Vazduhoplovna medicina/Sadržaj/Vazduhoplovna fiziologija/Atmosfera
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]
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
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.
| 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]| 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.
| 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 |