|
[[datoteka:Air pollution by industrial chimneys.jpg|mini|desno|300px|[[Elektrana]] u [[Novi Meksiko|Novom Meksiku]]]]
<br />
'''Atmosfera''' ([[Starogrčki jezik|grč]]. ''ἀτμός'': dah, para + [[sfera]]) je [[plin]]oviti omotač oko [[Zemlja (planet)|Zemlje]] ili nekog drugog [[nebesko tijelo|nebeskog tijela]]. Većina planeta ima neki oblik atmosfere, a rjeđe plinoviti omotač mogu imati i neki mjeseci poput [[Titan (mjesec)|Titana]] koji kruži oko [[Saturn (planet)|Saturna]]. Atmosfera nije statički sustav oko nebeskih tijela, već se mijenja u vremenu (promatrano na skali [[Geološko razdoblje|geoloških razdoblja]] poput [[Eon (geologija)|eona]] i [[Era|era]]). Na primjer, [[Zemljina atmosfera|atmosfera Zemlje]] u njezinih prvih 500 milijuna godina značajno se razlikovala od današnje, kada su prevladavali otrovnih [[sumpor]]ni i [[dušik]]ovi spojevi. Također, smatra se da je [[Mars (planet)|Mars]] u prvih nekoliko stotina milijuna godina svoje geološke povijesti imao znatno gušću atmosferu nego li je to danas slučaj, no zbog male mase [[planet]]a, djelovanja [[Sunčev vjetar|Sunčeva vjetra]] i hladnoće veći dio je odnešen u međuplanetarni prostor ili je zamrznut. Atmosfera [[Sunce|Sunca]] i ostalih [[zvijezda]] sastoji se od plinovite mase iznad [[fotosfera|fotosfere]]. Atmosferu imaju i svi planeti [[Sunčev sustav|Sunčeva sustava]], osim [[Merkur]]a, na kojem plinovi postoje samo u neznatnim količinama. <ref> '''atmosfera''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=4464] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2014.</ref>
== Zemljina atmosfera ==
{{glavni|Zemljina atmosfera}}
<br />
Pod Zemljinoj atmosferom se razumijeva [[zrak]] (smjesa plinova koja okružuje Zemlju i sudjeluje u [[Zemljina rotacija|njezinoj vrtnji]]). Osnovni su sastojci zraka: [[dušik]] (78,08%), [[kisik]] (20,95%), [[argon]] (0,93%), te u promjenjivim količinama [[vodena para]] (0 do 4%) i [[ugljikov dioksid]] (0,03%), a u neznatnim količinama [[vodik]], [[helij]], [[ozon]], [[metan]], [[amonijak]], [[ugljikov monoksid]], [[kripton]] i [[ksenon]]. Količina vodene pare u atmosferi promjenjiva je, ovisno o temperaturi, a udio se smanjuje i s visinom. U najnižim slojevima atmosfere ima sitnih čestica [[Anorganska kemija|anorganskoga]] ([[Soli|sol]], prašina, [[pepeo]]) i [[Organska kemija|organskog]] podrijetla ([[pelud]] i [[Mikrobiologija|mikrobi]]), te [[Olovo (element)|olovnih]], [[dušik]]ovih i [[sumpor]]nih spojeva i čađe, što je posljedica emisije [[industrija|industrije]] i [[promet]]a. Pojedini [[oksidi]] dušika i sumpora veliki su zagađivači, osobito zbog djelovanja [[Kisele kiše|kiselih kiša]] i utječu na čovjekovo [[zdravlje]]. Posebnu važnost ima ugljikov dioksid, zbog uloge u zagrijavanju atmosfere ([[staklenički učinak]]). Količina ugljikovog dioksida posljednjih stotinu godina neprekidno se povećava zbog izgaranja [[fosilna goriva|fosilnih goriva]]. U posljednjih desetak godina porasla je za više od 10%.
=== Različita područja u atmosferi ===
Sastav zraka u bitnome se ne mijenja do visine od oko 90 [[metar|km]]. Taj se sloj naziva homosfera, a iznad te visine dolazi heterosfera. Zbog slabijeg utjecaja Zemljine [[gravitacija|gravitacije]] u njoj prevladavaju lakši plinovi, kao vodik i helij. U najdonjim slojevima atmosfere, u vrlo malim koncentracijama, prisutan je ozon. Na visinama većima od 10 km, a posebno u sloju između 20 i 50 km ([[Ozonski omotač|ozonosfera]]), [[ozon]] nastaje fotodisocijacijom [[molekula]]rnoga [[kisik]]a djelovanjem [[Sunčeva svjetlost|Sunčeva zračenja]]. Najviše koncentracije ozona nalaze se između 20 i 30 km visine i mogu dosegnuti vrijednosti čak od 10 dijelova na milijun (ppm; 10 000 ppm = 1%). Zbog unošenja antropogenih plinova ([[Klorofluorougljici|klorofluorovodika]] i drugih), ozonski se sloj povremeno može znatno smanjiti i time znatno povećati [[ultraljubičasto zračenje]] na površini Zemlje ([[ozonske rupe]]). U najdonjih 10 km atmosfere ozon nastaje kao nusprodukt fotokemijskih procesa vezanih uz [[Onečišćavanje zraka|onečišćenje zraka]] i važan je sastojak fotokemijskoga [[smog]]a, koji štetno djeluje na zdravlje ljudi, životinja i bilja te na materijalna dobra.
==== Troposfera ====
{{glavni|Troposfera}}
Ovisno o promjeni [[temperatura|temperature]] zraka, atmosfera se može podijeliti na više slojeva. U najnižem sloju, troposferi, temperatura zraka opada u prosjeku 6,5 [[celzij|°C]] na 1 [[metar|km]]. Pojavljuju se [[oblak|oblaci]], padaju [[oborine]], pušu [[vjetar|vjetrovi]] i zbivaju se sve promjene koje čine [[Vrijeme (klima)|vrijeme]]. Pri tlu prosječna temperatura zraka na Zemlji iznosi 15 °C, a kada ne bi bilo atmosfere, temperatura bi bila niža za 33 °C. Troposfera u [[tropi|tropskim predjelima]] doseže u prosjeku visinu od kojih 16 km i na vrhu ima temperaturu od oko –80 °C, u umjerenim i polarnim predjelima ima visinu između 7 i 11 km te na gornjoj granici temperaturu od oko –40 do –60 °C.
==== Stratosfera ====
{{glavni|Stratosfera}}
Iznad troposfere nalazi se 1 do 2 km debeo prijelazni sloj, [[tropopauza]], gdje se temperatura zraka gotovo ne mijenja, a zatim na visinama sve do 50 km stratosfera, u kojoj temperatura u prosjeku najprije lagano, a potom naglije raste te na svojem vrhu doseže vrijednosti kao pri tlu. U najvišim dijelovima troposfere te u donjim dijelovima stratosfere vjetrovi mogu dosegnuti brzine i do 400 [[Kilometar na sat|km/h]] ([[mlazna struja]]). Na visinama između 20 i 30 km katkad se pojavljuju [[Polarni stratosferski oblaci|sedefasti oblaci]], sastavljeni od čestica [[led]]a.
==== Mezosfera ====
{{glavni|Mezosfera}}
Atmosferski sloj između 50 i 80 km naziva se mezosfera. U njemu temperatura zraka opada s visinom da bi na vrhu sloja dosegnula vrijednosti od –85 do –90 °C. Na visinama između 75 i 90 km mogu se u sjevernim [[zemljopisna širina|zemljopisnim širinama]] rijetko vidjeti i svjetleći noćni oblaci (srebrnasti oblaci) sastavljeni vjerojatno od [[led]]a istaložena na [[meteor]]noj prašini.
==== Termosfera ====
{{glavni|Termosfera}}
Iznad 80 km pa sve do 500 km proteže se termosfera, u kojoj temperatura ponovno raste s visinom. Sloj između 60 i 400 km naziva se i [[ionosfera]], zato što postoji više [[ion]]iziranih slojeva zraka nastalih djelovanjem [[ultraljubičasto zračenje|ultraljubičastog zračenja]], [[rendgenske zrake|rendgenskih zraka]], te naglih struja [[elektron]]a sa Sunca ([[Sunčev vjetar]]). U sloju između 60 i 90 km postoji tzv. D-sloj, između 90 i 150 km E-sloj (sloj Heaviside-Kennely) te na visinama između 150 i 400 km F-sloj (Appletonov sloj). Ti slojevi provode [[električna struja|električnu struju]] i reflektiraju [[radio valovi|radio valove]] sa Zemlje. Prije pojave umjetnih telekomunikacijskih [[satelit]]a, to je bio jedini mogući način bežičnog prijenosa radio valova na velike udaljenosti. Svjetlo [[meteor]]a počinje se vidjeti već na visinama od 170 km, dok se [[polarna svjetlost]] pojavljuje na visinama između 70 i 1000 km.
==== Egzosfera ====
{{glavni|Egzosfera}}
Iznad ionosfere, sve do udaljenosti od nekih 9 600 km, proteže se egzosfera; unutar nje na visinama iznad 500 km započinje [[magnetosfera]], u kojoj struje naelektrizirane čestice zraka pod djelovanjem [[Zemljino magnetsko polje|Zemljina magnetskoga polja]], a [[ionizacija]] je toliko jaka da čestice čine [[plazma|plazmu]] (smjesa nabijenih [[ion]]a i negativnih [[elektron]]a). Posebno je visoka koncentracija nabijenih čestica u sloju između 3000 i 15 000 km ([[Van Allenovi pojasi zračenja]]). Granica magnetosfere različito je udaljena od Zemlje, ovisno o položaju prema Suncu: drži se da se ta granica (magnetopauza) nalazi približno 60 000 km prema Suncu, a daleko više na suprotnoj strani, što pak ovisi o aktivnosti Sunca. Izvan toga prostora jakost magnetskog polja jednaka je jakosti magnetskog polja u interplanetarnom prostoru pa se drži da tu prestaje utjecaj Zemlje i počinje međuplanetarni prostor.
=== Fizikalna svojstva ===
[[Gustoća zraka]] brzo opada s visinom: prosječna je vrijednost pri tlu 1.295 [[Kilogram po metru kubnom|kg/m³]], na 1 km visine 1.112 kg/m³, a na 5 km visine gustoća zraka pada već na 0.736 kg/m³. S tim je u svezi i promjena [[tlak]]a zraka ovisno o visini: u prosjeku je pri tlu tlak zraka 101.3 k[[Pa]], na 1 km visine oko 90 kPa, na 5.5 km visine 50 kPa. Na oko 16 km visine tlak zraka iznosi 1/100 tlaka pri tlu, a na visini nešto ispod 50 km 1/1000 tlaka zraka pri tlu, dok je gustoća zraka samo 0.001 kg/m³. Na visinama od nekoliko stotina km zrak je toliko rijedak da pojedine molekule prijeđu put i od više stotina metara, pa i kilometara, prije negoli se sudare s drugom česticom, pa se zato, s obzirom na gustoću zraka, već i na tim visinama može govoriti o zrakopraznom prostoru; zbog toga se gornja granica atmosfere ne može precizno odrediti.
Na gornjoj granici atmosfere ozračenje (iradijancija) je 1365 do 1373 W/m² ([[Sunčeva konstanta]]). Od ukupne Sunčeve energije u godišnjem se prosjeku 30% raspršuje i reflektira natrag u svemir (od toga 20% od oblaka, 4% od Zemljine površine i 6% od zračnih slojeva), dok se 19% energije apsorbira u oblacima i atmosferi. Ostatak od 51% apsorbira Zemljina površina. Od te količine velik se dio (23%) troši za isparivanje vodenih površina, oko 7% gubi se [[Prijenos topline|vođenjem topline]] i [[konvekcija|konvektivnim]] strujama zraka, a ostatak od 21% izračuje se, kao [[toplinsko zračenje]], prema atmosferi. Većinu te energije apsorbiraju [[vodena para]] u atmosferi, oblaci i [[staklenički plinovi]], ali se i od te količine najveći dio protuzračenjem vraća prema Zemlji, pa se na taj način u godišnjem prosjeku održava srednja temperatura zraka, uzimajući pritom Zemlju i atmosferu u cjelini gotovo stalnom, odnosno tako se održava toplinska ravnoteža cijeloga sustava Zemlja – atmosfera.
Mjerenja stanja atmosfere pri tlu provode se u [[Meteorološka postaja|meteorološkim postajama]], na visinama do 40 km radiosondama, [[zrakoplov]]ima i [[balon]]ima, dok se [[Raketa|rakete]], koje nose meteorološke instrumente i preko [[Radio|radija]] javljaju podatke na Zemlju, upotrebljavaju za istraživanja atmosfere do visine od oko 800 km. U novije doba mjerenja stanja atmosfere u cijelome sloju od tla do kakvih 900 km provode se meteorološkim [[satelit]]ima i satelitima za praćenje stanja čovjekova [[okoliš]]a.
=== Onečišćavanje zraka ===
{{glavni|Onečišćavanje zraka}}
Svaki otklon sastava atmosfere od prirodnih uvjeta zbog prisutnosti drugih plinova, para ili lebdećih čestica u koncentracijama koje ne uzrokuju izravnu štetu za ljude, faunu ili floru zovemo onečišćenjem atmosfere. Ako se ljudskom djelatnošću dostigne ili prekorači granica tolerancije, tako da se prisutnošću stranih tvari u atmosferi ugrožava [[biosfera]] ili ljudsko [[zdravlje]], govori se o zagađivanju (zagađenju) atmosfere. Ljudskom djelatnošću u atmosferu dospijevaju različite tvari, među kojima su najvažnije [[sumpor]]ni i [[dušik|dušični]] spojevi, [[organski spojevi]], halogenidi, [[ugljikov monoksid]], čestične i [[radioaktivnost|radioaktivne tvari]]. Dio tih tvari ne stiže u atmosferu primarnom emisijom, nego nastaje u zagađenoj atmosferi kao posljedica kemijskih ili fotokemijskih reakcija (npr. [[ozon]] u nižim slojevima troposfere). Emisija ili nastajanje takvih tvari u atmosferi uzrokuje oštećenja na biljkama i materijalima, štetno djeluje na ljudsko zdravlje i mijenja prirodna svojstva atmosfere. Atmosfera apsorbira glavninu zračenja iz svemira i tako zaštićuje organizme na Zemlji od njegova štetna djelovanja. Također apsorbira glavninu Sunčeva elektromagnetskoga zračenja, propuštajući samo zračenje u području valnih duljina od 300 do 2500 [[metar|nm]] (blisko [[ultraljubičasto zračenje|ultraljubičasto]], vidljivo i blisko [[infracrveno zračenje]]). Apsorpcijom [[elektromagnetsko zračenje|elektromagnetskoga zračenja]] valnih duljina manjih od 300 nm onemogućuje se štetno djelovanje ultraljubičastog zračenja na žive organizme.
== Izvori ==
|
