Troposfera: žemiausias atmosferos sluoksnis

Mažiausias atmosferos sluoksnis, kuriame veikia gyvi organizmai, vadinamas troposfera. Tai yra stiprių oro judesių ir debesų formų regionas. Tai buvo kelių dujų mišinys, kuris liko gana gausus. Tačiau troposferoje labai įvairiomis koncentracijomis atsirado vandens garų ir dulkių.

Troposferos oras, oras, kurį kvėpuojame, sudaro apie 78 proc. Azoto (N2), 21 proc. Deguonies (O2), 1 proc. Argono (Ar) ir 0, 03 proc. Anglies dioksido (CO ₂ ). Taip pat yra kitų dujų, kurių dauguma yra inertinės, pėdsakai. Išsami informacija apie visas šias dujas pateikta 1.2 lentelėje.

1.2 lentelė. Išsami informacija apie įvairias dujas pasaulio atmosferoje:

Didžiausias susidomėjimas taršos kontrole yra šis troposferos sluoksnis, nes tai yra sluoksnis, kuriame egzistuoja dauguma gyvų daiktų. Vienas iš naujausių troposferos pokyčių yra rūgščių lietų reiškinys. Rūgščių lietų ar rūgšties nusėdimo rezultatai, kai sieros oksidų (SO _x ) ir azoto oksidų (NO _x ) išmetami dujiniai teršalai sąveikauja su vandens garais ir saulės spinduliais ir chemiškai paverčiami stipriais rūgštiniais junginiais, pvz., Sieros rūgštimi (H2S04) ir azoto rūgštimi (HNO ₃ ).

Šie junginiai kartu su kitomis organinėmis ir neorganinėmis I cheminėmis medžiagomis yra nusodinami ant žemės kaip aerozoliai ir kietosios dalelės (sausas nusodinimas) arba yra pernešami į žemę lietaus lašų, ​​sniego drebučių, rūko arba rasos (drėgnos nuosėdos).

Stratosfera:

Stratosfera yra oro masė, apimanti nuo aukščiausio troposferos lygio iki aukščiausio stratosferos lygio, apie 50 km virš žemės paviršiaus. Čia esantis ozonas sudaro ozono sluoksnį, vadinamą ozonosfera. Jis susidaro iš deguonies per fotocheminę reakciją, kai deguonies molekulė suskaido, kad susidarytų deguonis.

O ₂ + (h = spinduliuotė) = 2O

Suformuotas atomo deguonies junginys su molekuliniu deguonimi ir ozonu.

O3 + O = O3

Jis sudaro skėtį, vadinamą ozono skėčiu, kuris sugeria saulės ultravioletinę spinduliuotę. Be to, jis tarnauja kaip antklodė mažinant žemės aušinimo greitį. Todėl pusiausvyra tarp ozono ir likusio oro yra reikšmingas aplinkos veiksnys.

Mesosphere:

Virš stratosferos yra mezosfera, kurioje yra šalta temperatūra ir žemas atmosferos slėgis. Temperatūra nukrenta iki -95 ° C, esant 80-90 km virš žemės paviršiaus. Zona vadinama menopauze.

Termosfera:

Virš mezosferos yra termosfera, kuri viršija 500 km virš žemės paviršiaus. Jis pasižymi temperatūros padidėjimu iš mezosferos. Viršutinė zona iki termosferos, kurioje vyksta deguonies jonizacija, vadinama jonosfera.

Exosphere:

Atmosfera virš jonosferos vadinama išorinės erdvės eksosfera, kuri užima atmosferą, išskyrus vandenilį ir helį, ir išauga iki 32190 km nuo žemės paviršiaus. Ji turi labai aukštą temperatūrą dėl Saulės spindulių.

Vidinės atmosferos savybės:

Taršos problemos kyla dėl atmosferos teršalų susiliejimo, nepalankių meteorologinių sąlygų ir kartais tam tikrų topografinių sąlygų. Dėl glaudaus ryšio tarp oro taršos ir tam tikrų atmosferos sąlygų būtina suprasti meteorologiją.

Visų meteorologinių reiškinių šaltinis yra pagrindinė, bet kintanti atmosferos savybių tvarka - šiluma, slėgis, vėjas ir drėgmė. Visi orai, įskaitant slėgio sistemą, vėjo greitį ir kryptį, drėgmę, temperatūrą ir kritulius, galiausiai atsiranda dėl kintamo šilumos, slėgio, vėjo ir drėgmės santykio.

Šių keturių elementų sąveiką galima stebėti keliais skirtingais mastais. Šios judesio skalės yra susijusios su masiniu oro judėjimu, kuris gali būti pasaulinis, kontinentinis, regioninis ar vietinis. Pagal jų geografinį poveikio diapazoną judėjimo mastas gali būti priskiriamas makro skalei, mezosalei arba mikroschemai.

Makro skalė:

Atmosferos judesys šioje skalėje apima planetinius cirkuliacijos modelius, didelį oro srovių srautą per pusrutulį. Šie reiškiniai atsiranda tūkstančių kilometrų skalėje, o juos rodo pusiau nuolatinės aukšto ir žemo slėgio vietovės vandenynuose ir žemynuose.

Oro judėjimas pasauliniu mastu yra ne tik išilgai nuo pusiaujo iki polių, ar atvirkščiai, nes dvigubas šilumos skirtumo tarp polių ir pusiaujo poveikis ir žemės sukimasis palei ašis sukelia sudėtingesnį oro cirkuliacijos modelį. . Šią dvigubą šiluminės konversijos įtaką ir karolio jėgą (žemės sukimosi poveikį vėjo greičiui ir krypčiai) sukelia aukšto ir žemo slėgio zonos, šalti ar šilti frontai, uraganai ir žiemos audros.

Vienas iš pagrindinių elementų, turinčių įtakos oro masės judėjimui šioje skalėje, yra žemės ir vandens masių pasiskirstymas virš žemės paviršių. Didelis žemės ir vandenyno masės laidžių pajėgumų disbalansas lemia daugelio mūsų orų sistemų plėtrą.

Mesoscale:

Cirkuliacijos modelis vystosi per regioninius geografinius vienetus, visų pirma dėl regioninės ar vietinės topografijos įtakos. Šie reiškiniai atsiranda šimtų kilometrų skalėse. Žemės paviršių oro judėjimas - kalnų, vandenyno kūnų, miško ir miesto plėtros vieta.

Mikroskopai:

Mikroskopinio reiškinio atsiranda per mažiau nei 10 kilometrų plotus. Jis atsiranda per trinties sluoksnį, atmosferos sluoksnį ant žemės, kur trinties įtempio ir šiluminių pokyčių poveikis gali sukelti vėjai pastebimai nukrypti nuo standartinio modelio.

Frikcinis stresas, susidūręs, kai oras juda virš netaisyklingų fizinių savybių, pvz., Pastatų, medžių, krūmų ar uolų, sukelia mechaninį turbulenciją, turinčią įtakos oro judėjimo modeliui. Šiluminė šiluma iš miesto asfalto ir betono, dykumos smėlio ar kitų tokių paviršių sukelia terminį turbulenciją, kuri taip pat veikia oro judėjimo modelius.

Makroskopinio cirkuliavimo modeliai daugeliu atvejų neturi tiesioginės įtakos oro kokybei. Tai yra oro judėjimas mezosalės ir mikroschemos lygiu, kuris yra gyvybiškai svarbus tiems, kurie atsakingi už oro taršos kontrolę.

Šiluma:

Šiluma yra kritinės atmosferos kintamasis. Tai yra pagrindinis klimato sąlygų katalizatorius. Šilumos energija atmosferoje ateina iš Saulės kaip trumpos bangos spinduliuotė (apie 0, 5 µm), daugiausia matomos šviesos forma. Žemė skleidžia daug ilgesnes bangas (vidutiniškai 10 µm), nei gaunama, dažniausiai nematomos šilumos spinduliuotės forma.

Kai kurie saulės spinduliai yra išsklaidyti tarpinių oro molekulių. Būtent tai yra skirtingų bangų ilgių spindulių išsklaidymas, kuris suteikia aiškų dangų giliai mėlynos spalvos. Sklaida yra intensyvesnė, nes Saulė juda netoli horizonto ir būtent šis reiškinys sukuria raudoną Saulę ir saulėlydžius.

Žemės paviršius yra pagrindinis saulės energijos absorberis. Taigi troposfera pirmiausia šildoma nuo žemės, o ne nuo Saulės.

Keturios svarbios šilumos perdavimo troposferoje būdai yra šiltnamio efektas, kondensacija - garavimo ciklas, laidumas ir konvekcija.

Garavimo-kondensacijos ciklas:

Vandens garavimas reikalauja energijos ir ši energija yra absorbuojama iš atmosferos ir laikoma vandens garuose. Po kondensacijos ši šilumos energija išleidžiama. Kadangi garavimas paprastai vyksta žemės paviršiuje arba šalia jo, o kondensacija paprastai vyksta viršutiniuose troposferos regionuose, garavimo - kondensacijos procesas linkęs perkelti šilumą iš žemesnių regionų į aukštesnius regionus.

Vadovavimas:

Šilumos perdavimas iš žemės į atmosferą taip pat atliekamas per laidumą, šilumos perdavimą tiesioginiu fiziniu oro ir žemės kontaktu. Kai oras juda žemyn, jis liečiasi su šiltesniu žeme ir įgauna šilumą iš žemės į atmosferą.

Konvekcija:

Tai procesas, kurį inicijuoja šilto oro kilimas ir šalto oro čiulpimas, ir tai yra pagrindinė jėga perkeliant šilumą iš žemės į troposferą. Konvekcija yra pagrindinis oro masių judėjimo makroskalėje veiksnys.

Slėgis:

Slėgis yra svarbus meteorologijos reiškinio kintamasis. Kadangi oras turi svorį, visa atmosfera spaudžia žemę po juo. Šis slėgis paprastai matuojamas gyvsidabrio barometru. Orų žemėlapiuose slėgio pasiskirstymas atmosferoje yra lygus atmosferos slėgio izobars-linijas. Šios linijos apibūdina aukšto ir žemo slėgio elementus, turinčius įtakos pagrindinių oro sistemų plėtrai.

Slėgio matavimai žemėje nuolat kinta, nes oro slėgis pakyla tame pačiame regione ir patenka į kitus. Kontinentų vieta, paviršiaus šiurkštumo ir spinduliuotės skirtumai, vėjo energija ir pasauliniai cirkuliacijos modeliai - tai visos jėgos, skatinančios aukšto ir žemo slėgio sistemų ar ląstelių plėtrą. Šių aukšto ir žemo slėgio sistemų apyvarta ar judėjimas yra atsakingas už daugelį oro sąlygų pokyčių.

Vėjas:

Vėjas yra tiesiog oro judėjimas. Makro mastu judėjimas atsiranda dėl nevienodo atmosferos temperatūros ir slėgio pasiskirstymo virš žemės paviršiaus ir žymiai įtakoja žemės rotacija. Vėjo srauto kryptis yra nuo didelio iki žemo, tačiau koriolio jėga (ty žemės sukimosi poveikis vėjo greičiui ir krypčiai) linksta nukreipti oro sroves iš šių laukiamų modelių.

Mesoscale ir mikroschemoje topografinės ypatybės kritiškai veikia vėjo srautą. Paviršiaus variacijos turi akivaizdų poveikį oro judėjimo greičiui ir krypčiai. Be to, jūros ir sausumos vėjai, kalnų slėnių vėjai, pakrantės rūko, vėjo pralaidumo sistemos, miesto šilumos salos yra pavyzdys, kaip regioninė ir vietinė topografija veikia atmosferos sąlygomis.

Žemės ir vandens laidžiosios talpos dispersija lemia kitą topografijos poveikį vėjo krypčiai. Kadangi žemė užšyla ir atvėsėja greičiau nei kaimyniniai vandens telkiniai, pakrantės vėjai patenka į dienos brizo ir vakaro sausumos brizų modelį.

Vėjo greitis paprastai matuojamas anemometru, kuris paprastai susideda iš trijų ar keturių pusrutulio dangtelių, išdėstytų aplink vertikalią ašį. Kuo greitesnis dangtelių sukimosi greitis, tuo didesnis vėjo greitis.

Drėgmė:

Nuolatinis pakartotinis ciklas mūsų aplinkoje - išgarinimas iki kondensacijos. Drėgmė pirmiausia perkeliama iš žemės paviršių į atmosferą. Tada vandens garai kondensuojasi ir formuoja debesis.

Šis ciklas baigsis, nes kondensuotas garas grįžta į žemės paviršių tam tikru kritulių, lietaus, krušos, sniego ar rūkymo būdu. Topografija atlieka svarbų vaidmenį drėgmės pasiskirstyme. Kalnai linkę pakelti drėgmės pakrautą orą, dėl to kyla sunkesnis kritulių kiekis vėjo pusėje.

Santykinė drėgmė:

Atmosferoje esantis vandens garų kiekis matuojamas pagal drėgmę. Kuo aukštesnė oro temperatūra, tuo daugiau vandens garų gali išlaikyti, kol ji tampa prisotinta. Žemės paviršiaus temperatūros padidėjimas 11, 1 ° C maždaug dvigubai padidina atmosferos drėgnumą.

Santykinė drėgmė matuojama prietaisu, vadinamu psichrometru. Psichometro termometras parodo oro temperatūrą, o šlapioji lemputė termometras matuoja aušinimo kiekį, atsirandantį, kai lemputės drėgmė išgaruoja. Skirtingai tarp dviejų rodmenų ir sausos lemputės temperatūros, galima gauti santykinės drėgmės rodmenis iš psichometro lentelių.