Atmosféra Země a její složení Země je obklopena vzduchovým obalem, který se nazývá atmosféra Země a sahá do výšky přibližně 1 000km. Atmosféra je složená z dusíku (78%), kyslíku (21%) vodíku, oxidu uhličitého, vodních par, freonu, radonu a vzácný plynů jako je hélium, argon, krypton a xenon (1%). Atmosféru dělíme do pěti vrstev, které leží postupně nad sebou. 1 - Troposféra Sahá do výšky asi 11 km, v tropech a letním období se zvyšuje až na 16 km. I když je troposféra poměrně tenká je její hmotnost asi ¾ hmotnosti celé atmosféry. V troposféře klesá teplota se vzrůstající výškou (asi 0,6 až 1 C na 100 m výšky) a v horních vrstvách je teplota kolem -80 C. V troposféře se také tvoří počasí (vítr, oblaka, déšť). 2 - Stratosféra Sahá do výšky přibližně 50 km a vzduch je zde velmi řídký. Teplota zde s rostoucí výškou stoupá a v horních vrstvách dosahuje kladných hodnot. Sluneční světlo se zde téměř nerozptyluje a obloha zde má barvu tmavě fialovou až téměř černou. Je zde velmi málo vodní páry a netvoří se zde proto oblaka. Vane zde velmi silný vítr (300 km/h), zvláště v okolí spodní hranice s troposférou. Stratosféra také obsahuje ozonovou vrstvu, která pohlcuje ultrafialové paprsky. 3 - Mezosféra Sahá do výšky asi 80 km a teplota zde klesá k 90 C. 4 - Termosféra Sahá do výšky 500 km a je zde vzduch ještě mnohem řidší. Teplota zde se vzrůstající výškou opět roste. 5 - Exosféra Je to nejvyšší a nejřidší vrstva v zemské atmosféře (500 km 1 000 km) a plynule přechází do meziplanetárního prostoru. V Exosféře převládá vodík a můžeme v ní pozorovat polární záři.
Meteorologie Věda, která se zabývá počasím (počasí je stav atmosféry v jejím určitém místě a čase) se nazývá Meteorologie. Mezi nejdůležitější meteorologické prvky patří tlak vzduchu, teplota vzduchu, vlhkost vzduchu, směr a rychlost větru, sluneční svit, oblačnost, vypařování vody na povrchu země a srážky. Jednotlivé meteorologické prvky se neustále sledují na mnoha místech povrchu Země a na základě naměřených hodnot se vytváří předpověď počasí. Při předpovědi počasí se také využívá snímků z meteorologických družic. Základní meteorologické jevy a jejich měření 1) Vlhkost vzduchu Ovzduší obsahuje vždy vodní páru. Ta vzniká vypařováním vody z rostlin, živočichů, půdy, řek, rybníků, jezer a moří. Absolutní vlhkost je tak dána hmotností vodní páry obsažené v 1m 3 vzduchu. Většinou však určujeme relativní vlhkost vzduchu, která se vypočítá dělením absolutní vlhkosti vzduchu největší absolutní vlhkostí vzduchu za dané teploty. Relativní vlhkost vzduchu měříme vlhkoměrem a udává se v procentech. 2) Srážky Spadlé srážky měříme jako výšku vrstvy vody v milimetrech, která spadne na určitou plochu. K měření srážek používáme srážkoměr. Radarová detekce srážek Srážkoměr 3) Tlak vzduchu Tlak vzduchu se měří většinou v hektopascalech (hpa). Průměrný atmosférický tlak u hladiny moře (v nadmořské výšce 0 m) je asi 1 013 hpa. S nadmořskou výškou však velice rychle klesá a ve výšce 5,5 km je asi 500 hpa. Změny tlaku však nepozorujeme jen ve svislém směru, ale i ve směru vodorovném. Tyto změny tlaku v různých místech na povrchu Země ovlivňují počasí. Místa, kde je nízký tlak (méně jak 1 013hPa) nazýváme tlaková níže (N). Bývá zde většinou špatné počasí a velká
oblačnost. Místa, kde je naopak tlak vyšší nazýváme tlaková výše (V) a bývá zde většinou hezké počasí a málo srážek. V meteorologických stanicích se tlak měří barografem a hodnoty se zaznamenávají do meteorologických map. Místa se stejným tlakem se poté na mapách spojují čárami, které se nazývají izobary. Synoptická situace Vznik Větru Pohyb vzduchu vnímáme jako vítr, který je charakterizován rychlostí a směrem. Rozdíl v tlaku na dvou různých místech způsobuje, že vzduch se pohybuje z místa vyššího tlaku k místu s nižším tlakem. Vzhledem k tomu, že se Země otáčí kolem své osy, nefouká vítr přímo ale přibližně podle izobar. Čím je rozdíl v tlaku větší, tím je i vítr větší (rychlejší). Proudění vzduchu také vzniká na základě rozdílných teplot vzduchu mezi dvěma místy na Zemi. Teplý vzduch ohřátý od pevniny nebo od moře stoupá vzhůru a na jeho místo proudí vzduch studený.
4) Teplota vzduchu Teplota se měří ve stínu v dřevěných žaluziových budkách ve výšce 2 m nad zemí pomocí teploměru nebo termografu (zaznamenává graficky teploty vzduchu po celý den). Kromě měření teploty vzduchu ve 2 m nad zemí se měří i teplota 5 cm nad zemí a teplota půdy v hloubce 1 m až 2 m. Oblačnost Oblačnost udává, jaká část oblohy je pokryta mraky. Mraky vznikají v oblasti tlakové níže stoupáním vzduchu vzhůru. Vodní pára obsažená ve vzduchu se ve velkých výškách ochladí a srazí v malé kapičky, které vytvoří mrak. Teplotní inverze Teplota vzduchu s výškou obvykle klesá, ale mohou nastat takové případy, že teplota vzduchu u země bude nižší než ve výšce. Tomuto jevu se říká teplotní inverze a nastává převážně v zimních měsících. Jinovatka Jinovatka vzniká zmrznutím vodních par při zemi v drobné ledové jehličky, které se následně zachytí na chladných předmětech. Mlha Mlha je shluk drobných kapének vody, které se vznášejí ve vzduchu. Námraza Námraza vzniká usazením mlhy a následným zmrznutím na povrchu různých těles.
Předpověď počasí Meteorologové k předpovědi počasí potřebují aktuální hodnoty stavu atmosféry. Jedním zdrojem těchto informací jsou meteorologické stanice, které měří tlak vzduchu, teplotu vzduchu, vlhkost vzduchu, směr a rychlost větru, sluneční svit, oblačnost, vypařování vody na povrchu země a srážky. Dalším zdrojem informací jsou srážkové radary, radiosondy a meteorologické družice, které dávají informace o rozložení oblačnosti a teplotách vzduchu v horních částech atmosféry. Na základě rozboru těchto získaných údajů se vytváří krátkodobé nebo dlouhodobé předpovědi počasí. Problémy znečišťování atmosféry Všechny příměsi, které se do atmosféry dostaly jako přímý či nepřímý produkt lidské činnosti chápeme jako znečišťování atmosféry. 1 - pevné částice Pevné částice jsou v celosvětovém průměru tvořeny přírodními zdroji. Dostávají se do ovzduší převážně sopečnou činností, působením větru a při požárech. Dále se tyto částice dostávají do ovzduší spalováním tuhých paliv a průmyslovou činností v cementárnách a železárnách. 2 - sloučeniny síry V celosvětovém průměru jsou asi 2/3 veškerých emisí tvořeny přírodními zdroji, zejména bakteriemi. Sloučeniny síry také vznikají při spalování uhlí. Do atmosféry se dostávají v několika formách: - oxid siřičitý SO 2 - oxid sírový SO 3 - roztok kyseliny sírové H 2 SO 4 (kyselé deště) 3 oxidy uhlíku Vznikají při nedokonalém spalování tuhých paliv obsahujících uhlík a při spalování palivové směsi v motorech automobilů. Jde o skleníkové plyny, které mají za následek oteplování atmosféry Země.
4 - sloučeniny dusíku Vznikají při spalování pevných nebo kapalných paliv při vysokých teplotách a velkém tlaku. Skleníkový efekt Skleníkový efekt je proces, při kterém dochází k ohřívání planety. Na zemský povrch dopadá od Slunce tepelné záření, určitá část tohoto záření následně naši planetu zase opouští. Toto odražené záření z části zachycují skleníkové plyny. Skleníkové plyny jsou - vodní páry, které způsobují asi 60 % zemského přirozeného skleníkového efektu, oxid uhličitý způsobuje asi 26 %, methan, oxid dusný a ozón způsobují asi 8 %. Hromaděním tepelného záření se naše planeta otepluje a to může způsobit tání ledovců, stoupání hladin moří a oceánů, rozšiřování pouští.