ΓΕΩ: Β2.1: ΣΎΝΘΕΣΗ ΤΗΣ ΑΤΜΌΣΦΑΙΡΑΣ, Η ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΊΑ ,ΟΙ ΑΝΈΜΟΙ
ΑΤΜΌΣΦΑΙΡΑ
Ατμόσφαιρα
είναι το αεριώδες περίβλημα της Γης.
Αποτελεί ένα σώμα με την γη και την ακολουθεί σ’ όλες τις κινήσεις της. Το
σχήμα της ατμόσφαιρας είναι παρόμοιο μ’ αυτό της γης, δηλαδή σχεδόν σφαιρικό,
συμπιεσμένο στους πόλους.
Το ύψος της
ατμόσφαιρας θεωρητικά ορίζεται ως ο χώρος στον οποίο η βαρύτητα της γης
υπερισχύει της φυγόκεντρης δύναμης και της τάσης διαφυγή των αερίων. Με
υπολογισμούς της θεωρητικής μηχανικής είναι περίπου 28.000 km στους πόλους και
42.000 km στον Ισημερινό.
Κατακόρυφη
Διαίρεση της Ατμόσφαιρας:
Η κυριότερη
κατακόρυφη διαίρεση της ατμόσφαιρας γίνεται με βάση τις μεταβολές της
θερμοκρασίας, ως εξής:
-ΤΡΟΠΌΣΦΑΙΡΑ
-ΣΤΡΑΤΌΣΦΑΙΡΑ
-ΜΕΣΌΣΦΑΙΡΑ
-ΘΕΡΜΌΣΦΑΙΡΑ
-ΕΞΏΣΦΑΙΡΑ
-ΙΟΝΌΣΦΑΙΡΑ
Τα
χαρακτηριστικά της τροπόσφαιρας:
Η τροπόσφαιρα ως χαρακτηριστικά της έχει:
-Ομοιόμορφη
ελάττωση της θερμοκρασίας με το ύψος (κατακόρυφη θερμοβαθμίδα ). Η μείωση αυτή
κατά μέσο όρο είναι 6,50 C κάθε 1000 μ.
-Αύξηση της ταχύτητας του ανέμου με
το ύψος (λόγω ελάττωσης της τριβής) μέχρις ενός ορισμένου ορίου, με μέγιστη
ταχύτητα που σημειώνεται στα ανώτερα όρια της τροπόσφαιρας.
-Περιέχει σχεδόν
ολόκληρη την ποσότητα των υδρατμών.
-Αξιόλογες
κατακόρυφες κινήσεις του αέρα.
-Μεγάλες εναλλαγές
θερμότητας μεταξύ επιφάνειας εδάφους και ανώτερων περιοχών αυτής.
-Συνεχής εναλλαγή
ατμοσφαιρικών φαινομένων που συνιστούν στο σύνολό τους τον καιρό.
Χαρακτηριστικά
της Στρατόσφαιρας:
Στρατόσφαιρα,
ονομάζεται το δεύτερο από της επιφάνειας της Γης στρώμα της ατμόσφαιρας αμέσως
μετά τη τροπόσφαιρας . Η στρατόσφαιρα φθάνει σε ύψος περίπου τα 55 χλμ. Η
θερμοκρασία στη στρατόσφαιρα στην αρχή και μέχρι του μισού ύψους της (30-35
χλμ) παραμένει σταθερή, στη συνέχεια όμως αυξάνει (μέχρι τα 55 χλμ.).
Τα σύγχρονα
αεροπορικά ταξίδια πραγματοποιούνται στη στρατόσφαιρα λόγω της μεγαλύτερης
ταχύτητας και άνεσης που παρέχει. Επίσης και για οικονομικούς λόγους, διότι, σε
σχέση με την τροπόσφαιρα , η στρατόσφαιρα είναι αραιή, άρα και η αντίσταση στην
κίνηση είναι μικρότερη. Επίσης, σ’ αυτή δεν παρατηρούνται μετεωρολογικά
φαινόμενα, όπως νέφη, καταιγίδες, σύννεφα κ.πλ.
Μέρος της
στρατόσφαιρας αποτελεί η οζονόσφαιρα ή οζοντόσφαιρα. Πρόκειται για στρώμα στην
ατμόσφαιρα της Γης, το οποίο περιέχει μεγάλη ποσότητα όζοντος. Η ωφελιμότητα της οζονόσφαιρας είναι
το γεγονός ότι απορροφά μεγάλο μέρος της
υπεριώδης ηλιακής ακτινοβολίας, η οποία είναι βλαβερή για την Γη.
Χαρακτηριστικά
της Ιονόσφαιρας:
Η Ιονόσφαιρα
βρίσκεται κάτω από την θερμόσφαιρα και φτάνει έως τα 80 χλμ. Περίπου πάνω απ’
την επιφάνεια της Γης. Χαρακτηρίζεται απ’ την παρουσία μεγάλου αριθμού ιόντων
και ελεύθερων ηλεκτρονίων , τα οποία εξυπηρετούν τις τηλεπικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων. Επίσης η ιονόσφαιρα είναι
υπεύθυνη για το βόριο και το νότιο σέλας.
Χαρακτηριστικά
– Ιδιότητες του Ατμοσφαιρικού Αέρα:
1. Ο καθαρός αέρας
είναι μείγμα αερίων που αποτελείται κυρίως από άζωτο και οξυγόνο
2. Άχρωμος,
άοσμος, άγευστος
3. Δεν μπορεί να
γίνει αισθητός παρά μόνο αν βρίσκεται σε κίνηση
4. Είναι
ευκίνητος, ελαστικός, διασταλτός, συμπιεστός και μπορούν να διαδοθούν μέσα σ’
αυτόν κύματα πίεσης
5. Με την συμπίεση
θερμαίνεται με την εκτόνωση ψύχεται
6. Είναι
διαπερατός σε πάρα πολλές μορφές ακτινοβολίας ενώ μπορεί να απορροφά άλλες
7. Συγκρατιέται με
την βαρύτητα, αλλά κινείται με σχετική ευκολία σε πολύπλοκα μοντέλα πάνω στην
επιφάνεια της γης. Οι οριζόντιες κινήσεις του είναι από σημεία μεγάλης πίεσης
προς σημεία με μικρή πίεση
8. Δεν έχει μεγάλη
πυκνότητα (1293 gr/m), έχει όμως βάρος και ασκεί πίεση πάνω σε στρώματα που
περιβάλλονται από αυτόν. Την ίδια πίεση ασκεί στην επιφάνεια της γης. Η πίεση
αυτή ονομάζεται ατμοσφαιρική και κατά μέσο όρο είναι ίση με 760 mm Hg.
Σύσταση της Ατμόσφαιρας:
Ανάλογα με την
σύσταση της η ατμόσφαιρα χωρίζεται στην ομοιόσφαιρα, μέχρι ύψους 100km, όπου η
σύσταση της είναι ομοιόμορφη και την ετερόσφαιρα, που βρίσκεται πάνω από την
ομοιόσφαιρα και η σύσταση είναι ανομοιόμορφη. Τα κατώτερα στρώματα της
ατμόσφαιρα της γης αποτελούνται από:
i) Ξηρό αέρα ii) Νερό iii) Αιωρήματα
Σύσταση της Ατμόσφαιρας
Άζωτο
Βρίσκεται στη
μεγαλύτερη αναλογία (78%) Δεν απορροφά την ηλιακή ακτινοβολία. Μαζί με το αργό
είναι αδρανή αέρια και συντελούν στη διάλυση του οξυγόνου.
Οξυγόνο (20,94%)
Ανανέωσή του
γίνεται με:
α. φωτοδιάσπαση
του νερού, που συμβαίνει στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας με απορρόφηση
υπεριώδους ακτινοβολίας.
β. φωτοσύνθεση.
Είναι ο κύριος μηχανισμός με τον οποίο παράγεται και ανανεώνεται.
Καταναλώνεται από
τις καύσεις που συμβαίνουν στους ζωντανούς οργανισμούς (αναπνοή), στην οργανική
ύλη, όπως πετρέλαιο, ξύλα κτλ. Ανάμεσα στην παραγωγή και στην κατανάλωση του
οξυγόνου υπάρχει δυναμική ισορροπία.
Διοξείδιο
του άνθρακα (0.03%)
Δεσμεύεται, και
διατηρείται η ισορροπία με:
α. φωτοσύνθεση που μετακινεί το 3% του ολικού
πλανητικού CO2 από ατμόσφαιρα στην λιθόσφαιρα.
β. στους ωκεανούς
το CO2 διαλύεται στο νερό και δημιουργεί ανθρακικές ενώσεις, που με τη μορφή
σκελετών και κελυφών των ζωντανών οργανισμών αποτίθεται στους πυθμένες των
ωκεανών.
γ. στην ξηρά,
νεκρά οργανικά υλικά μετατρέπονται σε χούμο.
Η ποσότητα του CO2
που υπάρχει στην ατμόσφαιρα μεταβάλλεται τοπικά και χρονικά. Είναι μεγαλύτερη
πάνω από τις ηπείρους παρά στους ωκεανούς, μεγαλύτερο κοντά σε ηφαίστεια και
πυκνοκατοικημένες περιοχές, όπου μπορεί να φθάσει το 0.05%. Είναι μεγαλύτερη
την νύχτα από την ημέρα και επίσης μεγαλύτερη το χειμώνα από το καλοκαίρι.
Το διοξείδιο του
άνθρακα είναι απαραίτητο: για την ανάπτυξη των φυτών (φωτοσύνθεση), αλλά κυρίως
γιατί το αέριο αυτό απορροφά ισχυρά την γήινη ακτινοβολία μεγάλου μήκους
κύματος (θερμική). Συντελεί έτσι τόσο στην θέρμανση όσο και στην ενεργοποίηση
της ατμόσφαιρας στα κατώτερα στρωματά της. Το φαινόμενο αυτό είναι γνωστό σαν
φαινόμενο θερμοκηπίου.
Όζον
Το όζον είναι
αλλοτροπική μορφή του οξυγόνου. Απορροφά ισχυρά την υπεριώδη (μικρού μήκους
κύματος) ακτινοβολία. Παράγεται από ηλεκτρικές εκκενώσεις στην κατώτερη
ατμόσφαιρα, κυρίως όμως με φωτοχημικές αντιδράσεις σε μεγάλα ύψη.
Φωτόλυση
Ο2+ενέργεια = Ο+Ο Ο2+Ο+Μ =Ο3+Μ ενέργεια = υπεριώδης ακτινοβολία μικρότερη των
2400 Α Μ= ουδέτερο άτομο δρα σαν καταλύτης.
Το όζον είναι πολύ
ασταθές στην παρουσία ηλιακού φωτός και όταν απορροφήσει ηλιακή ακτινοβολία
καταστρέφεται Ο3 + ενέργεια = Ο2 + Ο Η μεγαλύτερη συγκέντρωση του όζοντος είναι
στα 20-25 Km
Νερό
Υπάρχει στην
ατμόσφαιρα ως υγρό, στερεό και αέριο. Εισέρχεται στην ατμόσφαιρα με την εξάτμιση
και τη διαπνοή. Αποβάλλεται με υγρή ή στερεή μορφή στην επιφάνεια της γης. Οι
υδρατμοί είναι ένα από τα σπουδαιότερα αέρια της ατμόσφαιρας, γιατί:
α. αποτελούν αίτιο
πολλών μετεωρολογικών φαινομένων (νέφωση – βροχή – χιόνι)
β. θεωρούνται
σημαντικοί φορείς της ενέργειας στον πλανήτη με λανθάνουσα μορφή, την οποία
απελευθερώνουν με την συμπύκνωση τους (υγροποίηση).
γ. παίζουν
σπουδαίο ρόλο στις λειτουργίες απορρόφησης, ανάκλασης και διάχυσης της ηλιακής
ενέργειας.
Ατμοσφαιρικά
αιωρήματα
Είναι σωματίδια
στερεών ή υγρών τα οποία διαφέρουν πολύ μεταξύ τους ως προς το μέγεθος, το
σχήμα, την χημική σύνθεση και τις φυσικές ιδιότητες. Η προέλευση τους μπορεί να
είναι: Ανάλογα με το μέγεθος ταξινομούνται:
α) πυρήνες Aitken,
διάμετρος 1,0 μm α) γήινη NaCl, αιθάλη, στάκτη, οργανικά, βιομηχανικά αιωρήματα
β) κοσμική Κοσμική
ύλη από μετεωρίτες ή/και διάτοντες
Ρύπανση
Με τον όρο ρύπανση
της ατμόσφαιρας, εννοούμε την παρουσία στον ατμοσφαιρικό αέρα ουσιών (ρύπων) οι
οποίοι παρουσιάζουν συγκέντρωση μεγαλύτερη από την φυσιολογική ή την παρουσία
ουσιών οι οποίες δεν θα έπρεπε να υπάρχουν στην ατμόσφαιρα κάτω από φυσικές
συνθήκες.
Οι ρυπογόνες ουσίες μπορεί να είναι στερεές, υγρές ή αέριες. Η
προέλευση τους μπορεί να είναι από φυσικές πηγές ή πηγές ανθρώπινης
δραστηριότητας.
Οι σημαντικότερες
ρυπογόνος ουσίες της ατμόσφαιρας είναι :
1. Τα Αιωρήματα:
Χαρακτηριστικές
είναι οι λασποβροχές ή χρωματιστές βροχές που περιέχουν μεγάλες ποσότητες
κονιορτού. Στην χώρα μας σημειώνονται έγχρωμες βροχές 3-5 φορές τον χρόνο.
2. Θειικές ενώσεις:
Προέρχονται από φυσικές πηγές και από την
καύση άνθρακα πετρελαίου. Απορροφούν ισχυρά την ηλιακή θερμική ενέργεια. Στη
ατμόσφαιρα μετατρέπονται σε θειικό οξύ και θειικά άλατα, τα οποία διαλύονται σε
νερό και δημιουργούν την όξινη βροχή.
3.Οξείδια του άνθρακα:
Το CO2 αποτελεί
ουσιαστικό στοιχείο ζωής όταν βρίσκεται σε χαμηλή συγκέντρωση στον αέρα. Σε
μεγάλες συγκεντρώσεις αποτελεί ρυπαντή και προκαλεί υπερθέρμανση της
ατμόσφαιρας. Το CO αποτελεί δηλητήριο για τις ζωντανούς οργανισμούς. Παράγεται
κατά τις καύσεις στους κινητήρες των αυτοκινήτων και στη βιομηχανία.
4.Υδρογονάνθρακες:
Προέρχονται από
φυσικές διεργασίες όπως η δράση των βακτηριδίων. Κύρια πηγή υδρογονανθράκων
είναι το αυτοκίνητο. Είναι ενώσεις επικίνδυνες για τον άνθρωπο και την βλάστηση
και είναι υπεύθυνες για τον σχηματισμό της φωτοχημικής καπνομίχλης.
ΆΝΕΜΟΙ
Ως γνωστών, οι
ακτίνες του ηλίου δεν θερμαίνουν εξίσου όλα τα σημεία της Γης διότι πέφτουν με
διαφορετική γωνία στις διάφορες περιοχές στην επιφάνειά της, όπως και στην
διπλανή εικόνα. Για τον ίδιο λόγο, ο
Ήλιος δεν θερμαίνει εξίσου ούτε της ατμόσφαιρα της Γης. Επομένως, η δημιουργία
των ανέμων οφείλονται στο ότι ο αέρας έχει διαφορετική θερμοκρασία από τόπο σε
τόπο. Οι παράγοντες που επηρεάζουν την θερμοκρασία του αέρα είναι:
-Το υψόμετρο: Όσο ψηλότερα ανεβαίνουμε , τόσο ψυχρότερος είναι ο αέρας.
-Η απόσταση απ’ τη θάλασσα : Η ξηρά θερμαίνεται και ψύχεται πιο
γρήγορα απ’ ότι η θάλασσα.
-Την απόσταση απ’ τον Ισημερινό: Όσο απομακρυνόμαστε απ’ τον Ισημερινό
προς τους Πόλους , τόσο ψυχρότερος γίνεται ο αέρας.
Γενικά, όταν μία μάζα αέρα θερμαίνεται, γίνεται
πιο αραιή και πιο ελαφριά από τις άλλες αέρινες μάζες που βρίσκονται γύρω της και τείνει να ανεβαίνει ψηλότερα από
εκείνες (ανοδική κίνηση). Επομένως, άλλες, πιο ψυχρές και βαριές αέριες μάζες
θα κινηθούν και θα πάρουν τη θέση της. Αντίθετα, όταν μία μάζα αέρα ψύχεται,
γίνεται πιο βαριά και τείνει να κατεβαίνει (καθοδική κίνηση). Για να το πετύχει
αυτό σπρώχνει τις άλλες, τις πιο θερμές και πιο αραιές μάζες αέρα και παίρνει
την θέση τους. Αυτές οι κάθετες και πλάγιες κινήσεις του αέρα ονομάζουμε
ανέμους.
Δείτε το βίντεο:
ΒΑΣΙΚΆ
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΆ:
Τα πιο σημαντικά
χαρακτηριστικά του αέρα είναι:
-Η
διεύθυνση από την οποία φυσούν.
Διακρίνεται εύκολα
με απλά όργανα, όπως οι ανεμοδείκτες.
-Η
ταχύτητα.
Την μετράμε σε
km/h με ιδικά όργανα, τα ανεμόμετρα. Επειδή όμως τα όργανα αυτά δεν είναι
διαθέσιμα κάθε στιγμή και σε κάθε τόπο, συνηθίζουμε να υπολογίζουμε εμπειρικά
τη δύναμη του ανέμου με την λεγόμενη κλίμακα Μποφόρ, χρησιμοποιώντας τους όρους
ένταση ή ισχύς του ανέμου. Η κλίμακα αυτή μας επιτρέπει να υπολογίζουμε κατά
προσέγγιση την ταχύτητα του ανέμου, παρατηρώντας τα αποτελέσματά του, όπως για
παράδειγμα αν παρασύρει αντικείμενα, αν λυγίζει δέντρα κλπ.
Γενικά, οι άνεμοι επηρεάζουν άμεσα και έμμεσα
την καθημερινή ζωή των ανθρώπων.
Άμεσα, γιατί έχουν άλλοτε ευχάριστη και άλλοτε
δυσάρεστη επίδραση στον ανθρώπινο οργανισμό. Ο ελαφρός, δροσερός καλοκαιρινός
άνεμος διευκολύνει την εξάτμιση του ιδρώτα και προκαλεί ευεξία, ενώ οι πολύ
δυνατοί και ξερή ή υπερβολικά ψυχρός άνεμος προκαλούν δυσφορία.
Σε μερικές
περιπτώσεις η δύναμη του ανέμου είναι τόσο μεγάλη, που μπορεί να
προκαλέσει μεγάλες καταστροφές. Οι
τυφώνες, θύελλες με ανέμους που έχουν ταχύτητα περίπου 250/300 km/h, παρασύρουν
ανθρώπους και αυτοκίνητα και καταστρέφουν σπίτια και άλλα έργα.
Έμμεσα, οι άνεμοι επηρεάζουν την ανθρώπινη ζωή
με πολλούς τρόπους, ο πιο σημαντικός από τους οποίους είναι η ρύθμιση των
βροχών. Αν είναι υγροί, δηλαδή αν μεταφέρουν υγρασία, καθορίζουν τη γεωργία και
την παραγωγή τροφής. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν και οι μουσώνες.
ΑΣΚΉΣΕΙΣ ΕΜΠΈΔΩΣΗΣ:
ΆΣΚΗΣΗ
1
Τι είναι
ατμόσφαιρα; Σε την την χωρίζουμε και με βάση ποια κριτήρια; Να σχεδιάσετε το
δικό σας (πρωτότυπο) σχήμα κατανομής της ατμόσφαιρας.
ΆΣΚΗΣΗ
2
Από τι αποτελείτε
η ατμόσφαιρα; Τι γνωρίζεται για τις ρυπογόνες ουσίες; Ποιες είναι και ποια τα
διαφορετικά χαρακτηριστικά τους; Να ονομάσετε τις επιπτώσεις στο περιβάλλον.
ΆΣΚΗΣΗ
3
Ποιοι οι παράγοντες που επηρεάζουν την θερμοκρασία του αέρα; Ποια τα βασικά χαρακτηριστικά τους και πως επηρεάζουν την καθημερινή ζωή των ανθρώπων;
Ενδεικτικές Δραστηριότητες:
Δραστηριότητα Α'
Πού παρουσιάζονται τα μεγαλύτερα κέντα πληθυσμού (πόλεις),
στο βορειότερο ή νοτιότερο γεωγραφικό πλάτος; Ποια είναι αυτά τα κέντρα και
ανάμεσα από ποιους παραλλήλους βρίσκονται; Γιατί πιστεύετε πως συμβαίνει αυτό;
Υπάρχει κάποια επιστημονική εξήγηση σχετικά με αυτό; Τεκμηριώστε την απάντησή
σας.
Δραστηριότητα Β'
Ποιοι οι παράγοντες που επηρεάζουν το κλίμα ενός τόπου;
Παίζει ρόλο το γεωγραφικό πλάτος στο οποίο βρίσκεται αυτός το τόπος; Γιατί οι
θερμοκρασίες των παραθαλάσσιων εύκρατων περιοχών είναι συνήθως οι καλύτερες για
τον άνθρωπο;
Δραστηριότητα Γ'
Από ποιους παράγοντες επηρεάζεται η θερμοκρασία ενός τόπου; Ποια η σχέση της θερμοκρασίας ενός τόπου με τις θερμοκρασίες του ανέμου; Τι είναι η ζώνη των ισημερινών νηνεμιών και πώς επηρεάζει την ύπαρξη ανέμων;
Δραστηριότητα Δ'
Λαμβάνοντας υπ’ όψιν την τωρινή κατάσταση του πλανήτη, πώς
θα χαρακτηρίζατε την υγεία της Γης; Ποιοι οι παράγοντες που την έχουν
επηρεάσει; Είναι φυσικοί; Ποιες οι ενέργειες του ανθρώπου; Να αναλύσετε τα
προβλήματα και να γράφεται τους (πιθανούς) τρόπους αντιμετώπισής τους.
Δραστηριότητα Ε'
Ποια τα βασικά τμήματα την ατμόσφαιρας της Γης; Ποιες οι
διαφοροποιήσεις στις θερμοκρασίες τους; Ποια τα κύρια χαρακτηριστικά τους και
πώς αυτά τα χαρακτηριστικά χρησιμοποίησε
ο άνθρωπος προς όφελός του; Το παρακάτω βίντεο μπορεί να σας βοηθήσει.
Δραστηριότητα ΣΤ'
Τι γνωρίζεται για τις ανανεώσιμες πηγές ενεργείας; Ποια τα
οφέλη τους σε σχέση με τα κοινά εργοστάσια παραγωγής ενέργειας (π.χ. πετρέλαιο,
φυσικό αέριο κ.λπ); Γιατί ο κόσμος πιστεύει ότι οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας
είναι καλύτερες απ΄τα κοινά εργοστάσια; Γιατί π.χ. τα πυρηνικά εργοστάσια έχουν
κακή φήμη σε σχέση με την αιολική ενέργεια;
Αυτά δεν είναι ωφέλημα; Γιατί πιστεύετε πώς γίνεται αυτό; Τa παρακάτω
βίντεο μπορεί να σας βοηθήσουν.
Δραστηριότητα Ζ'
Συγκεντρώστε πληροφορίες για το πρόβλημα της μείωσης του
όζοντος της ατμόσφαιρας. Ποιες οι επιπτώσεις του; Το παρακάτω βίντεο μπορεί να
σας βοηθήσει.
Δραστηριότητα Η'
Είναι γνωστό ότι κατά την διάρκεια των θερμών καλοκαιρινών
μηνών τα βράδια είναι πιο δροσερά κοντά στη θάλασσα. Γνωρίζοντας πώς
δημιουργούνται οι ανοδικές και καθοδικές κινήσεις του αέρα, προσπαθήστε να
εξηγήσετε το γιατί.
Σχόλια
Δημοσίευση σχολίου