Skład i budowa atmosfery oraz temperatura powietrza Skład i budowa atmosfery oraz temperatura powietrza Atmosfera to najbardziej zewnętrzna część powłoki otulającej Ziemię. Pozwala ona na rozwój życia na naszej planecie i stanowi bardzo istotną barierę ochronną przed szkodliwym promieniowaniem słonecznym. Wraz ze wzrostem wysokości zmieniać się będzie również skład powietrza atmosferycznego. Do składu tego zaliczać będziemy mieszaniny gazów, w których zawieszone są stałe i ciekłe cząsteczki. W warstwach położonych najbliżej ziemi w skład powietrza wchodzi głównie azot i tlen. Pozostałe gazy takie jak dwutlenek węgla, argon, hel, ozon i metan stanowią ok. 1% objętości. Nieodzownym składnikiem powietrza jest także para wodna, która występuje w dolnych warstwach atmosfery w różnych ilościach w zależności od regionu. W strefach wilgotnych, nadmorskich zawartość pary wodnej w powietrzu jest bardzo wysoka, na obszarach suchych natomiast ilość jej jest znikoma. Od regionu zależeć będzie także występowanie w powietrzu zanieczyszczeń stałych takich jak sadza czy popiół. Utrzymujące się nad terenami wielkich miast i okręgów przemysłowych zanieczyszczenie powietrza nazywać będziemy smogiem. Przy powierzchni ziemi atmosfera jest najbardziej gęsta. Wraz ze wzrostem wysokości jej gęstość maleje ponieważ maleje też przyciąganie ziemskie. Na wysokości ok. 1000 km atmosfera przechodzi w przestrzeń kosmiczną, przejście to jest stopniowe przez co nie da się określić górnej granicy atmosfery ziemskiej. Biorąc pod uwagę zmieniające się wraz z wysokością cechy fizyczne atmosfery, zmiany temperatury, ciśnienia, gęstości, a także zmiany w składzie powietrza atmosferę podzielono umownie na kilka warstw. www.edudu.pl - filmy edukacyjne on-line Strona 1/5
www.edudu.pl - filmy edukacyjne on-line Strona 2/5
najbliżej powierzchni Ziemi znajduje się warstwa nazwana troposferą. Nie posiada ona jednolitej grubości, w pasie okołorównikowym liczy 16-17 km a w okolicach biegunów osiąga już jedynie 6-8 km. Do tej właśnie wysokości dochodzą pionowe ruchy powietrza zwane prądami konwekcyjnymi oraz górne warstwy chmur. W troposferze temperatura powietrza obniża się średnio o 0,6 C na każde 100 m wysokości i tak w górnej granicy wynosi około -60 C powyżej troposfery rozpościera się tropopauza, warstwa grubości 4 km gdzie panuje stała temperatura wynosząca również -60 C ponad tropopauzę do wysokości 50km wznosi się stratosfera, która w odróżnieniu od troposfery charakteryzuje się wzrostem temperatury wraz z wysokością. Przy dolnej granicy stratosfery temperatura wynosi -60 C a przy górnej sięga już 15 C. Wzrost temperatury spowodowany jest przez promieniowanie ultrafioletowe, które pochłaniane jest przez występujący w tej warstwie ozon. Ozon jest bezbarwnym gazem o charakterystycznym zapachu, tworzy się on w atmosferze m.in. podczas wyładowań atmosferycznych dlatego też zapach ozonu można poczuć właśnie po burzy. Promieniowanie ultrafioletowe jednak dociera do powierzchni ziemi w bardzo minimalnym stopniu i jest nam doskonale znane gdyż powoduje brązowienie skóry u człowieka czyli opaleniznę. Nadmierna jego ilość może prowadzić do zmian chorobowych na skórze gdyż niszczy związki białka i materiał genetyczny organizmów. powyżej stratosfery między 50 a 85 km rozciąga się mezosfera. W przypadku tej warstwy znów będziemy mówić o spadku temperatury wraz z wysokością aż do tmp. -90 C. W warstwie tej spala się większość meteorytów jakie docierają do naszej planety z kosmosu dzięki czemu do Ziemi dolatuje jedynie pył lub pozostałości gazowe. kolejną warstwą jest termosfera sięgająca wysokości 500km. Już sama jej nazwa związana jest z gwałtownym wzrostem temperatury. Powietrze tu jest już bardzo rzadkie co powoduje, że promienie słoneczne szybko nagrzewają cząsteczki powietrza a ich temperatura dochodzi nawet do 1500 C. Warstwa ta odpowiada za zjawisko jakie można zaobserwować nad obszarami polarnymi. Mowa tu o zorzy polarnej, którą widać w postaci świetlistych, różnokolorowych smug lub łuków na niebie. powyżej termosfery leży egzosfera, która przechodzi stopniowo w przestrzeń międzyplanetarną. Siła przyciągania ziemskiego jest tu już tak niska, że gazy wchodzące w skład termosfery uciekają w kosmos. Temperatura spada niezmiernie szybko aż do tzw. zera bezwzględnego którego granica przyjęta jest dla -273 C Znaczenie atmosfery dla życia na ziemi jest jak widać nieocenione, bez niej nie byłoby życia na Ziemi. Wiemy już, że w atmosferze spala się większość meteorytów, że chroni nas przed szkodliwym promieniowaniem a także że zawiera niezbędny do życia tlen, ale wiemy również, że przedostaje się do niej smog. Smog tworzy nieruchome, brunatnoszare chmury zawierające pyły i gazy w tym dwutlenek siarki, dwutlenek węgla, tlenek węgla i tlenki azotu. Zawiesina ta zwłaszcza przy bezwietrznej pogodzie nie zawsze ulega rozproszeniu, szczególnie w miastach położonych w obniżeniach terenu. Smog jest szkodliwy dla środowiska ludzi, zwierząt i roślin, powoduje ataki duszności i zwiększanie skłonności do alergii i innych chorób. Wzrost stężenia gazów powoduje także wzrost temperatury powietrza powiększając w ten sposób naturalny efekt cieplarniany. Skutkiem może być topnienie lodowców i podnoszenie się poziomu wód w oceanach, powiększanie obszarów pustyń w strefie zwrotnikowej a także zaburzenia w pogodzie i inne trudne do przewidzenia skutki. Dzięki świadomości tych zagrożeń w wielu krajach wprowadzane są do przemysłu nowe, mniej szkodliwe technologie, biopaliwa, ogranicza się także emisję pyłów i gazów do atmosfery. W dolnej warstwie atmosfery czyli troposferze zachodzą zjawiska pogodowe. Do głównych składników pogody należy temperatura powietrza. Powietrze staje się cieplejsze gdy do powierzchni Ziemi dociera odpowiednio dużo energii słonecznej a wpływa na to kilka czynników. www.edudu.pl - filmy edukacyjne on-line Strona 3/5
Jednym z nich jest kąt padania promieni słonecznych, którego wielkość zależy od szerokości geograficznej, pory roku oraz pory dnia. W rejonie równika kąt padania promieni słonecznych wynosi 90 przez co jest tam najcieplej, a w miarę zbliżania się do biegunów maleje. W ciągu dnia zmienia się wysokość słońca nad horyzontem. O wschodzie słońca kąt jest najmniejszy i wówczas temperatura jest najniższa. W południe do powierzchni Ziemi dociera najwięcej energii, gdyż kąt padania promieni jest największy i powietrze ociepla się osiągając z reguły najwyższą temperaturę w ciągu doby. Poza kątem padania promieni słonecznych na temperaturę powietrza oraz jej rozkład w ciągu roku wpływa szereg innych czynników. Do najważniejszych zaliczymy wysokość nad poziom morza. Poznaliśmy już zależność polegającą na spadku temperatury wraz z wysokością o ok. 0,6 C na każde 100m. Dlatego też w wysokich górach można obserwować śnieg także latem. Duży wpływ ma także odległość od mórz i oceanów. Obszary nadmorskie charakteryzują się mniejszymi wahaniami temperatur powietrza niż tereny położone w głębi lądu. Woda zima ochładza się wolniej ogrzewając powietrze, latem natomiast nagrzewa się wolniej przez co powietrze jest chłodzone. Na tej właśnie podstawie wyróżniać będziemy klimat morski i kontynentalny. Kolejnym czynnikiem jest stopień zachmurzenia atmosferycznego. Warstwy chmur ograniczają przepływ energii, dlatego w pochmurne dni jest chłodniej, nocą natomiast zatrzymują ciepło przez co gwieździste noce są znacznie zimniejsze niż pochmurne. Najcieplej w ciągu dnia jest więc tam, gdzie nie ma zachmurzenia a taka sytuacja najczęściej występuje na obszarach pustynnych przy czym noce z tego samego powodu są tam bardzo zimne. Na temperaturę powietrza na Ziemi wpływa także długość trwania dnia i nocy, im dłuższy dzień tym więcej energii dotrze do powierzchni ziemi i będzie cieplej. Wiosną dzień jest długi, robi się więc coraz cieplej, jesienią natomiast dzień trwa krótko więc nocą Ziemia wytraca więcej ciepła. Na podstawie pomiarów meteorologicznych uzyskać można informacje pozwalające zorientować się jaka jest przeciętna temperatura na danym obszarze w określonym czasie lub jak duże mogą być różnice między najcieplejszymi a najchłodniejszymi okresami. W tym celu zestawia się wartości uzyskane z pomiarów i oblicza np. średnią temperaturę albo amplitudę temperatur. Aby obliczyć średnią roczną temperaturę musimy dodać do siebie wartości wszystkich średnich temperatur miesięcznych mierzonych w jednym określonym miejscu. Otrzymany wynik dzielimy przez liczbę miesięcy a więc przez 12 i w ten sposób otrzymujemy www.edudu.pl - filmy edukacyjne on-line Strona 4/5
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org) Ściąga eksperta średnią roczną temperaturę powietrza w danej miejscowości. Amplituda to różnica między najwyższą a najniższą wartością. Aby obliczyć roczną amplitudę temperatury bierzemy pod uwagę średnią temperaturę miesiąca najcieplejszego i najchłodniejszego. www.edudu.pl - filmy edukacyjne on-line Strona 5/5