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La troposfera è lo strato di atmosfera terrestre che i meteorologi osservano più da vicino perché è dove accade il tempo. Di tutti gli strati che formano l'atmosfera, è il più vicino al suolo, e tutte le morfologie terrestri della Terra, comprese le montagne più alte, esistono al suo interno. La troposfera contiene il 75 percento dei gas atmosferici della Terra, incluso il 99 percento del suo vapore acqueo, che svolge un ruolo importante nella regolazione della temperatura sulla superficie del pianeta.
Cinque strati atmosferici
L'involucro di gas che circonda la Terra e si estende quasi a metà strada verso la luna è costituito da cinque strati discreti. La troposfera si estende per una distanza di 14-18 chilometri (8,6-11,2 miglia) dal suolo e si fonde nella tropopausa, un cuscinetto tra quello strato e il successivo, che è la stratosfera. La mesosfera inizia a un'altitudine di circa 90 chilometri (56 miglia), appena sopra il sottile strato di ozono nella stratosfera superiore che blocca la luce ultravioletta. Le aurore si verificano nello strato successivo, noto come ionosfera o termosfera, e infine l'esosfera si assottiglia gradualmente e si fonde con lo spazio vuoto.
Composizione della troposfera
Oltre all'azoto, all'ossigeno e all'argon, nella troposfera esistono tracce di numerosi altri gas e due di essi - vapore acqueo e anidride carbonica - sono particolarmente importanti per i meteorologi. Entrambi assorbono e riflettono il calore del suolo che altrimenti si irradierebbe nello spazio, mantenendo così la superficie del pianeta abbastanza calda da sostenere la vita. La concentrazione di vapore acqueo non è costante - aumenta con l'aumentare della latitudine, formando circa il 3 percento della troposfera all'equatore. Oltre a questi due gas a effetto serra, la troposfera consiste anche in quantità fluttuanti di inquinanti, come l'anidride solforosa e l'ozono, in particolare vicino alle grandi città.
Sole e vento
I venti troposferici che trasportano calore e umidità in tutto il mondo sono alimentati dall'energia dei soli. Il sole riscalda l'equatore più di quanto non faccia i poli e il differenziale di temperatura provoca un movimento dell'aria che viene deviato dalla rotazione della Terra. Ciò fa muovere i venti in venti orientali nelle regioni equatoriali e polari e venti occidentali nelle medie latitudini. Le aree di alta e bassa pressione, nonché i modelli locali di turbolenza, interagiscono con questi venti globali per produrre i mutevoli modelli di vento studiati dai meteorologi.
Il ciclo dell'acqua
Il movimento dell'acqua tra gli stati gassoso, liquido e solido alimentato dal riscaldamento irregolare della superficie terrestre da parte del sole è un'altra importante dinamica meteorologica. Il vapore acqueo, presente nell'aria a causa dell'evaporazione degli oceani e della traspirazione delle piante, si raffredda mentre si alza per formare le nuvole, e all'interno delle nuvole l'acqua si condensa e si congela per ricadere in superficie sotto forma di pioggia e neve. Solo le nuvole più grandi, tipicamente formate come parte di un uragano, raggiungono la stratosfera. La maggior parte si forma interamente nella troposfera.