Troposfer: Atmosferin En Düşük Katmanı

Canlı organizmaların faaliyet gösterdiği en düşük atmosfer katmanına troposfer denir. Güçlü hava hareketleri ve bulut oluşumları bölgesidir. Bol miktarda kalan birçok gazın karışımıydı. Ancak, troposferde su buharı ve toz son derece değişken konsantrasyonlarda meydana geldi.

Troposferdeki hava, soluduğumuz hava, yaklaşık yüzde 78 azot (N2), yüzde 21 oksijen ( ₀₂ ), yüzde 1 argon (Ar) ve yüzde 0, 03 karbon dioksit (CO2) hacminden oluşur. Ayrıca, çoğu inert olan diğer gazların izleri de mevcuttur. Tüm bu gazların detayları aşağıda Tablo 1.2'de verilmiştir.

Tablo 1.2. Dünyanın atmosferindeki farklı gazların detayları:

Kirlilik kontrolüne en çok ilgi çeken katman bu troposfer tabakasıdır, çünkü bu, çoğu canlıların bulunduğu tabakadır. Troposferdeki en son değişikliklerden biri, asit yağmurları olgusunu içerir. Asit yağmuru veya asit birikmesi, kükürt oksitlerin (SO _x ) ve azot oksitlerin (NO _x ) gaz emisyonları su buharı ve güneş ışığı ile etkileşime girdiğinde ve kimyasal olarak sülfürik asit (H2S04) ve nitrik asit gibi güçlü asit bileşiklerine dönüştürüldüğünde ortaya çıkar. (HN03).

Bu bileşikler, diğer organik ve inorganik I kimyasalları ile birlikte, yeryüzünde aerosoller ve partiküller (tortu biriktirme) olarak biriktirilir veya yağmur damlaları, kar taneleri, sis veya çiy (ıslak biriktirme) ile toprağa taşınır.

stratosfer:

Stratosfer, troposferin en üst seviyesinden, dünyanın yüzeyinin yaklaşık 50 km yukarısındaki en üst stratosfer seviyesine uzanan hava kütlesidir. Orada bulunan ozon, ozonosfer adı verilen bir ozon tabakası oluşturur. Oksijen, oksijen molekülünün oksijen oluşturmak için ayrıldığı bir fotokimyasal reaksiyon yoluyla oksijenden oluşur.

₀₂ + (h = radyasyon) = 2O

Atomik oksijen moleküler oksijen ile birleşir ve ozon oluşur.

O3 + O = O3

Güneşten gelen ultraviyole ışınımını absorbe eden ozon şemsiyesi adı verilen bir şemsiye oluşturur. Ayrıca, dünyanın soğuma hızını azaltmada bir örtü görevi görür. Bu nedenle, ozon ve havanın geri kalanı arasındaki denge ortamın önemli bir faktörüdür.

mezosfer:

Stratosferin üzerinde, soğuk sıcaklık ve düşük atmosfer basıncı olan mezosfer bulunur. Dünya yüzeyinin 80-90 km yukarısında sıcaklık minimum -95 ° C'ye düşer. Bölge menopoz olarak adlandırılır.

termosfer:

Mezosferin üstünde, dünya yüzeyinden 500 km yüksekliğe kadar uzanan termosfer bulunur. Mezosferden gelen sıcaklıktaki bir artış ile karakterize edilir. Moleküllerin oksijen iyonlaşmasının gerçekleştiği termosferin üst bölgesine iyonosfer denir.

exosphere:

İyonosferin üstündeki atmosfere, hidrojen ve helyum hariç atmosferi alan ve dünya yüzeyinden 32190 km'ye kadar uzayan dış uzayın dış alanı denir. Güneş ışınlarından dolayı çok yüksek bir sıcaklığa sahiptir.

Atmosferin Elementel Özellikleri:

Kirlilik problemleri atmosferik kirletici maddelerin birbirine karışmasından, olumsuz meteorolojik koşullardan ve zaman zaman belirli topografik koşullardan kaynaklanmaktadır. Hava kirliliği ile bazı atmosferik koşullar arasındaki yakın ilişki nedeniyle, biraz meteoroloji anlayışına sahip olmak gerekir.

Tüm meteorolojik fenomenlerin kaynağı, atmosferin temel özelliklerinin temel fakat değişken bir sıralamasıdır - ısı, basınç, rüzgar ve nem. Basınç sistemi, rüzgar hızı ve yönü, nem, sıcaklık ve yağış dahil tüm hava koşulları sonuçta değişken sıcaklık, basınç, rüzgar ve nem ilişkisinden kaynaklanır.

Bu dört elementin etkileşimi birkaç farklı ölçek seviyesinde gözlenebilir. Bu hareket ölçekleri, kapsamda küresel, karasal, bölgesel veya yerel olabilen havanın kitle hareketi ile ilgilidir. Coğrafi etki aralıklarına göre, hareket ölçeği makro ölçeği, mezoskale veya mikro ölçeği olarak tanımlanabilir.

Makro ölçeği:

Bu ölçekte atmosferik hareket, yarım küre üzerindeki büyük hava akımlarının gezegensel dolaşım modellerini içerir. Bu fenomen binlerce kilometrelik ölçeklerde ortaya çıkar ve okyanuslar ve kıtalar üzerindeki yarı kalıcı yüksek ve alçak basınç alanları ile örneklenmiştir.

Küresel ölçekte hava hareketi sadece ekvatordan kutuplara veya boylamasına uzunlamasına doğrultuda değildir, çünkü kutuplar ve ekvatorlar arasındaki ısı farkının ve dünyanın eksenleri boyunca dönmesinin ikili etkisi, daha karmaşık bir hava sirkülasyonu deseni oluşturur. . Bu yüksek ve düşük basınçlı alanlar, soğuk veya ılık cepheler, kasırgalar ve kış fırtınalarının oluşması, bu ısıl dönüşüm ve korolis kuvveti (dünyanın dönmesinin rüzgar hızına ve yönüne etkisi) bu ikili etkisindedir.

Bu ölçekte hava kütle hareketini etkileyen ana unsurlardan biri, toprak ve su kütlelerinin toprak yüzeyleri üzerindeki dağılımıdır. Kara ve okyanus kütlelerinin iletken kapasiteleri arasındaki büyük fark, birçok hava sistemimizin gelişimini sağlar.

Mesoscale:

Dolaşım düzeni, bölgesel ya da yerel topoğrafyanın etkisinden dolayı, bölgesel coğrafi birimler üzerinde gelişir. Bu fenomen yüzlerce kilometre ölçeğinde ortaya çıkıyor. Yeryüzündeki yüzeylerin hava hareketi - dağ sıralarının, okyanus kütlelerinin, ağaçlandırmanın ve kentsel gelişimin yeri.

Mikro:

Mikro ölçekli fenomen 10 kilometreden daha az alanlarda ortaya çıkar. Sürtünme tabakası içinde meydana gelir, zemin seviyesindeki atmosfer tabakası, sürtünme gerilmesi ve ısıl değişikliklerin etkilerinin rüzgarların standart bir düzenden kayda değer şekilde sapmasına neden olabilir.

Hava, binalar, ağaçlar, çalılar veya kayalar gibi düzensiz fiziksel özelliklerin üzerinde ve çevresinde hareket ederken ortaya çıkan sürtünme stresi, hava hareketi modelini etkileyen mekanik türbülansa neden olur. Kentsel asfalt ve beton, çöl kumları veya diğer benzeri yüzeylerden yayılan radyant ısı, hava hareket düzenlerini de etkileyen termal türbülansa neden olur.

Makro ölçekli dolaşım düzenlerinin çoğu durumda hava kalitesi üzerinde doğrudan doğrudan etkisi yoktur. Hava kirliliğinin kontrolünden sorumlu olanların hayati önem taşıyan mesoscale ve mikro skala seviyelerinde hareket etmesidir.

Sıcaklık:

Isı kritik bir atmosfer değişkenidir. İklim koşullarının önemli bir katalizörüdür. Atmosferdeki ısı enerjisi güneşten, çoğunlukla görünür ışık şeklinde kısa dalga radyasyonu (yaklaşık 0, 5 µm) olarak gelir. Dünya, çoğunlukla görünmeyen ısı radyasyonu formunda aldığından çok daha uzun dalgalar (ortalama 10 µm) yayar.

Güneş ışınlarının bir kısmı hava moleküllerinin araya girmesiyle dağılır. Derin mavi rengini berrak bir gökyüzüne veren farklı dalga boylarındaki ışınların bu saçılmasıdır. Güneş ufukta hareket ettikçe saçılma daha yoğundur ve kırmızı Güneş doğar ve Gün Batımları üreten bu fenomendir.

Dünyanın yüzeyi güneş enerjisinin ana emicisidir. Böylece troposfer Güneş'ten değil esas olarak yerden ısıtılır.

Troposferde ısı transferinin meydana geldiği dört önemli yol sera etkisi, yoğunlaşma - buharlaşma döngüsü, iletim ve taşınımdan geçer.

Buharlaşma-Yoğuşma Döngüsü:

Suyun buharlaşması enerjinin kullanılmasını gerektirir ve bu enerji atmosferden emilir ve su buharında depolanır. Yoğuşma üzerine, bu ısı enerjisi serbest kalır. Buharlaşma genellikle yeryüzünün yüzeyinde veya yakınında gerçekleştiğinden, normalde troposferin üst bölgelerinde yoğuşma meydana gelirken, buharlaşma - yoğuşma işlemi ısının düşük bölgelerden daha yüksek bölgelere gitme eğilimindedir.

iletim:

Isıyı dünyadan atmosfere aktarma da iletim, hava ve toprağın doğrudan fiziksel teması ile ısı transferi işlemi ile gerçekleştirilir. Hava aşağı doğru hareket ettikçe sıcak zeminle temas eder ve dünyadan atmosfere ısı çeker.

Konveksiyon:

Sıcak havanın yükselmesi ve soğuk havanın emilmesi ile başlatılan bir işlemdir ve ısının dünyadan troposfere aktarılmasında büyük bir güçtür. Konveksiyon, hava kütlelerinin makro ölçekteki hareketinde birincil faktördür.

Basınç:

Basınç meteorolojik fenomende önemli bir değişkendir. Havanın ağırlığı olduğundan, tüm atmosfer altındaki dünyaya baskı yapar. Bu basınç genellikle bir cıva barometresi ile ölçülür. Hava haritalarında, atmosfer boyunca basınç dağılımı, eşit atmosferik basıncın eşit olduğu bağlantı noktalarında izobar çizgileri ile temsil edilir. Bu hatlar, büyük hava sistemlerinin gelişimini etkileyen yüksek ve alçak basınç hücrelerini tanımlar.

Dünya üzerindeki basınç kalıpları, aynı bölgelerde hava basıncı arttıkça ve diğerlerinde düştükçe sürekli akış halindedir. Kıtanın konumu, yüzey pürüzlülüğü ve radyasyondaki farklılıklar, rüzgar enerjisi ve küresel dolaşım kalıpları, yüksek ve düşük basınçlı sistemlerin veya hücrelerin gelişimini zorlamak için birleşir. Bu yüksek ve alçak basınç sistemlerinin dolaşımı veya hareketi, birçok hava değişikliğinden sorumludur.

Rüzgar:

Rüzgar sadece hareket halindeki havadır. Makro ölçekte hareket, atmosferik sıcaklık ve dünya yüzeyindeki basıncın eşit olmayan dağılımından kaynaklanır ve dünyanın dönüşünden önemli ölçüde etkilenir. Rüzgar akış yönü, yüksekten düşüğe doğru olmakla birlikte, coriolis kuvveti (yani dünyanın dönmesinin rüzgar hızı ve yönü üzerindeki etkisi), hava akımlarını bu beklenen kalıplardan sapma eğilimindedir.

Mezoskale ve mikro ölçekte, topografik özellikler rüzgar akışını kritik derecede etkiler. Yüzey değişikliklerinin hava hareketinin hızı ve yönü üzerinde belirgin bir etkisi vardır. Ayrıca deniz ve kara esintileri, dağlık vadi rüzgarları, kıyı sisi, rüzgâr yağış sistemleri, kentsel ısı adaları, bölgesel ve yerel topografyanın atmosferik koşullar üzerindeki etkisinin örnekleridir.

Toprak ve suyun iletken kapasitesinin varyansı, topografyanın rüzgar yönü üzerine başka bir etkisine neden olur. Kara, komşu su kütlelerine oranla daha hızlı ısındığından ve soğuduğundan, kıyı rüzgarları, gün esintisi ve akşam karasu esintileri düzenine girer.

Rüzgar hızı genellikle bir anemometre ile ölçülür, tipik olarak dikey bir eksen etrafında düzenlenmiş üç veya dört yarım küre kapaktan oluşur. Kapaklar için dönme hızı ne kadar hızlı olursa rüzgar hızı da o kadar yüksek olur.

Nem:

Yoğuşmaya kadar yoğuşmaya kadar buharlaşma, çevremizdeki sürekli tekrar eden bir döngüdür. Nem, önce dünyanın yüzeylerinden atmosfere aktarılır. Su buharı daha sonra yoğunlaşır ve bulutları oluşturur.

Döndürülen buhar bir miktar yağış, yağmur, dolu, kar veya karla karışık yağmur şeklinde yeryüzüne geri döndüğü için döngü kendini tamamlar. Topoğrafya nem dağılımında önemli bir rol oynar. Dağlar nem yüklü havanın yükselmesini zorlar, bu da bir aralığın rüzgâr tarafında daha ağır yağışlara neden olur.

Bağıl nem:

Atmosferde mevcut olan su buharı miktarı nem cinsinden ölçülür. Havanın sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, doymadan önce o kadar fazla su buharı alabilir. Zemin seviyesinde, 11.1 ° C'lik bir sıcaklık artışı, atmosferin nem kapasitesini kabaca ikiye katlar.

Bağıl nem, psikrometre denilen bir araçla ölçülür. Bir psikrometrenin kuru termometre termometresi havanın sıcaklığını gösterirken, ıslak termometre termometresi, ampulün nemi buharlaştıkça oluşan soğutma miktarını ölçer. İki okumadaki ve kuru ampul sıcaklığındaki fark ile, psikrometre tablolarından bağıl nem değerleri elde edilebilir.