Gli strati atmosferici (superiori)

La Terra è circondata da una miscela di gas, soprattutto azoto (N₂), che rimangono attaccati grazie alla forza di gravità.
Questi gas non formano uno strato omogeneo, ma sono più concentrati vicino alla superficie terrestre e meno man mano che ci si allontana.
Andando dal basso verso l'alto si possono incontrare diverse zone, diversi strati atmosferici, ciascuno con particolari caratteristiche.

1 TROPOSFERA

Clouds over the mountains, Scotland

Aereo sopra le nuvole

È lo strato più vicino alla Terra, spesso circa 10 km, caratterizzato dai fenomeni atmosferici (b-venti, c-nuvole).
Il riscaldamento avviene dal basso poiché i raggi solari arrivano fino alla superficie della Terra e qui vengono convertiti in calore: il calore quindi parte dalla superficie terrestre. L'aria calda che si solleva dal basso si raffredda man mano che si solleva e poi essendo più fredda e pesante ricade verso il basso, generando spesso dei moti convettivi.
Solo in questo strato avvengono fenomeni atmosferici con nubi e precipitazioni.
Gli aerei di linea (d) volano al limite superiore (tropopausa), a circa 10 km di altezza e -50 °C.

2 STRATOSFERA

Spettro elettromagnetico, in cui si nota che i raggi ultravioletti si trovano, appunto, dopo il viola dello spettro visibile al centro

Cirri, nuvole di cristalli di ghiaccio

È caratterizzata dalla presenza del gas ozono (O₃) (a). È un gas che si forma a causa dei raggi ultravioletti (quelli responsabili dell'abbronzatura) che colpiscono l'ossigeno biatomico (O₂), lo rompono e gli atomi di ossigeno si riaggregano formando ozono, cioè un ossigeno triatomico. L'ozono stesso poi viene continuamente rotto e riformato (b) sotto l'azione dei raggi ultravioletti. In questo modo l'ozono diventa una barriera che blocca il 99% dei raggi ultravioletti, che altrimenti sarebbero dannosi per la vita sulla Terra (nell'uomo favoriscono i tumori della pelle).
In questi ultimi decenni lo strato di ozono è sotto osservazione perché si è assottigliato in corrispondenza dei poli, il famoso "buco" dell'ozono (ma in realtà è solo un assottigliamento) (c). Se questo "buco" si allargasse troppo ci potrebbero essere delle conseguenze negative per la vita sulla Terra.
Nella parte più bassa possono formarsi delle nuvole di cristalli di ghiaccio dette cirri (d). Sono nuvole molto sottili che in genere appaiono come delle velature o leggere spennellature nel cielo azzurro.

3 MESOSFERA

Meteor Bolide

Nubi nottilucenti nel parco nazionale di Soomaa, in Estonia

È lo strato intermedio tra la stratosfera e la termosfera e non ha caratteristiche particolarmente rilevanti. Qui si possono osservare (ad alte latitudini e non sempre) le nubi nottilucenti, nubi di ghiaccio, simili ai cirri, sembrano delle velature nel cielo. Sono le nuvole più alte che si possono trovare nell'atmosfera.
Questo è inoltre lo strato dove le meteore (stelle cadenti) lasciano la loro scia. Le meteore sono piccoli detriti rocciosi che quando entrano nell'atmosfera fanno attrito e formano una scia luminosa mentre si consumano. Se riescono arrivare al suolo si definiscono meteoriti.

4 TERMOSFERA

Qui i gas sono molto rarefatti e il cielo appare nero come se si fosse nello spazio. I gas vengono ionizzati (a) dai raggi non filtrati del Sole, formando la ionosfera. La ionosfera è in grado di riflettere le onde radio (d), e questo fenomeno è stato di grande importanza per le comunicazioni radio (ora un po' meno con le moderne tecnologie). In questo strato ci possono stare i satelliti in orbita (c). Altro fenomeno significativo sono le aurore polari (b) causate dal vento solare che entra nell'atmosfera e facendo attrito crea delle fasce luminose spettacolari.

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  Radio Telefunken 1950
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  Saltellite artificiale
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  Aurora boreale

5 ESOSFERA

È la zona in cui i gas non sono più attratti dalla forza di gravità e si disperdono nello spazio. È la zona di transizione con lo spazio interstellare. Qui il campo magnetico terrestre trattiene e devia il vento solare, determinando la formazione delle aurore polari.

6 Gli strati in proporzione

Il sottile disegno al lato destro vuole rappresentare le giuste proporzioni tra i vari strati: si noterà così che i primi strati sono relativamente sottili, mentre la termosfera ed esosfera (che non ci sta nel disegno) sono molto più vaste.