Compozitia atmosferei
Exceptând vaporii de apa, primele gaze atmosferice care au atras atentia au fost dioxidul de carbon si ozonul, care sunt implicate în circulatia atmosferica si în procesele chimice din atmosfera
O caracteristica generala a constituentilor gazosi o reprezinta timpul de viata din atmosfera, t
Intrucât îndepartarea prin precipitatii joaca un rol important in ciclul unor gaze, timpul de viata in atmosfera al acestora este apropiat de cel al vaporilor de apa, adica relativ mic (zile-sapatamani)
Exista gaze care nu sunt i 131j912b nfluentate de ciclul apei: CO2, O3, N2O
In functie de timpul de viata se pot distinge trei categorii de gaze:
constituienti cvasi-constanti: timpul de viata este de ordinul miilor de ani: N2, O2, Ar, He, Ne, Kr, Xe
constituienti a caror concentratie variaza lent: timpul de viata este de la câteva luni pana la câtiva ani: CH4, O3, N2O, CO2, CO, H2
constituenti a caror concetratie variaza rapid: timpul de viata este de câteva zile sau mai putin: SO2, H2S, NO, NO2, NH3
AZOTUL
Cel mai abundent gaz din atmosfera
Oamenii si cele mai multe plante sau animale nu folosesc azotul sub
forma gazoasa
Anumite bacterii din sol, radacinile plantelor si anumite organisme
marine convertesc azotul gazos in azotati care sunt esentiali pentru
sinteza proteinelor în plante
Azotatii fiind foarte solubili în apa, aplicarea la scara mare a
fertilizatorilor sintetici de catre fermieri si gradinari determina
scurgeri masive de azot în apele de suprafata; in lacuri si oceane se
stimuleaza astfel dezvoltarea algelor si se intensifica activitatea
biologica, ducând la disparitia oxigenului din apa si ca urmarea
moartea pestilor si a altor organisme dependente de oxigen
OXIGENUL
Oxidarea - combinatia oxigenului cu alte substante - elibereaza energie în hrana si astfel ea poate fi folosita pentru sistemul viu. Fara oxigen - suportul vietii, procesele metabolice ale celor mai multe vietuitore n-ar functiona si organismele vii ar înceta sa mai existe
Activitatea umana - factor necunoscut în ciclul oxigenului
Oamenii si animalele inhaleaza oxigenul si elimina dioxid de carbon; în plus, oamenii ard cantitati uriase de combustibil fosil în case, automobile, masini grele sau fabrici, îndepartand oxigenul din atmosfera si crescand cantitatea de dioxid de carbon
Deversarile de uleiuri si pesticide contribuie la dezechilibrarea ciclului oxigenului prin oprirea cresterii plantelor
DIOXIDUL DE CARBON
Dioxidul de carbon, desi este prezent în atmosfera în cantitati mici, în comparatie cu azotul si oxigenul, este un constituent foarte important; Intrucât dioxidul de carbon este un eficient absorbant de energie radianta emisa de pamânt, este de mare interes pentru oamenii de stiinta, deoarece el influenteza bilantul energetic al atmosferei
Toate procesele în care este implicat dioxidul de carbon atmosferic au loc la suprafata Pamântului, iar atmosfera actioneaza numai ca un rezervor pasiv, cu o capacitate mare, dar limitata
Echilibrul dintre oceane si biosfera este foarte sensibil la variatiile mici ale valorilor temperaturii si pH-uliu apei oceanului
Omul genereaza în mod curent mari cantitati de dioxid de carbon putand influenta variabilitatea climatica
Asimilarea dioxidului de carbon de plante prin procesul de fotosinteza este controlata puternic de radiatie
Dioxidul de carbon gazos se dizolva în apa ca sa formeze un nou compus numit acid carbonic. Oceanul planetar contine aproape de 60 de ori mai mult dioxid de carbon decât atmosfera. Reactia de mai jos este o reactie reversibila:
Oceanul actioneaza ca un tampon care tinde sa pastreze volumul de dioxidul de carbon atmosferic relativ stabil. Când nivelul concentratiei dioxidului de carbon din atmosfera creste brusc, aceasta se dizolva în apa oceanelor pâna se restabileste echilibrul dintre acidul carbonic din mare si gazul din atmosfera. Când nivelul de dioxid de carbon scade brusc, reactia de mai sus se desfasoara de la dreapta la stânga si bioxidul de carbon este eliberat în atmosfera pâna se restabileste echilibrul.
Consumul de combustibil pe ariile populate sau industriale constituie o considerabila sursa de dioxid de carbon.
Cresterea concentratiilor de CO2 este rezultatul activitatii antropice, deoarece:
Cresterea pe termen lung a dioxidului de carbon din atmosfera urmeaza îndeaproape cresterea emisiilor acestui gaz;
Desi dioxidului de carbon este bine amestecat în atmosfera, concentratiile sunt usor mai ridicate în Emisfera Nordica, datorita nivelului mai ridicat al emisiilor;
CICLUL CO2
Procesele cheie în ciclul carbonului includ:
- schimbul de dioxid de carbon între
atmosfera si ocean;
- schimbul de dioxid de carbon
între apele de suprafata si acumularile pe termen lung din
oceanul de adâncime;
- modificarea puterii de
absorbtie a dioxidului de carbon datorata despaduririlor;
- absorbtia prin
fotosinteza de catre plantele de pe pamânt;
- transferul carbonului pe termen
lung în lemn si sol;
Daca emisiile de CO2 s-ar pastra constante la nivelul zilelor noastre, concentratiile din atmosfera ar continua sa creasca pentru cel putin doua secole.
VAPORII DE APA IN ATMOSFERA
Studiul vaporilor de apa din atmosfera este important deoarece:
procesul de condensare al vaporilor de apa este de prima importanta pentru eliminarea din atmosfera a unor substante gazoase;
vaporii de apa din atmosfera reprezinta, de asemenea cel mai important gaz cu efect de sera din atmosfera
Vaporii de apa reprezinta componenta atmosferica cu cele mai mari variatii cantitative în spatiu
Vaporii de apa sunt concentrati în primii 5 km de la sol dar se întâlnesc pâna la 10 km înaltime
OZONUL(O3)
Este format
si distrus în interiorul atmosferei prin procese chimice
Este concentrat între suprafetele de 10 km si 50 km cu un maxim în
apropierea înaltimii de 25 km
Este concentrat in regiunile
in care este disponibila energia undelor ultraviolete scurte de la soare,
necesara producerii oxigenului atomic, si in care atmosfera este destul de
densa ca sa se produca ciocniri frecvente intre molecule si
atomi de oxigen.
Daca ozonul nu ar actiona
ca un filtru, o cantitate foarte mare de radiatie
ultravioleta ar ajunge la suprafata pamântului si atunci
planeta ar fi de nelocuit
FORMAREA SI DISTRUGEREA OZONULUI
Reactii de formare a Ozonului:
O2+hn O+O
O2+O+M O3+M
M este un al treilea reactant neutru
Reactii de distrugere a Ozonului:
O3+h nO2+O
O3+O 2O2*
La scara globala, cea mai evidenta trasatura este aparitia anuala a gaurii de ozon Antarctice, în septembrie si octombrie. Valorile medii din octombrie sunt cu 50-70% mai coborâte decât acelea observate în anii 1960.
Concentratiile de ozon stratosferic sunt dependente de variabilitatea ciclului solar de 11 ani si asociate radiatiei ultraviolete. Înregistrarea petelor solare, care reprezinta un indicator aproximativ al radiatiei solare
AEROSOLUL ATMOSFERIC
Aerosolul atmosferic = un sistem polidispers care contine particule lichide sau solide suspendate în mediul gazos atmosferic
Aceasta suspensie gazoasa, include alaturi de particulele solide, toate particulele lichide, cu exceptia hidrometeorilor (picaturi de ploaie si cristale de gheata
Multe dintre particulele care formeaza aerosolul atmosferic sunt microscopice si ramân suspendate pe intervale mari de timp; aceastea provin din surse naturale si antropice: sarurile marine rezultate din spargerea valurilor, particule fine de sol purtate de vant, fum si funingine de la focuri, polen si microorganisme ridicate de vânt, cenusa si praf de la eruptiile vulcanice
Pot deveni nuclee de condensare foarte importante în formarea norilor si a cetii
Pot absorbi si reflecta radiatia solara directa incidenta; când cantitatea de aerosol din atmosfera este mare, ca de exemplu dupa eruptia unui vulcan, cantitatea de radiatie solara care ajunge la suprafata Pamântului este considerabil redusa
Particulele de aerosol atmosferic acopera un domeniu dimensional larg, de la clusteri de câteva molecule la particule mai mari de 100 mm diametru
Aerosolul atmosferic se poate împarti în trei grupe dimensionale:
particule Aitken [0,05<r<0,1mm]
particule mari [0,1<r<1,0mm]
particule gigante [r<1,0mm]
Sursele de aerosol atmosferic
dispersia de materiale de la suprafata Pamântului
reactiile chimice si condensarea gazelor si a vaporilor din atmosfera.
|
