|
|||||||||||||
Temat powiązany
jest z: skład
powietrza atmosferycznego, pionowa
budowa atmosfery, |
|||||||||||||
WARTO RÓWNIEŻ PRZECZYTAĆ I ZOBACZYĆ |
|||||||||||||
Teoria meteorologii |
Meteorologia trochę poważniej |
ATLAS CHMUR |
Kalkulator meteorologa |
||||||||||
Pogodą nazywa się aktualny stan atmosfery w danym miejscu. Określa ją stan składników, do których należą: temperatura powietrza, ciśnienie, wilgotność, wiatr, zachmurzenie, opady i osady atmosferyczne oraz inne zjawiska, np. burze. Stan składników jest efektem działania procesów: obiegu ciepła, wilgoci, krążenia powietrza, zwanych procesami klimatotwórczymi. Źródłem ich energii jest promieniowanie słoneczne. Stąd pogoda w danym miejscu zmienia się także w rytmie dobowym i rocznym. Na podstawie wieloletnich obserwacji przebiegu pogody w ciągu roku określa się klimat, czyli całokształt stanów pogody właściwy danej krainie. Składniki klimatu są takie same jak składniki pogody. Na przebieg procesów klimatotwórczych, a w rezultacie na zróżnicowanie klimatu na Ziemi wpływa kształt Ziemi i jej ruchy oraz zróżnicowanie powierzchni. Stąd do geograficznych czynników klimatycznych zalicza się przede wszystkim:
Efektem procesów klimatotwórczych i wpływu czynników klimatycznych jest charakterystyczny przebieg i rozkład na Ziemi poszczególnych elementów klimatu, tj. temperatury, ciśnienia, opadów. Głównym źródłem ciepła na Ziemi jest promieniowanie słoneczne w postaci promieniowania krótkofalowego. Jest ono pochłaniane przez powierzchnie Ziemi, która, ogrzewając się, sama staje się źródłem promieniowania, tym razem długofalowego - cieplnego ogrzewającego powietrze. Temperatura powietrza w przygruntowej warstwie zależy zatem od ilości energii cieplnej wypromieniowanej przez grunt. W poszczególnych szerokościach geograficznych (strefach oświetlenia), wraz ze zmianami pór dnia i roku zmieniają się proporcje pomiędzy okresem i ilością dostarczanego ciepła do powierzchni gruntu o jego wypromieniowywaniem. Energia słoneczna dociera dociera tylko w ciągu dnia, a jej ilość zmniejsza się wraz ze zmniejszaniem się wysokości Słońca nad horyzontem. Maksymalna ilość dociera przy zenitalnym położeniu Słońca, a przy wysokości 30o ilość ta spada do połowy. Nocą następuje tylko utrata ciepła.
Skład powietrza atmosferycznego
Kula ziemska otoczona jest warstwą atmosfery. Warstwa ta w miarę
oddalania się od powierzchni Ziemi stopniowo rzednie i w końcu zanika
bez wyraźnej granicy. Według danych satelitarnych na wys. kilku tys.
kilometrów znajduje się jeszcze powietrze. Powietrze atmosferyczne
jest mieszaniną gazów. W przyziemnej warstwie atmosfery główne składniki
suchego i czystego powietrza występują w następujących ilościach
procentowych w stosunku do ogólnej objętości powietrza:
Tlen - gaz ten odgrywa szczególną rolę w życiu na Ziemi. Niezbędny jest bowiem w procesach utleniania i oddychania. W procesie oddychania następuje utlenianie zgromadzonych przez rośliny i zwierzęta substancji organicznych, dzięki czemu wytwarza się energia dla wszystkich procesów życiowych. Zawartość tlenu zmniejsza się w ciasnych, zamkniętych pomieszczeniach przepełnionych ludźmi lub zwierzętami, a wzrasta tam stężenie CO2. Brak tlenu zagraża życiu jeżeli jego zawartość w powietrzu spada poniżej 10 - 12%. Jakkolwiek zapasy tlenu atmosferycznego są bez przerwy odnawiane poprzez fotosyntezę, to jednak coraz częściej mówi się o postępujących zmianach składu gazowego powietrza atmosferycznego, a zwłaszcza o niedoborze tlenu, ze względu na rosnące zużycie tego gazu w procesach spalania. Tlen powietrza glebowego przyśpiesza ponadto wietrzenie skał i minerałów, uczestniczy w mineralizacji związków organicznych i współdziała przy uruchamianiu składników pokarmowych pobieranych przez korzenie roślin. Azot - jest to gaz chemicznie obojętny. Rozcieńcza tlen, przez co zmniejsza jego aktywność utleniającą. Wchodzi w skład wielu związków organicznych. Roślinom jest niezbędny jako składnik pokarmowy. Warunkuje syntezę substancji białkowych i powstawanie protoplazmy żywych komórek. Bakterie brodawkowe roślin motylkowych wiążą azot atmosferyczny i dzięki temu dostarczają im pokarmu. Po obumarciu roślin motylkowych wraz z ich korzeniami dostają się do roztworu glebowego związki azotowe. W glebie azot jest bezpośrednio wiązany przez niektóre bakterie wolno żyjące, glonu i grzyby. Azot atmosferyczny wykorzystywany jest również do produkcji nawozów azotowych. Dwutlenek węgla - gaz ten jest cięższy od innych składników powietrza i dlatego ma tendencje do gromadzenia się w pobliżu powierzchni Ziemi. Mimo niewielkiej objętości, jaką zajmuje w powietrzu, CO2 jest ważnym składnikiem atmosfery przede wszystkim z tego względu, że uczestniczy w procesie fotosyntezy. O wyjątkowym znaczeniu CO2 dla roślin może świadczyć fakt, że węgiel stanowi 45-50% ich suchej masy. Jak wiadomo lądowe rośliny autotroficzne wytwarzają sub. organiczną z CO2 atmosferycznego, wody i związków mineralnych dopływających z gleby. Rośliny wodne wykorzystują CO2 rozpuszczony w wodzie. W procesie fotosyntezy wykorzystywane jest aż 1/5 ogólnej ilości CO2 zawartego w powietrzu i wodzie. Gaz ten dostaje się do atmosfery w wyniku spalania - szczególnie węgla i ropy naftowej, procesów wulkanicznych, oddychania, a przede wszystkim z gleby, gdzie, jak już wspomniano, powstaje w wyniku rozkładu związków organicznych. Pomimo stałego dopływu CO2 do atmosfery jego ilość w powietrzu atmosferycznym ulega stosunkowo niewielkim zmianom dzięki temu, że oceany, częściowo lasy i coraz intensywniej uprawiane rośliny zielone wchłaniają duże ilości tego gazu. Z dotychczasowych badań wynika, że wzrost stężenia CO2 w atmosferze, przy optymalnych warunkach pozostałych czynników wegetacji roślin, zwiększa intensywność fotosyntezy, a w ślad za tym produktywność roślin zielonych. U większości tych roślin intensywność fotosyntezy rośnie wraz ze wzrostem stężenia CO2 do kilku dziesiątych procenta. Jednak w miarę dalszej koncentracji tego gazu natężenie fotosyntezy zmniejsza się i ustaje. Warto pamiętać, że w ramach poszukiwań nowych sposobów wytwarzania żywności duże nadzieje pokłada się między innymi w rozszerzaniu produkcji węglowodanów właśnie na drodze intensyfikacji procesu fotosyntezy. Ozon - jest to trójatomowa forma tlenu (O3), gaz silnie utleniający o charakterystycznym orzeźwiającym zapachu. W dolnej atmosferze występuje w niewielkich ilościach. Najczęściej O3 znajduje się na wysokości 25-30 km (ozonosfera). Zebrany razem utworzyłby w warunkach normalnego ciśnienia warstwę o grubości zaledwie ok. 2-3 mm. Jest drugorzędnym składnikiem atmosfery, ale ma zasadnicze znaczenie biologiczne. Pochłaniając promieniowanie nadfioletowe w paśmie 150-290 nm powoduje, że dopływa ono do powierzchni Ziemi tylko w ilościach niezbędnych do życia. Jest to bardzo ważne, gdyż większa ilość promieniowania nadfioletowego ze względu na jego dużą aktywność biologiczną działa zabójczo na komórki żywe. Ozonosfera spełnia więc rolę filtru ochronnego przed nadmiarem tego promieniowania i dzięki niej istnieje życie na Ziemi. Jest też absorbentem długofalowego promieniowania Ziemi. Jako energiczny utleniacz, ozon przyspiesza rozkład materii organicznej. W małym stężeniu gaz ten działa korzystnie na organizmy żywe, gdyż pobudza ich procesy fizjologiczne. Para wodna - jest to bardzo ważny zmienny składnik atmosfery. Z jego obecnością wiąże się powstawanie licznych meteorologicznych, takich jak chmury, opady atmosferyczne, mgły itp. Dzięki dużym ilościom ciepła wydzielanym podczas przemian fazowych, a przede wszystkim w wyniku kondensacji, para wodna wpływa w istotny sposób na termikę atmosfery, a w wyniku silnej absorpcji promieniowania cieplnego Ziemi zapobiega nadmiernemu ochładzaniu się jej powierzchni. Na najbardziej wilgotnych obszarach Ziemi (strefa równikowa - oceany) zawartość pary wodnej w dolnych warstwach atmosfery nie przewyższa 4% w stosunku objętościowym, a w klimacie surowym (strefa polarna) może spadać nawet do 0,01%. W szerokościach umiarkowanych w dolnych warstwach atmosfery znajduje się latem ok. 1,3% pary wodnej, a zimą ok. 0,4%. Dla Europu przyjmuje się następujący średni skład atmosfery w % objętości: 77,22 - N2, 20,80 - O2, 0,92 - H2O, 0,92 -Ar, 0,03 - CO2.
W kierunku pionowym atmosfera Ziemi charakteryzuje się zmianą właściwości fizycznych i chemicznych. Posłużyło to za podstawę do podziału atmosfery na dosyć wyraźne, choć nie posiadające dokładnych granic, koncentryczne warstwy. Opracowano kilka takich podziałów posługując się różnymi kryteriami. Najbardziej rozpowszechniony jest podział oparty na pionowym rozkładzie temperatury, według którego wyróżniono sześć głównych warstw. Troposfera. Nad troposferą rozciąga się tropopauza - warstwa przejściowa o grubości 1 - 2 km, w której najczęściej temperatura nie zmienia się z wysokością (izotermia). Wysokość tropopauzy, podobnie jak troposfery, zmienia się wraz z szerokością geograficzną. Stratosfera. Nad stratosferą leży kolejna warstwa przejściowa - stratopauza. Mezosfera. Nad nią rozciąga się mezopauza oddzielającą mezosferę od termosfery. Termosfera.
|
|||||||||||||
|