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.