A
A
E
E
R
R
O
O
L
L
O
O
Š
Š
K
K
E
E
O
O
S
S
O
O
B
B
I
I
N
N
E
E
A
A
T
T
M
M
O
O
S
S
F
F
E
E
R
R
E
E
ª
ª
A
A
e
e
r
r
o
o
l
l
o
o
š
š
k
k
e
e
o
o
s
s
o
o
b
b
i
i
n
n
e
e
a
a
t
t
m
m
o
o
s
s
f
f
e
e
r
r
e
e
ª
ª
V
V
e
e
r
r
t
t
i
i
k
k
a
a
l
l
n
n
a
a
p
p
o
o
d
d
e
e
l
l
a
a
a
a
t
t
m
m
o
o
s
s
f
f
e
e
r
r
e
e
ª
ª
N
N
o
o
r
r
m
m
a
a
l
l
n
n
a
a
(
(
s
s
t
t
a
a
n
n
d
d
a
a
r
r
d
d
n
n
a
a
)
)
a
a
t
t
m
m
o
o
s
s
f
f
e
e
r
r
a
a
ª
ª
O
O
s
s
n
n
o
o
v
v
n
n
e
e
v
v
e
e
l
l
i
i
č
č
i
i
n
n
e
e
s
s
t
t
a
a
n
n
j
j
a
a
1.
ATMOSFERA
O istoriji Zemljine atmosfere pre milijardu godina slabo se zna. Poreklo atmosfere je bez svake sumnje
vezano za poreklo same Zemlje. Ogromna istopljena masa Zemlje je u početku bila obavijena debelim
slojem kosmičkih gasova od kojih je jedan bio vodonik. Vremenom su se gasovi počeli da se oslobadjaju i
da obrazuju atmosferu čiji sastav nije mogao biti mnogo drugačiji nego sastav današnjih vulkanskih
gasova. Daljim hladjenjem, verovatno je došlo do taloženja vodene pare u vidu padavina dok je kiseonik
mnogo kasnije ušao u sastav atmosfere, odnosno tek posle oslobadjanja iz prvih biljaka. Dakle, s pojavom
prvih algi (pre 3.5 milijardi godina) i fotosinteze, kiseonik odnosno ozon stvorio je štit od ultraljubičastih
zračenja, omogućavajući tako život.
1.1
ISTORIJSKI
OSVRT
Današnja atmosfera se ponekad odnosi na Zemljinu "treću atmosferu" kao bi se razlikovao trenutni
hemijski sastav od dva značajno različita predjašnja sastava. Prvobitna atmosfera se sastojala od vodonika
i helijuma. Toplota (iz zemljine kore i sa Sunca) je raspršila atmosferu.
Oko pre 3.5 milijarde godina površina se dovoljno ohladila da se oblikuje zemljina kora koja se još
uvek sastojala od brojnih vulkana koji s ispuštali paru, ugljen‐dioksid i amonijak. To je dovelo do stvaranja
"druge atmosfere" koja je u početku bila sastavljena od ugljen‐dioksida i vodene pare uz nešto azota ali
praktično bez kiseonika. Iako nedavne simulacije iz 2005. prikazane na Univerzitetima u Vaterlou i
Koloradu pokazuju da je mogla imati i do 40% vodonika ta je druga atmosfera je imala ~100 puta više gasa
od trenutne atmosfere. Uopšte, veruje se da je efekt staklene bašte, prouzrokovan visokim nivoima ugljen‐
dioksida, čuvao Zemlju od smrzavanja. Tokom sledećih nekoliko milijardi godina vodena para se
kondenzovala stvorajući kišu i okeane što je imalo za posledicu razlaganje ugljen‐dioksida.
Slika
1.01
.
U nižim slojevima ova homogena smeša se naziva vazduh, tačnije čisti suvi vazduh koji je sastavljen
od:
‐
azota
N
2
78.08 %
‐
kiseonika
O
2
20.95%
‐
argona
Ar
0.93 %
‐
ugljendioksida
CO
2
0.03 %
kao i neona, helijuma, kriptona, ksenona, ksenona, ozona, radona i drugih.
Gasovi za koje nije dat podatak zapreminskog procenta zastupljeni su u vrlo malim količinama, a neki
se javljaju samo u tragovima. Sa visinom opada količina kiseonika i azota te ustupa mesto lakšim gasovima,
naročito vodoniku koga na visini od 100 km ima već 96%. Medjutim, po najnovijim podacima sastav
vazduha se vrlo malo menja do 100 km, a po nekim merenjima ta visina iznosi 200 km odnosno 300 km.
Atmosferski ozon (3 atomni kiseonik O
3
) koga najviše ima na visinama od 20‐30 km i koji se prostire
do visine od 70 km upija ultraljubičaste Sunčeve zrake omogućavajući tako život na zemlji. Kada bi se taj
sloj ozona sveo na površini zemlje pri standardnom pritisku od 1
atm
i temperaturi 0
o
C (
S
tandardna
T
emperatura
i
P
ritisak
) obrazovao bi sloj debeo samo 3 mm.
U svojim istraživanjima ( od 1920 do
1960 ) G.M.B. Dobson je postavio meru za
debljinu ozonskog omotača nazvana Dobson
Unit (DU) a definiše 0.01 mm debljine pri
STP. Tako je, na primer, debljina ozonskog
omotača iznad Labradora 300DU. Takodje je i
dizajnirao
Dobson
Spektrometar
koji
predstavlja
standardni
instrument
za
merenje ozona. Ovaj spektrometar ima
mogućnost merenja intenziteta sunčevog UV
(ultra violetnog ) zračenja i to za četiri
talasne dužine ( od kojih dve budu
absorbovane u ozonskom omotaču a dve ne)
Na slici 1.02 prikazan je model razvijanja
ozonskog omotača na površinu zemlje .
Slika
1.02
.
1.3.1
Troposfera
Troposfera
je najniži i najtanji sloj atmosfere.
Prostire se do visine od oko H=11000m tačnije:
•
8‐10 km iznad polarnih,
•
10‐12 km iznad umerenih i
•
16‐18 km iznad tropskih širina‐ (slika1.03).
U njemu se nalazi oko 3/4 ukupne mase atmosfere koja se procenjuje oko 5600000 miliona tona tj. 5.6
x 10
‐6
T i skoro celokupna količina vodene pare. Raspored vodene pare je veoma složen i vrlo promenljiv
(zbog isparavanja i kondenzovanja koja mnogo zavise od geofizičkih činilaca i od kretanja vazduha) tako
da je najmanje ima iznad suptropskih predela a najviše u ekvatorskim oblastima i na nivou mora.
Troposfera je kao sedište vodenih taloga (oblaka, kiše, snega ...) uzrok stvaranja vremenskih prilika kao što
su oblaci i magle, padavina u tečnom i čvrstom obliku, grmljavinskih nepogoda, a javljaju se i horizontalna i
vertikalna kretanja vazduha, turbulencija, mlazna struja, pa i druge meteorološke pojave. Najvažnija
osobina troposfere je opadanje temperature sa porastom visine (u proseku 6.5
o
C po km) i promenljiva
vlažnost. Stepen vlažnosti u troposferi opada sa porastom visine. Troposfera može da se podeli u tri sloja:
•
prizemni do 100 m
•
pogranični do 1500 m i
•
sloj slobodne troposfere.
Izmedju troposfere i stratosfere nalazi se prelazni sloj koji se naziva
tropopauza
. Obično ne obavija
celu zemljinu kuglu i prosečno iznosi 1‐2 km.
