ATMOSFÉRA – NÁŠ VZDUŠNÝ OCEÁN

Složení vzduchu

Vzduch nevidíme a pokud nezafouká vítr, ani ho nevnímáme. Dýcháme vlastně směs plynů. Úplně suchý vzduch tvoří ze 78% dusík a z 21% kyslík, na kterém je závislí náš život. Zbývající jedno procento tvoří oxid uhličitý a některé další plyny. Vzduch bývá samozřejmě úplně suchý jen zřídka. Obsahuje totiž ještě další složku – vodní páry. Jejich množství závisí na daném místě i čase. Bez nich by na obloze nebyly mraky, nepršelo by, a život by na Zemi vyhynul. Ve vzdušném moři plavou i spousty mikroskopických částic. Dokonce i „čistý“ vzduch kdesi daleko nad mořem obsahuje v krychlovém centimetru tisíce miniaturních zrníček prachu. Nad průmyslovým městem je už můžeme počítat na miliony. Vzduchem plachtí saze, písek, sůl, pyl atd. Jediný větší výbuch činné sopky může do atmosféry vrhnout celé tuny jemného popílku. Vzduch znečišťují dokonce i meteory. Pozůstatky jejich ohnivého vstupu do atmosféry se zvolna, ale vytrvale snášejí na zemský povrch.

Stupňovitost atmosféry

Ve srovnání s velikostí Země působí vzdušný oceán, který ji obklopuje, jen jako tenká vrstvička. Ačkoli atmosféra nemá žádnou pevně stanovenou horní hranici, je její horní okraj určen do výše 300 kilometrů. Ve větších výškách řídne atmosféra zcela nepozorovatelně až do vesmírného vzduchoprázdna. Atmosféra se skládá ze čtyř odlišných vrstev. Nejníže je troposféra vysoká v průměru asi 15 kilometrů. Právně v ní se rodí většina bouří a po nebi prohánějí oblaka a mohutné větrné systémy. Další vrstva, stratosféra, se rozkládá mezi 15 až 50 kilometry nad zemí. Zatímco od turbulentní troposféry tady panuje klid. Zde hledají klid piloti proudových letadel, když se chtějí vyhnout bouřlivějšímu počasí v nižších výškách. Třetí vrstva, mrazivá mezosféra, pokračuje ve výškách od 50 do 80 km. V ní pozorujeme ohnivé dráhy padajících meteorů. A ještě výš leží čtvrtá vrstva, je to elektrizovaná vrstva termosféry, kde pořádá svá úchvatná představení polární záře.

Stupňovitost atmosféry

Důležitá ozonová vrstva

V porovnání s ostatními složkami zemského ovzduší obsahuje stratosféra poměrně vysoké koncentrace modifikovaného kyslíku – ozonu. Ozon zde vzniká a pohlcováním ultrafialového záření Slunce se znovu štěpí na obyčejný kyslík. I když je množství ozonu nepatrné, a to i ve vlastní ozonové vrstvě, nebylo by bez něj života na Zemi. Protože se na generování a rozkladu ozonu spotřebuje velké množství sluneční energie, je stratosféra teplejší a stabilnější než níže položená troposféra. Svým způsobem zastřešuje klimatické systémy působící v nižších vrstvách atmosféry. Ještě důležitější je, že zachycuje větší část smrtonosných ultrafialových paprsků, které by jinak zasáhly Zemi. Pronikne jich k nám právě tolik, abychom se hezky opálili, a když si nedáme pozor, možná i spálili a popřípadě častým spálením získali rakovinu kůže!!! Velkým problémem je od 80. let 20. století zmenšování ozonové vrstvy, která započala na Antarktidou.

Vývoj ozonové díry nad Antarktidou

Hmotnost vzduchu

Právě tak jako má svou hmotnost například voda, má ji i vzduch. Člověk ho nese na ramenou asi tunu. Nám to však nepřijde, protože jsme stejným atmosférickým tlakem obklopeni ze všech stran. Tlak vzduchu, který na úrovni mořské hladiny dosahuje asi jednoho kilogramu na centimetr čtvereční, se stoupající nadmořskou výškou prudce klesá. Ve výši 3300 metrů je asi o třetinu nižší a na vrcholu Mt. Everestu (8850 m) již činí jen asi třetinu výchozí hodnoty. (Vzduch je v těchto výškách tak řídký, že si horolezci musejí nést zvláštní zásoby kyslíku). Hmotnost celého vzdušného oceánu je nepředstavitelná. Ten jeden centimetr v nulové nadmořské výšce, se nám totiž díky ploše zemského povrchu rozmnoží na odhadovaných 500 milionů milionů vzduchu.

Jak vzniká vítr?

Vzduch v nižších částech atmosféry se stále pohybuje, ať už jako jemný vánek nebo prudká vichřice. Jeho hnací silou je sluneční energie. Zahřívaný vzduch se rozpíná a stoupá vzhůru. Tím se vytváří oblast nízkého tlaku. Jakmile začne stoupat, tlačí se na jeho místo masy hustšího a chladnějšího vzduchu v podobě větru.

Globální větrné systémy

Ve hře je samozřejmě i celá řada dalších faktorů . Je to existence hor a pouští i rozdílné zahřívání velkých oblastí souší a moře. To znamená, že kromě globálního systému převládajících větrů určují na různých místech na světě vznik a směr větru i místní podmínky. Východní část Skalnatých hor má svůj chinook, horký suchý zimní vítr, který se pravidelně žene z horských svahů do prérií. Chinook někdy dokáže za hodinu zvednout teplotu i 25 stupňů a vysloužit si přezdívku „sněhožrout“. Podobný horký a suchá vítr, fén, bývá běžný v některých oblastech Alp. Francouzský mistrál je naopak studený a suchý. Oblasti nízkého tlaku nad Středozemím do sebe vtahují studený horský vzduch, který se pak v náporech žene údolím Rhony k moři. Mistrál, obávaný od dob antiky, dosahuje rychlosti kolem 130 km za hodinu a vane i po několik dnů. Mocným generátorem větrů jsou i pouště. Známé jsou horké větry široko, které vanou na sever ze Sahary. Jiný saharský vítr, horký, suchý a prašný harmattan, vane západním směrem k Atlantiku a často snižuje viditelnost i daleko od pobřeží.

Proč je nebe modré?

Barvu nebi dodávají molekuly plynů v ovzduší. Jasně bílé sluneční světlo je ve skutečnosti směsí všech barev duhy. Každá z nich má však svou vlastní vlnovou délku. Červené a žluté vlny jsou nejdelší a modré a fialové nejkratší. Nebeskou modř vidíme proto, že molekuly plynu odklánějí neboli „rozptylují“ krátké vlny dokonaleji než vlny dlouhé. Krátké modré vlny jsou při průchodu atmosférou náhodně rozptylovány a stále znovu a znovu mění svůj směr. Dlouhé vlny tedy vnímáme na téměř přímé spojnici se Sluncem, ale modré se na nás valí ze všech stran a nebe nám tak připadá modré. Na rozdíl od molekul plynů však větší částice, které se vznášejí v ovzduší, rozptylují dlouhé a krátké vlny stejně poctivě. Když je těchto částic hodně, rozptyl dalších vln utlumí intenzitu vnímané modři a nebe se nám jeví jako světle modré nebo dokonce bělavé.

Nebeská modř

A proč při západu slunce hýří nebe barvami?

Když se večer slunce sklání k západu, musí jeho paprsky urazit v atmosféře podstatně delší dráhu, než když stojí přímo nad hlavou. Velké částice v ovzduší rozptylují světlo tak intenzivně, že přímo k nám dobíhají jen delší červené a žluté vlnové délky. Paprsky Slunce vyzařované z nízkého úhlu, úchvatně zabarvují spodní stanu oblak. Nádhera východu nebo i západu závisí na množství částic ve vzduchu. Právě proto bývají příčinou nezapomenutelných západů slunce i velmi vzdálené prašné bouře a sopečné výbuchy.

Západ slunce na Floridě (stromy se jmenují tisovce dvouřadé)

POUŽITÁ LITERATURA A DALŠÍ ZDROJE

PŘÍLOHY