Ovzduší

Rozbalit box

Obsah boxu

Ovzduší neboli atmosféra Země je plynný obal, který obklopuje planetu Země a je udržován zemskou gravitací. Je nezbytné pro existenci života na Zemi, neboť chrání povrch planety před škodlivým ultrafialovým zářením a kosmickým zářením, mírní teplotní extrémy a umožňuje dýchání. Celková hmotnost zemské atmosféry je přibližně 5,157 × 10¹⁸ kg, což představuje zhruba miliontinu hmotnosti Země. Atmosféra nemá ostrou horní hranici, ale postupně řídne a přechází do vesmírného prostoru, přičemž za všeobecně uznávanou hranici se považuje Kármánova hranice ve výšce 100 km nad hladinou světového oceánu.

🔬 Složení ovzduší

Zemské ovzduší je směs plynů, které se v dolních vrstvách (do výšky asi 100 km) vyznačují poměrně stálým složením. Hlavními složkami suchého a čistého vzduchu jsou dusík (N₂) s přibližně 78,084 % a kyslík (O₂) s 20,946 % objemu. Zbytek tvoří především argon (Ar) s 0,934 % a oxid uhličitý (CO₂) s přibližně 0,040 55 %. Dále jsou přítomny stopová množství dalších plynů jako neon, helium, metan, krypton, vodík a ozon.

Významnou, i když proměnlivou, složkou atmosféry je vodní pára, která se vyskytuje ve všech třech skupenstvích (plynné, kapalné, pevné) a její koncentrace kolísá od neměřitelných hodnot až po 4 % v tropických oblastech. Vodní pára hraje klíčovou roli v počasí a klimatu, ovlivňuje teplotu a tvoří oblaky a srážky. Kromě plynů obsahuje ovzduší také různé pevné a kapalné aerosoly, jako jsou prachové a půdní částice, pyl, produkty vulkanické činnosti a spalování.

💨 Struktura a vrstvy

Atmosféra je vertikálně členěna do několika vrstev na základě změn teploty, tlaku a hustoty s výškou. Tyto vrstvy jsou odděleny přechodovými zónami zvanými pauzy.

Troposféra je nejnižší vrstva, sahající od zemského povrchu do výšky 8–18 km (nad rovníkem je silnější, nad póly tenčí). Zahrnuje 75–90 % celkové hmotnosti atmosféry a téměř veškerou atmosférickou vodu. V této vrstvě probíhají veškeré povětrnostní jevy, a teplota zde s výškou klesá.
Stratosféra se rozprostírá od tropopauzy do výšky přibližně 50 km. Její klíčovou součástí je ozonová vrstva (ozonosféra), která se nachází ve výšce 15–35 km a chrání život na Zemi pohlcováním škodlivého UV záření. Vlivem absorpce UV záření ozonem teplota ve stratosféře s výškou roste.
Mezosféra sahá od stratopauzy do výšky 80–85 km. V této vrstvě teplota opět klesá a dochází zde ke spalování většiny meteoritů vstupujících do atmosféry.
Termosféra se rozprostírá od mezopauzy do výšky 500–690 km. Teplota zde s výškou výrazně stoupá vlivem absorpce vysokoenergetického slunečního záření. V termosféře vzniká polární záře.
Exosféra je nejvzdálenější a nejřidší vrstva atmosféry, plynule přecházející do meziplanetárního prostoru. Její vnější hranice je neurčitá, uvádí se mezi 20 000 až 40 000 km.

🌍 Význam pro život

Ovzduší hraje zásadní roli pro udržení života na Zemi. Mezi jeho nejdůležitější funkce patří:

Ochrana před zářením: Ozonová vrstva ve stratosféře absorbuje většinu škodlivého ultrafialového záření (UV-B a UV-C) ze Slunce, které by jinak bylo smrtelné pro většinu živých organismů.
Regulace teploty: Atmosféra funguje jako přirozený termostat, který zadržuje teplo a snižuje extrémní teplotní rozdíly mezi dnem a nocí, a také mezi různými geografickými oblastmi. Bez atmosféry by průměrná teplota na Zemi byla výrazně nižší (kolem -18 °C).
Zajištění plynů pro život: Obsahuje kyslík nezbytný pro dýchání většiny organismů a oxid uhličitý, který je klíčový pro fotosyntézu rostlin.
Ochrana před meteority: Většina meteoritů, které vstupují do zemské atmosféry, shoří v mezosféře vlivem tření, čímž chrání zemský povrch před dopady.
Cirkulace vody: Atmosféra je nedílnou součástí koloběhu vody, přenáší vodní páru a umožňuje vznik srážek.

🌬️ Znečištění ovzduší

Znečištění ovzduší je závažný globální problém, který má významné dopady na lidské zdraví a životní prostředí. K znečištění dochází, když se do atmosféry dostávají látky, které mění její přirozené složení a vlastnosti. Mezi hlavní zdroje znečištění patří:

Antropogenní zdroje:

   *   Spalování fosilních paliv: Energetika, průmysl, doprava (automobily, lodě, železnice) a lokální topeniště v domácnostech (zejména staré kotle na tuhá paliva) vypouštějí do ovzduší oxidy dusíku (NOx), oxid siřičitý (SO₂), jemné prachové částice (PM2,5 a PM10), oxid uhelnatý (CO) a [[benzo[a]pyren]], který je karcinogenní.
   *   Průmyslové procesy: Různé výrobní procesy uvolňují specifické znečišťující látky.
   *   Zemědělství: Přispívá k emisím amoniaku a metanu.

Přírodní zdroje: Sopečné erupce, lesní požáry, písečné bouře a eroze půdy mohou do ovzduší uvolňovat velké množství prachu a plynů.

Dopady znečištění ovzduší na zdraví zahrnují respirační onemocnění, kardiovaskulární onemocnění, rakovina plic, cukrovka a chronická obstrukční plicní nemoc (CHOPN). Podle Evropské agentury pro životní prostředí (EEA) bylo v EU v roce 2023 více než 180 000 úmrtí spojeno s expozicí jemným prachovým částicím (PM2,5). V České republice se mezi lety 2005 a 2023 snížil počet předčasných úmrtí způsobených dlouhodobou expozicí jemným prachovým částicím o 68,7 %, přesto v roce 2023 bylo této expozici přičítáno přibližně 4715 úmrtí.

🌡️ Klimatické změny a ovzduší

Ovzduší hraje klíčovou roli v klimatických změnách a globálním oteplování. Skleníkový efekt, přirozený jev, při němž některé plyny v atmosféře (tzv. skleníkové plyny) zadržují teplo a udržují Zemi obyvatelnou, je vlivem lidské činnosti zesilován. Spalování fosilních paliv (uhlí, ropy a zemního plynu), odlesňování a některé zemědělské a průmyslové postupy zvyšují koncentrace oxidu uhličitého (CO₂) a metanu v atmosféře. Koncentrace oxidu uhličitého se od předindustriální éry zvýšila asi o 50 % na úroveň, která nebyla zaznamenána po miliony let.

Tento nárůst skleníkových plynů vede k dalšímu zadržování tepla, což způsobuje globální oteplování – dlouhodobé zvyšování průměrné povrchové teploty Země. Vyšší teploty mají za následek tání ledovců, vzestup hladiny moří, změny srážkových režimů a častější extrémní projevy počasí, jako jsou sucha, povodně a vichřice.

⚖️ Mezinárodní regulace a ochrana

Ochrana ovzduší je předmětem mnoha mezinárodních dohod a regulací. Jedním z nejvýznamnějších úspěchů v oblasti ochrany atmosféry je Montrealský protokol o látkách poškozujících ozonovou vrstvu, přijatý 16. září 1987. Tento protokol, který je prováděcím protokolem Vídeňské úmluvy o ochraně ozonové vrstvy (1985), vedl k postupnému ukončování výroby a spotřeby chlór-fluorovaných uhlovodíků (CFC) a dalších látek, které prokazatelně poškozovaly ozonovou vrstvu. Díky tomuto protokolu se ozonová vrstva pomalu obnovuje a je považován za jeden z nejúspěšnějších příkladů mezinárodní spolupráce v oblasti životního prostředí.

V reakci na klimatické změny byla v roce 2015 přijata Pařížská dohoda, jejímž cílem je udržet nárůst globální průměrné teploty výrazně pod 2 °C nad předindustriální úrovní a usilovat o omezení nárůstu na 1,5 °C. Evropská unie rovněž přijímá nová pravidla pro zlepšení kvality ovzduší s cílem dosáhnout nulového znečištění do roku 2050.

Pro laiky

Představte si Země jako velký jablko. Ovzduší je jako tenká slupka kolem něj. Je to takový neviditelný plynový obal, který drží naše planeta u sebe díky přitažlivosti. Tahle "slupka" je pro nás strašně důležitá!

Zaprvé, je to náš ochranný štít. Ze Slunce k nám letí spousta škodlivých paprsků, které by nám ublížily, ale ovzduší je zachytí, než se dostanou k zemi. Taky nás chrání před padajícími kameny z vesmíru – většina z nich v atmosféře shoří, než dopadnou na zem.

Zadruhé, ovzduší nám pomáhá dýchat. Obsahuje kyslík, který potřebujeme k životu, a taky oxid uhličitý, který zase potřebují rostliny, aby mohly růst a vytvářet další kyslík. Je to jako nekonečný koloběh.

Zatřetí, ovzduší udržuje na Zemi příjemnou teplotu. Je to jako velká deka, která v noci nedovolí, aby se všechno teplo ztratilo do vesmíru, a přes den zase trochu brání, aby se planeta nepřehřívala. Bez ní by byly dny nesnesitelně horké a noci mrazivé.

Problém nastává, když do ovzduší vypouštíme moc špíny, například z aut, továren nebo topení. To pak způsobuje, že se vzduch stává nezdravým a škodí našemu zdraví. Také to může ovlivňovat celkové klima na Zemi, což vede k oteplování a dalším změnám počasí. Proto se snažíme ovzduší chránit, aby se nám tu žilo dobře i v budoucnu.