Vazduhoplovna medicina/Sadržaj/Vazduhoplovna fiziologija/Atmosfera

Izvor: Викикњиге
Idi na navigaciju Idi na pretragu

Zemljina atmosfera je gust omotač vazduha sastavljen od smeše gasova koji okružuju celokupnu površinu planete Zemlje i koji zadržava Zemljina gravitacija. Atmosfera štiti život na Zemlji zadržavajući u sebi ultraljubičasto sunčevo zračenje i smanjujući temperaturne ekstreme razlike između dana i noći.

Sastav atmosfere[uredi]

Hemijski sastav atmosfere

Atmosferski vazduh je smeša gasova koja u sebi uključuje i trenutno prisutne čvrste čestice u suspenziji. Ovo su njene glavne komponente;

  • Azot - čini 78% volumena vazduha. Sastoji se od molekula koji imaju dva atoma azota, tako da je formula (N2). Azot je inertani gas, što znači da u pravilu ne reaguje sa drugim supstancama.
  • Kiseonik - čini 21% volumena vazduha. Sastoji se od dva molekula kiseonika tako da je formula (O2). To je visoko reaktivan gas, i većina bića na može da živi bez disanja kiseoanika.
  • Ostali gasovi:od ostatalih gasova u atmosferi;
    • Argon (Ar), - oko 0,9% volumena vazduha i najviše je zastupljen. To je plemenit gas koji ne reaguju sa bilo kojom supstancom.
    • Ugljen dioksid - Njegov molekul se sastoji se od jednog atoma ugljenika i dva atoma kiseonika , tako da je formula (SO2). Predstavlja 0,03% od volumena vazduha i učestvuje u važnim procesima. Biljkama je potreban za fotosinteza, a on je i ostatak disanja i reakcije sagorevanja. Taj gas, zajedno sa isparavanjem vode pomaže da se sačuva sunčeva toplota i održi atmosferska temperatura na vrednostima koje omogućavaju život.
    • Ozon, je gas koji se nalazi u manjim količinama u stratosfere. Njegova je formula (O3), jer su njegovi molekuli sastavljeni od tri atoma kiseonika. To je od velike važnosti za život na našoj planeti, budući da upija većinu ultraljubičastog zračenja sunca
  • Vodena para - Nastaje isparavanjem vode a u atmosferi je pronađena u vrlo promenjljivim količinama i predstavlja glavni sastojak oblaka.
  • Čvrste i tečne čestice; U vazduhu ima mnogo čvrstih čestica u suspenziji, na primer, u toku dizanja prašine ili polena vetrom. Ovi materijali imaju vrlo promenjljivu distribuciju, zvisno o vetru i ljudskim aktivnostima. Među tečnostima, najzastupljenija je voda u obliku suspenzije u oblacima
Slojevi atmosfere (NOAA)

Podela atmosfere[uredi]

Atmosfera ne završava naglo. Počev od površine zemlje ona polagano postaje ređe i posepeno nestaje u svemiru. Ne postoji konačna granica između atmosfere i svemira. Tri četvrtine mase atmosfere nalazi se unutar 11 km od površine Zemlje. Do visine od 32 km sadržano je 99 % ukupne mase atmosfere, a preostalih 1% otpada na visinu od 1000 km.

Podela atmosfere
Sfera(slojevi) Visina (km) Međusloj(pauza)
Troposfera 10-12 Tropopauza
Stratosfera 50-60 Stratopauza
Mezosfera 80 Mezopauza
Termosfera 90 - 1000 Termopauza
Egzosfera 1000 - 1200 nema

Troposfera

Troposfera je sloj najbliži Zemljinoj površine, gde živi živi svet. Njena visina je na polovima oko 8 km i oko 16 km u zoni Ekatora. U ovom sloju temperatura opada s visinomm za oko 6,5 ºS na savki kilometar. Troposfera sadrži oko 75% gasovito dela atmosfere kao i gotovo svu količinu vodene pare.

Stratosfera

Stratosfera je sloj između 12 i 50 km visine. U njoj su gasovi odvojeni u obliku slojeva prema njihovoj težini. Jedan od slojeva je ozonski koji štiti Zemlju od preteranog ultraljubičastog zračenja sunca, a količine kiseonika i ugljen-dioksida su skoro na nuli sa povećanim udelom vodonika u njenom sastavu. Ona deluje kao regulator temperature, na njenom donjem delu temperatura je blizu -60ºS i povećava se sa visinom na 10 ili 17 ºS u stratopauzi.

Mezosfera

Mezosfera je sloj u kojem se temperatura ponovo smanjenjuje i pada na -90ºS sa povećanjem nadmorske visine. Ona se proteže od stratopauze (kontaktna zona između stratosfere i mezosfere) u visinu od oko 80 km, gde je temperatura do oko -70 do -80 °S.

Termosfera

Termosfera je sloj zemljine atmosfere neposredno iznad mezosfera i neposredno ispod egzosfere. U okviru ovog sloja, ultraljubičasto zračenje uzrokuje jonizaciju.

Internacionalna svemirska orbitalna stanica ima stabilnu orbitu u gornjem delu termosfere, između 320 i 380 km.

U termosferi raste temperatura. Sobzirom na nadmorsku visinu, ona apsoruje velike količine energije sunca a poseduje i male količine preostalog kiseonika koji je još uvek zaostao u njoj. Temperature u termosferi su jako zavistne od Sunčeve aktivnosti, i mogu se popeti na 1500 °S, a u visoko razređenom gasu, temperatura u ovom sloju može dostići i do 2500 °S), u toku dana. Iako je temperatura tako visoka, mi na našem telu je ne bi je osetili, jer je sredina tako blizu vakuumu i naše telo nema dovoljno kontakta sa toplotom jer nekoliko atoma gasa ne mogu da izvrše prenos toplote. Normalan termometar bi pročitao temperaturu znatno ispod 0°S.

Jonosfera

Jonosfera je sloj koji se nalazi između 90 i 800 km nadmorske visine. U njemu se nalaze slojevi formirani od električki nabijenih atoma - jona. Kao sloj sa dobrom električnom provodljivošću omogućava održavanje radio i televizijskih veza. U ovom sloju pretežni gas je vodonik. U ovom sloju dolazi do raspada meteorita koje sežu ka Zemlji. Temperatura se povećava od -73 ºS do 1500 °S.

Egzosfera

Egzosfera ili spoljni sloj Zemlje nalazi se iznad 800 km nadmorske visine. Ona se sastoji uglavnom od vodonika i helijuma, a čestice su svedena na nulu. U ovom sloju dnevna temperatura danju dostiže 2500 °S, a noću se približava temperaturi od -273 °S.

Funkcionalna podela atmosfere[uredi]

Promena atmosferskog pritiska i parcijalnog pritiska kiseonika sa visinom
Visina(m) Pritisak (mmHg) Pritisak kiseonika(mmHg)
na nivou mora 760 (664-803) 159
5.500 380 75
11.000 190 38
15.000 88 18
20.000 47 0
  • Indiferentna zona (do 1780 m)- do ove visine atmosfere u organizmu čoveka ne događaju se nikakve promene sa visinom.
  • Zona potpune kompenzacije (do 300 m)-u ovoj zoni kod potpuno zdravih ljudi ne dešavaju se nikakve promene, ali kod bolesnika u ovoj zoni mogu se javiti prvi poremećaji izazvani nedostatka kiseonika (hipoksija)
  • Zona nepotpune kompenzacije (od 3000 do 5000 m)-u voj zoni nastaju psihofiziološki poremećaji u organizmu
  • Smrta zona (iznad 5500 m)- u kojoj nastaju teški psihofiziološki poremećaji do smrtnog ishoda.
Promena atmosferskog pritiska i parcijalnog pritiska kiseonika i ugljen dioksida u vazduhu i plućima sa visinom
Visina(m) Atmosferski pritisak (mmHg) Pritisak O2 u vazduhu(mmHg) Pritisak O2 u plućima(mmHg) Pritisak SO2 u plućima(mmHg)
na nivou mora 760 (664-803) 159 109 40
5.500 380 75 40 31
11.500 155 30 12 30
19.500 47 0 0 0