Transcript GR 2 Atmosfera

ATMOSFERA
ATMOSFERA
Atmosfera – gazowa powłoka otaczająca planetę posiadającą
masę wystarczającą do utrzymywana wokół siebie warstwy
gazów, w wyniku działania grawitacji.
PIONOWY
ROZKŁAD
ATMOSFERY
ZIEMSKIEJ
TROPOSFERA (DO OK. 11 KM)
Strefa leżąca nad powierzchnią
Ziemi, najcieńsza, ale też
najgęstsza z wszystkich
warstw, skupiająca ponad 50
% ogółu powietrza
atmosferycznego. Jej
wysokość uzależniona jest od
maksymalnej wysokości do
jakiej dociera konwekcja (nad
zimnymi biegunami do 8 km,
nad gorącym równikiem do 18
km). Ciśnienie atmosferyczne i
gęstość powietrza spadają
tutaj wraz z wysokością
najszybciej.
TROPOSFERA (DO OK. 11 KM)
Na wysokości ok. 11 km panuje już temperatura -50°C,
podczas gdy przy powierzchni może utrzymywać się 15°C.
W troposferze zachodzą wszystkie zjawiska pogodowe oraz
cały obieg wody w przyrodzie. Występuje w niej cała para
wodna, która skraplając się tworzy chmury.
STRATOSFERA (11-50 KM)
Wraz ze wzrostem wysokości
powietrze się wyraźnie rozrzedza a
jego ciśnienie szybko maleje.
Temperatura powietrza zaczyna tutaj
wzrastać do 20°C, gdyż powietrze na
tej wysokości intensywnie pochłania
promieniowanie ultrafioletowe słońca.
Związane jest z tym jonizowanie tlenu
i tworzenie cząsteczek ozonu, którego
najwięcej znajduje się na wysokości
15-40 km w tzw. warstwie ozonowej.
STRATOSFERA (11-50 KM)
Pionowe ruchy powietrza w tej strefie nie występują,
natomiast wieją tutaj bardzo szybkie prądy strumieniowe –
poziome wiatry o globalnym zasięgu, odpowiedzialne za
przemieszczanie układów barycznych. Pary wodnej
praktycznie w stratosferze już nie ma.
MEZOSFERA (50-85 KM)
Następuje tutaj wyraźny spadek temperatury od 0 do -70°C.
Ciśnienie atmosferyczne i gęstość powietrza spadają do
śladowych wartości. Skład chemiczny atmosfery pozostaje
jednak cały czas stały. Większość cząstek gazów
atmosferycznych jest w stanie zjonizowanym.
TERMOSFERA (85-800 KM)
W silnie rozrzedzonym powietrzu przestają
rozchodzić się fale dźwiękowe. Zaczyna
zmieniać się, stały dotąd, skład chemiczny
atmosfery.
TERMOSFERA (85-800 KM)
Wysokoenergetyczne cząstki wiatru słonecznego zaczynają
zderzać się z cząstkami gazów atmosferycznych,
pobudzając je do świecenia i tworząc zjawisko zorzy
polarnej. Z powodu ekspozycji na promieniowanie
kosmiczne następuje tutaj gwałtowny wzrost temperatury.
EGZOSFERA (800-2000 KM)
W tej strefie zaczynają zanikać ostatnie ślady obecności
powietrza. Odległości pomiędzy cząsteczkami są tak duże,
iż właściwie panuje tutaj bardzo wysoka próżnia.
JONOSFERA (85-2000 KM)
Nazwa ta oznacza „strefę jonów” i jest wspólna dla
termosfery i egzosfery. Nazwa ta wiąże się z obecnością
praktycznie wyłącznie zjonizowanych cząstek gazów
atmosferycznych, które są nieustannie wystawione na
kontakt z promieniowaniem kosmicznym.
MAGNETOSFERA (DO OK. 12500 KM OD
STRONY SŁOŃCA)
Strefa oddziaływania pola magnetycznego Ziemi. Wykracza
daleko poza atmosferę ziemską i odgrywa ważną rolę w
kształtowaniu warunków fizycznych na naszej planecie.
MAGNETOSFERA (DO OK. 12500 KM OD
STRONY SŁOŃCA)
Teoretyczny, regularny układ linii pola magnetycznego
zaburzany jest przez wiatr słoneczny, który powoduje, że
część magnetosfery zwrócona w stronę Słońca jest ściśnięta,
natomiast część magnetosfery po drugiej stronie jest silnie
rozciągnięta w warkocz.
MAGNETOSFERA (DO OK. 12500 KM OD
STRONY SŁOŃCA)
W magnetosferze znajdują się dwa koncentryczne pierścienie
o podwyższonej gęstości cząstek naładowanych elektrycznie
tzw. pasy Van Allena.
.
SKŁAD OBJĘTOŚCIOWY POWIETRZA
ATMOSFERYCZNEGO
Składniki główne
(99,997 %):
 azot (N2) – 78,09 %,
 tlen (O2) – 20,95 %,
 argon (Ar) – 0,93 %,
 dwutlenek węgla (CO2) –
0,03 %.
SKŁAD OBJĘTOŚCIOWY POWIETRZA
ATMOSFERYCZNEGO
Składniki drugorzędne (~ 0,003 %)
 podtlenek azotu (N2O),
 neon (Ne),
 wodór (H2),
 hel (He),
 ozon (O3).
 metan (CH4),
 krypton (Kr),
SKŁAD OBJĘTOŚCIOWY POWIETRZA
ATMOSFERYCZNEGO
Domieszki:
 para wodna (H2O),
 ksenon (Xe),
 radon (Rn),
 dwutlenek azotu (NO2),
 dwutlenek siarki (SO2),
 amoniak (NH3),
 jod (J2),
 aerozole atmosferyczne (pyły, mikroorganizmy,
zanieczyszczenia).
ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA
Zanieczyszczenia powietrza – substancje stałe, ciekłe i
gazowe występujące w ilościach uciążliwych dla człowieka
lub wywierające ujemny wpływ na jego zdrowie, a także
szkodliwe dla zwierząt i roślin.
RODZAJE ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA
Podział ze względu na stan skupienia:
 pyły – zanieczyszczenia stałe,
 gazy – zanieczyszczenia lotne,
 mgły – zanieczyszczenia 2-składnikowe: ciekłogazowe,
 dymy – zanieczyszczenia 2-składnikowe: pyłowogazowe,
 smog – zanieczyszczenia 3-składnikowe: stałociekło-gazowe; powstaje w warunkach inwersji
termicznej.
RODZAJE ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA
Podział ze względu na pochodzenie:
 pierwotne – bezpośrednio uwalniane do
atmosfery przez źródła emisji,
 wtórne – powstają z zanieczyszczeń
pierwotnych w wyniku procesów fizycznych i
chemicznych.
RODZAJE ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA - PYŁY



toksyczne – pyły metali ciężkich (Pb, Cd, As, Cu, Zn),
fluorki, nawozy sztuczne,
szkodliwe – pyły krzemianowe i glinokrzemianowe, w tym
azbest, pyły drzewne,
neutralne – pyły Ca, Mg, Fe, gipsu, itp.
RODZAJE ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA - GAZY




toksyczne – SO2, SO3, NOx, CO, F, Cl, O3 i in.,
zapachowe – węglowodory, siarkowodór, merkaptany,
cieplarniane – CO2, CH4, N2O, freony, halony, O3 troposferyczny,
powodujące dziurę ozonową – freony, halony, NOx.
EMISJA
Ilość zanieczyszczeń wydzielona do atmosfery z
danego źródła (emitera) w jednostce czasu.
Jednostki: kg/h, t/rok, % produkcji, kg/t
IMISJA
Ilość zanieczyszczeń wydzielona do atmosfery z
danego źródła (emitera) w jednostce objętości.
Jednostki: mg/m3, ng/m3, ppm, ppb i in.
NATURALNE ŹRÓDŁA ZANIECZYSZCZEŃ
POWIETRZA








erupcje wulkaniczne (pyły, SO2, H2S, CO2, CO),
mokradła (CH4, H2S, NH3, N2O, CO2),
wyładowania elektryczne – burze (NOx),
martwe szczątki roślin i zwierząt (węglowodory, w
tym CH4, H2S, NOx, NH3, CO2),
erozja wietrzna (pyły),
wietrzenie skał i minerałów (pyły),
pyły kosmiczne,
pożary lasów i stepów (CO2, CO, sadza, pyły).
ANTROPOGENICZNE ŹRÓDŁA ZANIECZYSZCZEŃ
POWIETRZA



źródła powierzchniowe (rozproszone, obszarowe) –
paleniska domowe, kotłownie lokalne, zakłady
rzemieślnicze,
źródła punktowe – energetyka i przemysł,
źródła liniowe (pasmowe) – transport.
SKUTKI ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA
kwaśny deszcz – opady atmosferyczne, o
odczynie kwaśnym, zawierające kwasy
wytworzone w reakcji wody z pochłoniętymi z
powietrza gazami, jak: SO2, NOx, H2S, HCl,
wyemitowanymi do atmosfery w procesach
spalania paliw oraz produkcji przemysłowej,
SKUTKI ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA
SKUTKI ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA
SKUTKI ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA
smog – nienaturalne zjawisko atmosferyczne
polegające na współdziałaniu zanieczyszczeń
powietrza spowodowanych działalnością
człowieka oraz niekorzystnych naturalnych
zjawisk atmosferycznych: znacznej wilgotności
powietrza (mgła) i braku wiatru,
SKUTKI ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA
SKUTKI ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA
dziura ozonowa – zjawisko zmniejszania się
stężenia ozonu w stratosferze ziemskiej,
wskutek emisji do atmosfery gazów niszczących
ozon, takich jak: freony, halony i NOx; tempo
globalnego spadku ozonu stratosferycznego
wynosi 3 % na rok nad Antarktydą, 0,4-0,8% na
rok w północnych, umiarkowanych
szerokościach geograficznych i mniej niż 0,2 %
w tropikach,
SKUTKI ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA
SKUTKI ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA
SKUTKI ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA
efekt cieplarniany – zjawisko wzrostu
temperatury powierzchni ziemi, wywołane
obecnością w atmosferze tzw. gazów
cieplarnianych, absorbujących promieniowanie
cieplne z powierzchni ziemi i dolnych warstw
atmosfery.
SKUTKI ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA
SKUTKI ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA