500 likes | 919 Views
Casa noastra – Pamintul. Activitate: sdfsdfsAt Atmosfera si cimpul magnetic al Pamintului. Sumar:. In aceasta activitate vom studia: (a) Compozitia atmosferei Pamintului , (b) Straturi si temperaturi in atmosfera Pamintului (c) Efectul luminii solare, (d) Efectul de sera,
E N D
Casa noastra – Pamintul Activitate:sdfsdfsAtAtmosfera si cimpul magnetic al Pamintului
Sumar: • In aceasta activitate vom studia: • (a) Compozitia atmosferei Pamintului, • (b) Straturi si temperaturi in atmosfera Pamintului • (c) Efectul luminii solare, • (d) Efectul de sera, • (e) Nivelul de ozon, • (f) Circulatia atmosferica, • (g) Structura cimpului magnetic al Pamintului
(a) Compozitia atmosferei Atmosfera a jucat un rol principal in evolutia Pamintului si va continua sa joace un rol dramatic si in viitor. Si alte planete au atmosfera, dar nu identica cu a noastra. Se poate studia atmosfera in mai multe feluri. Vom incepe prin a studia proprietatile ei medii:
Compozitia atmosferei este aproximativ: • 78% azot molecular • 21% oxigen molecular • 0.03% bioxid de carbon • si • pina la 2% vapori de apa
(b) Straturi in atmosfera Pamintului: 400 km Ionosfera 90 km Mezosfera 50 km Stratul de Ozon Stratosfera 18 km Tropopausa 14 km Troposfera 0 km
Variatia temperaturii in atmosfera: 400 km Ionosphere 90 km Mesosphere 50 km Ozone Layer Stratosphere 18 km Tropopause 280oK 14 km Troposphere 0 km
400 km Ionosphere 90 km Mesosphere 50 km Ozone Layer Stratosphere 18 km Tropopause 220oK 14 km Troposphere 0 km
Troposfera este incalzita in principal de radiatia infrarosie reflectata de Pamint, de accea temperatura scade cu altitudinea.
400 km Ionosphere 90 km Mesosphere 50 km 260oK Ozone Layer Stratosphere 18 km Tropopause 14 km Troposphere 0 km
Stratul de ozon se gaseste in stratosfera inalta si mezosfera joasa. • Ozonul absoarbe radiatie ultravioleta de la Soare, proces in care straturile vecine sunt incalzite. • -efectul va fi ca aceste straturi se vor incalzi mai tare decit troposfera.
400 km Ionosphere 190oK 90 km Mesosphere 50 km Ozone Layer Stratosphere 18 km Tropopause 14 km Troposphere 0 km
Temperatura scade gradual din nou pe masura ce urcam in altitudine.
400 km 270oK Ionosphere 90 km Mesosphere 50 km Ozone Layer Stratosphere 18 km Tropopause 14 km Troposphere 0 km
…pina cind se atinge ionosfera (numita si termosfera) care este incalzita prin absorbtia razelor X emise de Soare si unde temperatura este mult mai mare. • -densitatea este insa foarte mica
(c) Efectul incalzirii Soarelor • Atmosfera este influentata puternic de un alt membru al sistemului solar…. … Soarele.
Pamint Soare 1.37 kJ de energie /mp sosesc de la Soare in fiecare secunda Energia Solara incidenta pe fata luminata a Pamintului este fie reflecata fie absorbita. Partea absorbita incalzeste atmosfera si suprafata Pamintului. Fara atmosfera temperatura suprafetei Pamintului ar varia mult mai mult iar media ei ar fi mult sub temperatura de inghet a apei
Componentele suprafetei si atmosferei Pamintului absorb si reflecta diferit Pamintul absoarbe bine Norii reflecta bine Marea absoarbe cel mai mult Gheata reflecta cel mai mult Capacitatea unei suprafete de a reflecat lumina se numeste albedo.
Albedoul are valori de la 0 la 1: nu se reflecta lumina toata lumina se reflecta 1 0 marea Calote polare Pamint nori Cum credeti ca este albedoul mediu al Pamintului mai mare sau mai mic de 0.5?
Albedoul mediu al Pamintului este 0.37 Asta deoasrece marea si pamintul au albedo scazut. Norii reflecta bine dar norii acopera doar parti ale Pamintului Mercur, o planeta fara nori, are un albedo foarte scazut. (0.1), dar Venus, care este permanent in nori are un albedo foarte mare (0.76)
Este radiatie infrarosie (d) Efectul de sera Toate planetele absorb energie de la Soare, dar cu mult timp in urma exista un echilibru - energia absorbita /secunda era egala cu energia radiata in spatiu pe secunda. Lumina incidenta Lumina reflectata Energia reradiata
Vaporiide apa si (in mai mica masura) bioxidul de carbon din atmosfera sunt bune absorbante de radiatie infrarosie deci vor capta cea mai mare parte din energia reradiata in atmosfera. Cea mai mare paret a energiei reradiate este captata de atmosfera. Rezultatul este ca Pamintul este mult mai cald decit ar fi fara atmosfera. Vaporii de apa si bioxidul de carbon se numesc gaze care produc efectul de sera. To find out why the term greenhouse is (mis)used, click here.
Vaporii de apa sunt gazul responsabil in cea mai mare parte de efectul de sera. Nivelul lor in atmosfera terestra variaza in timp dar media este aproximativ aceiasi. Este in curs o dezbatere stiintifica legata de accentuarea efectului de sera. Se considera ca responsabil de cacest efect este bioxidul de carbon al carui nivel in atmosfera este in crestere datorita arderii combustibililor fosili (benzina, carbune, petrol) si a despaduririlor.
Temperatura medie a atmosferei pare sa fie in crestere. O cauza ar putea fi cresterea nivelului de bioxid de carbon dar ar putea fi si alte cauze cum este fluctuatia pe termen lung a climei pe Pamint. Este o dezbatere continua stiintifica si politica. Din nefericire este greu de estimat care va fi evolutia pentru urmatoarele sute de ani ca sa se poata stabili tendinta cauzele si efectele.
Exista un loc in Sistemul Solar unde se poate observa efectul de sera: Venus.
(e) Stratul de ozon O parte a radiatiei solare incidenta este radiatie UV Lumina solara incidenta include si UV Atmosfera inalta a Pamintului
Radiatia UV sparge moleculele UV care prin recombinare formeaza ozonul. Lumina solara incidenta include si UV Moleculele de ozon se acumuleaza intr-un start de 30 km grosime (care incepe la 25 km deasupra suprafetei Pmintului Stratul de ozon
Ozonul este un puternic absorbant al radiatiei UV, deci ozonul din stratul inalt protejeaza oxigenul din alte zone ale atmosferei de efectul radiatiei UV. Lumina solara incidenta include si UV Startul de ozon
In ultimul timp stratul de ozon pare sa se subtieze. De exemplu , concentartia ozonului deasupra Antarcticii a scazut de doua ori din 1950 pina in 1980. Primul suspect este “chlorofluorocarbon” (CFCs),eliberat de vechile sisteme de racire si spray-uri Fiecare aton de CFC, este capabil sa sparga 100.000 molecule de azot. Se fac eforturi internationale puternice pentru a schimba tendinta de subtiere a stratului de ozon. Cu actiuni promte se poate reface concentratia de ozon din stratul de ozon. (De ce?)
(f) Circulatia atmosferica Asa cum stim atmosfera Pamintului nu este statica. Vinturi si furtuni se produc zilnic pe Pamint.
Soarele incalzeste suprafata Pamintului dar si straturile atmosferei de la suprafata Pamintului. Aerul se dilata devine mai putin dens si mai usor decit cel de deasupra lui. De aceea acest aer se ridica si aerul mai greu de deasupra ii ia locul.
Nivelele de aer care s-au ridicat, se racesc si devin din nou mai dense. Stratul de aer de la suprafata Pamintului se incalzeste si se ridica etc. Acesti curenti se numesc curenti de convectie
Diferite suprafete ale Pamintului (uscatul si apa) vor avea echilibru termic diferit. Pe tarmul marii in zilele calde de exemplu: aerul cald se ridica deasupra uscatului si aer mai rece de deasupra marii ii ia locul creind briza de pe tarm.
In acest fel curentii de convectie se formeaza in straturile joase ale atmosferei. Rotatia Pamintului produce rasuciri ale curentilor convectivi care stabilesc structurile atmosferice globale. Se pot face comparatii ale atmosferei Pamintului cu cele ale planetelor de tip jovian.
Circulatia atmosferei Pamintului este produsa de structurile de nori.
Circulatia atmosferei este complicata de prezenta masiva a vaporilor de apa. Vaporii de apa sunt singurul gaz din atmosfera Pamintului care se pot transforma in lichid (in nori) si cad pe Pamint sub forma de ploaie. Cand vaporii de apa se transforma in ploaie, presiunea aerului se modifica ceea ce produce curenti de aer si face circulatia atmosferica si mai complexa.
(g) Structura cimpului magnetic terestru Pamintul se comporta ca un magnet in forma de bara. Campul magnetic al Pamintului deviaza acul busolei care indica Nordul. Campul magnetic terestru se poate reprezenta in fiecare punct ca un vector dirijat in directia indicata de busola pentru N.
Axa de rotatie Axa magnetica Axa magnetica este inclinata cu 12o fata de axa de rotatie a Pamintului. Studiile paleomagnetice efectuate pe roci au evidentiat inversiuni ale cimpului magnetic terestru de-a lungul istoriei.
Campul magnetic se produce prin miscarea sarcinilor electrice Se crede ca cimpul magnetic terestru se produce datorita miscarii sarcinilor electrice in convectie din nucleul exterior al Pamintului (efectul de dinam) Nucleul lichid exterior .. Dar detaliile modului in care functioneaza acest dinam nu sunt cunoscute.
Image Credits • NASA: View of Australia • http://nssdc.gsfc.nasa.gov/image/planetary/earth/gal_australia.jpg • NASA: Monsoon over India • http://earth.jsc.nasa.gov/lores.cgi?PHOTO=STS51F-31-0069 • NASA: View of the Mid-Pacific Ocean • http://nssdc.gsfc.nasa.gov/image/planetary/earth/gal_mid-pacific.jpg • NASA: World Cloud Cover Pattern http://www.earth.nasa.gov/gallery/Originals/cloud.jpg
Serele mentin o temperatura mai mare decit in imprejurimi, permitind plantelor care au nevoie de caldura sa supravietuiasca in iarna. Caldura se realizeaza, datorita invelisului de sticla sau plastic care permite patrunderea luminii in interior. Energia luminoasa este absorbita de plante iar radiatia infrarosie reradiata duce la incalzirea serei. Exista o puternica asemanare cu atmosfera Pamintului de unde si preluarea termenului de efect de sera.
Exista totusi o diferenta importanta. Peretii serei nu permit circulatia aerului care ar produce racirea. Deci atmosfera Pamintului nu este chiar ca o sera, pentru ca nu are pereti. Atmosfera Pamintului este relativ calda deoarece capteaza radiatia infrarosie si o absoarbe. Back to the Activity!