přednáška 2

2. ATMOSFÉRA JAKO KOMPONENTA
KLIMATICKÉHO SYSTÉMU ZEMĚ

Atmosféra – plynný obal Země, tvořený zvláštní směsí plynů – vzduchem.
Atmos – pára, sphaira – koule, obal

2.1 FYZIKÁLNĚ-CHEMICKÉ VLASTNOSTI ATMOSFÉRY
• hmotnost 5,157.10
18
kg
• rozložení hmotnosti: 50 % do 5-6 km, 90 % do 16 km, 99 % do 30 km
• hustota vzduchu při povrchu 1,2 kg.m
-3
, v 5 km 0,7 kg.m
-3
- pokles hustoty vzduchu
s výškou

• změna molekulové hmotnosti s výškou:
homosféra (do 90 km) – molekulová hmotnost se s výškou prakticky nemění, homopauza,
heterosféra (90-1000 km) – disociace kyslíku a dalších plynů

• hlavní plynné složky atmosféry v suchém čistém vzduchu:
a) dusík – N
2
– 78,084 % (objemový podíl) – 75,51 % (hmotnostní podíl) [inertní plyn,
vulkanická činnost]
b) kyslík – O
2
– 20,946 % - 23,01 % [dýchání, reaktivní plyn, pohlcování záření, ozon,
fotosyntéza]
c) argon – Ar – 0,934 % - 1,286 % [inertní plyn, rozpad
40
K]
d) stopové plyny: oxid uhličitý CO
2
, ozon O
3
, methan CH
4
, neon, krypton, xenon, vodík,
oxid dusný N
2
O, hélium
• vlhký čistý vzduch:
vodní pára – max do 4 % objemu (průměr 2,6 %) na úkor dalších plynných komponent,
pokles s výškou, pohlcování dlouhovlnného záření

• atmosférické aerosoly – pevné a tekuté příměsi ve vzduchu:
a) přirozené aerosoly
- kosmický prach (1,4.10
10
kg ročně)
- vulkanický prach (vulkanické erupce, vliv na intenzitu přímého slunečního záření)
- kouřové částice (lesní a rašeliništní požáry)
- částice z povrchu půdy a moře (zvednuty větrem – písečné a prachové bouře,
vlnění)
- aeroplankton (např. pyl, bakterie)
8
b) antropogenní aerosoly (asi 10 %, toxické účinky, dálkový přenos, kondenzační jádra,
rozložení s výškou; pevné a kapalné příměsi - sedimentace na povrchu, plynné příměsi
– SO
2
, halogenované uhlovodíky aj.)
•
• koncentrace libovolné atmosférické složky v atmosféře – výsledek pohyblivé rovnováhy
mezi její produkcí a úbytkem; primární příměsi – unikají do atmosféry z povrchu,
sekundární vznikají v ovzduší často složitými fotochemickými mechanismy

• střední doba setrvání molekul dané směsi v ovzduší:
a) zdrojový člen
b) vlastnosti (rychlost fotodisociace, reaktivita, rozpustnost ve vodě)
c) vnější podmínky (sluneční záření, teplota, vlhkost, oblačnost, srážky)
d) přítomnost jiných látek (reaktanty, katalyzátory, sorbenty)
e) vlastnosti povrchu (suchá deposice)
• podle střední doby setrvání molekul se rozlišují složky:
– kvazistálé (více než 1000 let) (N
2
, O
2
, vzácné plyny)
– variabilní (1-300 let) (CO
2
, CH
4
, N
2
O atd.)
– velmi variabilní (menší než 3 měsíce) (H
2
O, CO, SO
2
, nementanové uhlovodíky, O
3

v troposféře aj.)

2.2 VERTIKÁLNÍ ČLENĚNÍ ATMOSFÉRY

• podle změny teploty vzduchu s výškou:
troposféra – do 17 km (mezi 42º s. a j. š.) až do 11 km; pokles teploty o 0,65ºC na 100 m
v