FISICA DELL'ALTA ATMOSFERA

 L’atmosfera è lo strato gassoso che circonda il nostro pianeta ritenuto dal campo gravitazionale terrestre. Nella letteratura scientifica l’atmosfera viene convenzionalmente suddivisa in regioni o “sfere” individuate dalle variazioni dell’andamento della temperatura con la quota. La bassa atmosfera include la troposfera (≈0-15 km), la regione in cui risiedono la maggior parte dei fenomeni meteorologici. Per media atmosfera si intende la stratosfera (≈15-50 km), la porzione atmosferica in cui si trova la massima concentrazione di ozono, e la mesosfera (≈50-85 km), la regione più studiata per la comprensione degli effetti del cambiamento climatico. L’alta atmosfera include la termosfera (≈85-600 km) e l’esosfera (>600 km).

La ionosfera si estende dalla media all’alta atmosfera, tra circa 50 e 1000 km sopra la superficie terrestre. La presenza nell’alta atmosfera terrestre di elettroni e ioni liberi è dovuta principalmente al fatto che i gas che la costituiscono sono continuamente sottoposti all’azione ionizzante della radiazione solare UV e X. Oltre all’azione ionizzante del Sole, che fornisce il massimo contributo, bisogna considerare anche i raggi cosmici che, seppur in minima parte, sono causa anche loro della presenza di elettroni e ioni liberi nell’atmosfera. Alle alte latitudini, inoltre, il continuo afflusso di particelle cariche di origine prevalentemente solare costituisce un’altra sorgente di ionizzazione. La ionosfera viene descritta dall’andamento della densità elettronica, che varia mediamente tra 10⁷ e 10¹² e/m³, in funzione dell’altezza e individua le regioni D, E, F.

Nella ionosfera la densità di elettroni e ioni liberi raggiunge valori tali da influenzare l’indice di rifrazione delle onde elettromagnetiche. Le onde elettromagnetiche HF (High Frequency: 3-30 MHz) vengono riflesse dalla ionosfera permettendo la comunicazione tra una coppia di stazioni (trasmittente-ricevente) poste a grande distanza.