1.1 Zones de l'atmosfera

L'atmosfera està unida a la Terra per l'atracció gravitatòria. Arriba a la màxima densitat al nivell del mar i disminueix ràpidament en vertical cap a dalt. El 97% de l'atmosfera es concentra en els 29 primers quilometres a partir del nivell del mar.

Es pot distribuir l'atmosfera en zones o capes segons diferents criteris: per la seva composició, per la seva temperatura o per la seva densitat. El més habitual és basar-se en les variacions de temperatura que s'experimenten a mida que augmenta l'alçada respecte el nivell del mar. A la Fig. 1 s'observa aquesta distribució de la temperatura així com les quatre grans zones a diferenciar:

• Troposfera. Arriba a una alçada mitja de 12 $km$ (7 $km$ en els pols i 16 $km$ en els tròpics) i hi trobem, juntament amb l'aire, pols, fum i vapor d'aigua, entre d'altres components.
• Estratosfera. Zona bastant freda que s'estén des dels 12 $km$ fins als 50 $km$ d'alçada. A la seva capa superior (entre els 20 $km$ i els 50 $km$) conté gran quantitat d'ozó, el qual és d'enorme importància per a la vida a la terra ja que absorbeix la major part dels raigs ultraviolats del Sol.
• Mesosfera. Zona situada des dels 50 $km$ fins als 80 $km$ d'alçada, la seva temperatura mitja és de 10 $^\circ C$, els meteorits adquireixen altes temperatures quan travessen aquesta capa i la gran majoria es volatilitzen.
• Ionosfera. Comença després dels 80 $km$ i va desapareixent gradualment fins als 500 $km$ d'alçada. A aquesta regió, constituïda per oxigen, la temperatura augmenta fins als 1000 $^\circ C$. Els raigs X i ultraviolats del Sol ionitzen l'aire enrarit, produint molècules ionitzades. Des dels 100 $km$ fins als 300 $km$ la zona s'anomena Termosfera, i a continuació s'hi pot trobar una altra subzona anomenada Exosfera que s'estén fins als 1000 $km$. L'Exosfera està formada per una capa de heli i una altra d'hidrogen.

Després d'aquesta capa es troba una enorme banda de radiacions (coneguda com magnetosfera) que s'estén fins a uns 55000 $km$ d'alçada, encara que no constitueix un estrat atmosfèric pròpiament dit.

Figura 1: Diferents capes de la atmosfera en funció de la temperatura

En l'estudi de la contaminació atmosfèrica, la troposfera representa la capa de més interès ja que és la zona a on té lloc el transport dels contaminants més importants. S'hi produeixen importants moviments verticals i horitzontals de masses d'aire (vents) i hi ha una relativa abundància d'aigua, degut a la seva proximitat a la hidrosfera. Per aquesta raó és la zona on es localitzen els principals fenòmens climàtics: pluges, vents, canvis de temperatura, ...

Des del punt de vista de la seva composició química, les capes anteriors es poden agrupar en dues grans zones: Homosfera (des del nivell del mar fins a 80 $km$) amb una composició química molt uniforme pel que fa a la proporció de gasos que la constitueixen i Heterosfera (des de 80 $km$ fins a uns 10000 $km$).

Curiositat: A la Homosfera hi pertanyen la troposfera, la estratosfera i la mesosfera, essent a la troposfera la zona on es produeixen el 79% de les reaccions químiques de l'atmosfera.