mag 03 2012

Atmosfera (2° parte): proprietà termiche

Category: Atmosferavaleria_alessandro @ 07:50

Sulla base delle proprietà termiche, l’atmosfera terrestre risulta suddivisa in cinque zone: troposfera, stratosfera, mesosfera, termosfera e esosfera. Le prime tre si trovano nella bassa atmosfera e le ultime due si trovano nell’alta atmosfera. Con l’aumentare dell’altezza, infatti, la temperatura può subire delle progressive ed alternate variazioni in aumento e diminuzione.

A determinate quote ci sono quindi delle inversioni termiche che segnano il passaggio da uno strato a quello successivo, queste chiamate “pause” prendono il nome dalla sfera sottostante.

 

Omosfera

1-Troposfera (dal greco Tropos=movimento, rivolgimento)

Spessore: medio di 11 Km (da 6-8 km ai Poli fino a 18 km all’Equatore).

Come mai all’Equatore l’atmosfera è più spessa?

Temperatura: salendo in quota la temperatura diminuisce di -6°/Km poiché ci allontaniamo dalla fonte di calore che è la Terra che infatti emette radiazioni nell’Infrarosso termico (IR termico). Infatti, la superficie terrestre si riscalda assorbendo la radiazione solare (la radiazione solare non scalda direttamente l’aria della troposfera) ed il calore riemesso dalla terra viene trasportato verso l’alto grazie al rimescolamento turbolento che caratterizza la troposfera.

Al tetto della Troposfera abbiamo circa -60° (-50°/-70°).

Caratteristica: vi avvengono tutti i fenomeni meteorologici come la formazione delle nubi, dei venti e delle piogge.

Tropopausa: 11 Km inversione termica

2-Stratosfera (i gas sono stratificati)

Spessore: 11 – 50 km circa

Temperatura: Salendo in quota la temperatura aumenta per la presenza dell’Ozono. Al tetto della stratosfera troviamo una temperatura di  +17°C.

Caratteristica: contiene interamente la fascia dell’Ozono (20-30 Km). L’ozono (dal greco ozein, che ha odore) che assorbe una parte dei raggi UV. La componente ultravioletta della radiazione solare viene suddivisa sulla base della lunghezza d’onda in:

  • UVA (400-320nm) – Non sono dannosi per l’uomo
  • UVB (320-280nm) – Sono dannosi per l’uomo
  • UVC (280-200nm) – Sono dannoso per l’uomo

UV_ABC

Formazione dell’Ozono

L’Ozono (Ossigeno triatomico molecolare, O3) si produce per l’interazione della radiazioni ultravioletta con più alta energia (200-242nm, UVC) con l’Ossigeno biatomico.

Ozono_formazione1

Distruzione

L’Ozono assorbe completamente gli UVC (100%), gli UVB (95%) e solo il 5% gli UVA, assorbe quindi gli UV più dannosi. A causa di questo assorbimento, l’ozono si distrugge, l’ossigeno biatomico si riforma e la temperatura si alza.

Ozono_Distruzione

 

Stratopausa: 50 Km inversione di temperatura

3-Mesosfera (dal greco Mesos=che sta nel mezzo)

Spessore: 50 – 100 km circa

Temperatura: la temperatura ricomincia a discendere perché ci continuiamo ad allontanare dalla Terra. A tetto abbiamo circa -80°C (-70°/-90°).

Caratteristica: aurore boreali di bassa quota e le nubi di luce o “nubi nottilucenti” di alta quota che sono in grado di riflettere gli ultimi raggi del sole dopo il suo tramonto all’orizzonte. Vi si disintegrano le meteore (stelle cadenti).

Menopausa: 100 Km

Eterosfera

4-Termosfera (dal greco Thermos=caldo)

Spessore: 100 – 500 km circa

Temperatura: a causa della vicinanza al Sole ricomincia a salire, al tetto abbiamo 1500-2000°C.

Caratteristica: La temperatura è alta ma fa freddo poiché sono temperature cinetiche in quanto i gas sono troppo rarefatti per produrre fenomeni collegati al calore, dovuti agli urti tra le molecole.

5-Esosfera (dal greco exo=fuori)

Spessore: 500 – 2500 km circa

Temperatura: la temperatura rimane costante attorno ai 1500-2000°C.


apr 30 2012

Lo spettro elettromagnetico e le finestre atmosferiche

Category: Atmosferavaleria_alessandro @ 15:05

Le onde elettromagnetiche sono caratterizzate da un campo elettrico (E)  e uno magnetico (H) che si propagano secondo piani perpendicolari tra loro.

Lo spettro elettromagnetico è l’insieme di tutte le possibili onde elettromagnetiche classificate sulla base della lunghezza d’onda. La lunghezza d’onda (lettera ʎ  (lambda)) è la distanza tra due creste o due ventri in successione.

 

In realtà solo una piccola parte della radiazione solare attraversa l’atmosfera, infatti l’atmosfera è opaca (non trasparente) in certe aree dello spettro elettromagnetico e quindi assorbe le radiazioni solari.

 

Sono chiamate invece finestre atmosferiche gli intervalli delle radiazioni che arrivano sulla superficie perché non sono assorbite dall’atmosfera. Le principali ‘finestre’ sono tre:

Regione dell’ultravioletto

Regione del visibile

Regione dell’infrarosso

1) Ultravioletto

è una radiazione elettromagnetica con la lunghezza d’onda compresa tra 0,4μm e 10-2 μm e si trova tra il visibile ed i raggi X. Il nome significa “oltre il violetto”, perché il violetto è l’ultimo colore visibile dello spettro percepito dall’uomo, quello con la lunghezza d’onda più corta. Si suddivide in 3 ulteriori intervalli A, B e C. Gli effetti dei raggi ultravioletti è il loro potere abbronzante ma l’esposizione diretta ai raggi ultravioletti può infatti provocare gravi ustioni e, se prolungata, l’insorgere
di malattie come il cancro della pelle.

2) Visibile

Il visibile o la luce è quella parte di energia a cui l’occhio è sensibile. L’intervallo del visibile è compreso tra 0.4  e 0.7 μm (1 μm = 10-3 mm); il rosso corrisponde alle lunghezze d’onda maggiori mentre  il violetto a quelle minori.  Alla diversa lunghezza d’onda si vede il colore variare dal violetto al rosso, formando i sette colori:  violetto, indaco, blu, verde,  giallo, arancione e rosso.

I sette colori sono visibili in natura nell’arcobaleno quando la luce del Sole attraversa le gocce d’acqua rimaste in sospensione dopo un temporale. I colori sono visibili perchè la luce del sole passa attraverso le piccole gocce di pioggia, che fungono da prismi. Gli arcobaleni compaiono quando il Sole è a un angolo inferiore a 54 gradi sull’orizzonte. Per questo l’arcobaleno si vede di primo mattino o alla sera

3) Infrarosso

Sono radiazione elettromagnetica con la lunghezza d’onda compresa tra 0,7μm e 1mm e si trovano tra il visibile e le microonde; si manifestano sotto forma di calore e possono essere rivelate con particolare strumenti.

 


mag 21 2010

L’atmosfera (3° parte): Ionosfera

Category: Atmosferavaleria_alessandro @ 17:30

Ionosfera: Spessore: tra i 80 – 400 km

Caratteristica: formata da ioni ed elettroni liberi, in numero sufficiente per influenzare la propagazione delle onde elettromagnetiche.

Formazione: l’atmosfera è bombardata da radiazioni ultraviolette di diverse frequenze che vi penetrano più o meno profondamente. Di conseguenza, la struttura della ionosfera è stratificata e si possono distinguere diversi strati ad altezze diverse.

Comprende 4 diversi strati che riflettono onde corte differenti:

  • strato D (60-80 km) riflette le onde medie (MW, onde medie con frequenza)
  • stato E (90-120 km) riflette le onde corte (SW) (onde corte fino a 20 MHz)
  • strato F1 (200-250 km) riflette le onde corte (SW)
  • stato F2 (400-500 km) riflette le onde corte (SW)

Ionosfera_Onderadio


apr 24 2010

L’atmosfera (1° parte): composizione

Category: Atmosferavaleria_alessandro @ 10:58

L’atmosfera è l’involucro gassoso che avvolge la Terra, trattenuto dalla forza di gravità. E’ una miscela di gas che diventa sempre più rarefatta con l’altezza.

Non c’è quindi un limite netto dove finisce l’atmosfera ma il limite superiore è puramente convenzionale. La maggior parte degli Autori lo pongono a 2500 – 3500 Km.

Sulla base della composizione è suddivisa in due parti: omosfera e eterosfera.

Omosfera (bassa atmosfera), dal greco “omo”= uguale

-spessore: 0 – 100 Km

- composizione costante: I diversi gas che compongono il miscuglio gassoso mantengono inalterate le loro proporzioni. La costanza delle percentuali gassose è legata ai fenomeni di rimescolamento.

Per un’aria secca e pulita è:

78% di azoto, 21% di ossigeno, 0,9% di argon e 0,03% di anidride carbonica e quantità trascurabili di neon, elio, krypton, xeno e idrogeno.

Aria secca: priva di vapore acqueo

Aria pulita: priva di pulviscolo atmosferico (naturale: polveri vulcaniche, granuli di polline, etc. artificiale: residui dei fenomeni di combustione incompleta di legna, petrolio, carbone, etc. La percentuale di pulviscolo è molto variabile da luogo a luogo; ad es., si passa dalle poco più di 2000 particelle solide per cm3 dell’Aria quasi pura al centro dell’Oceano Pacifico, alle 800.000 per cm3 dell’Aria fumosa di una grande città.

- densità: il 99% dei gas atmosferici è concentrato nei primi 40 km di altezza ed andando verso l’alto l’aria diventa sempre più rarefatta.

Eterosfera (alta atmosfera): dal greco “etero”= diverso

-spessore: 100 – 2500 Km

- composizione variabile. I gas si trovano allo stato atomico e sono stratificati sulla base del loro peso molecolare.

Azoto molecolare: 100-200 km

Ossigeno atomico: 200-1100 km (prodotto dalla scissione dell’ossigeno molecolare da parte delle radiazioni solari)

Elio: 1100 – 2500 km

Idrogeno: oltre 2500 km.

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