A Nap energiája elindítja a légköri folyamatokat, de a földfelszínre már jóval kevesebb jut el belőle. A légkör elnyel, szór és visszaver, ezért a napsugárzás ereje útközben sokat veszít. Ebben az ózonréteg és a felszín fényvisszaverése is fontos szerepet játszik.
A légkör vékony gázburokként veszi körül a Földet, mégis ez teszi lehetővé az életet. Tömege 5,2×1015 tonna, és túlnyomó része az alsó 10-15 kilométerben található. Ebben a rétegben van az oxigén, valamint a gázok mellett cseppfolyós és szilárd részecskék is, vagyis aeroszolok. Ezek mennyisége kicsi, mégis gyengítik a felszínre érkező sugárzást.
A levegő összetétele sem közömbös. A légkör fő összetevői a nitrogén, az oxigén, az argon és a szén-dioxid, mellettük nyomgázok is jelen vannak. A vízgőz, a párolgás, a csapadékképződés és az elfolyás pedig állandó körforgást alkot. Amit időjárásként érzékelünk, az ezeknek az egymásra ható folyamatoknak az eredménye.
Az ózonpajzs: kevés van belőle, mégis sok múlik rajta
Az ózon a légkörben elenyésző mennyiségben van jelen, mégis létfontosságú, mert elnyeli az élővilág számára káros ultraibolya sugárzást. A legnagyobb koncentrációja 15 és 25 kilométer között található, ezt a sávot nevezzük ózonpajzsnak. A troposzférában, vagyis a légkör alsó 10 kilométerében az összes ózon csupán 10%-a van jelen.
Az ózon természetes módon is képződik: a napsugárzás hatására a levegő oxigénjéből jön létre. A légköri ózon a Napból érkező UV-B sugárzás 90%-át kiszűri, és az UV-C sugárzás erősségét is jelentősen csökkenti. Ha az ózonréteg vékonyodik, több káros sugárzás jut le a felszínre.
Mi történik a napsugárzással, mire elérné a talajt?
A légkör fő energiaforrása a Nap sugárzása. A rövidebb hullámhossztól a hosszabb felé haladva gamma-sugárzást, röntgensugárzást, ultraibolya sugárzást, látható fényt, infravörös sugarakat és rádióhullámokat különböztetünk meg. A Nap sugárzó energiájának 7%-a az ultraibolya és röntgen tartományba tartozik, 46%-a látható fény, 47%-a pedig infravörös tartomány.
A légkör tetejét elérő sugárzásnak kevesebb mint a fele jut el a talajfelszínig. Ennek egyik oka az elnyelés, a másik a szórás. A szórás adja a nappali világosságot is. A felszín nem egyszerűen átveszi ezt az energiát: elnyeli, majd hőt ad át a fölötte lévő levegőnek. Ezért mondjuk, hogy a levegő alulról melegszik fel.
A felszínek nem egyformán verik vissza a napsugárzást. Ezt a visszaverőképességet albedónak nevezzük. Szántóföld fölött például nagyobb a melegedés, mert a napsugárzásnak csak körülbelül 15%-át veri vissza a felszín. Erdős és vízzel borított területeken ez az arány 30% körül van, hó- és jégfelszínen pedig 60-90% is lehet. A világos, havas táj ezért jóval több sugárzást küld vissza, mint a sötétebb felszín.
Mitől lesz ebből hőmérséklet, köd és szél?
A troposzférában a hőmérséklet általában a magassággal csökken: száraz levegőben 100 méterenként 1 °C, nedves levegőben 0,65 °C az átlagos csökkenés. Előfordulhat azonban fordított helyzet is, amikor a hőmérséklet felfelé nő. Ha ez közvetlenül a talaj közelében alakul ki, talajmenti inverzióról beszélünk. Ehhez szélcsend és derült, felhőtlen éjszaka kell, mert ilyenkor a felszín erősen kisugároz, és a talaj közelében erős lehűlés indul meg.
Ugyanez a lehűlés a köd kialakulásában is szerepet játszik. Ködnek akkor nevezzük a jelenséget, ha a látástávolság 1 kilométer alá csökken. A kisugárzási köd derült, szélcsendes éjszakákon jelenik meg, és a délelőtti besugárzás hatására rendszerint feloszlik. A levegő akkor telítődik, amikor a harmatpont alá hűl, és a felesleges nedvesség kicsapódik.
A légnyomás és a szél is ebbe a körbe tartozik. A légnyomás a felszín fölötti légoszlop nyomása, átlagos értéke a földfelszínen 1013 hPa. A szél pedig a magas nyomás felől az alacsony nyomás felé törekvő levegő vízszintes áramlása. Minél nagyobb a nyomáskülönbség, annál erősebb a szél.
Ha valaki a hétköznapi időjárási különbségek mögé akar látni, innen érdemes indulni. Ha pedig az ózonréteg vékonyodása vagy a gyakori talajmenti köd miatt merül fel kérdés, már érdemes meteorológussal beszélni.
