dinamika atmosfere i mora - unizg.hr · prigušena vertikalna gibanja →onemogućeno vertikalno...
TRANSCRIPT
DINAMIKA ATMOSFERE I MORA
Maja Telišman Prtenjak
Geofizički odsjek PMF-a
2013/2014
Meteorološki dio:Izv. prof. dr. sc. Maja Telišman Prtenjak ([email protected])
Oceanografski dio:Akademik dr. sc. Mirko Orlić ([email protected])
2
Teme iz atmosfere:
(1) Podjela atmosfere i neka svojstva; električna (ionosfera) i
geomagnetska svojstva
(2) Osnovni termodinamički elementi; Sunčevo i Zemljino
zračenja, temperatura zraka, vodena para u atmosferi, mjere
vlažnosti zraka, stvaranje oblaka i oborine. Povezanost
meteoroloških uvjeta i biosfere (agroklimatski indeksi).
(3) Polje tlaka, plinska jednadžba, hidrostatička ravnoteža,
jednadžba gibanja. Vjetar, opća cirkulacija atmosfere i
sinoptički sustavi, razni klimatološki indeksi.
(4) Vrsta meteoroloških mjerenja, WMO, i način razmjene
podataka.
(5) Osnove prognoze vremena, numerički atmosferski modeli.
DINAMIKA ATMOSFERE I MORA
3
• Ahrens, C.D. 2011: Essential of Meteorology; Cengage Learning, 6th edition, USA, 528 str.
• Lalić Branislava, Eitzinger Josef, Dalla Marta Anna, OrlandiniSimone, Firanj Sremec Ana, Pacher Bernhard, 2018:
• Agricultural Meteorology and Climatology. Firenze University Press. Firenze, Italy. 354 str.
• -----------------------------------------------------------------------------------------------• Ratcliffe, J.A. 1972: An Introduction to the Ionosphere and
Magnetosphere; Cambridge University Press.• Penzar, I., Penzar, B., 1989: Agroklimatologija. Školska knjiga,
Zagreb, 274 str.• Penzar B., i suradnici, 1996: Meteorologija za korisnike. Školska
knjiga, Zagreb, 274 str. • http://jadran.gfz.hr/• Volarić, B. (2011): Grmljavinski oblak Cumulonimbus (Cb) –
Električni generator. Hrvatski meteorološki časopis, 44/45, 47-61• http://eskola.hfd.hr/clanci/atmosferski_elektr/Grom2006a.htm• Wikipedia, The Free Encyklopedia (http://en.wikipedia.org)
Literatura:
4
Meteorološke veličine
Tlak zraka -> sila koja pritišće površinu (1 m2); [p]=hPa
Gustoća zraka; [ρ]=kg/m3, g/cm3
Temperatura zraka; [T,t]=K, °C, °F
Kada govorimo o atmosferi -> VRIJEME i KLIMA
Klima je prosječno stanje atmosfere za dulje vremenskorazdoblje (obično za razdoblje od 30 godina). Uključujei ekstreme i njihovu učestalost.
Vrijeme je trenutno stanje atmosfere opisanometeorološkim veličinama:
Vlažnost zraka; -> najpoznatija relativna vlažnost [rh]=%
Naoblaka; -> u desetinama/osminama
Oborina; [r]=mm
Vidljivost; [km]
Smjer i brzina vjetra; [V]=m/s
!!!Vrijeme određuje odabirodjeće za daj dan, a klimaodređuje kakvu ćemo odjećukupiti.!!!
5
• Atmosfera je posljedica ravnotežnog stanja parametara:1) udaljenosti Zemlje od Sunca2) veličine naše planete3) brzine rotacije oko osi i oko Sunca.
• Predstavlja smjesu plinova koja obavija Zemlju.
• Uobičajena je podjela atmosfere na temelju promjene temperature svisinom (troposfera, stratosfera, mezosfera i termosfera)
• Atmosferu s obzirom na sastav dijelimo na homosferu i heterosferu
• drugo: ozonosfera, magnetosfera, ionosfera...
Struktura atmosfere
6
7
Strukturaatmosfere
Za razliku od tlaka i gustoće, razdioba potemperaturi-kompleksna
troposferatropopauza “donja” atmosfera
-----------------------stratosferastratopauzamezosferamezopauzatermosfera “gornja” atmosfera
(aeronomija)termopauzaegzosfera
5 km ~ 50 % mase cijele atmosfere,10 km (< 1% RZ)~ 75 % - 80% mase cijele atmosfere,20 km ~ 90 % mase cijele atmosfere,50 km ~ 99.9 % mase cijele atmosfere
“srednja”atmosfera
temp. min uatm.~-90°C
8
Razdioba po temperaturi
Troposfera: od latinske riječi trope što znači prevrtanjeT, p, ρ opadaju visinom
Temp. u troposferi naglo pada s visinom ( u prosjeku oko 0.65°C/100 m).
Prosječna temp. na vrhu troposfere je ~ -55°C.
Najniži sloj troposfere naziva se atmosferski granični sloj (debljine od nekoliko stotinametara noću ili zimi, do 3 km danju, a karakterizira ga intenzivna turbulencija).Atmosferski granični sloj je u direktnom dodiru sa Zemljinom površinom, koja na njegautječe1) evapotranspiracijom,2) emisijom onečišćujućih tvari,3) antropogenom emisijom topline,4) trenjem,5) modificiranjem strujanja zbog postojeće
topografije.
Vrlo brzo reagira na utjecaj Zemljine površine(~ 1 h).
Ostatak troposfere (slobodna troposfera)također reagira na utjecaje Zemljine površine,ali je njegova reakcija puno sporija (~ 1 dan).
Tropopauza
Tropopauza
Tropopauza-50 Co
-57 Co
-75 Co
30 C o 15 C o 2 C o
Polovi Umjerene širine
Tropi
Temperatura
20
15
10
5
0
Tropopauza
Visin
a (km)
Visina:ovisna o geografskoj širini
� niža na polovima� viša na ekvatoru� umjerene širine:na visinama 11-12 km
Temperatura:~ konstanta visinom;najtoplija je nad polovima(do -40 °C),a najhladnija je nad ekvatorom(do -70 °C);
često je u blizini mlazna struja
10
Razdioba po temperaturi
U stratosferi (od grč. riječi strata=sloj) i donjoj mezosferi(od grč. riječi meso = sredina)
važna uloga fotokemijskih procesa izazvani Sunčevim UV zračenjem. do zagrijavanja u stratosferi dovodi pretežno apsorpcija Sunčeva zračenja od strane ozona
temperaturni maks. u stratopauzi
Prigušena vertikalna gibanja → onemogućeno vertikalno miješanje → onečišćenje (freoni,čestice vulkanskih erupcija) koje uđe ostaje vrlo dugo
U srednjoj atmosferi na dva se mjesta javljaju oblaci od smrznutih kristalića:
na 20-30 km u mezopauzi NOĆU (samo ljeti tijekomsedefasti oblaci godišnjeg temperaturnog minimuma
svijetleći (srebrnasti) oblaci
Iznad stratopauze bitnu ulogu imaju atomsko-molekularni procesi: molekularna difuzija, sudarna ionizacija, rekombinacija, molekulske reakcije.
Iznad stratopauze u mezosferi (od 50-80 km) oko 0.1% mase atmosfere.Temp. ponovo pada zbog male količine ozona, kisika i dušika; sastojci ionizirani
11
Razdioba po temperaturi
Na 70-120 km javljaju se meteori
Termosfera: � T raste na 1500 K-2000 K do 400 km� rijetki plinovi potpuno apsorbiraju Sunčevo UV zračenje vrlo kratkihvalnih duljina.� Sastoji se od mnogo ioniziranih atoma i molekula
U donjem sloju termosfere: Ionizirana komponenta zraka pokazuje povećanje gustoće na nekimvisinama, tj. slojevitost -> D, E, F slojeviorbitalni meteorološki sateliti (na ~ 800 km-2000 km). •Vrh termosfere, termopauza nije dobro definiran; procjena ~ na visinamaizmeđu 500 i 1000 km
Egzosfera (vanjski sloj atmosfere, koji se nadovezuje na termopauzu i gubise u prostranstvu svemira): Atomi plinova su potpuno ionizirani i gibaju se kaotično. Iz gornjeg dijela termosfere (500-700 km) molekule mogu napustitiatmosferu, jer je učestalost sudara mala tj. srednji slobodni put molekulausporediv s dimenzijom Zemlje. Temp i do 4000ºC. - geostacionirani meteorološki sateliti (na ~ 36 000 km).
12
Visoka se atmosfera ispituje i izravno i posredno
izravno• do 30 km radio-sondama • raketama, radarima i satelitima (koji se gibaju u egzosferi)
posredno•na temelju širenja zvučnih valova, •svjetlosnim, a posebno laserskim snopovima, •radio valovima, posebno mikrovalovima•optičkim spektrima noćnog neba i polarne svjetlosti •opažanjem meteorskih tragova•mjerenjem električnih struja, električnog i magnetskog polja
Radiovalovi se reflektiraju od ionizirang sredstva na visinama od 60-600 km, a tim su načinom ionski slojevi i otkriveni (E-sloj, F2-sloj).
13
Razdioba po sastavuzbog gravitacije ->masa i sastojci vertikalno raspodjeljeni
homosfera (0-100 km) ⇒ 78% N2, 21% O2, 0.9% Ar,ostalo 0.1%
sastojci dobro izmiješani ⇒ prevladava turbulentnadifuzija
turbopauzaheterosfera ⇒ prevladava molekularna difuzija
Fizikalne veličine za iskazivanje sastava:
� masa (m)� volumen (V)� broj jedinki (N)� množina tvari (n)
Sastav uzorka iskazuje se kvalitativnim kemijskim formulama,a kvantitativno kao:
� Omjer (maseni omjer = omjer 2 sastojka mB/mA)� Udjel (maseni udio = masa sastojka/zbroj mase svih sastojka u smjesi)� Koncentracija (masena koncentracija=omjeri mase sastojka i ukupnog volumena
uzorka
m
m
m
mw i
ii
ii ==∑
V
mii =ρ
14
Razdioba po sastavu
Sastojci u homosferiglavni i stalni sastojci ⇒ gotovo konstantnog volumnog udjelamanjinski i stalni sastojci τ > 103 godina
Plin Molekularna masa
Volumni udio (%)
Maseni udio (%)
Boravak u atmosferi (τ)
O2 kisik 32.00 20.95 23.1 5·103 god
N2 dušk 28.01 78.09 75.5 106 god
Ar argon 39.95 0.93 1.3
Ne neon 20.18 1.8•10-3 1.3·10-3
He helij 4.01 5.2•10-4 7.2·10-5 107 god
Kr kripton 83.80 1.1•10-4 3.3·10-4
Xe ksenon 131.30 8.6•10-6 3.9·10-5
Rn radon 222.00 6.0•10-18
•plemeniti plinovi mogu se smatrati stalnim ⇒ nemaju ni izvora ni ponora•vrijeme boravka dulje od tisuću godina
•glavni sastojci određuju osnovno fizičko stanje atmosfere, odnosno agregatno stanje sredstva
Vrijeme boravka (τ) = vrijeme koje molekula sastojka provede u atmosferi nepromijenjena.
τ =proces izvora/proces ponora
Što je vrijeme boravka dugotrajnije, vremenska promjenljivost plina je manja.
15
Razdioba po sastavu
Dušik (N)
•Najviše u obliku molekula i atoma; kao neutralne ili nabijene čestice i kao sastavni dio dušičnih spojeva NOx• dušik je inertan plin• više hipoteza o porijeklu:1) iz 70-tih ⇒ N se u atmosferi akumulirao tijekom razvojne faze kaoposljedica snažnih vulkanskih erupcija. 2) Sav N porijeklom iz zemljine biosfere. Iako u donjoj troposferi postoji prirodni N ciklus vođen biološkimprocesima, danas se zna da postoji i antropogeni (nebiološki) ciklus.
•U slučaju nestanka biosfere N2 bi u kratkom vremenu nestao pod utjecajem kozmičkog zračenja i električnog pražnjenja u atmosferi.
•Ponor: •Električno pražnjenje izaziva oksidaciju N2.•Dospijećem u vodu (ocean) dušični oksidi se brzo rastvaraju tvoreći ione nitrata
16
Razdioba po sastavu
Kisik (O)
•u obliku molekula i atoma; kao neutralne ili ionizirane čestice i kao sastavni dio mnogih spojeva• sadržaj kisika rastao tijekom geološkog razvoja Zemlje •Izvor O2 biološkog porijeka-proces fotosinteze:
2H2O + CO2 + hν → CH2O + H2O +O2
• iz atomarnog O nastaje molekula O2•Procesi razgradnje - brojni•Proces stvaranja ozona (fotodisocijacija)•Mnogobrojni procesi oksidacije-željezni oksidi....
Rezultat ⇒ stalna količina O u homosferi
Antropogeno djelovanje - procesima izgaranja oštećuje se flora sposobna za fotosintezu
17
Razdioba po sastavu
Plemeniti plinovi
•Argon(Ar)sadržaj Ar u atm. je znatno manji nego u fazi njenog nastankavećina Ar kao izotop
Helij(He) jedini ima svoj ciklus izvora i ponora
Izvor:Iz prizemnih izvora 98% atmosferskog He (uglavnom kao izotop)Prilikom nastanka dva izotopa urana i torija u Zemljinoj kori i u jezgri
Ponor:Neprekidno odlaženje He iz egzosfere
18
Razdioba po sastavu
Sastojci u homosferi: manjinski i nestalni sastojci⇒ promjenjivog volumnog udjela
•Bez manjinskih i nestalnih sastojaka, unatoč njihovih malih udjela, ne bismo imali bitne klimatske pojave!
Plin Molekularna masa
Volumni udio (%)
Maseni udio (%)
Boravak u atmosferi
CO2 ugljikov (IV) oksid
44.01 3.6•10-2 4.6·10-2 5-6 god.
CH4 metan 16.04 1.4•10-4 7.8·10-5 4-7 god.
H2 vodik 2.01 5•10-5 3.5·10-6 6-8 god.
N2O dušikov (I) oksid
44.01 1•10-7 3.1·10-7 25 god.
O3 ozon 48.00 2•10-6 6·10-6 10 god.
19
• bez mirisa, neotrovan plin teži od suhog zraka
• u našoj atmosferi ga ima oko 0.036 % (volumno oko 360 ppm); u atmosferama Marsa i Venere glavni sastojak
Ugljikov (IV) oksid (CO2)
•uz vodenu paru jedan od najvažnijih atm. apsorbera Zemljinog dugovalnog zračenja
•Prema nekim proračunima, kada u atmosferine bi bilo CO2, prosječna temperatura Zemljinepovršine bi s 15°C pala na -10°C.
•Koncentracija CO2 najveća je u gradovima, a kako•je CO2 teži od zraka, to mu je koncentracija najveća pri tlu.
• jedan od uzroka globalnog zatopljenja, globalni prirast od 1 ppm/god zbog antropogene djelatnosti.
•Danas u atmosferi ima gotovo 30% više CO2 nego prije 200 godinaIPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change
• Porast mase ugljičnog dioksida utječe na:� zatopljenje troposfere,� otapanje glečera i povišenje morske razine,� promjene u globalnoj atmosferskoj i oceanskoj cirkulaciji,� promjene u naoblaci.
Najduži niz direktnih mjerenja CO2 u atm.-mjesečni srednjaci, od sredine 50-ihcrna krivulja - sezonski ispravljeni podaci
The undisturbed air, remote location, and minimal influences of vegetation and human activity at MLO are ideal for monitoring constituents in the atmosphere that can cause climate change
20
Prirodni izvori:•disanje, •raspad organskih tvari, •oslobađanje iz oceana, •požari•vulkanske erupcije....
INDUSTRIJA 5 Gt + IZGARANJE 2 Gt100 Gt
104 Gt
SADRŽAJ OCEANA36 000 Gt = 36 Tt
SADRŽAJ ATMOSFERE 735 Gt
100 Gt
100 Gt
BIOMASA 560 Gt
SADRŽAJ TLA 1 500 Gt = 1,5 TtFOSILNA ENERGIJA 7 500 Gt = 1,5 Tt
Sadržaj ugljikovog (IV) oksida i godišnje izmjene; godišnji neto-unos u atmosferu je 3 Gt.
Antropogeni izvori su:•izgaranje fosilnih goriva (ugljena, nafte, prirodnog plina) •procesi prisutni u iskorištavanju tla, •spaljivanje šuma
Procesi razgradnje: • apsorpcija oceanskom površinom (~60%), - sposobnost apsorpcije ograničena.• fotosinteza• formiranje CaCO3 tj. karbonatnih stijena, što je Zemlju učinilo različitom od Venere.
Ugljikov (IV) oksid (CO2) Prirodni ciklus CO2 izmeđuatmosfere i oceana te biosfere
Biosfera sakuplja CO2 ljeti, aoslobađa ga zimi. Izmjena mase oko100 Gt.
21
• Od grčke riječi methane• Opisni mu je naziv - močvarni plin jer se razvija u baramagdje trunu organske tvari
• Globalni udio iznosi 1,7 ppm(v)• Veće koncentarcije na NH u višim φ• Metan je vrlo snažan staklenički plin.
• U usporedbi s CO2 snažniji staklenički plin
∆t = 20 godina, ∆t = 100 godina, CH4: CO2 = 72:1 puta jači CH4: CO2 = 25:1 puta jači.
U atmosferi traje oko 7 godina, a nakon toga se razlaže na CO2 i vodu. Metan isto utječe na razlaganje ozonskog omotača.
• Koncentracija CH4 ima izraziti godišnji hodmax u proljeće, a min u jesen.
Postoji i opća promjena (trend) povećanja u posljednjih 10 god.
Količina CH4 u ranijim razdobljima određuje se pomoću mjehurića zraka zarobljenog u ledenim slojevima Arktika i Antarktike.
Metan (CH4)
22
Metan (CH4)
•Izvorni proces je truljenje (anaerobna fermentacija organskih tvari).
•Izvorni proces je truljenje : močvare, poplavljeni tereni, tropi, polja s uzgojem riže, stočarski tereni, spalionice biomase, peći na lignit, proizvodnja plina i ulja.
•Proces razgradnje: oksidacija s radikalom OH, tepokretanje lanca drugihreakcija u kojima nastaju CO, CO2, H2.
23
• u visinama od oko 10 do 50 km – ozonosfera• u višoj atmosferi nastaje u dva koraka:
Ozon (O3)
1) O2 apsorbira UV Sunčevo zračenje (λ < 240 nm; 1 nm = 10-9 m) ⇒fotodisocira:
O2 + hν → O + Ohν - energija fotona UV zračenjah - Planckova konstanta h = 6.625·10-34 J sν - frekvencija zračenja (s-1)
2) sudar (kolizija) atoma i molekule kisika uz prisustvo trećeg tijela M:O2 + O + M → O3 + M.
najčešće na visinama do oko 50 km (tu još uvijek ima dovoljno molekularnog kisika)
Istovremeno, ozon se i raspada fotodisocijacijom: O3 + hν → O2 + O
ali uz λ = 200 do 300 nm
24
•Najviše ozona u tropima na visinama > 25 km. •Ozon se atmosferskim gibanjima prenosi premapolovima.
•Nad polovima maksimum je na 18 km visine.
•Premda je količina ozona u atm. mala njegovoznačenje ogromno u apsorpciji UV zračenja u rasponu od 240 do 290 nm;
•Problem ozonskih rupa: sredinom 70-tih nadAntarktikom je u ozonosferi uočeno velikosmanjenje koncentracije ozona s obzirom na ranijarazdoblja uslijed antropogenog djelovanjaispuštanjem CFC spojeva (freona)
Ozon (O3)
•Najveće smanjenje uočeno je na visinama od 14-19 km nad tlom.
•Zaustavljeno smanjenje ozona -> rezultat je ili povećanja stratosferskih temperatura ili smanjenje udjela destruktivnih spojeva
https://svs.gsfc.nasa.gov/Gallery/OzoneHole.htmlhttps://earthobservatory.nasa.gov/world-of-change/Ozone
25
Polarni stratosferski oblaci= sedefasti oblaci
male količine H2O u stratosferi, od 4-6 ppm no značajna uloga u toplinskoj ravnoteži (apsorpciji i reemitiranju infracrvenog zračenja)
na visini od 15-25km, i do 2 sata nakon što padne mrak ili pred zoru.
Sedefasti jer njihova površina svijetli sedefastim sjajem
posljedica refleksije sunčeve svjetlosti s druge strane planeta, ispod našeg horizonta na kristalićima leda u oblaku, Najčešće u polarnim područjima (φ >60°) zimi zbog temp ~ -78°C
njihova pojava utječe na uništavanje ozona i na stvaranje ozonskih rupa.
26
Prema kemijskom sastavu 3 tipa polarnih stratosferskih oblaka:Tip Ia (sadrže kristale dušične kiseline i vode), Tip Ib (sadrže kristale dušične kiseline, vode i kapljice sumporne kiseline), Tip II (sadrže samo kristale vode)
27
•Pri tlu ozon nepoželjan jer iritiraočnu sluznicu, grlo nos i dišne putove.
•Pri tlu ozon nastajefotokemijskim reakcijama u urbanojatmosferi bogatoj NOx(kao posljedica prometa)+VOC (lakohlapljivih ugljikovodika)
•Stoga se u velikim gradovima s gustim prometom, koji obilujuSunčevim zračenjem, a nalaze se u toplim i suhim klimama (poput npr. Rima, Tokija, Atene i Los Angelesa), javlja onečišćenje zraka poznato pod nazivom fotokemijski smog.
•Kod nas čest u Rijeci
Ozon (O3)
Smog u New Yorku 1988. godine
!!!Nastao od riječi smoke and fog!!!
28
Razdioba po sastavu
Sastojci u homosferi: manjinski i nestalni sastojci⇒ jako promjenjivog volumnog udjela
Plin Molekularna masa
Volumni udio (%)
Maseni udio (%)
Boravak u atmosferi
H2O vodena para
18.02 ≤ 4.0 10 dana
CO ugljikov (II) oksid 28.01 1·10-5 2·10-5 0.2-0.5 god.
NO2 dušikov (IV) oksid
46.01 2.3-3.5·10-5 8-10 dana
NH3 amonijak 17.03 1·10-6 1·10-6 5 dana
SO2 sumporov (IV) oksid
64.06 2·10-8 9·10-8 2 dana
H2S sumporovodik 34.08 ≤ 0.6·10-7 0.5 dana
organski ugljik 2 dana
•Ti sastojci uvjetuju:� stvaranje oblaka i oborina� toplinsku ravnotežu u sustavu tlo/more - atmosfera� optička svojstva atmosfere� dinamičku reakciju atmosfere na periodična zračenja i utjecaje svemira.
29
Razdioba po sastavu
Izvori manjinskih sastojaka su:
� vulkanska aktivnost� geološka aktivnost� biološki i kemijski procesi� industrijska i ostala antropogena aktivnost
Ponori manjinskih sastojaka su:
� gravitacijsko taloženje u troposferi, hidrosferi i litosferi� difuzija u više slojeve atmosfere� odlaženje u međuplanetarni prostor� kemijske reakcije i ispiranje oborinama
30
Vodena tvar (H2O)
Jedan od najvažnijih sastojaka atmosfere; ⇒ u atmosferi u sva tri agregatna stanja: plinovito, tekuće i kruto
volumno u atmosferi najviše 4%
ρ(H2O) mijenja se s faktorom 10, ovisno o mjestu i vremenu.
srednja ρ(H2O)Ekvator > 4-5 x srednja ρ(H2O)Pol.
Izvori:1) evapotranspiracija;2) antropogeni unos H2O u troposferu je malen i nevažan, iako se navodnjavanjem lokalni uvjeti mogu značajno promijeniti.
koncentracija vodene pare opada visinom;
vrlo efikasno apsorbira toplinsko zračenje ⇒ i sama zrači dugovalno ⇒ bitna za toplinsku ravnotežu sustava Zemlja-atmosfera (poput O3i CO2).
Para ≠ plin
31
Aerosol= tekuća ili kruta čestica suspendirana u zrakuVeća je od 1 molekule, a dovoljno mala da ostajeraspršena u zraku dugo vremena.
Prikaz masenog omjera aerosola, H2O, CO2,O3 i CO
Razlikuju se:koloidi - krute čestice u plinovitoj fazi (npr. dim) hidrosol - krute čestice u kapljicama. Nalaze se i u oblacima i u zraku.
Atmosferski onečišćivači (polutanti) = aerosolsa štetnim djelovanjem na okoliš.
Mogu biti primarni (ispušni plinovi automobilskih motora) ili sekundarni (nastaju kemijskim odnosnofotokemijskim reakcijama u atmosferi), npr., smog i fotosmog.
Aerosol ima važnu ulogu u atmosferskim procesima do ~ 50 km:• u nastanku oblaka i oborine,• atmosferskom elektricitetu i atmosferskoj kemiji• slabljenje vidljivosti i bilanci zračenja.
Oko cijele Zemlje, čestice (NH4)2SO4 veličine 0.1-2µm, izvor:proces fotooksidacije SO2
32
Aerosol se razvrstavaprema porijeklu:� maritimni ili kontinentalnicm~ 2·108/m3 << ck ~ 2·1010/m3
� ljudski ili prirodni
prema prebivanju:� troposferski� stratosferski� mezosferski
Veličinom se čestice svrstavaju u rasponu od (0,01 – 3) µm; životni vijek od nekolikodana do nekoliko tjedana
prema veličini:� nukleoidni mod (“nuclei mode”)� akumulacijski mod (“accumulation mode”)� grubi mod (“coarse mode”)
Sastav i građa veoma su složeni;poprimaju oblik od kugle, zbijenog tijela,do najrahlijeg tijela nalik fraktalnom obliku.
Zbijeni oblik Fraktalni oblik
33
Aerosol
•postoji znatna razlika u brojnostičestica nekog moda,površini čestica i volumenu.
•Najbrojniji nukleoidni mod
•Najveća površina otpada naakumulacijski mod,
•Volumen pokazuje dva maksimuma:prvi u akumulacijskom modu,drugi u modu grubih čestica.
Razlog: raznorodan nastanak aerosola:linearni izvori - prometni pravci;točkasti izvori - vulkani i dimnjaci;površinski izvori - oceani;volumni izvori - kemijski i fotokemijski procesi u otvorenoj atmosferi.
Na nekom mjestu i u nekom vremenu dana ili sezone razlike su ogromne
34
•Sastojci u heterosferi (odgovara termosferi) iznadturbopauze volumni odnosi atmosferskihplinova variraju uslijed UV(fotodisocijacija molekularnog kisika) irendgenskog Sunčevog zračenja ->molekularna difuzija
•Koncentracija O2 opada, a O raste visinom (iznad 400 km sav kisik je u atomskomobliku). Čestice moraju preći velik put dok se ne sudare s nekom drugom česticom.
•Molekularni dušik se teže disocira
•Visinsko razdvajanje čestica po masi -> s visinom sve lakši sastojci
•Oko Zemlje -> helijev ovoj,vodikov ovoj -> vodikova korona ili protonosloj
Iz gornjeg dijela termosfere molekule mogu napustiti atmosferu (=egzosfera)
Pitanje: Kako utječe visoka temperatura u termosferi na objekte?!!! Iako je T u termosferi izuzetno visoka, osoba zaštićena od Suncane bi trebala osjećati vrućinu. Razlog leži u izrazito malom brojumolekula i malom broju njihovih sudara (s izloženom kožom) tedrastično malom prijenosu topline.!!!
Razdioba po sastavu