| 
ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΤΗΣ ΓΗΣ
Το σχήμα της ατμόσφαιρας είναι σφαιρικό,πλατυσμένο στους πόλους,δηλαδή ανάλογο προς το σχήμα της Γης.
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ
Η διατήρηση της ατμόσφαιρας στηρίζεται στην επίδραση αντίθετων δυνάμεων στα μόρια του ατμοσφαιρικού αέρα.Αυτές είναι η έλξη του πεδίου βαρύτητας της Γης και η φυγόκεντρη δύναμη λόγω της περιστροφής της.
Εάν προστεθούν και οι κρούσεις μεταξύ των μορίων,λόγω της αέναης και άτακτης κίνησής τους (κίνηση Braun),μπορούμε να υπολογίσουμε τη συνισταμένη δύναμη,με την επίδραση της οποίας τα μόρια παραμένουν κοντά στον πλανήτη μας και μεταξύ ορισμένων ορίων ύψους,χωρίς να διαφεύγουν από το πεδίο βαρύτητας της Γης.
Το ύψος της ατμόσφαιρας δεν έχει υπολογιστεί ακριβώς.Κατά τους υπολογισμούς της μηχανικής φυσικής,ατμόσφαιρα δεν μπορεί να υπάρχει στην περιοχή του ισημερινού σε ύψος μεγαλύτερο των 6,6 γήινων ακτίνων,δηλαδή 6,5Χ6.378=42.095,περίπου,χλμ.Το ύψος της αισθητής ατμόσφαιρας είναι πολύ μικρότερο.Αυτό εξάγεται από πολλές μεθόδους,όπως από τη διάρκεια του λυκόφωτος και του λυκαυγούς,από το ύψος των νεφών,από τους μετεωρίτες και διάττοντες,από αεροστατικές μετρήσεις και από βολιδοσκοπήσεις της ανώτερης ατμόσφαιρας με πυραύλους και τεχνητούς δορυφόρους.
Κατά μέσο όρο,το ύψος της αισθητής ατμόσφαιρας υπολογίζεται ότι είναι 1.000 χλμ.Τα 9/10 όλης της μάζας της ατμόσφαιρας περιέχονται μεταξύ της επιφάνειας της θάλασσας και ύψους 20 χλμ.Παρατηρούμε δηλαδή ότι η πυκνότητα ελαττώνεται με το ύψος της ατμόσφαιρας.Υπολογίζεται ότι,αν σε όλο το ύψος της είχε η ατμόσφαιρα σταθερή πυκνότητα και ίση μ’ αυτή που έχει κοντά στην επιφάνεια της θάλασσας, τότε το ύψος της θα ήταν μόνο 8 χλμ.Αυτό ονομάζεται ύψος ομογενούς ατμόσφαιρας.Το ολικό βάρος της ατμόσφαιρας υπολογίζεται ότι ανέρχεται στα 5.3Χ1018 χιλιόγραμμα,δηλαδή το ένα εκατομμυριοστό της μάζας της Γης.
ΦΥΣΙΚΗ ΔΙΑΙΡΕΣΗ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ
Κατά τις νεότερες απόψεις και πειραματικές μεθόδους των επιστημόνων,με βάση τη θερμοκρασία ως μέτρο αναφοράς,η ατμόσφαιρα χωρίζεται στα εξής στρώματα:
α) Τροπόσφαιρα ονομάζεται το κατώτερο στρώμα της, το οποίο υφίσταται την επίδραση της επιφάνειας της Γης και φτάνει κατά μέσο όρο σε ύψος 11 χλμ. στα μέσα γεωγραφικά πλάτη.Σε γενικές γραμμές το ύψος της ακολουθεί τις μεταβολές της τροπόπαυσης,που αποτελεί το ανώτερο όριό της.
Περιλαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος της ατμοσφαιρικής μάζας, καθώς και το σύνολο σχεδόν του ατμοσφαιρικού «ύδατος» και με τις τρεις μορφές του,δηλαδή αέρια,υγρή και στερεή.Μέσα στην τροπόσφαιρα συμβαίνουν μεταφορές αέριων μαζών,σχηματισμοί νεφών,μεταβολές θερμότητας και ατμοσφαιρικές διαταράξεις,τόσο κατά την κατακόρυφη όσο και κατά την οριζόντια κατεύθυνση.Η θερμοκρασία ελαττώνεται όσο αυξάνεται το ύψος, κατά μέσο όρο κανονικά (0,6 °C ανά 100 μ. ύψους).Αποτέλεσμα αυτής της μείωσης είναι να φτάνει η θερμοκρασία στο τέλος της τροπόσφαιρας στους -55 °C έως -75 °C.
ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΟΥ ΑΕΡΑ ΤΗΣ ΤΡΟΠΟΣΦΑΙΡΑΣ
Τα συστατικά της τροπόσφαιρας (το πιο σημαντικό στρώμα της ατμόσφαιρας για τον άνθρωπο) διακρίνονται,από άποψη φυσικής κατάστασης,σε αέρια (άζωτο,οξυγόνο κτλ.) και ατμούς (υδρατμοί),σε στερεά (παγοκρύσταλλα,κονιορτός) και σε υγρά (νεφοσταγονίδια).
ΣΤΑΘΕΡΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ
Τα κυριότερα από αυτά είναι το άζωτο,το οξυγόνο και το αργό,αλλά υπάρχουν και ίχνη διοξειδίου του άνθρακα και σπάνιων αερίων.Αποτελούν τον ξερό αέρα,ο οποίος είναι μείγμα απ’ αυτά με σταθερή αναλογία.
Τα ποσοστά κατά όγκο παραθέτονται στον παρακάτω πίνακα:
 |
| ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΤΗΣ ΓΗΣ |
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Ατμόσφαιρα ονομάζεται το αέριο στρώμα που περιβάλλει τη Γη.
Η ατμόσφαιρα στρέφεται μαζί με τη Γη γύρω από τον άξονά της κατά τη διάρκεια του έτους και γενικά μετέχει σε όλες τις κινήσεις της Γης ως αναπόσπαστο μέρος της.
Ατμόσφαιρα ονομάζεται το αέριο στρώμα που περιβάλλει τη Γη.
Η ατμόσφαιρα στρέφεται μαζί με τη Γη γύρω από τον άξονά της κατά τη διάρκεια του έτους και γενικά μετέχει σε όλες τις κινήσεις της Γης ως αναπόσπαστο μέρος της.
 |
| Ατμόσφαιρα ονομάζεται το αέριο στρώμα που περιβάλλει τη Γη |
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ
Η διατήρηση της ατμόσφαιρας στηρίζεται στην επίδραση αντίθετων δυνάμεων στα μόρια του ατμοσφαιρικού αέρα.Αυτές είναι η έλξη του πεδίου βαρύτητας της Γης και η φυγόκεντρη δύναμη λόγω της περιστροφής της.
Εάν προστεθούν και οι κρούσεις μεταξύ των μορίων,λόγω της αέναης και άτακτης κίνησής τους (κίνηση Braun),μπορούμε να υπολογίσουμε τη συνισταμένη δύναμη,με την επίδραση της οποίας τα μόρια παραμένουν κοντά στον πλανήτη μας και μεταξύ ορισμένων ορίων ύψους,χωρίς να διαφεύγουν από το πεδίο βαρύτητας της Γης.
 |
| Το σχήμα της ατμόσφαιρας είναι σφαιρικό |
 |
| Η ατμόσφαιρα στρέφεται μαζί με τη Γη γύρω από τον άξονά της κατά τη διάρκεια του έτους |
ΦΥΣΙΚΗ ΔΙΑΙΡΕΣΗ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ
 |
| Φυσική διαίρεση της ατμόσφαιρας |
 |
| Τροπόσφαιρα ονομάζεται το κατώτερο στρώμα της,το οποίο υφίσταται την επίδραση της επιφάνειας της Γης και φτάνει κατά μέσο όρο σε ύψος 11 χλμ. στα μέσα γεωγραφικά πλάτη |
β) Τροπόπαυση ονομάζεται το πολύ λεπτό στρώμα που διαχωρίζει την τροπόσφαιρα από το αμέσως παραπάνω στρώμα που ονομάζεται στρατόσφαιρα.
Το ύψος της μεταβάλλεται με την αλλαγή της θερμοκρασίας του αέρα και των εποχών του χρόνου,καθώς και με το γεωγραφικό πλάτος του τόπου.
Έτσι στον ίδιο τόπο, το ύψος είναι μεγαλύτερο κατά τη θερμή περίοδο και μικρότερο κατά την ψυχρή.Στον ισημερινό το ύψος είναι 18 χλμ.,ενώ στους πόλους είναι 8 χλμ. την ίδια εποχή.Φυσικά αυτή τη διακύμανση ακολουθεί και το ανώτερο όριο της τροπόσφαιρας,καθώς και το κατώτερο όριο της στρατόσφαιρας.
Το ύψος της μεταβάλλεται με την αλλαγή της θερμοκρασίας του αέρα και των εποχών του χρόνου,καθώς και με το γεωγραφικό πλάτος του τόπου.
 |
| Τροπόπαυση ονομάζεται το πολύ λεπτό στρώμα που διαχωρίζει την τροπόσφαιρα από το αμέσως παραπάνω στρώμα που ονομάζεται στρατόσφαιρα |
γ) Στρατόσφαιρα ονομάζεται το στρώμα που εκτείνεται πάνω από την τροπόσφαιρα,σε ύψος 50 χλμ.,περίπου.
Μέρος της στρατόσφαιρας καταλαμβάνεται από την περιοχή του όζοντος,η οποία περιλαμβάνεται μεταξύ των 35 και 60 χλμ. ύψους.Το όζον είναι ένα είδος φίλτρου των υπεριωδών ακτινοβολιών του ηλιακού φωτός,οι οποίες,όπως είναι γνωστό,βλάπτουν τον ανθρώπινο οργανισμό.Μέσα στη στρατόσφαιρα η διακύμανση της θερμοκρασίας μπορεί να αναλυθεί κατά δύο κατευθύνσεις,την κατακόρυφη και την οριζόντια.
Κατά την κατακόρυφη κατεύθυνση η θερμοκρασία παραμένει σταθερή ως τα 35 χλμ. ύψους (ισόθερμη περιοχή),ενώ πιο πάνω και μέχρι του τέλους του στρώματος, λόγω της ύπαρξης του όζοντος,η θερμοκρασία ανεβαίνει απότομα στους +10 °C.Κατά την οριζόντια κατεύθυνση η θερμοκρασία στη βάση της στρατόσφαιρας (τροπόπαυση) κυμαίνεται μεταξύ των ορίων -55 °C και -75 °C,ανάλογα με τον τόπο όπου γίνονται οι παρατηρήσεις, δηλαδή κυμαίνεται μεταξύ των ίδιων ορίων της θερμοκρασίας του ανώτερου τέλους της τροπόσφαιρας. Αυτές οι θερμοκρασίες παραμένουν σταθερές μέχρι το ύψος των 35 χλμ.,λόγω της κατακόρυφης ισοθερμίας.Πάνω από τα 35 χλμ.,όπως γράφτηκε,η θερμοκρασία είναι περίπου 10 °C,γιατί εκτείνεται η περιοχή του όζοντος.
Μέρος της στρατόσφαιρας καταλαμβάνεται από την περιοχή του όζοντος,η οποία περιλαμβάνεται μεταξύ των 35 και 60 χλμ. ύψους.Το όζον είναι ένα είδος φίλτρου των υπεριωδών ακτινοβολιών του ηλιακού φωτός,οι οποίες,όπως είναι γνωστό,βλάπτουν τον ανθρώπινο οργανισμό.Μέσα στη στρατόσφαιρα η διακύμανση της θερμοκρασίας μπορεί να αναλυθεί κατά δύο κατευθύνσεις,την κατακόρυφη και την οριζόντια.
 |
| Στρατόσφαιρα ονομάζεται το στρώμα που εκτείνεται πάνω από την τροπόσφαιρα,σε ύψος 50 χλμ.,περίπου |
δ) Στρατόπαυση ονομάζεται το λεπτό στρώμα που διαχωρίζει τη στρατόσφαιρα από το αμέσως παραπάνω στρώμα που ονομάζεται μεσόσφαιρα.
Το πλάτος της είναι 5 χλμ. και εκτείνεται μεταξύ των 50 και 55 χλμ.
 |
| Στρατόπαυση ονομάζεται το λεπτό στρώμα που διαχωρίζει τη στρατόσφαιρα από το αμέσως παραπάνω στρώμα που ονομάζεται μεσόσφαιρα |
ε) Μεσόσφαιρα ονομαζεται το στρώμα που βρίσκεται πάνω από τη στρατόσφαιρα κι εκτείνεται μεταξύ των 55 και 80 χλμ. ύψους.
Στο κατώτερο άκρο η θερμοκρασία είναι +10 °C λόγω της ύπαρξης των τελευταίων μαζών του όζοντος,αλλά μετά,όσο αυξάνεται το ύψος,η θερμοκρασία ελαττώνεται με γρήγορο ρυθμό και φτάνει στο ανώτερο όριο της μεσόσφαιρας τους -90° C,που είναι και η χαμηλότερη θερμοκρασία της ατμόσφαιρας.
 |
| Μεσόσφαιρα ονομαζεται το στρώμα που βρίσκεται πάνω από τη στρατόσφαιρα κι εκτείνεται μεταξύ των 55 και 80 χλμ. ύψους |
στ) Μεσόπαυση ονομάζεται το λεπτό στρώμα που διαχωρίζει τη μεσόσφαιρα από το αμέσως παραπάνω στρώμα που ονομάζεται θερμόσφαιρα.
 |
| Μεσόπαυση ονομάζεται το λεπτό στρώμα που διαχωρίζει τη μεσόσφαιρα από το αμέσως παραπάνω στρώμα που ονομάζεται θερμόσφαιρα |
ζ) Θερμόσφαιρα ονομάζεται το στρώμα που εκτείνεται πάνω από τη μεσόπαυση και φτάνει μέχρι το τέλος της ατμόσφαιρας.
Η θερμοκρασία μέσα σ’ αυτή συνεχώς ανεβαίνει,όσο αυξάνεται το ύψος.
 |
| Θερμόσφαιρα ονομάζεται το στρώμα που εκτείνεται πάνω από τη μεσόπαυση και φτάνει μέχρι το τέλος της ατμόσφαιρας |
Από άποψη χημικής σύστασης,η ατμόσφαιρα χωρίζεται στα εξής στρώματα:
α) Ομοιόσφαιρα.
Αρχίζει από την επιφάνεια της Γης και φτάνει σε ύψος 100 χλμ.Τα κύρια συστατικά της είναι το άζωτο και το οξυγόνο,τα οποία αποτελούν αέριο μείγμα και δε μεταβάλλεται η αναλογία τους.Υπάρχουν συγχρόνως και άλλα αέρια στοιχεία, αλλά σε πολύ μικρή ποσότητα.
Αρχίζει από την επιφάνεια της Γης και φτάνει σε ύψος 100 χλμ.Τα κύρια συστατικά της είναι το άζωτο και το οξυγόνο,τα οποία αποτελούν αέριο μείγμα και δε μεταβάλλεται η αναλογία τους.Υπάρχουν συγχρόνως και άλλα αέρια στοιχεία, αλλά σε πολύ μικρή ποσότητα.
β) Ετερόσφαιρα.
Τα κύρια συστατικά της είναι το άζωτο και ελαφρά στοιχεία,όπως το ήλιο,το υδρογόνο κτλ.Εκτείνεται μεταξύ 100 και 1.000 χλμ. ύψους.
Τα κύρια συστατικά της είναι το άζωτο και ελαφρά στοιχεία,όπως το ήλιο,το υδρογόνο κτλ.Εκτείνεται μεταξύ 100 και 1.000 χλμ. ύψους.
γ) Εξώσφαιρα.
Σ’ αυτήν τα πολύ ελαφρά μόρια υπερνικούν τη βαρύτητα και διαφεύγουν στο διάστημα.Αρχίζει από τη στάθμη των 1.000 χλμ. και φτάνει τα τελευταία όρια της ατμόσφαιρας.
Σ’ αυτήν τα πολύ ελαφρά μόρια υπερνικούν τη βαρύτητα και διαφεύγουν στο διάστημα.Αρχίζει από τη στάθμη των 1.000 χλμ. και φτάνει τα τελευταία όρια της ατμόσφαιρας.
Από άποψη πυκνότητας ιόντων και ιονιζόμενων αερίων,διακρίνουμε την περιοχή της ιονόσφαιρας.
ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΟΥ ΑΕΡΑ ΤΗΣ ΤΡΟΠΟΣΦΑΙΡΑΣ
Τα συστατικά της τροπόσφαιρας (το πιο σημαντικό στρώμα της ατμόσφαιρας για τον άνθρωπο) διακρίνονται,από άποψη φυσικής κατάστασης,σε αέρια (άζωτο,οξυγόνο κτλ.) και ατμούς (υδρατμοί),σε στερεά (παγοκρύσταλλα,κονιορτός) και σε υγρά (νεφοσταγονίδια).
 |
| Τα συστατικά της τροπόσφαιρας διακρίνονται,από άποψη φυσικής κατάστασης,σε αέρια (άζωτο, οξυγόνο κτλ.) και ατμούς (υδρατμοί),σε στερεά (παγοκρύσταλλα,κονιορτός) και σε υγρά (νεφοσταγονίδια) |
Από άποψη αναλογίας,υπάρχουν τα σταθερής αναλογίας συστατικά (κυρίως αέρια συστατικά του ξερού ατμοσφαιρικού αέρα) και τα συστατικά μεταβλητής αναλογίας,όπως είναι το όζον,το νερό,η σκόνη κτλ.
ΣΤΑΘΕΡΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ
Τα κυριότερα από αυτά είναι το άζωτο,το οξυγόνο και το αργό,αλλά υπάρχουν και ίχνη διοξειδίου του άνθρακα και σπάνιων αερίων.Αποτελούν τον ξερό αέρα,ο οποίος είναι μείγμα απ’ αυτά με σταθερή αναλογία.
 |
| Τα συστατικά της ατμόσφαιρας |
Αέριο Περιεκτικότητα στα %
N2 78,084
O2 20,946
Ar 0,934
CO2 0,033
H2 0,510-6
Ne 18,18×10-6
He 5,24×10-6
Xe 0,087×10-6
Kr 1,14×10-6
CH4 2,110-6
N2Ο 0,510-6
Είναι γνωστή η βιολογική χρησιμότητα όλων των παραπάνω αερίων για την ανάπτυξη των ζωντανών οργανισμών στη Γη.Θα πρέπει να τονιστεί όμως,από μετεωρολογική άποψη,ο ρόλος του διοξειδίου του άνθρακα,το οποίο απορροφά ισχυρότατα τις ακτινοβολίες μεγάλου μήκους κύματος είτε αυτές προέρχονται από το διάστημα είτε από τη Γη.
ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗΣ ΑΝΑΛΟΓΙΑΣ
ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗΣ ΑΝΑΛΟΓΙΑΣ
α) Όζον.
Όπως γράφτηκε,το όζον σχηματίζεται κυρίως στη στρατόσφαιρα με την επίδραση των υπεριωδών ακτινοβολιών πάνω στα μόρια του οξυγόνου.
Γι’ αυτό ακριβώς απορροφά τις υπεριώδεις ακτινοβολίες και μειώνει τη βλαβερή τους επίδραση στους ανθρώπινους οργανισμούς.
Όπως γράφτηκε,το όζον σχηματίζεται κυρίως στη στρατόσφαιρα με την επίδραση των υπεριωδών ακτινοβολιών πάνω στα μόρια του οξυγόνου.
 |
| Το όζον σχηματίζεται κυρίως στη στρατόσφαιρα με την επίδραση των υπεριωδών ακτινοβολιών πάνω στα μόρια του οξυγόνου |
β) Νερό.
Υπάρχει στην ατμόσφαιρα και με τις τρεις μορφές:στερεή (παγοκρύσταλλα),υγρή (νεφοσταγονίδια) και αέρια (ατμοί).Ο ρόλος του είναι σπουδαιότατος,γιατί μετακινεί τεράστιες ποσότητες θερμότητας στον ατμοσφαιρικό ωκεανό και απορροφά τις ακτινοβολίες μεγάλου μήκους (υπεριώδεις),είτε αυτές έχουν κατεύθυνση προς τη Γη από το διάστημα είτε από τη Γη προς το διάστημα.
Το τελευταίο το πετυχαίνουν κυρίως οι υδρατμοί,οι οποίοι δεν ξεπερνούν το 3% του συνόλου των συστατικών του αέρα και κατά 75% περιέχονται μεταξύ της επιφάνειας του εδάφους και ύψους 4.000 μ.Με την απορρόφηση αυτή των ακτινοβολιών που προέρχονται κυρίως από τη Γη εμποδίζεται η απώλεια θερμότητας προς το διάστημα.
Υπάρχει στην ατμόσφαιρα και με τις τρεις μορφές:στερεή (παγοκρύσταλλα),υγρή (νεφοσταγονίδια) και αέρια (ατμοί).Ο ρόλος του είναι σπουδαιότατος,γιατί μετακινεί τεράστιες ποσότητες θερμότητας στον ατμοσφαιρικό ωκεανό και απορροφά τις ακτινοβολίες μεγάλου μήκους (υπεριώδεις),είτε αυτές έχουν κατεύθυνση προς τη Γη από το διάστημα είτε από τη Γη προς το διάστημα.
 |
| Ο κύκλος του νερού |
γ) Σκόνη.
Είναι στερεά σωματίδια που αιωρούνται στην ατμόσφαιρα και προέρχονται από το έδαφος,από τους καπνούς των βιομηχανιών κτλ.
Είναι από τα κυριότερα αίτια της ξερής αχλής και επηρεάζουν επομένως την ηλιοφάνεια και την ορατότητα.
Είναι στερεά σωματίδια που αιωρούνται στην ατμόσφαιρα και προέρχονται από το έδαφος,από τους καπνούς των βιομηχανιών κτλ.
 |
| Είναι στερεά σωματίδια που αιωρούνται στην ατμόσφαιρα και προέρχονται από το έδαφος,από τους καπνούς των βιομηχανιών κτλ |
