vertikalna podela atmosfere

Download Vertikalna podela atmosfere

Post on 03-Jan-2016

74 views

Category:

Documents

3 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Vertikalna podela atmosfere. 1-3. Vertikalna podela atmosfere. Prema promeni temperature i karakteristi č nim procesima koji se u njima odigravaju atmosfera je podeljena na sledeće slojeve: troposferu 8 – 18 km ( tropopauzu debljine 1 – 3 km ) - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

  • Vertikalna podela atmosfere1-3

  • Vertikalna podela atmosferePrema promeni temperature i karakteristinim procesima koji se u njima odigravaju atmosfera je podeljena na sledee slojeve:

    troposferu 8 18 km (tropopauzu debljine 1 3 km) stratosferu do 50 km (stratopauzu u sloju od 50 do 55 km) mezosferu 80 85 km (mezopauzu) termosferu .

  • Vertikalna podela atmosfere Dostie visinu od 8 km na polovima, 9-11 km u umerenim irinama i 16-18 km na Ekvatoru Temperatura opada sa visinom u troposferi 4 8 0C/km

    Najvei broj atmosferskih procesa se odvija u troposferi. Karakteriu je vertikalna, horizontalna, kosa i vrtlona vazduna strujanja.

    U tropopauzi se temperatura ne menja ili sporo raste sa visinom. Karakteristina je pojava inverzije

    Troposfera

  • Vertikalna podela atmosfere Dostie visinu do 50 km

    Karakteriu je horizontalna (advektivna) vazduna strujanja, vrlo malo meanje, zanemarljive koliine vodene pare i dugo zadravanje estica u atmosferi

    Temperatura se ne menja u prvih 30 km a zatim raste sa visinom usled apsorpcije UV zraenja Stratosfera Ozon se formira u sloju od 20 60 km ali je koncentracija najvea na 22 25 km.

  • Vertikalna podela atmosfere Sloj atmosfere od 50 km do 85 km Temperatura opada sa visinom usled smanjenog zagrevanja od sunca i poveanog izraivanja od strane CO2

    Vrh mezosfere je najhladniji deo atmosfere. Temperatura pada na -100 oC.

    Zavrava se mezopauzom Mezosfera

  • Vertikalna podela atmosfere Sloj atmosfere od 85 km do 250 (500) km zavisno od aktivnosti Sunca Temperatura raste sa visinom usled intenzivne apsopcije sunevog zraenja (kiseonik)

    Vazduh je izuzetno razreen (put meanja je oko 1 km)

    Temperatura dostie u proseku 80 oC na 120 km visine.

    Temperaturu treba ovde doslovno shvatiti kao srednju kinetiku energiju molekula Termosfera

  • Vertikalna podela atmosfere Donja granica se nalazi na visini od 250 km, odnosno 500 km, zavisno od aktivnosti Sunca ine je samo najlaki gasovi i joni pojedinih elemenata

    estice lako naputaju ovaj sloj

    Najblia je vakuumuEgzosfera

  • Sastav atmosfere1-3

  • Sastav atmosfereAtmosferski vazduh je fizika smea stalnih gasova, hemijskih jedinjenja i razliitih vrstih, tenih i gasovitih pridodataka.

    Stalni sastojci atmosfere su Azot Kiseonik Ozon Argon Ugljen-dioksid

    Medju stalnim sastojcima atmosfere najpromenljiviji sadraj u prostoru i vremenu ima vodena para. Od neutralnih gasova u atmosferi su najzustepljeniji ( Ne, Ar, Xc)

  • U zapreminskom udelu u atmosferi najvie uestvuju azot (78 %) i kiseonik (21 %). Aerosoli su estice u vrstom i tenom stanju koje lebde u vazduhu. To su rastvori vrstih ili tenih koloidnih estica u gasovitom rastvarau.

    GasVolumeNitrogen (N2)780,840 ppmv (78.084%)Oxygen (O2)209,460 ppmv (20.946%)Argon (Ar)9,340 ppmv (0.9340%)Carbon dioxide (CO2)390 ppmv (0.039%)Neon (Ne)18.18 ppmv (0.001818%)Helium (He)5.24 ppmv (0.000524%)Methane (CH4)1.79 ppmv (0.000179%)Krypton (Kr)1.14 ppmv (0.000114%)Hydrogen (H2)0.55 ppmv (0.000055%)Nitrous oxide (N2O)0.3 ppmv (0.00003%)Carbon monoxide (CO)0.1 ppmv (0.00001%)Xenon (Xe)0.09 ppmv (9106%) (0.000009%)Ozone (O3)0.0 to 0.07 ppmv (0 to 7106%)Nitrogen dioxide (NO2)0.02 ppmv (2106%) (0.000002%)Iodine (I)0.01 ppmv (1106%) (0.000001%)Ammonia (NH3)traceNot included in above dry atmosphere:Water vapor (H2O)~0.40% over full atmosphere, typically 1%-4% at surface

  • Sastav atmosfere Troposferski ozon je jedna od komponenti zagaenja vazduha i tetan za ivi svet

    Stratosferski ozon se fromira u fotohemijskim reakcijama u atmosferi u sloju od 20 60 km ak i u zagaenom vazduhu. Ovaj ozonski sloj titi Zemlju od tetnog dejstva UV zraenja

  • Gustina vazduha1-3

  • Gustina vazduhaGustina vazduha je brojno jednaka masi vazduha u 1 m3 vazduha.

    Zavisi od temperature, pritiska i zapremine vazduha

    pV= RTZa m = 1 kg p= rRTGustina vazduha opada sa visinom =0 exp(-z/H)

  • Gustina vazduhaStandardna atmosfera:

    pritisak na nivou mora p0 = 101325 Pa

    temperatura na nivou moraT0 = 288.15 K

    ubrzanje sile zemljine tee g = 9.80665 m/s2

    gradijent temperature L = 6.5 K/km

    univerzalna gasna konstanta R = 8.31447 J/(molK) Molarna masa suvog vazduhaM = 0.0289644 kg/mol

  • Izvori toplote za Zemljinu povrinu i atmosferu3-5

  • Izvori toplote za Zemljinu povrinu i atmosferuToplotni izvori iz unutranjosti Zemlje

    Poluprenik Zemlje je 6 500 km

    Temperatura Zemlje raste sa dubinom

    Geotermiki stupanj iznosi 1 oC/35 m (verovatno do oko 400 m)

  • Izvori toplote za Zemljinu povrinu i atmosferuSunce kao izvor toplote

    Sunce je zvezda. Gasovita lopta uarenih gasova uglavnom vodonika (75 %) i helijuma (25 %)

    Temperatura Sunca se menja od 5 100 000 oC u unutranjosti do 5800 oC na povrini.

    Energija na Suncu nastaje procesom termonuklearne fuzije u jezgru Sunca. Tom prilikom se 4 atoma H (deuterijum i tricijum) spajaju u atom He uz oslobadjanje energije.

    Fotosfera je vidlljivi deo Sunca u kome se generie najvei deo elektromagnetnog zraenja koje stie do Zemlje. Sastoji se od hladnijih (suneve pege temp. oko 4500 oC) i toplijih delova (fakule)

  • Izvori toplote za Zemljinu povrinu i atmosferuSunce kao izvor toplote

    Srednje rastojanje Zemlje od Sunca iznosi 1.5108 km

    Zraenje je prenoenje energije u vidu talasa pravolinijskim putem od izvoraKarakteristike: v(c), l, nKT, DTSunevo zraenje do Zemlje stie u vidu elektromagnetnih talasa koji se prostiru brzinom c. Sunevo zraenje je kratkotalasno zraenje

    Intenzitet zraenja. J/(m2s)=W/m2

    Solarna konstanta 1368 W/m2E=hn (h= 6,62 10-34 J s) n=c/l

    Primer 1 n= 3 106 s-1E=?

  • Izvori toplote za Zemljinu povrinu i atmosferuSpektar zraenja pokazuje raspodelu intenziteta zraenja po talasnim duinama

    Spektar Sunevog zraenja je podeljen na

    ultraljubiasti (0,20 0,40 m) vidljivi (0,40 0,75 m) infracrveni (0,75 2,4 m)

    Maksimum zraenja u vidljivom delu spektra500 (480) nm uto zelena boja

    Fotosintetski aktivno zraenje: 380 710 nm

  • Izvori toplote za Zemljinu povrinu i atmosferuPropustljivost vazduha za sunevo zraenje

    Selektivna apsorpcija

    Zraci odredjenih talasnih duina bivaju apsorbovani pri prolasku kroz atmosferu

    Ako je atmosfera podeljena na N slojeva koeficijenta transmisije q, i ako je intenzitet sunevog zraenja na gornjoj granici atmosfere S0 onda je intenzitet zraenja na tlu

    Bugerov zakonOzon je sastojak atmosfere koji dobro apsorbuje i KT i DT zraenje.

  • Izvori toplote za Zemljinu povrinu i atmosferuPropustljivost vazduha za sunevo zraenje

    Refleksija zraenja je odbijanje zraenja od (ravne) povrine pod istim uglom (u odnosu na normalu) pod kojim su dospeli na tu povrinu

  • Izvori toplote za Zemljinu povrinu i atmosferuPropustljivost vazduha za sunevo zraenje

    Difuzna refleksija

    Javlja se kada zraci padaju na neravnu povrinu. Snop paralelnih zraka posle odbijanja od povrine nije vie paralelan

    (jer u svakoj taki neravne povrine normala ima drugaiji poloaj pa je i drugaiji pravac zraka koji se odbijaju pod odreenim uglom u odnosu na nju)

  • Izvori toplote za Zemljinu povrinu i atmosferuNakon prolaska kroz atmosferu ...Uticaj visine Sunca na jainu zagrevanja

    J2 = J1 sin Lambertov zakon

    (J2 intenzitet zraenja koje pada pod uglom ; J1 intenzitet zraenja kada zraenje pada normalno na povrinu)

    Intenzitet zraenja tokom dana je najvei u podne kada je Sunce najvie iznad horizonta

  • Izvori toplote za Zemljinu povrinu i atmosferuVrste KT zraenja na povrini ZemljeDirektno zraenjeDifuzno zraenje

    Globalno zraenje. Kada je nebo u potpunosti prekriveno oblacima globalno zraenje se svodi na difuzno. Kada je nebo potpuno vedro globalno zraenje ine i direktno i difuzno zraenje3-5Raspodela globalnog zraenja na Zemlji (1983-1990). Januar Jul