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L'atmosfera come una sfoglia
L'atmosfera terrestre non è una massa omogenea. Effettuando un profilo verticale tra il suolo e l’alta atmosfera ci accorgiamo al contrario che è finemente laminata in strati quasi “impermeabili”.
Il primo di questi strati (quello cioè che si trova più vicino al suolo) è chiamato “troposfera”; è all’interno di questo strato che succedono il 99% dei fenomeni meteorologici. Gli scambi fra la troposfera e lo strato immediatamente sovrastante, chiamato “stratosfera”, sono in effetti resi estremamente difficoltosi dalla presenza di una forte inversione termica (dovuta alla presenza di uno strato di ozono) fra i due livelli. La base di questa inversione è chiamata “tropopausa”.
La tropopausa
La tropopausa è il “confine” che separa i due strati più bassi dell'atmosfera, la troposfera e la stratosfera. Questo limite varia in funzione della massa d’aria considerata. Se la massa d’aria è fredda, la tropopausa si troverà ad una quota più bassa; essa è dunque molto alta ai tropici e molto bassa ai poli.
L'altitudine della tropopausa non è costante; al contrario varia molto da una regione all'altra del globo e dipende essenzialmente dalla temperatura della massa d'aria. Più l'aria è calda e più l'energia cinetica (di movimento) delle molecole allo stato gassoso che la compongono è elevata. Proprio per questo quest’aria “occuperà più spazio”. In altre parole per una stessa quantità di molecole, l’aria calda è più dilatata e occupa un volume più importante che l’aria fredda.
L’immagine qui sopra è in parte fuorviante, nella misura in cui l’evoluzione dell’altitudine della tropopausa non è così lineare nella realtà, ma piuttosto “scalinata”; ogni scalino segna il passaggio fra le diverse masse d’aria. Così il confine fra una massa d’aria tropicale e una massa d’aria polare è segnata da un gradiente di temperatura e di pressione importanti, caratterizzati da una brusca variazione di altitudine della tropopausa.