ATMOSFERA
1.Czym jest atmosfera.
Atmosfera - gazowa powłoka otaczająca planetę posiadającą masę wystarczającą do utrzymywania wokół siebie warstwy gazów, w wyniku działania grawitacji. Obecność atmosfery stanowi warunek istnienia życia na naszej planecie. Gdy Ziemia była młoda, atmosfera składała się głównie z trujących gazów. Rośliny wydalające tlen w procesie fotosyntezy sprawiły, że nastąpiła zmiana składu atmosfery, umożliwiająca życie zwierząt i ludzi. Znaczne ilości tlenu wytwarzają lasy deszczowe, gdzie pokrywa roślinna jest wyjątkowo gęsta
2.Warstwy atmosfery.
Egzosfera zewnętrzna warstwa atmosfery Ziemi. Egzosfera zwana jest inaczej sferą rozpraszania, sferą dyssypacji. Dolna granica egzosfery rozpoczyna się powyżej 600 km, natomiast jej zewnętrzna, górna granica jest określona na około 2 tysięcy km. Powyżej tej wysokości rozpoczyna się otwarta przestrzeń kosmiczna. Temperatura w egzosferze zbliżona jest do ok. -270°C. Gazy tworzące egzosferę są bardzo rozrzedzone, ich pojedyncze cząsteczki poruszają się z dużymi prędkościami nie zderzając się ze sobą. Skutkiem tego jest uwalnianie się pojedynczych cząstek (szczególnie wodoru i helu) i ich ucieczka w przestrzeń międzyplanetarną.
Termosfera- warstwa atmosfery ziemskiej zaczynająca się na wysokości ok. 85 km nadpowierzchnią Ziemi i sięgająca do ok. 500-600 km. Termosfera położona jest nad mezosferąpod egzosferą.W termosferze temperatura wzrasta wraz z wysokością do 1500-2000 K w górnej granicy wskutek pochłaniania nadfioletowej części widma promieniowania słonecznego. Głównym składnikiem termosfery jest tlen atomowy. W tej warstwie występują zorze polarne.
Mezosfera- warstwa atmosfery ziemskiej znajdująca się na wysokości od 45-50 km do 80-85 km między stratosferą, a mezopauzą, w której temperatura powietrza maleje wraz ze wzrostem wysokości (od ok. 0oC do ok. -70oC). W pobliżu jej górnej granicy czasami w nocy można zaobserwować tzw. "obłoki świecące", inaczej "obłoki srebrzyste". Ciśnienie poniżej 1 hPa.
Stratosfera- trzecia od dołu warstwa atmosfery ziemskiej, położona nad troposferą, a pod mezosferą. Zaczyna się od wysokości ok. 15-20 km nad powierzchnią Ziemi, a kończy na wysokości ok. 45-55 km. W dolnej części stratosfery panuje prawie stała temperatura powietrza, począwszy od wysokości 30-50 km temperatura wzrasta wraz z wzrostem wysokości. W niej znajduje się warstwa ozonowa, która odpowiada za filtrowanie promieni ultrafioletowych docierających do Ziemi ze Słońca. Stratosfera skupia około 21% masy powietrza ziemskiego. Występują w niej chmury iryzujące (perłowe).
Troposfera- jest najniższą i najcieńszą warstwą atmosfery. Górna jej granica zmienia się w zależności od pory roku i od szerokości geograficznej. Nad biegunami sięga ona do 7 km w zimie i do 9 km w lecie. W umiarkowanych szerokościach geograficznych od 10 km w zimie do 13 km w lecie. Nad równikiem zasięg troposfery waha się od 15 do 18 km przez cały rok. Zróżnicowana grubość troposfery wynika z różnic nagrzewania się obszarów leżących na różnych szerokościach geograficznych oraz różnej wartości siły odśrodkowej działającej na cząsteczki powietrza. Charakterystyczną cechą tej warstwy jest ciągły spadek temperatury wraz ze wzrostem wysokości, przeciętnie 0,6°C na 100 m. Na granicy z tropopauzą temperatura nad obszarem zwrotnikowym waha się od -70°C do -80°C, natomiast nad biegunami od -70°C zimą do -45°C latem. Ciśnienie atmosferyczne maleje wraz ze wzrostem wysokości od około 1000 hPa na poziomie morza do około 200 hPa na granicy z tropopauzą. W troposferze zachodzą częste turbulencje powietrza oraz najważniejsze procesy kształtujące pogodę i klimat na Ziemi. Prowadzi się w niej badania meteorologiczne i klimatologiczne.
2.Skład powietrza atmosferycznego.
Powietrze - mieszanina jednorodna gazów stanowiąca atmosferę ziemską.Zawartość głównych składników powietrza nie zmienia się, zwane są one składnikami stałymi, zawartość niektórych składników zmienia się, zwane są one składnikami zmiennymi.
Składniki stałe:(skład niezmienny do wysokości 80 km, w stanie suchym czyli 0% pary wodnej)
Składniki zmienne:(różne, w zależności od położenia geograficznego lub też sytuacji, np. erupcji wulkanu)
składniki organiczne: drobnoustroje, zarodniki roślin
Suche powietrze posiada średnią masę molową 29 g/mol. ( dokładnie : 28,84 )
3.Źródła zanieczyszczeń powietrza.
Zanieczyszczenia powietrza są głównymi przyczynami globalnych zagrożeń środowiska. Najczęściej i najbardziej zanieczyszczają atmosferę: dwutlenek siarki, tlenki azotu oraz pyły.
Źródła zanieczyszczeń powietrza: Powietrze zanieczyszczają, wszystkie substancje gazowe, stałe lub ciekłe, znajdujące się w powietrzu w ilościach większych niż ich średnia zawartość. Ogólnie zanieczyszczenia powietrza dzieli się na pyłowe i gazowe. Światowa Organizacja Zdrowia definiuje powietrze zanieczyszczone jako takie, którego skład chemiczny może ujemnie wpłynąć na zdrowie człowieka, roślin i zwierząt, a także na inne elementy środowiska (wodę, glebę). Zanieczyszczenia powietrza są najbardziej niebezpieczne ze wszystkich zanieczyszczeń, gdyż są mobilne i mogą skazić na dużych obszarach praktycznie wszystkie komponenty środowiska. Głównymi źródłami zanieczyszczeń są:
Rosnące zapotrzebowanie na energie uczyniło ze spalania główne źródło zanieczyszczeń atmosferycznych pochodzenia antropogenicznego. Najważniejsze z nich to:
źródłami zanieczyszczeń powietrza są m.in.:
wydobycie i transport surowców,
składowiska surowców i odpadów,
Naturalne źródła zanieczyszczeń powietrza to:
niektóre procesy biologiczne,
pożary lasów i stepów.
Zanieczyszczenia powietrza są wchłaniane przez ludzi głównie w trakcie oddychania. Przyczyniają się do powstawania schorzeń układu oddechowego, a także zaburzeń reprodukcji i alergii. W środowisku kulturowym człowieka zanieczyszczenia powietrza powodują korozje metali i materiałów budowlanych. Działają niekorzystnie również na świat roślinny, zaburzając procesy fotosyntezy, transpiracji i oddychania. Wtórnie skażają wody i gleby. W skali globalnej maja wpływ na zmiany klimatyczne. Zanieczyszczenia powietrza zwiększają także kwasowość wody pitnej. Powoduje to wzrost zawartości ołowiu, miedzi, cynku, glinu, a nawet kadmu w wodzie dostarczanej do naszych mieszkań. Zakwaszone wody niszczą instalacje wodociągowe, wypłukując z niej różne substancje toksyczne.
Wyróżnia się trzy główne źródła emisji zanieczyszczeń do atmosfery:
liniowe - są to głównie zanieczyszczenia komunikacyjne odpowiedzialne za emisję
tlenków azotu, tlenków węgla, metali ciężkich (głównie ołów).
Wyróżnia się 4 główne skutki zanieczyszczeń powietrza
Kwaśny deszcz - opady atmosferyczne który w kroplach zawiera kw. siarkowy, powstały w atmosferze zanieczyszczonej tlenkami siarki ze spalania zasiarczonego węgla. Przyczyniają się do zwiększenia śmiertelności niemowląt i osłabienia płuc, powoduje zakwaszania rzek i jezior, niszczenie flory i fauny, degradację gleby, niszczenie zabytków i architektury.
Smog - słowo, które powstało ze zbitki dwóch angielskich słów: smoke - dym i fog - mgła. Jest to nienaturalne zjawisko atmosferyczne polegające na współdziałaniu zanieczyszczeń powietrza spowodowanych działalnością człowieka oraz niekorzystnych naturalnych zjawisk atmosferycznych: znacznej wilgotności powietrza (mgła) i braku wiatru. Utrudnia oddychanie organizmom, a Ziemi wydalanie ciepła.Smog zawiera zawieszone w powietrzu cząstki stałe (pyłowe) oraz szkodliwe związki chemiczne: tlenki azotu oraz tlenki siarki. Te szkodliwe związki chemiczne, pyły (kurz) i znaczna wilgotność są zagrożeniem dla zdrowia, są bowiem czynnikami alergizującymi i mogą wywołać astmę oraz jej napady, a także powodować zaostrzenie przewlekłego zapalenia oskrzeli, niewydolność oddechową lub paraliż układu krwionośnego.
Smog kwaśny- powstaje jako skutek emisji dużych ilości tlenków siarki do atmosfery z tzw. źródeł stacjonarnych - elektrownie, paleniska domowe warunek powstania to występowanie pewnych zjawisk pogodowych:
- inwersja temperatury (cieplejsze powietrze zgromadzone na górze; chłodniejsze, gęstsze na dole; stagnacja ruchów, czyli brak mieszania się warstw powietrza)
- duża wilgotność powietrza ( np. występowanie mgły)
- niewielka prędkość wiatru (brak poziomego przemieszczania
mas powietrza)
smog kwaśny jest zjawiskiem powszechnym w Wielkiej Brytanii, w Polsce występuje w kotlinach - okolice Kłodzka i Wałbrzycha
Dziura ozonowa - Spadek zawartości ozonu (O3) na wysokości 15-20 km głównie w obszarze bieguna południowego, obserwowany od końca lat 80. Tempo spadku wynosi ok. 3% na rok. Największe znaczenie mają w tym procesie związki chlorofluorowęglowe (freony), z których uwolniony chlor (pod wpływem promieniowania ultrafioletowego) atakuje cząsteczki ozonu, prowadząc do wyzwolenia tlenu (O2) oraz tlenku chloru (C1O). Tempo globalnego spadku ozonu stratosferycznego pod wpływem działalności człowieka (z wyjątkiem Antarktydy), oszacowane na podstawie badań satelitarnych, wynosi 0,4-0,8% na rok w północnych, umiarkowanych szerokościach geograficznych i mniej niż 0,2% w tropikach. Powłoka ozonowa jest naturalnym filtrem chroniącym organizmy żywe przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym. W celu jej ochrony z inicjatywy UNEP (Program Ochrony Środowiska Narodów Zjednoczonych) przedstawiciele 31 państw podpisali w 1987 Protokół Montrealski - umowę zakładająca 50-procentowy spadek produkcji freonów do roku 2000, w stosunku do 1986. Od 1990 obserwowane jest zmniejszenie tempa wzrostu freonów w atmosferze - z 5% rocznie do mniej niż 3%. W 1995 Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii przyznano za badania nad wpływem freonów na ozon atmosferyczny oraz badania nad powstawaniem i reakcjami ozonu atmosferycznego.
rodzaje zanieczyszczeń
skutki (kwaśne deszcze, dziura ozonowa, efekt cieplarniany, smog - rodzaje i mechanizmy ich powstawania)
sposoby przeciwdziałania
GLEBA
czym jest gleba
źródła zanieczyszczeń (naturalne i antropogeniczne)
rodzaje degradacji gleb (fizyczna, biologiczna - „zmęczenie gleby”, chemiczna; dewastacja gleb, )
skutki degradacji (pustynnienie, erozja - rodzaje, wyjałowienie, zasolenie itd.)
sposoby przeciwdziałania i rekultywacji
EKOSYSTEMY WODNE
czym jest hydrosfera
podział ekosystemów wodnych (słono- i słodkowodne)
charakterystyka ekosystemu jeziornego (strefy jeziorne i charakterystyczne dla nich organizmy oraz zjawiska, stratyfikacja termiczna jeziora, podział jezior ze względu na żyzność wody - ich charakterystyka)
charakterystyka ekosystemów słonowodnych
charakterystyka ekosystemów płynących
ZASOBY WODNE
zasoby wodne świata i Polski
bilans wodny
jakość wód powierzchniowych Polski (klasy czystości)
degradacja wód (źródła przyczyny i skutki)
sposoby przeciwdziałania degradacji
ENERGETYCZNA DEGRADACJA ŚRODOWISKA PRZYRODNICZEGO....
źródła energii (konwencjonalne i niekonwencjonalne - rodzaje i stopień ich wykorzystania, prognozy; korzyści i zagrożenia)
degradacja środowiska przez przemysł energetyczny (wpływ przemysłu na inne komponenty środowiska)
EKOLOGIA POPULACJI
liczebność, śmiertelność, rozrodczość, zagęszczenie populacji (skutki przegęszczenia)
populacje rozwijające się ustabilizowane zamierające,
struktura wiekowa, płciowa populacji,
krzywe przeżywania populacji typu J i S (populacja przystosowana
i nieprzystosowana, granica wydolności środowiska)
liczebność populacji ludzkiej (zagadnienia poruszane na ćwiczeniach)
1