12.        ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΤΗΣ ΓΗΣ (ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΓΕΩΓΡΑΦΙΑ)

12.2. Συστατικά της ατμόσφαιρας

Η ατμόσφαιρα κοντά στην επιφάνεια της Γης έχει την παρακάτω σύσταση:

Ν2   78%	Αr      0,9%
Ο2   21%	CO2   0,03%

Στη σύστασή της συμμετέχουν επιπλέον και άλλα στοιχεία με πολύ μικρό ποσοστό (ιχνοστοιχεία), όπως He, Ne, Kr, Η₂, Xe, O₃).

Η σύσταση της ατμόσφαιρας μεταβάλλεται με το υψόμετρο.  Στην τροπόσφαιρα και στρατόσφαιρα επικρατεί το Ν₂, ενώ στην ιονόσφαιρα το επικρατέστερο στοιχείο είναι το υδρογόνο.  Στην ψηλότερη ζώνη υπάρχουν μόνον ιχνοστοιχεία.

Το σπουδαιότερο στοιχείο για τη ζωή στον πλανήτη μας είναι το Ο₂.  Αν το ποσοστό του πέσει κάτω από 17% είναι αδύνατο να ζήσουν οι εξελιγμένες μορφές ζωής.  θεωρητικά, το όριο αυτό βρίσκεται περίπου σε ύψος 20 Km.  Αλλά και για πτήσεις σε ύψος μεγαλύτερο από 5000 m, οι άνθρωποι εφοδιάζονται με τεχνητές συσκευές οξυγόνου και παίρνουν μέτρα απέναντι στις χαμηλές θερμοκρασίες.  Η ασθένεια των ορειβατών, επίσης, οφείλεται στην έλλειψη Ο₂, στη δυσμενή επίδραση της χαμηλής ατμοσφαιρικής πίεσης, και στην αυξημένη ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας.

To CΟ₂  είναι βασικής σημασίας για τα φυτά, γιατί είναι απαραίτητο για τη φωτοσύνθεση, αλλά είναι επικίνδυνο για την αναπνοή των ζώων και του ανθρώπου.  To CO₂ ακολουθεί έναν κύκλο.  ΄Ανθρωποι και ζώα με την αναπνοή τους αποβάλουν CΟ₂, ενώ τα φυτά δεσμεύουν CO₂ κατά τη φωτοσύνθεση και αποβάλλουν, τελικά, στην ατμόσφαιρα Ο₂.  Με τις καύσεις και την αναπνοή επιστρέφει το CO₂, και επαναλαμβάνει το γνωστό κύκλο του.  Ατμίδες ηφαιστείων, επίσης, εμπλουτίζουν την περιεκτικότητα του αέρα σε ανθρακικά οξέα.  Ένα μεγάλο μέρος όμως των ανθρακικών οξέων δεσμεύεται κατά τον σχηματισμό του ανθρακικού ασβεστίου πολλών πετρωμάτων.  Η ατμόσφαιρα της Γης, στις διάφορες γεωλογικές εποχές θα πρέπει να είχε διαφορετική περιεκτικότητα σε CO₂.  Όταν σχηματίζονταν μεγάλα κοιτάσματα λιγνιτών δεσμευόταν C, τον οποίο έπαιρναν από το CO₂.  Οι εποχές σχηματισμού μεγάλων κοιτασμάτων άνθρακα ήταν, το Λιθανθρακοφόρο και το Νεογενές.

Οι μεγαλύτερες μεταβολές παρατηρούνται στην περιεκτικότητα των υδρατμών της ατμόσφαιρας.  Ο ξερός αέρας περιέχει μικρό ποσοστό υδρατμών, σε αντίθεση με τον κορεσμένο.  Από όλα τα συστατικά του αέρα, από κλιματική άποψη, οι υδρατμοί έχουν ιδιαίτερη σημασία.  Ένα μεγάλο μέρος της ηλιακής ενέργειας, που δέχεται η Γη, καταναλώνεται στην εξάτμιση, και αποδέσμευση πάλι στην ατμόσφαιρα κατά τη συμπύκνωση των υδρατμών.

Εκτός από τα αέρια συστατικά της ατμόσφαιρας, στον αέρα υπάρχουν και στερεά σωματίδια - καπνός, σκόνη, βακτήρια κ.λπ., που μαζί με τους υδρατμούς καθορίζουν την καθαρότητα του.  Τα στερεά σωματίδια αποτελούν τους πυρήνες συμπυκνώσεως των υδρατμών.  Οι συμπυκνωμένες σταγόνες ύδατος στα σωματίδια του καπνού, εάν αυτές είναι πυκνές πάνω από μία περιοχή, περιορίζουν την αποβολή θερμότητα s από τη Γη και προστατεύουν τις διάφορες καλλιέργειες από τον παγετό.  Αυτός είναι και ο λόγος, που, κυρίως κατά την άνοιξη, οι γεωργοί με τεχνητά μέσα εμπλουτίζουν την ατμόσφαιρα σε καπνό.  Αντίθετα, τα σωματίδια του καπνού, πάνω από πόλεις, μπορούν να προκαλέσουν τον σχηματισμό νέφους επικίνδυνου για τη ζωή του ανθρώπου.

Το όζον, αλλοτροπική μορφή του οξυγόνου, έχει την ιδιότητα να απορροφά τις υπεριώδεις ακτινοβολίες και να προστατεύει τη ζωή πάνω στην επιφάνεια της Γης.  Οι υπεριώδεις ακτίνες καταστρέφουν τα μόρια του DNA και των πρωτεϊνών.

Η περιεκτικότητα της ατμόσφαιρας σε Ο₃ είναι σταθερή μέχρι 15 Km ύψος.  Στη συνέχεια, αυξάνεται μέχρι τα 20-25 Km και μετά ελαττώνεται για να εξαφανιστεί σχεδόν πάνω από 50-55 Km.

Η συγκέντρωση του Ο₃ εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος, την εποχή και τα καιρικά συστήματα.  Από τον ισημερινό, μέχρι γεωγραφικό πλάτος 60°-65° στο Β. ημισφαίριο, παρατηρείται αύξηση του Ο₃ και στη συνέχεια ελαττώνεται μέχρι το Β. πόλο.

Στο Ν. ημισφαίριο η μεγαλύτερη συγκέντρωση παρατηρείται σε γεωγραφικό πλάτος 50°.

Κατά τη διάρκεια του έτους, η μεγαλύτερη συγκέντρωση παρατηρείται στην αρχή της άνοιξης και η μικρότερη στην αρχή του φθινοπώρου.

Επίσης, αποδείχτηκε ότι η συγκέντρωση του Ο₃ επηρεάζεται από τα καιρικά συστήματα, δηλαδή παρατηρείται αύξηση όταν επικρατούν επιφανειακά βαρομετρικά χαμηλά.