La atmosfera és l'embolcall gasós que envolta la Terra i s'hi troba unida mitjançant la força de gravetat. Aquest estrat vital no només conté els gasos essencials per a la supervivència dels éssers vius, sinó que també actua com un protector contra la radiació solar nociva i és fonamental en el cicle de l'aigua. Per obtenir més informació sobre la importància de l'atmosfera al nostre planeta, podeu visitar l'atmosfera de la Terra.
Des de la seva formació fa aproximadament 4600 milions d'anys, l'atmosfera ha experimentat una sèrie de canvis significatius en la seva composició. Inicialment, l'atmosfera estava composta majoritàriament de diòxid de carboni (CO2), amb poca o cap presència d'oxigen. Va ser només a través de l'activitat fotosintètica dels primers organismes vius que l'oxigen va començar a acumular-se, creant finalment una atmosfera semblant a la que coneixem avui dia. Per conèixer més sobre la composició de l'atmosfera, consulteu aquest article sobre la composició de l'atmosfera.
L'atmosfera es pot dividir en capes horitzontals definides per diferents variables, com ara pressió, temperatura, densitat, composició química y estat molecular elèctric i magnètic. Aquestes capes no són uniformes al llarg del planeta, ja que el seu gruix i les seves característiques poden variar considerablement depenent de la ubicació geogràfica i les condicions climàtiques. En relació amb les capes de l'atmosfera, es pot trobar una anàlisi detallada a aquest recurs sobre les capes de l'atmosfera.
A continuació, es presenta una descripció detallada de les capes principals de l'atmosfera, començant des de la superfície terrestre cap a l'espai exterior:
1. Homosfera
La homosfera s'estén fins a una altitud d'aproximadament 80 quilòmetres. En aquesta primera capa, la composició química dels gasos és relativament uniforme. Aquí, les lleis dels gasos ideals s'apliquen, i s'observa una barreja contínua dels components atmosfèrics, cosa que resulta en variacions en densitat i pressió a diferents altituds. L´homosfera és on es desenvolupen fenòmens meteorològics i es produeixen la majoria dels esdeveniments climàtics que experimentem. Els canvis en l'estructura de l'atmosfera, incloent l'homosfera, són essencials per entendre el clima, així que no dubtis a llegir més aquest article sobre la variació de la temperatura amb lalçada.
2. Heterosfera
Per sobre de l'homosfera hi ha la heterosfera, que comença a una altitud de 80 km i s'estén cap a l'espai. En aquesta regió, la composició química comença a variar, ja que els gasos més lleugers, com l'heli i l'hidrogen, tendeixen a situar-se a les capes més altes, mentre que els gasos més pesats, com l'oxigen i el nitrogen, són més a prop de la Terra. Aquí la pressió i la temperatura disminueixen considerablement, i la barreja de gasos és menys uniforme. Per a informació sobre els fenòmens en aquesta capa, us recomanem visitar aquest article sobre l'atmosfera.
L'heterosfera es divideix en diverses subcapes: la capa de nitrogen (fins a 200 km), la d'oxigen atòmic (entre 200 i 1.000 km) i la d'heli (entre 1.000 i 3.500 km). La separació de gasos passa a causa de la difusió, cosa que resulta en una disminució de la densitat a mesura que s'augmenta l'altitud.
3. Troposfera
La troposfera és la capa més propera a la superfície terrestre, que varia en altura entre 9 i 18 km depenent del lloc: menor als pols i major a l'equador. Aquest mantell d'aire no només acull la major part de la vida a la Terra, sinó que també conté aproximadament el 75% de la massa de l´atmosfera. En aquesta capa, la temperatura disminueix amb l'altitud, promitjant una disminució d'aproximadament 0.65 °C cada 100 m d'alçada. Per a informació addicional sobre com funcionen aquestes capes, us suggerim llegir aquest article sobre les capes de la Terra.
La troposfera és el lloc on es produeixen els fenòmens meteorològics, com ara la pluja, els vents i les tempestes. A la part superior de la troposfera es troba la tropopausa, que marca la frontera entre la troposfera i l'estratosfera, on la temperatura es manté relativament constant, i es minimitza l'activitat convectiva. Per conèixer més sobre els tipus de núvols que es formen en aquesta capa, consulta aquest article sobre els altocumulus.
4. Estratosfera
La estratosfera s'estén des de la tropopausa, que se situa a aproximadament 15 quilòmetres sobre la superfície, fins a l'estratopausa a 50 quilòmetres d'alçada. En aquesta capa, la temperatura comença a augmentar amb l'altitud, un fenomen que es deu a la presència de la capa d'ozó. Aquesta capa d'ozó és crucial, ja que absorbeix la major part de la radiació ultraviolada perjudicial del sol, protegint així la vida a la Terra. Per aprofundir en la rellevància d'aquesta capa, visiteu aquest article sobre la capa d'ozó.
L'ozó es concentra entre els 20 i 30 km d'alçada. L'estratosfera també és on volen els avions comercials per evitar els efectes turbulents de la troposfera.
5. Mesosfera
Situada entre els 50 i 85 km d'altitud, la mesosfera és la capa més freda de l'atmosfera, amb temperatures que poden baixar fins -85 ° C a la seva altitud màxima. És en aquesta capa on els meteorits es desintegren a causa de l'alta densitat atmosfèrica. A més, els fenòmens de les estrelles fugaces tenen lloc en aquesta regió. Per saber més sobre com ocorren aquests fenòmens, consulta aquest article que explica la formació de núvols cirrus.
La mesopausa és el terme que es fa servir per referir-se a la frontera superior d'aquesta capa.
6. Termosfera
La termosfera, que s'estén des 85 quilòmetres fins 600 quilòmetres, experimenta un augment significatiu en la temperatura, que pot assolir fins 1500 ° C. En aquesta capa, la ionització dels gasos és prominent, cosa que dóna lloc a la formació d'aurores boreals i australs. A mesura que els gasos són ionitzats, es converteixen en partícules carregades elèctricament que afecten les comunicacions de ràdio i altres sistemes tecnològics. Per entendre com la temperatura varia amb l'altitud, visiteu .
L'Estació Espacial Internacional orbita en aquesta capa, funcionant com a laboratori de recerca internacional.
7. Exosfera
La exosfera és la capa més externa de l'atmosfera, que s'estén des de 600 quilòmetres fins 10.000 quilòmetres. En aquesta capa, els gasos són extremadament escassos i es troben en estat atòmic, cosa que significa que tenen una probabilitat molt baixa de col·lisionar entre si. Aquesta capa conté els satèl·lits d‟òrbita baixa i geoestacionària, a més de ser una regió on l‟atmosfera comença a fusionar-se amb l‟espai exterior. Aquí, els satèl·lits es mouen a gran velocitat i l'atmosfera és gairebé inexistent.
L'exosfera també acull els Cinturons de Van Allen, que són regions de radiació intensa en què es troben partícules carregades atrapades pel camp magnètic de la Terra. Per a més informació sobre com l'atmosfera d'altres planetes es compara amb la nostra, us convidem a llegir aquest article sobre l'atmosfera de Júpiter.
Impacte del Canvi Climàtic a l'Estructura de l'Atmosfera
Recerques recents han demostrat que l'activitat humana està alterant l'estructura de l'atmosfera. Per exemple, els gasos d'efecte hivernacle han fet que la troposfera s'expandeixi i l'estratosfera es contregui. Aquest fenomen pot ser responsable de canvis en els patrons climàtics i de la freqüència dels esdeveniments climàtics extrems. Per a una perspectiva més àmplia sobre l'efecte dels gasos d'efecte hivernacle, podeu visitar aquest article sobre la conversió de gasos defecte hivernacle en pedres.
La tropopausa, que separa la troposfera de l'estratosfera, s'ha elevat de manera significativa al llarg de les darreres dècades, cosa que suggereix que la capa de l'atmosfera més propera a la vida a la Terra s'està engrossint a mesura que l'escalfament global progressa. Aquest engrossiment podria comportar una major intensitat en les tempestes i altres fenòmens meteorològics.
A més, la disminució de l'estratosfera s'ha correlacionat amb canvis en la distribució de la temperatura, evidenciant que el canvi climàtic continua afectant l'atmosfera en múltiples formes, cosa que ressalta la necessitat urgent d'abordar les emissions de gasos amb efecte d'hivernacle.
L'atmosfera, en la seva complexa estratificació, no és només un component essencial per a la vida a la Terra, sinó que també és un indicador vital dels canvis ambientals que experimentem. És crucial que seguim estudiant i comprenent aquests canvis per protegir el nostre planeta i assegurar un futur sostenible.
