Atmosféra

Atmosféra je plynný obal Zeme, rozprestiera sa od povrchu Zeme až po kozmický priestor. Je nevyhnutnou podmienkou pre život, pretvára žiarivú energiu Slnka, reguluje rozdelenie vlahy a tepla, ovplyvňuje vlastnosti a priestorové usporiadanie celej krajinnej sféry.
Chemické zloženie atmosféry – čistý vzduch bez vodných pár a prímesí je zmes plynov (dusík, kyslík, argón, oxid uhličitý, oxidy dusíka a síry). Vzduch takmer vždy obsahuje vodné pary, tekuté a tuhé časti – kondenzačné jadrá. Oxid uhličitý je potrebný na fotosyntézu, ale jeho nadmerné množstvo spôsobuje skleníkový efekt, oxidy dusíka a síry spôsobujú kyslé dažde.
Podľa fyzikálnych vlastností sa atmosféra delí na päť sfér:
a) troposféra
b) stratosféra
c) mezosféra
d) termosféra
e) exosféra

Slovo atmosféra pochádza z gréčtiny (atmos= para, sfaira= guľa) a je všeobecne používaným výrazom plynný obal zeme
vývoj plynného obalu zeme našej planéty sa odhaduje na 5miliárd rokov. Pred definitívnym utvorením zemskej kôry prebiehal zložitý proces nazývaný predgeologickým alebo kozmickým obdobím. Táto etapa sa rozdeľuje na tri fázy: kozmogonické (astrálne), anhydrické (bezvodé), praoceánske
Počas týchto období sa jednoznačne diferencovali vonkajšie obaly zemského telesa: plynný obal čiže atmosféra a vodný obal čiže hydrosféra .V tomto období bola len málo chemicky aktívna a jej podstatnými zložkami boli vodík, metán, dusík, voda ,oxid uhličitý a hélium .Ultrafialová zložka slnečného žiarenia, ktorá prenikala na povrch niekoľko násobne intenzívnejšie ako dnes podmienila jednu z prvých významných chemických premien v zemskej atmosfére: molekuly vody reagovali molekulami oxidu uhličitého za vzniku formaldehydu (HCOH) a kyslíka.

Atmosféra sa tak obohacovala kyslíkom, ktorý sa vplyvom ultr. žiarenia premieňal na ozón(O3)(ozón je známy svojou schopnosťou výrazne absorbovať ultrafialové /aj infračervené/ žiarenie.

Približne pred 4,6mld rokov došlo k mohutnému procesu, ktorý zmenil ďalší vývoj zeme a jej atmosféry – došlo k poklesu množstva vody v atmosfére. Z hľadiska života na zemi má dôležité postavenie kyslík, ktorý je výsledkom fotosyntézy. Evolúcia plynného obalu Zeme je teda niekoľko miliárd trvajúci mimoriadne zložitý dynamický proces, ktorý prebieha dodnes.
Teplota:

Teplo dostáva vzdušný obal Zeme od Slnka vo forme IČ žiarenia. Na základe zmeny teploty s výškou hovoríme, že atmosféra je stratifikovaná a rozoznávame 5 základných vrstiev:
1. Troposféra (0 – 15 km) – teplota s rastúcou výškou klesá približne 6 °C na 1 km. Na hornej hranici dosahuje 215 – 220 K. Nad troposférou je niekoľko kilometrov hrubá vrstva vzduchu stálej teploty – tropopauza. Vzduch sa v troposfére zohrieva vplyvom tepla vyžarovaného povrchom Zeme.
2. Stratosféra teplota sa zvyšuje až po hornú hranicu stratosféry (do 50 km) na hodnotu 0 °C t.j. 273 K. Stratosféra je teda oblasť so stálou inverziou teploty. Pre svoju nepohyblivosť je teda tou oblasťou ovzdušia, ktorá je veľmi citlivá voči znečisteniu. Vzrast teploty v stratosfére sa vysvetľuje tým, že v tejto oblasti je ozón relatívne vysoko koncentrovaný, maximálne koncentrácia sa dosahuje v oblastiach 25 – 35 km a nazýva sa ozónosféra. Ozónosféra absorbuje UV žiarenie s vlnovými dĺžkami kratšími ako 300 nm, ktoré je schopné usmrcovať mikroorganizmy a poškodzovať bunky v živočíšnom a rastlinnom tkanive. Veľkým nebezpečenstvom pre ozónovú vrstvu je rozvoj nadzvukového letectva, spaľovanie fosílnych palív, používame dusíkatých hnojív, freónov a halónov, jadrové výbuchy apod. .
3. Nad stratosférou sa v úzkej oblasti nepresahujúcej 5 km rozprestiera startopauza s nulovým teplotTu sa teplota opäť znižuje a končí mezopauzou.
4. Nad ňou sa nachádza termosféra siahajúca do výšky 800 km (vzrast teploty s výškou). V tejto oblasti je zvýšená koncentrácia elektrónov. Elektróny spolu s pozitívne nabitými iónmi tvoria elektricky neutrálnu vodivú plazmu. Zdrojom energie pre ionizáciu je ultrafialové a röntgenové žiarenie Slnka s vlnovou dĺžkou niže 102,7 nm. Hranicu medzi termosférou a najvyššie sa nachádzajúcou exosférou tvorí termopauza.
5. V exosfére sa voľná dráha molekúl ovzdušia zväčšuje, že môžu unikať do kozmu iným gradientom. Oblasť nad stratopauzou (do výšky približne 80 km) – mezosféra.

Vývoj emisií oxidu siričitého a tuhých znečisťujúcich látok:
Emisie tuhých znečisťujúcich látok (TZL) aj oxidu siričitého (SO2) sa od roku 1990 plynule znižujú, čo je okrem poklesu výroby a spotreby energie spôsobené aj zmenou palivovej základne v prospech ušľachtilých palív a zlepšovaním akostných znakov používaných palív. Klesajúci trend emisií SO2 od roku 1996 pokračoval aj v roku 2000 v dôsledku zníženia spotreby hnedého, čierneho uhlia a ťažkého vykurovacieho oleja. Súčasne vzrastá spotreba zemného plynu. Emisie SO2 v roku 2000 poklesli v porovnaní s rokom 1989 o 76,39% a emisie TZL o 81,8%.

Vývoj emisií oxidov dusíka
Emisie oxidov dusíka (NOx) vykazovali v období od roku 1989 mierny pokles. Mierne zvýšenie emisií v roku 1995 súviselo so zvýšením spotreby zemného plynu. Pokles emisií oxidov dusíka v roku 1996 bol zapríčinený zmenou emisného faktora, zohľadňujúcou súčasný stav techniky a technológie spaľovacích procesov. Znižovanie spotreby tuhých palív od roku 1997 viedlo k ďalšiemu poklesu emisií NOx. Emisie NOx v roku 2000 poklesli v porovnaní s rokom 1989 o 49,76%.

Vývoj emisií oxidu uhoľnatého
Emisie oxidu uhoľnatého (CO) mali od roku 1989 klesajúcu tendenciu, ktorá bola spôsobená najmä znížením spotreby a zmenou zloženia paliva vo sfére malospotrebiteľov. Emisie CO zo spaľovacích procesov vo veľkých zdrojoch tiež mierne klesajú. Na celkových emisiách CO z veľkých zdrojov sa najvýznamnejšie podieľa priemysel železa a ocele. Pokles emisií CO v roku 1992 bol spôsobený poklesom objemu výroby železa a ocele. Po náraste ich výroby v roku 1993 na úroveň z roku 1989 sa úmerne zvýšili aj emisie CO. Pokles emisií oxidov uhlíka v roku 1996 súvisel s pôsobením opatrení na obmedzovanie emisií CO v najvýznamnejšom zdroji tohoto sektoru. Od roku 1996 pokračoval mierny pokles emisií až do roku 1999. V roku 2000 bol zaznamenaný mierny nárast emisií CO. Emisie CO v roku 2000 poklesli v porovnaní s rokom 1989 o 37,8%.

Bilancia emisií prchavých organických látok
Prchavé organické látky (VOC) sú všetky organické zlúčeniny antropogénnej povahy iné ako metán, ktoré reakciou s oxidmi dusíka a za prítomnosti slnečného žiarenia môžu produkovať fotochemické oxidanty. Emisie VOC poklesli v roku 1999 v porovnaní s rokom 1990 o 47 %. Tento vývoj bol zapríčinený najmä poklesom spotreby náterových látok a postupným zavádzaním nízkorozpúšťadlových typov náterov, rozsiahlym zavádzaním opatrení v sektore spracovania ropy a distribúcie palív, zmenou palivovej základne v energetike a zmenou automobilového parku v prospech vozidiel vybavených riadeným katalyzátorom.

Bilancia emisií ťažkých kovov
Emisie ťažkých kovov (TK) majú od roku 1990 taktiež klesajúci trend, napríklad emisie Pb poklesli v roku 1999 v porovnaní s rokom 1990 o 68,82%. Okrem odstavenia niektorých zastaralých neefektívnych výrob, tento trend ovplyvnili rozsiahle rekonštrukcie odlučovacích zariadení, zmena používaných surovín a najmä prechod na používanie bezolovnatého benzínu.