Czym jest atmosfera?

Atmosfera to warstwa powietrza otaczająca naszą planetę. Inne planety w Układzie Słonecznym również mają atmosferę.

Gazy tworzące atmosferę są utrzymywane wokół Ziemi dzięki przyciąganiu grawitacji i podążają za jej ruchem.

Gęstość powietrza zmniejsza się wraz ze wzrostem wysokości, przy czym 50% zawieszonych gazów i cząstek znajduje się na pierwszych 5 km.

Atmosfera ma fundamentalne znaczenie dla utrzymania życia na Ziemi, ponieważ:

• Jest źródłem tlenu, gazu niezbędnego do życia.
• Reguluje temperaturę i klimat Ziemi.
• Odpowiada za dystrybucję wody na planecie (deszcz).
• Chroń Ziemię przed promieniowaniem kosmicznym i meteorami.

Atmosfera: nasza tarcza ochronna.

Atmosfera ziemska

Atmosfera ziemska ma różne cechy wzdłuż swojego profilu pionowego, a jej grubość wynosi około 10 000 km.

Kolumna powietrza, z której się składa, wywiera ciśnienie, zwane ciśnienie atmosferyczne. Ponieważ zależy to od gęstości powietrza, gdy idziemy w górę, ciśnienie atmosferyczne spada.

Ciśnienie atmosferyczne zmienia się również wzdłuż powierzchni Ziemi, będąc ważną zmienną dla analiz meteorologicznych.

Atmosfera jest również odpowiedzialna za widzenie błękitnego nieba w ciągu dnia, ponieważ jej cząstki rozpraszają głównie promieniowanie widzialne o tej długości fali.

Warstwy atmosfery

Ze względu na różne cechy, jakie ma atmosfera, na różnych wysokościach dzieli się na warstwy.

Warstwa najbliższa powierzchni Ziemi nazywana jest troposfera. Rozciąga się na średniej wysokości 12 km.

Warstwa ta odpowiada 80% całkowitej masy atmosfery i jest miejscem występowania głównych zjawisk meteorologicznych. Temperatura spada wraz z wysokością.

Dalej mamy stratosfera, który rozciąga się do 50 km od powierzchni. Temperatura, która początkowo jest stała, wzrasta wraz z wysokością z powodu promieniowania pochłanianego przez warstwę ozonową.

Warstwa ta odfiltrowuje promieniowanie ultrafioletowe i jest niezbędna do utrzymania żywych organizmów na Ziemi.

Zaraz potem pojawia się mezosfera, którego szczyt znajduje się 80 km od ziemi. Temperatura ponownie spada wraz z wysokością, osiągając -100 °C.

W termosfera, warstwa za mezosferą, następuje absorpcja krótkofalowego promieniowania słonecznego. Temperatura ponownie wzrasta, osiągając 1500 ºC.

Nadal znajdujemy w tej warstwie obszar zwany jonosferą, w którym występuje koncentracja naładowanych cząstek (jonów).

TEN jonosfera wpływa na transmisje radiowe i odpowiada za zjawisko zorzy polarnej.

Wreszcie egzosfera, gdzie atmosfera staje się kosmiczną próżnią.

Profil atmosferyczny pokazujący zmiany temperatury, ciśnienia i gęstości w funkcji wysokości.

Skład atmosfery

Atmosfera ziemska składa się zasadniczo z azotu, tlenu, argonu, dwutlenku węgla i niewielkiej ilości innych gazów. Posiada również zmienną ilość pary wodnej.

Azot jest najpowszechniejszym gazem w atmosferze, stanowi około 78% jej objętości. Jest gazem obojętnym, to znaczy nie jest wykorzystywany przez komórki naszego organizmu.

Powietrze, którym oddychamy, zawiera około 20% tlenu, który jest niezbędnym gazem dla żywych istot.

dwutlenek węgla (CO₂) ma zasadnicze znaczenie dla fotosyntezy. Ponadto jest wydajnym pochłaniaczem energii długofalowej, co powoduje, że dolne warstwy atmosfery zatrzymują ciepło.

Para wodna jest jednym z gazów o najbardziej zróżnicowanych ilościach w atmosferze. W niektórych regionach może stanowić 4% jego objętości. Jest niezbędna do dystrybucji wody na planecie, ponieważ przy jej braku nie ma chmur, deszczu ani śniegu.

Skład atmosfery z uwzględnieniem suchego powietrza, tj. bez pary wodnej.

Wiedzieć więcej: skład powietrza

Prymitywna atmosfera

Porównując atmosfery innych planet, uważa się, że prymitywna atmosfera Ziemi składała się z wodoru, metanu, amoniaku i pary wodnej.

Gazy te uległyby reakcjom chemicznym pod wpływem promieniowania słonecznego i wyładowań elektrycznych. Stopniowo powstający obecny skład atmosfery.

Ogólny obieg atmosfery

Ze względu na kształt Ziemi występują różnice w nagrzewaniu się atmosfery ziemskiej.

Aby zrównoważyć to nierównomierne ogrzewanie, zweryfikowaliśmy występowanie komórek cyrkulacji powietrza od równika do biegunów i od biegunów do równika.

W uproszczony sposób możemy przedstawić ogólną cyrkulację atmosfery przez trzy komórki na każdej półkuli.

Uproszczona reprezentacja ogólnej cyrkulacji atmosfery.

Zanieczyszczenie powietrza

rozważa się zanieczyszczenie powietrza, każdy dodatek cząstek, związków gazowych i form energii (ciepło, promieniowanie lub hałas), które normalnie nie występują w atmosferze.

Zanieczyszczenie powietrza może być wynikiem procesów naturalnych lub wywołanych przez człowieka.

Poprzez naturalne procesy możemy wymienić:

• Erupcje wulkaniczne
• burze piaskowe
• Pożary lasów
• Pyłek
• zarodniki grzybów
• Kosmiczny pył

Przykładami źródeł zanieczyszczenia przez ludzi są:

• Pojazdy samochodowe
• działalność przemysłowa
• elektrociepłownie
• rafinerie ropy naftowej
• Rolnictwo
• oparzenia

Konsekwencje zanieczyszczenia powietrza

Zanieczyszczenie powietrza ma negatywny wpływ na zdrowie człowieka, klimat i środowisko.

Jednym ze skutków nadmiaru gazów emitowanych przez człowieka do atmosfery jest nasilenie efektu cieplarnianego i wynikające z niego globalne ocieplenie.

Efekt cieplarniany jest zjawiskiem naturalnym i istotnym dla żywych istot. Zapobiega utracie przez Ziemię zbyt dużej ilości ciepła, powodując nagłe zmiany temperatury.

Wraz ze wzrostem emisji gazów cieplarnianych w wyniku działalności człowieka następuje wzrost temperatury na świecie.

Inną konsekwencją zanieczyszczenia są kwaśne deszcze, które wpływają na różne regiony planety. Gazy i cząstki tworzące kwaśne deszcze mogą być transportowane wiele kilometrów od źródła emisji.

Jak Atmosfera chroni Ziemię?

Atmosfera uniemożliwia większości meteorów zbliżających się do Ziemi dotarcie do jej powierzchni. Wielu płonie z powodu tarcia i ciepła atmosfery.

Promieniowanie ultrafioletowe jest filtrowane do warstwy ozonowej. Promieniowanie to jest niezwykle szkodliwe dla żywych istot.

Co więcej, atmosfera nadal reguluje ilość promieniowania docierającego i traconego przez powierzchnię Ziemi. Zapobiega to występowaniu na planecie bardzo dużych wahań temperatury.

Aby dowiedzieć się więcej, przeczytaj także:

• Warstwy atmosfery
• Atmosfera Planet
• Fale elektromagnetyczne