Atmosféra je to, co umožňuje život na Zemi. Získáváme úplně první informace a fakta o atmosféře na základní škole. Na střední škole už tento pojem více známe v hodinách zeměpisu.
Koncept zemské atmosféry
Atmosféra je dostupná nejen pro Zemi, ale i pro jiná nebeská tělesa. Toto je název plynného obalu obklopujícího planety. Složení této plynové vrstvy různých planet je výrazně odlišné. Podívejme se na základní informace a fakta o zemské atmosféře, jinak známé jako vzduch.
Kyslík je jeho nejdůležitější složkou. Někteří lidé se mylně domnívají, že zemská atmosféra je tvořena výhradně kyslíkem, ale vzduch je ve skutečnosti směsí plynů. Obsahuje 78 % dusíku a 21 % kyslíku. Zbývající jedno procento zahrnuje ozón, argon, oxid uhličitý, vodní páru. Nechť je procento těchto plynů malé, ale plní důležitou funkci - absorbují významnou část sluneční radiační energie, čímž brání svítidlu proměnit veškerý život na naší planetě v popel. Vlastnosti atmosféry se mění v závislosti naz výšky. Například ve výšce 65 km je dusík 86 % a kyslík 19 %.
Složení zemské atmosféry
- Oxid uhličitý je nezbytný pro výživu rostlin. V atmosféře se objevuje jako výsledek procesu dýchání živých organismů, hniloby, hoření. Jeho nepřítomnost ve složení atmosféry by znemožnila existenci jakýchkoli rostlin.
- Kyslík je pro lidi životně důležitou složkou atmosféry. Jeho přítomnost je podmínkou existence všech živých organismů. Tvoří asi 20 % celkového objemu atmosférických plynů.
- Ozón je přirozený absorbér slunečního ultrafialového záření, které nepříznivě ovlivňuje živé organismy. Většina tvoří samostatnou vrstvu atmosféry – ozónovou clonu. V poslední době vedla lidská činnost k postupnému ničení ozonové vrstvy, ale protože je velmi důležitá, probíhají aktivní práce na jejím zachování a obnově.
- Vodní pára určuje vlhkost vzduchu. Jeho obsah se může lišit v závislosti na různých faktorech: teplota vzduchu, geografická poloha, roční období. Při nízkých teplotách je ve vzduchu velmi málo vodní páry, možná méně než jedno procento, a při vysokých teplotách její množství dosahuje 4 %.
- Kromě všeho výše uvedeného je ve složení zemské atmosféry vždy určité procento pevných a kapalných nečistot. Jsou to saze, popel, mořská sůl, prach, kapky vody, mikroorganismy. Mohou se dostat do vzduchu přirozeně i antropogenně.
Vrstvy atmosféry
Teplota, hustota a kvalitativní složení vzduchu nejsou v různých výškách stejné. Kvůli tomu je zvykem rozlišovat různé vrstvy atmosféry. Každý z nich má svou vlastní charakteristiku. Pojďme zjistit, které vrstvy atmosféry se liší:
- Troposféra – tato vrstva atmosféry je nejblíže zemskému povrchu. Jeho výška je 8–10 km nad póly a 16–18 km v tropech. Zde je 90 % veškeré vodní páry, která je k dispozici v atmosféře, takže dochází k aktivní tvorbě mraků. Také v této vrstvě probíhají procesy jako pohyb vzduchu (vítr), turbulence, konvekce. Teploty se pohybují od +45 stupňů v poledne v teplém období v tropech do -65 stupňů na pólech.
- Stratosféra je druhá vrstva atmosféry nejvzdálenější od zemského povrchu. Nachází se v nadmořské výšce 11 až 50 km. Ve spodní vrstvě stratosféry je teplota přibližně -55, směrem do vzdálenosti od Země stoupá k +1˚С. Tato oblast se nazývá inverze a je hranicí mezi stratosférou a mezosférou.
- Mezosféra se nachází ve výšce 50 až 90 km. Teplota na jeho spodní hranici je asi 0, na horním dosahuje -80 … -90 ˚С. Meteority vstupující do zemské atmosféry zcela vyhoří v mezosféře, což zde způsobuje vzduchové paprsky.
- Termosféra má tloušťku přibližně 700 km. V této vrstvě atmosféry se objevují polární záře. Objevují se v důsledku ionizace vzduchu pod vlivem kosmického záření a záření vycházejícího ze Slunce.
- Exosféra je zóna rozptylu vzduchu. Tadykoncentrace plynů je malá a dochází k jejich postupnému úniku do meziplanetárního prostoru.
Hranice mezi zemskou atmosférou a vesmírem je považována za čáru 100 km. Tato linie se nazývá linie Karman.
Atmosférický tlak
Při poslechu předpovědi počasí často slyšíme údaje o barometrickém tlaku. Co ale znamená atmosférický tlak a jak nás může ovlivnit?
Přišli jsme na to, že vzduch se skládá z plynů a nečistot. Každá z těchto složek má svou váhu, což znamená, že atmosféra není beztížná, jak se věřilo až do 17. století. Atmosférický tlak je síla, kterou všechny vrstvy atmosféry tlačí na povrch Země a na všechny objekty.
Vědci provedli složité výpočty a dokázali, že atmosféra tlačí na jeden metr čtvereční silou 10 333 kg. To znamená, že na lidské tělo působí tlak vzduchu, jehož hmotnost je 12–15 tun. Proč to necítíme? Šetří nám svůj vnitřní tlak, který vyrovnává ten vnější. Atmosférický tlak můžete cítit v letadle nebo vysoko v horách, protože atmosférický tlak ve výšce je mnohem menší. To může způsobit fyzické nepohodlí, ucpané uši, závratě.
Zajímavé informace a fakta
O atmosféře obklopující zeměkouli se dá říci hodně. Víme o ní spoustu zajímavých faktů a některé z nich se mohou zdát překvapivé:
- Atmosféra Země váží 5 300 000 000 000 000 tun.
- Přispívá k přenosu zvuku. Nad 100 km tato vlastnost mizí v důsledku změn ve složení atmosféry.
- Pohyb atmosféry je vyvolán nerovnoměrným zahříváním zemského povrchu.
- K určení teploty vzduchu se používá teploměr a k určení tlaku atmosféry se používá barometr.
- Přítomnost atmosféry zachrání naši planetu před 100 tunami meteoritů denně.
- Složení vzduchu bylo fixováno několik set milionů let, ale začalo se měnit s nástupem rychlé průmyslové činnosti.
- Předpokládá se, že atmosféra sahá až do výšky 3000 km.
Význam atmosféry pro člověka
Fyziologická zóna atmosféry je 5 km. V nadmořské výšce 5000 m nad mořem začíná člověk pociťovat hladovění kyslíkem, což se projevuje snížením jeho pracovní kapacity a zhoršením pohody. To ukazuje, že člověk nemůže přežít v prostoru, kde tato úžasná směs plynů neexistuje.
Všechny informace a fakta o atmosféře jen potvrzují její důležitost pro lidi. Díky jeho přítomnosti se objevila možnost rozvoje života na Zemi. Již dnes, když jsme zhodnotili rozsah škod, které je lidstvo schopno způsobit svým jednáním životodárnému ovzduší, měli bychom přemýšlet o dalších opatřeních k zachování a obnově atmosféry.
