ατμόσφαιρα

Ατμόσφαιρα της γης. Τι είναι και τι προκαλεί;

Με τον όρο ατμόσφαιρα της Γης εννοούμε το αέριο σώμα που περιβάλλει τη Γη και συγκρατείται λόγω της βαρύτητάς της. Φτάνει πρακτικά σε ύψος 3.500 χιλιόμετρα.

Το όριο ανάμεσα στην ατμόσφαιρα και το διάστημα δεν είναι αυστηρά καθορισμένο. Καθώς μεγαλώνει η απόσταση της από τη Γη η ατμόσφαιρα σταδιακά εξασθενεί και εξαφανίζεται σιγά σιγά στο διάστημα. Το υψόμετρο των 120 χλμ ορίζει το σημείο που τα ατμοσφαιρικά φαινόμενα γίνονται αισθητά κατά τη διάρκεια της επανεισόδου στην ατμόσφαιρα. Η γραμμή Κάρμαν στα 100 χμ λαμβάνεται επίσης συχνά σαν το σύνορο ανάμεσα στην ατμόσφαιρα και το διάστημα.

Μπορεί να προστατεύει τη ζωή στη Γη με το να απορροφά την υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία. Επίσης, θερμαίνει την επιφάνεια της με την παρακράτηση της θερμότητας και μειώνει τις αυξομειώσεις της θερμοκρασίας ανάμεσα στη μέρα και τη νύχτα.

Σε αυτήν οφείλεται η ύπαρξη ζωής, εφόσον προκαλεί την απορρόφηση μεγάλου τμήματος της υπεριώδους ακτινοβολίας. Επιπρόσθετα, ευθύνεται για την μείωση της διαφοράς των ακραίων θερμοκρασιών που θα υπήρχαν μεταξύ ημέρας και νύχτας. Ο ξηρός αέρας αποτελείται κατά 78,08 % από άζωτο, 20,95% από οξυγόνο, 0,93% από αργό, 0,0395% από διοξείδιο του άνθρακα και από ίχνη άλλων αερίων.

Η σύνθεσή της από την επιφάνεια της θάλασσας και μέχρι τα 80-100 χιλιόμετρα ύψος, παραμένει σχεδόν αμετάβλητη. Αντίθετα η πυκνότητά της ατμόσφαιρας ελαττώνεται πολύ γρήγορα. Η αναπνοή στη κορυφή του Έβερεστ (8.848 μ.) είναι πολύ δύσκολη μέχρι αδύνατη, αφού η πυκνότητά της εκεί, φθάνει μόλις τα 1/3 της πυκνότητας που παρατηρείται στην επιφάνεια της θάλασσας.

Πηγή: Wikipedia

Πόσο αθώα είναι τελικά η Αφρικανική σκόνη; Πόσο συχνά συμβαίνει;

Το γεγονός της αύξησης της συχνότητας των επεισοδίων μεταφοράς αφρικανικής σκόνης στη Μεσόγειο έχει προκαλέσει το ενδιαφέρον των επιστημόνων. Είναι σημαντικό, λοιπόν να γνωρίζουμε πως αυτό το φαινόμενο επηρεάζει τη ζωή μας όταν συμβαίνει. Είναι απλά ο περιορισμός της ορατότητας και το χαρακτηριστικό χρώμα στον ουρανό ή κάτι παραπάνω;

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να γνωρίζουμε είναι ότι τα σωματίδια που αποτελούν τη λεγόμενη «Αφρικανική σκόνη» βρίσκονται κατά βάση σε υψηλότερα στρώματα της τροπόσφαιρας δημιουργώντας ουσιαστικά ένα οπτικό φαινόμενο. Ωστόσο ένα ποσοστό αυτών των σωματιδίων καταφέρνει μέσω των διάφορων μηχανισμών της ατμόσφαιρας να κατέλθει στο έδαφος και το παρεδάφιο στρώμα άερα στο οποίο υπάρχει ανθρώπινη δραστηριότητα.

Σύμφωνα με μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν σε Αθήνα και Χαλκιδική φαίνεται πως τελικά η Αφρικανική σκόνη δεν είναι και τόσο αθώα, αφού μεταφέρει ποσότητες βαρέων μετάλλων, όπως μόλυβδο, αρσενικό, σίδηρο, μαγγάνιο, βανάδιο, νικέλιο, χρώμιο, χαλκό και ψευδάργυρο. Η χημική σύσταση της αφρικανικής σκόνης ενδέχεται σε μικρό βαθμό να οφείλεται ακόμα και στους αυξημένους εκπεμπόμενους ρύπους μεγαλουπόλεων όπως το Κάιρο. Για τον λόγο αυτό η άμεση επαφή μας με το φαινόμενο μπορεί να προκαλέσει μία σειρά άμεσων ή έμμεσων επιπτώσεων στην υγεία του ανθρώπου, όπως:

1. Δερματίτιδες (κοκκινίλες, φαγούρα, αλλεργία, έγκαυμα, μολύνσεις)
2. Αναπνευστικά (βήχας, δύσπνοια, άσθμα, πνευμονία)
3. Καρδιολογικά (ταχυκαρδία, αρρυθμία, καρδιακά επεισόδια)
4. Καρκίνο (εξαρτάται ωστόσο από τη συχνότητα που κάποιος εκτίθεται στο φαινόμενο, αλλά και από την ένταση του φαινομένου – βέβαια τα αίτια της συγκεκριμένης ασθένειας είναι πολύ πιο περίπλοκα και ίσως όχι απολύτως ξεκάθαρα ακόμα και σήμερα)
5. Επιπλοκές στην εγκυμοσύνη (δύσπνοια, κόπωση και πρόωρο τοκετό)

 

Για το λόγο αυτό πρέπει να περιορίζουμε οι άσκοπες μετακινήσεις, να παραμένουμε σε καλά αεριζόμενους χώρους και να συντηρούμε συχνά και σωστά τα συστήματα εξαερισμού και κλιματισμού.

Αν και η αφρικανική σκόνη δεν κάνει ηλικιακές διακρίσεις, θα πρέπει να τονιστεί ότι οι ευπαθείς ομάδες παρουσιάζουν μεγαλύτερη πιθανότητα να επηρεαστούν από κάποιο από τα παραπάνω νοσήματα.

 

Επίδραση και στις καλλιέργειες

Η αφρικανική σκόνη μπορεί να κατακάθεται πάνω στις επιφάνειες των φυτών. Επειδή το φαινόμενο είναι αρκετά συχνό κατά τους εαρινούς μήνες της ανθοφορίας, αυτόματα αποτελεί αποτρεπτικό παράγοντα για την αναπαραγωγή των φυτών, αφού εμποδίζεται η διαδικασία της επικονίασης.

Η μελισσοκομία μπορεί επίσης να πέσει «θύμα» αυτού του φαινομένου, αφού η αφρικανική σκόνη μπορεί να επηρεάσει τον τρόπο διατροφής και τελικά την επιβίωση των μελισσών.

Επίσης τα βαρέα μέταλλα μπορεί να μετατρέπουν μακροπρόθεσμα το έδαφος σε ένα τοξικό περιβάλλον για το ριζικό σύστημα των φυτών.

Σύμφωνα με μελέτες, καλλιέργειες μπανάνας, ζαχαροκάλαμου, ρυζιού, φασολιών αλλά και οπωροφόρων δέντρων έχουν καταστραφεί εξαιτίας βακτηρίων που περιέχονται στην σκόνη και είναι ικανά να προκαλέσουν ασθένειες.

Ως παράδειγμα, οι μύκητες Aspergillus και Cladosporium και το βακτήριο Salmonella έχουν εντοπιστεί σε δείγματα σκόνης σε φάρμες ζώων. Αυτοί οι μικροοργανισμοί ίσως μπορούν να προκαλέσουν ακόμα και ασθένειες σε ζώα (πχ. αφθώδης πυρετός).

 

Επεισόδια την τελευταία δεκαετία

Παρακάτω παραθέτουμε κάποια σημαντικά επεισόδια μεταφοράς Αφρικανικής σκόνης. Ωστόσο αυτά δεν αποτελούν και τα μόνα που έχουν συμβεί τα τελευταία 18 έτη:

4/3/2002

27/3/2004

17/4/2005

1/11/2008

18/2/2010

10/11/2010

29/5/2013

23/4/2014

24/9/2014

8/9/2015

18/2/2016

8/4/2016

13/5/2017

 

Δείτε ΕΔΩ το χθεσινό (22/3/2018) ισχυρό επεισόδιο αφρικανικής σκόνης.

 

Πηγή: Πολυτεχνείο Κρήτης

Ice columns: How do they form?

Weather is giving us lots of lessons today in London. Now, it’s snowing ice columns. Such ice crystals can form at ~ -5°C primarily or secondarily. They can form primarily in a heterogeneous way, when ice forms around an ice nucleus (usually organic or mineral particles) or secondarily when ice crystals are rimed being in a ‘wet’ environment in the cloud. In the latter mechanism the liquid droplets contacting the ice freeze and under specific circumstances break into pieces (splintering), creating more ice crystals through the Hallett-Mossop process. In any case, watching different types of crystals (ice habits) you can understand in which region of the cloud (depending on the surface temperature) the ice crystals come from. HERE you can see how ice dendrites and stellars can form.

Ice crystals can reveal what happens in the clouds (photos)

Today, I captured some really cool pictures of ice dendrites and stellars (DUE TO LOW TEMPERATURES), which dominated the precipitation we look to fall as snow (especially in southern parts of the UK, where precipitation comes mainly from stratiform and not convective clouds). Some of theme were just pristine ice crystals, but some of these ice dendrites were rimed or aggregated with other dendrites. So, what does that mean practically? It means that precipitation originates in supersaturated (the water content is more than the portion that the air can carry) regions of clouds where the temperature is between -22°C and -10°C. Such regions sometimes may be harmful due to icing conditions for aircrafts and usually are avoided.

 

This is the ice habit diagram:

Πως δημιουργείται το ουράνιο τόξο;

Το ουράνιο τόξο στην πραγματικότητα έιναι μία οφθαλμαπάτη και για να είναι ορατό πρέπει να έχουμε την πλάτη μας στραμένη προς τον ήλιοκαι να κοιτάμε προς ένα σημείο του ουρανού, στο οποίο υπάρχουν αιρούμενα υδροσταγονίδια (συνήθως μετά το πέρας ενός επεισοδίου βροχής/καταιγίδας που συνοδεύεται από γρήγορη βελτίωση του καιρού). Κάθε σταγονίδιο λειτουργεί σαν ένα μικροσκοπικό πρίσμα που διαθλά και ανακλά το φως προς τα μάτια μας και το συνολικό αποτέλεσμα εκατομμυρίων τέτοιων σταγονιδίων είναι ένα τόξο από χρώματα. Ωστόσο, οι ερωτήσεις παραμένουν. Πως λειτουργεί η ανάκλαση του φωτός; Γιατί τα ουράνια τόξα έχουν αυτό το σχήμα; Γιατί τα χρώματα εμφανίζονται με συγκεκριμένη σειρά;

Όπως αναφέραμε, το ουράνιο τόξο είναι μία οφθαλμαπάτη. Δηλαδή δεν υπάρχει κάπου στο χώρο, αλλά δημιουργείται στο οπτικό μας πεδίο κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες. Συγκεκριμένα όταν το φως του ήλιου περνάει μέσα από τα υδροσταγονίδια, ένα μέρος της ακτινοβολίας απορροφάται, ένα μέρος ανακλάται, ενώ το υπόλοιπο διαθλάται (δηλαδή συνεχίζει την πορεία του με διαφοροποιημένη πορεία). Η αλλαγή πορείας συμβαίνει εξατίας της μείωσης της ταχύτητας της ακτινοβολίας όταν περνάει μέσα στην πυνότερη (από τον αέρα) υδροσταγόνα. Έτσι όταν η ηλιακή ακτινοβολία περνάει μέσα στην σταγόνα, το λευκό φως αναλύεται στα χρώματα της Ίριδας (λόγω του διαφορετικού μήκους κύματος που έχει το κάθε χρώμα που συνιστά το λευκό φως). Οι διαφορεττικές ακτινοβολίες που αναφέρονται στα διαφορετικά χρώματα, ανακλόνται ολικώς στην πίσω διεπιφάνεια της υδροσταγόνας και έτσι επιστρέφουν προς τα πίσω.

Για να γίνει ορατό ένα ουράνιο τόξο θα πρέπει οι προσπίπτουσες με τις εξερχόμενες, από την υδροσταγόνα, ηλιακές ακτίνες να σχηματίζουν γωνία ~42°, διότι σε αυτές τις γωνίες το εξερχόμενο φως έχει τη μεγαλύτερη ένταση.

 

Τα χρώματα εμφανίζονται από πάνω προς τα κάτω με σειρά από το ερυθρό προς το ιώδες, επειδή το ερυθρό χρώμα εμφανίζει μεγαλύτερη γωνία εκτροπής και άρα προέρχεται από σταγονίδια που βρίσκονται ψηλότερα στον ουρανό. Αντίστοιχα το ιώδες προέρχεται από σταγονίδια που βρίσκονται χαμηλότερα.

 

Στην πραγματικότητα το ουράνιο τόξο είναι τμήμα ενός κύκλου με κέντρο την προέκταση της σκιάς του κεφαλιού μας. Το υπόλοιπο κομμάτι του κύκλου βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια της γης, όπου δεν υπάρχουν (προφανώς) υδροσταγονίδια. Όσο πιο χαμηλά βρίσκεται ο ήλιος, τόσο πιο μεγάλο κομμάτι του του κύκλου είναι ορατό.

Οι σταγόνες που συμμετέχουν στη δημιουργία του ουράνιου τόξου (ή καλύτερα κύκλου) βρίσκονται πάνω στην επιφάνεια ενός φανταστικού κώνου, σε θέσεις που μπορεί να απέχουν έως και εκατοντάδες μέτρα μεταξύ τους. Το ουράνιο τόξο, ουσιαστικά, είναι μία τομή αυτού του κώνου, που έχει ως κορυφή το κεφάλι μας.

 

Το ουράνιο τόξο πολλές φορές συνοδεύεται και από ένα δεύτερο πιο αχνό που τοποθετείται πάνω από το κύριο. Αυτό συμβαίνει διότι το ηλιακό φως μπορεί να υποστεί διπλή ανάκλαση μέσα στη σταγόνα. Για τον λόγο αυτό τα χρώματα είναι ανεστραμένα (σε σχέση με το κύριο ουράνιο τόξο), αλλά και πιο αχνά (λόγω της διπλής ανάκλασης).

 

Πηγή_1 , Πηγή_2 , Πηγή_3 , Πηγή_4