Czym jest atmosfera ziemska. Z czego się składa i jakie ma warstwy

● Atmosfera zawiera 78,08% azotu, 20,95% tlenu , 0,93% argonu, 0,04% dwutlenku węgla i niewielkie ilości innych gazów.

● Atmosfera składa się z kilku stref, a wraz z jej wysokością zmienia się temperatura, gęstość powietrza i ciśnienie atmosferyczne.

● Troposfera jest pierwszą i najniższą warstwą atmosfery Ziemi, która zawiera 75 proc. całkowitej masy atmosfery planety, 99 proc. całkowitej masy pary wodnej i aerozoli.

Atmosfera ma masę pozwalającą na utrzymanie gazów w wyniku działania grawitacji. W jej obrębie wyróżnia się warstwę planetarną graniczną oraz dobrze wymieszaną. Warto dodać, że w przypadku Jowisza, Saturna, Neptuna, czy Urana atmosfera definiowana jest jako przezroczysta powłoka, której promieniowanie jest odczuwalne. Planetoidy, ze względu na swoją małą masę, pozbawione są gazowej pokrywy. Pluton pomimo tego, że jest planetą karłowatą, ma swoją atmosferę. Ciało to znajduje się bowiem w znacznej odległości od Słońca, dlatego masa niezbędna do podtrzymania gazowej powłoki nie musi być duża.

Atmosfera Ziemi została najlepiej zbadana przez naukowców. Tworzy ją powietrze składające się głównie z azotu (trochę ponad 78% objętości), tlenu (niemal 21%) i argonu (niecały 1%). Ziemska atmosfera charakteryzuje się pionową budową ze strefami o różnorodnej temperaturze, mieszaninie chemicznej i stopniach jonizacji cząstek. Między tymi obszarami trudno jest wyznaczyć dokładne granice. Najniższa warstwa atmosfery to troposfera. W jej obrębie zachodzą zjawiska pogodowe oraz obieg wodny. W troposferze powstają też chmury.

Ziemska atmosfera wyróżnia się dużą gęstością. Jej temperatura może wynosić od -89 do +58 stopni Celsjusza. W przypadku innych planet wartość ta wynosi:

Merkury: od -170 do +430, Wenus: +460, Mars: od -87 do -5, Jowisz: -108, Saturn: -140, Uran: -197, Neptun: -201.

ZOBACZ TEŻ: Saturn – jaką ma strukturę i z czego składają się pierścienie drugiej największej planety Układu Słonecznego

Ziemską atmosferę tworzy kilka stref, a podstawą ich wydzielenia są zmiany składu chemicznego, temperatur i stopnia jonizacji. Warstwy atmosfery ziemskiej to:

troposfera - jej granica przebiega ok. 10 km nad powierzchnią Ziemi (w zależności od położenia od 7 do 17 km) – jest to najcieńsza, najgorętsza i najgęstsza strefa, która kumuluje ponad 50 procent masy powietrza; w troposferze ciśnienie i gęstość gazów spadają w szybkim tempie wraz ze wzrostem wysokości; zachodzą tu zjawiska pogodowe, odbywa się obieg wody, a para wodna tworzy chmury; można zaobserwować również konwekcję.

stratosfera (ok. 12-50 km nad powierzchnią Ziemi) – w stratosferze następuje rozrzedzenie gazów; wieją prądy strumieniowe, a temperatura powietrza wzrasta - gdyż jego cząstki intensywnie pochłaniają promieniowanie ultrafioletowe Słońca;

mezosfera (ok. 50-85 km) – następuje w niej spadek temperatury od 0 do -70; niebo zmienia kolor z błękitnego w granatowy i pojawiają się na nim gwiazdy; do śladowych wartości obniża się ciśnienie i gęstość powietrza, a powietrze w tej strefie staje się przewodnikiem prądu; ciekawostka - to w tej warstwie tworzą się tzw. obłoki srebrzyste, które możemy obserwować w Polsce na przełomie czerwca i lipca o zmroku na północnym niebie.

jonosfera (85-2000 km nad Ziemią) – tworzą ją zjonizowane cząstki gazów, na które oddziałuje promieniowanie kosmiczne. W jej skład wchodzi termosfera (85-500 km) – w tej strefie przestają rozchodzić się fale dźwiękowe, powietrze jest rozrzedzone, a skład chemiczny atmosfery przeobraża się; wiatr słoneczny zderza się z gazami atmosferycznymi, co prowadzi do powstania zorzy polarnej. Na wysokości 100 km n.p.m. przebiega tzw. linia Karmana (umowna granica między kosmosem a Ziemią). Wyżej jest egzosfera (500-2000 km) – występuje w niej praktycznie próżnia, powietrze występuje śladowo.

Dalej zaczyna się przestrzeń kosmiczna – jest to otwarta przestrzeń w stanie wysokiej próżni z wysokoenergetycznym wiatrem słonecznym; nie rozchodzą się w niej fale dźwiękowe.

ZOBACZ TEŻ: Pluton. Dlaczego stał się planetą karłowatą i stracił status 9. planety Układu Słonecznego

Zjawiska atmosferyczne określa się także jako meteorologiczne lub fizyczne. Zachodzą one w powietrzu albo na Ziemi. Za zjawisko atmosferyczne nie uznaje się przeobrażeń pary wodnej w chmury.

Wśród zjawisk atmosferycznych należy wskazać m.in.:

- hydrometeory – opady wody w różnym stanie skupienia - deszcz, śnieg, krupy, śnieg ziarnisty, mżawkę, ziarna lodowe, grad, pył diamentowy, zamieć, mgłę, rosę, szron; - litometeory – zmętnienie, dymy, zamieć pyłową lub piaskową, wichurę pyłową lub piaskową, - fotometeory – halo słoneczne albo księżycowe, wieniec wokół Słońca, iryzacja, tęcza, biała tęcza, pierścień Bishopa, miraż, zielony promień (zwany również zielonym błyskiem).

Atmosfera stanowi gazową powłokę umożliwiającą człowiekowi życie. Należy jednak pamiętać, że przedostają się do niej różnorodne zanieczyszczenia obniżające jakość wdychanego powietrza. Konieczne jest zatem tworzenie ekologicznych rozwiązań prowadzących do zmniejszenia ilości produkowanego siarkowodoru, metanu, amoniaku itp.

Źródła: zpe.gov.pl spaceplace.nasa.gov Astronomia ogólna, Eugeniusz Rybka, wydawnictwo: PWN, 1983 imgw.pl eso.org