|
Data: 04 Iul 2007
Categorie: A-Poluarea atmosferei
Autor: Constantin Oprescu
Tema: Radiatia si atmosfera
Domeniu: Protectia mediului gaze, atmosfera, troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera, radiatie, sere, caldura, unde electomagnetice, microunde, lumina, spectru, infrarosu, vizibil, ultraviolet, gamma, alfa, beta, soare, pamant, echilibru, absorbtie, reflexie, refractie
| |
Despre atmosfera si radiatie
Prezentam cateva notiuni introductive referitoare la termenii utilizati. Aceste notiuni sunt destinate celor cu pregatire umanista sau stiintifica sumara si care au nevoie a intelege ce este efectul de sera si incalzirea globala. Datele pot fi gasite in manualele din cursurile liceale si din primii ani de facultate.Prezentarea continua modul intuitiv-descriptiv dezvoltat in celelalte capitole ale Protectiei mediului.
1.Gazele si atmosfera
a.Gazele sunt corpuri formate din atomi sau molecule libere ,care nu au forma si nici volum propriu. Ele ocupa forma incintei in care sunt introduse si se extind in spatiu daca nu sunt tinute prin vreo metoda anume.De regula densitatea lor este foarte mica. Azotul , oxigenul, dioxidul de carbon, metanul, ozonul , sunt gaze.
b.Atmosfera este un amestec de gaze ce inconjoara un corp ceresc sau se afla intr-o zona a unui corp ceresc. Gazele care ocupa o incinta , inchisa sau seminchisa, pot fi numite ,prin extensia termenului, atmosfera locului sau amestec de gaze. Incinta inchisa este cea care nu comunica cu exteriorul, este izolata si-nseamana ca poate fi controlata din punct de vedere energetic. Asa functioneaza serele. Incintele semiinchise sunt cele care comunica partial cu exteriorul dar care mentin atmosfera, cum e campul gravitational al unei planete.
c.Atmosfera terestra este un amestec de azot 78%, oxigen 21%, gaze rare, dioxid de carbon, oxizi de azot, vapori de apa, metan si alte gaze si resturi din procese naturale si activitati industriale care inconjoara Pamantul ca o patura de gaz pana la o inaltime de zeci de kilometri. Cu cat inaltimea este mai mare cu atat atmosfera este mai rarefiata. Patura de la suprafata Pamantului unde se dezvolta viata (de la nivelul 0-nivelul marii pana la aproximativ 17km desupra ecuatorului si 7km la poli) se numeste troposfera. Urmeaza stratosfera , mezosfera si termosfera, separate prin zone de trece. Caracteristica si impartirea atmosferei in aceste zone este determinata de variatia temperaturii cu inaltimea si de alte caracteristici. In troposfera-temperatura scade cu inaltimea, ajungand pana la -70gr.C dupa care urmeaza o zona de trecere cu temperatura aproximativ constanta, apoi in stratosfera unde temperatura creste cu inaltimea.
.gif)
Imagini preluate de la “Met Office “ - Agentie Executiva a Ministrului Apararii al Marii Britanii. (http://www.metoffice.gov.uk) © British Crown Copyright 2007, the Met Office
2.Radiatia , energia si caldura
a.Radiatia este emisia electromagnetica sub forma de unde electromagnetice sau bucati (cuante, fotoni) de energie a unui corp, numit si sursa de radiatie. Se numeste emisie electromagnetica pentru ca undele au o componenta electrica si una magnetica care se genereaza reciproc.Teoria undelor electromagnetice a fost pusa la punct de Maxwell in sec.19. Radiatia are o teorie dubla unda-corpuscul pentru ca anumite fenomene (reflexia, refractia, interferenta) pot fi explicate prin caracterul de unda al radiatiei, iar altele precum absorbtia atomica si saltul de energie atomica prin caracterul de corpuscul. In functie de fenomenul care descrie efectele radiatiei, aceasta va fi abordata ca o unda electromagnetica sau ca foton . Radiatiile modifica sau nu caracteristicile mediului prin care trec. Pot fi absorbite, se pot reflecta, pot trece prin mediul respectiv.In general corpurile emit un spectru de radiatii electromagnetice , caracteristice fiecarui material.
.gif)
Copyright (c) www.comune.ro. Data 2006-12-20 , Author Philip Ronan
Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.2
or any later version published by the Free Software Foundation;
with no Invariant Sections, no Front-Cover Texts, and no Back-Cover Texts.
b.Spectrul radiatiei electromagnetice este format din unde radio, microunde, luminoase (infrarosii, cele din spectrul vizibil si ultravioletele), radiatii atomice si nucleare. Ele difera prin frecventa lor (care creste de la radio la cele nucleare) sau lungimea de unda (care scade de la cele radio la cele nucleare). De retinut ca radiatiile sunt purtatoare de energie si energia este cu atat mai mare cu cat frecventa e mai mare. Nu se face aici o analiza cantitativa a radiatiei.
c.Energia.Trebuie sa stiti (pentru cei ce nu poseda cunostinte de specialitate), ca radiatia in sens energetic, caldura si energia, exprima aceeasi stare a materiei. O parte din energia primita de un corp se transforma in caldura.Caldura in sensul perceptiei noastre si al masuratorilor, este radiatie infrarosie IR. Masura caldurii este Temperatura. Orice corp cald emite radiatie IR, cu atat mai puternica cu cat e mai cald.
Soarele este un corp ultrafierbinte si emite radiatii din tot spectrul.
Pamantul este un corp ceresc cald, deci are o emisie de radiatie calorica IR.
3.Echilibrul energetic si fenomenele atmosferice legate de radiatii
a.Echilibrul energetic- Sistemele fizice (corpurile)realizeaza schimb de energie cu mediul sau cu alte sisteme.Un sistem care primeste mai multa caldura decat cedeaza, se incalzeste. Un sistem care primeste mai putina caldura decat cedeaza se raceste. Pamantul primeste caldura sub forma de radiatie de la Soare si in acelasi timp cedeaza caldura in univers pentru ca este un corp cald. Echilibrul energetic al Pamantului este dat de egalitatea intre energia (caldura) primita de la Soare si energia(caldura) cedata spatiului. Acest echilibru face ca Pamantul sa aibe o temperatura medie constanta in timp. Pamantul absoarbe 70% din energia primita de la Soare iar 30% o reflecta in spatiu. Fiind un corp cald, Pamantul radiaza in spatiu energie termica-IR- echivalent cu cele 70% procente absorbite. Astfel echilibrul termic (energetic) se mentine.
.gif)
b.Impactul radiatiei asupra mediului. In functie de tipul radiatiei, interactiunea acesteia cu mediul da nastere unor fenomene specifice.Radiatia poate trece prin mediul respectiv, poate fi reflectata sau absorbita.Energia radiatiei este cu atat mai mare cu cat frecventa e mai mare , astfel radiatia IR are mai multa energie decat radiatia radio sau microundele iar radiatia UV are mai multa energie decat radiatia vizibila sau IR. Se poate spune ca fotonii (bucatile) de radiatie UV sunt mai puternici (au mai multa energie) decat fotonii IR. Caracteristici principale ale tipurilor de radiatie:
b1.undele radio si microundele patrund prin atmosfera, unde sunt slab absorbite, trec prin corpurile izolatoare , se reflecta de metale, gaze ionizate si apa. In metale pun in miscare electronii liberi dand nastere unor curenti electrici si pe aceasta baza functioneaza antenele.Antenele emit si receptioneaza unde radio si microunde.Undele radio si microundele sunt destinate transmisiei de date-radio, TV, telefonie GSM, sateliti. Microundele incalzesc puternic dielectricii (izolatorii) si au intrebuintari industriale (cuptoare), civile si militare (radare, sisteme de dirijare) si casnice (cuptoare cu microunde, telefonie GSM).
b2.Radiatia optica (undele optice) sunt formate din Infrarosu IR , Vizibil si Ultraviolet UV.
-Infrarosu-IR- sau radiatia calorica este situata ca frecventa deasupra microundelor . Aceasta radiatie trece prin atmosfera curata dar este puternic absorbita de apa si de anumite gaze (gazele de sera) . Este radiatia raspunzatoare de efectul de sera. Radiatia calorica –IR- este folosita industrial la incalzirea materialelor, analiza mediului (orice corp cald emite radiatie IR), transmisii de date, iar casnic in masinile de gatit cu IR.
-Radiatia vizibila- sau lumina vizibila este spectrul cuprins de la lumina rosie la cea violeta. Trece prin atmosfera si incalzeste suprafata corpurilor. Este obturata de suprafete „opace” cum sunt norii , care o reflecta. Este principala radiatie care incalzeste direct corpurile. Utilizare industriala si casnica la iluminat, transmisii de date prin fibre optice, laseri si analiza datelor spectrale.
-Ultraviolet-UV-este radiatia luminii cu frecventa peste cea violeta. Are o absorbtie si reflectie mare pe stratul de ozon. Prin atmosfera trece. Are energie mai mare decat radiatia vizibila , este absorbita de tesuturile vii asupra carora produce arsuri. Este utilizata in procese de incalzire a materialelor si analiza de date.
b3.Radiatia atomica si nucleara apare ca urmare a oscilatiei atomice , a dezintegrarii nucleare sau a reactiilor nucleare precum si ca parte a radiatiei de fond a universului.Aceasta este de multe tipuri (radiatie X, Gamma, Alpha, Betta, altele...), este purtatoarea unor energii mari si a unor efecte extrem de diverse. Strabate atmosfera si este absorbita de materiale cu densitate mare (metale grele) sau apa. Absorbtia acestei radiatii poate produce modificari structurale ale materiei , schimbari de compozitie nucleara,atomica si moleculara si efecte energetice puternice. Energia nucleara , industrii de masuratori si analiza, medicina, biotehnologiile, armamentul, au la baza sau genereaza radiatie de acest tip.
c.Incalzirea gazelor. Ca sa poti incalzi un gaz trebuie sa-i furnizezi energia necesara. Moleculele de gaz au frecvente caracteristice si astfel numai anumite radiatii pot provoca incalzirea gazului respectiv. Gazele care absorb radiatia isi maresc energia proprie, prin vibratie sau rotatie a moleculelor respective. Ca sa incalzesti o atmosfera trebuie sa-i furnizezi radiatii care sa fie absorbite de moleculele de gaz respectiv. Apoi moleculele, prin ciocnire elibereaza energia sub forma de caldura (adica radiatie IR).In mod normal, atmosfera terestra e strabatuta de radiatia solara iar in lipsa vaporilor de apa si a dioxidului de carbon, ar fi o atmosfera rece.
d.Gazele cu efect de sera sunt gazele care absorb la nivelul atmosferei terestre radiatia IR.Astfel ,Pamantul primeste radiatie vizibila si IR de la Soare, parte e utilizata la incalzirea scoartei terestre iar restul este emis sub forma de radiatie calorica –IR in atmosfera. Aceasta ar trebui sa treaca prin atmosfera dar este absorbita de anumite gaze si produce o incalzire puternica a zonei. Prin extensie a termenului, se numesc gaze cu efect de sera gazele care au ca efect incalzirea globala a climei terestre , nu numai cele care absorb radiatia IR.
**********
Acest material este pregatitor temei de Protectia mediului-Efectul de sera si Incalzirea globala.
Constantin Emil Oprescu
PRELUAREA MATERIALELOR - CONDITII
Materialele publicate pot fi preluate si postate pe internet, in site-uri, presa online sau alte tipuri de prezentare, in conditii normale prin RSS, Facebook, Twitter. Preluarea manuala consta in maxim 6 randuri si link de continuare pe materialul respectiv. Se vor specifica
Titlul materialului, numele autorului, siteul www.comune.ro cu link spre el si data. .
Hartile judetelor, provinciilor istorice si cele fizice ce insotesc prezentarile nu fac obiectul preluarii! .
Fotografiile marcate cu drepturi de autori pot fi preluate numai cu acordul autorilor! .
Se interzice modificarea continutului materialelor preluate.
Administrator portal
SATE.RO
Digital Contrast
