Σάββατο, 29 Ιουνίου 2013

H δομή και η σύσταση της ατμόσφαιρας και η σημασία της για την διατήρηση της ζωής στο πλανήτη μας



  • Τι είναι η ατμόσφαιρα;
  • Ποια η σημασία της;
  • Ποιά είναι η σύσταση της;
  • Και ποιά είναι η δομή της;





  • Τι είναι η ατμόσφαιρα;



Είναι ο προστατευτικός αέριος μανδύας που περιβάλει την Γη και άλλα ουράνια σώματα. Είναι μείγμα αερίων και συγκρατείται γύρω απο την Γη εξαιτίας του πεδίου βαρύτητας και της θερμικής κίνησης των μορίων των αερίων. Η ατμόσφαιρα είναι ένα δυναμικό σύστημα που διαρκώς μεταβάλλεται λόγω των φυσικών και χημικών μετασχηματισμών που λαμβάνουν χώρα. Η φυσική κίνηση των αερίων μαζών λόγω των διαφορετικών συνθηκών της θερμοκρασίας, της πίεσης και υγρασίας δημιουργεί τον καιρό σε κάθε περιοχή του πλανήτη και κατά συνέπεια το κλίμα της περιοχής αυτής. Επίσης, η χημική σύνθεση της ατμόσφαιρας μεταβάλλεται συνεχώς έχοντας ως κινητήρια δύναμη την ηλιακή ακτινοβολία. Οι χημικές ενώσεις που εκπέμπονται ως ρύποι από τις ανθρώπινες δραστηριότητες συμμετέχουν ενεργά και μεταβάλλουν τη χημική σύνθεση της ατμόσφαιρας.


  • Ποια η σημασία της;


Η σημασία της ατμόσφαιρας της Γη είναι πάρα πολύ σημαντική για την διατήρηση της ζωής στην γη. 

Η ατμόσφαιρα μας παρέχει: 
• Το οξυγόνο για τους ανθρώπους και τα ζώα, 
• Το άζωτο για τη σύνθεση των πρωτεϊνών, 
• Το διοξείδιο του άνθρακα για τη φωτοσύνθεση των φυτών, 
• Το μέσο μεταφοράς του νερού καθώς χωρίς αυτή δε μπορεί να λειτουργήσει ο υδρολογικός
κύκλος (μια αναφορά στον υδρολογικό κύκλο), 
• Τη φυσική ασπίδα προστασίας από τις βλαβερές ακτινοβολίες του σύμπαντος.
  • Η ατμόσφαιρα δρα ως μονωτικό υλικό που αποτρέπει ακραίες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας μεταξύ ημέρας και νύχτας,






    • Ποιά είναι η σύσταση της;
    Αέριο
    Ποσότητα
     Άζωτο(N2)
    780,840 ppmv (78.084%)
    Οξυγόνο (O2)
    209,460 ppmv (20.946%)
    Αργό (Ar)
    9,340 ppmv (0.9340%)
    Διοξείδιο του άνθρακα (CO2)
    397 ppmv (0.0397%)
    Νέο (Ne)
    18.18 ppmv (0.001818%)
    Ήλιο (He)
    5.24 ppmv (0.000524%)
    Μεθάνιο (CH4)
    1.79 ppmv (0.000179%)
    Κρυπτόν (Kr)
    1.14 ppmv (0.000114%)
    Υδρογόνο (H2)
    0.55 ppmv (0.000055%)
     Οξείδιο του αζώτου(N2O)
    0.325 ppmv (0.0000325%)
    Μονοξείδιο του άνθρακα (CO)
    0.1 ppmv (0.00001%)
    Ξένο (Xe)
    0.09 ppmv (9×10−6%) (0.000009%)
    Όζον (O3)
    0.0 to 0.07 ppmv (0 to 7×10−6%)
     Διοξειδιο του αζώτου(NO2)
    0.02 ppmv (2×10−6%) (0.000002%)
    Ιώδιο (I2)
    0.01 ppmv (1×10−6%) (0.000001%)
    Αμμωνία (NH3)
    trace



    • Και ποια είναι η δομή της;


    Γήινη ατμόσφαιρα αποτελείται από μια σειρά από στρώματα, καθένα από τα οποία έχει ένα διαφορετικό σύνολο χαρακτηριστικών.Πιο συγκεκριμένα το πλησιέστερο στην επιφάνεια της γης στρώμα της ατμόσφαιρας είναι η τροπόσφαιρα. Ακολουθούν κατά σειρά η στρατόσφαιρα, η μεσόσφαιρα και η θερμόσφαιρα.

    Πιο συγκεκριμένα το πλησιέστερο στην επιφάνεια της γης στρώμα της ατμόσφαιρας είναι η
    τροπόσφαιρα. Ακολουθούν κατά σειρά η στρατόσφαιρα, η μεσόσφαιρα και η θερμόσφαιρα.


    Η τροπόσφαιρα είναι το σημαντικότερο τμήμα της ατμόσφαιρας καθώς είναι αυτό μέσα στο οποίο
    ζούμε και κινούμαστε όλοι μας καθημερινά.. Η τροπόσφαιρα ξεκινά από την επιφάνεια της γης
    αλλά αξίζει να σημειωθεί ότι δεν υπάρχει αυστηρά καθορισμένο όριο για το που τελειώνει η
    τροπόσφαιρα. Τα όρια της εξαρτιούνται από το γεωγραφικό πλάτος και την εποχή του έτους. 
    Αυτό σημαίνει ότι η τροπόσφαιρα πάνω από τον ισημερινό φτάνει σε ύψος τα 15 περίπου
    χιλιόμετρα ενώ πάνω από τους πόλους το ύψος της φτάνει στα 10 περίπου χιλιόμετρα. Περίπου το 75 τις εκατό της συνολικής μάζας της ατμόσφαιρας είναι μέσα στην τροπόσφαιρα..Οι περισσότεροι καιρικές αλλαγές συμβαίνουν σε αυτό το επίπεδο. Στην ανώτερη τροπόσφαιρα είναι υψηλής ταχύτητας ρεύματα αέρα που ονομάζεται αεροχείμαρροι. Η θερμοκρασία του αέρα στην τροπόσφαιρα μειώνεται όσο αυξάνεται το υψόμετρο. Η τροπόπαυση είναι το ανώτερο όριο της τροπόσφαιρας.


    Η στρατόσφαιρα είναι το αμέσως επόμενο τμήμα της ατμόσφαιρας. Εκτείνεται από εκεί που
    τελειώνει η τροπόσφαιρα μέχρι περίπου τα 50 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της γης. Η
    σύσταση αυτού του τμήματος δεν είναι ομοιόμορφη. Η παρουσία της είναι σημαντική γιατί μέσα
    εκεί βρίσκεται η στοιβάδα του όζοντος η οποία προστατεύει τη ζωή στη γη από τη βλαβερή
    υπεριώδη ακτινοβολία. Η στρατόσφαιρα είναι επίσης σημαντική γιατί εκεί λαμβάνει χώρα η
    σημαντικότερη κίνηση των αερίων μαζών, δηλαδή οι άνεμοι που φυσάνε στη γη δημιουργούνται
    στη στρατόσφαιρα.Στη στρατόσφαιρα, η θερμοκρασία αυξάνει αργά με αυξανόμενο ρυθμό έως ότου το κάτω μέρος του στρώματος του όζοντος επιτυγχάνεται. Η θερμοκρασία αυξάνεται στη συνέχεια γρήγορα μέσα από το άνω στρατόσφαιρα. Επίσης τα σύννεφα εμφανίζονται σπάνια. Τα αεροσκάφη πετούν συχνά στην κατώτερη στρατόσφαιρα, λόγω της έλλειψης των νεφών και των καταιγίδων και επειδή η αντίσταση του αέρα είναι χαμηλή. Αεροπλάνα που πετούν στη στρατόσφαιρα πρέπει να έχει πίεσης καμπίνες και παροχή οξυγόνου, επειδή ο αέρας είναι πάρα πολύ λίγος για την αναπνοή.

    Η Μεσόσφαιρα εκτείνεται από την στρατόσφαιρα σε υψόμετρο περίπου 80 χλμ..Η θερμοκρασία  μειώνετε  καθώς αυξάνεται το υψόμετρο μέχρι την μεσόπαυση, η οποία είναι το ανώτερο όριο της μεσόσφαιρα.

    Η θερμόσφαιρα  είναι  480 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια τη γης.Η Θερμοκρασία αυξάνεται  καθώς αυξάνεται το υψόμετρο. Η θερμόσφαιρα περιέχει μια υψηλή συγκέντρωση των ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων που αποτελείται από άτομα και μόρια τα οποία έχουν χάσει ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια. Αυτά τα σωματίδια, που ονομάζονται ιόντα, που παράγεται από την υπεριώδη ακτινοβολία, ακτίνες Χ, και τις κοσμικές ακτίνες. 

    Η μαγνητόσφαιρα ή εξώσφαιρα  αρχίζει σε υψόμετρο περίπου 480 χλμ. Οι κοσμικές ακτίνες και άλλες υψηλής ενέργειας σωματίδια από το διάστημα παγιδεύονται μέσα στην μαγνητόσφαιρα από μαγνητικές δυνάμεις που προέρχονται από το μαγνητισμό της Γης. Αυτά τα παγιδευμένα σωματίδια συμβαίνουν σε μεγαλύτερη συγκέντρωση, όπως οι ζώνες ακτινοβολίας Van Allen. Η μαγνητόσφαιρα έχει το γενικό σχήμα ενός επιμήκους δάκρυ, που εκτείνεται μακριά στο διάστημα στην κατεύθυνση μακριά από τον ήλιο.


    Διάγραμμα με τις τιμές που έχει η θερμοκρασία


    Πηγές:
    http://kee.ideke.edu.gr/epms/files/material_163.pdf
    http://science.howstuffworks.com/dictionary/meteorological-terms/atmosphere-info1.htm
    http://en.wikipedia.org/wiki/Atmosphere_of_Earth