Chimica dell'atmosfera: differenze tra le versioni

 

La composizione e la chimica dell'atmosfera è importante per molte ragioni, ma innanzitutto per quanto riguarda le interazioni tra atmosfera e organismi viventi. La composizione dell'atmosfera terrestre è stata cambiata dall'attività antropica e alcuni di questi cambiamenti sono dannosi per la salute umana, i raccolti e gli ecosistemi. Esempi di problemi studiati dalla chimica atmosferica sono costituiti da

 

La chimica atmosferica cerca di comprendere le cause di tali problemi, e ottenendo una comprensione teorica di essi, permettendo di testare possibili soluzioni e gli effetti dei cambiamenti nelle politiche dei governi.

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| '''Gas'''

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| [[Azoto]]

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| [[Vapore acqueo]]

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| colspan=2 | '''Costituenti minori in [[Parti per milione|ppmv]]'''.

 

Nota: la [[concentrazione]] di CO₂ e CH₄ varia per stagione e luogo di misurazione.

La massa molecolare principale dell'aria è di 28.97 g/mol.

 

== Storia ==

Gli antichi Greci ritenevano l'aria come uno dei quattro elementi, ma i primi studi scientifici sulla composizione atmosferica iniziarono nel XVIII secolo. Chimici come [[Joseph Priestley]], [[Antoine Lavoisier]] ed [[Henry Cavendish]] fecero le prime misurazioni della composizione dell'atmosfera.

Alla fine del XIX e all'inizio del XX secolo l'interesse si spostò verso la ricerca di costituenti con concentrazioni molto piccole. Una scoperta particolarmente importante per la chimica atmosferica fu la scoperta dell'[[ozono]] da parte di [[Christian Friedrich Schönbein]] nel 1840.

 

== Metodologia ==

I tre elementi centrali in chimica atmosferica sono:

I progressi in questa disciplina sono spesso guidati dalle interazioni tra questi componenti che formano un complesso integrato.

Ad esempio le osservazioni ci possono dire come esistano più [[composti chimici]] rispetto a quanto si pensava precedentemente.

 

=== Osservazione ===

 

Le osservazioni sono condotte in osservatori come quello sul vulcano [[Mauna Loa]] e su piattaforme volanti come il britannico [[Facility for Airborne Atmospheric Measurements]]), su navi o mongolfiere. Le osservazioni sulla composizione atmosferica sono sempre più spesso compiute da [[satellite artificiale|satelliti artificiali]] dotati di strumentazione sofisticata come il [[European Remote-Sensing Satellite|GOME]] ed il [[MOPITT]] che danno una panoramica globale dell'[[inquinamento atmosferico]] e della chimica. Le osservazioni di superficie hanno il vantaggio di fornire registrazioni di lungo periodo ad elevata risoluzione temporale ma sono limitate nello spazio verticale ed orizzontale da cui forniscono le osservazioni. Alcuni strumenti di superficie come il [[Lidar]] possono fornire profili di concentrazione di composti chimici ed aerosol ma sono ancora limitati nella regione orizzontale che possono coprire. Molte osservazioni sono disponibili on line negli [[Atmospheric Chemistry Observational Databases]].

Gli studi in laboratorio ci informano su quali gas reagiscono tra loro e con che [[velocità di reazione|velocità]]. Le misurazioni di interesse includono reazioni in fase gassosa, su superfici e in acqua. Sempre di grande importanza la [[fotochimica]] che quantifica quanto rapidamente le molecole sono scisse dalla luce solare e quali prodotti sono più dati [[termodinamica|termodinamici]] del genere dei coefficienti della [[Legge di Henry]].

 

Per sintetizzare e verificare le conoscenze teoriche di chimica atmosferica si fa ampio uso della simulazione al computer. Modelli numerici risolvono le [[equazione differenziale|equazioni differenziali]] che governano le concentrazioni di sostanze chimiche nell'atmosfera. Tali modelli possono essere molto semplici o molto complessi. Un comune fattore di preferenza nell'ambito dei modelli numerici è tra il numero di composti chimici e delle reazioni chimiche modellate di contro alla rappresentazione del trasporto e dei miscugli nell'atmosfera. Per esempio, un modello di gabbia può includere centinaia o anche migliaia di reazioni chimiche ma avrà solamente una rappresentazione molto semplice di miscuglio nell'atmosfera. Al contrario, i modelli 3D rappresentano la maggior parte dei processi fisici dell'atmosfera ma a causa delle restrizioni delle risorse del computer possono rappresentare molti meno composti e reazioni chimiche. I modelli possono essere usati per interpretare le osservazioni, verificare la comprensione delle reazioni chimiche e predire le future concentrazioni di composti chimici nell'atmosfera. Un'importante tendenza attuale è la progressiva trasformazione dei moduli di chimica atmosferica in una parte dei modelli di sistema della Terra in cui possono essere studiati i collegamenti tra il clima, la composizione atmosferica e la biosfera.

 

* Finlayson-Pitts, Barbara J.; Pitts, James N., Jr.; (2000) Chemistry of the Upper and Lower Atmosphere. Academic Press. ISBN 0-12-257060-X.

* Warneck, Peter (2000). Chemistry of the Natural Atmosphere (2nd Ed.). Academic Press. ISBN 0-12-735632-0.

 

== Voci correlate ==

 

== Collegamenti esterni ==

 

{{portale|chimica|ecologia|scienze della Terra}}

[[no:Atmosfærens kjemi]]

[[pt:Química atmosférica]]

[[uk:Атмосферна хімія]]

[[zh:大气化学]]