Atmosfera Ziemi

Czym jest atmosfera?

Atmosfera – z gr. atmos – para wodna, opar i gr. sphaira – kula ziemska. To zewnętrzna powłoka gazowa, która otacza kulę ziemską. Trudno określić jej objętość, gdyż nie ma ściśle określonego kształtu. Na wszystkie zjawiska i procesy zachodzące w atmosferze wpływa promieniowanie słoneczne i charakter powierzchni Ziemi. Powietrzem atmosferycznym nazywamy mieszaninę gazów, które wchodzą w skład atmosfery.

Cechy atmosfery

Skład – atmosfera składa się przede wszystkim z azotu (78,1%) i tlenu (20,9%). Pośród stałych składników atmosfery wymienia się także argon, neon, hel, krypton. Poza nimi występują również składniki występujące w zmiennych ilościach (np. po erupcjach wulkanicznych). Należą do nich m.in. para wodna, dwutlenek węgla, ozon, dwutlenek siarki. W atmosferze tlen występuje w trzech postaciach:

tlen atomowy – dominujący w górnej warstwie atmosfery.
tlen cząsteczkowy – dominujący w troposferze, dolnej warstwie atmosfery,
ozon – dominujący w górnej warstwie stratosfery. Tworzy warstwę ozonową o szczególnym znaczeniu dla atmosfery Ziemskiej, neutralizując negatywne efekty promieniowania ultrafioletowego. Bez ozonu, życie na Ziemi byłoby niemożliwe.

Gęstość – gęstość masy atmosfery spada wraz z wysokością. W odległości 5 km od powierzchni ziemi skumulowana jest połowa masy atmosfery.
Temperatura – zmienia się wraz z wysokością. Przede wszystkim na jej podstawie wyróżnia się warstwy: troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera, egzosfera.

Czym charakteryzują się poszczególne warstwy atmosfery?

Troposfera:

Najniższa warstwa atmosfery, nazywana sferą życia, otacza Ziemię i rozciąga się do 12 km od jej powierzchni. Nad biegunami sięga 6-8 km, a nad równikiem 16-17 km, w zależności od temperatury, siły ciężkości i ruchu obrotowego Ziemi;
zawiera niemal 100% pary wodnej i pyłów, występujących w atmosferze;
skupia 75% gazów atmosferycznych;
wraz ze wzrostem wysokości nad poziomem morza spada temperatura, średnio o 0,6°C na 100m. Około 11km nad powierzchnią Ziemi temperatura wynosi -55°C
zachodzą w niej pionowe i poziome ruchy mas powietrza oraz procesy kształtujące pogodę i cechy klimatu.

Tropopauza – cienka granica między troposferą a stratosferą.

Stratosfera:

sięga do 50 km nad powierzchnią Ziemi,
skupionych jest w niej 19% gazów atmosferycznych,
zachodzą w niej prądy strumieniowe,
w związku z pochłanianiem promieniowania ultrafioletowego przez ozon wraz z wysokością wzrasta temperatura w tej warstwie od ok. -55°C do 0°C,
w górnej części stratosfery występuje warstwa ozonowa – ozonosfera.

Stratopauza – cienka warstwa zamykająca stratosferę.

Mezosfera:

sięga do 80 km nad powierzchnią Ziemi,
wraz ze zwiększeniem się wysokości, spada temperatura do poziomu ok. -90°C.

Mezopauza – cienka warstwa zamykająca mezosferę.

Termosfera:

sięga do 300 km ponad powierzchnię Ziemi,
wraz z wysokością temperatura wzrasta, by na granicy z termopauzą osiągnąć 1 500 °C
jej częścią jest jonosfera (umowna granica kosmosu)- warstwa, w której znajduje się znaczna ilość atomów i cząstek gazów naładowanych elektrycznie,
występuje tu zjawisko zorzy polarnej, czyli świecenia zjonizowanych atomów tlenu oraz azotu.

Termopauza – cienka warstwa zamykająca termosferę.

Egzosfera

najwyższa warstwa atmosfery,
ponieważ część gazów w tej warstwie wymyka się z pola grawitacyjnego Ziemi w przestrzeń kosmiczną, następuje duże rozrzedzenie powietrza,
wysokość sięga prawdopodobnie ok. 2 000 km od powierzchni Ziemi,
ponad egzosferą znajduje się przestrzeń kosmiczna,
temperatura obniża się do -273°C i taka pozostaje w przestrzeni kosmicznej.