A foldi legkor retegei:
troposzfera
,
sztratoszfera
,
mezoszfera
,
termoszfera
,
exoszfera
A
legkor
vagy
atmoszfera
egy egitest felszinet korulvev? gazburok. Fels? hatara nem egyertelm?en meghatarozhato. Legkuls? retege ugyanis eles hatar nelkul megy at a bolygokozi terbe. Azt mondhatjuk, hogy a legkor mindazon gazmolekulak osszessege, melyeket az adott egitest forgasa soran magaval visz. A
Fold
legkoret osszetetel alapjan ket nagy reszre oszthatjuk: a nagyjabol homogen osszetetel?, a legkor nagy reszet kitev?
homoszferara
, es az ett?l elter?,
heliumot
illetve legkuls? retegben
hidrogent
tartalmazo
heteroszferara
. A legkort termikus jellemz?i alapjan is feloszthatjuk. Ez a felosztas lathato lentebb az abran. A legkort a
gravitacio
tartja meg az
egitest
korul. A legkor nagysagat a gravitacio er?ssege es a felszini
h?merseklet
is befolyasolja. Nehany
bolygo
nagyreszt gazbol all, es hatalmas legkoruk van, ezek a
gazbolygok
.
Az atmoszfera szo a gorog atmosz (?τμ??: g?z, para) es szfera (σφα?ρα: golyo, gomb) osszeteteleb?l szarmazik.
[1]
A Fold, a Mars es a Venusz legkorenek osszehasonlitasa
[
szerkesztes
]
A Fold, a Mars es a Venusz legkorenek osszehasonlitasa
| Terfogattort, %
|
Fold
|
Mars
|
Venusz
|
| Szen-dioxid
|
0,041
[2]
|
95,3
|
96,5
|
| Nitrogen
|
78,084
|
2,7
|
3,5
|
| Oxigen
|
20,946
|
0,13
|
0
|
| Argon
|
0,934
|
1,6
|
0,007
|
| Egyeb jelent?s osszetev?k
|
Lasd: kulon tablazatban
|
Szen-monoxid, vizg?z, metan, nemesgazok
|
Ken-dioxid (150 ppm), szen-monoxid, vizg?z, nemesgazok
|
| Felszini nyomas, bar
|
1,01
|
0,0061
|
93
|
| Kiterjedes (korulbeluli ertek, km)
|
500
|
200
|
250
|
A Fold legkorenek retegz?dese, termikus es nyomasviszonyai
[
szerkesztes
]
Leon Teisserenc de Bort
lett kinevezve 1892-ben a francia Nemzeti Meteorologiai Adminisztracios Kozpont elere. Hamar felismerte, hogy az
id?jaras
el?rejelzesehez nem eleg a legfeljebb 3?4 km magassagig emelked?
h?legballonok
altal szolgaltatott adatmennyiseg. Akkoriban ennel magasabbra nem emelkedhettek az embert szallito leggombok, mert feljebb nem volt eleg
oxigen
a legzeshez.
1895-ben otthagyta allasat, es
versailles
-i villajaban teljes idejeben nagy magassagot eler? leggomboket tervezett es szerkesztett. A kovetkez? ot evben Teisserenc de Bort egy altala tervezett kosarat hasznalt a mer?m?szerek felvitelere, amik kozott olyan h?mer? es nyomasmer? is volt, ami a mert adatokat rogzitette. Arra is gondolt, hogy a ballon emelkedese utan a m?szereket egy
ejt?erny?
segitsegevel biztonsagosan visszahozza a foldre, hiszen az adatok csak igy voltak hozzaferhet?k.
A m?szereket tartalmazo, ejt?erny?vel leereszked? kosar kovetese meg tavcs?vel is nehezsegekbe utkozott, el?fordult, hogy a csomagot nem talalta meg, vagy az folyoba, toba esett. Az is el?fordult, hogy az ejt?erny? nem m?kodott megfelel?en, es a m?szerpark osszetort.
Mindezek ellenere Teisserenc de Bort kitartott, es megallapitotta, hogy a leveg? h?merseklete 6,5 °C-kal csokken kilometerenkent (ahogyan ez varhato is volt). 11 km-es magassagnal azonban a csokkenes megallt es ?53 °C allando erteken maradt 15 km-ig (az altala hasznalt leggombok nagyjabol eddig tudtak emelkedni).
Eleinte Teisserenc de Bort nem hitte el, hogy a h?merseklet csokkenese meg tud allni, arra gondolt, hogy nagy magassagban a
Nap
melegit? hatasa jobban ervenyesul, es ez okozza a csokkenes megallasat. Emiatt elkezdte ejszaka felbocsatani a leggombjeit, hogy ezt a hatast kikuszobolje. Azonban a meresek ejszaka is azonosak voltak, a h?merseklet csokkenese megallt 11 km-es magassagnal.
234 kiserlet utan Teisserenc de Bort megallapithatta, hogy a meresei pontosak es ez azt jelenti, hogy a legkor legalabb ket elkulonul? reszb?l all: a felszint?l kezdve 11 km-es magassagig terjed? retegben a h?mersekletvaltozasok hozzak letre az aramlasokat, a
felh?ket
, a szelet es vegs? soron az
id?jarast
. E folott egy allando h?merseklet? reteg talalhato, amiben a leveg? gyakorlatilag zavartalan. Az also reteget troposzferanak nevezte, gorog szavakbol osszerakva, ami ?a valtozasok retege” jelentessel bir, mig a fels? reteget sztratoszferanak nevezte, aminek jelentese: ?retegek gombje”.
Teisserenc de Bort felfedezese ma is a legkor megertesenek alapjait jelenti.
[3]
A Mars legkorenek retegz?dese, termikus es nyomasviszonyai
[
szerkesztes
]
A retegek termikus felosztasa, a nyomas- es h?mersekleti adatok szerepelnek a hivatkozott abran.
A Mars legkorenek retegz?dese, termikus es nyomasviszonyai
A Venusz legkorenek retegz?dese, termikus es nyomasviszonyai
[
szerkesztes
]
A retegeket, a nyomas- es h?mersekleti adatokat egyarant mutatja az abra.
Az alabbi tablazat reszletesen tartalmazza az egyes magassagokhoz tartozo nyomas- es h?mersekleti ertekeket.
Magassag
km
|
H?merseklet
°C
|
Legnyomas
atm
|
| 0
|
462
|
92,10
|
| 5
|
424
|
66,65
|
| 10
|
385
|
47,39
|
| 15
|
348
|
33,04
|
| 20
|
306
|
22,52
|
| 25
|
264
|
14,93
|
| 30
|
222
|
9,851
|
| 35
|
180
|
5,917
|
| 40
|
143
|
3,501
|
| 45
|
110
|
1,979
|
| 50
|
75
|
1,066
|
| 55
|
27
|
0,5314
|
| 60
|
-10
|
0,2357
|
| 65
|
-30
|
0,09765
|
| 70
|
-43
|
0,03690
|
| 80
|
-76
|
0,004760
|
| 90
|
-104
|
0,0003736
|
| 100
|
-112
|
0,00002660
|
A Fold legkorenek reszletes osszetetele
[
szerkesztes
]
A Fold legkorenek osszetetele egyaltalan nem hasonlit mas bolygokehoz. E tekintetben a Venusz es a Mars adodik osszehasonlitasi alapkent. Azonban elmeleti uton is kiszamithato, hogy milyen lenne a Fold legkorenek osszetetele kemiai egyensuly eseten. Egy ilyen modell szamitasai alapjan a Fold legkore tenyleg hasonlitana a Mars es a Venusz legkorehez. Legnagyobb mennyisegben szen-dioxid alkotna, oxigen csak nyomokban lenne fellelhet?. Nitrogent nem tartalmazna, mivel az a tengerekben oldodva nitratkent joval stabilabb, mint a legkorben dinitrogen molekulakent. Egy ilyen legkor a magas uveghazhatas miatt az elet szamara elviselhetetlenul magas h?mersekletet tartana fenn. A Fold legkorenek ett?l az allapottol valo elterese els?sorban a bioszfera (az el?lenyek osszessege) m?kodeseinek koszonhet?. Ezen kivul antropogen hatasok is kimutathatok: peldaul a
CFC
-k (klorozott-fluorozott szenhidrogenek) jelenlete, a szen-dioxid es
metan
kibocsatasanak novekedese. A
szen-dioxid
visszatartja a Foldr?l kisugarzo h?t, ezert nagyban hozzajarul a
klimavaltozashoz
.
A Fold legkorenek osszetetele
|
|
Reszarany (%)
|
Abszolut mennyiseg (Gt)
|
Eves kicserel?des (Mt/ev)
|
Eves kicserel?des aranya (%/ev)
|
Turn-over id?
|
F? input forrasok
|
F? output
|
Biogeokemiai funkciok
|
| Nitrogen
|
78,084
|
3,9 × 10
6
|
300
|
?
|
?
|
?
|
?
|
legnyomas fenntartasa; oxigen tul magas aranyanak elkerulese (ongyulladas megakadalyozasa)
|
| Oxigen
|
20,946
|
?
|
100 000
|
?
|
?
|
novenyi es mikrobialis
fotoszintezis
|
biomassza elegese, el?lenyek legzese, fosszilis tuzel?anyagok egetese
|
el?vilag hatekony oxidativ energianyeresenek lehet?ve tetele
|
| Argon
|
0,934
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
| Neon
|
1,818 × 10
?3
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
| Helium
|
5,240 × 10
?4
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
| Kripton
|
1,140 × 10
?4
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
| Xenon
|
8,700 × 10
?6
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
| Szen-dioxid
|
0,041
|
?
|
140 000
|
?
|
?
|
?
|
?
|
fotoszintezis lehet?ve tetele; az eghajlat jelenlegi h?mersekletenek biztositasa;
|
| Metan
|
2 × 10
?4
|
4,81
|
520-1000
|
?
|
?
|
Mocsarak, tengerek anaerob uledeke, rizsfoldek, ker?dz? allatok, termeszek, biomassza egetes, szenbanyaszat, foldgaz kezeles
|
OH-gyokokkel valo reakcio (455 Mt/ev), ulepedes (40 Mt/ev)
|
oxigen tartalom szabalyozasa
|
| Hidrogen
|
5 × 10
?5
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
| Dinitrogen-oxid
|
2,5 × 10
?5
|
?
|
30
|
?
|
?
|
?
|
?
|
oxigentartalom szabalyozasa
|
| Ozon
|
0-5 × 10
?6
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
| Vizg?z
|
0-4
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
| Szen-monoxid
|
0-2 × 10
?5
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
| Nitrogen-dioxid
|
0-3 × 10
?7
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
| Ammonia
|
0-2 × 10
?6
|
?
|
300
|
?
|
?
|
?
|
?
|
pH-szabalyozas
|
| Ken-dioxid
|
0-2 × 10
?7
|
?
|
100
|
?
|
?
|
?
|
?
|
ken korforgasa
|
| Kenhidrogen
|
0-2 × 10
?7
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
ken korforgasa
|
| Dimetil-szulfid
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
| Metil-klorid
|
10
?7
|
?
|
10
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
| Metil-jodid
|
10
?10
|
?
|
1
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
| CFC-k
|
?
|
?
|
?
|
?
|
?
|
Az ipar kibocsatasa
|
?
|
?
|
A Mars legkorenek reszletes osszetetele
[
szerkesztes
]
Homokvihar a
Marson
.
A kepet a
Hubble ?rtavcs?
keszitette
2005
.
oktober 28-an
|
 Kep a
Marsrol
, amelyet a Hubble ?rtavcs? keszitett
2005
.
oktober 28-an
. Homokvihar lathato rajta
|
| Szen-dioxid
|
95,32%
|
| Nitrogen
|
2,7%
|
| Argon
|
1,6%
|
| Oxigen
|
0,13%
|
| Szen-monoxid
|
0,07%
|
| Vizg?z
|
0,03%
|
| Nitrogen-oxidok
|
0,013%
|
| Neon
|
2,5
ppm
|
| Kripton
|
300
ppb
|
| Formaldehid
|
130 ppb
[1]
|
| Xenon
|
80 ppb
|
| Ozon
|
30 ppb
|
| Metan
|
10,5 ppb
|
A legkor retegz?deset a felszinre leszallo es leereszkedes kozben nyomas-, h?merseklet- es s?r?segmereseket vegz? m?holdak adataibol ismerjuk (
Viking?1
,
Viking?2
,
MPF
,
MER
). Ezen adatok alapjan a marsi legkor harom reszre oszlik:
also, kozeps? es fels? legkor
re.
Az
also legkor
a felszint?l 40 km-es magassagig terjed. A nyomas es a h?merseklet a magassaggal csokken. Az energiatranszportban a konvekcio a meghatarozo kb. 10 km-es magassagig. A konvekcio ejszaka megsz?nik es er?s h?mersekleti
inverzio
lep fel a felszin kozeleben. Az also legkor nyomasa es h?merseklete a foldi
sztratoszferaehoz
hasonlo ertek?. Az also atmoszfera s?r?sege a
szen-dioxid
es a viz szublimalasa, illetve a sarkokon valo kicsapodasa eredmenye, ami az evszakoktol fugg. Ez ahhoz vezet, hogy a felszini nyomas is evszaktol fugg?en ingadozik, 700-900
Pa
kozott.
Az also legkort ket folyamat melegiti. A legkorben lev? szen-dioxid egy nagyon gyenge
uveghazhatast
valt ki, mivel ez akadalyozza az
infravoros
sugarak tavozasat a
vilag?rbe
. Ezen felul az also legkorben nagy mennyiseg? finom porszemcse talalhato, amik elnyelik a
Napbol
erkez? infravoros sugarzast, es ujra kisugarozzak azt. Ez a porreteg fontos szerepet jatszik az also legkor h?mersekletenek meghatarozasaban. (a felszinr?l a ?porordogok” gyakorlatilag folyamatosan emelik a legkorbe a finom porszemcseket).
Telen az
ozon
is hozzajarul kis mertekben a sarkok feletti legkor melegitesehez azzal, hogy a Napbol erkez?
UV-sugarzas
hatasara ozon keletkezik. Az ozon viszonylag ritka a legkorben, mivel keves a rendelkezesre allo
oxigen
, es mivel reakcioba lep a legkorben lev?
hidrogennel
(ami a vizpara
fotolizise
soran keletkezik). A sarkok felett teli id?szakban keves a legkorben a vizpara, igy ilyenkor tobb ozon keletkezik (Perrier et al., 2006). Ozont az also es a kozeps? legkori retegben is eszleltek (Blamont and Chassefiere, 1993; Novak et al., 2002; Lebonnois et al., 2006).
A
kozeps? legkor
(vagy mezoszfera) 40?100 km kozott helyezkedik el. Itt a h?merseklet er?sen id?fugg?. A h?merseklet-valtozasok a kozeli infravoros sugarzas elnyel?deseb?l szarmaznak, es a napsugarzasbol ered? masodlagos sugarzasbol, amit a szen-dioxid bocsat ki. Hatassal van ra az also legkorben kialakulo hullammozgas, ami a kozeps? legkorben feler?sodik az ejszakai es nappali oldal kozotti h?mersekletkulonbsegek hatasara (Schofield et al., 1997).
A
fels? legkor
(vagy termoszfera) a 110 km folotti magassagokon talalhato. A termoszferat a Nap 10-100
eV
kozotti energiaju extrem UV-sugarzasa gerjeszti (ez 10-100 nm kozotti hullamhosszat jelent). A Nap extrem UV-sugarzasanak er?ssege a
napciklustol
fugg. A h?merseklet alacsonyabb, ha a Nap aktivitasa alacsonyabb, es novekszik, ha a
napfoltok
szama novekszik. A 130 km feletti reteget ionoszferanak nevezik, mert a Napbol ered? sugarzas ionizalja a legkorben lev? gazokat. A Mars ionoszferajaban lev?
elektronok
nagy resze szen-dioxidbol szarmazik, es a nappali oldal felett a
fenyelektromos jelenseg
miatt nagyobb szamban fordulnak el?.
A 130?150 km folotti retegben (ezt
exobase
-nek nevezik) a reszecskek az alacsony s?r?seg es a magas h?merseklet miatt el tudnak szokni a vilag?rbe (Mantas and Hanson, 1979).
[4]
A Venusz legkorenek reszletes osszetetele
[
szerkesztes
]
Legkorrel rendelkez? egitestek a Naprendszerben
[
szerkesztes
]
A
Naprendszerben
a
Foldnek
, a
Venusznak
, a
Marsnak
, a
Plutonak
es harom holdnak ?
Titan
,
Enceladus
(
Szaturnusz
) es
Triton
(
Neptunusz
) ? van jelent?s legkore a gazbolygokon kivul. Tobb mas egitesten is van ritka legkor (
Hold
,
Merkur
,
Europa
,
Io
).
Tovabbi informaciok
[
szerkesztes
]
- A Fold legkorenek retegz?dese, termikus es nyomasviszonyai
. physics.uoregon.edu. (Hozzaferes: 2012. aprilis 15.)
- Berczi Sz. Hargitai H., Illes E., Kereszturi A., Opitz A., Sik A., Weidinger T. (2002):
Kis Atlasz a Naprendszerr?l (4): Bolygolegkorok atlasza
. ELTE TTK Kozmikus Anyagokat Vizsgalo ?rkutato Csoport, UNICONSTANT, Budapest-Puspokladany (
ISBN 963-00-6314-X
O
ISBN 963 00 6315 8
)
- Emanuel, Kerry:
Atmospheric Convection
. New York: Oxford University Press, 1997
- Hewitt, C. N., ed.:
Handbook of Atmospheric Science: Principles and Applications
. Boston: Blackwell Publishers, 2003
- Jones, Phil:
History and Climate
. London: Kluwer Academic Press, 2001
- Parker, Sybil, ed.:
McGraw-Hill Encyclopedia of Ocean and Atmospheric Sciences
. New York: McGraw-Hill, 1997
- Stull, Ronald:
Introduction to Boundary Layer Meteorology
. London: Kluwer Academic Press, 1998
- Wallace, John:
Atmospheric Science, First Edition: An Introductory Survey
. New York: Academic Press, 1997
- Meszaros Ern?:
Legkortan. Kornyezettudomanyi es kornyezetmernok hallgatok szamara
; VEK, Veszprem, 2003
- Meszaros Ern?:
Az eltet? semmi: a leveg?. Legkortudomany mindenkinek
; Pannon Egyetemi, Veszprem, 2017
- Meszaros Ern?:
A foldi legkor tortenete. Az atomoktol a kulonleges gazkeverekig
; Akademiai, Bp., 2018