Keskkonnafüüsika eksam (2)

Astronoomiline ühik – Maa keskmine kaugus Päikesest. 1aü = 150 miljonit kilomeetrit. Valgusaasta – Kaugus, mille valgus läbib vaakumis ühe aasta jooksul. 1valgusaasta = 9,4605 * 1012 km. Parsek - kaugus millelt vaadates Maa orbiidi nurkkraadiraadius on 1 kaarsekund, st 1pc = 3,09 * 1016 m. Galaktikate liigitus: a) kuju järgi võib galaktikate hulgas näha: elliptilisi galaktikaid (sarnanevad kokkusurutud kerale), spiraalseid galaktikaid (galaktika keskel asub tihe tuum, millest väljub kaks tähtedest ja gaasidest koosnevat spiraalharu), ebaregulaarsed galaktikad. Linnutee - nõrgalt helenduv, ebaühtlase heledusega riba (meie kodugalaktika ). Päikesesüsteemi tekkehüpoteesid – 1) Päike oli enne olemas ja planeedid tekkisid Päikese ainesest (katastroofihüpotees). 2) Päike ja planeedid on ühtse päritoluga st. arenesid koos ühtsest pilvest (nebuulast).Nebulaarhüpoteesi kohaselt tekkisid planeedid koos vastava päikesesüsteemi tähe tekkega. Kui täht tekib gaasipilve ( nebula ing. k.) tihenemisel, hakkab tekkiva tähe ümber tiirlema omakorda gaasipilved, mille tihedused kasvavad gravitatsioonijõu tõttu. Lõpuks on gaasipilvedest tekkinud enam-vähem ümara kujuga tihedad kehad, mis aja jooksul meteoriitide ja muude kehadega kokku põrgates omandab aina ümarama kuju. Päikesesüsteem - Päikesekeskne taevakehade süsteem, mille ulatus piirneb Päikese gravitatsiooniväljaga. PLANEEDID: Merkuur, Veenus , Maa, Marss, Jupiter , Saturn , Uraan , Neptuun
Asteroidid : väikekehad, mis tiirlevad Jupiteri ja Marsi orbiitide vahel. Kujult enamasti ebakorrapärased. Tekkimine: Jupiteri häiriva mõju tõttu seal planetesimaalid (kehad, mille edasisel koondumisel moodistusid planeedid) planeeti ei moodustanudki, vaid omavaheliste põrkumiste tõttu lagunesid asteroidideks ja meteoriitideks. Komeedid : väikekehad, mille omapäraks on nähtava heleda saba tekkimine Päikesele lähedale jõudmisel. Koosnevad peamiselt veest, vähesel määral süsinikust, hapnikust ja teistest elementidest. Tuum, pea, saba. Meteoorid on eredad välgatused öises taevas, kutsutakse “langevateks tähtedeks”. Meteoor on Universumist Maa atmosfääri sattunud lendkivi. Maa atmosse sattudes süttivad nad põlema, sest hõõrdejõud, mida atmosfääri gaasid tekkitavad on suur. Kui taevakivid põlevad atmosfääris lõpuni kutsume neid meteoorideks. METEOORKEHA planeetidevahelises ruumis liikuv tahke keha. Kepler: I - Iga planeet tiirleb ümber Päikese mööda ellipsit, mille ühes fookuses asub Päike. II – Planeedi raadiusvektor katab võrdsetes ajavahemikes võrdsed pindalad . See tähendab, et kujuteldav joon, mis ühendab Päikest ja planeeti, katab võrdsetes ajavahemikes võrdse pindala ellipsis. Kui planeet on fookusele lähemal, siis on tema liikumise kiirus suurem. III - Planeetide tiirlemisperioodide ruudud suhtuvad nagu nende planeetide orbiitide suurte pooltelgede kuubid. T = planeedi tiirlemisperiood a = planeedi orbiidi suur pooltelg. VALEM: Planeet: taevakeha mis tiirleb ümber Päikese, on küllalt suur, et oma gravitatsiooni toimel püsida ligikaudu kerakujulisena, ning on puhastanud oma ümbruseväiksematest taevakehadest. Periheel on ümber Päikese tiirleva taevakeha orbiidi punkt, mis asub Päikese massikeskmele kõige lähemal.

Päike saab oma energia termotuumareaktsioonidest - vesinikuaatomi tuumade (prootonite) ühinemisest heeliumi tuumadeks. Vajab suurt rõhku ja tempi . Päikese laigud on tumedad , temperatuur on neis ümbritsevast madalam. Energiavoog Päikese pinnale on takistatud. Laikude piirkonnas on Päikese magnetväli sadu kordi tugevam kui ülejäänud osas, arvatakse, et magnetjõud pidurdavad konvektsiooni . Päikese servale jõudnud laikude vaatlus näitab, et laikudega kaasnevad loited e. protuberantsid - aine paiskumine sadade tuhandete kilomeetrite kõrgusele. Enamus väljapaisatud ainest langeb tagasi Päikesele, osa sellest aga kiirgub maailmaruumi; Maale jõudnud laetud osakeste pilv kutsub esile Maa magnetvälja häireid (magnettorme) ja atmosfäärihelendust (virmalisi). Laikude arv Päikesel on muutlik: aktiivsuse perioodid, kus laike on väga palju, korduvad keskmiselt 11 aasta tagant. Päikesemass koosneb 75% vesinikust ja 25% heeliumist, kõik ülejäänud metallid moodustavad ainult 0,1%. See koostis muutub aja jooksul aeglaselt, kuna vesinukku muundatakse P tuumas ümber heeliumiks. Päikese kiirgusspektri liigid: otsene- ja hajuskiirgus, pidev ja neeldumine. Solaarkonstant on ajaühikus päikesekiirtega ristuvale pinnaühikule langeva päikesekiirguse hulk. Väärtus 1366 W/m². γ –kiirgus, Röntgenikiirgus, Ultraviolettkiirgus , Infrapunakiirgus, Raadiolained.

Max Planck 1900a. hüpotees et elektromagnetilised lained kiirguvad ja neelduvad lõpliku suurusega energiakoguste ehk energiakvantide kaupa. εw,T=w2/4π2c2*ηw/eηw/kT-1 . Wieni nihkeseadus musta keha maksimaalse kiirguse lainepikkus on pöördvõrdeline selle temperatuuriga. Wieni nihkeseadus seob omavahel keha temperaturi ja kiirgusspektri maksimumile vastava lainepikkuse. E=hv, h= Planki konstant. Molekulaarne hajumine - hajunud valgus on taevasinine, mida sinisem , seda puhtam on õhk. Aerosoolne hajumine- taeva värvus hele. Tegelikkuses mõlemad hajumised. Alumistes kihtides (4-5 km) tähtsam aerosoolne ja ülevalpool molekulaarne hajumine. Aerosoolne hajumine- toimub suurtel osakestel seepärast on pilved valged. Mida hõredam õhk seda tumedam taevas. Bougueri seadus- Neeldumiskoenfitsent näitab suhtelist valguse kiirgusvoo vähenemist kihi ühikulise paksuse korra. I = I0 e- l kus I on valguse intensiivsus kaugusel l pinnast. I0 on pinnale langeva valguse intensiivsus ja  - neeldumistegur (neeldumiskoefitsient). Atmosfääri massiarv: mitu korda on päikesele suunatud ja sellega kaldu asuva, ühikulise ristlõikega atmosfäärisamba mass M suurem kui seniidisuunalise atmosfäärisamba mass M0. Kiirguse nõrgenemist põhjustavad atmosfääris toimuvad neeldumised, hajumised ja peegeldumised, mille intensiivsus on omakorda funktsioon lainepikkusest. Summaarne kiirgus (Q) on horisontaalsele pinnale jõudnud päikese otsese (S') ja hajusa kiirguse (D) summa: Q = S' + D. Albeedo: on pinnaselt peegelduva ja pinnale langeva kiirgusen suhe, pinna peegeldusvõim. 100% peegelduv, absl must/matt 0% albeedo.
Insolatsioon: horiz pinnale langev kiirgusvoog. Sum kiirgus- horiz pinnale jõudnud päikese otsese ja hajusa kiirguse summa. Maa kiirgusbilanss: maale saabunud ja lahkunud kiirguste vahe.

Atmosfääri koostis- N2 – 78%, O2 – 20,95, Ar – 0,93, H20 0,5-4. Gaasid ja lisandid. Osoonikiht on keskmiselt 15–55 km kõrgusel asuv stratosfääri kiht, kus Päikese ultraviolettkiirguse toime tõttu on atmosfääri keskmisest suurem osooni kontsentratsioon.Osoonikiht kaitseb Maa organisme ultraviolettkiirguse eest. Osoon tekib suures osas stratosfääris ülalpool 25 km troopika kohal, sealt valgub ta allapoole ja pooluste suunas. Osoon tekib kui UV kiirgus dissotseerib hapniku molekuli (O2) atomaarseks hapnikuks (O). Atomaarne hapnik kombineerub kiiresti teise hapniku molekuliga ja tekib osoon. Stratosfääris lagundavad osooni peamiselt katalüütilised reaktsioonid, mis haaravad endasse homogeenseid gaasifaasi reaktsioone aktiivse vaba radikaali perekondadest. Kloori ja broomiühendid atmosfääris põhjustavad osooni lagunemise. Atmosfääri vertikaalne struktuur- kihiline, Troposfäär 20km; Stratosfäär 50km; Mesosfäär 85km; Termosfäär 690km;Eksosfäär 500-10000km. Atmo aersool: pinnasetolm 20-45%, elementaarne süsinik 4-18 (põlemisel), väävel 30-50, lämmastik kuni 30 ja kuni 20 orgaanilised ühendid. Atmosfääri üldine tsirkulatsioon e. Globaalne õhuringlus. Ekvaatori lähistel soojenenud õhk tõuseb ja voolab pooluste suunas, jahe õhk liigub pooluste poolt otse ekvaatori poole. Atmosfäär on pidevas korrapäratus liikumises ( turbulents ). Dobsoni ühik (DU) on osoonikihi paksuse mõõtühik. Õhuniiskuse karakteristikud – veeauru rõhk, absoluutne ja relatiivne niiskus, niiskuse defitsiit, katsepunkt jt. Suhteline niiskus % veearu suhe küllastunud veearu suhtes.

Ülemised pilved: kiud, kiudrünk, kiudkiht. Veesisaldus väike, heledad. tekivad väga madala temperatuuri tõttu veeauru sublimeerimisel. Keskmised pilved: kõrgrünk, kõrgkiht. Segapilved. Alumised pilved: kihtrünk, kihtpilved, kihtvihmapilved . Paksud tumedad, päike läbi ei paista. Vertikaalselt arenevad pilved tekivad sooja ja niiske õhu vertikaalsel tõusmisel, mille puhul õhk jahtub adiabaatiliselt. Rünk ja rünksajupilved. Coriolise jõud – (tingitud maakera pöörlemisest) põhjustab põhjapoolkeral veemasside/õhumasside pöördumise liikumissuunast paremale (lõunapoolkeral vasakule). Seismilised lained on lained, mis levivad Maa sisemuses või piki selle pinda. Seismilised lained jagunevad pikilaineteks ehk P-laineteks, ristilaineteks ehk S-laineteks ning pinnalaineteks. S-lained on seismiliste lainete tüüp kus kivimite deformatsioon ja kivimosakesed võnkuv liikumine toimub risti lainete leviku suunale (ehk siis ka risti P lainetele). P-lained on maapinnas levivate seismiliste lainete tüüp kus kivimosakesed võnguvad lainete leviku sihiga samas suunas. Piltlikult toimub siis kivimi osakeste laineline kokkupressimine ning venitamine lainete leviku suunas. Maa kih. ehitus Maakoor, Litosfäär, Vahevöö, Maa tuum (välis ja sise)