Atmosféra je plynný obal, který obklopuje Zemi a je k ní připoután gravitací. Tato životně důležitá vrstva nejen obsahuje plyny nezbytné pro přežití živých organismů, ale také funguje jako štít proti škodlivému slunečnímu záření a je zásadní pro koloběh vody. Chcete-li se dozvědět více o významu atmosféry na naší planetě, můžete navštívit stránku Zemská atmosféra.
Od svého vzniku přibližně před 4600 miliardami let prošla atmosféra řadou významných změn ve svém složení. Zpočátku se atmosféra skládala převážně z oxidu uhličitého (CO2 ) s malým nebo žádným obsahem kyslíku. Teprve díky fotosyntetické činnosti prvních živých organismů se kyslík začal hromadit a nakonec vytvořil atmosféru podobnou té, kterou známe dnes. Chcete-li se dozvědět více o složení atmosféry, přečtěte si tento článek o složení atmosféry.
Atmosféru lze rozdělit do horizontálních vrstev definovaných různými proměnnými, jako je tlak, teplota, hustota, chemické složení a elektrický a magnetický molekulární stav . Tyto vrstvy nejsou na planetě rovnoměrné, protože jejich tloušťka a vlastnosti se mohou značně lišit v závislosti na zeměpisné poloze a klimatických podmínkách. Podrobnou analýzu atmosférických vrstev lze nalézt v tomto zdroji.
Níže je podrobný popis hlavních vrstev atmosféry, počínaje zemským povrchem a pohybujících se směrem ven do vesmíru:
1. Homosféra
Homosféra sahá do nadmořské výšky přibližně 80 km . V této první vrstvě je chemické složení plynů relativně rovnoměrné. Platí zde zákony ideálního plynu a dochází k neustálému míchání atmosférických složek, což má za následek změny hustoty a tlaku v různých nadmořských výškách. Homosféra je místem, kde se vyvíjejí povětrnostní jevy a kde dochází k většině klimatických jevů, které zažíváme. Změny ve struktuře atmosféry, včetně homosféry, jsou nezbytné pro pochopení klimatu, proto si v tomto článku můžete přečíst více o změnách teploty s nadmořskou výškou.
2. Heterosféra
Nad homosférou leží heterosféra , která začíná v nadmořské výšce 80 km a rozprostírá se do vesmíru. V této oblasti se chemické složení začíná měnit, protože lehčí plyny, jako je hélium a vodík, mají tendenci se usazovat v horních vrstvách, zatímco těžší plyny, jako je kyslík a dusík, se nacházejí blíže k Zemi. Zde tlak a teplota značně klesají a směs plynů je méně rovnoměrná. Informace o jevech v této vrstvě naleznete v tomto článku o atmosféře.
Heterosféra je rozdělena do několika podvrstev: dusíková vrstva (až 200 km), atomární kyslíková vrstva (mezi 200 a 1.000 1.000 km) a vrstva helia (mezi 3.500 XNUMX a XNUMX XNUMX km). K separaci plynů dochází v důsledku difúze, což má za následek snížení hustoty s rostoucí nadmořskou výškou.
3. Troposféra
Troposféra je vrstva nejblíže k zemskému povrchu, jejíž výška se pohybuje od 9 do 18 km v závislosti na poloze: níže na pólech a výše na rovníku. Tato vrstva vzduchu nejenže podporuje většinu života na Zemi, ale také obsahuje přibližně 75 % hmotnosti atmosféry. V této vrstvě teplota klesá s nadmořskou výškou, v průměru o 0.65 °C na každých 100 m nadmořské výšky. Pro více informací o tom, jak tyto vrstvy fungují, doporučujeme přečíst si tento článek o vrstvách Země.
Troposféra je místem, kde se vyskytují povětrnostní jevy, jako je déšť, vítr a bouřky. V horní části troposféry se nachází tropopauza , která označuje hranici mezi troposférou a stratosférou, kde teplota zůstává relativně konstantní a konvektivní aktivita je minimalizována. Chcete-li se dozvědět více o typech mraků, které se v této vrstvě tvoří, přečtěte si tento článek o altokumulusových oblacích.
4. Stratosféra
Stratosféra sahá od tropopauzy, která se nachází přibližně 15 km nad zemským povrchem, až po stratopauzu v nadmořské výšce 50 km . V této vrstvě se teplota začíná s nadmořskou výškou zvyšovat, což je jev způsobený přítomností ozonové vrstvy . Tato ozonová vrstva je klíčová, protože absorbuje většinu škodlivého ultrafialového záření Slunce, a tím chrání život na Zemi. Chcete-li se dozvědět více o významu této vrstvy, navštivte tento článek o ozonové vrstvě.
Ozon je koncentrován ve výšce 20 až 30 km . Stratosféra je také místem, kde létají komerční letadla, aby se vyhnula turbulentním účinkům troposféry.
5. Mezosféra
Mezosféra , která se nachází v nadmořské výšce mezi 50 a 85 km , je nejchladnější vrstvou atmosféry s teplotami, které mohou v nejvyšším bodě klesnout až na -85 °C . Právě v této vrstvě se meteoroidy rozpadají v důsledku vysoké hustoty atmosféry. V této oblasti se navíc vyskytují meteorické roje a další meteoroidní jevy. Chcete-li se dozvědět více o tom, jak k těmto jevům dochází, přečtěte si tento článek, který vysvětluje vznik cirrových oblaků.
Mezopauza je termín používaný k označení horní hranice této vrstvy.
6. Termosféra
Termosféra , která se rozprostírá od 85 km do 600 km , zažívá výrazný nárůst teploty, který může dosáhnout až 1500 °C . V této vrstvě je výrazná ionizace plynů, což vede ke vzniku polární záře (aurora borealis) a jižní polární záře ( aurora australis). Jak se plyny ionizují, stávají se elektricky nabitými částicemi, které ovlivňují rádiovou komunikaci a další technologické systémy. Chcete-li porozumět tomu, jak se teplota mění s nadmořskou výškou, navštivte [odkaz na relevantní informace].
V této vrstvě obíhá Mezinárodní vesmírná stanice, která funguje jako mezinárodní výzkumná laboratoř.
7. Exosféra
Exosféra je nejvzdálenější vrstva atmosféry, která se rozkládá od 600 km do 10 000 km . V této vrstvě jsou plyny extrémně vzácné a existují v atomárním stavu, což znamená , že je velmi nízká pravděpodobnost jejich vzájemné srážky. Tato vrstva obsahuje satelity na nízké oběžné dráze Země a geostacionární satelity a je to také oblast, kde se atmosféra začíná prolínat s vesmírem. Zde se satelity pohybují vysokými rychlostmi a atmosféra téměř neexistuje.
Exosféra také obsahuje Van Allenovy pásy , což jsou oblasti intenzivního záření, kde jsou nabité částice zachyceny magnetickým polem Země. Více informací o tom, jak se atmosféry jiných planet srovnávají s naší vlastní, naleznete v tomto článku o atmosféře Jupiteru.
Vliv změny klimatu na strukturu atmosféry
Nedávný výzkum ukázal, že lidská činnost mění strukturu atmosféry. Například skleníkové plyny způsobily rozpínání troposféry a smršťování stratosféry. Tento jev může být zodpovědný za změny v počasí a četnost extrémních povětrnostních jevů. Širší pohled na vliv skleníkových plynů naleznete v tomto článku o přeměně skleníkových plynů na horniny.
Tropopauza, která odděluje troposféru od stratosféry, za posledních několik desetiletí výrazně vzrostla, což naznačuje, že vrstva atmosféry nejblíže životu na Zemi houstne s postupujícím globálním oteplováním. Toto zahušťování by mohlo vést k větší intenzitě při bouřkách a jiných meteorologických jevech.
Ztenčení stratosféry navíc korelovalo se změnami v rozložení teplot, což dokazuje, že změna klimatu nadále ovlivňuje atmosféru mnoha způsoby, což zdůrazňuje naléhavou potřebu řešit emise skleníkových plynů.
Atmosféra je ve své složité stratifikaci nejen nezbytnou složkou života na Zemi, ale je také zásadním ukazatelem změn životního prostředí, které zažíváme. Je zásadní, abychom tyto změny nadále studovali a rozuměli jim, abychom ochránili naši planetu a zajistili udržitelnou budoucnost.
