Atmosfäär - Maad ümbritsev kihilise ehitusega õhukest (1)

ATMOSFÄÄR
Atmosfäär ehk õhkkond on Maad ümbritsev kihilise ehitusega õhukest (lämmastiku, hapniku, argooni, süsihappegaasi ja teiste gaaside ning veeauru segu), mis pöörleb ja tiirleb koos Maaga.

• ATMOSFÄÄRI KOOSTIS JA EHITUS
  

KOOSTIS – gaaside segu, lämmastik, hapnik, argoon , süsihappegaas ja mitmesugused teised gaasid. Armosfääri tänapäevane gaasiline koostis on kujunenud maakera pika arengu käigus

• Lämmastik – tekib orgaanilise aine lagunemisel ja on vajalik toitaine taimekasvuks.
  
• Hapnik – tuleb õhku juurde fotosünteesivate organismide elutegevuse käigus. Seda kasutavd organismid hingamiseks.
  
• Süsihappegaas – satub õhku fossiilsete kütuste põlemisel, vulkaanipursete ja organismide hingamise tagajärjel. Süsihappegaas neelab pikalainelist soojuskiirgust ja selle koguse suurenemine atmosfääris põhjustab kliima soojenemist.
  

EHITUS: Õhutemperatuuri vertikaalsuunalise muutumise alusel on atmosfäär on jagatud neljaks sfääriks. Igat sfääri iseloomustab temperatuuri kindlasuunaline muutumine:
Õhutemperatuuri vertikaalsuunalise muutumise alusel on atmosfäär on jagatud neljaks sfääriks. Igat sfääri iseloomustab temperatuuri kindlasuunaline muutumine:

• TROPOSFÄÄR – kõige alumine atmosfääri kiht, kus paikneb valdav osa (ligi 80%) õhkkonna massist. Seal toimub temperatuuri järkjärguline langemine. Troposfääri kohal on TROPOPAUS – õhukiht, millest kõrgemal temperatuur enam ei lange (Eestis u.11km kõrgusel). Troposfääris leiavad aset kõik peamised ilmastikunähtused: tekivad pilved ja sademed, õhk liigub ja seguneb pidevalt, kujuneb ilm ja kliima. Tõusvad õhuvoolud võivad kerkida kuni troposfääri ülapiirini.
  
• STRATOSFÄÄR – ulatub ligi 50 km kõrguseni. Seal hakkab temperatuur kõrguse kasvades tõusma. Selle peamiseks põhjustajaks on osoonikiht . Osoo neelab peaaegu täielikult päikselt tuleva ultraviolettkiirguse, mille tagajärjel õhk soojeneb. Osoonikihi olemasolu tagab elu püsimise maakeral, sest liigne ultraviolettkiirgus kahjustab organismide kudesid, mõjudes seega surmavalt.
  
• MESOSFÄÄR – (50-85 km) enam osooni pole ja temperatuur langeb kõrguse kasvades kiiresti. Õhk on sellisel kõrgusel juba üsna hõre.
  
• TERMOSFÄÄR – sinna on õhumolekule jäänud juba nii vähe, et nende suure kineetilise energia tõttu temperatuur tõuseb. Seal läheb sujuvalt üle planeetidevaheliseks ruumiks. Atmosfääri ülemist piiri on võimatu määrata. Tinglikult võib õhkkonna paksuseks lugeda 1000km.
  

• PÄIKESEKIIRGUSE SPEKTRAALNE KOOSTIS
  
  • Päikesekiirgus kujutab enesest elektromagnetilist lainetust.
    
  • Spekter jaotatakse peamiseks kolmeks lainealaks.
    
  • Ultraviolettkiirguse osakaal päikesekiirguses on ligi 8%. See põhjustab inimesele päevitust, mis liialdamise korral mõjub tervisele kahjulikult, tekitades isegi nahavähki.
    
  • UV (punane spektoriosa) pikema lainepikkusega on infrapuna kiirgus (36% kogu kiirgusest), mida inimese silm ei näe, kuid mida keha tunneb soojuskiirgusena. Selle abil kandub edasi soojus .
    
• PÄIKESEKIIRGUSE MUUTUMINE ATMOSFÄÄRIS
  
  • Atmosfääri läbides päikesekiirguse hulk väheneb. Osa kiirgust peegeldub pilvedelt tagasi kosmosesse, osa neeldub atmosfääris ja muundub soojusenergiaks. Neelavateks aineteks stratosfääris on osoon ning troposfääris veeaur, pilved ja aerosool .
    
  • Maapinnale jõuab umbes pool atmosfääri sisenenud päikesekiirgusest. Otsekiirgus – osakaal on suur päikesepaistelise ilma korral, jõuab otse maapinnani. Hajuskiirgus – pilves ilmaga, hajub pilvedes ja jõuab maapinnani ilma kindla suunata.
    
  • Suurem osa maapinnale jõudnud päikesekiirgusest neeldub, mille tagajärjel aluspind soojeneb. Teine osa peegeldub atmosfääri tagasi. Mida tumedam on aluspind, seda suurem on neeldunud osa ja väiksem peegeldunud osa.
    
  • ALBEEDO e. tagasipeegeldunud kiirgus on kõige suurem värske lume pinnal. Iseloomustab aluspinna peegeldumisvõimet. Kõige väiksem albeedo esineb veepinnal , kui päike paistab kõrgelt.
    
• KIIRGUSBILANSS
  

Atmosfääri vastukiirgus – kui ilm on pilves, õhk soe ja sisaldab palju veeauru.
Efektiivne kiirgus – Maa soojuskiirguse ja atmosfääri vastukiirguse vahe. Tavaliselt on see positiivne, s.t. et maapind annab rohkem soojuskiirgust ära kui atmosfäärilt vastu saab.
Kiirgusbilanss – on maapinnas neeldunud ja maapinnalt lahkunud kiirgusvoogude vahe: R=Q(1-A)-E. Positiivne kiirgusbilanss – maapind saab päikselt rohkem kiirgusenergiat, kui ise soojuskiirgusena ära annab. Selle tagajärjel maapind soojeneb ja soojus liigub edasi sügavamale pinnasesse. Negatiivne kiirgusbilanss – maapind annab rohkem soojust ära, kui juurde saab, mille tagajärjel ta jahtub (öösiti, kui päikesekiirgust üldse pole, peamiselt talvisel ajal, kui maapind on lumega kaetud). Tervikuna on maakera kiirgusbilanss tasakaalus, mis tähendab, et kogu juurdetulev ja lahkuv kiirgushulk on võrdsed. Vööndiselt on erinevused suured. Palavvöös – soojenemine suures ülekaalus. Polaaraladel – tugev jahtumine .

• OSOONIAUGUD
  

Osooniaukudeks nimetatakse osoonikihi olulist õhenemist atmosfääris. Peamiseks osooni lagundavateks aineteks on freoonid , mis lenduvad külmutuskappide, õhujahutusseadmete ja mitmete pihustavate ainete balloonide kasutamisel .

• KASVUHOONEEFEKT
  

On looduslik protsess, mida põhjustavad soojuskiirgust neelavad nn. “kasvuhoonegaasid”, mis lasevad läbi Päikeselt Maale saabuva kiirguse, kuid püüavad kinni soojuse tagasipeegeldumise Maalt.kasvuhooneefekt algupäraselt looduslik nähtus, mis on hädavajalik maakera elustikule. Kasvuhoonegaasid – peamiseks soojuskiirguse neelajaks on on veeaur, lisaks veel CO2, metaan CH4, naerugaas N2O, maalähedane osoon O3 jt gaasid, samuti aerosool.

• TUUL JA ÕHURINGLUS
  

Õhurõhu teritoriaalsed erinevused põhjustvad õhu horisontaalse liikumise - tuule

• TUULE KIIRUST MÕJUTAVAD TEGURID – õhu paneb liikuma õhurõhuke erinevusest tekkinud GRADIENTJÕUD, mis on suunatud kõrgema rõhuga alalt madalama rõhuga ala suunas. Mida suurem on õhurõhu gradient , seda tugevam tuul puhub .
  
• TUULE SUUNDA MÕJUTAVAD TEGURID - CORIOLIS JÕUD e inertsjõud tekkib maakera pöörlemisel. Põhjapoolkeral kalduvad selle jõu mõjul liikuvad kehad, sh õhk ja vesi, oma liikumise suunast paremale, lõunapoolkeral vasakule. On maksimaalne poolusel ja puudub ekvaatoril . HÕÕRDEJÕUD – (aluspinnal) selle tulemusena tuule kiirus maapinna kohal väheneb ja tuule suund muutub. Mida suurem on hõõrdejõud, seda enam kaldub tuul põhjapoolkeral esialgsest liikumissuunast vasakule, s.t. madalama õhurõhuga ala suunas. TUULENIHE – tuule suuna kuni 30-kraadiline nihe , kõrgemate õhukihtide ja maapinnaläheduses tuule vahel. N. Kui kõrgemal liiguvad pilved läänest itta , siis maapinna lähedal võib puhuda hoopis edalatuul.
  
• GLOBAALNE ÕHURINGLUS
  

Suuremõõtmeliste õhuvoolude suhteliselt püsiv süsteem, mille järgi toimub õhumasside ümberpaiknemine. Maakeralõhuvooludega kantakse suuri soojuse ja niiskuse hulki ühest piirkonnast teise.
Õhuringluse muudavad keerukas: Coriolisi ja hõõrdejõud, mis muudavad õhu liikumise suunda. Teiseks ulatuslike mere- ja maismaa-alade erinev soojenemine ja jahtumine, mis mõjutab kõrg- ja madalrõhualade paiknemist ning õhu liikumist. Kolmandaks on märgatavaks takistuseks maapinnalähedaste õhumasside liikumisel ka kõrged mäestikud.
Ekvaatorilähedased alad saavad palju päikesekiirgust. Õhk soojeneb tugevasti ja hakkab tõusma, mille tagajärjel kujuneb püsiv madalrõhuala. Tõusev õhuvool kerkib kuni tropopausini ja hakkb seal liikuma pooluste suunas. 30.laiuskraadideni jõudes on õhk juba sedavõrd jahtunud , et hakkab laskuma, tekitades alumistes õhukihtides kõrgrõhuala. Laskuv õhk soojeneb ja muutub kuivemaks, põhjustades nendel laiuskraadidel pidevalt kuivad ja päikesepaistelised ilmad. PASSAADID - püsivalt ekvaatori poole puhuvad tuuled.
MUSSOON - üsiv ja suure ulatusega tuul, mille suund muutub vastavalt aastaajale. Tekivad suurte mandrite äärealadel maismaa ja veepinna erinevast soojenemisest ja jahtumisest. Mussoonset tsirkulatsiooni põhjustab ookeani ja mandri ebaühtlane soojenemine ja jahtumine.
ATMOSFÄÄRI MÕJUKESKMED – paljuaastase keskmise õhurõhukõrgema ja madalama õhurõhuga piirkonnad ehk maksimuumid ja miinimumid, sest nad kujundvad nad kujundavad õhuringlust palju suuremal , kui on nende endi pindala.

• EESTI ILMA KUJUNDAJAD – Islandi miinimum, mis põhjustab meil pehme ja sajuse talveilmastiku. Assoori maksimum, mille mõjul esinem meil suvel eriti palavaid ja päikesepaistelisi ilmu . Grööni või Siberi maksimum – pakaselised talveilmad. Eesti paikneb üleminekuvööndis, kus mereline kliima läheb üle mandriliseks. Siin on ilmastik väga vahelduv, eriti talvel, kui ilma sõltub peamiste õhuvoolude suunast. Soojemat õhku saabub siis meile ainult läänest, Atlandi ookeani kohalt. Kui läänevool on väga tugev, siis on talved Eestis pehmed, sagedaste suladega ning püsivat lumikatet ei pruugi üldse tekkida.
  
• El Niño on nähtus, mis seisneb Vaikse ookeani idaosa pinnakihi soojenemises, millega kaasnevad vihmasajud tavaliselt kuiva kliimaga Peruu ja Ecuadori rannikul, põuad Austraalias jne. El Niño sagedus on keskmiselt kaks korda kümne aasta jooksul (tavaliselt 4...7 aasta järel). El Niño nähtuse põhjustab püsivate tuulte suunamuutus. Tavaliselt puhuvad tuuled piki Lõuna-Ameerika rannikut lõunast põhja ning keeravad ekvaatorile lähenedes läände ehk avaookeani suunas. Vee ärakanne pinnakihist põhjustab Lõuna-Ameerika rannikul tõusuhoovuse ehk külma ning toitaineterikka vee ookeanisügavustest ülespoole liikumise, mis muudab Vaikse ookeani idaosa heaks kalastuspiirkonnaks. El Niño korral muutub olukord vastupidiseks. Püsivad läänekaartetuuled toovad Lõuna-Ameerika läänerannikule sooja ning toitainetevaese vee, mille tõttu kaovad kalad ning muutub kliima mitmel pool maailmas.
  
• ÕHUMASSID – tohutu suur hulk õhku, mis on kujunenud ühesuguse aluspinna kohal ja millel on sarnased omadused (temp.niiskus).
  
  • Arktiline õhk – külm ja kuiv. Kujunenud Põhja-Jäämere jääväljade kohal. Liikude kaugemale lõunasse õhk soojeneb vähehaaval ja muutub järjest kuivemaks. Eestis esineb kõige sagedamini talvel, põhjustades tugevat pakast ja kevadel, kui ilma on väga jahe ja selge.
    
  • Parasvöötme mereline õhk – niiske, talvel suhteliselt soe, suvel jahe. Kujuneb parasvöötme ookeandide kohal. Valitseb pilves ja sajune ilm. Eestis esineb sageli, talvel sulailmad, suvel vihm ja tuul.
    
  • Parasvöötme kontinetaalne õhk – kuiv, suvel üsna soe, talvel väga külm. Kujuneb välja mandri kohal keskmistel laiustel. Ilm on valdavalt selge. Eestis esineb sellist õhku sageli, suvel palav ja talvel pakaseline ilm.
    
  • Troopiline mereline õhk – soe, niiske. Kujunenud välja ookeanide kohal kõrgusvööndis ja passaattuulte vööndis. Pilvi ei teki ja sademeid ei ole. Palju sajab ainult mägedetuulepealsetel nõlvadel ja rannikualal. Eestis võib olla erandjuhul suvisel ajal Lõuna-Euroopast.
    
  • Troopiline kontinentaalne õhk – palav ja äärimiselt kuiv. Kujuneb troopiliste kõrbete, näiteks Sahara kohal.taevas on pilvitu. Selle tagajärjeks on õhutemperatuuri suur ööpäevane kõikumine. Eestisse seda peaaegu ei jõuagi, valitsevaks suvisel ajal Vahemere ääres.
    
  • Ekvatoriaalne õhk – kuum, niiske.kujunenud ekvaatori lähedases madalrõhuvööndis nii ookeanide kui ka mandrite kohal. Iga päev sajab paduvihma ja maapind on püsivalt niiske. Sajab rohkem kui jõuab aurata. Eestisse sellist õhku ei jõua.
    
  • Antarktiline õhk – külm, kuiv, sest on kujunenud mandrit katva jääkilbi kohal. Maakera kõige külmem piirkond.
    
• FRONT - sooja ja külma õhumassi vaheline kokkupuutepind.
  
  • Statsionaarne e püsiv front esineb siis, kui front on mitu päeva seisnud paigal ja pole võimalik määrata selle liikumise suunda.
    
  • Soe front tekib, kui soojem õhumass liigub külmale peale. Frondi lähenedes tõmbub taevas pilve, sest soe õhk liigub külmale peale. Mööda frontaalpinda ülespoole liikudes soe õhk jahtub, selles sisalduvad veeaur kondenseerub ja tekivad pilved. Pilved laskuvad madalamale ja moodustavad paksu lauspilvkatte. Hakkab tibutama lausvihma, talvisel ajal hakkab sadama lund ja tuskab. Talvine soe front põhjustab sageli jäidet. Kui soe õhk jõuab maapinnale, siis temp. Tõuseb märgatavalt, sadu lakkab, lumi hakkab sulama. Sajuala frondi sees.
    
  • Külm front – esineb siis, kui külmem õhumass liigub soojale alla. soojal ajal tekivad külma fronfi korral võimsad rünkjaspilved, sajab paduvihma ja esineb äikest. Õhutemperatuur langeb järsult. Talvisel ajal esineb külma frondiga äikest väga harva. Kui külm front on üle läinud, pöördub tuul loodesse ja põhja. Algab külmavoolu õhu sissevool . Sajuala frondi taga.
    
• TSÜKLONID JA ANTITSÜKLONID
  
  • Tsüklon - õhukeeris, mille keskmes on madalrõhuala, kuhu puhuvad äärealadelt tuuled. Ilm ja temperatuur võivad kiiresti muutuda. Suvel on ilm pilves, sajune ja jahe; talvel suhteliselt soe, kauni lumesajuga ilm. Kujunevad välja tavaliselt frontide ookeanide kohal. 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.
    
  • Antitsüklon ehk kõrgrõhuala ehk kõrgrõhkkond on ümbritsevast õhkkonnast suhteliselt kõrgema õhurõhuga ala. Antitsükloni keskmes on õhurõhk kõrgem ja langeb äärte suunas. Enamasti tekivad Eesti ilma mõjustavad antitsüklonid Skandinaavias või Läänemeremaades, kuid vahel ka Siberis või Venemaa Euroopa osas. Antitsüklonis valitsevad tavaliselt laskuvad õhuvoolud, see põhjustab pilvisuse hajumist. Külmal poolaastal on sage inversioonikihi tekkimine. Kui tavaliselt õhutemperatuur kõrgemale tõustes langeb, siis inversiooni korral see troposfääris kõrgemale tõustes tõuseb. Hoolimata kõrgest õhurõhust võib inversioonikihi alune madal õhuke pilvekiht tingida pilves taeva. Antitsüklonis liiguvad tuuled spiraalselt päripäeva põhjapoolkeral ja vastupäeva lõunapoolkeral.
    
  • Lõunatsüklon – tekivad Vahemere või Musta mere piirkonnas ja liiguvad lõunast põhja poole. Kõige tuntavamad on nad soojal poolaastal. Nendega kantakse kuuma ja niisket troopilist õhku suurtele laiustele.
    
  • Troopilised tsüklonid – põhjustvad orkaane (Ida-Aasias taifuune). Need kujutavad endast võimsaid õhukeeriseid palavvöötmes. Kuna õhurõhu gradient on suur, siis tuuled on äärmiselt tugevad, puhanguti isegi üle 100m /s.samuti esinevad tugevad paduvihmad, mis põhjustvad suurtel aladel üleujutusi.
    
• TROMBID , VESIPÜKSID
  
  • Trombid - Tugevad trombid tekivad siis, kui niiske õhk, mida on soojendanud soe maa või meri, tõuseb ülespoole. Kui tõusev õhk jahtub, moodustuvad tormipilved ja hakkab sadama. Uued õhumassid liiguvad asendama ülespoole liikunud õhku ja tekitavad tugevaid tuuli . Õhk tõuseb spiraalinaüles ning imeb endaga kaasa tolmu ja mitmesuguseid esemeid.
    
  • Vesipüksid - saab sündida, kui merepinna temperatuur on soojem tavalisest ja veepinnal sattuvad tuuled puhuma vastupäeva. Imeb merest endasse vett, olles justkui veest sammas.
    
• ÄIKE – on pilvede omavaheline või pilvede ja maapinna vaheline võimas sädelahendus. Õhumassised – tekivad tugevate konvektsioonivoolude tagajärjel sama õhumasso sees. Need on kohaliku nähtused, mis ei ulatu suurele alale ja esinevad peamiselt pealelõunasel ajal. Esineb sageli mägedes. Frontaalsed – esinevad koos külma frondiga. Esinevad peamiselt soojal poolaastal, kuid ükskjuhtudena isegi talvel. Selline äike ei sõltu kellaajst.
  
• ÕHU SAASTUMINE -