Atmosfer a

1. Atmosfera Darbą atliko: VšĮ Kauno „Vyturio“ katalikiškos vidurinės mokyklos 8a klasės mokinės Monika Lubauskaitė ir Raimonda Rakevičiūtė Darbo vadovė fizikos mokytoja metodininkė - Zita Vobolienė

2. Turinys • Atmosfera (jos sudėtis, svarba bei jos tarša); • Rūgštieji lietūs; • Ozonas; • Smogas; • Globalinis atšilimas; • Atmosferos tarša Lietuvoje; • Atmosferos slėgis; • Normalusis atmosferos slėgis; • Atmosferos slėgio juostos; • Atmosferos sluoksniai; • Sferos; • Troposfera; • Troposferą sudaro; • Tai įdomu; • Oro tankis; • Atmosferos slėgis matuojamas; • Barometro išradėjas; • Kaip sumažinti atmosferos slėgį?;

3. Atmosfera • Atmosfera - (iš graikų ατμός - atmos, 'garai' + σφαίρα - sphaira, 'sfera') dujų sluoksnis, supantis pakankamos masės kosminį kūną. Atmosfera lengviau išlieka, kai kūno gravitacinis laukas stipresnis, o temperatūra žemesnė. • Kai kurios planetos yra sudarytos daugiausia iš dujų (planetos milžinės), tačiau tik išorinis dujų sluoksnis laikomas atmosfera. Žvaigždinė atmosfera - išorinė žvaigždės dalis, į kurią įprastai įeina dalis fotosferos.

4. Atmosferos sudėtis • Pradinė atmosferos sudėtis susijusi su temperatūra ir chemine sudėtimi planetos formavimosi zonoje Saulės sistemos susidarymo metu. Tačiau pradinė sudėtis bėgant laikui kinta. • Marso ir Veneros atmosferose vyrauja anglies dioksidas, randama azoto, argono, deguonies ir šiek tiek kitų dujų. Pirmykštėje Žemės atmosferoje taip pat buvo daug anglies dioksido ir mažai deguonies. • Dabartinė Žemėsatmosferos sudėtis - biocheminių procesų rezultatas. Vystantis gyvybei ir augant bendrai organizmų biomasei, anglies dioksidas buvo sunaudotas fotosintetinanti organinius junginius, o į atmosferąišmestas deguonis kaip šalutinis produktas. Žemės atmosferąsudaro (pagal tūrį) 78.08 % azoto, 20.95 % deguonies, įvairus kiekis vandens garų (vidutiniškai 0.247 %), 0.93 % argono, 0.038 % anglies dioksido, helio ir kitų inertinių dujų, vandenilio, lakių teršalų pėdsakai.

5. Atmosferos sudėtis • Šaltos ir didelės gravitacijos planetos (Jupiteris, Saturnas, Uranas ir Neptūnas) gali išlaikyti atmosferas iš mažos molekulinės masės dujų - helio, vandenilio. • Saturno palydovas Titanas ir Neptūno palydovas Tritonas turi daugiausia iš azoto sudarytas atmosferas. Panaši ir Plutono atmosfera, tik ji sušąla Plutonui nutolus nuo Saulės. • Kiti Saulės sistemos objektai dėl mažos masės ar aukštos temperatūros turi itin plonas, nepusiausvyras atmosferas. Tai Mėnulis (natrio garai),Merkurijus (natrio garai), Europa (palydovas) (deguonis), Ijo (siera), Enceladas (vandens garai)

7. Atmosferos svarba Geologiniu požiūriu, atmosfera formuoja planetos reljefą - vėjai perneša dulkes, eroduoja paviršių, supusto sąnašas. Reljefą formuoja ir šerkšnas bei krituliai, priklausantys nuo atmosferos sudėties. Atmosfera lemia planetos klimatą. Atmosferos sudėtis yra svarbus faktorius, lemiantis galimybę susiformuoti gyvybei

9. Atmosferos tarša • Atmosferos tarša labai padidėjo pramonės perversmo metu XVIII amžiuje, kai buvo išrastas garo variklis. • Jei XX a. pradžioje pramonės gamyboje buvo panaudojami 19 cheminių elementų, amžiaus viduryje - apie 50, tai šiuo metu per 100 elementų. Tai sukėlė naują kokybinį atmosferos užterštumą labai nuodingais junginiais bei sunkiųjų ir retųjų metalų aerozoliais. • Iš viso galima išskirti keturias svarbiausias cheminės taršos atmosferoje sukeltas problemas: 1. Rūgštieji lietūs. 2. Ozono skylės. 3. Smogas. 4. Globalinis atšilimas.

10. Rūgštieji lietūs • Pirmą kartą rūgštieji lietūs buvo pastebėti XVIII amžiuje Mančesteryje, viename didžiausių Anglijos pramoninės revoliucijos centrų. • 1852m. mokslininkas R. A. Smitas nustatė, kad juos įtakoja užterštumas ir 1872-aisiais pirmasis panaudojo rūgščiojolietaus terminą. • Susidaro rūgštusis lietus, kai sieros dioksidas (SO2) ir azoto oksidai (N2O, NO, N2O3, NO2) patenka į atmosferą, ir susimaišę su vandeniu chemiškai pakinta. Iš šio vandens susidaro debesys ir vanduo patenka į žemę su lietumi ar sniegu. • Stambūs pramoniniai rajonai, kaip ir transportas, yra pagrindiniai rūgščiojo lietaussukėlėjai.

11. Rūgštieji lietūs • Kenkia įvairiai florai, daugiausia medžiams (visų pirma – spygliuočių medžių grupėms). • Dėlrūgščiojo lietaus žiemos mėnesiais sniego paviršiuje susikaupia rūgštūs sieros junginiai, ir tirpstant sniegui stipriai ir netikėtai padidėja vandens telkinių rūgštingumas, dėl to vandens telkiniuose gali išnykti mailius. • Rūgštieji lietūs skatina koroziją. • Kenkia mikroorganizmams, kurie neprisitaikę prie mažo pH.

13. Ozonas • Ozonas (O3) yra deguonies alotropinė forma. • Normalioje temperatūroje ir slėgyje ozonas yra balkšvai melsvos dujos. • Žemesnėje nei -112 °C temperatūroje virsta į tamsiai mėlyną skystį, o žemesnėje nei -193 °C temperatūroje – į tamsiai mėlyną kietą medžiagą. • Jau nuo seno yra žinoma, kad ozono sluoksnis sulaiko biologiškai labai aktyvią ultravioletinę, alfa ir beta saulės spinduliuotę. • Ozonas gali susiformuoti iš O2 veikiant stiprioms elektros iškrovoms, pvz., žaibavimui. Tam tikra elektroninė įranga taip pat gali generuoti reikšmingus ozono kiekius.

14. Kodėl nyksta ozono sluoksnis? • Ozono trečiasis deguonies atomas yra prisijungęs labai silpnai, dėl to iš freonų (daugiausia F-11 ir F-12) išsiskiriantys aktyvūs chloro, fluoro ir bromo atomai jį paverčia deguonimi (O2). • Taip pat ozoną skaido didesniame kaip 10 km aukštyje skrendančių lėktuvų išmetamas anglies monoksidas.

15. Ozono skylės • Apie 1970 m. trys mokslininkai – F. Raulandas, N. Mosina ir P.Krutcenas paskelbė, kad freonai (chloro, fluoro ir bromo angliavandeniliai), tuo metu masiškai naudoti buityje ir pramonėje, smarkiai ardo atmosferoje esantį ozono sluoksnį. • Ši hipotezė iš karto susilaukė milžiniškos kritikos, tyrinėtojus itin aktyviai puolė, gąsdino, netgi šantažavo ir bandė papirkti. • Antarktidoje dirbantys anglų mokslininkai devinto dešimtmečio pradžioje matuodami ozonokiekį atmosferoje pastebėjo nerimą keliantį reiškinį: kiekvieną pavasarį (rugsėjo ir spalio mėnesiais) tiesiai virš Antarktidos esančiame ozono sluoksnyje atsirasdavo skylė.

16. Ozono skylės • Nuo tada ji ėmė pasirodyti kiekvieną pavasarį ir kasmet vis didėjo, 1988 m. jau aprėpė visą Antarktidą ir pasiekė kai kurias Australijos bei Naujosios Zelandijos dalis. • Vėl grįžta prie Raulando, Mosinos ir Krutceno teorijos, ir 1996-aisiaisvisiems trims įteikta Nobelio premija.

18. Smogas • Smogas – ore tvyrančių teršalų migla, kurią galime matyti plika akimi. • Jis panašus į rūką, bet jo fizikinė priežastis yra šviesos sklaidaoro teršaluose. • Dažniausiai toks „teršalų rūkas“ susidaro virš pramonės centrų, didmiesčių, kai ilgesnį laiką nepučia vėjasir nelyja. • Kalnuotose vietovėse arba daubose vėjo įtaka yra žymiai mažesnė, todėl smogas dažniau pasitaiko virš daubose įsikūrusių didmiesčių.

19. Globalinis atšilimas • Globalinis atšilimas – per paskutinius dešimtmečius fiksuojamas Žemės atmosferos prie paviršiaus ir vandenynų vidutinės temperatūros didėjimas. • Manoma, kad vidutinė pasaulinė temperatūra per XXI amžių pakils 1,1–6,4 °C. Ši prognozė yra apytikslė, kadangi yra sudėtinga numatyti ateities šiltnamio dujų emisijas bei kitus veiksnius • Šie išoriniai veiksniai, kurie sukelia globalinį atšilimą: 1. Saulės aktyvumas; 2. Ugnikalnių išsiveržimai; 3. Žemės orbitos kitimas; 4. Šiltnamio dujos

20. Globalinis atšilimas • Šiltnamio dujos yra pralaidžios trumposioms elektromagnetinėms bangoms - pagrindiniam Žemės šilumos šaltiniui, tačiau sugeria Žemės šiluminį spinduliavimą (infraraudonuosius spindulius), tokiu būdu kinta spinduliuotės balansas ir Žemės temperatūra didėja. • Pagrindinės šiltnamio dujos yra: 1. Vandens garai; 2. Anglies dvideginis; 3. Metanas; 4. Ozonas.

21. Pasak žymių mokslininkų, ties pusiauju temperatūrai pakilus 3-4° C, vidutinėse (mūsų) platumose atšiltų 10-15° C, o arktinėse – net 15-20° C.

22. Atmosferos tarša Lietuvoje • Mūsų šalyje per pastaruosius 15 metų (1990-2005 m .) išmetamų šiltnamio dujų kiekis sumažėjo daugiau kaip perpus - nuo 48 mln. tonų 1990 m. iki 22 mln. tonų 2005 metais. • Beveik trečdalį šių dujų (32 proc.) išmeta „Mažeikių nafta“ ir Vilniaus, Lietuvos, Kauno, Mažeikių elektrinės bei kitos energetikos sektoriaus įmonės, degindamos kurą energijai gaminti.

23. Atmosferos tarša Lietuvoje • Maždaug po penktadalį išmetimų tenka transportui (21 proc.). bei stambesnėms pramonės įmonėms (22 proc.) - „Achemai“, „Naujajam kalcitui“, „Akmenės cementui“ ir kt. Kiek mažiau (18 proc. ) - žemės ūkiui. Likusi dalis (7 proc.) - atliekų tvarkymui ir vandenvalai.

24. Atmosferos slėgis • Atmosferos slėgis tai toks slėgis, kuriuo kiekviename atmosferos taške oras suspaudžiamas aukščiau esančių atmosferos sluoksnių ir pats slegia aplinką. • Atmosferos slėgis apatiniuose sluoksniuose keičiasi greičiau negu viršutiniuose. Aukštis, per kurį atmosferosslėgis pasikeičia vienu vienetu, vadinamasbarometriniu žingsniu (mm Hg – nPa – mbar).

26. Normalusis atmosferos slėgis • 45º geografinėje platumoje, jūros lygyje, 0 ºC temperatūros sąlygomis išmatuotas atmosferos slėgis lygus 760 mm aukščio gyvsidabrio stulpelio slėgiui. Toks slėgisvadinamas normaliuoju atmosferos slėgiu.Išreikštas slėgio SI matavimo vienetas, jis lygus 1013hPa. • Su atmosferos slėgiu yra susijusi vėjo kryptis ir stiprumas, o su to slėgio kitimu – orų permainos.

27. Atmosferos slėgio juostos • Atmosferos slėgio pasiskirstymas Žemėje priklauso nuo geografinės platumos. Šį dėsningumą lemia nuolatinis oro judėjimas. Labiausiai Saulės spinduliai įkaitina orą ties pusiauju. Kaisdamas oras retėja, lengvėja ir kyla aukštyn, todėl Žemės paviršiuje ties pusiauju susiformuoja žemo slėgio sritis. Viršutiniuose troposferos sluoksniuose oro srautas išsiskiria ir nukrypsta į šiaurę arba į pietus. Toldamas nuo pusiaujo, oras vėsta, sunkėja ir ties 30° šiaurės ir pietų platumomis, savo svorio veikiamas, leidžiasi žemyn, dėl to ties atogrąžomis susiformuoja aukšto slėgio sritis. • Ties ašigaliais oras labai šaltas, sunkus, todėl čia irgi susiformuoja aukšto slėgio sritis. Besileidžiantis oras „spaudžiasi“, slegia Žemės paviršių, tačiau viršutiniuose troposferos sluoksniuose, atvirkščiai, jis išretėja ir į susidariusią „tuštumą“ tarsi traukia vidutinių platumų orą. Dėl to vidutinėse platumose, kuriose gyvename mes, susiformuoja žemo slėgio sritis.

28. Atmosferos sluoksniai • Atmosferos sluoksnis arčiausiai Žemės yra troposfera, jos storis – 10 kilometrų. Virš troposferos 50 kilometrų tęsiasi stratosfera, paskui dar 80 kilometrų užima trečiasis sluoksnis - mezosfera. Ketvirtasis sluoksnis yra plačiausias – tai termosfera. Paskutinis sluoksnis – ekosfera – labai plonytis, jis prasideda maždaug 80 kilometrų aukštyje ir pamažu susilieja su beoriu kosmosu.

29. Atmosferos sluoksniai

30. Sferos • Stratosfera – žemutiniame jos sluoksnyje temperatūra pastovi, nuo 25km pradeda kilti ir iki stratopauzės pasiekia 0°C. 20-25km aukštyje yra didžiausiaozonokoncentracija. • Mezosfera – joje temperatūra krinta gan sparčiai. Iki mezopauzės ji pasiekia -90°C. • Termosfera – 80-90km aukštyje temperatūra pastovi, tačiau vėliau pradeda didėti. 150km aukštyje ji pasiekia 230°C, 500–600km aukštyje >1500°C, ties viršutine riba pakyla iki 2000°C. Dideli paros temperatūrų skirtumai. • Egzosfera –atmosfera laipsniškai pereina į tarpplanetinę erdvę. Dujų tankis labai mažas. Temperatūra – keletas dešimčių tūkstančių laipsnių.

31. Troposfera • Troposfera – atmosferos sluoksnis, kuriame gyvename.Atmosferą sudaro įvairaus storio sluoksniai, kurių ypatybės smarkiai skiriasi. Žemiausias iš jų – troposfera. Žmonėms tai pats svarbiausias sluoksnis. Jame susitelkusi planetos gyvybė, vyksta visi orų reiškiniai: kaupiasi vandens garai, susidaro debesys, pučia vėjas, lyja, žaibuoja. Dėl metų laikų kaitos keičiasi oro temperatūra.

32. Troposferą sudaro Troposferos oras yra įvairių dujų mišinys. Didžiąją dalį sudaro azòtas (78 %) ir deguõnis (21 %). Mažesnė dalis tenka kitoms dujoms, vandens garams, dulkėms. Deguonis būtinas gyvūnams ir žmonėms kvėpuoti. Jį gamina žalieji sausumos ir vandenynų augalai. Daugiausia deguonies prie pat Žemės paviršiaus, kur oras tankiausias. Didėjant aukščiui, jis retėja, o deguonies mažėja. Štai kodėl kopiant į aukštą kalną kvėpuoti darosi vis sunkiau.

33. Tai įdomu! 50 % atmosferos masės yra žemiau 5,6 km. 90 % atmosferos masės yra žemiau 16 km. Įprastas komercinių lėktuvų skraidymo aukštis yra apie 10 km. 99,99997 % atmosferos masės yra žemiau 100 km. Aukščiausiai skridęs raketinis lėktuvas X-15 1963 m. pasiekė 108 km aukštį.

34. Oro tankis • Orotankisdidėja didėjant slėgiui ir mažėjant orotemperatūrai. Tačiau didžiausi oro tankio pasikeitimai vyksta kintant slėgiui. Patys žemiausi oro sluoksniai, kuriuos slegia visas atmosferosstoris, turi didžiausią tankį. Dėl oro tankio mažėjimo kylant aukštyn tampa aišku, kad slėgio kitimas vyksta greičiau žemuose oro sluoksniuose negu viršutiniuose. • Lygiai tą patį galima pasakyti, kad šaltoje oro masėje slėgis kylant aukštyn mažėja greičiau negu šiltoje oro masėje. Todėl esant vienodam slėgiui prie žemės paviršiaus tam tikras slėgis tam tikrame aukštyje šiltoje oro masėje bus aukščiau negu šaltoje oro masėje.

36. Atmosferos slėgis matuojamas • Atmosferosslėgismatuojamas barometru. Barometruose dažniausiai naudojamas gyvsidabris, barometro vienetas hPa. Dažniausiai naudojamų barometrų rūšys: • Skystiniai; • Dujiniai; • Deformaciniai; • Termobarometrai (hipsotermometrai); • Aneroidai;

37. Borometro išradėjas • Barometrą išrado - italų fizikas, matematikas. Evandželista Toričelis – (gimė 1608 m. spalio 15d. mirė – 1647 m.) Jis sukūrė atmosferos slėgio teorijos pagrindus, sukonstravo pirmąjį gyvsidabrinį barometrą.

38. Kaip sumažinti atmosferos taršą??? • Pramonės įmonių kaminuose įrengti filtrus, išvalančius išmetamąsias dujas. • Vietoj naftos ir anglių naudoti dujas ar kitą mažiau kenksmingą kurą, alternatyvius energijos šaltinius. • Padidinti oro kiekį kuro ir oro mišinyje, kad kuras geriau sudegtų. • Automobilių vamzdžiuose įtaisyti katalizinius reaktorius, kurie CO oksiduoja iki co2. • Mažinti kure esantį sieros kiekį; prieš išleidžiant į orą, degimo dujas valyti. • Uždrausti freonų naudojimą. • Vykdyti Kioto protokolo reikalavimus.

39. Kaip sumažinti atmosferos taršą??? 8. Didinti miškų plotą. 9. Iškirstus miškų plotus atsodinti.

40. Ačiū už dėmesį!