Riassumendo

L’atmosfera primordiale era molto diversa da quella attuale: vi prevalevano gas come il metano, l’ammoniaca, l’idrogeno. Quest’ultimo elemento, molto leggero, sfuggì gradualmente alla forza di gravità e si dissipò nello spazio interplanetario. Contemporaneamente le frequenti manifestazioni vulcaniche eruttarono ingenti volumi di vapore d’acqua e di anidride carbonica. L’ossidazione dell’atmosfera cominciò circa due miliardi di anni fa, quando comparvero le prime alghe capaci di compiere la fotosintesi clorofilliana, e quindi di produrre ossigeno. L’aria che oggi circonda la Terra appare divisa in regioni concentriche; quella più vicina al suolo, la troposfera concentra la quasi totalità della massa atmosferica e del vapore acqueo e la maggior parte dei gas; è mantenuta calda dall’effetto serra, ma salendo, coll’aumentare della quota, la temperatura si abbassa raggiungendo il minimo verso i 15 km di altezza nella tropopausa. Più sopra vi è la stratosfera che è più calda; infatti la temperatura tende a risalire fino alla stratopausa, poiché viene assorbita l’energia solare e sono filtrati i raggi ultravioletti attraverso lo strato di ozono. Più oltre si trova la mesosfera che è delimitata da un’area di inversione termica, la mesopausa, zona di bassissime temperature. Al di sopra, nella termosfera, i gas si rarefanno e le temperature tornano a risalire sino a punte assai elevate. Anche la pressione subisce una costante diminuzione al variare dell’altitudine.
L’atmosfera è un sistema dinamico di enorme complessità, sede di intensi e continui movimenti provocati dall’ineguale distribuzione dell’energia solare. Le radiazioni calorifiche provenienti dal Sole, si propagano con moto rettilineo e incontrano la superficie terrestre che angoli di incidenza che cambiano con la latitudine. Fra i tropici l’incidenza è vicina a 90°, ai poli l’angolo è molto più acuto. Alle basse latitudini ogni raggio concentra la sua energia su piccole aree, invece alle alte latitudini il calore si disperde su superfici maggiori. Ne consegue che nel primo caso la temperatura dovrebbe progressivamente aumentare, mentre nel secondo caso essa dovrebbe diminuire anno dopo anno. Ciò non si manifesta perché opera un meccanismo di redistribuzione termica: il calore è trasportato dai movimenti dell’aria, i venti dalle aree intertropicali alle zone polari. I venti si muovono in conseguenza delle differenze di pressione atmosferica. Le masse d’aria calda e umida, più leggere, tendono a salire verso le parti alte della troposfera (moto convettivo ascendente); quelle d’aria fredda e secca, più pesanti, tendono a scendere (moto convettivo discendente). Le prime, dette cicloni, sono aree a bassa pressione, le seconde, dette anticicloni, sono aree ad alta pressione. Sulla superficie terrestre, nelle aree cicloniche, il moto ascendente, tende a formare una specie di vuoto d’aria; in quelle anticicloniche invece, per il meccanismo opposto, un eccesso d’aria.
Il modello elementare di circolazione atmosferica è dato dalla cella di Hadley, dal nome del suo scopritore. Essa consiste in due moti verticali di segno opposto, ai quali sono concatenati due moti orizzontali, l’uno a contatto della superficie terrestre, l’altro nei settori alti della troposfera.
Nell’atmosfera esistono sei fasce di circolazione, tre per ogni emisfero, collegate fra loro e distribuite secondo la latitudine. Nelle zone cicloniche, di bassa pressione, l’aria sale, si raffredda e perde umidità provocando le precipitazioni. Al limite superiore della troposfera il moto diviene orizzontale sino alle zone anticicloniche, di alta pressione, ove l’aria scende, si scalda e diverge in moti che, al suolo, originano i venti come gli alisei e i venti occidentali.