Atmosfera Ziemi — warstwy i skład

Atmosfera umożliwia życie na trzy sposoby naraz: dostarcza gazów do oddychania, chroni przed promieniowaniem i stabilizuje temperaturę. Poniżej skład i budowa warstwowa.

Skład powietrza

• Azot — 78%
• Tlen — 21%
• Argon — 0,9%
• Dwutlenek węgla — około 0,04%
• Para wodna — zmiennie, od śladowych ilości do 4%

Warto zauważyć nieproporcjonalność: dwutlenek węgla stanowi zaledwie cztery setne procenta, a mimo to odpowiada za znaczną część efektu cieplarnianego. Ilość nie zawsze przekłada się na znaczenie.

Warstwy atmosfery

• Troposfera — do 8–15 km; zachodzą tu wszystkie zjawiska pogodowe, temperatura spada z wysokością
• Stratosfera — do 50 km; zawiera warstwę ozonową, temperatura rośnie
• Mezosfera — do 85 km; najzimniejsza warstwa, spalają się w niej meteory
• Termosfera — do 600 km; bardzo wysoka temperatura, powstają zorze polarne
• Egzosfera — najwyższa, stopniowo przechodzi w przestrzeń kosmiczną

Granice wyznacza zmiana kierunku wahań temperatury — w kolejnych warstwach temperatura na przemian spada i rośnie.

Dlaczego troposfera jest najważniejsza

Choć stanowi najcieńszą warstwę, zawiera około 80 procent masy całej atmosfery oraz niemal całą parę wodną. To w niej powstają chmury, opady i wiatry.

Temperatura spada tu o około 0,6°C na każde 100 metrów — dlatego szczyty gór bywają zaśnieżone, choć u podnóża panuje lato.

Warstwa ozonowa

Znajduje się w stratosferze i pochłania większość promieniowania ultrafioletowego. Bez niej życie na lądzie byłoby niemożliwe.

Odkrycie ubytku ozonu nad Antarktydą doprowadziło w 1987 roku do międzynarodowego ograniczenia produkcji freonów. Warstwa stopniowo się odbudowuje — to jeden z niewielu przykładów skutecznego rozwiązania problemu środowiskowego w skali globalnej.

Uwaga na częstą pomyłkę: dziura ozonowa i efekt cieplarniany to dwa różne zjawiska. Pierwsze dotyczy przepuszczania promieniowania UV, drugie zatrzymywania ciepła przez gazy w troposferze.

Gdzie kończy się atmosfera

Nie ma ostrej granicy — gazy stają się coraz rzadsze i stopniowo przechodzą w przestrzeń kosmiczną. Umownie przyjmuje się linię Kármána na wysokości 100 kilometrów, powyżej której lot samolotowy przestaje być możliwy, bo powietrze jest zbyt rzadkie, by wytworzyć siłę nośną.

To granica techniczna, a nie fizyczna: pojedyncze cząsteczki gazów występują jeszcze setki kilometrów wyżej, a egzosfera sięga według niektórych definicji nawet 10 tysięcy kilometrów. Dla porównania: cała troposfera, w której toczy się życie i pogoda, ma grubość porównywalną z warstwą skórki na jabłku w stosunku do owocu.

Dlaczego niebo jest niebieskie

Światło słoneczne zawiera wszystkie barwy, ale cząsteczki gazów rozpraszają je nierównomiernie — fale krótkie, czyli niebieskie, rozpraszają się znacznie silniej niż czerwone.

Dlatego patrząc w dowolnym kierunku, widzimy rozproszone światło niebieskie. O zachodzie promienie przebywają dłuższą drogę w atmosferze, niebieskie zostaje rozproszone całkowicie i do oka docierają barwy czerwone oraz pomarańczowe.