L'atmosfera terrestre ha cinque strati distinti. Questi strati proteggono la Terra dalle radiazioni ultraviolette, mantengono abitabile la superficie del pianeta tramite l'effetto serra e forniscono l'ossigeno necessario per respirare.
L'atmosfera terrestre: il quadro generale
L'orbita della Terra attorno al sole mantiene il pianeta a una distanza ideale in cui le temperature supportano l'acqua liquida sulla superficie per mantenere la vita.
Temperatura dell'atmosfera:
L'intervallo di temperatura della Terra in Fahrenheit va da 2.700 gradi Fahrenheit (1.500 gradi Celsius) nel atmosfera più alta a una temperatura media globale di circa 59 gradi Fahrenheit (15 gradi Celsius) vicino al superficie.
Composizione dell'atmosfera:
La composizione dell'atmosfera è principalmente azoto e ossigeno, anche se inizia a diradarsi entro 10 miglia (16 chilometri) dalla superficie terrestre.
La Troposfera
Altitudine:
Lo strato della troposfera si estende dalla superficie terrestre ad un'altezza compresa tra 4 e 12 miglia (6 e 20 chilometri). Varia con la latitudine. All'equatore può raggiungere 12 miglia (20 chilometri) e ai poli raggiunge circa 4 miglia (6 chilometri).
Composizione:
Quasi il 75% dell'atmosfera risiede nella troposfera. La composizione contiene principalmente azoto e ossigeno:
- Azoto, 78,08 percento
- Ossigeno, 20,95 percento
- Acqua, dallo 0 al 4% (il vapore acqueo ha la concentrazione più alta vicino all'equatore e la più bassa nel deserto e nelle regioni polari)
- Argon, 0,93 percento
- Anidride carbonica, 0,04 percento
- Tracce di neon, elio, metano, idrogeno, ossidi di azoto e ozono
- Particolato come polvere, cenere vulcanica
Temperatura:
Vicino alla superficie della Terra, la temperatura media globale è di 59 gradi Fahrenheit (15 gradi Celsius). Al limite superiore della troposfera, l'aria raggiunge quasi 76 gradi Fahrenheit negativi (60 gradi Celsius negativi).
La stratosfera
Altitudine:
La stratosfera inizia al livello più alto della troposfera e si estende fino a 31 miglia (50 chilometri) sopra la superficie terrestre.
Composizione:
La stratosfera contiene dall'85 al 90% dell'ozono atmosferico creato dalla fotolisi, la decomposizione dell'ossigeno da parte della radiazione solare. Questo strato di ozono protegge gli esseri viventi sulla Terra dalle dannose radiazioni ultraviolette del sole. La composizione della stratosfera:
- contiene gas dalla troposfera ma meno di essi
- altri gas presenti: protossido di azoto, metano e clorofluorocarburi che provengono dalla troposfera
- pochissimo vapore acqueo
- le eruzioni vulcaniche sulla Terra iniettano composti di solfuro, gas alogeni come acido cloridrico e fluoruro e particelle di silicato inorganico e composti di solfato
Temperatura:
La temperatura nella stratosfera varia da 60 gradi Fahrenheit negativi (51 gradi negativi Celsius) al confine della troposfera a 5 gradi Fahrenheit negativi (15 gradi Celsius negativi) a la cima. L'aumento della temperatura è dovuto allo strato di ozono che assorbe la luce ultravioletta dalla radiazione solare.
La Mesosfera
Altitudine:
La mesosfera si estende dal confine della stratosfera a 53 miglia (85 chilometri) sopra la superficie terrestre. Contiene le temperature più fredde nell'atmosfera terrestre.
Composizione:
La composizione della mesosfera è costituita da gas sempre più sottili provenienti dagli strati della troposfera e della stratosfera. Inoltre, le meteore vaporizzano nella mesosfera, conferendole una maggiore concentrazione di ferro e altri ioni metallici.
Temperatura:
La temperatura varia da negativi 5 gradi Fahrenheit (negativi 15 gradi Celsius) al limite della stratosfera a 184 gradi Fahrenheit negativi (120 gradi Celsius negativi) nella parte superiore confine.
La Termosfera
Altitudine:
Dalla parte superiore della mesosfera, la termosfera si estende da 311 a 621 miglia (da 500 a 1.000 chilometri) sopra la superficie terrestre.
Composizione:
Nello strato della termosfera possono essere rilevate solo tracce dell'atmosfera (della troposfera). Tutti i gas di anidride carbonica che contribuiscono al riscaldamento della troposfera provocano un raffreddamento nella termosfera poiché irradiano calore nello spazio.
Le particelle cariche provenienti dallo spazio che si scontrano con gli atomi per creare l'aurora boreale (aurora boreale) e l'aurora australis (aurora boreale) si trovano nello strato della termosfera.
Temperatura:
La temperatura varia da 184 gradi Fahrenheit negativi al limite superiore della mesosfera a 3.600 gradi Fahrenheit (2.000 gradi Celsius) vicino al limite superiore poiché la radiazione ultravioletta e dei raggi X dal sole è assorbito.
L'esosfera
Altitudine:
L'esosfera non ha confini chiari poiché si dissolve gradualmente nello spazio esterno. Alcuni scienziati lo collocano ad un'altezza di 62.000 miglia (100.000 chilometri) sopra la Terra.
Composizione:
La composizione dell'esosfera è scarsa poiché gli atomi e le molecole si dissipano lentamente nello spazio. All'interno di questo strato, gli atomi di idrogeno diffondono la radiazione ultravioletta e le singole molecole di gas vengono richiamate verso la Terra dalle forze gravitazionali o volano via nello spazio.
Temperatura dell'esosfera:
L'intervallo di temperatura dell'esosfera può raggiungere fino a 2.700 gradi Fahrenheit (1.500 gradi Celsius) nell'atmosfera più alta poiché l'aria sottile trasmette poco calore.