Atmosfera: jej budowa, zjawiska zachodzące w troposferze.

Naszą planetę otacza powłoka gazowa, którą nazwano atmosferą. Tworzy ją powietrze, którym oddychamy i które stanowi osłonę przed zabójczym promieniowaniem docierającym z przestrzeni kosmicznej.

Przed ucieczką w kosmos chroni atmosferę jej własny ciężar i siła grawitacji.

Ta warstwa o 480-kilometrowej grubości jest też tarczą, chroniącą nas przed bombardowaniem meteorytowym. W atmosferze podróżują codziennie miliony ludzi, wykorzystując różnego rodzaju statki powietrzne-od balonów po naddźwiękowe odrzutowce. Całą warstwę atmosfery pokonują jedynie rakiety kosmiczne.

Atmosfera jest mieszaniną dziesięciu różnych gazów, z przewagą azotu 78% i tlenu 21%. Pozostałe 1% to głównie argon, niewielka ilość dwutlenku węgla, helu i neon. Są to tzw. Gazy obojętne, czyli takie, które nie wchodzą w reakcje chemiczne z innymi substancjami. Występują także w atmosferze nieznaczne ilości dwutlenku siarki, amoniaku, tlenku węgla, ozonu i pary wodnej. Obecnie są w niej również zanieczyszczenia w postaci gazów, cząsteczek dymu, soli, pyłów i popiołów wulkanicznych. Mieszanina gazów i drobne stałe cząsteczki tworzą cztery główne warstwy: troposferę, stratosferę, mezosferę i termosferę.

Troposfera jest warstwą najcieńszą, sięgającą do wysokości 12 km nad Ziemię. Nie przekraczają jej zwykłe samoloty latające na standardowej wysokości 9-11 km. Jest to warstwa najcieplejsza, gdyż ogrzewają ją promienie słoneczne odbite od powierzchni Ziemi. W miarę oddalania się od Ziemi temperatura spada do około –55*C w górnej troposferze.

Kolejną warstwą jest stratosfera, która rozciąga się do wysokości około 50 km nad powierzchnią Ziemi. Jej górna część zawiera ozon tworzący warstwę ozonową. Temperatura jest tu wyższa niż w troposferze, ponieważ ozon zatrzymuje większość szkodliwych promieni nadfioletowych dochodzących ze Słońca. Należy pamiętać, że zanieczyszczając atmosferę niszczymy warstwę ozonową i pozbawiamy się tej ochronnej tarczy.

Powyżej stratosfery, około 50-70 km nad powierzchnią Ziemi, znajduje się mezosfera. W jej obrębie występuje mezopauza, najzimniejszy obszar w całej atmosferze. Jest tu tak zimno, że tworzą się chmury zbudowane z kryształków lodu tzw. Obłoki srebrzyste, które można zaobserwować tylko nocą, gdy zachodzące Słońce podświetla je od dołu.

Najbardziej oddaloną od powierzchni Ziemi warstwą atmosfery jest termosfera. Zaczyna się ona na wysokości około 100 km; składają się na nią jonosfera i magnetosfera.

W jonosferze promieniowanie słoneczne wywołuje zjawisko jonizacji. Są za to odpowiedzialne cząsteczki naładowane elektrycznie, które oddziałują z innymi cząsteczkami gazów atmosferycznych wywołują zjawisko zorzy polarnych. Jonosfera odbija także fale radiowe umożliwiając przesyłanie ich na duże odległości. Powyżej jonosfery znajduje się magnetosfera. Jest to zewnętrzna granica ziemskiego pola magnetycznego, które działa jak gigantyczny magnes, chroniący Ziemię przed przechwyconymi cząsteczkami o wysokiej energii.

Powietrze jest tu najrzadsze. Gęstość, rozumiana jako zawartość cząsteczek w substancji, zmniejsza się wraz z oddalaniem od powierzchni Ziemi.

Oznacza to, że odległość między cząsteczkami gazu wzrasta. Przy powierzchni Ziemi cząsteczki są bardzo blisko siebie, a na granicy termosfery – bardzo daleko. W najwyższych partiach termosfery-określanych mianem egzosfery-cząsteczki występują tak bardzo rzadko, że atmosfera niepostrzeżenie przechodzi w przestrzeń kosmiczną.