Atmosfera to powłoka gazowa otaczająca ciało niebieskie, np. planetę Ziemię. Atmosferę ziemską wypełnia powietrze, które jest mieszaniną gazów: azotu (~78%), tlenu (~21%), argonu (~0,9%) oraz dwutlenku węgla, neonu, helu, kryptonu, ksenonu, wodoru, ozonu. Ponadto atmosfera zawiera domieszki gazowe, stałe i ciekłe, np. parę wodną, amoniak, jod, tlenki metali powstałe jako produkt spalania (siarki, fosforu) oraz aerozole (bakterie, pyłki, dym, sadze itp.). Skład jakościowy i ilościowy powietrza zmienia się w miarę oddalania od powierzchni Ziemi. W wyżyszych warstwach atmosfery wzrasta udział wodoru, powietrze robi się też coraz rzadsze, co można opisać jako spadek ciśnienia atmosferycznego wraz ze wzrostem wysokości. Atmosfera nie ma wyraźnej granicy zewnętrznej – na wysokości kilkuset kilometrów płynnie przechodzi w przestrzeń kosmiczną. Zostało w niej wyróżnionych kilka warstw.
PRZEKRÓJ PRZEZ ATMOSFERĘ zmiany temperatury wraz z wysokością
Do powierzchni Ziemi przylega troposfera o grubości do 17 km nad Równikiem; nad biegunami grubość troposfery zmniejsza się nawet do 5 km. W niej zachodzą najbardziej istotne dla człowieka procesy, które decydują m.in. o pogodzie i klimacie. Nieco wyżej, w dolnej części stratosfery, znajduje się ozonosfera. Występujący tam tlen ma postać ozonu (O3), który znacznie ogranicza dopływ szkodliwego promieniowania ultrafioletowego do naszej planety. Pozostałe warstwy są już bardzo rozrzedzone (75% całkowitej masy powietrza zawarte jest do wysokości 10 km nad Ziemią) i praktycznie nie mają znaczenia dla życia człowieka. Podany podział wynika ze zmian temperatury wraz ze wzrostem wysokości: w troposferze temperatura spada, w stratosferze rośnie, w mezosferze ponownie spada, a w termosferze znów rośnie. Powietrze w atmosferze znajduje się w nieustannym ruchu. Krążenie maspowietrza wokół kuli ziemskiej zostało dokładnie przedstawione w rozdziale Klimat na Świecie. __________
Atmosfera ziemska jest na ogół przezroczysta, a chmury są jednym z nielicznych jej elementów, które można zaobserwować gołym okiem. Zdefiniować je można jako zbiór mikroskopijnych kropelek wody lub (i) kryształków lodu, które powstały w wyniku kondensacji lub (i) krystalizacji zawartej w powietrzu pary wodnej. Zmiana stanu skupienia pary wodnej następuje najczęściej wskutek ochładzania się wilgotnego powietrza. Ma to miejsce np. na styku dwóch różnych mas powietrza. Występują tam fronty atmosferyczne – zimny, jeśli masa zimna wypiera ku górze masę ciepłą i ciepły, gdy masa ciepła nasuwa się na zimną. Także kiedy powietrze unosi się do góry, następuje jego ochłodzenie i para wodna może się skraplać.
zimny front atmosferyczny
ciepły front atmosferyczny
Istnieje 10 podstawowych rodzajów chmur, które tworzą się właściwie tylko w troposferze, jednak na różnych wysokościach. Dlatego wyznaczone zostały 3 piętra - wysokie, średnie i niskie - w zależności od najczęściej występujących tam chmur.
Zgodnie z przysłowiem nie z każdej chmury pada deszcz. Najbardziej sprzyjające warunki do tworzenia się opadów występują w piętrze niskim i średnim. Szczególnie dotyczy to chmur typu Nimbostratus (warstwowo-deszczowe) i Cumulonimbus (kłębiasto-deszczowe, burzowe). Małe kropelki wody lub kryształki lodu łatwo łączą się tam ze sobą, dzięki czemu stają się coraz cięższe i nie mogąc utrzymać się w powietrzu opadają na Ziemię. Natomiast nigdy żadnych opadów nie przynoszą pierzaste cirrusy z piętra wysokiego.
