Lo strato dell'atmosfera più vicino alla Terra, il troposfera, è dove si svolgono praticamente tutte le azioni meteorologiche e nuvolose che contribuiscono a definire i nostri cieli. Sopra di esso si trova il secondo strato atmosferico più basso: il stratosfera, il cui limite inferiore con il troposfera viene contrassegnato dal tropopausa.
La stratosfera – così chiamata per i suoi strati d'aria “stratificati” che non si mescolano molto verticalmente – svolge un ruolo chiave nel proteggere la biosfera da Radiazione UV grazie al suo strato di ozono, ed è anche il luogo in cui trascorri gran parte dei tuoi voli in un aereo a reazione commerciale.
Caratteristiche di base della stratosfera
Mentre l'altezza della tropopausa varia: è più alta sull'equatore che sui poli e più alta in estate rispetto all'inverno - la stratosfera si estende approssimativamente tra circa 6 miglia e 30 miglia sopra il livello del mare nel mezzo latitudini.
Le temperature rimangono abbastanza costanti nella parte più bassa della stratosfera, per poi aumentare rapidamente con l'aumentare dell'altitudine fino al
stratopausa, il confine – situato a circa 30 miglia di altitudine – tra la stratosfera e la mesosfera, lo strato atmosferico sovrastante.Questo aumento di temperatura con altitudine nella stratosfera – opposta alla situazione nella troposfera, dove la temperatura scende più si sale – è dovuta alla presenza di ozono, una forma di molecola di ossigeno che si riscalda assorbendo le radiazioni ultraviolette dall'energia solare. Ciò mantiene le condizioni sulla Terra significativamente più ospitali di quanto non sarebbero altrimenti.
Composizione stratosferica
Oltre alla maggiore quantità di ozono – e concentrazioni più basse di vapore acqueo, significativamente – la composizione della stratosfera ricorda quella della troposfera, dominata da azoto e ossigeno con tracce di altri gas come l'argon.
L'aumento della temperatura nella stratosfera scoraggia il movimento verticale e la miscelazione dell'aria, il che rende questo strato di atmosfera calmo rispetto al regno troposferico sottostante, influenzato dalle intemperie. Questa stabilità e bassa quantità di turbolenza, nonché la minore densità dell'aria a queste altitudini, che consente aerei per raggiungere la massima efficienza di volo, ecco perché i jet commerciali di solito viaggiano nella bassa stratosfera.
Sorprendentemente, alcuni batteri e altri microbi si diffondono nella stratosfera: le forme di vita più conosciute del nostro sistema planetario.
Nubi stratosferiche
La stratosfera è solitamente priva di nubi a causa della sua aria estremamente secca e calda. Tuttavia, in inverno ai poli e in prossimità dei poli, le temperature rigide nella stratosfera inferiore e media possono produrre le bellissime nuvole dell'atmosfera superiore note come nubi stratosferiche polari. Vengono anche chiamate nuvole stratosferiche polari composte da cristalli di ghiaccio madreperla o nuvole di madreperla per la loro sorprendente iridescenza.
Un'altra varietà di nubi stratosferiche polari contiene goccioline di acido nitrico e acqua. Queste nuvole stratosferiche possono ridurre l'ozono fornendo una superficie per le reazioni chimiche che convertono il cloro in radicali liberi che distruggono l'ozono e rimuovendo l'acido nitrico stratosferico, che reagisce con il cloro per renderlo meno distruttivo.
Le nuvole stratosferiche polari, che in genere si formano tra circa 6 e 15 miglia di altitudine, non sono le più alte tra le nuvole della nostra atmosfera: sarebbero nuvole nottilucenti, che si formano nella mesosfera estiva ad altezze di 50 miglia circa.
Temporali ed eventi luminosi transitori
Nubi temporalesche vigorose possono effettivamente intromettersi leggermente nella stratosfera più bassa sotto forma di cosiddette superando le cime derivante da un'intensa convezione (l'aumento di aria calda). La turbolenza associata a tale temporali crea una zona localizzata di mescolanza tra la troposfera e la stratosfera.
I campi elettrici causati dai temporali, che ovviamente creano fulmini al loro interno e fino alla superficie terrestre, innescano impulsi di luce colorati nell'atmosfera superiore noti come Eventi luminosi transitori (TLE).
Un tipo di TLE, noto come a getto blu, consiste in una scarica blu conica che spara nella stratosfera dal campo creato dalla parte superiore della nuvola caricata positivamente del temporale e dalla zona caricata negativamente formata sopra di essa. Si pensa che i getti blu trasportino il vapore acqueo e gli ossidi di azoto e azoto nella stratosfera e diminuiscano anche localmente le concentrazioni di ozono.
Un altro TLE, il folletto rosso, ha origine ad altitudini al di sopra della stratosfera, ma i suoi "streamer" possono propagarsi verso il basso in questo strato.