1.1 Structura stratului atmosferic

Atmosfera are o structur` stratificat`. Criteriile de stratificare sunt [n leg`tur` cu varia\ia anumitor m`rimi fizice cum ar fi: temperatura, presiunea, umiditatea, concentra\iile diverselor componente ale atmosferei etc.{n figura 1 se reprezint` schematic stratificarea atmosferei:

[Km] Spaiul cosmic interplanetar 5000 p (mmHg) 1080C Exosfer` Heterosfer` 600 1110-8 -38 C termopauz` Termosfer` 1410-4 0,8C mezopauz` 80 Mezosfer` 0,53 36,5C stratopauz` Omosfer` Stratosfer` 40 10 80,3 56,5Ctropopauz` Troposfer` Fig. 1 Stratificarea atmosferei Masa ntregii atmosfere pmnteti este aproximativ 5105 tone, care reprezint o milionime din masa planetei Pmnt. Din cauza forelor gravitaionale 50% din atmosfer o gsim pn la nlimea de 5 Km, 75% pn la nlimea de 10 Km i 90% pn la nlimea de 16 Km. n stratul atmosferei se consider ca se ntinde pn la nlimea la care densitatea atmosferei este egal cu densitatea materiei interplanetare. Se consider c nlimea maxim a atmosferei este de 2000 Km.Troposfera se ntinde pn la n jur de 10 Km nlime i reprezint stratul atmosferic de la suprafaa pmntului. Este caracterizat prin schimburi masive de energie ]i ap` cu nivelul solului. n acest strat temperatura scade cu nlimea aproximativ 6-7C la 1 Km. Grosimea stratului troposferic variaz deasupra zonelor geografice, astfel c n regiunile polare are 8-9 Km, n regiunile subpolare 10-12 Km i n regiunile tropicale 16-18 Km. Presiunea atmosferic scade cu nlimea, astfel c jumtate din presiunea atmosferic normal o gsim la 5 Km nlime. De asemenea, se remarc faptul c grosimea stratului troposferic variaz cu anotimpul.La baza troposferei exist o clasificare i mai fin, din cauza variaiilor mari de presiune i temperatur, astfel de la 0 la 200 m avem stratul atmosferic adiacent, este stratul care intr n contact direct cu solul care este foarte influenat de plantaiile de pe sol, de structura solului. Aici apar formaiuni noroase i curenii puternici de aer. Pn la 1 1,5 Km se afl stratul planetar inferior caracterizat prin schimbri majore de impuls, vapori de ap i cldur.Stratosfera este al doilea strat major de la nlimea troposferei i se ntinde pn la 50 Km lungime. ntre stratosfer i troposfer se ntinde un strat izoterm (temperatura nu variaz) cu grosimea de 2 Km tropopauz. n stratosfer temperatura nu variaz cu altitudinea n prima parte, ca dup aceea de la 25 Km n sus temperatura s creasc uor cu altitudinea. Dup cum spuneam formaiunile noroase se gsesc mai ales n troposfer, dar i n stratosfer gsim mici formaiuni noroase rar formndu-se nori.Mezosfera sau stratul mijlociu, este separat de stratosfer de ctre stratopauz cu grosimea de 2 Km. n acest strat temperatura scade cu altitudinea, presiunea scade foarte mult i foarte rar n partea superioar a mezosferei se gsesc formaiuni de ace de ghea foarte fine ce dau aspectul unor nori argintii.Termosfera este separat de stratul mezosferei prin stratul mezopauz. Acest strat este caracterizat printr-o cretere puternic a temperaturii cu altitudinea. Se ntinde ntre 80 i 600 Km. n partea superioar a termosferei temperatura ajunge pn la 1500C, dar nu trebuie s considerm c un corp situat n termosfer ajunge la aceast temperatur deoarece aerul este extrem de rarefiat. n termosfer temperatura nu poate fi msurat din cauza rarefierii aerului ci se calculeaz pe baza vitezei ptratice medii a moleculelor.Exosfera se ntinde de la 600 Km la valori foarte mari de ordinul miilor de Km. n toate celelalte straturi atmosferice au loc fenomene fizice importante chiar i termosfera este sediul fenomenelor deosebite ca aurora boreal. Fenomenul de prsire a atmosferei i trecerea n spaiul cosmic a unui anumit numr de molecule din aer, cauz pentru care exosfera se mai numete i strat de disipaie.ntre 0 i 80 Km putem s considerm c avem de-a face cu un strat numit omosfer` aceasta dac ne referim la compoziia chimic care rmne constant. Heterosfera se gsete de la 80 Km n sus n care masa molecular a aerului se schimb cu altitudinea datorit proceselor de disociere.

1.2 Componentele gazoase ale atmosferei

Atmosfera este un amestec de gaze diatomice ]i monoatomice care se reg`sesc [n diverse propor\ii. Tabelul urm`tor ne ofer` informa\ii despre caracterul acestei componente.

Tabelul 1

GazulMoleculaPv(proc. de volum)(Kg/Kmol)izotopi

AzotN278,0828,016N14,N15

OxigenO220.9432,000O16, O17, O18

ArgonAr0,9339,944Ar40, Ar38,Ar36

Bioxid de carbonCO20.0344,010C12, C13, C14

NeonNe1,810-320,183Ne20,Ne21,Ne22

HeliuHe5,2410-44,003He4,He3

MetanCH41,610-416,00

KriptonKr1,1410-483,80

HidrogenH510-51,008H, D

Oxid de azotN2O3,510-588,0

OzonO3110-548

XenonXe8,710-6131

Azotul este o component` a aerului care joac` un rol pasiv neparticip@nd la schimburile de energie. Oxigenul este un gaz activ care disociaz` din cauza absorb\iei energiei solare, iar atomii de oxigen astfel ob\inu\i se compun cu atomii de oxigen din stratosfer` form@nd ozonul O3. Dac` oxigenul [n starea lui de molecul` diatomic` absoarbe radia\iile ultraviolete protej@nd biosfera [n fa\a acestora, ozonul face acest lucru cu ]i mai mare intensitate produc@nd [nc`lzirea aerului [n partea superioar` a atmosferei d@nd na]tere efectului de ser`. Prezen\a unei g`uri [n stratul de ozon este foarte periculoas` put@nd duce dac` nu la distrugerea local` a biosferei cu siguran\` la producerea unor muta\ii genetice [n substan\a vie din biosfer`.Bioxidul de carbon apare [n cantitate foarte mare din cauza ac\iunii industriale umane din cauza metabolismului materiei vii. Cre]terea bioxidului de carbon [n troposfer` [n ultimii ani mai ales din cauza cre]terii ac\iunii industriale reprezint` un pericol pentru mediu av@nd ca efect [nc`lzirea semnificativ` a acestuia. [n final [n ultimii ani a ap`rut o schimbare important` a climei, o schimbare semnificativ` a caracteristicilor anotimpurilor. Gazele nobile din atmosfer` cum ar fi Ar, Ne, Kr, Xe apar [n urma proceselor de dezintegrare a K40 existent [n scoar\a terestr` . Aceste gaze fiind inerte sunt pasive pentru procesele chimice ]i energetice din atmosfer`.Metanul apare [ntr-o cantitate foarte mic` din cauza descompunerii substan\ei organice. Heliul apare [n urma procesului de dezintegrare radioactiv` a plutoniului ]i uraniului care se g`sesc [n scoar\a terestr`.

Din cauza ratei de producere a heliului care este semnificativ`, acesta ar trebui s` se g`seasc` [ntr-o cantitate de 1000 de ori mai mare, dar heliul este un gaz care se pierde [ntr-o rat` foarte mare [n spa\iul interplanetar, astfel ca procent volumic de prezen\` [n atmosfer` este foarte mic, [n jur de 510-4. Pentru descrierea procentual` a gazelor [n amestecul atmosferic se folosesc diverse m`rimi fizice cum ar fi concentra\ia procentual` de volum , concentra\ia procentual` masic` sau pur ]i simplu concentra\ia de particule.