Atmosfera Ziemska
Atmosfera to gazowa powłoka otaczająca kulę ziemską.. Podlega ona ciągłym ruchom za sprawa ruchów konwekcyjnych, siły Coriolisa i odśrodkowej Ziemi. Porusza się wraz z Ziemią w przestrzeni kosmicznej.
Skład atmosfery
Powietrze jest fizyczną mieszanką gazów zawiera w sobie domieszki gazowe, ciekłe i stałe. Ich zawartość jest zmienna. Jest to uzależnione od wielu czynników: uprzemysłowienia, szerokości geograficznej, wysokości.
Skład powietrza jest następujący:
Azot 78,08%
Tlen 20,95%
Argon 0,93%
Na te pierwsze trzy składniki przypada praktycznie cała zawartość powietrza, czyli 99,96%.
Dwutlenek węgla 0,02 - 0,20% (Zależnie od zagospodarowania przestrzennego oraz ruchów mas powietrza. W warstwie przyziemnej ulega znaczącym wahaniom).
Pozostałe składniki występują w powietrzu w ilościach śladowych.
Neon 0,002%
Hel 0,0005%
Krypton 0,0001%
Wodór 0,00005%
Ksenon 0,000009%
Ozon 0,000001%
Bardzo ważna domieszką atmosfery jest para wodna. Jej zawartość przy powierzchni Ziemi ulega wahaniom od 0% do 4%. Uzależnione to jest od strefy klimatycznej.
Aerozole atmosferyczne jest to domieszka takich związków jak np. jod, amoniak, tlenek siarki, azotu fosforu. Należą do nich także cząsteczki ciekłe i stałe, bakterie, pyłki roślinne, spory grzybów.
Budowa atmosfery w pionie
Analizując od powierzchni Ziemi wyróżniono następujące warstwy:
1. Troposfera
a) wysokość zależy od pory roku i szerokości geograficznej i wacha się od 7 - 18 km
b) temperatura obniża się o około 0,6 stopnia, co 100 metrów
c) temperatura tej warstwy wacha się od średniej temperatury Ziemi 15 stopni do -45 - -70 stopni w najwyższych warstwach. Oczywiście są ustępstwa od tej zasady uzależnione nasłonecznieniem, gęstością powietrza, warunkami atmosferycznymi i szerokością geograficzną
d) stopniowy spadek ciśnienia do około 200 hPa
e) jest to warstwa dolna, w której występują nieustanne pionowe, poziome i wirowe ruchy powietrza
f) znajduje się w niej około 80% masy powietrza prawie cała para wodna
Troposfera od Stratosfery oddzielona jest Tropopauzą.
2. Stratosfera
a) warstwa ta sięga do wysokości 50 - 55km
b) silne wiatry poziome
c) dolną warstwę stratosfery 12 - 25 km cechuje stała temperatura - 55 stopni Celsjusza
d) górna warstwa stratosfery temperatury w okolicach 0 stopni spowodowane jest to nagromadzeniem ozonu powstającego w wyniku działania promieni UV na drobiny tlenu.
e) ciśnienie atmosferyczne spada tu do około 3,1 hPa
Stratosferę od Mezosfery oddziela stratopauza.
3. Mezosfera
a) wysokość do 80 km
b) w dolnych warstwach mezosfery temperatura jest stała, wyżej natomiast odnotowywany jest duży jej spadek do -80 -90 stopni.
c) ciśnienie atmosferyczne w tej warstwie spada do 0,012 hPa
Mezosfera od Termosfery (jonosfery) oddziela mezopauza leżąca na wysokości około 80 - 85 km.
4. Termosfera (jonosfera)
a) wyodrębniona warstwa E znajdująca się na wysokości 100 - 120 km (jony dodatnie)
b) wyodrębniona warstwa F znajdująca się na wysokości powyżej 200 km (jony ujemne)
c) dzięki tej warstwie możliwe jest odbijanie fal radiowych i komunikacja (szczególnie fal krótkich)
d) powstanie zórz polarnych
e) powstanie jonosferycznych burz magnetycznych
f) temperatury wahają się od 100 stopni do 1500 stopni
g) ciśnienie atmosferyczne spada do około 0,00000000015 hPa
5. Egzosfera
a) egzosfera zaczyna się od wysokości około 800 km do szacunkowo przyjmowanych 2 tysięcy km, ale tzw. korona ziemska kończy się na wysokości 20 tyś km.
b) temperatura bliska zeru absolutnemu
c) otwarta przestrzeń kosmiczna ciśnienie atmosferyczne nie jest odnotowane.
Znaczenie biologiczne podstawowych składników powietrza atmosferycznego
1. Tlen - niezbędny do oddychania palenia i gnicia. Powstaje z rozpadu dwutlenku węgla w procesie oddychania roślin.
2. Ozon - nagromadzenie maksymalne tego pierwiastka występuje w warstwie od 15 do 55km. Znikome ilości występują przy powierzchni Ziemi.
3. Azot - pochłaniany z atmosfery przez rośliny motylkowate. Rozcięcia tlen i zwalnia procesy spalania i przemiany materii. Roślinom jest niezbędny do wytwarzania białka.
4. Dwutlenek węgla - potrzebny do prowadzenia fotosyntezy. W nocy jest go więcej niż w dzień.
Masy powietrza
Różnią się one od siebie między innymi zawartością pary wodnej oraz temperaturą. Temperatura zależy głównie od szerokości geograficznej, pory roku i dnia lub nocy. Wilgotność zależy od rodzaju podłoża.
Wyróżniamy cztery podstawowe rodzaje mas powietrza:
a) równikowe
b) zwrotnikowe
c) polarne
d) arktyczne
Fronty atmosferyczne
Fronty atmosferyczne dzielimy na ciepłe i zimne. Są to miejsca ścierania się różnych mas powietrza. Miejsce występowania frontu atmosferycznego cechuje się zmianą podstawowych składników pogodowych. Występują one najczęściej między wymienionymi wyżej masami powietrza.
[zakres informacji dla licealistów poziom podstawowy i rozszerzony]