Читать книгу Kodune ilmaraamat. Maalehe Raamat - Ain Kallis - Страница 6

Kui ebaõige on nimetada seda planeeti Maaks, kui ta on selgelt Ookean!

(Arthur C. Clarke)

Meie elupaika on kutsutud ka kosmoselaevaks nimega Maa, millele pole kaasa antud kasutamisjuhendit ega päästepaate. Teame vaid, millal ta umbes loodi ja millal võiks otsa leida. Aga nüüd põrutame koos kogu Päikesesüsteemiga Heraklese tähtkuju poole kiirusega 20,1 km sekundis. Vähe sellest – samal ajal tiirleme ka ümber Päikese kiirusega 30 km sekundis. Kuue sekundiga Tartust Tallinna!

Vesi maakeral

Maakera on tõesti kera, veidi lopergune, keskmise läbimõõduga 12 746 km. Arthur Clarke’il on õigus – enamik planeedi pinnast, 71 % on kaetud veega, hüdrosfääriga. Ameeriklased on teinud efektse arvutuse: kui kogu maakera veed koondada üheks tilgaks, siis oleks selle diameeter 1385 km, magevee tilk oleks märksa väiksem, 272,8 km, joogivett jätkuks vaid 56,2-kilomeetriseks tilgaks!

Maakera ümbritseb gaasikiht, mida nimetame atmosfääriks (kr k aurukera) ehk õhkkonnaks. Esimesena hindas atmosfääri kõrgust 1025. aastal araabia teadlane Alhazen. Hämariku kestuse mõõtmiste alusel leidis ta õhkkonna piiriks 74 kilomeetrit. Huvitaval kombel ühtib see kõrgusega maapinnast, kus õhurõhk on võrdne tavaliste baromeetrite mõõtmise täpsusega (0,1 mm Hg).

Tänapäeval teame, et toda näitajat on üldse raske täpselt määratleda, kuna Maa atmosfäär läheb üle kosmosesse difuusselt, sujuvalt.

Meteoroloogias loetakse kokkuleppeliselt atmosfääri ülemiseks piiriks kõrgust, kus suudame jälgida Maa atmosfääris toimuvaid nähtusi, virmalisi, s.o 1000 kuni 1200 km.

Atmosfääri mass ei jaotu kogu atmosfääri ulatuses ühtlaselt – suurem osa asub tema alumistes kihtides. Džomolungma tipust (umbes 9 km kõrgusel) allpool asub umbes 70 % kõigist õhumolekulidest, 50 km kõrguse nivoost juba 99,9 %.

On arvutatud, et meetrise läbimõõduga gloobusel kujutaks inimtegevusele kättesaadav õhkkond vaid millimeetripaksust kihti.

Atmosfääri kihistus

Nagu öeldud, ei ole atmosfäär ühtlane keskkond, tema koostis ja omadused muutuvad vertikaalsuunas, võimaldades jaotamist kihtidesse. Taolise jaotamise tähtsaim parameeter on temperatuur.

Troposfäär(tropos – kr k pööre). See on atmosfääri kõige alumine osa, ulatub aluspinnast umbes 10 km kõrguseni. Selle kihi kõrgus oleneb nii geograafilisest laiusest (ekvaatoril kuni 18 km) kui aastaajast. Näiteks ulatub Tallinn–Harku aeroloogiajaamas lastud raadiosondide andmeil troposfäär märtsis keskmiselt 9,6, augustis aga 10,6 km kõrguseni.

Mis iseloomustab seda õhukihti? Kõigepealt temperatuuri langus õhu hõrenemise tõttu, keskmiselt 6 kraadi kilomeetri kohta. Teiseks toimuvad pea kõik ilma- ja elunähtused just selles kihis.

Atmosfääri kihid ja temperatuuri sõltuvus kõrgusest

Tropopaus. Vahekihti troposfääri ja kõrgemal asuva sfääri vahel nimetatakse tropopausiks. Selle paksus on 1–3 km. Temperatuuri langus peatub. Palja silmaga on vahel näha, kus algab tropopaus – seal, kus võimsate rünksajupilvede ülemine osa moodustab nn alasi.

Alasiga rünksajupilv

Stratosfäär. (strato – kr k kiht). See õhkkonna osa on kihiline, temperatuur üldiselt hakkab tõusma. Umbes stratopausi lähedal kasvab see pea 0 ºC! Temperatuuri kasv on tingitud Päikese ultraviolettkiirguse neeldumisest 15–30 km kõrgusel nn osoonikihis.

Paar sõna osoonist.

„Kui valite mind, muudan teie linna osoonirikkaks” – nii lubas kümmekond aastat tagasi ühe Eesti kuurordi linnapeakandidaat. Kuigi too mees võitis, pääsesid linnakodanikud elusalt. Nimelt on osoon terava lõhnaga kole kange mürk, vist sinihappestki kõvem. (Osoneeritakse ju joogivettki, tappes pahasid mikroobe.) Nii et vahel on kasugi, kui ei täideta valimiseelseid lubadusi!

Kui stratosfääris paarikümne kilomeetri kõrgusel on too aine väga oluline, kaitstes meid liigse UV-kiirguse eest, on ta väga ohtlik maapinna lähedal (tekib näiteks autode heitgaasidest päikesekiirguse mõjul). Muide, hea õhk männimetsas ei tulevat sugugi osoonist, vaid eeterlike õlide aurudest, mida eritavad okkad.

Osoonikihi paksust mõõdetakse nn dobsoni ühikutes (DU), mis väljendab atmosfääri vertikaalsest sambast maapinna (merepinna) tingimustele taandatud osoonikihi paksust tuhandikes sentimeetrites.

Globaalselt keskmiseks osoonikihi paksuseks loetakse 300 DU (ehk kihi taandatud paksus 3 mm).

Kujutage nüüd ette: vaid kolmemillimeetrine gaasikiht peab olema elusloodusele kilbiks kurikuulsa UV-kiirguse eest!

Lehtedest on aeg-ajalt lugeda osooniaukudest, st kahanenud osooniga laikudest atmosfääris. Meile otseselt ohtlikke juhtub meie kanti õnneks harva. Kurikuulsad on aga tohutud augud osoonikilbis Antarktika kohal (kuni 97 DU). Hoolimata kõiksugu heitgaaside, eriti nn freoonide (külmutuskappides ning aerosooliballoonides kasutatud gaaside) atmosfääri paiskamise vähendamisest, on raske „lappida” neid kõige suuremaid aukusid. Osoonikihi kaitsmise rahvusvahelisel päeval 16. septembril 2008. aastal nentis ÜRO peasekretär Ban Ki-moon, et kulub veel pool sajandit, et taastada olukord, mis valitses enne freoonide kasutuselevõttu.

Mesosfäär. See kiht algab 50–55 km kõrgusel, ulatub kuni 80 km. Temperatuur hakkab jälle langema kuni ligi –90 ºC. Ka mesosfääris võime jälgida pilvi – jääkristallidest koosnevaid helkivaid ööpilvi.

Termosfäär. Algab kõrgusel umbes 85 km ja ulatub umbes kõrguseni 500 km. Nagu nimigi ütleb, on tegemist kuuma kihiga – see kasvab kuni väärtusteni 1500–2000 ºC! Ainult et need tulised õhumolekulid leegivad ringi üksteisest kilomeetrite kaugusel …

Termosfäärist kõrgemal asub eksosfäär, mis läheb juba sujuvalt üle lähikosmoseks.

Eeltoodud atmosfääri jaotamine kihtideks toimus temperatuuri muutuste järgi. Seda saab teha ka muude parameetrite alusel, näiteks gaaside ioniseerituse põhjal. Maapinnast umbes 80 km kõrgusel on piirkond, kus on rohkelt päikesekiirguse tõttu elektriliselt laetud osakesi – ioone ja elektrone, mis mõjutavad raadio kaugsidet. Seda kihti nimetatakse ionosfääriks. Viimase väga tugevate häirete korral katkeb raadioside, mida on ka Eestis juhtunud.

Atmosfääri kõrgemates kihtides tegutsevad virmalised – needsamad elektronid, prootonid jt Päikeselt pärit kiirguse osakesed, mis õhu koostises olevate ainete molekulidega kokku põrgates ergastavad neid. Rohelist värvi virmalised on pärit hapnikuaatomitest umbes 100–200 km kõrgusel, punast tooni annavad lämmastikuaatomid, viimased võivad ioniseeritult anda ka sinakat tooni. Nõrgemad virmalised näivad sageli aga lihtsalt valkjad.

Atmosfääri koostis

Õhk, papa, ei maksa ju midagi.

(E. Vilde „Pisuhänd”)

Õhkkond koosneb kolmest komponendist:

1) gaasidest (puhtast ja kuivast õhust),

2) veeaurust ning

3) õhus hõljuvatest tahke ja vedela aine osakestest ehk aerosoolist.

Puhas ja kuiv õhk koosneb lämmastiku (78 % ruumala järgi), hapniku (21 %) ja argooni (1 %) segust. Õhus leidub alati ka suuremal või väiksemal hulgal veeauru (0,1–1,4 %).

Atmosfääri õhu kolmanda komponendi moodustavad igasugused maapinnalt tuulega õhku sattunud tolm, tahm, õietolm, fenoolid, vulkaaniline tuhk, aga samuti väikesed veepiisad, millest koosnevad pilved või udu.

Inimtekkeliste saasteainete allikas on USA näitel põhiliselt transport (46 %), kütuse põletamine (29 %) ja tööstus (16 %). Ühe suhkrutüki suuruses õhukoguses võib tööstusriikides sisalduda kuni 200 000 tahket osakest! Kõige puhtam on õhk ookeaniavaruste kohal – umbes 10 tolmukübet cm³ kohta.

Peale aerosoolide sisaldab õhk ka inimese tervist ja Maa kliimat mõjutavaid nn kasvuhoonegaase – peale nimetatud süsihappegaasi ja osooni veel metaani (CH₄), dilämmastikoksiidi (N₂O), süsinikoksiidi ehk vingugaasi (CO) ning kurikuulsaid klorofluorosüsinikke (freoone) jne.

„Saastatud õhk kahandab looduse ilu. /…/ Ta toimib nagu läbipaistev ekraan, mille on langetanud õnnetu Jumal.” (Louis J. Battan, USA meteoroloog.)