La atmosfera terrestre

Senza l'atmosfera sulla Terra non potrebbe esistere la vita. L'atmosfera è una miscela di gas (soprattutto azoto - 78% - e ossigeno -21% -) che permette agli esseri viventi di respirare e li protegge dalle radiazioni provenienti dallo spazio.
L’atmosfera può essere divisa in diversi strati. Il modo in cui varia la temperatura con l'altezza viene usato per definire i diversi strati dell'atmosfera stessa.
Tale suddivisione, adottata dall'Unione Internazionale di Geodesia nel 1951, è:
troposfera, tropopausa, stratosfera, stratopausa, mesosfera, mesopausa, termosfera, termopausa, esosfera.
La temperatura dell'aria è variabile fortemente con l'altezza:

• fino a una quota di 10-12 km diminuisce regolarmente di 0,5-0,7 °C ogni 100 m sino a raggiungere -55 °C circa;
• da 12 km a 50 km aumenta sino a raggiungere 0 °C circa.
• da questo punto la temperatura riprende nuovamente a diminuire sino a giungere a valori tra -70 e -100 °C a 80-90 km di quota.
• ha allora inizio un rapido aumento che raggiunge negli strati atmosferici più alti i 1.000-2.000 °C circa. Data però l'estrema rarefazione delle molecole a queste altezze, il termine temperatura non ha riferimento alcuno con sensazioni fisiologiche, me è correlato unicamente all'energia di agitazione termica delle singole molecole.

Lo strato più basso, la troposfera, si estende fino a circa 15 km di quota nelle regioni tropicali e fino a circa 10 km alle latitudini temperate ed è caratterizzato da una diminuzione costante della temperatura di circa 5,5 °C per chilometro; è in questa fascia che si forma la maggior parte delle nubi.
Alla troposfera si sovrappone la stratofera. Nella parte bassa di questa fascia, la temperatura rimane pressoché costante all’aumentare della quota (aumenta leggermente nelle regioni tropicali); quindi, all’interno dello strato di ozono (ozonosfera), cresce più rapidamente e, al limite superiore della stratosfera, a circa 50 km di altitudine, raggiunge valori prossimi a quelli registrati sulla superficie terrestre.
Lo strato compreso tra 50 e 80 km di quota, detto mesosfera, è caratterizzato da una marcata diminuzione della temperatura con la quota.
Lo studio della propagazione e della riflessione delle onde radio ha mostrato che, a partire da circa 80 km di quota, la radiazione ultravioletta, i raggi X e i fasci di particelle provenienti dal Sole hanno un effetto ionizzante sui gas che costituiscono l’atmosfera, aumentandone la conducibilità elettrica e la capacità di riflessione di onde radio di una certa lunghezza d'onda.
A causa della concentrazione relativamente alta degli ioni nell’aria, lo strato che si estende fino a circa 640 km di altezza è detto ionosfera. Tuttavia, in riferimento alle elevate temperature che vi si registrano (fino a circa 1200 °C alla quota di 400 km), la stessa regione è talvolta indicata come termosfera.
La zona situata al di sopra della ionosfera, detta esosfera, si estende fino a circa 800 km d’altezza; al di sopra di questa quota inizia la magnetosfera, la regione dello spazio dove si trovano ioni di gas atmosferici rarefatti che risentono fortemente del campo magnetico terrestre e del vento solare.