dereita|150px A atmosfera é unha fina capa gasosa que envolve o planeta Terra, e á que retén a forza da gravidade. Tamén posúen atmosfera outros planetas do sistema solar.
Definición miniatura|esquerda|200x200px|Atmosfera vista en torno dos 110 km de altitude A atmosfera pode ser descrita como unha fina capa de gases sen cheiro, sen cor e sen gusto que apresa á Terra pola forza da gravidade. Visto dende o espazo, o planeta Terra aparece como unha esfera de cor azul brillante. Ese efecto cromático prodúceo a dispersión da luz solar na atmosfera.
Composición Segundo Barry e Chorley (1976): a composición da atmosfera e maila súa estrutura vertical posibilitaron o desenvolvemento da vida no planeta. En función da súa composición, distinguimos dúas partes: a homosfera, por baixo dos 100 km e que cando está seca, está composta por nitróxeno (N) nun 78,08 % do volume da atmosfera, actúa como soporte dos demais compoñentes, de vital importancia para os seres vivos, fixado no solo pola acción de bacterias e outros microorganismos, absórbeno as plantas en forma de proteínas vexetais; osíxeno (O2) nun 20,94 %, a súa estrutura molecular varía conforme a altitude en relación ao solo, é responsable dos procesos respiratorios dos seres vivos; argon (Ar) 0,93 %; dióxido de carbono (CO2) (variable) 0,035 %; helio (He) 0,0018 %; ozono (O3) 0,00006 %; hidróxeno (H) 0,00005 %; cripton (Kr) indicios; metano (Me) indicios; xenon (Xe) indicios; radon (Rn) indicios.
Por riba dos 100 km temos a heterosfera, estratificada en diversas capas de composición diferente: Capa de nitróxeno molecular (100–400 km). Capa de osíxeno atómico (400–1100 km). Capa de helio (1100-3 500 km) Capa de hidróxeno (3 500-10 000 km )
Máis aló, o rastro da atmosfera terrestre esténdese ata unha distancia de 630 000 km, case dobre da que se atopa a Lúa, como amosou o observatorio solar SOHO.
O vapor de auga miniatura|Concentración de vapor na atmosfera causada polo fenómeno El Niño O vapor de auga en suspensión no ar atópase principalmente nas capas baixas da atmosfera (75% abaixo de 4.000 m de altura) e exerce o importante papel de regulador da acción do Sol sobre a superficie terrestre; a cantidade de vapor varía moito en función das condicións climáticas das diferentes rexións do planeta, os niveis de evaporación e precipitación compénsanse ata chegar a un equilibrio, pois, as capas inferiores están moi próximas ao punto crítico no que a auga pasa do estado líquido ao gasoso.
O ar, nalgunhas áreas pode estar practicamente exento de vapor, entanto noutras pode chegar a conter unha saturación de ata o 4%, entendéndose así que case toda a auga existente no planeta estea nos océanos, pois as temperaturas da alta-atmosfera son baixas demais para que o vapor poida manterse no estado gasoso.
Alén de vapor de auga, as proporcións relativas dos gases mantéñense constantes ata unha altitude aproximada de 60 km.
A atmosfera protéxenos a nós e en xeral á vida no planeta Terra, absorbendo a radiación solar ultravioleta e as variacións extremas de temperaturas entre o día e a noite.
Límite entre atmosfera e espazo exterior miniatura|esquerda|200x200px| Modelo da atmosfera en función da altitude Non existe un límite definido entre o espazo exterior e a atmosfera, presúmese que esta teña preto de mil quilómetros de espesor, o 99% da densidade concéntrase nas capas máis baixas, preto do 75% está nunha faixa de 11 km da superficie, á medida en que se sobe, o ar vaise tornando cada vez máis raro, perdendo a súa homoxeneidade e composición. Na exosfera, zona que se considera limítrofe entre a atmosfera e mailo espazo interplanetario, algunhas moléculas de gas acaban escapando á acción do campo gravitacional.
O estudo da evolución térmica segundo a altitude revelou a existencia de diversas capas superpostas, caracterizadas por comportamentos distintos a medida que a súa densidade vai diminuíndo gradualmente co aumento da altitude, os efectos que a presión atmosférica exerce tamén diminúen na mesma proporción.
Este modelo térmico da atmosfera terrestre é fundamental para o estudo de toda unha serie de fenómenos da súa superficie, como os movementos de masas de ar e os ventos, as precipitacións meteorolóxicas e as mudanzas do clima. O límite, durante a reentrada, onde fican notábeis os efectos atmosféricos é arredor dos 120 km. A altitude de 100 km tamén se usa frecuentemente como o límite entre a atmosfera e mais o espazo.
Temperatura e capas atmosféricas A temperatura da atmosfera da Terra varía entre capas en altitudes diferentes, polo tanto, a relación matemática entre temperatura e altitude tamén varía, sendo unha das bases da clasificación das diferentes capas da atmosfera.
A atmosfera está estruturada en tres capas relativamente quentes, separadas por dúas capas relativamente frías. Os contactos entre esas capas son áreas de descontinuidade, e reciben o sufixo "pausa", despois do nome da capa subxacente. Capas e áreas de descontinuidade As capas atmosféricas son distintas e están separadas entre si por áreas fronteirizas de descontinuidade. miniatura|Capas da atmosfera, simplificadamente.
Tropopausa A tropopausa é o nome dado á capa intermediaria entre a troposfera e a estratosfera, situada a unha altura media en torno de 17 km no Ecuador.
A distancia da Tropopausa en relación ao solo varía conforme as condicións climáticas da troposfera, da temperatura do ar, a latitude entre outros factores. Se existe na troposfera unha axitación climática con moitas correntes de convección, a tropopausa tende a subir. Isto débese ao aumento do volume do ar na troposfera, este aumentando, aquela aumentará, por consecuencia, empurrará a tropopausa para riba. Ao subir, a tropopausa arrefría, pois o ar enriba dela está máis frío miniatura|esquerda|242x242px|Este gráfico ilustra a distribución das capas da atmosfera segundo a Presión, Temperatura Altitude e Densidade
Estratosfera (7/17 - 50 km) Na estratosfera a temperatura aumenta coa altitude e se caracteriza polos movementos de ar en sentido horizontal, fica situada entre 7 e 17 ata 50 km de altitude aproximadamente, sendo a segunda capa da atmosfera , comprendida entre a troposfera e a mesosfera, a temperatura aumenta á medida que aumenta a altura. Presenta unha pequena concentración de vapor de auga.
Estratopausa Na parte superior da estratosfera e preto da estratopausa, sitúase a maior parte do ozono da atmosfera, en torno aos 22 quilómetros por riba da superficie terrestre.
Mesosfera (50 - 80/85 km) Situada entre a estratopausa, na súa parte inferior, e a mesopausa na súa parte superior; entre 50 a 85 km de altitude. Na mesosfera a temperatura diminúe coa altitude, chegando a -90 °C no seu cumio. Na mesosfera é onde ocorre o fenómeno da aeroluminescencia das emisións da hidroxila.
Mesopausa A mesopausa é a rexión da atmosfera que determina o límite entre unha atmosfera con masa molecular constante con outra onde predomina a difusión molecular.
Termosfera (80/85 - 640+ km) A termosfera localízase enriba da mesopausa; nela a temperatura aumenta coa altitude rápida e monotonicamente ata onde a densidade das moléculas é tan pequena que, movéndose en traxectorias aleatorias, raramente chocan.
Rexións atmosféricas segundo a distribución iónica Alén das capas, e en conxunto con estas, existen as rexións atmosféricas, nestas ocorren diversos fenómenos físicos e químicos. miniatura|600px|Esquema das capas ionosféricas|centro
Ionosfera Ionosfera é a rexión que contén ións: comprendendo desde a mesosfera ata a termosfera, que chega aproximadamente aos 550 km de altitude.
As capas ou rexións iónicas da ionosfera son:
Capa D A máis próxima ao solo, fica entre os 50 e 80 km; é a que absorbe a maior cantidade de enerxía electromagnética.
Capa E Por riba da capa D, embaixo das capas F1 e F2, a súa altitude media é entre os 80 e os 100–140 km. Semellante á capa D.
Capa E Esporádica Esta capa ten a particularidade de ficar máis activa canto máis perpendiculares son os raios solares que inciden nela.
Capa F1 A capa F1 está por riba da capa E e embaixo da capa F2 ~100-140 ata ~200 Km. Existe durante os horarios diúrnos.
Capa F2 A máis alta das capas ionosféricas a capa F2, está entre os 200 e 400 km de altitude. Enriba da F1, E, e D respectivamente. É o principal medio de reflexión ionosférico.
Exosfera A exosfera fica enriba da ionosfera; é onde a atmosfera entra en contacto co espazo exterior.
Ozonosfera A ozonosfera é onde fica a capa de ozono, de aproximadamente 10 a 50 km de altitude onde o ozono da estratosfera é abundante. Note que ata mesmo dentro desta rexión, o ozono é un compoñente raro.
Magnetosfera A magnetosfera é a rexión onde o campo magnético da Terra interactúa co vento solar. Esténdese a milleiros de quilómetros, cunha cauda invisible sendo soprada para lonxe do Sol.
Cinto de Van Allen O cinto de radiación ou cinto de Van Allen é a rexión onde se concentran partículas provenientes do Sol.
Temperatura media e presión A temperatura media da atmosfera na superficie da Terra é de 14 °C. A Presión atmosférica é o resultado directo do peso exercido pola atracción gravitacional da Terra sobre a capa de ar que a envolve, variando conforme o momento climático, a hora, o lugar e maila altitude. Preto do 50% do total da masa atmosférica está ata uns 5 km de altitude. A presión atmosférica ao nivel do mar, é aproximadamente 101,3 quilopascais.
Densidade e masa
A densidade do ar ao nivel do mar é aproximadamente 1,2 kg/m³. Esta densidade diminúe a maiores altitudes á mesma taxa da diminución da presión. A masa total da atmosfera é aproximadamente 5,1 × 1018 kg, unha millonésima parte da masa total da Terra. Prodúcese un intercambio de materia co espazo exterior e a superficie da Terra, como amosa o que a caída de meteoritos supoña unhas 1000 t anuais.
A evolución da atmosfera terrestre Podemos comprender razoabelmente a historia da atmosfera da Terra ata uns 1.000 millóns de anos atrás. Recuando no tempo, podemos soamente especular, pois aínda é unha área en constante investigación.
Atmosfera moderna ou, terceira atmosfera, esta denominación é para distinguir a composición química actual das dúas composicións anteriores.
Primeira Atmosfera A primeira atmosfera, era principalmente helio e hidróxeno. Disipouse co calor proveniente da codia terrestre, aínda en forma de plasma, e mailo Sol.
Segunda atmosfera Hai aproximadamente 3 500 millóns de anos, a superficie do planeta arrefriara abondo para formar unha codia endurecida, poboándoa con volcáns que liberaron vapor de auga, gas carbónico, e amoníaco.
Desta forma, xurdiu a "segunda atmosfera", que estaba formada principalmente por gas carbónico e vapor de auga, con algún nitróxeno.
Nesta segunda atmosfera case non había osíxeno libre, era aproximadamente 100 veces máis densa que a atmosfera actual. Crese que o efecto estufa, causado por altos niveis de gas carbónico, impediu que a Terra se conxelase.
Durante os seguintes billóns de anos, debido ao arrefriamento, o vapor de auga condensou para precipitar choiva e formar océanos, que comezaron a disolver o gas carbónico. Absorbeuse o 50% do gas carbónico nos océanos.
Xurdiron organismos fotosintéticos que evoluirían e comezaron a converter gas carbónico en osíxeno.
Co paso do tempo, o carbono en exceso fixouse en combustíbeis fósiles, pedras sedimentarias (notabelmente pedra calcaria), e cunchas animais.
Estando o Osíxeno libre na atmosfera reaccionando co amonio, liberouse nitróxeno, simultaneamente as bacterias tamén iniciaron a conversión de amonio en nitróxeno.
Aumentando a poboación vexetal, os niveis de Osíxeno medraron significativamente, mentres os niveis de gas carbónico diminuíron. No comezo o osíxeno combinou con varios elementos (como ferro), mais finalmente acumulouse na atmosfera producindo extincións en masa e evolución.
Terceira atmosfera