Atmosfääri koostis ja ehitus

10. klass > Geograafia > 2. kursus: Maa kui süsteem

Õhkkond on gaaside segu, mida saab jaotada kuivaks puhtaks õhuks, veeauruks ja aerosoolideks. Puhtas õhus on maapinna läheduses 78% lämmastikku, 21% hapnikku, 4% veeauru; 0,93% argooni ja 0,03% süsinikdioksiidi. Veeauru hulk muutub nii ööpäeva kui aasta jooksul ning on maakera erinevais paigus erinev.

Õhu koostis:

atmosfäär1

Meteoroloogias loetakse atmosfääri ülapiiriks 1000-1200 km, kuigi väga hõredat gaasikesta on veel mõne tuhande km kõrgusel. Enamus õhust paikneb 30-35 km kõrgusel.

youtube_video

Atmosfäär jaotatakse kihtideks temperatuuri alusel. Kihid on järgmised: tropo-, strato-, meso-, termo-, eksosfäär

atmosfäär3

youtube_video

atmosfäär2

Troposfäär algab Maa pinnalt ja ulatub keskmiselt 11 km kõrgusele. Troposfääri ülemine piir on ekvaatoril 18 km ja poolustel kuni 8 km. Siin asub peaaegu 90% kogu atmosfääri massist, veeaurust, tolmust. Kõige soojem on maapinna lähedal, mida kõrgemale tõusta, seda jahedamaks läheb.

atmosfäär4

atmosfäär5

Kõrguse suurenedes 1 km võrra langeb temperatuur 6,5 kraadi C võrra. Ka horisontaalselt on maakera erinevates piirkondades õhuniiskus ja temperatuur erinevad vastavalt Päikeselt saadud kiirguse hulgale.

Stratosfäär asub troposfääri kohal 11-55 km ulatuses. Selle sfääri alaosa on külm, ülaosas tõuseb temperatuur koos kõrguse kasvuga. Siin asub enamus osoonist, mis neelab päikesekiirgust ja seetõttu soojeneb.

atmosfäär6

Osoonikihi kahjustumine seab ohtu elu eksisteerimise Maal. Seetõttu on sõlmitud lepingud CO2 ja freoonide õhu paiskamise vähendamiseks.

Mesosfäär on kolmas kiht, mis ulatub 80 km kõrgusele. Mesosfääris pole veeauru ning selle kihi temperatuur kõrguse suurenedes langeb olles välispiiril – 100 kraadi C.

atmosfäär7

Mesosfääris muutuvad paljud gaasimolekulid päikesekiirguse mõjul ioonideks. Selline ioniseeritud kiht asub 50-65 km kõrgusel ja neelab raadiolühilaineid. Öösel sellist nähtust ei esine.

atmosfäär8

Termosfäär on umbes 800 km paksune ja selles temperatuur tõuseb kogu aeg. Virmalised tekivad termosfääris umbes 100 km kõrgusel Maast elektronide ja ioonide toimel lämmastiku ja hapniku aatomitele. Temperatuur termosfääris:

atmosfäär9

Virmalised esinevad termosfääris:

atmosfäär10

Kõrgemal kui 800 km paikneb eksosfäär, kus atmosfäär hõreneb planeetidevahelise ruumi tiheduseni.

atmosfäär12

Gaasi tihedus on seal nii väike, et molekulid ja aatomid läbivad sadu kilomeetreid enne kui põrkuvad naabermolekuliga.

Päikesekiirguse spektraalne koostis:

  1. γ -kiirgus ( λ < 10-5 μm);
  2. Röntgenikiirgus (10-5 μm < λ < 10-2 μm);
  3. Ultraviolettkiirgus (UV) (10-2 μm < λ < 0,39 μm);
  4. Nähtav kiirgus (0,39 μm < λ < 0,76 μm);
  5. Infrapunakiirgus (IP) (0,76 μm < λ < 3000 μm);
  6. Raadiolained (λ > 3000 μm)

atmosfäär13

atmosfäär14

Päikesekiirguse muutumine atmosfääris. Päikesekiired hajuvad ja muudavad suunda nii, et kiirgus saabub maapinnale peaaegu võrdselt igast suunast. Õhus olev veeaur ja pilved hajutavad ja muudavad kiirte suunda samuti.

atmosfäär15

 

Päikesekiirgus, mis saabub maapinnale paralleelsete kimpudena on otsekiirgus. Kiirguse seda osa, mida hajutavad pilved, veeaur ja tolm, nimetatakse hajuskiirguseks. Otse- ja hajuskiirgus kokku moodustavad kogukiirguse ehk summaarse kiirguse. Pilvitu taeva korral saabub Maale kogukiirgus, pilves ilmaga ainult hajuskiirgus. Otsekiirgus tekitab varje, hajuskiirgus mitte.

Maapinnale saabunud kiirgusest peegeldub osa tagasi, see on albeedo ehk peegeldunud kiirgus.

atmosfäär16

Tumepind, nt niiske muld neelab valgust, hele pind – lumi ja rannaliiv  peegeldavad kiirgust tagasi. Enim peegeldab päikesekiirgust tagasi värskelt sadanud lumi ja Antarktika igijää – kuni95%.