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1.1 Atmosfera terrestre e sua composizione L’atmosfera terrestre rappresenta lo strato gassoso che circonda il nostro pianeta. Essa può essere considerata come un gigantesco e complesso sistema termodinamico, la cui struttura, composizione e dinamica influenzano , in maniera rilevante, la morfologia della superficie del pianeta. L’atmosfera terrestre è costituita da una miscela di gas che, in base alla loro diversa concentrazione (tabella 1.1), possono essere classificati come permanenti o variabili. [1] I gas permanenti si estendono fino a circa 100 km di quota e sono così definiti in quanto formano una miscela omogenea e stabile, ovvero le proporzioni relative di ogni singolo componente sono le stesse ovunque . Appartengono a tale categoria i principali costituenti dell’atmosfera , l’azoto e l’ossigeno molecolare, l’argon, il neon e l’elio in tracce. I gas variabili, invece, sono presenti in concentrazioni che variano in tempi anche molto brevi e tale variabilità è dovuta principalmente alla loro partecipazione ad una serie di processi fisicochimici, quali interazione e reazioni fotochimiche con altri gas e particelle presenti in atmosfera. I maggiori costituenti di questa categoria di gas sono l’acqua H 2 O, l’ozono O 3 , l’anidride carbonica CO 2 , il metano CH 4 e i composti dello zolfo e dell’azoto. Questi gas sono responsabili di alcune delle caratteristiche più importanti dell’atmosfera terrestre, intervengono a determinare il bilancio termoradiativo della Terra e determinano un ambiente in cui la vita è possibile. 9
Tabella 1.1 Composizione dell’aria secca per unità di volume (Brimblecombe,1996) Gas Azoto, N 2 Ossigeno, O 2 Argon, Ar Anidride Carbonica, CO 2 Neon, Ne Elio, He Metano, CH 4 Kripton, Kr Idrogeno, H 2 Biossido di Azoto, N 2 O Xenon, Xe Rapporto di mescolamento a 78.084 % 20.946 % 0.934 % 360 ppmv (variabile) b 18.18 ppmv 5.24 ppmv 1.6 ppmv 1.14 ppmv 0.5 ppmv 0.3 ppmv 0.087 ppmv a. ppmv = parti per milione di volume: 1 ppmv equivale a 1 cm 3 di gas puro in 1 m 3 di aria. b. La concentrazione di CO 2 è variabile durante l’anno a causa dell’attività fotosintetica. Ad esempio l’ozono è il gas che assorbe radiazione ultravioletta di origine solare con lunghezza d’onda inferiore a 300nm e pertanto contribuisce a schermare i tessuti biologici da radiazioni potenzialmente dannose. Il vapor d’acqua, l’anidride carbonica e, in misura minore il metano, sono i gas che fanno si che attraverso l’effetto serra la temperatura della bassa atmosfera renda questa regione abitabile. Altri costituenti importanti dell’atmosfera sono gli aerosol, particelle sia solide che liquide, di diversa forma, dimensione e composizione, che si trovano in sospensione in atmosfera in quantità variabili. 10
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