 per cento di radiazione solare che raggiunge l'atmosfera il 5 per cento viene riflessa uno spazio ad alta quota il 20 per cento anche se raggiunge quote più basse viene comunque riflesse uno spazio dagli strati di nubi un altro 20 per cento viene assorbito dalle nubi l'atmosfera e poi circa il 50 per cento riesce a raggiungere il suolo solamente il 5 per cento viene riflesso da suolo verso lo spazio poi qui dipende dal tipo di suolo sicuramente la redazione che colpisce neve e ghiaccio viene riflessa maggiormente di una radiazione che colpisce le foreste o l'oceano questo si chiama fenomeno albedo ma lo vedremo in un altro momento una cosa interessante da vedere è che la parte di radiazione che viene assorbita dall'atmosfera contribuisce ad alimentare il fenomeno dell'effetto serra che è quel fenomeno che permette alla terra di essere abitabile vediamo che cos'è l'effetto serra questo è molto importante se non ci fosse questo fenomeno la terra non sarebbe un pianeta abitabile infatti la relazione solare che raggiunge la terra rimane intrappolata dentro atmosfera mantenendo il pianeta ha una temperatura compatibile per la vita infatti gli oceani non sarebbero liquidi se non ci fosse questo fenomeno la terra avrebbe una temperatura di oltre meno venti gradi sotto zero invece con questo fenomeno la temperatura media della terra va dai 15 ai 18 gradi sopra lo zero ecco come funziona i raggi solari entrano nell'atmosfera questi raggiungono il suolo vengono assorbiti e rimessi sotto forma di calore raggi infrarossi e raggi infrarossi rimangono intrappolati dentro atmosfera dei gas serra che sono qui gas che per le loro caratteristiche chimiche e fisiche trattengono il calore e sono l'anidride carbonica il vapore acqueo e in metano però c'è un problema le nostre attività umane negli ultimi 200 anni stanno immettendo in atmosfera artificialmente altri gas serra infatti bruciando petrolio e carbone stiamo aumentando la percentuale di co2 ovvero anidride carbonica atmosfera questo non fa altro che aumentare calore che rimane intrappolato in atmosfera e quindi il pianeta si sta surriscaldando parleremo del riscaldamento globale e dell'effetto serra antropico ovvero amplificato dall'uomo che causa i cambiamenti climatici tra due lezioni andiamo avanti e parliamo ancora di un altro fenomeno il colore del cielo perché il cielo è blu qui vediamo come la luce attraversa l'atmosfera durante il giorno quando il sole è in alto nel cielo è tratto di atmosfera che deve attraversare la luce è molto inferiore quindi abbiamo un assorbimento minore è la luce che sopravvive a questo assorbimento è il blu infatti durante il giorno il cielo è blu quando invece alla sera o al mattino il sole è bastato orizzonte il tratto di atmosfera che deve attraversare la luce è molto più spesso perché prende l'atmosfera di taglio in questo caso l'assorbimento e maggiore è il cielo acquisisce una colorazione rossastra è interessante vedere che su marte dove l'atmosfera è molto più sottile durante il giorno il cielo è rosso al tramonto invece il cielo azzurro e questo lo vediamo a mettendo a confronto un tramonto mazziano ripreso dalle sonde della nasa e un tram 8 terrestre che ognuno di noi può fotografare in qualsiasi punto del mondo perché c'è questa differenza perché l'atmosfera marziana è molto più sottile quindi quando durante il giorno la luce del sole attraversa uno spessore sottile dell'atmosfera marziana allora il colore che sopravvivere assorbimento il rosso quando invece durante la sera quando l'atmosfera marziana è di taglio rispetto al sole e quindi lo spessore che la luce solare di attrezzare e maggiore arriva ad assorbire fino a blu come succede durante il giorno sulla terra quindi vediamo che avendo una struttura una composizione e soprattutto uno spessore diverso i colori del cerone due pianeti sono diversi perché nonostante la luce se la stessa perché è solo e sempre lo stesso in realtà l'assorbimento è diverso e quindi il colore di questi tinge c'erano due pianeti è diverso detto questo ho finito questa lezione nella prossima lezione parlerò del clima particolarmente della temperatura della pressione del meteo e vedremo come si possono classificare le movie e quali sono i fenomeni principali che possono generare come ad esempio le precipitazioni potete trovare tutto il corso di scienze naturali modulo giorno che sarò mica è come questo chasse della terra sul mio canale youtube e sul mie pagine instagram e facebook prof antonio lo iacono grazie