2009 01 01 0813

O. W ttaLuoa. S. J. Dudy. CAmuwnAnnU; WnUM iU)T ISBN WMMI-ISUtJ. I¹ by WN PWN HO)

25

(2.3)

2.2. Wpływ promieniowania słonecznego na skład chemiczny atmosfery

p_h = p*e

w którym pi, oznacza wartość ciśnienia na wysokości h (Pa). /; — ciśnienie na poziomic morza (101 325 Pa), h — wysokość n.p.m. (m). g — przyspieszenie powodowane grawitacyjnym przyciąganiem (9.81 m • s^-2), A/, — średnią masę molową gazów występujących w atmosferze (0,0290 kg • mol^-1), R — stalą gazową (8,314 J • mol^-1 • K^-1), a T — temperaturę (K). Zauważ, ze powinniśmy uzyskać identyczne wartości liczbowe, jeżeli wysokość wyrazimy w km. a masę molową w g • mol^-1.

Ponieważ temperatura występuje w mianowniku funkcji wykładniczej, obserwuje się niewielkie zmiany w nachyleniu krzywej zależności ciśnienia od wysokości określonego obszaru atmosfery (rys. 2.1).

2.1

DO ZAPAMIĘTANIA

Atmosfera podzielona jest na cztery obszary — troposferę, stratosferę, mezosferę i termosferę na podstawie kierunku zmian temperatury zachodzących wraz zc zmianą wysokości. Względne ilości głównych składników gazowych atmosfery pozostają stałe do wysokości 80 km n.p.m., lecz wskutek zmniejszania się ciśnienia wraz ze zwiększaniem się wysokości absolutna ilość każdego gazu maleje.

2.2. Wpływ promieniowania słonecznego na skład chemiczny atmosfery

Aby zrozumieć skład chemiczny wyróżnionych obszarów w atmosferze, należy rozpocząć od termosfery i później przejść do kolejnych warstw w kierunku powierzchni Ziemi. Na dużych wysokościach, tj. 100 km n.p.m. (w dolnej termosferze), panuje prawic próżnia, ciśnienie bowiem w tej warstwie wynosi w przybliżeniu 0,025 Pa. Oznacza to. że stężenie (liczba cząsteczek na jednostkę objętości) wszystkich indywiduów chemicznych odpowiada około jednej czteromilionowcj ich stężenia przy powierzchni Ziemi. W obszarze znajdującym się na zewnętrznym skraju atmosfery atomy i cząsteczki są wystawione na działanie promieniowania słonecznego o pełnym zakresie widmowym. łącznie z promieniowaniem nadfioletowym (UV). Jest to wysokoenergetyczne promieniowanie: na przykład energia promieniowania o długości fali 100 nm wynosi 1200 kJ -mol^-1.

Tak wysoka energia może spowodować dysocjację diazotu i ditlenu z utworzeniem ich atomów, których jest dużo w atmosferze:

N₂ + hv{a « 126 nm)    2N    AU = 945 kJ • mol"'    (2.4)

O* + /jv(X 240 nm)    20    AH° =498 kJ-mol"'    (2.5)

Energia wymagana do spowodowania dysocjacji w tych dwóch przypadkach odpowiada promieniowaniu clckromagnctyczncmu o długościach fali. odpowiednio, ż. < 126 nm