Atmosfera – gazowa powłoka otaczająca planetę posiadającą masę wystarczającą do utrzymywana wokół siebie warstwy gazów, w wyniku działania grawitacji.
Pionowy podział atmosfery ziemskiej
1. Troposfera (do około 11 km)
Strefa leżąca nad powierzchnią Ziemi, najcieńsza, ale też najgęstsza z wszystkich warstw, skupiająca ponad 50 % ogółu powietrza atmosferycznego. Jej wysokość uzależniona jest od maksymalnej wysokości do jakiej dociera konwekcja (nad zimnymi biegunami do 8 km, nad gorącym równikiem do 18 km). Ciśnienie atmosferyczne i gęstość powietrza spadają tutaj wraz z wysokością najszybciej. Na wysokości ok. 11 km panuje już temperatura -50°C, podczas gdy przy powierzchni może utrzymywać się 15°C. W troposferze zachodzą wszystkie zjawiska pogodowe oraz cały obieg wody w przyrodzie. Występuje w niej cała para wodna, która skraplając się tworzy chmury.
2. Stratosfera (11-50 km)
Wraz ze wzrostem wysokości powietrze się wyraźnie rozrzedza a jego ciśnienie szybko maleje. Temperatura powietrza zaczyna tutaj wzrastać do 20°C, gdyż powietrze na tej wysokości intensywnie pochłania promieniowanie ultrafioletowe słońca. Związane jest z tym jonizowanie tlenu i tworzenie cząsteczek ozonu, którego najwięcej znajduje się na wysokości 15-40 km w tzw. warstwie ozonowej. Pionowe ruchy powietrza w tej strefie nie występują, natomiast wieją tutaj bardzo szybkie prądy strumieniowe – poziome wiatry o globalnym zasięgu, odpowiedzialne za przemieszczanie układów barycznych. Pary wodnej praktycznie w stratosferze już nie ma.
3. Mezosfera (50-85 km)
Następuje tutaj wyraźny spadek temperatury od 0 do -70°C. Ciśnienie atmosferyczne i gęstość powietrza spadają do śladowych wartości. Skład chemiczny atmosfery pozostaje jednak cały czas stały. Większość cząstek gazów atmosferycznych jest w stanie zjonizowanym.
4. Termosfera (85-800 km)
W silnie rozrzedzonym powietrzu przestają rozchodzić się fale dźwiękowe. Zaczyna zmieniać się, stały dotąd, skład chemiczny atmosfery. Wysokoenergetyczne cząstki wiatru słonecznego zaczynają zderzać się z cząstkami gazów atmosferycznych, pobudzając je do świecenia i tworząc zjawisko zorzy polarnej. Z powodu ekspozycji na promieniowanie kosmiczne następuje tutaj gwałtowny wzrost temperatury.
5. Egzosfera (800-2000 km)
W tej strefie zaczynają zanikać ostatnie ślady obecności powietrza. Odległości pomiędzy cząsteczkami są tak duże, iż właściwie panuje tutaj bardzo wysoka próżnia.
6. Jonosfera (85-2000 km)
Nazwa ta oznacza „strefę jonów” i jest wspólna dla termosfery i egzosfery. Nazwa ta wiąże się z obecnością praktycznie wyłącznie zjonizowanych cząstek gazów atmosferycznych, które są nieustannie wystawione na kontakt z promieniowaniem kosmicznym.
7. Magnetosfera (do około 12500 km od strony Słońca)
Strefa oddziaływania pola magnetycznego Ziemi. Wykracza daleko poza atmosferę ziemską i odgrywa ważną rolę w kształtowaniu warunków fizycznych na naszej planecie. Teoretyczny, regularny układ linii pola magnetycznego zaburzany jest przez wiatr słoneczny, który powoduje, że część magnetosfery zwrócona w stronę Słońca jest ściśnięta, natomiast część magnetosfery po drugiej stronie jest silnie rozciągnięta w warkocz. W magnetosferze znajdują się dwa koncentryczne pierścienie o podwyższonej gęstości cząstek naładowanych elektrycznie tzw. pasy Van Allena.
Skład objętościowy powietrza atmosferycznego (suchego)
1. Składniki główne (99,997 %):
· azot (N2) – 78,09 %,
· tlen (O2) – 20,95 %,
· argon (Ar) – 0,93 %,
· dwutlenek węgla (CO2) – 0,03 %.
2. Składniki drugorzędne (~ 0,003 %)
· neon (Ne),
· hel (He),
· metan (CH4),
· krypton (Kr),
· podtlenek azotu (N2O),
· wodór (H2),
· ozon (O3).
3. Domieszki
· para wodna (H2O),
· ksenon (Xe),
· radon (Rn),
· dwutlenek azotu (NO2),
· dwutlenek siarki (SO2),
· amoniak (NH3),
· jod (J2),
· aerozole atmosferyczne (pyły, mikroorganizmy, zanieczyszczenia).
Zanieczyszczenia powietrza – substancje stałe, ciekłe i gazowe występujące w ilościach uciążliwych dla człowieka lub wywierające ujemny wpływ na jego zdrowie, a także szkodliwe dla zwierząt i roślin.
Rodzaje zanieczyszczeń powietrza
1. Podział ze względu na stan skupienia:
· pyły – zanieczyszczenia stałe,
· gazy – zanieczyszczenia lotne,
· mgły – zanieczyszczenia 2-składnikowe: ciekło-gazowe,
· dymy – zanieczyszczenia 2-składnikowe: pyłowo-gazowe,
· smog – zanieczyszczenia 3-składnikowe: stało-ciekło-gazowe; powstaje w warunkach inwersji termicznej.
2. Podział ze względu na pochodzenie:
· pierwotne – bezpośrednio uwalniane do atmosfery przez źródła emisji,
· wtórne – powstają z zanieczyszczeń pierwotnych w wyniku procesów fizycznych i chemicznych.
Pyły
· toksyczne – pyły metali ciężkich (Pb, Cd, As, Cu, Zn), fluorki, nawozy sztuczne,
· szkodliwe – pyły krzemianowe i glinokrzemianowe, w tym azbest, pyły drzewne,
· neutralne – pyły Ca, Mg, Fe, gipsu, itp.
Gazy
· toksyczne – SO2, SO3, NOx, CO, F, Cl, O3 i in.,
· zapachowe – węglowodory, siarkowodór, merkaptany,
· cieplarniane – CO2, CH4, N2O, freony, halony, O3 troposferyczny,
· powodujące dziurę ozonową – freony, halony, NOx.
EMISJA
· Ilość zanieczyszczeń wydzielona do atmosfery z danego źródła (emitera) w jednostce czasu.
· Jednostki: kg/h, t/rok, % produkcji, kg/t
IMISJA
· Jednostki: mg/m3, ng/m3, ppm, ppb i in.
Naturalne źródła zanieczyszczeń powietrza
· erupcje wulkaniczne (pyły, SO2, H2S, CO2, CO),
· mokradła (CH4, H2S, NH3, N2O, CO2),
· wyładowania elektryczne – burze (NOx),
· martwe szczątki roślin i zwierząt (węglowodory, w tym CH4, H2S, NOx, NH3, CO2),
· erozja wietrzna (pyły),
· wietrzenie skał i minerałów (pyły),
· pyły kosmiczne,
· pożary lasów i stepów (CO2, CO, sadza, pyły).
Antropogeniczne źródła zanieczyszczeń powietrza
· źródła powierzchniowe (rozproszone, obszarowe) – paleniska domowe, kotłownie lokalne, zakłady rzemieślnicze,
· źródła punktowe – energetyka i przemysł,
· źródła liniowe (pasmowe) – transport.
Skutki zanieczyszczenia powietrza
· kwaśny deszcz – opady atmosferyczne, o odczynie kwaśnym, zawierające kwasy wytworzone w reakcji wody z pochłoniętymi z powietrza gazami, jak: SO2, NOx, H2S, HCl, wyemitowanymi do atmosfery w procesach spalania paliw oraz produkcji przemysłowej,
· smog – nienaturalne zjawisko atmosferyczne polegające na współdziałaniu zanieczyszczeń powietrza spowodowanych działalnością człowieka oraz niekorzystnych naturalnych zjawisk atmosferycznych: znacznej wilgotności powietrza (mgła) i braku wiatru,
· dziura ozonowa – zjawisko zmniejszania się stężenia ozonu w stratosferze ziemskiej, wskutek emisji do atmosfery gazów niszczących ozon, takich jak: freony, halony i NOx; tempo globalnego spadku ozonu stratosferycznego wynosi 3 % na rok nad Antarktydą, 0,4-0,8% na rok w północnych, umiarkowanych szerokościach geograficznych i mniej niż 0,2 % w tropikach,
· efekt cieplarniany – zjawisko wzrostu temperatury powierzchni ziemi, wywołane obecnością w atmosferze tzw. gazów cieplarnianych, absorbujących promieniowanie cieplne z powierzchni ziemi i dolnych warstw atmosfery.
aneczka19917