Stratosfera cosa sono, caratteristiche, funzioni, temperatura

IL stratosfera È uno degli strati dell'atmosfera terrestre, situata tra la troposfera e la mesosfera. L'altitudine del limite inferiore della stratosfera varia, ma può essere presa circa 10 km per le latitudini medie del pianeta. Il suo limite superiore è di 50 km di altitudine sulla superficie della terra.

L'atmosfera terrestre è la busta del gas che circonda il pianeta. Secondo la composizione chimica e la variazione della temperatura, è divisa in 5 strati: troposfera, stratosfera, mesosfera, termosfera ed esosfera.

La troposfera si estende dalla superficie terrestre a 10 km di altezza. Lo strato successivo, la stratosfera, passa da 10 km a 50 km di altezza sulla superficie terrestre.

La mesosfera copre da 50 km a 80 km di altezza. La termafida da 80 km a 500 km e infine l'esfera si estende da 500 km a 10.000 km di altezza, essendo il limite con lo spazio interplanetario.

Caratteristiche di stratosfera

Posizione

La stratosfera si trova tra la troposfera e la mesosfera. Il limite inferiore di questo strato varia con la latitudine o la distanza dalla linea terrestre equatoriale.

Nei poli del pianeta, la stratosfera inizia tra 6 e 10 km di altezza sulla superficie terrestre. In Ecuador inizia tra 16 e 20 km di altitudine. Il limite superiore è di 50 km sulla superficie della terra.

Struttura

La stratosfera ha una propria struttura in strati, che sono definiti dalla temperatura: gli strati freddi sono nella parte inferiore e gli strati caldi si trovano nella parte superiore.

Inoltre, la stratosfera presenta uno strato in cui esiste un'alta concentrazione di ozono, chiamata strato di ozono o ozonosfera, che è compreso tra 30 e 60 km sulla superficie terrestre.

Composizione chimica

Il composto chimico più importante della stratosfera è l'ozono. Dall'85 al 90% dell'ozono totale presente nell'atmosfera terrestre si trova nella stratosfera.

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L'ozono si forma nella stratosfera attraverso una reazione fotochimica (reazione chimica in cui interviene la luce) che subisce ossigeno. Gran parte dei gas nella stratosfera entrano dalla troposfera.

La stratosfera contiene ozono (o₃), azoto (n₂), ossigeno (o₂), ossidi di azoto, acido nitrico (HNO₃), acido solforico (H₂SW₄), silicati e composti alogenati, come clorofluorocarbonati. Alcune di queste sostanze provengono dalle eruzioni vulcaniche. La concentrazione di vapore acqueo (H₂O in uno stato gassoso) nella stratosfera, è molto basso.

Nella stratosfera la miscela di gas verticalmente è molto lenta e praticamente nulla, a causa dell'assenza di turbolenza. Per questo motivo, i composti chimici e altri materiali che entrano in questo strato rimangono per molto tempo.

Temperatura

La temperatura nella stratosfera presenta un comportamento inverso che ha nella troposfera. In questo strato la temperatura aumenta con l'altitudine.

Questo aumento della temperatura è dovuto al verificarsi di reazioni chimiche che rilasciano calore, in cui l'intervento dell'ozono (o₃). Nella stratosfera ci sono notevoli quantità di ozono, che assorbe le radiazioni ultraviolette ad alta energia dal sole.

La stratosfera è uno strato stabile, senza turbolenza che mescola i gas. L'aria è fredda e densa nella parte più bassa e nella parte più alta è calda e leggera.

Formazione di ozono

Nella stratosfera, ossigeno molecolare (o₂) È dissociato dall'effetto della radiazione ultravioletta (UV) dal sole:

O₂  +  Luce UV → O + O

Gli atomi di ossigeno (O) sono altamente reattivi e reagiscono con molecole di ossigeno (o₂) per formare ozono (o₃)

O +o_{2 →}  O₃  +  Calore

In questo processo viene rilasciato il calore (reazione esotermica). Questa reazione chimica è la fonte di calore nella stratosfera e provoca le sue alte temperature negli strati superiori.

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Funzioni

La stratosfera svolge una funzione protettiva di tutte le forme di vita che esistono sul pianeta Terra. Lo strato di ozono impedisce la radiazione ultravioletta ad alta energia (UV) dalla superficie terrestre.

L'ozono assorbe la luce ultravioletta e si decompone nell'ossigeno atomico (O) e nell'ossigeno molecolare (o₂), secondo la seguente reazione chimica:

O₃  + Luce UV → O +O₂

Nella stratosfera, i processi di formazione e distruzione dell'ozono sono in equilibrio che mantiene la sua concentrazione costante.

In questo modo, lo strato di ozono funziona come uno scudo protettivo delle radiazioni UV, che è la causa di mutazioni genetiche, cancro della pelle, distruzione di colture e piante in generale.

Distruzione dello strato di ozono

Composti CFC

Dagli anni '70, i ricercatori hanno espresso la loro grande preoccupazione per gli effetti dannosi dei composti di clorofluorocarbonato (CFC) sullo strato di ozono.

Nel 1930 l'uso di composti clorofluorocarbonados chiamato commercialmente. Tra questi ci sono il CFCL₃ (Freón 11), il CF₂Cl₂ (Freón 12), C₂F₃Cl₃ (Freón 113) e C₂F₄Cl₂ (Freón 114). Questi composti sono facilmente comprimibili, relativamente piccoli reattivi e non infiammabili.

Hanno iniziato a usare come refrigeranti in condizionatori d'aria e frigoriferi, sostituendo l'ammoniaca (NH₃) e biossido di zolfo (SO₂) Liquido (altamente tossico).

Successivamente, i CFC sono stati utilizzati in grandi quantità nella fabbricazione di articoli in plastica usa e getta, come prodotti commerciali in canoli in lattina e come solventi per la pulizia delle schede dei dispositivi elettronici.

L'uso generalizzato e in grandi quantità del CFC ha causato un grave problema ambientale, poiché quelli utilizzati nelle industrie e negli usi del refrigerante vengono versati nell'atmosfera.

Nell'atmosfera questi composti si diffondono lentamente verso la stratosfera; In questo strato soffrono di decomposizione a causa delle radiazioni UV:

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Cfcl_{3 →} Cfcl₂  +  Cl

Cf₂Cl_{2  →} Cf₂Cl +Cl

Gli atomi di cloro reagiscono molto facilmente con l'ozono e lo distruggono:

Cl +O₃  → clo +o₂

Un singolo atomo di cloro può distruggere più di 100.000 molecole di ozono.

Ossido d'azoto

Ossidi di azoto no e no₂ reagire distruggendo l'ozono. La presenza di questi ossidi di azoto nella stratosfera è dovuta ai gas emessi dai motori degli aeroplani supersonici, alle emissioni delle attività umane sulla terra e all'attività vulcanica.

Landwash e buchi nello strato di ozono

Negli anni '80 fu scoperto che si era formato un buco nello strato di ozono nell'area del polo sud. In quest'area la quantità di ozono era stata ridotta della metà.

È stato anche scoperto che sopra il polo nord e in tutta la stratosfera, lo strato protettivo dell'ozono è stato diluito, cioè ha ridotto la sua ampia perché la quantità di ozono è diminuita considerevolmente.

La perdita di ozono nella stratosfera ha gravi conseguenze per la vita sul pianeta e diversi paesi hanno accettato che è necessaria una drastica riduzione o una completa eliminazione dell'uso dei CFC.

Accordi di restrizione internazionale nell'uso del CFC

Nel 1978 molti paesi vietavano l'uso di CFC come propellenti di prodotti commerciali sotto forma di aerosol. Nel 1987, la stragrande maggioranza dei paesi industrializzati ha firmato il protocollo Montreal così chiamato, un accordo internazionale in cui sono stati fissati obiettivi per la riduzione graduale della produzione CFC e la sua eliminazione totale nell'anno 2000.

Diversi paesi hanno violato il protocollo di Montreal, perché questa riduzione e eliminazione del CFC influenzerebbero la loro economia, mettendo interessi economici alla conservazione della vita sul pianeta Terra.