Atmosfäär (0)

ATMOSFÄÄR
16. teab üldjoontes atmosfääri koostist ja kirjeldab joonise abil atmosfääri ehitust;
Atmosfäär – Maad ümbritsev õhukiht
Troposfäär – atmosfääri kõige alumine, 10-15 km paksune kiht, kus leiavad aset peamised ilmastikunähtused
Atmosfääri koostises esineb mitmeid gaase, milliste molekulid neelavad infrapunast kiirgust. Tuntumad neist gaasidest on veeaur, süsinikdioksiid (süsihappegaas) CO2, metaan CH4, naerugaas N2O ja ka maalähedane osoon O3.
Õhkkonna kihid
Troposfäär
See on 0 kuni 10-16 kilomeetri kõrgusel ning see on see, mida me hingame. Troposfäär on tihe ja niiskust tulvil atmosfäärikiht.. Kõige soojem on selles kihis maapinna ligidal, kõrguse kasvades temperatuur langeb kuni -70 kraadini.
Stratosfäär
See paikneb 10-16 kuni 50 kilomeetri kõrgusel. Seal paikneb suur osa osoonist. Osoonikiht neelab peaaegu kogu Päikese kahjuliku ultraviolettkiirguse. Seetõttu soojeneb seal õhk +4 kraadini.
Mesosfäär
See paikneb 50 kuni 80 kilomeetri kõrgusel ning see on kõige külmem kiht. Mesosfäär ei neela kuigi palju soojust ega ultraviolettkiirgust ja seepärast võivad temperatuurid seal langeda kuni -90-ni. Õhk on seal piisavalt tihe, et aeglustada meteoriitide lendu ja seal nad ära põletada.
Termosfäär
See paikneb 80 kuni 480 kilomeetri kõrgusel. Seal on õhk väga hõre, kuid piisavalt tihe selleks, et neelata Päikese ultraviolettkiirgust. See inimsilmale nähtamatu kiirgus soojendab termosfääri kuni + 1480 kraadini.
Eksosfäär
See paikneb 480 km kõrgusel ja isegi veel kõrgemal. Eksosfääris, millena Maa atmosfäär kosmosesse hajub, leidub vaevalt õhku, kuid temperatuurid võivad seal ulatuda +1650 kraadini. Ent õhk on seal niivõrd hõre, siis inimene või kosmoselaev seda kuumust ei tunneks.
Magnetosfäär
See on kiht, mis on isegi eksosfäärist kõrgemal ning seda mõjutab Maa magnetväli ja see võib ulatuda meie planeedist 64 400-130 000 kilomeetri kaugusele.
17. selgitab joonise abil Maa kiirgusbilanssi;
kiirgusbilanss on maa aluspinnas neeldunud ja sealt lahkunud kiirgusvoogude vahe.
Positiivne kiirgusbilanss – maapind saab päikeselt rohkem kiirgusenergiat kui seda õhku ära annab, toimub soojenemine.
Negatiivne kiirgusbilanss – maapind annab soojuskiirgust rohkem ära kui juurde saab, jahtub (näiteks öösel).
Eestis on aastane kiirgusbilanss positiivne, talvel negatiivne.
Soojuse ümberjaotumine toimub tuulte ja hoovustega. Mida kõrgem on aluspinna temperatuur ja madalam õhutemperatuur, seda suurem on maa soojuskiirgus ja seda kiiremini maapind jahtub. Näiteks väga suur soojusvoog maapinnalt õhku esineb soojal aastaajal öösel selge ilmaga.
Tervikuna on Maa kiirgusbilanss tasakaalus, mis tähendab, et kogu juurdetulev ja lahkuv kiirgushulk on võrdsed. Maa keskmine temperatuur on 15 ºC. Piirkonniti on kiirgusbilansid erinevad. Kui palavvöös on soojenemine suures ülekaalus, siis polaaraladel toimub tugev jahtumine .
Viimastel aastakümnetel on täheldatud, et maakera kiirguslik tasakaal on häiritud kasvuhooneefekti tugevnemise tõttu. Atmosfäär on hakanud neelama rohkem Maa soojuskiirgust ja seda on vähem lahkunud maailmaruumi.
Konkreetses kohas maapinnale langeva päikesekiirguse hulk sõltub koha geograafilisest laiusest (Päikese kõrgusest horisondil , öö ja päeva pikkusest), pilvisusest, aluspinna omadustest.
18. selgitab üldist õhuringlust ( kagu- ja kirdepassaadid, parasvöötme läänetuuled, polaaralade
kirde- ja kagutuuled, mussoonid );
Globaalne õhuringlus – suuremõõtmeliste õhuvoolude suhteliselt püsiv süsteem, mille järgi toimub õhumasside ümberpaiknemine maakeral
Õhumass – kindlate omadustega väga suur õhu hulk, mis on välja kujunenud ühesuguse aluspinna kohal
1. Ekvaatorilähedased alad saavad palju päikesekiirgust. Õhk soojeneb tugevasti ja hakkab tõusma, mille tagajärjel kujuneb püsiv madalrõhuala.
2. Tõusev õhuvool liigub kuni troposfääri ülaosani (tropopausini) ja hakkab sealt liikuma pooluste suunas.
3. Jahtunud õhk hakkab laskuma, tekitades alumistes õhukihtides kõrgrõhuala. Laskuv õhk soojeneb ja muutub kuivemaks, põhjustades nendel laiustel pidevalt kuivad ja päikesepaistelised ilmad.
4. Püsivalt ekvaatori poole puhuvad tuuled – passaadid – kalduvad oma liikumissuunast Coriolisi ja hõõrdejõu tõttu kõrvale, tekitades põhjapoolkeral kirdepassaadid ja lõunapoolkeral kagupassaadid.
5. Osa 30. laiustel laskunud võrdlemisi soojast õhust liigub pooluste suunas ja kohtub umbes 60. laiustel pooluste poolt tuleva külma õhuga. Coriolisi jõu mõjul kaldub õhuvool paremale, tekitades kõrgemates õhukihtides läänetuuled.
Maapinna lähedal on hõõrdumise tõttu ülekaalus edelatuuled. Vastastikku liikuvad soe ja külm õhumass ei segune omavahel kuigi hästi ja neid jääb eraldama polaarfront. Selles piirkonnas tekivad jälle tõusvad õhuvoolud.
6. Polaaraladel on domineerivaks õhuvooluks idavool, mis maapinna lähedal Arktikas on enam kirdest, Antarktikas aga kagust, eemale pooluse kohal olevast tugevast kõrgrõhkkonnast.
Mussoon – ulatuslik õhuvoolude süsteem, mille korral tuule suund muutub sesoonselt vastupidiseks
Ekvaator - on kujuteldav suurringjoon taevakeha pinnal, mis ristub meridiaanidega ning asub võrdsel kaugusel geograafilistest poolustest.
Maa ekvaatoril läbib Päike seniidi kevadisel ning sügisesel pööripäeval.
Ekvaatori laiuskraad on 0°.
Pöörijoon on kujutletav joon maakera pinnal, mille pikkuskraad on 23,5° N (põhjapöörijoon) või 23,5° S (lõunapöörijoon). Nendel paralleelidel on päike seniidis üks kord aastas (pööripäeval).
Polaarjoon on kujutletav joon maakera pinnal, millest alates pooluse suunas esinevad polaaröö ja polaarpäev. Põhjapolaarjoon asub 66,5° põhjalaiusel ja lõunapolaarjoon 66,5° lõunalaiusel.
19. selgitab joonise abil õhu liikumist tsüklonis ja antitsüklonis ning nendega kaasnevaid
ilmastikunähtusi, selgitab joonise abil sooja ja külma frondi teket ning ilma muutumist
sooja ja külma frondi üleminekul;
Teke: frontidel ookeanide kohal, liiguvad üldises läänevoolus läänest itta (põhjaparasvöös).
Õhu liikumine (tuule suund) tsüklonis, antitsüklonis.
Ilmastik suvel ja talvel tsüklonis, antitsüklonis.
Tsükloneid meil enam sügisel ja talvel, antitsükloneid kevadel ja suvel.
Tsükloni eesosas (idaosas) valitsevad kagu- ja lõunatuuled, mis toovad sooja õhku. Seega on tsükloni idapoolsemas osas
ilm soe.
Tsükloni tagalas valitsevad tuuled loodest ja põhjast, mis muudavad ilma külmaks. Tsükloni lõunapoolsest osast käib alguses üle soe front ja seejärel külm front. Mõlemaga kaasnevad sademed. Tsükloni põhjapoolses osas valitsevad idakaarte tuuled ja fronte pole. Temperatuur jääb suhteliselt madalaks, aga sademeid võib olla rohkesti. Talvel kaasneb tsükloniga pehme, suvel aga jahe ilm.
Kõrgrõhkkonna (antitsükloni) puhul on vastupidi – talvel on ilm pakaseline ja suvel päikeseliselt soe. Sademeid ei esine.
Kõrgrõhuala e. antitsüklon on ümbritsevast õhkkonnast suhteliselt kõrgema õhurõhuga ala. Kõige kõrgem on õhurõhk kõrgrõhuala keskmes ja langeb perifeeria suunas
Kõrgrõhualas valitsevad tavaliselt laskuvad õhuvoolud, mis põhjustavad pilvisuse hajumist. Sage nähtus on külmal poolaastal inversioonikihi tekkimine. Inversiooni korral õhutemperatuur vastupidiselt tavalisele käigule troposfääris kõrgemale tõustes tõuseb. Inversioonikihi alune madal õhuke pilvekiht võib põhjustada pilves taeva püsimist hoolimata kõrgest õhurõhust. Tuulte suund kõrgrõhkkonnas on põhjapoolkeral päripäeva ja lõunapoolkeral vastupäeva.
Madalrõhuala e. tsüklon on ümbritsevast õhkkonnast suhteliselt madalama õhurõhuga ala. Kõige madalam on õhurõhk tsükloni keskmes ja see tõuseb perifeeria suunas.
Tsüklonaalset ilma iseloomustavad kiired õhurõhu muutused, tsükloni lähenedes õhurõhk langeb, tsükloni möödudes hakkab tõusma. Pilvisuse ja sademete olemasolu sõltub samuti, milline tsükloni osa meid parasjagu katab. Tsükloni lähenedes pilvisus tiheneb, läheb sajule, tsükloni tagalas, laussadu asendub hoogsajuga või lõpeb hoopiski.
Front – erinevate õhumasside kokkupuute piirkond
1.Algstaadium e lainestaadium – soe õhk tungib peale nii, et ta moodustab laine kuju, õhurõhk hakkab keskosas langema , tekkib üks suletud isobaar, jälgitav madalamates õhukihtides kuni 3km
2.Nooretsükloni staadium tekib soe sektor , õhurõhk tsükloni keskosas langeb, tekib mitu sueltud isobaari, ulatub kõrgematesse kihtidesse (5-6km), pilvede ja sademete piirkond laieneb.
3.Maksimaalse arengu staadium – õhurõhu langus keskosas saavutab maksimumi, soe sektor kitseneb, hõlmab kuni 7km, pilvisus väheneb,lauss>>hoovihm
4.Okludeerunud e täituv tsüklon – soe õhk surutekse üles, pilvisus väheneb sajab hooti, tsükloni tagalas hakkab õhurõhk tõusma
Õhumass- on suur õhukogum sarnaste omadustega (õhutemperatuur, niiskus, läbipaistvus). Õhumassid, mis kujunevad ekvaatori ja troopika läheduses, on kuumad. Polaaraladel kujunevad külmad õhumassid. Parasvööde õhumasside omadused sõltuvad aastaajast: suvel nad on soojad ja talvel külmad. Mandrite kohal on õhumassid kuivad aga merepinna kohal nad on niisked .
Eristatakse nelja tüüpi õhumasse:

• Ekvatoriaalne õhumass
  
• Troopiline õhumass
  
• Parasvöötme õhumass
  
• Polaarne (arktiline õhumass ja antarktiline õhumass).
  

Iga tüübi õhumass võib olla mandriline või mereline ja see mõjutab õhumassi omadusi.
Õhurõhk on õhu rõhk mingis kindlas kohas Maa atmosfääris.
Õhu liikumine mõjutab õhurõhku enamasti väga vähe, mistõttu võib enamasti kasutada mudelit, milles õhk on liikumatu ning õhurõhk võrdub kõrgemal asuva õhu kaalust tingitud hüdrostaatilise rõhuga.
Õhurõhku mõõdetakse baromeetriga. Seda väljendatakse tavaliselt hektopaskalites või millimeetrites elavhõbedasammast.
Keskmine õhurõhk merepinna kõrgusel keskmisel temperatuuril 15 °C on 1013 ,25 hPa. Iga 5,54 km kõrguse kohta väheneb ta poole võrra.
20. teab kliimat kujundavaid tegureid, analüüsib temaatiliste kaartide ja kliimadiagrammi abil
etteantud koha kliimat;
Kliimat kujundavad tegurid:

• Päikesekiirguse hulk
  
• Õhuringlus
  
• Ookean
  
• Merehoovused
  
• Reljeef
  

konkreetse koha kliimat kujundavad (geograafilised) tegurid:

• geograafiline laius;
  
• kaugus ookeanidest ja meredest;
  
• soojade, külmade hoovuste mõju
  
• pinnamood (kõrgus merepinnast; paiknemine mäestike, tasandike suhtes);
  
• valitsevad tuuled
  

Kliima on Maa või mõne selle piirkonna temperatuuri, sademete jm. statistiline iseloomustus. Kliimasüsteemi moodustavad aga kõik need tegurid, mis Maa kliimat kujundavad: Päike energiaallikana, atmosfäär, maailmameri , maismaa, õhus olevad gaasid jne
21. analüüsib kliima mõju teistele looduskomponentidele ja inimtegevusele;
22. teab kasvuhooneefekti süvenemise, osoonikihi hõrenemise, happesademete ja sudu
tekkepõhjusi ning mõju keskkonnale, toob näiteid inimtegevuse mõjust atmosfääri
koostisele ;
Kasvuhooneefekti süvenemise tekkepõhjuseks:
On nn. kasvuhoonegaasid :

• susihappegaas e. CO“
  
• metaan CH4
  
• lämmastikoksiidid NOx
  
• Freoonid
  
• Veeaur H2O
  
• Trihapnik e. osoon O3
  

kasvuhooneefekt süvenemise mõju:
võib paljusid alasid oodata uputus.
Kasvuhooneefekti olemasolu tõestas XX sajandi alguses Nobeli preemia laureaat Svante Arrhenius. Kasvuhooneefekti põhjustavad soojuskiirgust neelavad nn. “kasvuhoonegaasid”, mis lasevad läbi Päikeselt Maale saabuva kiirguse, kuid püüavad kinni soojuse tagasipeegeldumise Maalt. Kui soojus kiirgaks maapinnalt takistuseta tagasi, oleks Maa keskmine temperatuur umbes –18o praeguse +15o asemel. Seega on kasvuhooneefekt algupäraselt looduslik nähtus, mis on hädavajalik maakera elustikule.
osoonikihi hõrenemise tekkepõhjused ja mõju:
Lennukite heitgaasidest stratosfääri sattunud lämmastikoksiidid lõhuvad osoonikihti. Osoonikihi hõrenemine pooluste kohal on saanud üheks laiemalt tuntud keskkonnaprobleemiks, kuigi selle mõju on raskesti tajutav. Maad ümbritseva osoonikihi ülesandeks on kaitsta kõike elavat lühilainelise ultraviolettkiirguse eest. Osoonikihti on hakanud aga kahjustama inimtegevusest pärinevad süsiniku, fluori ja kloori ühendid (nn. CFC-d). Need (nagu paljud teisedki osoonikihti kahjustavad ühendid) pärinevad peamiselt külmutusseadmetest, aerosoolipudelitest, kosmeetikast, elektroonikatööstusest; haloonid ka tulekustutitest jne.
Osooniaukude tekkes on võrdväärselt tähtsateks põhjusteks atmosfääri saastamine potentsiaalselt osooni keemiliselt hävitavate ja kliima jahenemist põhjustavate gaasidega. Stratosfääri süvenevat talvist jahtumist põhjustavad just needsamad kasvuhoonegaasid, mis on alumises õhukihis soojenemise põhjuseks. Kasvuhoonegaasidel neeldunud kiirgus taaskiiratakse alati kõrgema temperatuuriga keskkonna suunas ja stratosfääris erinevalt troposfäärist temperatuur kõrguse kasvades kasvabki. Taaskiiratav soojuskiirgus levib üles maailmaruumi suunas. Viimase 30 aastaga on stratosfäär jahtunud keskmiselt 2o C võrra.
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. Kui osoonikihti ei oleks, oleks elu Maa peal jäänudki ookeanide sügavamatesse kihtidesse.
Tõsine oht osoonikihile on keemilised ühendid, mille koondnimeks on freoonid. Freoonide toimel võib moodustuda niinimetatud osooniauk .
Osoonikiht ei koosne peamiselt osoonist. Osooni kontsentratsioon on seal lihtsalt kõrgem kui mujal: umbes üks sajast tuhandest osoonikihi molekulist on osooni molekul .
Happesademed ehk happevihmad on mis tahes sademed (tavaliselt vihm), mille pH on võrreldes looduslike sademetega madalam (pH
Sademete normaalne pH on reeglina umbes 5,5. See on happelise reaktsiooniga seepärast, et atmosfääris ringlev süsinikdioksiid on osaliselt atmosfääri veepiiskades lahustunud, moodustades süsihappe (H2CO3). Süsihappe [[ dissotsiatsioon (keemia)|dissotsiatsiooni] käigus vabaneb vette vesinikioone , mis muudavadki sademed happelisemaks.
Happesademete tekkepõhjused:
Happevihma põhjustavad eelkõige inimtekkelised saastegaasid, peamiselt väävli- ja lämmastikoksiidid, mis veega reageerides moodustavad vastavalt väävel- (H2SO4) ja lämmastikhappe HNO3 .
Inimtegevus: fossiilsete kütuste ( nafta , kivisüsi, põlevkivi jt) põletamisel satuvad õhku väävli- ja
lämmastikuühendid SO2, NOx, (peamine happevihmade põhjustaja), metallisulatamine; metsatulekahjud CO
Looduslikud protsessid: vulkaaniline tegevus SO2, äike.
Happesademete tagajärjed:
1. Kahjustuvad eelkõige okaspuud (metsad): hävib okkaid kattev vahakiht, suureneb auramine ja puud kuivavad.
Vähenevad puutüvedel kasvavad samblikuliigid.
“Must Kolmnurk” Tsehhi , Poola, Saksamaa piiril palju metsa hävinud, Ka Kagu-Soomes ja Ida-Lapimaal
SO2 lagundab taimerakkude kattekoed ja lagundab kloroplaste
2. Kiireneb keemiline murenemine: ehitised lagunevad, skulptuurid murenevad, raudesemed roostetavad kiiremini.
3. Veekogude vesi muutub happelisemaks. Paljud veeorganismid (kalad) hukkuvad, vaesub liigiline koosseis (Lõuna-
Rootsi, Lõuna-Norra, USA, Kanada ).
4. Mullad muutuvad happelisemaks. Happelisemas keskkonnas tõrjutakse taime toitained välja, kiireneb leostumine,
taimed ei saa neid kätte. (Soomes suurem probleem kui näiteks Põhja-Eestis).
5. Mõju inimese tervisele. Sagenevad hingamisteede haigused ( bronhiit , astma, kopsuvähk).
Happesademed võivad kahju tekitada kaugel nende tekkekohast.
Sudu on teatud tüüpi õhureostus. (suits ja udu)
Fotokeemiline sudu ei teki mitte vihmase või niiske ilmaga, vaid pigem vastupidi, sest selle tekkeks on vaja päikesevalgust. Tegemist pole seega mitte udu, vaid nähtavust halvendava vinega. Fotokeemiline sudu tekib lämmastiku oksiidide ning lenduvate orgaaniliste ühendite vahelise reaktsiooni läbi. Saadusteks on aerosoolid ning osoon. Sellist tüüpi sudu tekib peamiselt suurlinnades, kus on palju mootorsõidukite heitgaase ning tööstuslikku atmosfäärisaastet.
Sudu võib tekkida ka biomassi põle(ta)mise tagajärjel. Näiteks tekitavad suured metsapõlengud laialdastel aladel nähtavust halvendavat vinet. Biomassi põlemise tagajärjel tekkinud sudu on oma omadustelt tihti kahe peamise sudutüübi segu.
Sudu võimendavaks asjaoluks on temperatuuriinversiooni esinemine atmosfääri alaosas. See tähendab seda, et vahetult maapinna lähedal olevas õhukihis on temperatuur madalam kui selle kohal olevas õhukihis. Seetõttu ei saa õhk kõrgele tõusta ning sudu hajumine on takistatud. Samuti on oluline, et ei esineks tugevat tuult , sest see puhuks sudu linnade kohalt minema.
Tervisele on kõige ohtlikum nn Londoni-tüüpi sudu, mis on tapnud tuhandeid inimesi, kuid ka fotokeemilise suduga kokkupuutumine tekitab inimestel hingamisraskusi (sealhulgas astma puhul), ärritab silmi ning võib mõnikord põhjustada surma.
Londoni-tüüpi sudu korral on tegemist peamiselt kivisöe põletamise tagajärgedega. Põletamisel satuvad atmosfääri tahmaosakesed ning väävli oksiidid , sest kivisüsi sisaldab väheses koguses väävlit. Kui õhk on veeaurust küllastunud, siis saavad tahm , väävli oksiidid ning vesi kombineeruda ja moodustada nähtavust halvendava ning inimeste tervist ohustava happelise reaktsiooniga pilve ehk sudu. Tänapäeval esineb seda tüüpi sudu harvem, sest kivisütt enam nii laialt kütteks ei kasutata.
Mõisted: atmosfäär, troposfäär, ekvaator, polaar- ja pöörijooned, kiirgusbilanss, üldine
õhuringlus, õhumass, õhurõhk, tsüklon, antitsüklon, soe ja külm front, mussoon, passaat ,
kasvuhoonegaas, kasvuhooneefekt, osoonikiht, happesademed, sudu;