Skład chemiczny atmosfery ziemskiej

Atmosfera ziemska jest niejednorodną powłoką złożoną z mieszaniny gazów zwanej powietrzem, jest to najbardziej zewnętrzna warstwa powłoki. Oprócz gazów takich jak: azot (78,09% objętości powietrza), tlen (20,95%), argon (0,93%), dwutlenek węgla (0,0333%) oraz śladowych ilości gazów szlachetnych (hel, neon, krypton i ksenon), zawiera także metan, wodór, tlenek i podtlenek azotu, ozon i związki siarki oraz (w znacznie mniejszych ilościach) m.in. radon i jego izotopy, jod, amoniak, a także przedostające się do atmosfery tzw. aerozole atmosferyczne, tj. pyły gleb, mikroorganizmy oraz substancje powstające w wyniku działalności gospodarczej człowieka. Dolna granica atmosfery przenika powierzchnie  wód i lądów, a górna przechodzi w przestrzeń międzyplanetarną. Atmosfera pełni funkcję  ochronną przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym, kształtuje klimat i umożliwia życie na Ziemi.


Stałe składniki atmosfery:

  • azot - zajmujący 78,09% objętości powietrza,
  • tlen - 20,95% objętości powietrza,
  • inne gazy, w tym szlachetne (argon, hel, krypton, ksenon, neon, wodór) tworzące ogółem ok. 1% objętości powietrza.

Zmienne składniki atmosfery to:

  • para wodna - występuje przede wszystkim w dolnej części atmosfery do wysokości 10 km. Jej zawartość zmienia się w zależności od miejsca i pory roku, np. nad obszarami morskimi może osiągać ok. 3,8 - 4,1%. Średnia zawartość pary wodnej w powietrzu wynosi 0,2 - 2,5%
  • dwutlenek węgla (CO2) - średnio w atmosferze zajmuje 0,03% objętości, lecz w ostatnim wieku notuje się stały wzrost jego udziału, co wynika z tworzenia się tego gazu przy spalaniu paliw kopalnych. Dwutlenek węgla przepuszcza krótkofalowe promieniowanie Słońca, lecz zatrzymuje długofalowe promieniowanie powierzchni Ziemi, przez co powoduje wzrost temperatury. Dwutlenek węgla pochłaniany jest przez rośliny w procesie fotosyntezy, gdyż jest niezbędny do wzrostu masy organicznej roślin.
  • ozon - skoncentrowany głównie na wysokości 20 - 30 km. Tworzy warstwę ochronną dla organizmów żywych, gdyż zatrzymuje promieniowanie ultrafioletowe. W ostatnim czasie zaobserwowano rozrzedzenie ozonu nad niektórymi obszarami Ziemi. Są to tzw. "dziury ozonowe" powstające w wyniku uwalniania się chloru, który wchodzi w reakcję chemiczną z tlenem, co niszczy ozon.
  • aerozole - pyłki roślin, bakterie, cząsteczki soli, kryształki lodu i soli morskiej, pyły wulkaniczne i przemysłowe. Występują w przyziemnej części atmosfery. Ich zawartość systematycznie rośnie.

 

 Skład chemiczny atmosfery ziemskiej

Warstwy atmosfery ziemskiej

W obrębie atmosfery wyróżnia się następujące warstwy:

1. Troposfera - sięga do 6 - 8 km nad obszarami biegunowymi i do około 17 km w strefie międzyzwrotnikowej (różnice w grubości wynikają z niejednakowego nagrzania się obszarów położonych w różnych szerokościach geograficznych oraz z różnej wartości siły odśrodkowej działającej na cząstki powietrza w różnych szerokościach geograficznych). Następuje w niej spadek temperatury powietrza wraz z wysokością (o 0,6ºC na 100 m) od 15ºC (średnia temperatura przy powierzchni Ziemi) do około - 55ºC. Skupia w sobie 80% całej masy powietrza atmosferycznego oraz niemal całą zawartość pary wodnej. Zachodzą w niej procesy kształtujące pogodę i warunkujące cechy klimatu.

  • tropopauza - cienka warstwa oddzielająca troposferę od stratosfery. Cechuje się jednakową temperaturą powietrza w przekroju pionowym.

2. Stratosfera - sięga do około 50 km nad powierzchnią Ziemi. Ma w niej miejsce wzrost temperatury powietrza wraz z wysokością do około 0ºC przy górnej granicy. Wynika to z dokonujących się w jej górnej części, tzw. ozonosferze, przemian tlenu w ozon zachodzących pod wpływem promieniowania słonecznego, a więc reakcji wyzwalających ciepło.

  • stratopauza.

3. Mezosfera - sięga do około 85 km nad powierzchnią Ziemi. Następuje w niej spadek temperatury do około - 90ºC.

  • mezopauza.

4. Termosfera - przypuszczalnie sięga do wysokości około 800 km. W jej obrębie wyróżnia się jonosferę, tzn. warstwę, w której w wyniku silnej jonizacji gazów panują wysokie temperatury. Na wysokości około 120 km temperatura osiąga 100ºC i dalej rośnie do 1000ºC. W jonosferze tworzy się zjawisko zorzy polarnej.
5. Egzosfera - jest to zewnętrzna warstwa atmosfery która przechodzi stopniowo w próżnię międzyplanetarną. Charakteryzuje się silnym rozrzedzeniem powietrza i spadkiem temperatury do -273ºC w przestrzeni kosmicznej.

Opracowanie tekstu: Agnieszka Zawada

Odsłony: 9496
Kategoria: