Atmosféra

Atmosféra

• Atmosféra je vzdušný obal Země.
• Rozptyluje sluneční záření ve dne, čímž zabraňuje přehřívání zemského povrchu.
• V noci brání úniku tepla ze Země.
• Hustota atmosféry klesá směrem vzhůru.
• Polovina atmosféry se soustřeďuje do 5 km nad Zemí, což je troposféra.
• Zajišťuje tepelnou bilanci Země.

Stratifikace atmosféry

• Atmosféra se dělí podle nadmořské výšky na: troposféru, stratosféru, mezosféru, termosféru (ionosféru) a exosféru.
• Podle stálosti chemického složení se rozděluje na homosféru (do 100 km) a heterosféru (ionizace plynů).

Troposféra

• Obsahuje 80-90 % vzduchové atmosféry.
• Sahá průměrně do výšky 11 km nad povrch Země (8-9 km nad póly, 17-18 km nad rovníkem).
• Probíhají zde všechny meteorologické děje.
• Teplota klesá průměrně o 0,65 °C na 100 m výšky.
• Obsahuje vodní páry, oblaka a atmosférické srážky.
• Probíhá zde svislý i vodorovný přenos vzduchových hmot.
• Neustálá výměna hmoty a energie mezi troposférou a vyššími vrstvami atmosféry, důležitá pro život organismů.

Stratosféra

• Sahá do 60 km, do 30 km stálá teplota od -45 do -75 °C.
• V horní hranici se otepluje až na +20 °C.
• Vyskytují se zde perleťová oblaka.
• Obsahuje vodní páry a pozemský prach.
• Vznikají zde tornáda a hurikány.
• Mezi 23-35 km se nachází ozonosféra.

Mezosféra

• Dosahuje do 85 km.
• Vyskytují se zde stříbrné mraky.
• Teplota s výškou klesá až na -90 °C.

Termosféra

• Sahá do výšky až 800 km.
• Teplota v ní vzrůstá až na 1500 °C (do 200-300 km roste teplota).

Exosféra

• Vzduch je zde velmi řídký.
• Dochází tu k odrazu radiových vln, proto se nazývá i ionosféra.

Složení atmosféry

• Hlavní plynné složky:
  • Dusík (78 %) – inertní plyn, vulkanická činnost
  • Kyslík (21 %) – dýchání, reaktivní plyn, pohlcování záření, ozon, fotosyntéza
  • Stopové plyny (1 %) – argon, oxid uhličitý (0,035 %, pohlcování dlouhovlnného záření, spotřebováván při fotosyntéze), ozon, methan, neon, krypton, xenon, vodík, oxid dusný, hélium
• Vodní pára – max. do 4 % objemu, pohlcování dlouhovlnného záření
• Atmosférické aerosoly – pevné a tekuté příměsi ve vzduchu
• Přirozené aerosoly – kosmický a vulkanický prach, částice z povrchu a půdy, aeroplankton (pyl, bakterie)
• Antropogenní aerosoly – halogenované uhlovodíky, plynné příměsi SO2
• Ozon – zapáchající plyn vznikající při elektrických výbojích v atmosféře, troposférický a stratosférický ozon
• Přirozená rovnováha ozonu v atmosféře: stopový plyn, tvořený 3 atomárními kyslíky (O3), 90 % ve stratosféře (asi 3/4 v 15-30 km – ozonosféra), měření spektrofotometrem (Dobsonovy jednotky), roční chod: maximum na jaře, minimum na podzim

Meteorologické prvky

• Teplota vzduchu – měřena teploměry v 7, 14 a 21 hodin, kolísání teploty (zem. šířka, oceanita, nadmořská výška)
• Tlak vzduchu – měřen barometrem, 1013 hPa, synoptická mapa (izobary a tlaková níže a výše, teplé a studené fronty)
• Vlhkost vzduchu – relativní (% nasycení vzduchu vodními parami), absolutní (hmotnost vodních par měřená v g/m3), hygrometr
• Vítr – určen tlakovým gradientem, měřen anemometrem, Beaufortova stupnice větru
• Oblačnost
• Srážky – měřeny srážkoměrem
• Sluneční svit – měřen heliografem

Podnebí

• Faktory ovlivňující podnebí:
  • Astronomické faktory (solární klima)
  • Cirkulační faktory (všeobecný oběh atmosféry)
  • Radiační faktory (energetická bilance)
  • Geografické faktory (zeměpisná šířka, nadmořská výška, rozložení pevnin a oceánů, orografie, mořské proudy, rostlinná a sněhová pokrývka)
  • Antropogenní faktory (např. městské klima)

Všeobecná cirkulace atmosféry

• Pásmo nízkého tlaku
• Hadleyova buňka – zahřátý vzduch vystupuje u rovníku, odtéká k pólům a klesá na 30° s. š. (j. š.), antipasáty (8000 m).
• Tropická zóna konvergence – pásmo nízkého tlaku, kde se střetávají pasáty obou polokoulí
• Kolem rovníku – dopoledne výpar, odpoledne déšť, nefouká, nízký tlak vzduchu, z obratníků na rovník vanou pasáty
• Subtropické pásmo vysokého tlaku – sestupné pohyby, 2-4 velké a stabilní anticyklony, slabé větry, pasáty SV a JV
• Pásmo nízkého tlaku mírného pásu (30-60° z. š.) – vnikání studeného suchého vzduchu z vyšších šířek (polární fronta), západní proudění, z obratníků na polární kruhy vanou západní větry
• Pásmo vysokého tlaku polárních oblastí – vysoký tlak v důsledku studeného vzduchu, převažuje východní proudění, za polárním kruhem východní větry (polární)

Místní cirkulační systémy

• Monzuny – sezónní větry, typické pro J a JV Asii, systém výměny vzduchových hmot mezi pevninou a oceánem
  • Letní monzun – vane z oceánu (oblast V tlaku) na pevninu (oblast N tlaku), vláhonosný, období dešťů
  • Zimní monzun – vane z pevniny (oblast V tlaku) na oceán (oblast N tlaku), přináší sucho
• Místní větry
  • Fén – padavý, suchý, teplý vítr na závětrné straně horských překážek
  • Bóra – studený, vane z vnitrozemí na moře
  • Mistrál – silný studený SZ vítr
  • Bríza – rozdíl teplot vzduchu ve dne a v noci
  • Blizzard – silný, suchý, ledovcový vítr v SA

Vzduchové hmoty

• Vznikají nestejnorodým zahříváním zemského povrchu v troposféře
• Arktická a antarktická, polární, tropická, ekvatoriální
• Odděleny atmosférickými frontami: tropická, polární, arktická a antarktická
• Podružné fronty: teplá, studená a okluzní

Klimatické extrémy

• Tropické cyklony – moře teplejší než 26,5 °C a hlubší než 50 m, labilní zvrstvení atmosféry, předchozí poruchy počasí, zeměpisná šířka vyšší než 10°
• Tornádo
• El Niño
• Globální oteplování (zesílený skleníkový efekt)

Podnebné Pásy

• Tropický pás dělíme na 3 části:
  • Ekvatoriální pás – rovníkový: prům. t = 24-28°C, nízká roční tep. amplituda, teploty nepřesahují 35°C, srážky 1000 – 3000 mm, prudké deště, pevnina - odpolední srážky, oceán – noční srážky
  • Subekvatoriální pás – střídavě vlhký: letní monzun – více srážek, minima teplot v zimě, jaro je nejteplejší a nejsušší, tj. t = přes 35°C. orografické zesílení srážek, př. podhůří Himaláje 10 000 mm.
  • Tropický pás - suchý: absolutní teplotní maxima na Zemi, suchý vzduch, prachové částice, denní teplotní amplitudy až 40°C, srážky: < 100 mm.
• Subtropický pás:
  • Západní pobřeží (středomořské): suchá a slunečná léta a teplá, deštivá (1000 mm) zima, ovlivnění polohou polární fronty.
  • Východní pobřeží: suché a chladné zimní měsíce, srážky v letním období, vliv monzunů → Čerápundží (Indie).
  • Kontinentální: podobný tropickému pásu, srážky 200 – 500 mm.
• Mírný pás: srážky a teploty záleží na poloze
  • Oceánský: rozložení srážek během roku je rovnoměrné, malé roční výkyvy teplot, v létě prům. 20°C a cca 5°C v zimě
  • Kontinentální: velké roční výkyvy teplot, v porovnání s oceánským je méně deštivý
  • Přechodný:
• Subpolární

Pás

• Arktická i polární vzduchová hmota
• Nejvyšší roční teplotní amplitudy (65°C)
• Srážky 200 mm a méně
• Přítomnost oceánu zmenšuje rozdíly
• Dlouhé a studené zimy, krátká léta
• Subarktický (S polokoule)
• Subantarktický (J polokoule)

Polární Pás

• Záporná radiační bilance
• Mrazivé zimy a studená léta
• Nejnižší teploty na Zemi
• Srážky k okrajům kontinentů přibývají
• Arktický (oceánský)
• Antarktický (kontinentální)

Vliv člověka na atmosféru

• Zvyšování teploty atmosféry a zemského povrchu - díky koncentraci skleníkových plynů, od 20. století se zvýšila průměrná teplota o 0,95 °C, Kjótský protokol z roku 1997.
• Úbytek ozonu v ozonosféře - díky koncentraci freonů, situace se zlepšuje, nejnižší hodnoty O3 se vyskytují hlavně nad Antarktidou, Montrealský protokol z roku 1987 zakazuje používání freonů
• Kontaminace potravního řetězce