מה זה Atmosphere?

האווירה היא מעטפת דקת, שכבתית של גזים המוחזקים לכדור הארץ על ידי הכבידה. היא משתרעת על כ-480 ק"מ למעלה, אם כי 99 אחוזים מהמסה שלה שוכנת בתוך 30 ק"מ הראשונים בנפח, אוויר יבש הוא כ-78% חנקן (N2) ו -21% חמצן (O2) הנותרים 1% כולל Agon (0.93 אחוזים), פחמן דו-חמצני בערך 0.042% (ועלהעלייה), ניאון, 000, 000, 000, 000, 000, 000, הוא יכול להיות מתאן, 000 חזק, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 חזק יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 חזק, 000 חזק, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 חזק, 000 חזק, 000, 000, 000, 000, 000, 000 000 000 000 000 000, 000 000 000 000 000, 000 000 000 000 000 000 000, 000, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

המעטפה הגזית הזו היא הרבה יותר מאשר תערובת פסיבית.הוא מגן על החיים מפני קרינה אולטרה סגולה סולרית מזיקה, מספק את החמצן שאנו נושמים, ו - ביקורתי ביותר - מתנהג כשמיכות תרמיות שמחזקות את טמפרטורת פני השטח הממוצעת של כדור הארץ קרוב ל-15 מעלות צלזיוס (59 °F) ללא אווירה, כוכב הלכת שלנו יהיה כדור חסר חיים עם ממוצע של סביב 18 מעלות צלזיוס), בדומה לירח.

שכבות של Atmosphere

האווירה מחולקת לחמש שכבות עיקריות, כל אחת עם פרופילים טמפרטורה שונים פונקציות.הבנת השכבות האלה עוזרת להסביר כיצד אנרגיה נספגת, מופץ מחדש, ובסופו של דבר אבוד לחלל.

טרופוספירה

הרוטספירה היא השכבה הנמוכה ביותר, המשתרעת מן פני השטח לגבהים ממוצע של 12 ק"מ (גבוה יותר במשווה, נמוך יותר בפולנים) כל תופעות מזג האוויר - עננים, גשם, סערות - מתרחשת כאן.טמפרטורות יורדות עם גובה בקצב ממוצע של 6.5 מעלות צלזיוס לקילומטר, כי פני השטח הוא מקור החום העיקרי.

סטרטוספירה

מעל הטרופופוס, הסטרטוספרה משתרעת מ-12 ק"מ עד 50 ק"מ שלא כמו הסטרופה, הטמפרטורה עולה עם גובה כי שכבת האוזון (O3) סופגת 93–99 אחוזים של אולטרה סגולה באנרגיה גבוהה של השמש (UV) קרינה. ספיגה זו מגנה הן את החיים ויוצרת מבנה תרמי יציב המעכב תערובת אנכית של מטוסים מסחריים לעתים קרובות כדי למנוע טמפרטורות נמוכות יותר.

sosphere

מ-50 ק"מ עד 85 ק"מ הוא העשן נופל שוב בגובה, ומגיע לשפל כמו -90 מעלות צלזיוס (-130 °F) זהו השכבה שבה רוב המטאורים נשרפים על כניסה, ומייצרים "כוכבים גלויים" (הידועים) המזכרים גם הם ביתם של עננים ללא מחוסנים, העננים הגבוהים ביותר על פני כדור הארץ, שנוצרו מ גבישי קרח על אבק ממטאורטורים.

Thermosphere

התרמוספירה משתרעת מ-85 ק"מ בערך 600 ק"מ למרות שמו - מולקולות הגז הן כה עגלות עד שמבקר ירגיש קר.עם זאת, הטמפרטורה יכולה להגיע ליותר מ-1,500 מעלות צלזיוס בגלל ספיגה אינטנסיבית של קרינה אולטרה-סגולית וקרינת רנטגן על ידי חמצן ואטומי חנקן.הההה, אזור בתוך התרמוספירה, הוא קריטי לתקשורת, והיכן מתרחשת אורת אורה הדרומית).

Exosphere

ה- Exosphere הוא השופר החיצוני ביותר, מ-600 ק"מ ל-10,000 ק"מ, שבו האווירה מתריעה בהדרגה לתוך הריק של החלל. הידרוגן ואטומי הליום יכולים להשיג מהירות בריחה ולהתרחק. לוויינים בעלי ערך כדור הארץ ואת מסלול החלל הבינלאומי בתוך האזור הזה, לחוות ליד-vacuum, אך עדיין נתקלו במספיק חלקיקים כדי לנתק את המסילותיהם לאורך זמן.

כיצד האטמוספירה מדגימה את הטמפרטורה

רגולציה טמפרטורה היא תהליך מורכב ודינמי הכולל קרינה, ספיגה, השתקפות, וחלוקת מחדש של אנרגיה.האווירה משיגה איזון זה באמצעות מספר מנגנונים מקושרים.

אפקט Greenhouse

אפקט החממה מתואר לעתים קרובות כקרינה סולארית טבעית.התחילה (גלי גל קצרים) עוברת דרך האווירה ומחמם את פני השטח.כדור הארץ פולטת קרינה אינפרא אדום ארוכה למעלה. גזים ירוקים - בעיקר מים פנויים, CO2, מתאן (CH4), תחמוצת ניטרית ניטרית (N2O), ואוזון – בתוך שבריר גדולה של אנרגיה אינפרא אדום זו, ו-33 כיוונים לאחור, כולל אטמוספירה על פני כדור הארץ.

באופן קריטי, אפקט החממה הטבעי חיוני לחיים.הבעיה מתעוררת כאשר פעילויות אנושיות מגבירות את ריכוז הגזים האלה, מה שגורם ל-280 ppm ל-420 ppm, מה שמוביל להתחממות כדור הארץ במגמות פחמן דו-חמצני, רואים את העודף חום.

אפקט אלבדו

אלבדו הוא השבריר של אור השמש הנכנס כי משטח משקף.שלג טרי יש אלבדו של עד 0.9 (90% משתקף), בעוד יערות כהים ואוקיינוסים יש albedos נמוך כמו 0.05-0.15.האווירה עצמה תורמת גם: עננים משקפים כ-20-30% של קרינה סולארית, ואווירסולם (חלקיקים פחמיים) יכולים לשקף או לספוג בהתאם לקומפוזיציה שלהם.

שינויים על פני השטח albedo ליצור לולאות משוב.לדוגמה, כמו קרח ים הארקטי נמס עקב התחממות, מים ים כהה יותר חשופים, סופג יותר חום, עוד יותר מאיבוד קרח והתחממות.זה FLT:0ice-albedo משוב FLT:1 הוא מגבר גדול של שינוי האקלים.

התפלגות חום על ידי Aאטמוספירה Circulation

האווירה נעה חום מן הטרופיים כלפי הקוטבים דרך תאי מחזור גדולים.החשוב ביותר הם תאי האדלי: אוויר חם ולח עולה ליד המשווה, קרירים ומשחררים גשם, ואז זורם עמוק בגובה גבוה לפני יורד סביב 30 מעלות רוחב, יצירת חגורת לחץ גבוה טרופי ומדברים גדולים.

מחזור זה לא רק מפיץ חום, אלא גם לחות.ללא זה, הטרופיים יהיו אפילו חמים יותר ואת הקטבים קר יותר.זרם סילון - זרמי אוויר מהירים, צרים בטרופיה העליונה - משחק תפקיד מכריע בהיגו מערכות מזג אוויר יכול להשתנות עקב שינויים בטמפרטורות, המשפיע על אקלים באמצע-אוויר.

Ocean-Atmosphere Heat Exchange

האוקיינוסים מכסים 71 אחוזים משטח כדור הארץ ו סופגים כמות עצומה של אנרגיה סולארית.הם גם מחזיקים יותר מאלף פעמים יותר חום מאשר האווירה.אוקיינוס זרמי, מונע על ידי שינויי רוח וצפיפות (מחזור יתר של קו הרוח), להעביר גלידות חום ברחבי העולם.זרם המפרץ, למשל, נושאת מים חמים ממפרץ מקסיקו על פני האוקיינוס האטלנטי, ומסובבת את האקלים של אירופה.

חום עקבי וזיהום

חיזוי מים מהים או פני השטח הקרקע סופג חום מאוחר.לחות זו עולה ו condenses בעננים, שחרור חום זה לתוך האווירה - לעתים קרובות בגובה גבוה יותר. Convection (תנועה אווירית לא חוקית) המונעת על ידי שחרור זה של חום מאוחר הוא המנוע מאחורי סופות רעמים, הוריקנים, וגשמים טרופיים.זה למעשה נע אנרגיה למעלה, משחק תפקיד חיוני בתקציב האנרגיה הגלובלית גם את תהליך זה ישירות לטמפרטורה ישירה.

ההשפעה האנושית על האטמוספירה

פעילות אנושית שינתה את ההרכב האטמוספרי ואת יכולתה להסדיר את הטמפרטורה, בעוד שתהליכים טבעיים כמו הרי געש ושינויים במסלול השפיעו על האקלים במשך מיליוני שנים, שיעור השינוי הנוכחי חסר תקדים ב-800,000 שנים לפחות.

Greenhouse Gas Emissions

הנהג העיקרי של שינויי האקלים המודרניים הוא פליטת גזי חממה מדלקים מאובנים בוערים, תהליכים תעשייתיים, חקלאות ופירוק גזי המפתח:

  • (ב) ,0) ,Carbon דו-חמצני (CO2)FLT:1, מפחמן, שמן, גז טבעי, ייצור מלט.
  • (ב) מ"ט:0) מיין (CH-4FLT:1 - מבקר, כריות אורז, צינורות אדמה, ודליפות שמן / גז. מאן הוא מעל 25 פעמים יותר חזק מ- CO2 מעל 100 שנים, אך נמשך כעשור.
  • (FLT:0) חמצני (N2O)cioFLT:1) - מן הפרישנים, תהליכים תעשייתיים, שריפת ביומסה. N2O היא כמעט 300 פעמים יותר חזקה מ CO2 ואחרונה מעל מאה שנים.
  • (FLT:0) גזים מחוסנים (F-gasssscio)FLT:1 - תרכובות סינתטיות המשמשות בקירור, מיזוג אוויר ואלקטרוניקה.חלק, כמו SF6, יש פוטנציאל התחממות עולמי של אלפי פעמים גבוה יותר מאשר CO2.

אווירוסול וזיהום אוויר

דלקים מאובנים בוערים גם משחררים אווירוסולים – חלקיקים של סולפטים, פחמן שחור וחומר אורגני.חלק מהארוסולים (כמו סולפטים) משקפים את השמש ויכולים לגרום לאפקט קירור, חלקית מסיכה את התחממות החממה.עם זאת, קירור זה אזורי וקצר-ימי זמן, ואווירסולם גם מחלחלים את איכות האוויר, מה שגורם למיליוני מקרי מוות מוקדמים מדי שנה.

שינויים קרקעיים

פיזור, אורבניזציה וחקלאות משנים את פני השטח albedo, evapotranspiration, אחסון פחמן. הצבת יערות עם גידולים או מרעה מפחיתה את כמות CO2 נספגים ויכולה להגדיל את הטמפרטורות המקומיות.

תנאי לתקנות טמפרטורה חלופית

אפקט החממה המוגברת כבר העלה את הטמפרטורה הממוצעת העולמית על ידי כ-1.2 מעלות צלזיוס מעל לרמות טרום-תעשייתיות.התחממות זו גורמת לשקדה של השפעות:

  • (ב) ,0) מזג אוויר קיצוני: 1FLT:1 יותר גלי חום אינטנסיביים, גשם כבד, בצורת, וציקלונים טרופיים חזקים יותר.
  • עלייה ברמת התפוצה:0 (FLT:103) פלס הים הממוצע עלה כ-20 ס"מ מאז 1900, עלייה בשל התרחבות תרמית והיתוך של קרחונים וגליונות קרח.
  • (ב) שיבושים:0 (Ecosystemשיבוש: 1) bleaching: 0) 1FLT:1 אלמוגים, שינוי טווחי מינים, וסיכון מוגבר לשריפה.
  • (ב) ⁇ :0) משובים חיוביים: FLT:1, Thawing permafrost משחרר מתאן ו CO2, הגדלת ההתחממות; היתוך קרח הים מפחית את albedo; יער מת לאחור מפחית את כיור הפחמן.
  • (FLT:0) אוצ'אן חומצה: 1FLT:1 בערך 30% של CO2 הנפלטים באוקיינוס, ויצר חומצה פחמןית, זה פוגע באורגניזמים כמו אלמוגים, דג פגזים, ומתכננים, מאיים על כל רשת המזון הימית.

לצורך הערכה מדעית האחרונה, עיין בלוח הבין-ממשלתי על שינויי האקלים 6th Assessment ReportFLT:1.

שינוי האקלים ושיקום האיזון

הפחתת ההתערבות האנושית עם רגולציה הטמפרטורה של האווירה דורשת פעולה מיידית ומתמשכת.אסטרטגיות נופלות לשלוש קטגוריות: הפחתה, הסתגלות וגידוד פוטנציאלי.

המונחים: Reducing Emissions

  • (FLT:0) טרנספורמט לאנרגיה מתחדשת: השמש, הרוח, הידרו וגיאוותרמית יכולים להחליף דלקים מאובנים.עלות נפלו באופן דרמטי; השמש והרוח הן לעתים קרובות המקורות הזולים ביותר של חשמל חדש.
  • יעילות:0 (Energyיעילות: FLT:1 Better insulation, LED תאורה, מכשירים יעילים ושיפור תהליכים תעשייתיים להפחית את הביקוש לאנרגיה.
  • (FLT:0) חשמל והובלת פחמן: 304 כלי רכב חשמליים, תחבורה ציבורית, רכיבה על אופניים להפחית את ההסתמכות על שמן.
  • (FLT:0) הסרת הקרבון: 1FLT:1 Reforestation, afforestation, שיפור ניהול הקרקע (חקלאות פחמן), וטכנולוגיות לכידת אוויר ישירות יכולות למשוך CO2 מהאווירה.
  • (FLT:0) לכידת מיין: 1FLT הפחתה של דליפות משמן וגז, לכידת גזיפיל, ושינויים בעיסוקים חקלאיים (למשל, תוספי מזון לבקר) יכולים לקצץ פליטות קצרות מועד אך חזקות.

הסתגלות להשפעות בלתי מוגבלות

גם עם הפחתה אגרסיבית, כמה התחממות כבר נעולה.קהילות חייבות להסתגל על ידי בניית תשתיות חיוניות, פיתוח גידולים עמידים בבצורת, שחזור מקטורות ורטבים להגנה על החוף, ושיפור מערכות התראה מוקדמות למזג אוויר קיצוני.

Geoengineering: A Controversial Last Resort

חלק מהמדענים מציעים (FLT:0) ניהול קרינה סולאר 1 (למשל, הזרקת sulfate aerosols לתוך הסטרטוספרה כדי לשקף אור השמש) או FLT:2 פליטה דו-חמצני פליטה 3 בקנה מידה גדול, גישות אלה לשאת סיכונים משמעותיים ולא ידוענים, אבל הם נלמדים כתוספים פוטנציאליים לקיצוץ פליטות, לא תחליףים לאומיים כגון: 4 בנובמבר 5.

חשיבותה של הבנת תקנות טמפרטורה אטמוספרית

לסטודנטים ולמחנכים, להבין כיצד האווירה מווסתת את הטמפרטורה היא יסוד להבנת מדעי האקלים.זה מחבר פיזיקה (הדמייה והתרמודינמיקה), כימיה (גזים ירוקים ותגובות), וביולוגיה (פוטסינתזה, פיראטיות, משובי מערכת אקולוגית) ידע זה מעצימה אנשים לקבל החלטות מושכלות על שימוש באנרגיה, מדיניות וסגנון חיים.

יתר על כן, הבנת תפקיד האווירה יכול לעורר סקרנות לגבי כוכבי לכת אחרים. ונוס, עם אפקט חממה בורח, יש משטח חם מספיק כדי להמיס את ההובלה. מאדים, עם אווירה דקה, יש טמפרטורה ממוצעת של -63 מעלות צלזיוס כדור הארץ יושב בין הקיצוניות האלה בגלל ההרכב האטמוספרי הייחודי שלה, שפע מים, וחיים אשר שוה עם האקלים של כדור הארץ.

מסקנה

האווירה היא הרבה יותר מסתם שכבת אוויר.זהו מערכת דינמית, מורכבת שמסדירת את הטמפרטורה של כדור הארץ באמצעות אפקט החממה, אלבדו, זרימת חום ותהליכי חום מאוחרת. פעילות אנושית – במיוחד שריפת דלקים מאובנים ושינוי לשימוש בקרקע – משבשת מערכת זו, הובילה להתחממות גלובלית מהירה ואקדמיית של השפעות סביבתיות.