Malá škola meteorologie

Díl 1. - ATMOSFÉRA

Je to plynný obal naší planety. Je k ní poután gravitační silou a převážnou měrou rotuje se Zemí. Sahá od jejího povrchu přibližně do výšky 40 tisíc km n.m. kde bez výrazné horní hranice plynule přechází do vesmíru. Celková hmotnost atmosféry je pro nás nepředstavitelných 5,157,1018kg. Tvoří tedy přibližně jednu milióntinu hmotnosti Země(5,98.1024kg). Vzhledem k tomu, že tlak a hustota vzduchu s přibývající nadmořskou výškou rychle klesají, je 99% její celkové hmotnosti obsaženo ve spodních 36 km. Zbylé 1% se vyskytuje ve zbytku atmosféry tj. do výšky 40 tis. km n.m..
Kdyby se vás někde zeptali na složení atmosféry, většina odpoví; kyslík, ozón a oxid uhličitý, popřípadě těžké kovy jako např. olovo. Atmosféra je ale směsí hned několika plynů, v níž jsou přítomny vodní kapičky, ledové krystalky a různé znečisťující příměsi dvojího původu:

a) přírodního: např. půdní a prachové částečky, krystalky mořských solí, částice vulkanického popela, pylová zrna, malá semínka rostlin apod.

b) antropogenního - tzn. nám dobře známé produkty lidské činnosti: zplodiny továren, spalovacích motorů, elektráren, oxid uhelnatý i uhličitý, prach, saze i produkty vznikající při startech raketoplánů a při zániku umělých družic země.

Suchá a čistá atmosféra je směsí dokonalých plynů v blízkosti zemského povrchu. Obsahuje mimo jiné i plyny jako neon, hélium, metan nebo oxid siřičitý, jejichž množství se pohybuje pod hranicí jednoho procenta. Dále obsahuje stopové množství čpavku, oxidu uhelnatého a jódu(páry).

Množství vzdušného oxidu uhličitého, který ve výčtu chybí, se mění v závislosti na čase(ve dne je ho méně než v noci)a na místě(nad souší je ho více než nad mořem). Ve vodách oceánů, které jej v závislosti na teplotních změnách pohlcují nebo uvolňují, je ho rozpuštěno 99% z jeho celkového množství. Do atmosféry se dostává dýcháním lidí, zvířat a v noci i většiny rostlin.

Jednou z nejdůležitějších součástí atmosféry je vodní pára, neboť má velký význam pro většinu povětrnostních dějů, které nazýváme počasím. Většina atmosférické vody ve skupenství plynném, kapalném i pevném je přitom soustředěna jen ve spodních vrstvách atmosféry do 10 km n.m.
Zemskou atmosféru vertikálně rozdělujeme na pět vrstev a čtyři přechodné vrstvy(pauzy), nazvané podle spodní vrstvy, které se bezprostředně dotýkají:




Troposféra – nejspodnější vrstva zemské atmosféry. Vystupuje v rovníkových oblastech až do výše 18 km n.m., v mírných pásmech až do 12 km n.m. a nad póly jen do výše 9 km n.m.. Nevytváří tedy kolem Země soustřednou kulovou vrstvu, ale v polárních oblastech je zploštělá. Příčinou toho je zemská rotace. Troposféra obsahuje až 80% celkové hmotnosti atmosféry, prakticky všechnu atmosférickou vodu a probíhá v ní většina povětrnostních procesů. Je oblastí vzniku mlh, nejdůležitějších druhů oblaků, bouřkové činnosti, vzniku a spadu atmosférických srážek. Charakteristickým znakem troposféry je pokles teploty vzduchu s přibývající nadmořskou výškou v průměru o 0,65 °C na 100 m. Teplota vzduchu poblíž tropopauzy v oblastech mírných pásem dosahuje až – 60°C.

Tropopauza – její výška nad úrovní moře se mění v závislosti na zeměpisné šířce, roční době a na celkové povětrnostní situaci. Její tloušťka se pohybuje v rozmezí od několika set metrů až po několik kilometrů, je vrstvou nízkých teplot. Její výška nad Českou republikou je 10,7 km a teplota je -57,3 °C

Stratosféra – je vrstva atmosféry od tropopauzy do přibližně výšky 50 km n. m. V její spodní části do 25 km, zůstávají teploty stejné jako v tropopauze. V horní části stratosféry teplota s přibývající výškou stoupá v průměru o 0,3 °C na 100 m. Poblíž horní hranice může teplota dosahovat až 10 °C. Stratosféra má totiž zvýšený obsah ozónu v ozónosféře ve výškách od 20 km. Ozón zde silně pohlcuje ultrafialové záření, což je příčinou takového vzestupu teplot.

Stratopauza – přechodná vrstva mezi stratosférou a výše ležící mezosférou. Je ve srovnání s tropopauzou, vrstvou poměrně vysokých teplot.

Mezosféra – je vrstvou navazující na stratopauzu do výšky asi 80 km n.m. Vyznačuje se silným poklesem teploty vzduchu s přibývající výškou. Poblíž horní hranice mezosféry až na - 100°C.

Mezopauza – přechodná vrstva nad mezosférou, je vrstvou nejnižších teplot.

Termosféra – sahá od mezopauzy do výšek cca 450 km n.m. Vlivem pohlcování slunečního záření atomy a molekulami plynů je pro ni do výšek 200 až 300 km typický výrazný růst teploty vzduchu, která dosahuje stovek °C.

Termopauza – atmosférická vrstva nad termosférou, je vrstvou nejvyšších teplot.

Exosféra – vnější, nejvyšší a velmi zředěná vrstva zemské atmosféry ve výškách od termopauzy do přibližně 30 až 40 tis. km n.m., kde z ní lehké plyny unikají do vesmíru.

Zdroj: Počasí [Knížka pro každého],autor Eva Kobzová, vyd. Olomouc:Rubico, 1998