KURZUS: Környezetvédelem

MODUL: III. modul: A levegő és védelme

7. lecke A légkör (atmoszféra)

|  | Az atmoszféra összetétele és dinamikája közvetlen hatással van az időjárásra és ezen keresztül a klímára, ezáltal az élőlények, köztük az ember életére. A légszennyezők kibocsátása súlyos következményekkel jár a közegészség, az ökológiai rendszerek és a Föld klímáját tekintve. A légszennyezés nem ismer határokat, és a klímát sem lokálisan befolyásolja. A légszennyezésből eredő problémákat ezért az emberiség egészének közösen kell megoldania, illetve viselnie a következményeket.
| Cél: A lecke célja, hogy a hallgató megismerje a légkör szerkezetét és összetételét. Felismerje az ózonréteg szerepét és fontosságát.
| Követelmények: Ön akkor sajátította el megfelelően a tananyagot, ha képes
| a légkör fő összetevőinek felsorolására, százalékos arányuk megnevezésére, legalább öt nyomgáz felsorolására, felsorolni a légkör négy rétegét, jellemezni a troposzférát és a sztratoszférát, ábrán megjelölni azokat, és az ózonréteg elhelyezkedését, ismertetni az ózonréteg keletkezését és szerepét.
| Időszükséglet: A tananyag elsajátításához körülbelül 20 percre lesz szüksége.
| Kulcsfogalmak:
| nyomgázok sztratoszféra troposzféra ózonréteg
| 1. A légkör összetétele
| Gyűjtse ki a légkör fő összetevőit, és jegyezze meg relatív mennyiségüket! Keressen 6 példát a légkörben található nyomgázokra!
| A légkört a Földet körülzáró gázkeverékek és plazmák alkotják, amelyeket a bolygó gravitációs és mágneses erőtere tart fogva, átmeneti héjakba rendezve azokat a bolygóközi tér napszele és a Föld felszíne között. A légkör nagy részét alkotó gázok mellett, kis relatív mennyiségük ellenére, a légköri aeroszolok (diszperz szilárd és cseppfolyós anyagok) szerepe is fontos (átlátszóság, csapadék-képződés, szóródás stb.).
| A légkört alkotó gázkeverék pillanatnyi összetétele nyomás-, hőmérséklet és magasságfüggő, azon felül, hogy az összetétel földtörténeti és történelmi léptékben egyaránt időben is módosul. E gázok relatív mennyiségük szerint fő összetevők (N2, O2, Ar, CO2) és nyomgázok (pl. hidrogén, metán, ózon, nitrogén-dioxid, szén-monoxid, víz stb.).
| Az erősen változó komponensek természetesen is előfordulnak a légkörben, azonban a mennyiségüket jelentősen megváltoztathatják az antropogén szennyezések (lásd részletesebben e modul 2. leckéjében). Az 1. táblázatban is jelölt, kb. harmad évszázaddal ezelőtt általános 350 ppm (parts per million = részecske/millió, azt mutatja meg, hogy hány részecske az adott anyag egymillió részecskéből) széndioxid mennyisége napjainkban meghaladja a 400 ppm-et (0,04%-ot). A 1. táblázat a légkörben való tartózkodási idő szerinti csoportosítást is mutatja.
A légkör gázalkotóinak megoszlása és tartózkodási ideje (ppm a térfogatszázalék 10 000-ed része)
1. táblázat
| A földtörténet utolsó 500 millió évében a légkör összetétele lényegében nem változott. A korai - primitív - légkör összetételéhez képest döntő változást a CO2 és H2 mennyiségének drasztikus csökkenése, másrészt az N2 és az O2 felhalmozódása jelenti (ez utóbbi a mintegy kétmilliárd évvel ezelőtt kifejlődött fotoszintetizáló növényekhez kapcsolódik).
| A légkör bonyolult, többkomponensű, mintegy 50 vegyületből álló rendszerét több száz, egymáshoz kapcsolódó egyensúlyi folyamat szabályozza, illetve vezérli.
| 2. A légkör vertikális szerkezete
| Jegyezze meg a légkör négy rétegének elnevezését és elhelyezkedésük sorrendjét! Gyűjtse ki a troposzféra és a sztratoszféra jellemzőit! Figyelje meg az 1. ábrán, hol helyezkedik el az ózonréteg!
| A légkört vertikálisan többnyire a hőmérsékletváltozás jellege, mértéke szerint tagolják troposzférára, sztratoszférára, mezoszférára és termoszférára (1. ábra). Az egyes rétegek között átmeneti régiók helyezkednek el. Környezeti szempontból elsősorban az első kettő szféra lényeges számunkra.
| A troposzféra vastagsága az Egyenlítő fölött 17-18, a sarkokon 5-8 km. A légkör tömegének 80%-át, a teljes légkör térfogatának 1,5%-át foglalja el. Itt zajlanak a meteorológiai folyamatok, a légmozgások turbulens jellegűek, ennél fogva a természetes és antropogén szennyeződések (keletkezés-terjedés-megszűnés) dinamikai színtere. Mivel hőenergiáját a földfelszíntől kapja, a hőmérséklet ebben a légrétegben a felszíntől függőleges irányban távolodva folyamatosan csökken, 100 méterenként átlagosan 0,65 °C-kal. A szél sebessége felfelé haladva növekszik, a troposzféra felső határán a legnagyobb.
| A sztratoszféra felső határfelületének átlagos magassága 50 km körüli. A légkör 19 (tömeg)%-át sűríti az össztérfogat 5,5%-ába. Kb. 25-30 km közötti magasságban található az ún. ózonréteg. A hőmérséklet az ózon sugárzáselnyelő (UV-spektrum) hatása következtében kb. -50 °C-ról 0 °C-ra emelkedik. Az ózon (O3), az oxigén háromatomos módosulata, főként a légköri oxigénből az ott lejátszódó elektromos kisülések és egyéb légkörfizikai jelenségek hatására jön létre. A földtörténeti korszakok során az atmoszférában felhalmozódva egy közel állandó vastagságú homogén réteget hozott létre, amely az ultraibolya sugárzás túlnyomó részét kiszűrve a szárazföldi élet lehetőségét hozta létre és tartja fenn.
A légkör rétegei, hőmérsékletük és nyomásuk (1 mb=100 Pa)
1. ábra

|  | Önellenőrző kérdések
| 1. Melyek a légkör fő összetevői, hány százalékban alkotják az atmoszférát?
| 2. Soroljon fel 5 nyomgázt!
| 3. Sorolja fel a légkör rétegeit a földfelszíntől felfelé haladva!
| 4. A légkör melyik rétegére jellemző? A - sztratoszféra B - troposzféra A földfelszínnel érintkező réteg Kb. 45-50 km magasságig terjed A legvékonyabb légköri réteg A legsűrűbb légköri réteg Az ózonréteg benne helyezkedik le A mezoszféra alatti réteg Benne a hőmérséklet felfelé 100 méterenként átlagosan 0,65 °C-kal csökken
| 5. Az ábrán melyik betű jelöli az alábbi fogalmakat? Ózon réteg Troposzféra Sztratoszféra
| 6. Hogyan keletkezett az ózonréteg?
| 7. Igaz-e az ózonrétegre?
Megvédi a túlzott melegtől az élőlényeket. |
Melegíti a légkört. |
Oxigénből áll. |
Elnyeli az ultraibolya sugárzást. |