Jeśli jesteś właścicielem tej strony, możesz wyłączyć reklamę poniżej zmieniając pakiet na PRO lub VIP w panelu naszego hostingu już od 4zł!

 

Temat 1. Budowa i skład atmoafery.
Atmosfera
jest to zewnętrzna powłoka ziemska składająca się z mieszaniny gazów zwanej powietrzem, umożliwiającą istnienie życia na Ziemi.
Atmosfera nie posiada wyraźnej górnej granicy -  na wysokości ok. 2 000 km przechodzi w przestrzeń kosmiczną . Nie można mówić także dokładnie wyznaczyć dolnej granicy atmosfery, ponieważ powietrze znajduje się w pozostałych warstwach Ziemi.
Masa atmosfery jest niewielka i wynosi ok. 5,29 · 1018 kg, co stanowi ok. 0,0009% masy całej Ziemi.
Skład atmosfery
Powietrze atmosferyczne składa się z gazów i aerozoli. W składzie gazowym można wyróżnić:

  • składniki stałe (do wysokości 100 km  nad powierzchnią Ziemi): azot (78,08%), tlen (20,95%), argon (0,93%),  neon, hel, krypton, ksenon i wodór;

  • składniki zmienne(stężenie składników zmiennych jest zróżnicowane w przestrzeni i niestabilne w czasie): para wodna, dwutlenek węgla, metan, związki siarki, tlenki azotu, freon, ozon.

Zawartość dwutlenku węgla zmienia się w dolnych warstwach atmosfery w wyniku oddziaływania czynników naturalnych (np. wybuchy wulkanów, procesy oddychania) oraz działalności człowieka (np. wypalanie lasów, spalanie paliw kopalnych). Wraz z wysokością stężenie CO2 spada.
Zawartość ozonu zmienia się wraz  z szerokością geograficzną, wysokością, porą roku oraz porą doby. Najwięcej cząsteczek ozonu znajduje się w stratosferze. Natomiast w dolnej części troposfery jego niewielka ilość związana jest rosnącym zanieczyszczeniem przemysłowym powietrza. Najwięcej ozonu w troposferze znajduje się nad biegunami, ale wyniku cyrkulacji powietrza docierają też tam zanieczyszczenia. Konsekwencją tego jest powstawanie tam dziury ozonowej. Najmniej ozonu w troposferze znajduje się nad równikiem.
W dolnych partiach atmosfery dominuje azot i tlen, natomiast w górnych warstwach atmosfera składa się z gazów lżejszy – głównie helu i wodoru.
Do aerozoli zalicza się:

  • bakterie,
  • pyły,
  • pyłki roślin,
  • spory i zarodniki,
  • zanieczyszczenia przemysłowe,
  • cząsteczki soli.

Budowa atmosfery
Atmosfera ma budowę warstwową, podział na warstwy został dokonany na podstawie zróżnicowania warunków termicznych. Wyodrębnia się: troposferę, stratosferę, mezosferę, termosferę i egzosferę.  Sfery te przedzielone są wąskimi warstwami przejściowymi, są to: tropopauza, stratopauza i mezopauza.

Troposfera

  • Najniższa warstwa atmosfery, przylegająca do powierzchni Ziemi.

  • Sięga od powierzchni Ziemi do ok. 7 km nad biegunami, natomiast nad równikiem do ok. 17 km .

  • Troposfera stanowi prawie 80% ogólnej masy powietrza, niemal całą parę wodną i wszystkie zanieczyszczenia.

  • Wyróżnia się spadkiem temperatury powietrza wraz ze wzrostem wysokości. Średnio temperatura spada o ok. 6oC na 1 km  (0,6oC na 100 m), osiągając ok. -55oC w tropopauzie.

  • Wraz z wysokością spada także ciśnienie atmosferyczne od ok. 1013 hPa ( ciśnienie wzorcowe na powierzchni Ziemi, na wysokości 0 m n.p.m., zmierzone na 45 równoleżniku przy temperaturze 0oC) do ok. 200 hPa w górnej części troposfery (średnio 11,5 hPa na 100 m).

  • W troposferze przebiega większość procesów pogodotwórczych.

Stratosfera

  • Sięga do wysokości ok. 50 – 55 km nad powierzchnią Ziemi.

  • Skupia ok. 20% całkowitej masy powietrza, reszta w wysokości ok. 1% znajduje się w warstwach powyżej stratosfery.

  • Temperatura początkowo nie zmienia się z wysokością i utrzymuje się na poziomie -55oC , następnie wzrasta aż do 0oC w strato pauzie.

  • Na wysokości 20 – 35 km występuje duża koncentracja ozonu, którego cząsteczki powodują wzrost temperatury. Ta część stratosfery nazywa się ozonosferą lub warstwą ciepłą. Warstwa ta pochłania promieniowanie nadfioletowe.

  • Warstwa ta jest uboga w parę wodną, w wyniku czego nie obserwuje się tutaj chmur. Jednakże w zimie, zwłaszcza o zmroku na półkuli północnej można zaobserwować w niej świecące obłoki, zwane chmurami perłowymi. Chmury te zbudowane są z bardzo drobnych kryształków lodu i kropelek przechłodzonej wody. Źródłem wody jest utlenianie metanu ozonem.

  • W dolnej części tej warstwy występują prądy strumieniowe.

Mezosfera

  • Rozciąga się na wysokości od 50 – 55 km do 80 – 85 km nad powierzchnią Ziemi.

  • Cechuje ją silny spadek temperatury wraz ze wzrostem wysokości do ok. –80oC

  • Od wysokości 60 km wzrasta koncentracja jonów (cząsteczek elektrycznie naładowanych), w wyniku czego w górnej warstwie mezosfery tworzą tzw. chmury srebrzyste, które zbudowane są z drobnych kryształków lodu.

Termosfera

  • Rozciąga się od wysokości 80 – 85 km do ok. 800 km nad powierzchnią Ziemi.

  • Cechuje się dużym wzrostem temperatury wraz z wysokością, temperatura może przekroczyć 1000oC.

  • Z powodu silnej jonizacji powietrza, w jej obrębie wydzielono jonosferę. Skutkiem tak silnej jonizacji gazów jest zjawisko zorzy polarnej. Zwiększona koncentracja jonów umożliwia także łączność radiową za pośrednictwem fal o różnej częstotliwości.

  • W sferze tej znajdują się liczne sztuczne satelity Ziemi oraz stacje kosmiczne. Możliwe jest to w wyniku małej gęstości powietrza w termosferze, w efekcie czego satelity krążące na dużych wysokościach nie nagrzewają się na drodze przewodnictwa.

Egzosfera

  • Zewnętrzna warstwa atmosfery, przechodząca w przestrzeń kosmiczną.

  • Temperatura na granicy z przestrzenią kosmiczną spada do –273,2oC (0oK – zero bezwzględne).