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Capitolo 14: L’atmosfera
Lezione 1: Le caratteristiche dell’atmosfera
1.1 Stratificazione dell’atmosfera
Le molecole dei gas che compongono l’atmosfera sono in continuo rapido movimento perché ricevono energia dal
sole. In base alla composizione è divisa in due parti:
• Bassa atmosfera = parte più vicina alla superficie terrestre. L’azoto è il gas più abbondante (78%),
l’ossigeno è circa il 21%. Nel rimanente 1% sono compresi molti gas (argon e diossido di carbonio). La bassa
atmosfera può essere a sua volta divisa in:
▪ Troposfera = 80% della massa dell’intera atmosfera, alta circa 12 km. Presenta grandi quantità di
pulviscolo atmosferico e sostanze inquinanti e vi avvengono i principali fenomeni meteorologici.
▪ Stratosfera = i fenomeni atmosferici sono assenti perché il vapore acqueo è quasi inesistente. La
temperatura aumenta a causa dell’ozono, che forma l’ozonosfera.
▪ Mesosfera = i gas sono molto rarefatti e vengono ionizzati dai raggi x e dai raggi ultravioletti
• Alta atmosfera = i moti dei gas sono ridotti a causa della minore T e non c’è rimescolamento, quindi i gas
sono stratificati in base alla densità. È divisa in:
▪ Termosfera = caratterizzata da un costante aumento di T con la quota a causa del riscaldamento
diretto del Sole
▪ Esosfera = sfuma nello spazio interstellare.
Esiste poi anche la ionosfera, fascia compresa tra 50 e 1000 km di quota, in cui sono presenti ioni che formano strati
che riflettono le one radio emesse dalla superficie terrestre. Ciò permette la trasmissione dei messaggi radiofonici
anche a grandi distanze.
1.2 L’umidità dell’aria
La quantità di vapore contenuta in un determinato volume d’aria è definita umidità assoluta ed è espressa in g/m3.
Una massa d’aria è satura quando contiene la quantità di vapore acqueo massima possibile in relazione alla sua
temperatura. La temperatura a cui la massa d’acqua diventa satura è il punto di rugiada.
Per i meteorologi il dato dell’umidità assoluta è poco significativo, è importante l’umidità relativa, ovvero il rapporto
(in %) tra umidità assoluta e massima quantità di vapore acqueo che potrebbe essere contenuta nella massa d’aria
alla stessa T. Per calcolare l’umidità relativa di una massa d’aria si usa la relazione: pressione del vapore presente
pressione del vapore saturo .
1.3 La nebbia e le nuvole
La condensazione del vapore acqueo avviene quando la T di una massa d’aria scende al di sotto del punto di rugiada.
Se ciò avviene, il vapore acqueo presento nell’aria è superiore alla quantità massima contenibile a quella
temperatura, quindi la parte in più condensa formando goccioline d’acqua che fungono da nuclei di condensazione.
Le manifestazioni visibili del fenomeno della condensazione sono la nebbia e le nuvole:
• Nebbia = si forma per contatto di una massa d’aria calda e umida con una superficie fredda, l’aria calda cede
calore alla superficie e si raffredda. L’abbassamento della temperatura determina un eccesso di vapore
acqueo, che condensa sottoforma di goccioline in sospensione nell’aria.
• Nuvole = si formano quando la massa d’aria subisce una trasformazione adiabatica, in cui l’abbassamento
della temperatura di un gas non è dovuto a uno scambio di calore con l’ambiente circostante ma a una
variazione di pressione.
In una massa d’aria che si espande, le molecole occupano un valore maggiore e compiono lavoro sull’ambiente,
quindi perdono energia e il gas si raffredda; al contrario, se l’aria è compressa, il lavoro è compiuto dall’esterno
quindi le molecole acquistano energia e il gas si riscalda.
In natura le masse d’aria si comprimono e si espandono in seguito a movimenti rispettivamente di discesa e salita.
Le nuvole si formano nelle masse d’aria che si spostano verso l’alto e man mano che sale si espande e si raffredda.
La diminuzione di T di una massa d’aria a causa della quota prende il nome di gradiente adiabatico secco ed è 1° C
ogni 100 m. Quando la T scende fino al punto di rugiada inizia la condensazione, compaiono goccioline che
rimangono in sospensione formando una nuvola. L’aria continua a salire ma la condensazione del vapore in acqua
fa in modo che la T diminuisca più lentamente. La diminuzione di T a causa della quota dopo la condensazione è
detta gradiente adiabatico umido e vale 0,6 °C ogni 100 m.
