Możemy uważać powietrze, którym oddychamy za coś oczywistego, ale atmosfera Ziemi jest wyjątkowa wśród wszystkich planet. Uważa się, że atmosfera otaczająca Ziemię istnieje od jej powstania 4,5 miliarda lat temu. Jednak nasza atmosfera rozwinęła się i bardzo się zmieniła w czasie. Bez naszej ukochanej atmosfery nasza planeta byłaby martwa, spalona palącymi promieniami i promieniowaniem Słońca w ciągu dnia i lodowato zimna w nocy. Podczas tej lekcji przyjrzymy się niektórym rzeczom, które sprawiają, że nasza atmosfera jest tak wyjątkowa.
W tej lekcji nauczymy się:
Atmosfera ziemska to warstwa gazów wokół Ziemi. Atmosfera jest utrzymywana w miejscu przez ziemską grawitację.
Atmosfera chroni Ziemię jak duży koc izolacyjny. Pochłania ciepło słoneczne i zatrzymuje ciepło w atmosferze, pomagając Ziemi utrzymać ciepło – nazywa się to efektem cieplarnianym. Utrzymuje również ogólną temperaturę Ziemi na dość stałym poziomie, zwłaszcza między nocą a dniem. By nie było nam za zimno w nocy i za gorąco w ciągu dnia.
Istnieje również część atmosfery zwana warstwą ozonową, która pomaga chronić Ziemię przed promieniowaniem słonecznym. Ten duży koc pomaga również kształtować nasze wzorce pogodowe i klimat. Pogoda zapobiega tworzeniu się zbyt dużej ilości gorącego powietrza w jednym miejscu i powoduje burze i opady deszczu. Wszystkie te rzeczy są ważne dla życia i ekologii Ziemi.
Atmosfera nie kończy się na konkretnym miejscu. Gdy wznosisz się wyżej na Ziemię, atmosfera staje się cieńsza. Nie ma wyraźnej granicy między atmosferą a przestrzenią kosmiczną.
75% atmosfery znajduje się w odległości 11 kilometrów (6,8 mil) od powierzchni Ziemi.
Podczas gdy tlen jest niezbędny dla większości form życia na Ziemi, większość ziemskiej atmosfery nie składa się z tlenu.
Atmosfera ziemska składa się z około 78% azotu, 21% tlenu, 0,9% argonu i 0,1% innych gazów.
Śladowe ilości dwutlenku węgla, metanu, pary wodnej i neonu to tylko niektóre z innych gazów, które składają się na pozostałe 0,1%.
Zwierzęta potrzebują tlenu do oddychania, a dwutlenek węgla jest wykorzystywany przez rośliny w procesie fotosyntezy.
Cząstki stałe, w tym popiół, pył, popiół wulkaniczny itp., to małe części atmosfery. Są ważne w tworzeniu chmur i mgły.
Atmosfera ziemska jest podzielona na pięć warstw (od góry do dołu):
1. Troposfera – Troposfera to warstwa przylegająca do ziemi lub powierzchni Ziemi. Rozciąga się na około 20 km (12 mil) nad powierzchnią Ziemi. Tu mieszkamy i nawet latają samoloty. Około 80% masy atmosfery znajduje się w troposferze. Troposfera jest ogrzewana przez powierzchnię Ziemi.
2. Stratosfera – Stratosfera to druga warstwa atmosfery ziemskiej, położona nad troposferą i pod mezosferą. Warstwa stratosfery ma grubość 35 km. W przeciwieństwie do troposfery, stratosfera czerpie ciepło z warstwy ozonowej pochłaniającej promieniowanie słoneczne. W rezultacie robi się cieplej im dalej od Ziemi. Balony pogodowe wznoszą się aż do stratosfery.
3. Mezosfera – Mezosfera znajduje się bezpośrednio nad stratosferą i poniżej termosfery. Rozciąga się od około 50 do 85 km. To tutaj większość meteorów spala się po wejściu. Najzimniejsze miejsce na ziemi znajduje się na szczycie mezosfery.
4. Termosfera – termosfera jest następna, a powietrze jest tutaj bardzo rzadkie. Temperatury w termosferze mogą być bardzo wysokie. Ta warstwa jest bardzo ważna w komunikacji radiowej, ponieważ pomaga odbijać fale radiowe AM. Międzynarodowa Stacja Kosmiczna krąży po orbicie w górnej części termosfery, na wysokości około 320 do 380 km nad Ziemią.
5. Egzosfera - Ostatnia i najcieńsza warstwa. Sięga aż do 10 000 km nad powierzchnię Ziemi. To jest górna warstwa i łączy się z przestrzenią międzyplanetarną.
Gdzie jedna warstwa zmienia się w następną, która została nazwana „pauzą”. Tak więc tropopauza to miejsce, w którym kończy się troposfera. Stratopauza jest na końcu stratosfery. Mezopauza jest na końcu mezosfery. Są to tak zwane granice.
Linia Kármána lub linia Karmana jest próbą wyznaczenia granicy między atmosferą ziemską a przestrzenią kosmiczną.
Niektóre części atmosfery są gorące lub zimne, w zależności od wysokości. Jeśli obiekt wspina się prosto w górę, staje się zimniejszy, ale potem staje się gorętszy, gdy obiekt wspina się wyżej.
Średnia temperatura atmosfery na powierzchni Ziemi wynosi 14°C (57°F).
Troposfera: Wraz ze wzrostem wysokości temperatura powietrza spada. Troposfera jest gorętsza w pobliżu powierzchni Ziemi, ponieważ ciepło z Ziemi ogrzewa to powietrze. Wraz ze wzrostem wysokości liczba cząsteczek powietrza maleje; w ten sposób średnia ich energii kinetycznej maleje. Rezultatem jest spadek temperatury powietrza wraz ze wzrostem wysokości.
Stratosfera: Wraz ze wzrostem wysokości wzrasta temperatura powietrza. Stratosfera ma warstwę ozonu zwaną warstwą ozonową. Ta warstwa pochłania większość promieniowania ultrafioletowego ze światła słonecznego. Powoduje to ocieplenie stratosfery.
Mezosfera: Wraz ze wzrostem wysokości temperatura powietrza spada. Mezosfera, podobnie jak warstwa troposfery, ma spadek temperatury wraz z wysokością z powodu spadku gęstości cząsteczek powietrza.
Termosfera: Wraz ze wzrostem wysokości rośnie temperatura powietrza. Termosfera jest ogrzewana przez absorpcję promieniowania rentgenowskiego Słońca przez cząsteczki azotu i tlenu w tej zewnętrznej warstwie. Tak więc temperatura tej warstwy wzrasta wraz z wysokością.
Atmosfera ma ciśnienie. Dzieje się tak, ponieważ chociaż powietrze jest gazem, ma swoją wagę. Średnie ciśnienie atmosferyczne na poziomie morza wynosi około 101,4 kilopaskali (14,71 psi).
Gęstość powietrza na poziomie morza wynosi około 1,2 kilograma na metr sześcienny. Ta gęstość zmniejsza się na wyższych wysokościach w tym samym tempie, w jakim zmniejsza się ciśnienie. Całkowita masa atmosfery wynosi około 5,1 × 1018 kg, co stanowi tylko bardzo małą część całkowitej masy Ziemi.
