La nostra atmosfera sì diversi strati in cui sono presenti diversi gas di diversa composizione. Ogni strato dell'atmosfera ha una sua funzione e sue caratteristiche che lo rendono diverso dal resto.
Offriamo la troposfera quale è lo strato dell'atmosfera in cui viviamo e in cui avvengono tutti i fenomeni meteorologici, la stratosfera quale è lo strato dell'atmosfera in cui si trova lo strato di ozono, la mesosfera dove si verificano l'aurora boreale e la termosfera che confina con lo spazio esterno e dove la temperatura è molto alta. In questo post ci concentreremo sulla stratosfera e sull'importanza che ha per la vita sul nostro pianeta.
Caratteristiche della stratosfera
La stratosfera è ad un'altezza di alta circa 10-15 km e si estende fino a circa 45-50 km. La temperatura nella stratosfera varia come segue: in primo luogo, inizia ad essere stabile (poiché si trova ad altezze vicine alla tropopausa dove la temperatura rimane la stessa) e piuttosto bassa. Con l'aumentare dell'altitudine, la temperatura della stratosfera aumenta, poiché assorbe sempre di più la radiazione solare. Il comportamento della temperatura nella troposfera funziona all'opposto di quello che fa la troposfera in cui viviamo, cioè invece di diminuire con l'altezza, aumenta.
Nella stratosfera non c'è quasi nessun movimento nella direzione verticale dell'aria, ma i venti in direzione orizzontale possono raggiungere frequentemente i 200 km / h. Il problema con questo vento è quello qualsiasi sostanza che raggiunge la stratosfera è diffusa in tutto il pianeta. Un esempio di questo sono i CFC. Questi gas composti da cloro e fluoro distruggono lo strato di ozono e si diffondono in tutto il pianeta a causa dei forti venti della stratosfera.
Non ci sono quasi nuvole o altre formazioni meteorologiche nella stratosfera. A volte le persone spesso confondono l'aumento delle temperature della stratosfera con la sua vicinanza al Sole. È logico pensare che più sei vicino al Sole, più sarà caldo. Tuttavia, questo non è il caso. Nella stratosfera possiamo incontrarci il famoso strato di ozono. Lo strato di ozono non è di per sé uno "strato", ma è un'area dell'atmosfera in cui la concentrazione di questo gas è molto più alta che nel resto dell'atmosfera. Le molecole di ozono sono responsabili dell'assorbimento della radiazione solare che ci colpisce direttamente dal Sole e consente la vita sulla Terra. Queste molecole che assorbono i raggi ultravioletti del sole trasformano quell'energia in calore e, quindi, è per questo che la temperatura della stratosfera aumenta di altezza.
Perché c'è la tropopausa in cui l'aria è molto stabile e non ci sono correnti di vento, lo scambio di particelle tra la troposfera e la stratosfera è pressoché nullo. Per questo motivo non c'è quasi nessun vapore acqueo nella stratosfera. Ciò significa che le nuvole nella stratosfera si formano solo se è così fredda che la piccola quantità di acqua esistente si condensa e forma cristalli di ghiaccio. Si chiamano nuvole di cristalli di ghiaccio e non causano precipitazioni.
Alla fine della stratosfera c'è la stratopausa. È un'area dell'atmosfera dove le alte concentrazioni di ozono terminano e la temperatura diventa molto stabile (circa 0 gradi centigradi). La stratopausa è quella che lascia il posto alla mesosfera.
Come curiosità, solo i composti chimici che hanno una lunga vita sono quelli che possono raggiungere la stratosfera. Ora sì, una volta che sono lì, possono rimanere a lungo. Ad esempio, i materiali emessi da grandi eruzioni vulcaniche sono in grado di rimanere nella stratosfera per quasi due anni.
Lo strato di ozono
Lo strato di ozono non ha sempre la stessa concentrazione di questo gas lontano da esso. Nella stratosfera si verifica contemporaneamente la continua formazione e distruzione di ozono. Affinché l'ozono si formi, i raggi del sole devono rompere una molecola di ossigeno (O2) in due atomi di ossigeno (O). Uno di questi atomi quando incontra un'altra molecola di ossigeno reagisce per formare ozono (O3).
È così che si formano le molecole di ozono. Tuttavia, naturalmente, così come vengono creati, vengono distrutti dalla radiazione solare. I raggi di luce del Sole cadono sulla molecola di ozono e la distruggono nuovamente per dare origine a una molecola di ossigeno (O2) e un atomo di ossigeno (O). Ora l'atomo di ossigeno reagisce con un'altra molecola di ozono per formare due molecole di ossigeno e così via. È un ciclo naturale che è in equilibrio tra la formazione e la distruzione delle molecole di ozono. In questo modo, questo strato di gas può assorbire una grande quantità di raggi ultravioletti dannosi e proteggerci.
È così da molto tempo. Un ciclo in cui la concentrazione di ozono è stata mantenuta a una concentrazione relativamente stabile e costante nel tempo. Tuttavia, esiste un altro modo per distruggere l'ozono nell'atmosfera. Clorofluorocarburi (CFC) sono molto stabili nell'atmosfera e possono quindi raggiungere la stratosfera. Questi gas hanno una vita abbastanza lunga, ma quando raggiungono la stratosfera, i raggi ultravioletti del Sole distruggono le molecole, dando origine a radicali di cloro molto reattivi. Questi radicali reattivi distruggono le molecole di ozono, quindi la quantità di ozono che viene distrutta in totale è molto maggiore di quella generata. In questo modo si è rotto l'equilibrio tra generazione e distruzione di molecole di ozono capaci di assorbire la radiazione solare dannosa per noi.
Conseguenze del buco nello strato di ozono
Purtroppo in passato questo argomento non era conosciuto in modo così dettagliato, tanto che nelle attività umane (utilizzo di aerosol di clorofluorocarburi) sono riusciti a raggiungere la stratosfera grandi quantità di cloro e bromo che distruggono le molecole di ozono. Poiché la reazione richiede luce e la formazione di nubi polari a temperature molto basse, i livelli più bassi di ozono si verificano nella primavera dell'Antartide e si forma il buco dell'ozono, specialmente sopra l'Antartide. Questi buchi dell'ozono fanno sì che più radiazioni ultraviolette raggiungano la superficie terrestre e accelerino il disgelo.
Negli esseri umani, il degrado dello strato di ozono ha causato un aumento dell'incidenza del cancro della pelle a causa di una maggiore quantità di radiazione solare che ci raggiunge. Anche le piante sono colpite, specialmente quelle che crescono e hanno steli e foglie più deboli e meno sviluppati.
Impatti degli aeroplani nella stratosfera
Gli aeroplani hanno avuto un impatto anche sulla stratosfera, perché di solito volano ad un'altezza compresa tra 10 e 12 km, cioè vicino alla tropopausa e all'inizio della stratosfera. Con l'aumento del traffico aereo, le emissioni di anidride carbonica (CO2), vapore acqueo (H2O), ossidi di azoto (NOx), ossidi di zolfo (SOx) e fuliggine sono aumentate nell'atmosfera tra la troposfera superiore e il stratosfera inferiore.
Oggi, gli aeroplani causano solo tra il 2 e il 3% delle emissioni globali di gas serra. Anche questo non è di grande importanza in termini di riscaldamento globale. Tuttavia, ciò che è veramente importante per gli aeroplani è che i gas che emettono lo fanno nella parte superiore della troposfera. Ciò fa sì che il vapore acqueo emesso aumenti le possibilità di formare cirri che trattengono più calore sulla Terra e contribuiscono al riscaldamento globale.
D'altra parte, anche gli ossidi di azoto emessi dagli aeroplani sono pericolosi, poiché legati alla scomparsa dell'ozono nella stratosfera. Dobbiamo pensare che sebbene i gas serra emessi dagli aerei non abbiano una vita molto lunga per raggiungere la stratosfera, possono farlo, perché vengono rilasciati ad un'altezza molto vicina ad essa.
Curiosità sulla stratosfera
Questo strato dell'atmosfera ha alcune curiosità che potrebbero sorprenderci. Tra queste curiosità ci sono:
- Densità dell'aria è inferiore del 10% quello sulla superficie terrestre
- Le temperature negli strati inferiori sono intorno -56 gradi in media e le correnti d'aria raggiungono i 200 chilometri orari.
- Ci sono rapporti che garantiscono l'esistenza di piccoli microrganismi vivere nella stratosfera. Si ritiene che questi microbi provengano dallo spazio. Sono spore batteriche, organismi estremamente resistenti che possono formare uno strato protettivo attorno a se stessi e quindi sopravvivere alle basse temperature, alle condizioni di siccità e agli alti livelli di radiazione presenti nella stratosfera.
Come puoi vedere, l'atmosfera ha grandi funzioni per noi e per il resto degli esseri viventi che abitano il nostro pianeta. La stratosfera contiene qualcosa che è necessario per la nostra sopravvivenza e che, sebbene sia alta chilometri, dobbiamo proteggere.