Atmosféra Země

Rozbalit box

Obsah boxu

-

Atmosféra Země je plynný obal, který obklopuje planetu Zemi a je k ní vázán gravitační silou. Tento vzdušný obal je klíčový pro existenci života na Zemi, jak ho známe. Chrání povrch před škodlivým slunečním a kosmickým zářením, pomáhá regulovat teplotu planety díky skleníkovému efektu a snižuje teplotní rozdíly mezi dnem a nocí. Atmosféra nemá ostrou horní hranici, ale plynule řídne a přechází do kosmického prostoru. Za všeobecně uznávanou hranici se považuje Kármánova hranice ve výšce 100 kilometrů.

📜 Složení

Suchý a čistý vzduch v blízkosti zemského povrchu je tvořen především dvěma hlavními složkami:

Dusík (N₂): tvoří přibližně 78,08 % objemu atmosféry.
Kyslík (O₂): představuje zhruba 20,95 % objemu.

Zbývající necelé procento připadá na další plyny, z nichž nejvýznamnější je:

Argon (Ar): přibližně 0,93 %.
Oxid uhličitý (CO₂): jeho koncentrace je proměnlivá, v současnosti (2025) se pohybuje kolem 0,04 %. Je to významný skleníkový plyn.
Stopová množství neonu, helia, metanu, kryptonu, vodíku a dalších plynů.

Kromě těchto plynů obsahuje atmosféra také proměnlivé množství vodní páry, jejíž koncentrace se pohybuje od téměř nuly až po 4 % v tropických oblastech. Dále se v atmosféře nacházejí různé pevné a kapalné částice, tzv. aerosoly, jako je prach, pylová zrna, krystalky mořské soli nebo produkty sopečné a lidské činnosti.

🧅 Vrstvy atmosféry

Atmosféra se na základě vertikálního průběhu teploty dělí do několika hlavních vrstev. Hranice mezi nimi nejsou pevně dané a jejich výška se mění v závislosti na zeměpisné šířce a ročním období.

Troposféra

Nejnižší a nejhustší vrstva atmosféry, sahající od zemského povrchu do výšky přibližně 7–9 km nad póly a 16–18 km nad rovníkem. Obsahuje asi 75–80 % celkové hmotnosti atmosféry a téměř veškerou vodní páru. V této vrstvě se odehrává prakticky veškeré počasí. Teplota v troposféře s rostoucí výškou klesá v průměru o 0,65 °C na 100 metrů.

Stratosféra

Nachází se nad troposférou a sahá přibližně do výšky 50 km. Její charakteristickým znakem je, že teplota zde s výškou roste. To je způsobeno přítomností ozonové vrstvy (ve výšce cca 25–35 km), která pohlcuje většinu škodlivého ultrafialového (UV) záření ze Slunce. Vzduch je zde velmi řídký a suchý.

Mezosféra

Rozprostírá se od 50 km do výšky přibližně 80–85 km. Teplota v této vrstvě opět klesá a na její horní hranici dosahuje nejnižších hodnot v celé atmosféře, až kolem -90 °C. Většina meteoroidů, které vstoupí do zemské atmosféry, shoří právě zde.

Termosféra

Sahá od 85 km až do výšky 500–700 km. Teplota v této vrstvě prudce roste s výškou a může dosáhnout stovek až tisíců stupňů Celsia v závislosti na sluneční aktivitě. Hustota vzduchu je zde však extrémně nízká. V termosféře dochází k interakci částic slunečního větru s atmosférou, což způsobuje vznik polárních září.

Exosféra

Nejvyšší a okrajová vrstva atmosféry, která plynule přechází do meziplanetárního prostoru. Sahá do výšky několika desítek tisíc kilometrů. Je tvořena převážně nejlehčími plyny, jako jsou vodík a helium, jejichž částice mohou unikat z gravitačního pole Země.

🛡️ Význam a funkce

Atmosféra je pro život na Zemi naprosto nepostradatelná:

Ochrana před zářením: Ozonová vrstva ve stratosféře pohlcuje většinu škodlivého UV záření. Atmosféra jako celek chrání povrch i před dalšími druhy nebezpečného kosmického záření.
Tepelná regulace: Díky skleníkovému jevu, kdy plyny jako vodní pára a oxid uhličitý zadržují teplo, je průměrná teplota na povrchu Země přibližně 15 °C. Bez atmosféry by byla hluboko pod bodem mrazu, okolo -18 °C.
Umožňuje dýchání: Obsahuje kyslík nezbytný pro dýchání většiny živých organismů.
Ochrana před meteoroidy: Většina těles z vesmíru se při průletu atmosférou třením zahřeje a shoří.
Koloběh vody: Je klíčovou součástí hydrologického cyklu, umožňuje vznik oblaků a srážek.
Šíření zvuku: Vzduch je prostředím, které umožňuje šíření zvukových vln.

⏳ Historie a vývoj

Současná atmosféra je výsledkem miliardy let trvajícího vývoje.

Prvotní atmosféra: Vznikla krátce po zformování Země a byla tvořena nejlehčími plyny, jako je vodík a helium, které však rychle unikly do vesmíru.
Druhotná atmosféra: Vytvořila se díky intenzivní sopečné činnosti, která uvolňovala plyny z nitra planety. Obsahovala především vodní páru, oxid uhličitý, dusík a metan, ale prakticky žádný volný kyslík.
Vznik života a kyslíku: S nástupem prvních fotosyntetizujících organismů (především sinice) před více než 2,5 miliardami let se do atmosféry začal uvolňovat kyslík. Tento proces, známý jako Velká oxidační událost, dramaticky změnil složení atmosféry a umožnil vývoj složitějších forem života. Postupně se také vytvořila ochranná ozonová vrstva.

🔬 Pro laiky: Atmosféra jako planetární deka

Představte si, že Země je váš dům a atmosféra je jeho střecha, stěny a topení v jednom.

Střecha a stěny: Stejně jako střecha vás chrání před deštěm a kroupami, atmosféra nás chrání před padajícími "kameny" z vesmíru (meteoroidy), které většinou shoří, než dopadnou na zem. Zároveň funguje jako neviditelný slunečník (ozonová vrstva), který odfiltruje většinu nebezpečných UV paprsků ze Slunce.
Topení a klimatizace: Přes den atmosféra brání tomu, aby se planeta přehřála, a v noci funguje jako deka, která udržuje teplo, aby příliš nevychladla. Tento jev se nazývá skleníkový efekt. Bez něj by na Zemi panoval mráz a život by nebyl možný.
Vzduch k dýchání: A samozřejmě, atmosféra obsahuje kyslík, který dýcháme. Je to jako systém ventilace pro celou planetu.

Stručně řečeno, atmosféra je tenká, křehká a naprosto nezbytná vrstva, která dělá ze Země obyvatelnou planetu.

🌡️ Fyzikální vlastnosti

Atmosférický tlak

Atmosférický tlak je síla, kterou působí hmotnost sloupce vzduchu na jednotku plochy zemského povrchu. S rostoucí nadmořskou výškou tlak klesá, protože se zmenšuje sloupec vzduchu nad daným místem. Normální atmosférický tlak na úrovni mořské hladiny je definován jako 1013,25 hPa. Rozdíly v tlaku vzduchu jsou hlavní příčinou vzniku větru.

Hustota vzduchu

Hustota vzduchu je největší u zemského povrchu a s rostoucí výškou rychle klesá. Přibližně 75 % hmotnosti atmosféry se nachází v prvních 11 kilometrech. Hustota také závisí na teplotě a tlaku; teplejší vzduch má obecně nižší hustotu než studený.

🛰️ Hranice atmosféry

Atmosféra nemá jasně definovaný konec. Plynule řídne, až splyne s vakuem kosmického prostoru. Pro účely letectví, kosmonautiky a mezinárodního práva byla stanovena pomyslná hranice:

Kármánova hranice: Nachází se ve výšce 100 km nad úrovní moře. Je mezinárodně uznávána Mezinárodní leteckou federací (FAI) jako hranice mezi zemskou atmosférou a vesmírem. Letouny v této výšce již nemohou využívat aerodynamický vztlak, protože vzduch je příliš řídký, a pro udržení letu by musely dosáhnout orbitální rychlosti.

🧐 Zajímavosti a rekordy

Celková hmotnost atmosféry je odhadována na více než 5 biliard tun (5 × 10¹⁸ kg).
Kdyby se celá atmosféra stlačila na hustotu vody, vytvořila by vrstvu hlubokou jen asi 10 metrů.
Modrá barva oblohy je způsobena Rayleighovým rozptylem slunečního světla na molekulách plynů v atmosféře.
Polární záře vznikají ve výškách 100 až 400 km v termosféře.
Nejchladnější místo v atmosféře je na vrcholu mezosféry (mezopauza), kde teploty klesají až k -100 °C.

Zdroje

Atmosféra Země - Wikipedie Kármánova hranice - Wikipedie Atmosféra Země - Enviwiki Atmosféra Země — struktura a složení - Aeroweb.cz Atmosféra | Výpisky ze zeměpisu na Edisco.cz Atmosféra země a její složení - Meteocentrum Zemská atmosféra - infoviz.cz Vrstvy atmosféry – Umíme to - Umime fakta Evoluce atmosféry Země - Meteorologický slovník