Atmosféra
V roce 1958 začal na Mauna Loa malý projekt sledování sezónních změn C02 vatmosféře v souvislosti s Mezinárodním geofyzikálním rokem (1957). Překvapivé výsledky, od té doby zvýšená pozornost.
Struktura a vývoj atmosféry
troposféra stratosféra mesosféra termosféra
Argon (Af) 0.93%
All other gases. 0.04%	
Carbon dioxide (C02) Neon (Ne) Helium (He) Methane (CH4) Krypton (Kr) Nitrous oxide (N20) Hydrogen (H2) Ozone (03)	0.035% 0.0018% 0.00052% 0.00014% 0.00010% 0.00005% 0 00005% 0 000007%
Struktura atmosféry
us
a?
63
50
The trnože re
0, N0+, 02 e"
Mesopause.......................
Hř0ř
Mesophere ^ 7
Stratopause
S.ra.osphere , .
N..C..k,0.
Troposphere    —\ Ar, CO,
200 250 300
Temperature in Kelvins
0.000J
0.001
001
01
1
■to
too
Absorbce Slunečního záření vatmosféře
1200 C
85 km -9?C^H
rncomíng solar radiation
StratospM*8 10-16 km -S6°C Sea lavel  15 G
High energy crllraviolet: \ < 100 dm,
penelration to^-ZQQVm
Složení čisté atmosféry
Plyn	Koncentrace (ppm)	Doba zdržení	cyklus
Ar	9340	-	Žádný
Ne	18	-	Žádný
Kr	1,1	-	Žádný
Xe	0,09	-	Žádný
N2	780 840	106 let	Bio&mikrobiol
O2	209 460	10 let	Bio&mikrobiol
CH4	1,65	7let	Bio&mikrobiol
CO2	332	15 let	Antropogenní&bio
CO	0,05-0,2	65 dnů	Antropogenní&chemický
H2	0,58	10	Bio&chemický
N2O	0,33	10 let	Bio&chemický
SO2	10-5-10-4	40 dnů	Antropogenní&chemický
NH3	10-4-10-3	20 dnů	Bio&chemický
NO + NO2	10-6 -10-2	1 den	Antropogenní&chemický
O3	10-2	?	chemický
HNO3	10-5-10-3	1 den	chemický
H2O	různá	10 dnů	Fyz.-chemický
He	5,2	10 let	Fyz.-chemický
Prostředí chemických reakcí
V plynné fázi
Na povrchu prachových částic (malý význam, krátká doba zdržení) Ve vodných roztocích (kapky vody; acidobazické reakce) Nejdůležitější - hydroxylový radikál.
o —
H + H20
H+ 02 . |Ó + H20
H +HO
H2 + HO
HO + O
2 HO
OH-	Molekul/cm3
Léto - den	5-10 x 106
Zima - den	1-5 x 106
Noc	< 2 x 105
Výsledek procesů: konstantně 10 milionů hydroxylových radikálů/cm3 v povrchové vrstvě.
Cyklus kyslíku
Vápence, Guanxi, Čína
Válka v Perském zálivu (1991).
Změny atmosféry jako přirozený proces
Data pro získání informací o složení atmosféry
Role geologů
Paleontologie
^ Z geologických záznamů víme, že se atmosféra změní.
Sedimentologie Nevíme jak a jakou rychlostí.
103        10* 105 Length of recocd (years)
Střední křída:
podnebí mnohem teplejší, hladina oceánů o 100-200 m výše; W — fosilie teplých vod, E — evapority, C — ložiska uhlí
90 W
Ledové doby
Minulých několik milionů let -početné cykly ochlazení a oteplení superponovány na celkové chladnutí Glaciace - pokles teploty o několik stupňů na dlouhou dobu - rozšíření ledovců - doby ledové Teplejší období - doby meziledové -interglaciály
Pleistocén (1,6 mil. let)- více než 20 cyklů s opakováním 20 000 až 40 000 let s extrémními minimy
každých 100 000 le t
Ledové doby se odehrávaly už před 2,3 miliardami l et. Dnes zabírají ledovce kolem 10 % povrchu (z toho 84 °% v Antarktidě). V minulosti až 29 % povrchu.
o
u
en S
:.:
co £ tu
Cl
E -z 5 -A
				
				
	K 1			
-A /i i j A.		v\		
	\ n HM	\		A
- W	W\ M	■i	TJ In/	
		■i	Last ice age ^	
Previous ice ages				
800.000
600,000       400,000 200.000 Years before present
0
2 -
J3 0 o
(D
-			tolacene optimum						
									
									
									
							Little ice agť		
/									
ľ/									
									
				1					
B.
-
O) C
(Ľ
s?
4-í
(B OJ
a
E
(U
10,000       8.000        6.000        4,000 2.000 Years before present
1 r-
0
Medieval warm penod
Little ice age
—* ■ 1,000
800
600
__._._
400
200
Poslední zalednění - začalo před 30 000 let, před 10 000 konec, nyní procházíme maximem inte rglaciálu.
Příčiny
Excentricita
Precese
Krátkodobé fluktuace
Malá doba ledová: 1300-1900
Rhonský ledovec (Švýcarské Alpy)
Lokální vlivy Tepelné ostrovy
Smog a
troposférický ozon
Smog = smoke +
fog (kouř + mlha)
Prachové části ce
Těžké kovy
CO
SO2
NOx
VOC (těkavé organické látky)
O3
Polluted air is trapped and concentrated at low level
Warm air
Regionální vlivy
Transport na velké vzdálenosti
Suspenze - srážky (mokrá depozice), prach (suchá depozice) Kyselé srážky
Pollutants-sulfur dioxide (SOg) and nitrogen oxides (NOx)
Oxidation and complex reactions
Acid rain-suifuric acid and nitric acid
Transport and transportation of acid precursors
Distance in kiJometers
Up to several hundred kilometers
Kyselé srážky
pH
Acidic precipitation
Acidic lakes
Normal rain
Healthy lakes
Seawater
- 2
-3
- 4
5
6
7
-9
Acidic
Battery acid
Lemon Juice
Apples Wine or beer
Milk
Neutral—distilled water Human blood
Baking soda
-■10-      M i ik of magnesia
Ammonia
Lime
Lye (caustic soda) Basic
Černobyl, havárie 24. dubna 1986
Stratosferický ozon
Stratosférický ozon 30. září 1992
Globální oteplování
Skleníkové plyny
CO2, CH4, N2O, CFC, O3, vodní pára
Od roku 1800 u CO2 zvýšení o cca 60 %, u ostatních o zhruba 10 %
Outgoing radiation
SPACE
LAND, ICE, AND OCEANS
Studium plynů z ledovců Globální cyklus uhlíku
90*
20ř
D
1 o=
20«
40ť
Modelování
Vliv zdvojnásobení obsahu CO2
Zima, léto, řez