TEMPERATURA ED ATMOSFERA
L’atmosfera è l’involucro gassoso che circonda la Terra, confinato a causa dell’attrazione
gravitazionale. E’ una parte di un sistema molto complesso, il sistema Terra, che comprende
anche l’idrosfera, la criosfera, la biosfera e litosfera. Viene suddivisa in diversi strati in base
all’andamento del profilo verticale della temperatura o in base a particolari fenomeni fisici/chimici
che la caratterizzano per quanto riguarda la parte più lontana dalla terra. L’utilizzo del gradiente
verticale di T è giustificato sia dal fatto che individua strati di atm con caratteristiche differenti tra
loro sia perché è un parametro fondamentale per l’equilibrio idrostatico.
In base alla variazione della T con la quota si identificano 4 diverse fasce: troposfera, stratosfera,
mesosfera e termosfera. Separate fra loro da zone caratterizzate da condizioni termiche più o
meno costanti: tropopausa, stratopausa e mesopausa. Le diverse condizioni termiche nelle varie
fasce (e di conseguenza il profilo di T in atm) sono dovute a:
- superficie terrestre calda: il riscaldamento dovuto all’assorbimento della radiazione solare
incidente da parte del suolo e degli oceani
- riscaldamento della stratosfera: dovuto all’assorbimento della radiazione UV da parte dell’O3
- riscaldamento in termosfera: dovuto all’assorbimento della radiazione solare da parte dell’O2 e
O3
La troposfera è lo strato più vicino alla sup terrestre e in media si estende in verticale fino ad una
quota di 10/15 km. L’estensione verticale della troposfera varia fortemente con la latitudine: è
spessa 7/8 km sopra ai poli, 10/12 km alle medie latitudini, 16/18 km nelle regioni tropicali dove il
forte riscaldamento del suolo favorisce intensi moti convettivi che penetrano verso l’alto, facendone
salire il limite. All’equatore la T decresce con la quota sino ad un’altezza di 17 km.
La tropopausa tropicale è la parte più fredda della bassa atm a 20 km di quota è caratterizzata da
un costante calo della T con la quota. Il tasso di diminuzione è noto come lapse rate (gradiente
termico altitudinale) ed è definito come:
Il lapse rate medio globale è pari a 6.5°C km-1 o 0.65°C ogni 100 m, ma il suo valore varia in
funzione della quota, della stagione e della latitudine. Tale calo è dovuto al fatto che:
1) una particella di aria si espande adiabaticamente salendo, a causa della minore P, e quindi si
raffredda
2) la principale sorgente di calore è rappresentata dal suolo che scalda maggiormente gli strati
d’aria ad esso adiacenti (è conseguente al bilancio tra raffreddamento radiativo e convezione di
calore dalla superficie terrestre verso l’atm)
Ai poli il lapse rate troposferico è < di quello registrato in prossimità dell’equatore ed in primavera
ed inverno alle alte latitudini la T della bassa troposfera cresce con la quota. Ci possono essere
locali e marcati scostamenti dal valore medio del profilo di T. Una regione dell’atm caratterizzata
da lapse rate - (ovvero dove la temperatura cresce con la quota) è nota come inversione termica.
Nelle regioni polari l’inversione termica è assai importante, si verifica in seguito del raffreddamento
molto rapido e intenso della sup terrestre a seguito dell’emissione di radiazione infrarossa in
assenza di insolazione (notte polare) e raffredda a sua volta gli strati di atm immediatamente a
contatto. L’aria non emette radiazione in modo così efficace quanto la sup terrestre e quindi il resto
dell’atm si raffredda più lentamente. Il risultato è che l’aria a contatto con la sup sarà più fredda di
quella sovrastante e quindi si avrà un incremento della T con la quota. Poiché avvenga di giorno la
radiazione solare scalda la sup che per conduzione trasmette il calore nel primo strato sottostante
mentre di notte la sup si raffredda più velocemente rispetto all’aria. Le inversioni possono essere al
suolo (in seguito al raffreddamento notturno del suolo) o in quota (si genera in seguito al
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