Compozitia si structura atmosferei

Compozitia si structura atmosferei

Atmosfera este invelisul gazos al Pamantului, care prezinta o grosime cuprinsa intre 1000-3000 km. In compozitia acestui amestec gazos se mai gasesc particule de praf, vapori de apa, microorganisme, polen etc.

Compozitia aerului in volume este de aproximativ 78% azot, 21% oxigen si 1 % alte gaze (Tab. 3.1.)

Tabelul 3.1. Compozitia aerului perfect uscat in atmosfera

Cunoasterea mecanismelor de actiune a poluantilor in atmosfera si efectele acestora necesita discutarea structurii atmosferei terestre ( Fig.3.1.).

Datorita atractiei gravitationale, partea inferioara a atmosferei este mai densa decat zona superioara. De fapt, din masa atmosferica este situata pana la o altitudine de 6,5 km. Datorita acestei situatii, atmosfera a fost impartita in 2 zone mari:

HOMOSFERA, zona inferioara, denumita astfel datorita compozitiei relativ uniforme a acesteia, situata pana la o altitudine de 100 Km  ;

HETEROSFERA, zona superioara, caracterizata printr-o densitate mult mai mica, unde particulele se ciocnesc rar, spre deosebire de zona inferioara, unde particulele se ciocnesc des, situata la peste 100 km, cu zonele: ionosfera (< 500 km) si ezosfera (> 500 km).

Ezosfera reprezinta stratul cel mai inalt si mai rarefiat al atmosferei, avand loc disocierea gazelor, la temperaturi 1200-1700^oC, continutul sau fiind caracteristic gazului interplanetar, cu aproximativ 600 protoni si 600 electroni pe cm³.

O alta structurare a atmosferei este realizata de meteorologi, in functie de temperatura si presiune, variatia acestor parametrii realizandu-se in functie de altitudine.

Atmosfera cuprinde 4 straturi importante :

TROPOSFERA - temperatura scade odata cu cresterea altitudinii

STRATOSFERA - temperatura creste odata cu cresterea altitudinii

MEZOSFERA - temperatura scade odata cu cresterea altitudinii

TERMOSFERA - temperatura creste odata cu cresterea altitudinii.

Trecerea intre 2 tipuri de straturi se face prin " pauze":

tropopauza

stratopauza

mezopauza.

Figura 3.1.    Structura atmosferei (linia continua - temperatura actuala ;

linia intrerupta - temperatura prognozata peste 100 de ani)

TROPOSFERA reprezinta zona cea mai importanta pentru om, deoarece aceasta este responsabila pentru mentinerea vietii, schimbarile sezoniere afectand sau influentand diversele forme de viata.

Nu trebuie neglijata si importanta celorlalte zone, in special al stratosferei, care prin importanta proceselor sale contribuie la filtrarea razelor ultraviolete, ca urmare a stratului de ozon din structura sa.

Dezvoltarea industriei si amplificarea fenomenelor de emisii in atmosfera au afectat cele 2 straturi atmosferice, ultimul secol fiind raspunzator de aceste modificari majore.

Transferul de caldura in troposfera presupune deplasarile marilor mase de aer in plan orizontal (latitudinal si longitudinal) si pe verticala (altitudinal). Teoria contemporana a circulatiei maselor mari de aer din troposfera sustine existenta a trei celule de aer: celula Hadley, celula Ferrel si celula Polara (Fig. 3.2).

Figura 3 Circulatia atmosferica in emisfera nordica

( dupa Popesu M., 2000)

In privinta miscarilor verticale, asa dupa cum se observa din schema, la intalnirea a doua celule Hadley, la ecuator, se formeaza miscari ascendente de aer, ce determina formarea maselor imense de nori, ce ajung pana la altitudinea de 18 km, in patura superioara a troposferei, fiind transportate spre Nord si coborand la nivelul latitudinilor medii, in cadrul celulei Ferrel. Apoi sunt transportate spre zona polara, parcurgand zona superioara din celula polara, ca apoi ajungand la pol sa coboare la altitudini mici.

Analiza miscarilor maselor de aer pe directie orizontala arata ca in zona de convergenta acuatoriala, a alizeelor, deplasarile maselor de aer se fac oblic, de la S-E spre N-W in emisfera australa si de la N-E la S-W in emisfera boreala, ca urmare a miscarii Pamantului.

Se constata ca miscarile maselor de aer se realizeaza de la presiune mare la presiune mica. In zonele polare, aerul este rece si dens la suprafata Pamantului (presiune mare), iar la altitudinile mari este foarte rarefiat, presiunea fiind scazuta. Exista la latitudinea medie o zona de presiune mica, situata intre cele doua zone cu presiune mare (subtropicala si polara). Se vor crea doua circuite de aer de mica altitudine, spre zona temperata: unul de la marile presiuni polare si celalalt de la marile presiuni subtropicale, iar returul acestor circuite, de aer rece si respectiv de aer cald, care converg in zona temperata , se va face in directie oblica, datorita miscarii Pamantului.