ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ Γενικά περί ατµόσφαιρας Τι είναι η ατµόσφαιρα; Ένα λεπτό στρώµα αέρα που περιβάλει τη γη Η ατµόσφαιρα είναι το αποτέλεσµα των διαχρονικών φυσικών, χηµικών και βιολογικών αλληλεπιδράσεων του εδάφους και των ωκεανών Γιατί είναι σηµαντική για τη ζωή στη γη; Ενέργεια Θρεπτικά συστατικά Νερό 1
Η ατµόσφαιρα µας παρέχει: Το οξυγόνο για τους ανθρώπους Το διοξείδιο του άνθρακα για τη φωτοσύνθεση Το µέσο µεταφοράς του νερού Τη φυσική ασπίδα προστασίας από τις βλαβερές ακτινοβολίες του σύµπαντος Η ατµόσφαιρα δηµιουργεί τα καιρικά φαινόµενα και κατά συνέπεια το κλίµα στις διάφορες περιοχές του πλανήτη Η ατµόσφαιρα είναι ένα σύστηµα: Ισορροπηµένο που απειλείται από: Ατµοσφαιρική ρύπανση Αλλαγή χρήσεων γης (π.χ. τροπικά δάση) υναµικό και ευαίσθητο Σε αλληλεπίδραση µε τα ερεθίσµατα που δέχεται 2
Η σύσταση της ατµόσφαιρας Μεταβάλλεται: από τόπο σε τόπο σε διαφορετικά υψόµετρα µε την πάροδο του χρόνου Φυσικοί παράγοντες που την επηρεάζουν: Ηφαιστειακές εκρήξεις Πυρκαγιές στα δάση Θαλάσσια ρεύµατα Κίνηση αερίων µαζών Τα αέρια της ατµόσφαιρας Α έ ρ ιο % κ.ο (ξη ρ ή β ά σ η ) Ά ζω τ ο 7 8,0 8 Ο ξ υ γ ό ν ο 2 0,9 4 Α ρ γ ό 0,9 3 ιο ξ ε ίδ ιο τ ο υ ά ν θ ρ α κ α 0,0 3 5 Ν έ ο 0,0 0 1 8 Ή λ ιο 0,0 0 0 5 Μ ε θ ά ν ιο 0,0 0 0 1 7 Ό ζο ν 0,0 0 0 0 6 Υ δ ρ ο γ ό ν ο 0,0 0 0 5 3
Τα 2 κύρια συστατικά της ατµόσφαιρας (κ.ο. σύσταση) Οξυγόνο 21% Αζωτο 79% Τα κυριότερα αέρια Άζωτο Άχρωµο, άοσµο, άγευστο Αδρανές Βασικό συστατικό πρωτεϊνών Οξυγόνο Άχρωµο, άοσµο, άγευστο Πολύ δραστικό Βασικό για την αναπνοή Απαραίτητο για την καύση 4
Υδρατµοί Συστατικό του υδρολογικού κύκλου Συγκεντρώσεις: 0-5% κ.ο. Η συγκέντρωσή τους µειώνεται µε το υψόµετρο Η σηµασία τους για τη διατήρηση της ζωής στη γη είναι πολύ πιο µεγάλη από τη συγκέντρωσή τους στην ατµόσφαιρα Τα στερεά της ατµόσφαιρας ιατηρούνται σε διάλυση και αιώρηση λόγω του αέρα Σκόνη Ηφαίστεια Έρηµοι Γύρη Καπνός Αλάτι από τους ωκεανούς 5
Τα στερεά της ατµόσφαιρας 725 εκατοµµύρια κιλά σκόνης πέφτουν καθηµερινά από τον ουρανό στη γη Το 25% αυτών προέρχεται από ανθρωπογενείς δραστηριότητες Η δοµή της ατµόσφαιρας εν υπάρχει συγκεκριµένο άνω όριο για την ατµόσφαιρα Χαµηλότερη ατµόσφαιρα: Τροπόσφαιρα Μέση ατµόσφαιρα: Στρατόσφαιρα Ανώτερη ατµόσφαιρα: Μεσόσφαιρα, Θερµόσφαιρα κ.λπ. 6
Οι ζώνες της ατµόσφαιρας Πηγή: http://www.atm.ch.cam.ac.uk Μεταβολή θερµοκρασίας ατµόσφαιρας σε σχέση µε το υψόµετρο Θερµόσφαιρα Υψόµετρο (km) Μεσόσφαιρα Στρατόσφαιρα Τροπόσφαιρα Θερµοκρασία ( o C) 7
Μεταβολή πίεσης ατµόσφαιρας σε σχέση µε το υψόµετρο Υψόµετρο (m) Πίεση (millibars) Τροπόσφαιρα 0-15 km από την επιφάνεια της γης Τα όρια της εξαρτούνται από την εποχή του έτους το γεωγραφικό πλάτος π.χ. 8 km στους πόλους - 16 km στον ισηµερινό Περιέχει το 85% της µάζας της ατµόσφαιρας Περιέχει το 90% της υγρασίας και της σκόνης της ατµόσφαιρας Έχει οµοιόµορφη σύσταση 8
Τροπόσφαιρα Είναι το θερµότερο κοµµάτι της ατµόσφαιρας Το µοναδικό κοµµάτι της ατµόσφαιρας µε θερµοκρασία µεγαλύτερη από 0 ο C Ανταλλάσσει µε την επιφάνεια της γης θερµότητα θρεπτικά συστατικά νερό Είναι το πιο σηµαντικό κοµµάτι της ατµόσφαιρας για τη διατήρηση της ζωής στη γη Μεταβολή θερµοκρασίας τροπόσφαιρας σε σχέση µε το υψόµετρο Στρατόσφαιρα Υψόµετρο (km) Τροπόπαυση Τροπόσφαιρα Θερµοκρασία 9
Στρατόσφαιρα 15-50 km από την επιφάνεια της γης εν έχει οµοιόµορφη σύσταση Η σηµαντικότερη κίνηση αερίων µαζών λαµβάνει χώρα στην στρατόσφαιρα Περιέχει τη φυσική στιβάδα του όζοντος Οι άλλες ζώνες Μεσόσφαιρα 50-80 km από την επιφάνεια της γης Θερµόσφαιρα 10
ΡΥΠΑΝΣΗ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ Ρύπανση της ατµόσφαιρας Η διασπορά στην ατµόσφαιρα ουσιών, οι οποίες λόγω της φύσης τους ή της ποσότητάς τους, δεν µπορούν να απορροφηθούν από τους φυσικούς βιογεωχηµικούς κύκλους 11
Πηγές ρύπανσης της ατµόσφαιρας Φυσικές Εκρήξεις ηφαιστείων Πυρκαγιές δασών Ωκεανοί Βιολογικές δραστηριότητες ανθρώπων-χλωρίδαςπανίδας Ανθρωπογενείς Λειτουργικές Ατυχηµατικές Φυσικές πηγές ρύπανσης Χαρακτηριστικά Είναι µέρος των φυσικών κύκλων Είναι τοπικής εµβέλειας Έχουν περιορισµένη χρονική διάρκεια 12
Ανθρωπογενείς πηγές ρύπανσης Αστικές δραστηριότητες Αυτοκίνητα Θέρµανση Βιοµηχανία Παραγωγή ενέργειας Αγροτικές δραστηριότητες Σύγκριση πηγών ρύπανσης Σε παγκόσµια κλίµακα, οι εκποµπές ορισµένων αερίων ρύπων από φυσικές πηγές είναι µεγαλύτερες από τις αντίστοιχες ανθρωπογενείς Οι ανθρωπογενείς όµως συγκεντρώνονται σε ορισµένες περιοχές (π.χ. αστικές, βιοµηχανικές) µε αποτέλεσµα οι συγκεντρώσεις των ρύπων να είναι σηµαντικά υψηλότερες από τις επιτρεπτές 13
Κατηγορίες ρύπων Πρωτογενείς: Οι ρύποι που εκπέµπονται απ ευθείας στην ατµόσφαιρα (π.χ. SO 2, NO, H/C) ευτερογενείς: Οι ρύποι που σχηµατίζονται στην ατµόσφαιρα ως αποτέλεσµα χηµικού µετασχηµατισµού των πρωτογενών (π.χ. SO 3 ) Ο σχηµατισµός των δευτερογενών ρύπων µπορεί να λάβει χώρα σε χρόνο και τόπο διαφορετικό από το χρόνο και τον τόπο εκποµπής των πρόδροµων ουσιών από τις οποίες προέρχονται 14
Μορφές ατµοσφαιρικών ρύπων Αέριοι ρύποι Αέρια Ατµοί Σωµατιδιακοί ρύποι Σκόνες Καπνός Ιπτάµενη τέφρα Οµίχλη Χρόνος παραµονής ρύπων Στην ατµόσφαιρα λαµβάνουν χώρα: Εκποµπές πρωτογενών ρύπων Σχηµατισµός δευτερογενών ιεργασίες αποµάκρυνσης ρύπων Η ατµόσφαιρα είναι ένα δυναµικό σύστηµα, στο οποίο κάθε ρύπος έχει ορισµένο χρόνο παραµονής 15
ιεργασίες αποµάκρυνσης ρύπων Χηµικές αντιδράσεις: θερµικές, φωτοχηµικές... Ξηρή απόθεση: απ ευθείας µεταφορά ενός αέριου ή σωµατιδιακού ρύπου στο έδαφος ή τους ωκεανούς Υγρή απόθεση: µεταφορά του αέριου ή σωµατιδιακού ρύπου στο έδαφος ή τους ωκεανούς µε τη βροχή, το χιόνι, κλπ 16