Karakteristike atmosfere. Sastav i temperaturni profil ...nasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/746/19. Karakteristike atmosfere.pdf · sastav vazduha se menjaju. Hemija životne sredine

Devetnaesto predavanjeDevetnaesto predavanje

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 1

CILJEVI PREDAVANJA

Sastav atmosfere. Pritisak vazduha. Gustina vazduha. Temperaturni profil.

ISHODI PREDAVANJA

Na kraju predavanja studentće biti osposobljen da:

objasni sastav vazduha, definiše promenu pritiska,

gustine i temperatureatmosfere sa promenomvisine.

Sastav atmosfere. Pritisak vazduha. Gustina vazduha. Temperaturni profil.

Na kraju predavanja studentće biti osposobljen da:

objasni sastav vazduha, definiše promenu pritiska,

gustine i temperatureatmosfere sa promenomvisine.


Atmosfera predstavlja tanakgasoviti omotač Zemlje.

100 km, 1000 km, 10 000 km ...???

Gasovi koji ulaze u njen sastavostaju u neposrednoj bliziniZemlje zahvaljujući siligravitacije.

Gasovi deluju kao zaštitni omotačZemlje od solarne radijacije itemperaturnih ekstrema tokomdana i noći.

Sa porastom rastojanja od Zemljinepovršine, temperatura, gustina isastav vazduha se menjaju.

Atmosfera predstavlja tanakgasoviti omotač Zemlje.

100 km, 1000 km, 10 000 km ...???

Gasovi koji ulaze u njen sastavostaju u neposrednoj bliziniZemlje zahvaljujući siligravitacije.

Gasovi deluju kao zaštitni omotačZemlje od solarne radijacije itemperaturnih ekstrema tokomdana i noći.

Sa porastom rastojanja od Zemljinepovršine, temperatura, gustina isastav vazduha se menjaju.


Najviše ima azota i kiseonika.Azot (78%) potiče od raspadanja i sagorevanja

organske materije, vulkanskih erupcija,hemijskog razlaganja nekih stena, a uklanja se izvazduha biološkim procesima i ispiranjem kišomili snegom.Ulaz i izlaz azota su izbalansirani, tako da jekoličina njegova u vazduhu stalna.

Kiseonik (21%) stvara vegetacija, a uklanja serazličitim organskim i neorganskim procesima,tako da je i njegova količina stalna.

Argon čini preostalih 1% vazduha.

Sastav vazduha se menja zahvaljujući prirodnim iantropogenim procesima:

- stalni sastojci,- promenljivi sastojci.

Najviše ima azota i kiseonika.Azot (78%) potiče od raspadanja i sagorevanja

organske materije, vulkanskih erupcija,hemijskog razlaganja nekih stena, a uklanja se izvazduha biološkim procesima i ispiranjem kišomili snegom.Ulaz i izlaz azota su izbalansirani, tako da jekoličina njegova u vazduhu stalna.

Kiseonik (21%) stvara vegetacija, a uklanja serazličitim organskim i neorganskim procesima,tako da je i njegova količina stalna.

Argon čini preostalih 1% vazduha.

Sastav vazduha se menja zahvaljujući prirodnim iantropogenim procesima:

- stalni sastojci,- promenljivi sastojci.

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)4

Gas ProcenatAzot 78.08Kiseonik 20.95Argon 0.93Argon 0.93Neon 0.0018Helijum 0.0005Vodonik 0.00005Ksenon 0.000009


Vodena para 0 do 4% Ugljen dioksid 0.035% Metan 0.0002% Ozon 0.000004%Vodena para varira po svojoj koncentraciji od slučajeva kada se

skoro uopšte ne javlja u vazduhu iznad pustinjskih oblasti, doslučajeva kada se javlja i do 4 vol% iznad okeana. (Gledano ucelini atmosfera ima konstantnu količinu vodene pare, ali ovakoličina vararia u zavisnosti od mesta na Zemlji, a ne varira savremenom). Vodena para ima uticaj na vremenske prilike iklimu, jer stvara oblake i kišu, pa je na taj način vezana zaskladištenje, oslobađanje i kretanje toplotne energije.

Vodena para 0 do 4% Ugljen dioksid 0.035% Metan 0.0002% Ozon 0.000004%Vodena para varira po svojoj koncentraciji od slučajeva kada se

skoro uopšte ne javlja u vazduhu iznad pustinjskih oblasti, doslučajeva kada se javlja i do 4 vol% iznad okeana. (Gledano ucelini atmosfera ima konstantnu količinu vodene pare, ali ovakoličina vararia u zavisnosti od mesta na Zemlji, a ne varira savremenom). Vodena para ima uticaj na vremenske prilike iklimu, jer stvara oblake i kišu, pa je na taj način vezana zaskladištenje, oslobađanje i kretanje toplotne energije.


Sastav atmosfere se menja sa visinom.

1. Homosfera: 0-80 km sastav je konstantan (osim vodene pare), značajna za čoveka.

2. Heterosfere: > 80 km sastav varira sa visinom (u odsustvu mešanja dolazi do

izražaja gustina gasa), prisustvo težih gasovitih molekula opada – lakši gasovi

dominiraju:a) molekulski azot (N2),b) atomski kiseonik (O),c) atomi helijuma (He),d) atomi vodonika (H).

Sastav atmosfere se menja sa visinom.

1. Homosfera: 0-80 km sastav je konstantan (osim vodene pare), značajna za čoveka.

2. Heterosfere: > 80 km sastav varira sa visinom (u odsustvu mešanja dolazi do

izražaja gustina gasa), prisustvo težih gasovitih molekula opada – lakši gasovi

dominiraju:a) molekulski azot (N2),b) atomski kiseonik (O),c) atomi helijuma (He),d) atomi vodonika (H).


Pritisak = Sila / Površina

Jedinice: SI jedinice [Pa], [kPa]meteorološke jedinice: milibar

1 mbar = 100 Pa1000 mbar = 100 kPa


Stub od 1 m2 koji se prostire odZemljine površine sve dogornjih slojeva atmosfere,ima masu od 10 300 kg, i vršipritisak od 101 325 Pa ili 101kPa.

Atmosferski pritisak:P0 = 101.3 kPa = 1013 mbar

= 1 atm = 760 mmHg


Leva prazna plastična boca je otvorena azatim zatvorena na nadm. visini od 3030m. Kada je doneta na nultu nadm. visinuokolni vazduh koji je na većem pritiskudeformisao je bocu. Desna boca sadrživazduh na pritisku nulte nadm. visine.

Stub od 1 m2 koji se prostire odZemljine površine sve dogornjih slojeva atmosfere,ima masu od 10 300 kg, i vršipritisak od 101 325 Pa ili 101kPa.

Atmosferski pritisak:P0 = 101.3 kPa = 1013 mbar

= 1 atm = 760 mmHg

Visina(km)

Pritisak(mbar)

Frakcijaod P0

0 1000 1

6 500 ½6 500 ½

12 250 ¼

18 125 1/8

24 63 1/16



U atmosferi, gustina brzo opada savisinom (broj molekula koji činevazduh brzo opada sa visinom). Uzrokovome je gravitaciona sila (molekulevazduha privlači sila ka centruZemlje).

Preko 90 % svih molekula atmosfere senalazi u prvih 16 km.

Gustina vazduha na nivou mora je oko1.2 kg/m3.

Ukupna masa atmosfere je oko 5.1 × 1018

kg, ili oko 0.9 ppm ukupne maseZemlje.


U atmosferi, gustina brzo opada savisinom (broj molekula koji činevazduh brzo opada sa visinom). Uzrokovome je gravitaciona sila (molekulevazduha privlači sila ka centruZemlje).

Preko 90 % svih molekula atmosfere senalazi u prvih 16 km.

Gustina vazduha na nivou mora je oko1.2 kg/m3.

Ukupna masa atmosfere je oko 5.1 × 1018

kg, ili oko 0.9 ppm ukupne maseZemlje.

Temperatura vazduha se menja sa visinom. Svaki sloj atmosfere ima svoju karakterističnu

temperaturu. Na osnovu temperature u atmosferi se

vertikalno mogu razlikovati 4 glavna sloja.

Temperatura vazduha se menja sa visinom. Svaki sloj atmosfere ima svoju karakterističnu

temperaturu. Na osnovu temperature u atmosferi se

vertikalno mogu razlikovati 4 glavna sloja.



Troposfera je sloj najbliži Zemljinojpovršini. Prostire se do tropopauze,što je na nekih 10-15 km nadmorskevisine u zavisnosti od latitude (geog.dužine) i vremena u godini.

Sa porastom nadmorske visine, topada oko 9ºC po km visine.Tropopauza ima t od oko -57ºC.

Niži deo troposfere koji je u direktnomkontaktu sa zemljinom površinom senaziva vazduh.

Atmosfera u ovom sloju se zagrevaodozdo konvekcionim strujama iradijacijom sa Zemljine površine.

Troposfera je sloj najbliži Zemljinojpovršini. Prostire se do tropopauze,što je na nekih 10-15 km nadmorskevisine u zavisnosti od latitude (geog.dužine) i vremena u godini.

Sa porastom nadmorske visine, topada oko 9ºC po km visine.Tropopauza ima t od oko -57ºC.

Niži deo troposfere koji je u direktnomkontaktu sa zemljinom površinom senaziva vazduh.

Atmosfera u ovom sloju se zagrevaodozdo konvekcionim strujama iradijacijom sa Zemljine površine.


Troposfera sadrži oko 90% ukupne mase atmosfere; u njoj se nalazigotovo sva količina gasova atmosfere.

Vremenske prilike se vezuju upravo za ovaj sloj, jer ovaj sloj sadržinajveću količinu vodene pare. Vreme je, prosto rečeno, načintransformacije vode u vazduhu, tako da bez vode nema ni oblaka,kiše, snega.

Druga važna karakteristika troposfere je da je su molekuli gasova unjoj u stalnom kretanju, molekuli vazduha mogu da putuju sa vrhatroposfere do površine Zemlje i nazad za svega nekoliko dana. Ovomešanje dovodi do stalne promene vremena. Kao rezultat ovogmešanja, avioni kada lete kroz ove prostore često podležu jakimturbulencijama, pa uglavnom avioni lete u nižoj stratosferi, da bi seizbegle ove jake turbulencije. U sloju iznad oblaka vazduh jeujednačeniji.

Troposfera sadrži oko 90% ukupne mase atmosfere; u njoj se nalazigotovo sva količina gasova atmosfere.

Vremenske prilike se vezuju upravo za ovaj sloj, jer ovaj sloj sadržinajveću količinu vodene pare. Vreme je, prosto rečeno, načintransformacije vode u vazduhu, tako da bez vode nema ni oblaka,kiše, snega.

Druga važna karakteristika troposfere je da je su molekuli gasova unjoj u stalnom kretanju, molekuli vazduha mogu da putuju sa vrhatroposfere do površine Zemlje i nazad za svega nekoliko dana. Ovomešanje dovodi do stalne promene vremena. Kao rezultat ovogmešanja, avioni kada lete kroz ove prostore često podležu jakimturbulencijama, pa uglavnom avioni lete u nižoj stratosferi, da bi seizbegle ove jake turbulencije. U sloju iznad oblaka vazduh jeujednačeniji.


Stratosfera je sloj koji se nalaziiznad troposfere i proteže se dooko 50 km.

t raste sa porastom visine,dostižući maksimum na oko -1ºC ustratopauzi.

Ozonski sloj se nalazi u stratosferi.Ozon apsorbuje solarnu radijaciju,što dovodi do porasta t sa visinom.

To je stabilan sloj, satemperaturnom inverzijom.

Tempretatura stratopauze jeskoro slična temperaturi napovršini Zemlje.

Stratosfera je sloj koji se nalaziiznad troposfere i proteže se dooko 50 km.

t raste sa porastom visine,dostižući maksimum na oko -1ºC ustratopauzi.

Ozonski sloj se nalazi u stratosferi.Ozon apsorbuje solarnu radijaciju,što dovodi do porasta t sa visinom.

To je stabilan sloj, satemperaturnom inverzijom.

Tempretatura stratopauze jeskoro slična temperaturi napovršini Zemlje.


Mezosfera se prostire odstratopauze do oko 80 kmvisine.

U mezosferi t opada sa visinom. U mezopauzi temperatura

vazduha dostiže svoju najnižuvrednost oko -90ºC

U ovom sloju vazduh jeizuzetno proređen. Oko 99.9%mase atmosfere se nalazi ispodmezosfere. Međutim, odnosazota i kiseonika na ovimvisinama je skoro isti kao nanivou mora.

Mezosfera se prostire odstratopauze do oko 80 kmvisine.

U mezosferi t opada sa visinom. U mezopauzi temperatura

vazduha dostiže svoju najnižuvrednost oko -90ºC

U ovom sloju vazduh jeizuzetno proređen. Oko 99.9%mase atmosfere se nalazi ispodmezosfere. Međutim, odnosazota i kiseonika na ovimvisinama je skoro isti kao nanivou mora.


Sloj vazduha iznadmezosfere se nazivatermosfera.

U termosferi t raste savisinom (temperaturnainverzija), što jeprouzrokovano adsorpcijomsolarne UV radijacije odstrane N2 i O2.

Nema definisanu gornjugranicu.

Sloj vazduha iznadmezosfere se nazivatermosfera.

U termosferi t raste savisinom (temperaturnainverzija), što jeprouzrokovano adsorpcijomsolarne UV radijacije odstrane N2 i O2.

Nema definisanu gornjugranicu.



Granica do koje se nalaze oblaci:

Veoma niska temperatura tropopauze, na vrhu troposfere,služi kao barijera koja prouzrokuje kondenzaciju vodene pare uled, tako da voda ne može da dospe do visine na kojoj bipodlegla fotodisocijaciji pod dejstvom UV zračenja.

Kada bi se to desilo, vodonik koji bi tada nastao bi napustioZemljinu atmosferu i na taj način bi došlo do njegovog gubitka(upravo je najveći deo vodonika i helijuma, koji su u ranijojistoriji Zemlje bili prisutni u njenoj atmosferi, izgubljeni ovimprocesom).


Granica do koje se nalaze oblaci:

Veoma niska temperatura tropopauze, na vrhu troposfere,služi kao barijera koja prouzrokuje kondenzaciju vodene pare uled, tako da voda ne može da dospe do visine na kojoj bipodlegla fotodisocijaciji pod dejstvom UV zračenja.

Kada bi se to desilo, vodonik koji bi tada nastao bi napustioZemljinu atmosferu i na taj način bi došlo do njegovog gubitka(upravo je najveći deo vodonika i helijuma, koji su u ranijojistoriji Zemlje bili prisutni u njenoj atmosferi, izgubljeni ovimprocesom).

Documents

Karakteristike atmosfere. Sastav i temperaturni profil ...nasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/746/19. Karakteristike atmosfere.pdf · sastav vazduha se menjaju. Hemija životne sredine