A Földet vékony gázréteg veszi körül, mégis ebben a burokban dől el az élet nagy része. Itt található az oxigén, itt alakul ki az időjárás, és itt szűrődik ki a Nap káros sugárzásának jelentős része is.
A légkör tömege 5,2×1015 tonna, és ennek túlnyomó része az alsó 10–15 kilométerben található. A levegő nemcsak gázokból áll: apró cseppfolyós és szilárd részecskék, vagyis aeroszolok is vannak benne. Ezek mennyisége kicsi, mégis fontos szerepük van a légköri folyamatokban.
Miből áll a levegő, és miért számít a kevésből is ennyi?
A levegő legnagyobb részét a nitrogén adja 78,084%-kal, utána jön az oxigén 20,946%-kal, az argon 0,934%-kal és a szén-dioxid 0,032%-kal. A fennmaradó töredéket a nyomgázok és az aeroszolok adják. Kis mennyiségben vannak jelen, de a működésük messze nagyobb súlyú, mint amit az arányuk alapján gondolnánk.
Az ózon is ebbe a körbe tartozik. Ebből kevés van a légkörben, mégis életfontosságú, mert a felsőbb légrétegekben védőpajzsként működik. A légkörben a légzők számára nélkülözhetetlen oxigén is itt található, ezért is mondható, hogy létünket ennek a gázburoknak köszönhetjük.
Hogyan épül fel a légkör, és hol zajlik a hétköznapi időjárás?
A légkört a hőmérséklet magasság szerinti változása alapján rétegekre osztják. Alul a troposzféra van 0–12 kilométer között, fölötte a sztratoszféra 12–50 kilométerig, majd a mezoszféra 50–85 kilométerig, a termoszféra 85–1000 kilométerig, végül az exoszféra következik 1000 kilométer felett. A rétegek határát a tropopauza, a sztratopauza, a mezopauza és a termopauza jelöli.
A mindennapi időjárás a troposzférában zajlik: itt alakul ki a felhő, a csapadék, a szél és a hőmérséklet ingadozása. A levegő alulról melegszik fel, mert a napsugárzás először a felszínt éri, és onnan adódik át a hő a közeli levegőnek. Emiatt a troposzférában általában csökken a hőmérséklet a magassággal: száraz levegőben 100 méterenként 1 °C-kal, nedves levegőben 0,65 °C-kal.
Van kivétel is. Derült, szélcsendes éjszakán a talaj erősen kisugároz, és a felszín közelében a levegő gyorsan lehűlhet. Ilyenkor talaj menti inverzió jön létre: a hőmérséklet nem csökken, hanem nő a magassággal. Ez gyakran sűrű köddel jár, és a nappali felmelegedés, valamint a szél erősödése általában feloszlatja.
Mit csinál a Nap sugárzása a légkörrel?
A légköri folyamatok fő energiaforrása a Nap. Sugárzása részecskesugárzásból és elektromágneses sugárzásból áll, de a Föld szempontjából az elektromágneses résznek van nagyobb szerepe. A légkör ezt az energiát nem engedi át változatlanul: egy részét elnyeli, más részét szórja. Ezért gyengül a felszínre jutó sugárzás, és ezért világos az ég nappal.
A Nap sugárzó energiájának 7%-a ultraibolya és röntgen tartományba esik, 46%-a a látható fényhez tartozik, 47%-a pedig infravörös. A felszínre jutó sugárzás egy része elnyelődik, majd a felmelegedett talaj hőt ad át a fölötte lévő levegőnek. Vagyis a légkör alulról melegszik fel.
Ez a folyamat a felszíntől is függ. A különböző területek eltérően verik vissza a napsugárzást: ezt albedónak nevezik. Szántóföld fölött kisebb a visszaverés, erdős és vízzel borított felszínek fölött mérsékeltebb, hó- és jégfelszín fölött viszont igen nagy. Minél kisebb az albedo, annál több sugárzás nyelődik el, és annál jobban melegszik a felszín.
A felmelegedés mértékét a napsugarak beesési szöge, a sugárzás intenzitása és időtartama, a domborzat, a felszín színe, a felhőzet mennyisége és a légáramlás sebessége is befolyásolja. A légkör hővisszatartó tulajdonságát üvegházhatásnak nevezzük.
Az ózon a légkörben természetes módon, a napsugárzás hatására keletkezik a levegő oxigénjéből. Legnagyobb koncentrációban 15–25 kilométer között található, és az élővilág számára káros UV-B sugárzás 90%-át kiszűri, valamint jelentősen csökkenti az UV-C sugárzást is. Ha az ózonréteg vékonyabb lesz, több káros sugárzás érheti a felszínt.
A légkör így egyszerre véd, melegít és mozgásban tartja a földi folyamatokat. Ha ez a vékony burok nem működne így, az élet mai formája sem maradhatna fenn. Ha a sugárzás vagy a rétegek működése körül kérdés marad, érdemes a légköri ózon szerepét külön is végiggondolni.
