Atmosfera Atmosfera ziemskaziemska

Marcin DomagalskiMarcin DomagalskiFizyka medycznaFizyka medyczna

Co to jest atmosfera?Co to jest atmosfera?

Atmosfera ziemska to inaczej powłoka gazowa Atmosfera ziemska to inaczej powłoka gazowa otaczająca Ziemię od jej powierzchni do otaczająca Ziemię od jej powierzchni do wysokości około 2000km. Składa się z wysokości około 2000km. Składa się z mieszaniny gazów zwanych powietrzem. Masa mieszaniny gazów zwanych powietrzem. Masa atmosfery ziemskiej wynosi około 5*10atmosfery ziemskiej wynosi około 5*101515 ton to ton to jest w przybliżeniu jedną milionową ogólnej jest w przybliżeniu jedną milionową ogólnej masy Ziemi. masy Ziemi.

Skład chemiczny atmosferySkład chemiczny atmosfery

► azot - 78,084%, azot - 78,084%, ► tlen - 20,946%, tlen - 20,946%, ► argon - 0,934%, argon - 0,934%, ► dwutlenek węgla - 0,0385%, dwutlenek węgla - 0,0385%, ► śladowe ilości gazów śladowe ilości gazów

szlachetnych (hel, neon, szlachetnych (hel, neon, krypton i ksenon) oraz innych krypton i ksenon) oraz innych związków takich jak: metan, związków takich jak: metan, wodór, tlenek i podtlenek wodór, tlenek i podtlenek azotu, ozon i związki siarki, azotu, ozon i związki siarki, radon, jod, amoniak, radon, jod, amoniak,

► aerozole atmosferyczne, aerozole atmosferyczne,

Zmiany składu atmosfery na Zmiany składu atmosfery na przestrzeni latprzestrzeni lat

► Początkowo atmosfera składała się z wodoru i helu. Początkowo atmosfera składała się z wodoru i helu. Na skutek gwałtownych procesów jej skład się Na skutek gwałtownych procesów jej skład się zmieniał. Pojawiły się gazy uwalniane z głębi zmieniał. Pojawiły się gazy uwalniane z głębi skorupy ziemskiej: dwutlenek węgla, para wodna, skorupy ziemskiej: dwutlenek węgla, para wodna, amoniak i pewna ilość azotu.amoniak i pewna ilość azotu.

► 3-4 miliardy lat temu pojawiły się na Ziemi pierwsze 3-4 miliardy lat temu pojawiły się na Ziemi pierwsze organizmy, dzięki którym na skutek zachodzącej organizmy, dzięki którym na skutek zachodzącej fotosyntezy malała ilość CO2, a rosła zawartość fotosyntezy malała ilość CO2, a rosła zawartość tlenu.tlenu.

► Działalność człowieka spowodowała odwrócenie się Działalność człowieka spowodowała odwrócenie się tendencji i ponowny stopniowy wzrost ilości tendencji i ponowny stopniowy wzrost ilości dwutlenku węgla i metanu w atmosferze. W dobie dwutlenku węgla i metanu w atmosferze. W dobie rewolucji przemysłowej procesy te uległy rewolucji przemysłowej procesy te uległy gwałtownemu przyspieszeniu.gwałtownemu przyspieszeniu.

Warstwy atmosferyWarstwy atmosfery

a) a) TroposferaTroposfera - sfera przyziemna, spadki - sfera przyziemna, spadki temperatur do -60°C, średnia wysokość 10 kmtemperatur do -60°C, średnia wysokość 10 km

b) b) StratosferaStratosfera - wahania temperatur od -60°C do - wahania temperatur od -60°C do 0°C, pod koniec stratosfery- warstwa 0°C, pod koniec stratosfery- warstwa ozonowa, powietrze bardzo rozrzedzone, ozonowa, powietrze bardzo rozrzedzone, ruchy mas powietrzaruchy mas powietrza

c) c) MezosferaMezosfera - od 10 do 80 km, spadek - od 10 do 80 km, spadek temperatury wraz z wysokościątemperatury wraz z wysokością

d) d) JonosferaJonosfera - występuje powyżej 50-60 km nad - występuje powyżej 50-60 km nad powierzchnią Ziemi do 1000 km. Zawiera powierzchnią Ziemi do 1000 km. Zawiera duże ilości jonów i swobodnych elektronówduże ilości jonów i swobodnych elektronów

e) e) Termosfera Termosfera - od 80 do 700 km, strefy jonowe - od 80 do 700 km, strefy jonowe (niżej dodatnie, wyżej ujemne), zjawisko zorzy (niżej dodatnie, wyżej ujemne), zjawisko zorzy polarnej, wzrost temperatury nawet do polarnej, wzrost temperatury nawet do 400°C( wyżej do 1500°C), granica atmosfery 400°C( wyżej do 1500°C), granica atmosfery meteorologicznej- 2000kmmeteorologicznej- 2000km

f) f) EgzosferaEgzosfera - 500 - 2000 km - brak tlenu; słabe - 500 - 2000 km - brak tlenu; słabe oddziaływanie grawitacyjneoddziaływanie grawitacyjne

Warstwy atmosferyWarstwy atmosfery

Wyróżniamy także warstwy pośrednie:Wyróżniamy także warstwy pośrednie:

a)a) Tropopauza Tropopauza - jest to warstwa przejściowa - jest to warstwa przejściowa pomiędzy stratosferą a troposferą. Znajduje się pomiędzy stratosferą a troposferą. Znajduje się na wysokości między 10 -17 km. Temperatura na wysokości między 10 -17 km. Temperatura wynosi od- 40wynosi od- 40°°C do - 700C do - 700°°CC

b)b) OzonosferaOzonosfera -  występuje na wysokości  10–50 -  występuje na wysokości  10–50 km, o podwyższonej koncentracji ozonu. km, o podwyższonej koncentracji ozonu. Maksymalna koncentracja występuje średnio Maksymalna koncentracja występuje średnio na wysokości 23 km. Ozonosfera pochłania na wysokości 23 km. Ozonosfera pochłania całkowicie promieniowanie nadfioletowe - całkowicie promieniowanie nadfioletowe - bardzo szkodliwe dla organizmów żywych. bardzo szkodliwe dla organizmów żywych.

c)c) StratopauzaStratopauza - znajduje się pomiędzy 50 a 55 - znajduje się pomiędzy 50 a 55 kilometrem. Temperatura wynosi w granicach kilometrem. Temperatura wynosi w granicach od -10 do 10od -10 do 10°°C C

d)d) MezopauzaMezopauza - znajduje się pomiędzy 80  a 90 - znajduje się pomiędzy 80  a 90 kilometrem. Temperatura wynosi około  - kilometrem. Temperatura wynosi około  - 900900°°CC

Wpływ człowieka na atmosferęWpływ człowieka na atmosferęPodstawowe Podstawowe zanieczyszczenia zanieczyszczenia atmosfery to: atmosfery to:

► dwutlenek siarki SOdwutlenek siarki SO22,,

► tlenki azotu: NO, NOtlenki azotu: NO, NO22, ,

► tlenek węgla CO, tlenek węgla CO, ►węglowodory, węglowodory, ► pyły, zawierające metale pyły, zawierające metale

ciężkie (Pb,Ni,Cd,Cu). ciężkie (Pb,Ni,Cd,Cu).

Efekt cieplarnianyEfekt cieplarniany

Gdy energia słoneczna dociera do atmosfery, jej częśćGdy energia słoneczna dociera do atmosfery, jej częśćzostaje odbita w przestrzeń kosmiczną, część zostaje odbita w przestrzeń kosmiczną, część

pochłoniętapochłoniętaprzez atmosferę, a reszta dociera do powierzchni przez atmosferę, a reszta dociera do powierzchni

ZiemiZiemipowodując jej ogrzewanie. Atmosfera przepuszczapowodując jej ogrzewanie. Atmosfera przepuszczapromieniowanie słoneczne w kierunku Ziemi, alepromieniowanie słoneczne w kierunku Ziemi, aleZatrzymuje promieniowanie cieplne, które odbija się Zatrzymuje promieniowanie cieplne, które odbija się

ododPowierzchni Ziemi. Rozwijający się przemysł powodujePowierzchni Ziemi. Rozwijający się przemysł powodujejednak nadmierny wzrost koncentracji gazówjednak nadmierny wzrost koncentracji gazówszklarniowych w atmosferze, co prowadzi do szklarniowych w atmosferze, co prowadzi do

nadmiernegonadmiernegonasilenia tego procesu. nasilenia tego procesu.

Przewidywane skutki efektu cieplarnianego:Przewidywane skutki efektu cieplarnianego:► Przesunięcie stref klimatycznychPrzesunięcie stref klimatycznych ► Odtajanie wiecznej zmarzliny Odtajanie wiecznej zmarzliny ► Wzrost poziomu mórz i oceanówWzrost poziomu mórz i oceanów ► Skrajności klimatyczne w różnych Skrajności klimatyczne w różnych

częściach świataczęściach świata ► Zwiększone zagrożenie zdrowiaZwiększone zagrożenie zdrowia ► Zagrożenie życia roślin i zwierząt o małej Zagrożenie życia roślin i zwierząt o małej

tolerancji na zmiany temperaturytolerancji na zmiany temperatury

Dziura ozonowaDziura ozonowa

Jest to zjawisko zmniejszonegoJest to zjawisko zmniejszonego

stężenia ozonu (Ostężenia ozonu (O33) w) wstratosferze atmosferystratosferze atmosferyziemskiej, występująceziemskiej, występującegłównie w obszarachgłównie w obszarachpodbiegunowych. Powstawaniepodbiegunowych. Powstawaniedziury wiązane jest zazwyczaj zdziury wiązane jest zazwyczaj zemisją freonów spowodowanąemisją freonów spowodowanądziałalnością człowieka. działalnością człowieka.

Własności propagacyjneWłasności propagacyjne

Ilość dochodzącego promieniowania naIlość dochodzącego promieniowania naZiemi w stosunku do promieniowaniaZiemi w stosunku do promieniowania

przychodzącego na szczycie atmosferyprzychodzącego na szczycie atmosfery(transmisja) dla różnych długości fal (transmisja) dla różnych długości fal

widmawidmaelektromagnetycznego elektromagnetycznego

Ekstynkcja atmosferycznaEkstynkcja atmosferyczna

Zjawisko polegające naZjawisko polegające naosłabieniu natężenia osłabieniu natężenia

światłaświatłaciał niebieskich, powstałe ciał niebieskich, powstałe

wwatmosferze na skutekatmosferze na skutekpochłaniania i rozpraszaniapochłaniania i rozpraszaniaświatła. Trzy główneświatła. Trzy główneskładowe ekstynkcji to: składowe ekstynkcji to: ► Rozpraszanie RayleighaRozpraszanie Rayleigha► Rozpraszanie przez pyły Rozpraszanie przez pyły

i aerozolei aerozole► Absorpcja molekularna Absorpcja molekularna

(na cząsteczkach tlenu, (na cząsteczkach tlenu, ozonu i wody)ozonu i wody)

Scyntylacje atmosferyczneScyntylacje atmosferyczne

Szybkie zmiany położenia, jasności i barw Szybkie zmiany położenia, jasności i barw gwiazd przy obserwacji z powierzchni gwiazd przy obserwacji z powierzchni Ziemi spowodowane nieregularnymi Ziemi spowodowane nieregularnymi ruchami atmosfery ziemskiej. ruchami atmosfery ziemskiej.

SeeingSeeingWielkość w astronomii, która określa stabilność atmosfery (należyWielkość w astronomii, która określa stabilność atmosfery (należyzwrócić uwagę, że nie ma ona związku z przejrzystością powietrza).zwrócić uwagę, że nie ma ona związku z przejrzystością powietrza).W zależności od tego, czy atmosfera jest spokojna, czy też W zależności od tego, czy atmosfera jest spokojna, czy też

turbulentna,turbulentna,można przez teleskop uzyskać albo stabilne, efektowne obrazymożna przez teleskop uzyskać albo stabilne, efektowne obrazyobiektów niebieskich, albo nie dostrzec praktycznie żadnychobiektów niebieskich, albo nie dostrzec praktycznie żadnychszczegółów. Seeing zależy od wielu czynników meteorologicznych, aleszczegółów. Seeing zależy od wielu czynników meteorologicznych, alegeneralnie nisko nad horyzontem jest zawsze słabszy, lepszy bliżejgeneralnie nisko nad horyzontem jest zawsze słabszy, lepszy bliżejzenitu, tak więc im wyżej na niebie znajduje się obiekt, tym lepszezenitu, tak więc im wyżej na niebie znajduje się obiekt, tym lepszewarunki panują do jego obserwacji.warunki panują do jego obserwacji.

Refrakcja atmosferycznaRefrakcja atmosferyczna

Refrakcja Refrakcja atmosferyczna jest atmosferyczna jest zniekształceniem zniekształceniem promieni światła promieni światła podczas przechodzenia podczas przechodzenia do atmosfery. Powoduje do atmosfery. Powoduje pozorne podnoszenie pozorne podnoszenie się obserwowanych się obserwowanych obiektów, zmniejszenie obiektów, zmniejszenie kąta zenitalnego. kąta zenitalnego. Zmiana ta jest Zmiana ta jest proporcjonalna do proporcjonalna do wysokości nad wysokości nad horyzontem. horyzontem.

Dziękuję za uwagęDziękuję za uwagę