ŠKOLA: Gymnázium, Tanvald, Školní 305, příspěvková organizace

1. ŠKOLA: Gymnázium, Tanvald, Školní 305, příspěvková organizace ČÍSLO PROJEKTU: CZ.1.07/1.5.00/34.0434 NÁZEV PROJEKTU: Šablony – Gymnázium Tanvald ČÍSLO ŠABLONY: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT AUTOR: Jan KOHOUTEK TEMATICKÁ OBLAST: Fyzická geografie NÁZEV DUMu: Atmosféra POŘADOVÉ ČÍSLO DUMu: 7 KÓD DUMu: JK_FYZ_GEO_07 DATUM TVORBY: 13.9.2012 ANOTACE (ROČNÍK): Kvinta – DUM obsahuje informace o atmosféře Země, jejím vzniku a jednotlivých vrstvách. Zabývá se také složením a strukturou atmosféry ostatních planet . METODICKÝ POKYN:

2. Atmosféra planet • Hustota plynu je nepřímo úměrná hmotnosti tělesa • Lehčí plyn (např. vodík) neunikne do vesmíru, je-li vázán vyšší gravitační silou • To je případ plynných obrů ve Sluneční soustavě • Plynný obr je velká planeta, která není složena převážně z hornin nebo jiné pevné látky • Plynní obři sice mohou mít pevné jádro, dokonce se předpokládá, že takové jádro je nutné pro jejich vznik, ale většina jejich hmoty je ve formě plynu nebo plynu stlačeného do kapalného skupenství

3. Plynný obr • Na rozdíl od terestrických planet plynní obři nemají přesně definovaný povrch • Pojmy jako průměr, plocha povrchu, objem, povrchová teplota a hustota povrchu se obvykle vztahují k svrchním vrstvám pozorovatelným z vnějšku, např. ze Země • V naší sluneční soustavě existují čtyři plynní obři:Jupiter, Saturn, Uran a Neptun

4. Plynný obr • Uran a Neptun můžeme vyčlenit do zvláštní podskupiny obřích planet, tzv. ledových obrů, kvůli jejich vnitřní struktuře tvořené převážně ledem, horninami a plyny, která je odlišuje od „tradičních“ plynných obrů jako jsou Jupiter a Saturn • Čtyři plynní obři v naší sluneční soustavě mají atmosféru složenou převážně z vodíku a helia, které uvnitř planety přecházejí do kapalného stavu za vysokého tlaku, takže mezi vlastním tělesem planety a její atmosférou není žádná zřetelná hranice

5. Plynní obřishora: Neptun, Uran, Saturn a Jupiter

6. Atmosféry terestrických planet - Merkur • má velmi tenkou atmosféru, složenou z atomů vyražených z jeho povrchu slunečním větrem, což je zapříčiněno slabým gravitačním polem vytvářeným poměrně lehkou planetou • Takže oproti Zemi nebo Venuši, jejichž atmosféry jsou stabilní, Merkurova atmosféra je proměnlivá a musí být neustále doplňována

7. Atmosféry terestrických planet - Venuše • je obklopena hustou vrstvou atmosféry, která je tvořená převážně z oxidu uhličitého, dále pak malého množství dusíku, kyslíku a vodní páry • Kombinace těchto plynů má za následek vznik silného skleníkového efektu, který zvyšuje teplotu povrchu o více než 400 °C, v oblastech okolo rovníku dokonce až o 500 °C

8. Snímek atmosféry Venuše v pravých barvách. Viditelné jsou pouze svrchní vrcholky mračen obepínající planetu.

9. Venusatmosphere

10. Atmosféry terestrických planet - Mars • má dnes velmi řídkou atmosféru, která není schopná zadržovat tepelnou výměnu mezi povrchem a okolním prostorem, což má za následek velké tepelné rozdíly během dne a noci • Tlak na povrchu se pohybuje mezi 600 až 1000 Pa, což je přibližně 100 až 150krát méně než na povrchu Země či jako přibližně ve 30 km nad jejím povrchem

11. Atmosféry terestrických planet - Mars • Podobně jako na Zemi ale dochází ke změnám v atmosféře v závislosti na sezónních výkyvech, jak se planeta přibližuje a oddaluje od Slunce • V zimě 25–30 % atmosférického oxidu uhličitého zmrzne na pólech, zatímco v létě opět sublimuje a vrátí se do atmosféry • Atmosféra je tvořena převážně z oxidu uhličitého (95,32 %)

12. Nad povrchem Marsu je při bočním pohledu viditelná atmosféra (Mars GlobalSurveyor)

13. Atmosféra • Atmosféra (z řečtiny: atmos - pára, sphaira - koule) je plynný obal tělesa v kosmickém prostoru • Těleso může být obklopeno atmosférou pouze za předpokladu, že má dostatečnou hmotnost na to, aby plyn vázalo gravitační silou • V případě některých plynných sloučenin musí být splněna i další podmínka - dostatečně nízká teplota

14. Atmosféra Země • je vrstva plynů obklopující planetu Zemi, udržovaná na místě zemskou gravitací • Obsahuje přibližně 78% dusíku a 21% kyslíku, se stopovým množstvím dalších plynů • Atmosféra chrání pozemský život před nebezpečnou sluneční a kosmickou radiací a svou tepelnou setrvačností snižuje teplotní rozdíly mezi dnem a nocí

15. Atmosféra Země • Atmosféra nemá jednoznačnou vrchní hranici – místo toho plynule řídne a přechází do vesmíru • Tři čtvrtiny atmosférické hmoty leží v prvních 11 km nad povrchem země • Americká NASA stanovuje, že kdokoliv pohybující se ve větší výšce než přibližně 80 km (50 mil) je astronautem • Všeobecně uznávanou vnější hranicí atmosféry je také Karmanova hranice, která se nachází ve výšce 100 km nad hladinou světového oceánu

16. Horní vrstvy atmosféry

17. Atmosféra - vznik • Atmosféra s dnešním složením vznikla jako výsledek dlouhého procesu, kdy byla soustavně přetvářena živými organismy • Původní složení atmosféry vzniklé po zformování planety bylo chemicky zcela rozdílné • Obsahovalo směs sopečných plynů, které se uvolnily z odplynění magmatu, které se rozprostíralo v ohromném magmatickém oceánu po většině povrchu planety • Společně s částicemi, které do atmosféry zanesly kolize s jinými tělesy bombardujícími povrch, byla tato atmosféra pro život v dnešní podobě toxická

18. Atmosféra - vznik • S rozvojem života, rozšíření zelených řasv oceánech nastal proces změny složení atmosféry • Během fotosyntézyse začal jako odpadní plyn dostávat toxický a pro většinu tehdejších životních forem jedovatý kyslík • Jeho procentuální zastoupení postupně narůstalo, až dosáhlo dnešní hodnoty okolo 21 %

19. Vrstvy atmosféry • Teplota a složení zemské atmosféry se liší podle nadmořské výšky; konkrétní úměra mezi výškou a teplotou se však rovněž mění s výškou • Podle tohoto vztahu tedy dělíme zemskou atmosféru na tyto vrstvy: Troposféra: • Troposféra sahá od povrchu země až do 7 km v polárních oblastech a 17 km okolo rovníku a je tedy nejnižší vrstvou atmosféry vůbec • Teplota troposféry klesá s nadmořskou výškou Stratosféra: • Sahá od konce troposféry, přibližně do 50 km • Teplota vzrůstá s nadmořskou výškou

20. Vrstvy atmosféry • Mezosféra: sahá od konce stratosféry, přibližně do 80 až 85 km • Teplota s nadmořskou výškou klesá • Termosféra: sahá od konce mezosféry zhruba do vzdálenosti 640 km od povrchu Teplota stoupá s nadmořskou výškou • Exosféra: sahá od konce termosféry zhruba do vzdálenosti 20 000-70 000 km od povrchu (až tam, kde poklesne počet částic na 1/10 průměrné hodnoty v troposféře) • Teplota s nadmořskou výškou klesá

21. Vrstvy atmosféry • Hranice mezi těmito vrstvami jsou nazývány tropopauza, stratopauza, mezopauza a termopauza • Průměrná teplota atmosféry u povrchu země je 14 °C a v troposféře klesá průměrně o 0,65 °C na každých 100 m výšky

22. Troposféra – spodní část zemské atmosféry

23. Zvláštní vrstvy atmosféry • Atmosféra má také tyto části, rozdělené podle odlišného mechanismu: Ionosféra: • Obsahuje elektricky nabité částice (ionty) • Sahá přibližně od začátku mezosféry až do výšky 550 km • Umožňuje odraz rádiových vln Exosféra: • Nachází se nad ionosférou • V této oblasti zemská atmosféra plynule přechází do meziplanetárního prostoru Magnetosféra: • Část atmosféry ve které zemské magnetické pole reaguje se slunečním větrem • V této oblasti se tvoří polární záře • Může dosahovat až několik tisíc kilometrů nad povrch Země

24. Zvláštní vrstvy atmosféry Ozónová vrstva: • se nazývá také ozonosféra; nachází se ve výšce přibližně od 20 do 40 km, kde se nachází větší množství ozónu Homosféra: • je vrstva atmosféry ve výšce 0 - 90 až 100 km nad povrchem Země • Má s výškou převážně stabilní složení: 99% dusíku a kyslíku dohromady, kolísání jen O3, CO2 a vodních par Heterosféra: • je vrstva atmosféry ve výšce 90 - 500 až 750 km nad povrchem Země • Roste zde podíl vodíku, helia a lehkých plynů vůči homosféře, nad 200 km je dusíku méně než kyslíku

25. Ozón - O³ • Mimořádně významnou roli pro pozemský život hraje ozonová vrstva atmosféry, která chrání planetu před ultrafialovým slunečním zářením • Je to část stratosféry ve výšce 25 – 35 km nad zemským povrchem, v níž se nachází značně zvýšený poměr ozonu vůči běžnému dvouatomovému kyslíku • Kdyby se veškerý ozon ve stratosféře stlačil při tlaku cca 1000 hPa (1 atmosféru), vytvořil by vrstvu tenkou 3,5 mm

26. Ozón - O³ • Opakem životu prospěšného ozonu ve stratosféře je tzv. přízemní neboli troposférický ozon, vyskytující se těsně nad zemským povrchem • Tento plyn je lidskému zdraví nebezpečný, působí dráždění a nemoci dýchacích cest, zvyšuje riziko astmatických záchvatů, podráždění očí a bolest hlavy

27. Ozón - O³ • Zvýšený vznik přízemního ozonu pozorujeme především za slunečných horkých letních dnů v lokalitách s vysokou koncentrací výfukových plynů - oxidů dusíku a těkavých organických látek v ovzduší • Tento jev se souhrnným názvem označuje jako suchý smog

28. Vypouštění balónu se sondou k monitorování ozonové vrstvy

29. Použité zdroje a literatura Literatura: Bičík, I. et al. (2001): Příroda a lidé Země. Praha: Nakladatelství ČGS. Kašparovský, K. (1999): Zeměpis I v kostce. Havlíčkův Brod: Fragment. Internetové zdroje: http://cs.wikipedia.org/wiki/Atmosf%C3%A9ra http://cs.wikipedia.org/wiki/Atmosf%C3%A9ra_Venu%C5%A1e http://cs.wikipedia.org/wiki/Atmosf%C3%A9ra_Merkuru http://cs.wikipedia.org/wiki/Atmosf%C3%A9ra_Marsu http://cs.wikipedia.org/wiki/Atmosf%C3%A9ra_Zem%C4%9B http://cs.wikipedia.org/wiki/Ozonov%C3%A1_vrstva http://cs.wikipedia.org/wiki/Ozon

30. Použité zdroje a literatura Obrazové materiály: NASA EARTH OBSERVATORY. wikipedia [online]. [cit. 13.9.2012]. Dostupný na WWW: http://eol.jsc.nasa.gov/scripts/sseop/photo.pl?mission=ISS013&roll=E&frame=54329 NASA/NUNES, Ricardo. wikipedia [online]. [cit. 13.9.2012]. Dostupný na WWW: . http://astrosurf.com/nunes/explor/explor_m10.htm ALKUIN AT DE.WIKIPEDIA. wikipedia [online]. [cit. 13.9.2012]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Mars_atmosphere.jpg BOLAND, Mark. wikipedia [online]. [cit. 13.9.2012]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:GlobusSonda.jpg VZB83 (VILLE KOISTINEN), MIRACETI.. wikipedia [online]. [cit. 13.9.2012]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Venus_atmosphere_cs.svg NOAA & USER:MYSID. wikipedia [online]. [cit. 13.9.2012]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Atmosphere_layers.svg