1
ATMOSFERA
Atmosfera je zračni omotač koji obavija Zemlju i zajedno sa njom učestvuje u njenim kretanjima.
ULOGE ATMOSFERE
snabdjeva živi svijet kiseonikom i ugljen dioksidom
štiti život na Zemlji od negativnog dejstva ultravioletnog zračenja
zagrijava površinu Zemlje putem efekta staklene bašte
smanjuje dnevno-noćne temperaturne ekstreme na Zemlji
izoluje Zemlju od hladnog svemira i kosmičkog zračenja
obezbeđuje proces kruženja vode i ostalih elemenata
Nastanak Zemljine atmosfere
Prije 3.5 milijardi godina površina se dovoljno ohladila da se oblikuje zemljina kora koja se još uvijek
sastojala od brojnih vulkana koji su ispuštali paru, ugljen-dioksid i amonijak.
To je dovelo do stvaranja "druge atmosfere" - u početku bila sastavljena od ugljen-dioksida i vodene
pare uz nešto azota ali praktično bez kiseonika.
Tokom sljedećih nekoliko milijardi godina vodena para se kondenzovala pa je stvorila kišu i okeane
koji su počeli otapati ugljen-dioksid. Jedna od najranijih vrsta bakterija bile su cijanobakterije. One su
odgovorne za prvu promjenu Zemljine atmosfere iz anoksidnog (stanje bez kiseonika) u oksidno (s
kiseonikom) stanje. Pojavom ozonskog sloja životni uslovi su bili bolje zaštićeni od ultraljubičastog
zračenja. Ova atmosfera od kiseonika i azota čini "treću atmosferu".
Čestice u atmosferi
Čestice u atmosferi su definisane kao svaka čvrsta ili tečna dispergovana materija kod koje su
agregati veći od 0,0002 mikrometra a manji od 500 mikrometara u prečniku.
Pa zavisno od veličine, čestice prisutne u atmosferi svrstavaju se u dvije grupe:
taložne materije čiji je prečnik čestica veći od 10 mikrometara i
čestice u suspenziji (aerosoli) čiji je prečnik čestica manji od 10 mikrometara.
Vertikalna struktura atmosfere
Uz podjelu atmosfere na homosferu i heterosferu s obzirom na hemijski sastav, atmosferu je moguće
podijeliti i u odnosu na termička svojstva pojedinih dijelova, a isto tako i na osnovu stepena jonizacije
tj. električne provodljivosti pojedinih slojeva atmosfere.
Troposfera, tropopauza, stratosfera, stratopauza, ozonosfera, mezosfera, termosfera, termopauza i
egzosfera.
Troposfera
Najniži i najgušći sloj atmosfere. Proteže se od površine Zemlje do tropopauze. Temperature su na
gornjoj granici troposfere vrlo niske (iznad polova -40 °C, a iznad ekvatora -80 °C).
Troposferu je moguće podijeliti na:
2
1) planetarni granični sloj (od Zemljine površine do visine od 0,5 do 1,5 km)
2) slobodna troposfera (srednja i gornja) u kojoj je uticaj Zemljine površine na atmosferske
procese manje značajan
Egzosfera
Spoljni sloj atmosfere, koji se nadovezuje na termopauzu i gubi se u prostranstvu svemira.
Temperatura vazduha je izuzetno visoka i dostiže vrednosti i do 4000°C. Atomi gasova su u stanju
plazme (plazma je stanje materije kada je ona potpuno jonizirana) i kreću se haotično.
Donja granica još nije točno određena. Neki smatraju da se ona prostire na visini od 300 do
400 km, a drugi na visini od 800 do 1000 km iznad Zemljine površine. U njoj su molekule i
atomi zraka razrijeđeni i imaju toliku brzinu da jedan dio čestica lakih plinova (vodika, helija)
svladava Zemljinu težu i odlazi u svemir.
Gornja granica egzosfere se teoretski može odrediti kao visina od 190 000 km, što je pola
udaljenosti prema mjesecu, gdje utjecaj pritiska Sunčevog zračenja na atome vodika
prevladava nad Zemljinom gravitacionom privlačnom silom.
Atmosfera nema oštre granice, već postepeno prelazi u svemir, a sam svemir je "konačan ali bez
granica". U svim slojevima u atmosferi, osim u egzosferi, javljaju se zračna strujanja - vjetrovi.
FIZIČKO - HEMIJSKA SVOJSTVA ATMOSFERE
Relativna vlažnost zraka
Relativna vlažnost zraka je količina vodene pare koja stvarno postoji u zraku u odnosu s onom koju
zrak može zadržati pri toj temperaturi. Što je temperatura veća, to je kapacitet zraka za vodenu paru
veći. Prema tome, pri nižoj temperaturi zrak se zasićuje vodenom parom prije nego pri višim
temperaturama.
Pritisak
Atmosferski pritisak je izravna posljedica težine zraka. To znači da se pritisak zraka razlikuje s
mjestom i vremenom jer se količina i težina zraka iznad Zemlje isto tako razlikuju. Atmosferski
pritisak se smanjuje za ~50% na visini od oko 5 km (jednako se i oko 50% ukupne mase atmosfere
nalazi unutar najnižih 5 km). Prosječni atmosferski pritisak izmjeren na morskoj razini iznosi oko
101,3 kilopaskala.
Gustoća i masa
Gustoća zraka na morskoj razini iznosi oko 1,2 kg/m3. Kao posljedice vremena javljaju se prirodne
razlike u barometrijskom pritisku na bilo kojoj visini.
Gustoća zraka se smanjuje sa povećanjem nadmorske visine, budući se i pritisak zraka smanjuje. Ona
se mijenja i sa promjenom temperature i vlažnosti zraka. Ukupna masa atmosfere iznosi oko 5.1 ×
1018 kg, ili oko 0,00009 % Zemljine ukupne mase.
Oblaci
Vidljive nakupine kapljica vode ili čestica leda, ili oba elementa zajedno, ponekad i s pothlađenim
kapljicama vode. U oblacima se kapljice vode nalaze najčešće u donjem, a ledeni kristali u gornjem
4
Podjela prema trajanju boravka u atmosferi:
KRATKOTRAJNOG UČINKA – ne odlaze dalje od 100 km od izvora emisije. Oni su lokalnog
karaktera.
DUGOTRAJNOG UČINKA – odlaze dalje od 100 km od izvora emisije te utječu na promjenu
koncentracija sastava zraka i na tzv. globalne efekte zagađenja. Npr. kisele kiše, efekt
staklenika, nastanak fotooksidansa zbog hlapljenja otapada, temperaturne inverzije zimi.
Faktori koji utiču na transport i difuziju zagađujućih supstanci u vazduhu su:
vazdušna strujanja (vjetrovi)
vazdušne turbulencije
termička struktura atmosferskih slojeva
visina ispusta (dimnjaka), temperature i brzine otpadnih gasova na izlazu ispusta
mogućnost samoprečišćavanja atmosfere
PRIRODNI IZVORI ZAGAĐENJA
Prašina iz prirodnih izvora, najčešće sa velikih ,,golih,, površina sa malo ili potpuno bez
vegetacije (pješčane oluje)
Radon gas iz prirodnih radioaktivnih oblasti zemlje
Dim i CO nasatali tokom šumskih požara
Vulkanska aktivnost, tokom koje se produkuju sumpor i njegovi oksidi , hlor i čestice pepela
Kosmička prašina
Slana isparenja iz okeana
Osnovni primarni polutanti nastali tokom ljudske aktivnosti su:
Ø(SOx) posebno sumpor dioksid koji se emituje tokom sagorjevanja uglja i nafte.
Ø (NOx) posebno azot dioksid koji nastaje pri visokotemperaturnom sagorjevanju.
ØCO je neiritirajući gas bez boje i mirisa, ali izuzetno otrovan. Nastaje tokom nepotpunog
sagorjevanja goriva tipa prirodnog gasa, uglja i drveta, a njegov najvažniji izvor su motorna
vozila.
Ø CO2, tzv. gas sa efektom staklene bašte koji nastaje tokom sagorjevanja.
Volatilna organska jedinjenja (VOC), kao što su hidrokarbonatne zapaljive pare i rastvarači.
Sekundarni polutanti
Čestične materije nastale iz gasova koji su primarni polutanti i jedinjenja u fotohemijskom smogu.
• Prizemni ozon (O3) nastao u reakciji NOx i VOCs.
• Peroksiacetil nitrat (PAN) takođe nastaje iz sličnih među reakcija NOx i VOCs, kao i loš ozon.
Troposferski ozon
Ozon koji nastaje u nižim slojevima atmosfere, sastavni je dio gradskoga smoga. Lako reagira s
drugim molekulama, oštećuje površinsko tkivo biljaka i životinja, pa štetno djeluje na ljudsko zdravlje
(dišne organe), biljne usjeve i šume.
Smog
