Bassa atmosfera

Principi

Da cosa è costituita l'aria della troposfera?

L'aria della troposfera è una miscela di pochi gas principali e di molti gas in tracce, alcuni dei quali sono piuttosto importanti per il nostro clima.

La fase gassosa

Il problema più evidente che abbiamo con l'aria è che non possiamo vederla! Ma se qualcosa è invisibile non significa che non esista. La rugiada sull'erba scompare alla mattina quando sorge il sole. Le goccioline di acqua non spariscono per magia, semplicemente evaporano e passano dalla fase liquida alla fase gassosa. Questo cambiamento da uno stato visibile ad uno invisibile è facilmente comprensibile per l'acqua.

L'aria secca è composta da circa 78% azoto, 21% ossigeno e 1% Argon. Questi gas possono anche presentarsi come liquidi ma solo a temperature sotto -150°C e temperature così basse esistono in natura. Poichè l'aria è sempre allo stato gassoso, essa è invisibile ai nostri occhi.

Particelle

Quando vediamo immagini di tempeste di sabbia nel Sahara è ovvio che nell'aria ci sono molte particelle di sabbia e polvere. Lo stesso vale nelle città dove i processi industriali e gli scarichi delle automobili emettono nell'aria particelle. Si possono trovare particelle fini persino nell'aria sopra zone veramente remote come l'Antartide o sopra gli oceani.

Le particelle possono essere emesse direttamente nell'atmosfera o possono formarsi attraverso reazioni chimiche che avvengono nell'aria. Sono estremamente importanti per il nostro clima, sono essenziali per la formazione delle nuvole e possono impedire alla radiazione solare di raggiungere la superfice della Terra.

Vapore acqueo

Quando parliamo di composizione dell'aria intendiamo di solito l'aria secca e ignoriamo l'acqua in essa contenuta. I gas principali (azoto, ossigeno e argon) costituiscono quasi il 100% dell'aria secca. Il più importante fra i gas traccia è l'anidride carbonica che rappresenta dal 0.038% al 0.039% dell'aria. Altri gas sono presenti in quantità molto piccole. La quantità di vapore acqueo nell'aria è veramente variabile, e va dallo 0.1% al 4% dell'aria della troposfera, a seconda del clima. L'aria fredda può contenere molto meno vapore acqueo rispetto all'aria calda.

Gas traccia

Molti processi climatici sono controllati dai livelli di gas in tracce nell'atmosfera, piuttosto che dai componenti principali. Questi gas sono presenti in quantità molto basse, per esempio poche molecole in un milione o persino un miliardo di molecole dell'aria. Per descrivere questa quantità utilizziamo spesso l'unità di misura ppm (parte per milione) perciò un gas in tracce ha una concentrazione di 1 ppm significa che c'è solo una molecola del gas per ogni milione di molecole d'aria (l'unità di misura più scientifica è 1µmol mol^-1, parleremo maggiormente delle unità di concentrazione dei gas atmosferici in seguito).

I livelli di anidride carbonica, un gas serra molto importante, sono aumentati da 280 ppm nell'era preindustriale fino a circa 385 ppm oggigiorno (2008) e si prevede che queste concentrazioni continueranno a crescere a causa delle attività umane, la più importante delle quali è la combustione del combustibile fossile. Due altri importanti gas serra sono il metano (1.8 ppm) e l'ozono (che è intorno allo 0.04 ppm). Inoltre, ci sono migliaia di gas organici e inorganici emessi nell'aria dalle piante (immagina il profumo dei fiori) o durante procedure industriali (pensa ai solventi) o che si formano durante processi chimici nell'atmosfera. Questi gas hanno tutti un ruolo nella complessa chimica che si ha nello strato più basso dell'atmosfera, detta troposfera.
 

Pagine correlate:

Trova ulteriori informazione sulle quantità di gas traccia nell'atmosfera:
Bassa atmosfera - Approfondimento - Unità 4

Trova ulteriori informazione sulle particelle
Nuvole e Particelle - Principi - Unità 2

A proposito di questa pagina:

Versione italiana: Laura Dini (traduttore) e Michela Maione (revisione linguistica)
Autore: Dr. Elmar Uherek - Max Planck Institute for Chemistry -  Mainz / Germany
1. revisione scientifica: Dr. Katja Mannschreck - GAW Hohenpeissenberg - 2003-08-07
2. revisione scientifica: Dr. Gerd Folberth - Meteorological Service of Canada / Univ. of Victoria - 2003-08-10
revisione didattica: Michael Seesing - Uni Duisburg - 2003-07-02