Clima: alla scoperta del ruolo fondamentale dell’atmosfera per regolare il clima del Pianeta
L’atmosfera terrestre, l’involucro sottile di gas che avvolge il nostro pianeta è indispensabile per la vita sul nostro pianeta. Essa è costituita prevalentemente da Azoto (~78%) e Ossigeno (~21%) ma è costituita anche, seppur in minima parte, da Argon, Acqua, Anidride Carbonica, Neon, Elio, Metano, Idrogeno, Kripton, Xeno, Ozono, Ossidi di Azoto, Monossido di Carbonio, Ammoniaca, Biossido di Zolfo e Solfuro di idrogeno. Essa è suddivisa verticalmente in strati, in funzione delle differenti caratteristiche chimico-fisiche.
A partire dal più prossimo alla superficie terrestre andando verso l’esterno abbiamo la Troposfera, la Stratosfera, la Mesosfera, la Termosfera nota anche come Ionosfera ed infine l’Esosfera, costituita principalmente da elementi più leggeri, ovvero da Idrogeno ed Elio. L’atmosfera è preziosa non solo perché ci scherma dalle radiazioni ad alta frequenza che potrebbero interagire con le nostre cellule danneggiandole ma immagazzina il calore proveniente dalle onde elettromagnetiche dello spettro solare ad onda corta e assorbendo quelle emesse e retrodiffuse dalla Terra ad onda lunga, mantenendo una temperatura media al suolo che garantisce la vita. L’ozono stratosferico ad esempio impedisce a gran parte delle radiazioni ultraviolette di giungere al suolo. I gas serra invece sono fondamentali perché trattengono nella Troposfera energia che viene in parte utilizzata nei processi di formazione delle nuvole e quindi nell’innesco delle precipitazioni. Essi infatti hanno la capacità di schermare come i vetri di una serra la radiazione solare nociva, lasciandosi attraversare da quella “buona” e di assorbire la radiazione luminosa riemessa e diffusa dalla superficie terrestre.
L’atmosfera in assenza di nubi ha una trasmittanza di circa il 70%, per cui di 100 unità di energia solare che giunge al top dell’atmosfera (1380 W/m^2), per via dell’azione combinata tra albedo ed assorbimento degli strati atmosferici giungono al suolo 80 unità, che convertite in energia, a partire dai valori medi di energia solare che giungono al top dell’atmosfera, per la legge di Stefan Boltzmann contribuiscono a mantenere una temperatura media al suolo pari a 10°C. Introducendo nel bilancio energetico anche l’azione del ciclo idrologico otteniamo una temperatura media annua di 12°C. In assenza di Atmosfera invece cosa accadrebbe? Secondo gli studi giungerebbe al suolo sicuramente più energia ma non essendoci atmosfera in grado di assorbirla il bilancio netto restituirebbe valori di temperatura pari a – 21°C, un valore troppo basso per garantire forme di vita complesse come quelle che abbiamo oggi.
