Atmosfera da la terra

L’atmosfera da la terra (dal grec vegl ἀτμός atmós, ‹vapur› e σφαῖρα sfaira, ‹culla›) è il mantè en furma da gas che circumdescha la surfatscha da la Terra. Ella sa cumpona per gronda part da nitrogen ed oxigen, uschia ch’i regian relaziuns oxidantas.

L’atmosfera da la Terra

La structuraziun verticala da l’atmosfera resulta da las differentas temperaturas che regian en quella. L’aura sa splega en la trosposfera, pia en la stresa inferiura d’in’autezza da radund 10 kilometers. Las stresas superiuras n’influenzeschan percunter strusch pli quella.

Cumposiziun

La cumpart dals singuls gas

Las stresas situadas sur terra fin en in’autezza da ca. 90 km (l’uschenumnada lingia da Kármán da la navigaziun spaziala) han ina cumposiziun vaira unifurma, uschia ch’ins discurra er da la homosfera. Quai che vegn per ordinari designà sco aria sa cumpona (senza resguardar eventualas cumparts da vapur d’aua) da 78,084 % nitrogen (N₂), 20,946 % oxigen (O₂) e 0,934 % argon (Ar), vitiers vegnan erosols e gas rars, tranter quels dioxid carbonic (CO₂, ca. 0,04 %), en pli metan (CH₄), ozon (O₃), clorofluorocarbons, dioxid sulfuric (SO₂) e cumbinaziuns da nitrogen.

La furmaziun da l’aura dependa per l’ina da la furniziun d’energia tras ils radis dal sulegl e da la fluctuaziun da quella en il decurs dal di e da l’onn. Per l’autra è decisiva la concentraziun da vapur d’aua en l’aria. L’umiditad da l’aria tanscha da 0 % vol fin ca. 4 % vol.

Tar l’atmosfera superiura sa tracti d’in gas ch’è gia fitg permeabel, uschia ch’era cumparts dals radis da sulegl ad auta energia pon anc penetrar quella. Tras ils radis ultraviolets ad undas curtas vegnan ils moleculs dissociads e per part er ionisads. Ultra da quai vegnan las singulas parts segregadas en in’autezza sur 100 km tenor lur differenta massa molara; perquai vegn quest sectur er numnà heterosfera. Sisum l’atmosfera s’augmenta perquai la cumpart da particlas levas sco atoms d’idrogen e helium. Quests dus elements sfugian plaunsieu en l’univers, e quai tant per motivs termics sco er pervi da la fotoionisaziun ed il transfer da chargias.

Structura

Stresas

Las singulas stresas da l’atmosfera

L’atmosfera ha ina massa da ca. 5,15 · 1018 kg, quai che correspunda a stgars in milliunavel da la massa da la terra. Sa referind al decurs vertical da la temperatura vegn l’atmosfera partida en pliras stresas:

• Troposfera: davent da la surfatscha da la terra fin a la tropopausa en autezzas tranter 7 km (regiuns polaras) e 17 km (tropas).
• Stratosfera fin a la stratopausa en in’autezza da 50 km
• Mesosfera fin a la mesopausa en in’autezza da 80 fin 85 km
• Termosfera (cf. era sutvart, ionosfera)
• Exosfera survart.

La troposfera vegn er numnada atmosfera inferiura, la stratosfera e la mesosfera ensemen atmosfera mesauna e la termosfera atmosfera superiura.

Surtut en la troposfera – la sfera da l’aura – sa mussa ina dinamica areguard il svilup da la temperatura ed il cuntegn da vapur dad aua; perquai è là la dumonda da la stabilitad da las stresas da grond’impurtanza. Ultra dal decurs da la temperatura sa laschan trair a strada auters aspects per sutdivider il mantè d’aria:

Tenor las relaziuns erodinamicas:

• Stresa da Prandtl (ca. 0–50 m)
• Stresa dad Ekman (ca. 50–1000 m)
• Stresa da Prandtl + Stresa dad Ekman = stresa da cunfin planetara = peplosfera
• atmosfera libra (> 1 km)

Structuraziun tenor il grad da maschaida:

• La homosfera è maschadada a moda turbulenta e tanscha fin a la homopausa en in’autezza da radund 100 km.
• Survart cumenza la heterosfera. Qua sa spartan las particlas tenor lur massa molara, damai che la diffusiun moleculara dominescha.

Sutdivisiun tenor il stadi radiofisical da l’atmosfera:

• Neutrosfera (gas surtut en stadi neutral, pia betg ionisà)
• Ionosfera (gas ionisadas che sa rimnan en la termosfera, > 80 km)
• Plasmasfera (ionisaziun cumpletta da tut las particlas, > 1000 km)
• Magnetosfera

Tenor criteris chemics sa laschan ultra da quai differenziar in’ozonosfera (stresa d’ozon en in’autezza da 16–50 km) ed ina chemosfera (20–600 km).

Cunfin tar l’univers

La zona da transiziun tranter l’exosfera e l’univers è fluctuanta; i na sa lascha perquai betg definir in cler cunfin exteriur da l’atmosfera. En l’exosfera (survart l’exobasa en in’autezza da ~ 600 km) pon particlas (p.ex. d’idrogen) gia sfugir sch’ellas cuntanschan spertadads da 3–4 km/s.

Da vart da la Fédération Aéronautique Internationale vegn resguardà sco cunfin la homopausa resp. in’autezza da radund 100 km (lingia da Kármán).

Perscrutaziun

Las parts inferiuras da l’atmosfera, surtut la troposfera, furman il champ da perscrutaziun da la meteorologia, entant che l’atmosfera mesauna e superiura (stratosfera, mesosfera) tutgan en la domena da l’erologia.

Datiers da la terra vegnan mesiraziuns fatgas cun agid da l’entir spectrum d’apparats da mesirar meteorologics. En l’autezza, surtut sch’i sa tracta da crear profils d’autezza, vegn mesirà cun sondas radiofonicas, rachetas meteorologicas, lidars, radars e satellits.

Svilup

Il vulcanissem ha furmà in factur decisiv per il svilup da l’atmosfera

Il svilup da l’atmosfera fa part da l’evoluziun chemica da la terra e furma ultra da quai in impurtant element da l’istorgia dal clima. Ozendi vegnan distinguids quatter stadis da svilup centrals.

Tut cumenza cun la furmaziun da la terra avant ca. 4,56 milliardas onns. Gia fitg baud ha quella disponì d’in mantè da gas che consistiva probablamain d’idrogen e helium, ma il qual è puspè ì a perder.

Cura che la terra è sa sfradentada plaunsieu è sa sviluppà il vulcanissem; tras quel èn grondas quantitads da gas sortidas da l’intern da la terra. L’atmosfera ch’è sa sviluppada en questa moda sa cumponiva da ca. 80 % vapur d’aua, 10 % dioxid carbonic e 5 fin 7 % idrogen sulfuric. Igl èn quai ils products dal vulcanissem sco ch’els pon vegnir observads fin oz. L’auta cumpart da vapur d’aua sa lascha explitgar tras quai che l’atmosfera era da quel temp anc memia chauda per ch’i possian sa furmar precipitaziuns. I na deva pia anc naginas auas sin terra. L’origin da l’aua sezza è anc adina contestà.

Suenter che la temperatura da l’atmosfera è crudada sut il punct da buglida da l’aua hai dà in’extrem lunga plievgia permanenta, a la fin da la quala eran sa furmads ils oceans. Correspundentamain eran s’augmentads en l’atmosfera ils ulteriurs gas en relaziun tar la vapur d’aua.

L’auta irradiaziun da radis ultraviolets ha manà ad ina dissoluziun fotochemica dals moleculs dad aua, metan ed amoniac, uschia ch’èn s’augmentadas las cumparts da dioxid carbonic e nitrogen. Gas pli levs sco idrogen u helium èn percunter s’evapurads en l’univers. Il dioxid carbonic è sa dissolvì en grondas quantitads en ils oceans e vegnì duvrà per part da microorganissems. Betg tangà da quai è stà il nitrogen; la cumpart da quel è anc creschida en il decurs dal temp, uschia che quel furmava avant ca. 3,4 milliardas onns la cumponenta principala da l’atmosfera.

Svilup da la cumpart d’oxigen en l’atmosfera (lingia cotschna: situaziun odierna)

Per l’ulteriur svilup vers l’atmosfera odierna ha l’oxigen giugà la rolla principala. Cianobacterias cun fotosintesa oxigena han manà ad in’ulteriura reducziun da la concentraziun da dioxid carbonic, augmentond a medem temp la cumpart d’oxigen. Quest ultim è però vegnì consumà a l’entschatta en ils oceans en rom da l’oxidaziun da ions da fier ed idrogen sulfuric. Pir avant ca. duas milliardas onns è l’oxigen arrivà en l’atmosfera, numnadamain en quel mument che las substanzas che reageschan cun oxigen han cumenzà a daventar stgarsas. Avant ina milliarda onns ha la concentraziun d’oxigen en l’atmosfera surpassà 3 %, uschia ch’ha pudì sa furmar en il decurs dals proxims 400 milliuns onns in’emprima stresa d’ozon. Avant 500–600 milliuns onns è la cumpart d’oxigen en l’atmosfera creschida a moda rapida, e quai pervi da las plantas da la terra ch’èn sa sviluppadas da quel temp en massa. Avant 350 milliuns onns è stà cuntanschì l’emprima giada il nivel odiern. Suenter pliras grondas fluctuaziuns durant il mesozoicum ha la cumpart d’oxigen en l’aria la finala cuntanschì la valur odierna da 21 %.

Litteratura

• Helmut Kraus: Die Atmosphäre der Erde – eine Einführung in die Meteorologie. Springer, Berlin 2004, ISBN 3-540-20656-6.
• Kshudiram Saha: The earth’s atmosphere – its physics and dynamics. Springer, Berlin 2008, ISBN 978-3-540-78426-5.
• Mark Z. Jacobson: Fundamentals of atmospheric modeling. Cambridge University Press, Cambridge 2005, ISBN 0-521-54865-9.
• C.N. Hewitt: Handbook of atmospheric science – principles and applications. Blackwell, Malden (Massachusetts) 2003, ISBN 0-632-05286-4.
• Kristian Schlegel: Vom Regenbogen zum Polarlicht – Leuchterscheinungen in der Atmosphäre. Spektrum, Akademischer Verlag, Heidelberg 2001, ISBN 3-8274-1174-2.
• Edmond Murad, Iwan P. Williams: Meteors in the earth’s atmosphere – meteoroids and cosmic dust and their interactions with the earth’s upper atmosphere. Cambridge University Press, Cambridge 2002, ISBN 0-521-80431-0.

Colliaziuns

 Commons: Atmosfera da la terra – Collecziun da maletgs, videos e datotecas d'audio

• Las stresas da l’atmosfera en survista
• Atmosfera – mesosfera
• Model da l’atmosfera dal National Space Science Data Center
• Project d’infurmaziun davart il clima per las scolas e la populaziun