Atmosfera

Atmosfera

Atmosfera este invelisul gazos al Terrei. Ea nu are propriu-zis o limita, ea devine din ce in ce mai rara pe masura ce departarea fata de Pamant creste si tinde ca la inaltimi mari, printr-o tranzitie lenta, sa se confunde cu vidul interplanetar.

Atmosfera este mentinuta in jurul Pamantului datorita fortei de atractie newtoniana exercitata de masa acestuia. Moleculele gazului ce constituie atmosfera se afla intr-o miscare continua, se ciocnesc intre ele, isi schimba directia, iar la inaltimi mari unde parcursul liber mijlociu al moleculelor devine de ordinul zecilor de kilometri, ele ating viteze atat de mari incat pot scapa din sfera de atractie a Pamantului si se pot pierde in spatiul cosmic sau pot reveni in atmosfera terestra dupa ce au parcurs traiectorii eliptice foarte alungite. Acest lucru se petrece la aproximativ 2500 km, nivel la care atmosfera terestra se afla intr-o stare de disipatie atat de inaintata, incat nu mai apar fenomene meteorologice. Aceasta regiune a fost denumita franj atmosferic sau exosfera.

1. Structura atmosferei

Din punct de vedere fizic atmosfera este un mediu neomogen. Daca se ia in considerare distributia temperaturii cu inaltimea, atmosfera poate fi impartita in urmatoarele straturi (fig.9.1.):

Fig.9.1. Structura verticala a atmosferei

Troposfera este stratul din imediata apropiere a Pamantului, grosimea ei atingand 16-18 km la ecuator, 10-11 km la latitudini mijlocii si 6-8 km la poli. Trecerea spre stratul superior se face prin intermediul tropopauzei.

Stratosfera - se intinde de la tropopauza pana la o inaltime medie de 32 km si se caracterizeaza printr-o constanta a temperaturii de -56,5 ⁰C. Tranzitia spre stratul superior se face prin stratopauza.

Mezosfera - este stratul de la 32-80 km. Aici apare fenomenul de inversiune termica, adica temperatura pana la 50 km creste atingand valori in jur de 60 - 70 ⁰C, iar apoi scade pana la -80 ⁰C sau chiar mai mult.

Termosfera - se intinde pana catre 1000 km. Intre 200-500 km se intalnesc straturi puternic ionizate, care constituie ionosfera. Ionosfera reprezinta patura pe care se reflecta undele radio si in care se formeaza aurorele polare. Tranzitia spre stratul superior se face prin intermediul termopauzei.

Exosfera - este ultimul strat al atmosferei, intinzandu-se pana la aproximativ 3000 km. Densitatea acestui strat este extrem de mica, apropiindu-se de cea a materiei interstelare. Gazele care mai persista la aceste inaltimi se gasesc sub forma de atomi, ioni si molecule, existand chiar si a patra stare de agregare a materiei - plasma.

2. Masa si compozitia atmosferei

Prin calcule masa atmosferei a fost stabilita la 5,26 10¹⁵ tone, valoare care comparativ cu masa Pamantului de 5,98 10²¹ tone, reprezinta aproximativ a milioana parte din masa Terrei.

Masa atmosferei nu este uniform distribuita pe verticala, astfel 50 % din ea se gaseste intre sol si primii 5 km inaltime, 75% intre sol si 10 km, 95% in primii 20 km si numai restul la inaltimi mai mari. Din acest motiv si densitatea aerului scade cu inaltimea.

Aerul uscat din atmosfera este constituit din gaze care se gasesc in permanenta, unele in proportii apreciabile si constante (N₂ - 78,09%, O₂ - 20,95%, Ar - 0,93%), iar altele in proportii extrem de mici (Ne - 1,8 10^-3 %, He - 5,2 10^-4%, H₂ -5 10^-5,CH₄ -2, 2 10^-5, N₂O - 5 10^-5, NO₂ - 2 10^-6 etc).

Un aer perfect uscat nu exista, el contine apa sub toate cele trei forme: vapori, picaturi, cristale de gheataa. In medie vaporii de apa reprezinta 5% din intregul volum al aerului si se gasesc in special in partea inferioara a troposferei, unde dau nastere la nori si precipitatii.