Zrak koji udišemo možemo uzeti zdravo za gotovo, ali Zemljina je atmosfera jedinstvena među svim planetima. Smatra se da atmosfera koja okružuje Zemlju postoji od njenog formiranja prije 4,5 milijardi godina. Međutim, naše se ozračje kroz vrijeme dosta razvijalo i mijenjalo. Bez naše drage atmosfere, naš bi planet bio beživotan, pečen užarenim zrakama i zračenjem Sunca tijekom dana i hladno hladan tijekom noći. U ovoj lekciji istražit ćemo neke od stvari koje našu atmosferu čine tako posebnom.
I ovu lekciju koju ćemo naučiti:
Zemljina atmosfera je sloj plinova oko Zemlje. Atmosferu drži Zemljina gravitacija.
Atmosfera štiti Zemlju poput velikog izolacijskog pokrivača. Apsorbira toplinu Sunca i zadržava toplinu u atmosferi pomažući Zemlji da ostane topla - to se naziva efekt staklenika. Također održava ukupnu temperaturu Zemlje prilično stabilnom, posebno između noći i dana. Da nam noću ne bude prehladno, a danju prevruće.
Postoji i dio atmosfere koji se naziva ozonski omotač, koji pomaže u zaštiti Zemlje od Sunčevog zračenja. Ovaj veliki pokrivač također pomaže u formiranju naših vremenskih obrazaca i klime. Vrijeme sprječava stvaranje previše vrućeg zraka na jednom mjestu i uzrokuje oluje i padaline. Sve su te stvari važne za život i ekologiju Zemlje.
Atmosfera ne završava na određenom mjestu. Kako se penjete više na Zemlji, atmosfera postaje tanja. Ne postoji jasna granica između atmosfere i svemira.
75% atmosfere je unutar 11 kilometara (6,8 milja) od Zemljine površine.
Dok je kisik neophodan za većinu života na Zemlji, većina Zemljine atmosfere nije kisik.
Zemljina atmosfera sastoji se od oko 78% dušika, 21% kisika, 0,9% argona i 0,1% ostalih plinova.
Količine ugljičnog dioksida u tragovima, metana, vodene pare i neona neki su od ostalih plinova koji čine preostalih 0,1%.
Kisik je potreban životinjama za disanje, a ugljikov dioksid koriste biljke u fotosintezi.
Čvrste čestice, uključujući pepeo, prašinu, vulkanski pepeo itd., mali su dijelovi atmosfere. Oni su važni u stvaranju oblaka i magle.
Zemljina atmosfera podijeljena je u pet slojeva (od vrha do dna):
1. Troposfera – Troposfera je sloj uz tlo ili površinu Zemlje. Prostire se na oko 20 km (12 milja) iznad Zemljine površine. Ovdje živimo, pa čak i avioni lete. Oko 80% mase atmosfere nalazi se u troposferi. Troposfera se zagrijava površinom Zemlje.
2. Stratosfera – Stratosfera je drugi sloj Zemljine atmosfere, koji se nalazi iznad troposfere i ispod mezosfere. Sloj stratosfere je debeo 35 km. Za razliku od troposfere, stratosfera dobiva toplinu iz ozonskog omotača apsorbirajući sunčevo zračenje. Kao rezultat toga, postaje toplije što se više udaljavate od Zemlje. Meteorološki baloni sežu do stratosfere.
3. Mezosfera – Mezosfera je neposredno iznad stratosfere i ispod termosfere. Proteže se od oko 50 do 85 km. Ovo je mjesto gdje većina meteora izgori nakon ulaska. Najhladnije mjesto na zemlji nalazi se na vrhu mezosfere.
4. Termosfera – Termosfera je sljedeća i zrak je ovdje vrlo rijedak. Temperature mogu postati izuzetno visoke u termosferi. Ovaj sloj je vrlo važan u radijskoj komunikaciji jer pomaže reflektirati AM radio valove. Međunarodna svemirska postaja orbitira unutar gornjeg dijela termosfere, na oko 320 do 380 km iznad Zemlje.
5. Egzosfera - Zadnji sloj i najtanji. Ide sve do 10.000 km iznad površine Zemlje. Ovo je gornji sloj i stapa se u međuplanetarni prostor.
Mjesto gdje se jedan sloj mijenja u sljedeći nazvano je "pauze". Dakle, tropopauza je mjesto gdje završava troposfera. Stratopauza je na kraju stratosfere. Mezopauza je na kraju mezosfere. To se nazivaju granicama.
Kármánova linija ili Karmanova linija pokušaj je definiranja granice između Zemljine atmosfere i svemira.
Neki dijelovi atmosfere su topli ili hladni, ovisno o visini. Ako se objekt penje ravno prema gore, postalo bi hladnije, ali onda bi postalo toplije kako se objekt penje više.
Prosječna temperatura atmosfere na površini Zemlje je 14°C (57°F).
Troposfera: Kako se nadmorska visina povećava, temperatura zraka opada. Troposfera je toplija u blizini Zemljine površine jer toplina sa Zemlje zagrijava ovaj zrak. Kako se nadmorska visina povećava, broj molekula zraka se smanjuje; dakle, prosjek njihove kinetičke energije opada. Taj rezultat je pad temperature zraka s porastom nadmorske visine.
Stratosfera: Kako se nadmorska visina povećava, temperatura zraka raste. Stratosfera ima sloj ozona koji se naziva ozonski omotač. Ovaj sloj apsorbira većinu ultraljubičastog zračenja sunčevog svjetla. Zbog toga je stratosfera toplija.
Mezosfera: Kako se nadmorska visina povećava, temperatura zraka opada. Mezosfera, kao i sloj troposfere, ima pad temperature s visinom zbog smanjenja gustoće molekula zraka.
Termosfera: Kako se nadmorska visina povećava, temperatura zraka raste. Termosfera se zagrijava apsorpcijom sunčevih rendgenskih zraka od strane molekula dušika i kisika u ovom vanjskom sloju. Dakle, temperatura ovog sloja raste s nadmorskom visinom.
Atmosfera ima pritisak. To je zato što iako je zrak plin, on ima težinu. Prosječni atmosferski tlak na razini mora je oko 101,4 kilopaskala (14,71 psi).
Gustoća zraka na razini mora je oko 1,2 kilograma po kubnom metru. Ova gustoća postaje manja na većim nadmorskim visinama istom brzinom kojom se smanjuje i pritisak. Ukupna masa atmosfere je oko 5,1 × 1018 Kg, što je samo vrlo mali dio ukupne mase Zemlje.
