Atmosfera

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Umidità relativa

Il contenuto percentuale di vapore acqueo nell’aria varia notevolmente al variare della temperatura ed è espresso in termini di umidità relativa. Il 100% di umidità relativa, corrispondente alle condizioni di saturazione, implica un contenuto di vapore acqueo pari a 190 ppm (parti per milione) alla temperatura di -40 °C e pari a 42.000 ppm a 30 °C.

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Fattori inquinanti

Gli ossidi dell’azoto e dello zolfo e altre sostanze che vengono immesse nell’atmosfera dagli scarichi industriali e dai motori degli autoveicoli costituiscono oggi un grave problema ambientale: molteplici sono infatti gli effetti dannosi sulla flora e la fauna. Uno dei più vistosi è quello delle piogge acide, che possono compromettere la salute di interi ecosistemi. Inoltre, esiste la fondata possibilità che l’aumento dei livelli atmosferici di anidride carbonica determinato dal consumo dei combustibili fossili possa provocare un’alterazione globale del clima terrestre, attraverso il cosiddetto “effetto serra”.

All’effetto serra contribuirebbe del resto anche il gas metano: dal 1978 a oggi il livello di questo gas nell’atmosfera ha avuto un incremento di circa l’11%.

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Il “buco nell’ozono”

L’analisi dei campioni d’aria mostra che fino a circa 100 km di quota la composizione dell’atmosfera è sostanzialmente uguale a quella che si rileva al livello del mare; ciò significa che il continuo rimescolamento prodotto dalla dinamica atmosferica contrasta la tendenza dei gas pesanti ad affondare e concentrarsi verso il basso.

L’ozono – una forma allotropica dell’ossigeno costituita da molecole triatomiche di questo elemento – è presente di norma in concentrazioni ridotte nella bassa atmosfera, mentre si trova in concentrazioni assai maggiori nello strato di atmosfera compreso fra i 20 e i 50 km di quota, dove può raggiungere le 10 ppm (parti per milione). La presenza di questo strato, denominato anche ozonosfera, è di importanza critica per lo sviluppo e il mantenimento delle forme di vita alla superficie terrestre: l’ozono è infatti in grado di intercettare gran parte della radiazione ultravioletta proveniente dal Sole. In mancanza di questo filtro i raggi solari potrebbero danneggiare seriamente gli organismi viventi.

Negli anni Settanta fu dimostrato che alcune sostanze chimiche ampiamente usate dall’industria (perché ritenute inerti), come i clorofluorocarburi (CFC), potevano causare la distruzione progressiva dell’ozonosfera. Questi composti erano prevalentemente utilizzati come gas refrigeranti nei frigoriferi e come propellenti nelle bombolette spray. Per ridurre l’entità del problema, i paesi industrializzati hanno sostituito i CFC in quasi tutte le loro applicazioni. Gli studi sull’atmosfera non hanno ancora raggiunto risultati definitivi riguardo alla minaccia effettiva che le attività umane rappresentano per lo strato di ozono, e la discussione rimane aperta.

I movimenti dell’atmosfera e le precipitazioni trasportano sulla superficie terrestre una percentuale variabile di ozono; notevoli quantità di questo gas sono inoltre prodotte dagli scarichi dei motori a combustione interna e dalle centrali termoelettriche: di conseguenza, negli ultimi trent’anni, il livello di questo gas al suolo è circa raddoppiato, con conseguenti rischi per la vegetazione e per la salute; sembra infatti che una percentuale elevata di ozono possa provocare l’insorgere di difficoltà respiratorie, bronchiti e asma.

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Esplorazione dell’atmosfera

La troposfera e la maggior parte della stratosfera possono essere esplorate direttamente per mezzo di palloni sonda equipaggiati con sofisticati strumenti per la misurazione della pressione e della temperatura dell’aria e con radiotrasmettitori per inviare i dati a una stazione ricevente a terra. Razzi equipaggiati con strumenti meteorologici hanno esplorato l’atmosfera fino a circa 400 km di altezza. Lo studio della forma e dello spettro delle aurore polari fornisce informazioni sull’atmosfera fino a 800 km. Vedi Esplorazione dello spazio.

Per la circolazione atmosferica, vedi Meteorologia; Vento.