ATMOSFERATo, co nas otacza, to, czego nie widzimy, a co ma bardzo bardzo duży wpływ na nasze życie, to atmosfera. To dzięki temu, że atmosfera Ziemi wygląda tak, jak wygląda, organizmy żywe mogą istnieć. Warto więc zapoznać się z tym zjawiskiem i zrozumieć, jak to się dzieje, że pewna mieszanina gazów umożliwiła życie miliardom organizmów.Zacznijmy od podstawowej definicji słowa „atmosfera”. Jest to najprościej mieszanina gazów, która otacza planetę. Możemy to wytłumaczenie poszerzyć o informację, że może to być powłoka, która otacza dowolne ciało niebieskie, które ma odpowiednią masę do jej utrzymania w wyniku grawitacji.Nasza atmosfera krąży w przestrzeni kosmicznej, ale dzięki grawitacji znajduje się wokół naszej planety. Nie ma konkretnej linii, którą można by narysować, by wskazać jej koniec. Jest ona układem dynamicznym. Da się jednak określić w przybliżeniu górną granicę ziemskiej atmosfery – około 2000 km nad powierzchnią Ziemi. Co ciekawe, atmosfera nie tylko jest mieszaniną gazów, która pozwala nam żyć. Wpływa ona też na komfort tego życia.Istotną funkcją jest chronienie nas przed promieniowaniem ultrafioletowym (UV). Te naturalne promienie w zbyt dużych ilościach szkodzą naszemu organizmowi. Atmosfera wraz z magnetosferą chroni nas więc przed szkodliwym działaniem tego promieniowania.Dodatkowo chroni nas przed „nieproszonymi gośćmi z kosmosu”, czyli różnymi meteorami. Gdy trafią one do atmosfery ziemskiej, rzadko kiedy trafiają na Ziemię, ponieważ gdy zbliżają się do powierzchni naszej planety, spalają się.POCZĄTKI ATMOSFERYPrzeniesiemy się teraz 4,6 miliarda lat wstecz. Jeśli znacie podstawowe informacje na temat powstawania naszej planety, to wiecie, że mniej więcej tyle lat temu Ziemia powstała. Pojawimy się w momencie, gdy rozgrzana planeta zaczęła powoli stygnąć, by dotrzeć do 100 stopni Celsjusza. Pierwiastki, które się pojawiły wtedy, podzieliły się na dwie grupy. Pierwiastki ciężkie opadły i zbudowały wnętrze, wtedy jeszcze nie „niebieskiej planety”. Pierwiastki lekkie, które wydostawały się przez wiele czynnych wtedy wulkanów, utworzyły pierwszą atmosferę. Niestety nie było wtedy tlenu. Życie nie miało szansy istnieć. Atmosfera miała w składzie głównie wodór, hel, azot, a także parę wodną i tlenek węgla. Dwa pierwsze pierwiastki okazały się na tyle lekkie, że udało im się uciec w przestrzeń kosmiczną.W związku z brakiem tlenu mogły istnieć tylko bakterie niepotrzebujące tego składnika. Te organizmy potrafiły żyć w skrajnie słonych i kwaśnych środowiskach. Przez wiele wiele lat tak to wyglądało. Jednak doszło do przełomu. Bakterie zaczęły wykorzystywać energię słoneczną do życia. To był początek znanego nam procesu zachodzącego u roślin, czyli fotosyntezy. Dzięki temu procesowi zaczął powstawać tlen. Po wielu kolejnych latach wykształciły się glony, która produkowały tlen na dużo większą skalę. Z czasem powstawały nowe organizmy o nowych możliwościach, a w związku z tym formowały się nowe warstwy atmosfery.SKŁAD POWIETRZAPowietrze to określenie, które stosujemy na co dzień i oznacza ono właśnie mieszaninę gazów. Większość z tych substancji w formie gazowej znajduje się przy powierzchni Ziemi dzięki działaniu grawitacji. Nasze aktualne powietrze ma stały skład chemiczny. Oczywiście może różnić się jednymi setnymi, jednymi dziesiątymi, w zależności od terenu, jednak zazwyczaj są to stałe normy. Zmiany w ilości zachodzą w przypadku dwutlenku węgla czy pary wodnej. Większości może się wydawać, że powietrzę to tylko tlen. To błąd. W większości, bo w aż w 78%, jest to azot. Tlen jest na drugim miejscu – 21%. Troszkę mniej niż procent zajmuje taki składnik jak argon. 0,04% to zawartość dwutlenku węgla, z którym w ostatnich latach mamy duży problem. Ostatnim elementem są gazy szlachetne, które zajmują około 0,01%. Ważne elementy, które też można znaleźć w powietrzu, to różnego rodzaju pyły, pyłki, cząstki dymu, czyli zanieczyszczenia zwane aerozolami.Ważną informacją jest fakt, że atmosfera jest stała pod względem chemicznym, ale zmienna pod względem fizycznym. Każdy z wymienionych składników ma jakiś wpływ na atmosferę i jakąś funkcję.FUNCKJE PIERWIASTKÓW WCHODZĄCYCH W SKŁAD POWIETRZAAzot obniża stężenie tlenu. To wpływa na spowolnienie spalania oraz przemian różnych materii. Dodatkowo azot pełni istotną funkcję w życiu roślin, ponieważ bierze udział w reakcji, której produktami są białka. Białka to składniki budulcowe potrzebne każdemu organizmowi.Tlen to składnik, który pozwala na oddychanie i wytwarzanie energii w organizmach żywych, ale ma też zastosowanie w spalaniu i rdzewieniu.Mamy też składniki powietrza, które są bardzo istotne. To one wpływają na między innymi na ilość opadów. CO2, czyli tlenek węgla II, ma wpływ na procesy krasowe.CO2 jest to składnik powietrza, z którym jako populacja ludzka mamy problem. Przez różne działania naturalne, ale też te powstałe na skutek działalności człowieka, ilość tego związku w powietrzu się zwiększa. Jak można się domyślić, jego źródłami są wybuchy wulkanów, ale też spalania różnych substancji, takich jak paliwa, gazy, ropy. Przez wiele lat gospodarka świata była oparta na spalaniu wymienionych wcześniej substancji. Nie dziwi więc, że teraz musimy się mierzyć z problemem zanieczyszczonego powietrza. Na szczęście rośliny wykorzystują dwutlenek węgla do wytwarzania energii dla siebie oraz do wytwarzania tlenu. Jednak gospodarka wytwarza ogromne ilości tego związku, a drzewa często są wycinane, przez co pozbywamy się naturalnych filtrów. Zbyt duża ilość tlenku węgla II oraz innych składników przyczynia się do powstawania efektu cieplarnianego, przez co zmienia się klimat naszej planety.BUDOWA ATMOSFERYPrzejdziemy teraz do budowy atmosfery. Poszczególne strefy, na które została ona podzielona, moją różne właściwości, zmiany w składzie, różnice w ciśnieniu oraz zachodzące w nich zjawiska.Oto poszczególne strefy atmosfery: TROPOSFERA, tropopauza (jest to cienka warstwa, która rozdziela pierwszą i drugą strefę), STRATOSFERA, stratopauza (rozdziela drugą i trzecią strefę), MEZOSFERA, mezopauza (rozdziela trzecią i czwartą strefę), TERMOSFERA, termopauza (rozdziela czwartą i piątą strefę) i EGZOSFERA.TROPOSFERA to warstwa, która znajduje się najbliżej powierzchni Ziemi. Co ciekawe, jej górna granica zmienia się wraz ze zmianą szerokości geograficznej oraz pory roku. Na przykład nad biegunem jej górna linia przebiega na 7 kilometrze w zimie, a na 9 kilometrze latem. Na terenach, na których my żyjemy, czyli w strefie umiarkowanej, linia graniczna pojawia się na 11 kilometrze w zimie i na około 12,5 kilometrze latem. Na równiku utrzymuje wysokość około 16 kilometrów. Bardzo ważnym elementem charakterystycznym dla troposfery jest zmniejszanie się temperatury o 0,6 stopnia na każde 100 metrów w górę. Ciśnienie podobnie maleje, w tym przypadku o około 11,5 hPa na 100 metrów. W tej strefie zachodzą często turbulencje powietrzne, czyli takie niekontrolowane ruchy powietrza spowodowane tarciem powietrza o powierzchnię planety. To te ruchy często odczuwamy w podczas lotu samolotem. Tropopauza, czyli taki obszar graniczny, może mieć od pół kilometra do dwóch. Temperatura tam panująca to około -80 stopni Celsjusza nad strefą międzyzwrotnikową, a ciśnienie – od 100 do 200 hPa.STRATOSFREA sięga do maksymalnie wysokość 55 kilometrów. Ciekawe jest to, że tutaj zachodzi odwrotny proces niż w troposferze, ponieważ t
W tej chwili widzisz tylko 50% opracowania
by czytać dalej, podaj adres e-mail!
Wystąpił błąd, spróbuj ponownie :(
Udało się! :) Na Twojej skrzynce mailowej znajduje się kod do aktywacji konta
";
utaj temperatura wzrasta wraz z wysokością, dzięki czemu na około 50 kilometrze mamy już 0 stopni. Jest to wynik pochłaniania energii słonecznej. To tutaj właśnie zachodzi w największym stopniu pochłanianie promieni ultrafioletowych. Stratopauza ma średnio 0 stopni Celsjusza oraz 1 hPa.MEZOSFERA to warstwa rozpościerająco się na około 80 kilometrach. Tutaj, podobnie jak w troposferze, temperatura maleje wraz ze wzrostem wysokości. Na dolnej granicy spotyka się 0 stopi, a przy górnej linii mamy już od -90 do -120 stopni. Tutaj też występują silne zawirowania powietrza. Mezopauza ma temperaturę taką, jaka panuje w górnej granicy mezosfery i bardzo niskie ciśnienie o wartości około 0,1 hPa.TERMOSFERA to kolejna strefa atmosfery. Rozciąga się na wysokości od około 85 kilometra do 800 kilometra, co średnio daje ponad 700 kilometrów grubości. Jeśli chodzi o temperaturę, to podobnie jak w stratosferze wraz z wysokością ona wzrasta. Przy górnej granicy może dojść do nawet do 1200 stopni Celsjusza. Jednak ciśnienie maleje. Gdy dotrzemy na wysokość 200 kilometrów, mamy 0,001 hPa, a 300 kilometrów wyżej ciśnienie spada do nawet 0,00000 1hPa. Co ciekawe, to w tej strefie znajdują satelity, które krążą wokół Ziemi. W termosferze możemy wyróżnić jonosferę, która znajduje się w dolnej części tej warstwy. Powietrze ma tam szczególne właściwości. Jest silnie rozrzedzone i naelektryzowane. To, co wydaje się bardzo dziwne, to fakt, że to właśnie w tej warstwie powstaje zorza polarna. To bardzo ciekawe dla nas zjawisko, ponieważ dzieje się wiele kilometrów ponad naszymi głowami, a jednak w odpowiednich warunkach możemy je oglądać. Zorza polarna to zjawisko świetlne, które głównie obserwujemy na wysokich szerokościach geograficznych. To ciekawe zjawisko powstaje wskutek emitowania przez Słońce elektronów i protonów. Mają one bardzo duże zapasy energii. Pojawiają się one w wietrze słonecznym. Porusza się on wzdłuż linii pola magnetycznego.EGZOSFERA to strefa, która zaczyna się na wysokości ponad 800 kilometrów. Powietrze ma tam bardzo małą gęstość. Cząsteczki, które znajdują się w tej strefie, mają bardzo szybką prędkość. Może ona dochodzić do nawet 11,5 kilometrów na sekundę. Przez to niektórym cząsteczkom udaje się uciec do przestrzeni kosmicznej. Są to zazwyczaj wodór oraz hel. Temperatura tutaj znów spada, przez co w górnej granicy z przestrzenią kosmiczną mamy temperaturę -273,2 stopni. Ciśnienie spada tam do wartości mniejszej niż 0,000001 hPa. Górna granica znajduje się na 2000 kilometrze, gdzie płynnie przechodzi ona w przestrzeń kosmiczną.POGODATak zakończyliśmy fragment o budowie atmosfery. Teraz zajmiemy się pogodą. Pogoda to stan atmosfery w danym miejscu i o danym czasie. To całkiem inne zjawisko niż klimat, a jednak klimat i pogoda dotyczą tych samych czynników. Klimat to pogoda, jaka występuje na jakimś obszarze. Ustala się to podstawie przeprowadzanych tam wieloletnich badań. Na pogodę wpływają różne czynniki. Są to: temperatura powietrza, zachmurzenie, opady oraz osady atmosferyczne, ciśnienie, a także kierunek i prędkość wiatru.Temperatura powietrza to czynnik bardzo zmienny. Różnicę możemy już zobaczyć w ciągu jednego dnia, nie wspominając już o porze roku. Dodatkowo na ten czynnik pogody wpływa też wysokość nad poziomem morza. Im wyżej wejdziemy, tym temperatura będzie niższa – konkretnie o 0,6 stopnia na każde 100 metrów. Ciekawym czynnikiem jest odległość od morza. Obszary położone w pobliżu dużego zbiornika wodnego mają mniejsze skoki temperatur w ciągu roku. Dlaczego tak się dzieję? To dzięki wodzie oraz jej właściwościom. Ta ciecz bardzo ogrzewa się i ochładza. Dlatego energia, którą wodzie uda się zmagazynować latem, jest uwalniana zimą, co sprawia, że mamy wyższe temperatury. Latem działa to na odwrót – temperatura się ochładza. Innymi czynnikami wpływającymi na temperaturę są rzeźba terenu oraz prądy morskie.Zachmurzenie to oczywiście chmury, które pojawiają się na niebie. Są one źródłami opadów. Po wyglądzie chmur jesteśmy wstanie przewidzieć zbliżające się opady lub ich brak. Niektórzy uważają też chmury za swego rodzaju kołdrę dla planety, dlatego temperatura w zachmurzony dzień może być delikatnie wyższa niż w dzień bezchmurny.Opadów mamy kilka rodzajów. Do podstawowych zaliczamy: deszcz, śnieg, grad oraz mżawkę. Opady są wynikiem obiegu wody na Ziemi. Woda na dole paruje i unosi się. Później, gdy będziemy mieli skupisko tych gazów, powstaną chmury, które, gdy będą wystarczająco ciężkie, wypuszczą swoja zawartość w postaci opadu. Osady z kolej powstają na wychłodzonej powierzchni. Powstają w wyniku skraplania się pary wodnej, osadzania się cząsteczek mgły lub nawet opadów. Do osadów należą: rosa, szadź, szron oraz gołoledź.Ciśnienie to nacisk, jaki powietrze wywiera na powierzchnię Ziemi. Badania wykazały, że średnia jego wartość na poziomie 0 metrów na poziomem morza wynosi 1013 hektopaskali. To z kolej oznacza, że na 1 cm2 jakieś powierzchni znajdującej się na Ziemi naciska masa, która waży dokładnie 1 kilogram. Nie ma się czego bać. Nasz organizm jest już całkiem dobrze przystosowany do takiej siły nacisku. Podobnie jak temperatura powierza, ciśnienie jest bardzo zmienne. Przemiesza się ono w postaci układów barycznych. Niosą one albo niskie, albo wysokie powietrze. Mamy więc dwa podziały układów. Pierwszy to wyż baryczny. Jest to sytuacja, gdzie w środku układu mamy najwyższe ciśnienie. Idąc dalej od środka, ciśnienie maleje. Zimne powietrze z góry opada, przez co ociepla się i później przesuwa poziomo wzdłuż powierzchni ziemi, zgodnie z tym, jak maleje ciśnienie. Niż baryczny to zjawisko, gdy w środku układu mamy niższe ciśnienie niż wokół niego. Wtedy to powietrze, które odlatywało od punktu wysokiego ciśnienia, przychodzi do punktu o najniższym ciśnieniu. Tam się unosi i jednocześnie ochładza. Często wynikiem tego są chmury oraz związane z nimi opady, na przykład deszczu. Istnieją pewne prawidłowości dotyczące tego czynnika pogody. Otóż najwyższej ciśnienie mamy strefie zwrotnikowej, a na biegunach – niższe.Ostatnim czynnikiem, silnie związanym z ciśnieniem, jest wiatr. Wiatr jest wynikiem różnicy ciśnień oraz starań przyrody o wyrównanie tych różnic. Wiatr to poziomy ruch powierza odbywający się z wyżu do niżu. Może tego zabrzmi zaskakująco, ale wiatr wieje po to, by przestać wiać. Poruszając się od wyżu do niżu, chce wyrównać wartości ciśnień i po prostu przestać wykonywać jakąkolwiek pracę. Ciekawym zjawiskiem jest cyrkulacja powietrza nad równikiem. Tam centralnie nad równoleżnikiem 0 stopni powietrze się unosi, ochładza i powstają z tego chmury oraz opady. Te deszcze to deszcze zenitalne, które pojawiają się tam codziennie po południu i padają intensywnie prze kilka godzin. W związku z tym mamy tam niż baryczny. Potem powietrze powoli opada w kierunku zwrotników, a gdy opada, to się nagrzewa. Dochodzimy wtedy do wyżu barycznego. Wiatr wieje z wyżu do niżu, więc powietrze zacznie się przemieszczać w kierunku równika. Tak powstają pasaty, czyli charakterystyczne dla tych regionów deszcze.NA ZAKOŃCZENIETo tyle, jeśli chodzi o atmosferę naszej planety. Warto wspomnieć, że inne planety Układu Słonecznego mają zupełnie inną atmosferę, przez co nie istnieje na nich życie. Nie wiemy jednak, czy w całej przestrzeni kosmicznej nie ma żadnej planety, która mogłaby mieć podobne warunki do życia jak Ziemia. Na razie mamy ten dar, jakim jest nasza planeta, dlatego warto o nią dbać.
Dodaj komentarz jako pierwszy!