Tropopause: caratteristiche, composizione chimica e funzioni
La tropopausa è una zona intermedia di transizione tra due strati dell'atmosfera terrestre. Si trova tra lo strato inferiore dell'atmosfera, chiamato troposfera, e lo strato sopra di esso, la stratosfera.
L'atmosfera della Terra è stata divisa in diversi strati. Questi livelli sono chiamati "sfere" e le zone di transizione tra gli strati sono chiamate "pause". Secondo la sua composizione chimica e la variazione di temperatura, gli strati dell'atmosfera sono la troposfera, la stratosfera, la mesosfera, la termosfera e l'esosfera.
Caratteristiche della tropopausa
La tropopausa è una regione di caratteristiche molto particolari che hanno recentemente motivato il suo studio scientifico in maggiore dettaglio. Essendo la zona di transizione delle proprietà tra la troposfera e la stratosfera, è opportuno indicare brevemente le caratteristiche di questi due strati.
La troposfera è lo strato attivo in cui si verificano i fenomeni meteorologici che originano il clima, come venti, piogge, temporali e uragani. La temperatura in questo strato diminuisce con l'altitudine.
Nella stratosfera la temperatura aumenta con l'altitudine a causa dell'effetto di reazioni chimiche che emettono calore (esotermico). È principalmente l'ozono, che assorbe le radiazioni ultraviolette (UV) ad alta energia dal sole.
La tropopausa è il limite tra questi due strati gassosi che hanno proprietà di temperatura, composizione chimica e dinamica generale, molto diversi. Le caratteristiche della tropopausa sono brevemente elencate di seguito.
altezza
L'altezza alla quale la tropopausa si trova sulla superficie della Terra è variabile. Cambia con la latitudine, con la stagione e con l'ora del giorno.
La tropopausa si trova ad un'altezza media di 7-10 km nelle regioni dei poli terrestri, e tra 16 e 18 km nei tropici, attorno all'equatore.
In questo modo, la tropopausa polare è più calda e più vicina alla superficie terrestre, mentre la tropopausa equatoriale-tropicale è più fredda e più alta.
All'equatore i raggi del sole colpiscono perpendicolarmente sulla superficie della Terra, causando un grande riscaldamento della superficie. Questo calore dalla superficie terrestre viene assorbito dall'aria della troposfera, che si espande in questa zona equatoriale-tropicale e aumenta la distanza dalla tropopausa.
Attraverso diversi studi scientifici è stato determinato che l'altezza globale della tropopausa è aumentata negli ultimi anni. Si ritiene che questo aumento potrebbe essere dovuto all'aumento dei gas serra (GHG), alla diminuzione dello strato di ozono della stratosfera e al raffreddamento di questo strato.
I cambiamenti nell'altezza della tropopausa sono la prova del riscaldamento della troposfera, chiamato riscaldamento globale.
La tropopausa come zona tranquilla
La tropopausa costituisce un'area di relativa calma, poiché i fenomeni meteorologici che hanno origine nel clima si verificano al di sotto di questa zona, nella troposfera. Tuttavia, studi recenti riportano che la tropopausa ha una dinamica particolare.
temperatura
Nell'area della tropopausa, la temperatura rimane costante, non diminuisce con l'altezza (come nella troposfera) e non aumenta con l'altezza (come nella stratosfera). La temperatura della tropopausa è di circa -55 ° C.
Zona di discontinuità
La tropopausa non è una zona continua; ci sono interruzioni in questa regione nelle latitudini tropicali e nelle latitudini medie degli emisferi settentrionale e meridionale della Terra.
Stoccaggio umidità e area di trasporto
La tropopausa agisce come un grande serbatoio di umidità nella troposfera e ha la funzione di trasportare il vapore acqueo nella stratosfera.
Formazione di cirri
La tropopausa è la regione in cui si formano i cirri, un tipo di nuvole bianche e alte, composte da cristalli di ghiaccio. Sono sotto forma di filamenti a fasce sottili, sottili, simili ai ricci di capelli.
I cirri riflettono la luce del sole e intrappolano il calore che la terra emette verso l'esterno. Non è noto esattamente se il bilancio netto dei cirri si sta raffreddando o il riscaldamento globale.
L'aspetto dei cirri indica un cambiamento del tempo con temperature basse e pioggia nelle prossime 24 ore.
Composizione chimica della tropopausa
La tropopausa rappresenta una zona di brusco cambiamento tra la composizione chimica della troposfera e quella della stratosfera. Contiene gas che provengono da entrambi gli strati.
Nella tropopausa ci sono gas dalla troposfera, come il vapore acqueo e il monossido di carbonio (CO). C'è anche ozono (O 3 ), gas che proviene dalla stratosfera.
Nella tropopausa avvengono reazioni chimiche molto interessanti. Gli scienziati stanno cercando di studiare questi cambiamenti chimici per ottenere una spiegazione più completa del fenomeno del riscaldamento globale.
Come si studia la tropopausa?
Per studiare la tropopausa, devono essere prelevati campioni della sua miscela di gas. Questo campionamento ad altezze fino a 18 km sopra la superficie terrestre presenta molte difficoltà.
Solo pochi aerei possono raggiungere queste altezze. La NASA ha tre velivoli molto sofisticati dotati di attrezzature speciali per fare questi studi. Si occupa dei velivoli ER-2, DC-8 e WB-57.
Questi tre velivoli, abbinati a un'infrastruttura di supporto con satelliti e radar, dispositivi di rilevamento in loco e telerilevamento, soddisfano la cosiddetta missione TC4 con l'acronimo inglese: Tropical Composition, Clouds and Climate Coupling Experiment.
funzioni
La tropopausa ha importanti funzioni nel trasporto di vapore acqueo dalla troposfera alla stratosfera. Svolge anche le funzioni di zona di miscelazione del gas di origine troposferica (vapore acqueo, monossido di carbonio) con gas stratosferici (ozono).
La tropopausa è stata recentemente studiata come un indicatore del riscaldamento globale del pianeta e dei fenomeni che determinano la chimica atmosferica generale.
