Atmosfäär

Report
Atmosfäär
Tiina Kapten
Geograafiaõpetaja
Atmosfäär
►
Atmosfäär ehk õhkkond on ümbritsenud inimest tema
igapäevastes tegemistes kogu inimkonna ajaloo jooksul.
►
Kliimatingimused on kujundanud looduskeskkonna ning
mõjutanud inimeste tegevusalasid ja elulaadi.
►
Kõige enam sõltuvad ilmastikust põllumajandus,
lennundus ja merendus.
►
Ilma jälgimisest väljakasvanud meteoroloogia tekkis juba
antiikajal.
►
Baromeetri ja termomeetri leiutamine 17. sajandil
võimaldas atmosfääri uuringutes täpsete mõõtmiste
tegemist ja nende tulemuste talletamist.
►
Tänapäeval saadakse andmeid ilma kohta satelliitpiltidelt,
ilmaradaritelt, õhupalliga taevasse lastavatelt
raadiosondidelt, laevadel ja lennukitel olevatest
automaatjaamadest.
►
Arvutivõrgu kaudujõuab info meteoroloogiakeskustesse,
kus koostatakse automaatselt ilmakaarte.
►
Arvutid koostavad mudelite abil numbrilisi ilmaprognoose.
►
Kuna atmosfäär on väga keeruline ja muutlik, siis ei
suudeta ilma ennustada nädalast pikemaks perioodiks.
Atmosfääri koostis
►
Atmosfääri tänapäevane koostis on kujunenud pika arengu
käigus.
►
Õhk on gaaside segu, mille koostises on:
 Lämmastik mis tekib orgaanilise aine lagunemisel ja on vajalik
toitaine taimekasvuks. (~78%)
 Hapnikku tuleb õhku juurde fotosünteesivate organismide
elutegevuse käigus. Seda kasutavad organismid hingamiseks.
(~21%)
 Argoon (~0,93 %)
 Süsihappegaas satub õhku fossiilsete kütuste põletamise,
vulkaanipursete ja organismide hingamise tagajärjel. Süsihappegaas
neelab pikalainelist soojuskiirgust ja selle koguse suurenemine
atmosfääris põhjustab kliima soojenemist (~0,03%)
 Lisaks eelmainitutele on õhus veel mitmesuguseid teisi
gaase (~0,04%) väga väikestes kogustes
 Õhus oleva veeauru hulk varieerub väga suurtes
piirides (0,5-4%).
 Kõige rohkem on veeauru maapinna lähedal
ekvatoriaalses kliimavöötmes. Kõrguse kasvades
veeauru hulk kahaneb kiiresti.
 Veeaur neelab nii päikesekiirgust kui ka maapinna
soojuskiirgust, mille tagajärjel õhutemperatuuri
kõikumised vähenevad.
 Õhus esineb veel pisikesi tolmu-, tahma- ja
soolaosakesi, mida kõiki kokku kutsutakse aerosooliks
Atmosfääri ehitus
Õhutemperatuuri vertikaalsuunalise muutumise alusel on atmosfäär jagatud
neljaks sfääriks. Igat sfääri iseloomustab temperatuuri kindlasuunaline muutumine
Troposfäär
►
Kõige alumine atmosfääri kiht, kus paikneb valdav osa (ligi
80%) õhkkonna massist.
►
Troposfääris toimub temperatuuri järkjärguline langemine
keskmiselt 6°C kilomeetri kohta.
►
Troposfääri kohal on tropopaus - õhukiht, millest kõrgemal
temperatuur enam ei lange.
►
Polaaralade kohal asub tropopaus 8-9 km, Eestis 11 km ja
Ekvaatoril tõuseb see 15-16 km kõrgusele.
►
Troposfääri paksuse muutumist põhjustab maakera
pöörlemisest tingitud kesktõukejõud, mis kuhjab rohkem
õhku kokku troopilistele aladele, kus see jõud on kõige
tugevam.
►
Troposfääris leiavad aset kõik peamised ilmastikunähtused:
tekivad pilved ja sademed, õhk liigub ja seguneb pidevalt,
kujuneb ilm ja kliima. Tõusvad õhuvoolud võivad kerkida
kuni troposfääri ülapiirini.
Stratosfäär
►
ulatub ligi 50 km kõrguseni ja moodustab umbes 20%
atmosfääri massist.
►
Stratosfääris hakkab temperatuur kõrguse kasvades tõusma.
►
Selle peamiseks põhjustajaks on osoonikiht, mis neelab
peaaegu täielikult päikeselt tuleva ultraviolettkiirguse, mille
tagajärjel õhk soojeneb.
►
Osoonikihi olemasolu tagab elu püsimise maakeral, sest liigne
ultraviolettkiirgus kahjustab organismide kudesid, mõjudes
seega surmavalt.
►
Viimastel aastakümnetel on avastatud nn osooniaugud
pooluste kohal.
Mesosfäär ja Termosfäär
►
Mesosfääris (50-85 km) enam osooni pole ja temperatuur
langeb kõrguse kasvades kiiresti.
►
Õhk on sellisel kõrgusel juba üsna hõre.
►
Termosfääris on õhumolekule jäänud juba nii vähe, et
nende suure kineetilise energia tõttu temperatuur tõuseb.
►
Termosfäär läheb sujuvalt üle planeetidevaheliseks ruumiks.
►
Atmosfääri ülemist piir on võimatu määrata. Tinglikult võib
õhkkonna paksuseks lugeda 1000 km.
Päikesekiirguse spektraalne koostis
►
Päikesekiirguse moodustavad elektromagnetlained
►
Päikesekiirguse spekter jaotatakse kolmeks peamiseks lainealaks.
 UV (ultraviolettkiirgus) ~ 8%
 Nähtav valgus ~ 56%
 IP (infrapunakiirgus) ~36%
►
UV kiirgus põhjustab inimestel päevitust, mis liialdamise korral
mõjub tervist kahjustavalt, tekitades isegi nahavähki. Eriti ettevaatlik
tuleks päevitamisega olla polaaraladel ja nende läheduses,
esmajoones just lõunapoolkeral, kus osoonikiht on õhem. Muidugi
on liigpäevitumise oht suur ka kõrgemal mägedes, kus õhk on palju
hõredam, puhtam ja läbipaistvam kui madalamal.
►
Punasest spektriosast pikema lainepikkusega on infrapunane kiirgus,
mida inimese silm ei näe, kuid mida keha tunneb soojuskiirgusena.
Infrapunase kiirguse abil kandub edasi soojus.
Päikesekiirguse muutumine atmosfääris
►
Atmosfääri läbides päikesekiirguse hulk väheneb.
►
Osa kiirgust peegeldub pilvedelt tagasi
kosmosesse, osa neeldub atmosfääris
ja muundub soojusenergiaks.
►
Neelavateks aineteks on stratosfääris
osoon ning troposfääris veeaur, pilved
ja aerosool.
►
Maapinnale jõuab umbes pool atmosfääri
sisenenud päikesekiirgusest.
►
Osa kiirgust jõuab otse maapinnani, teine osa aga hajub pilvedes ja jõuab
maapinnani ilma kindla suunata hajuskiirgusena.
►
Otsekiirguse osakaal on suur päikesepaistelise ilma korral, pilves ilmaga aga
jõuab maapinnale üksnes hajuskiirgus.
►
Otse- ja hajuskiirgus kokku moodustavad kogukiirguse.
Albeedo
►
Suurem osa maapinnale jõudnud päikesekiirgusest neeldub, mille
tagajärjel aluspind soojeneb.
►
Teine osa peegeldub atmosfääri tagasi.
►
Mida tumedam ja niiskem on aluspind, seda suurem on neeldunud
osa ja väiksem peegeldunud osa.
►
Kõige enam kiirgust - üle 90% peegeldub tagasi värske lume
pinnalt. Sel juhul on aluspinna albeedo ehk tagasipeegeldunud
kiirguse suhe pinnale langenud kiirgusesse 0,9 või üle selle.
►
Albeedo iseloomustab aluspinna peegeldumisvõimet.
 värske lumi 0,9
 tavalise taimkattega kaetud maapind 0,20-0,25
 värskelt küntud põld 0,10-0,15
 veepind 0,05-0,10
Kiirgusbilanss
►
Iga keha, mis soojeneb, kiirgab omakorda pikalainelist
soojuskiirgust.
►
Kui keha kiirgab, siis sellega annab ta soojust ära ning
jahtub.
►
Mida kõrgem on aluspinna temperatuur ja madalam
õhutemperatuur, seda suurem on Maa soojuskiirgus ja
seda kiiremini maapind jahtub.
►
Kui ilm on pilves, õhk soe ja sisaldab palju veeauru, siis
esineb märkimisväärne atmosfääri vastukiirgus.
►
Teatud ilmastikutingimuste juures, (näiteks kui maapind on
külmunud ja selle kohale liigub soe ja niiske mereline
õhumass), on atmosfääri vastukiirgus suurem kui Maa
soojuskiirgus, mille tagajärjel õhk soojendab maapinda.
►
Efektiivseks kiirguseks nimetatakse Maa soojuskiirguse
ja atmosfääri vastukiirguse vahet.
►
Tavaliselt on see positiivne, s.t. et maapind annab
rohkem soojuskiirgust ära kui atmosfäärilt vastu saab.
►
Mida selgem on ilm ja puhtam õhk, seda tugevam on
efektiivne kiirgus.
►
Efektiivne kiirgus kujutab enesest seda osa Maa
soojuskiirgusest, mis ei neeldu atmosfääris, vaid lahkub
sealt, ning mille võrra maapind tegelikult jahtub.
►
Kiirgusbilanss on maapinnas neeldunud ja maapinnalt
lahkunud kiirgusvoogude vahe:
R = Q(1-A)-E,
kus R - kiirgusbilanss, Q - kogukiirgus, A - albeedo ja E efektiivne kiirgus.
►
Positiivne kiirgusbilanss tähendab, et maapind saab
päikeselt rohkem kiirgusenergiat, kui ise soojuskiirgusena ära
annab.
►
Negatiivse kiirgusbilansi korral annab maapind
soojuskiirgust rohkem ära, kui juurde saab. Selline olukord
esineb öösel, kui päikesekiirgust üldse juurde ei tule.
►
Eestis on aastane kiirgusbilanss positiivne. Negatiivne on ta
vaid talvisel ajal, eriti siis, kui maapind on lumega kaetud.
► Tervikuna
on maakera kiirgusbilanss
tasakaalus, mis tähendab, et kogu juurdetulev ja
lahkuv kiirgushulk on võrdsed.
► Vööndiliselt
on erinevused aga suured. Kui
palavvöös on soojenemine ülekaalus, siis
polaaraladel toimub jahtumine.
► Kui
kiirgusbilanss oleks positiivne, siis toimuks
pidev soojenemine kuni maakera ülessulamiseni ja
ärapõlemiseni, negatiivse bilansi korral aga pidev
jahtumine ja lõplik jäätumine.
► Viimastel
aastakümnetel on täheldatud, et
maakera kiirguslik tasakaal on häiritud
kasvuhooneefekti tugevnemise tõttu.
Fossiilse kütuse põletamise
tagajärjel on atmosfääri paisatud
süsihappegaasi kontsentratsioon
hüppeliselt kasvanud.
►
Seetõttu on atmosfäär
hakanud neelama rohkem
Maa soojuskiirgust ja seda
on vähem lahkunud maailmaruumi.
►
Selle tulemusena on efektiivse
kiirguse hulk mõnevõrra vähenenud.
►
Järelikult ei ole tänapäeva kliima soojenemine põhjustatud
mitte kiirguse juurdevoolu suurenemisest, vaid maapinda ja
atmosfääri jahutava kiirgusvoo nõrgenemisest
►
Kasvuhooneefekt
►
Kasvuhoones on temperatuur üldjuhul palju kõrgem kui
ümbritsevas õhus, sest lühilaineline päikesekiirgus, mis läbib
kasvuhoone klaasi või kile, jõuab mullapinnale ja soojendab
seda tugevasti.
►
Maapinnalt lahkuvat pikalainelist soojuskiirgust klaas või kile
aga läbi ei lase.
►
Maa õhkkond talitleb sarnaselt kasvuhoonega.
►
Lühilaineline päikesekiirgus läbib atmosfääri, kuid
pikalainelise soojuskiirguse väljumine on takistatud.
►
See neeldub õhus, mille tagajärjel atmosfäär soojeneb.
►
Peamiseks soojuskiirguse neelajaks on veeaur, lisaks veel
süsihappegaas, metaan, naerugaas, maalähedane osoon jt
gaasid, samuti aerosool.
►
Kokku on selliseid gaase atmosfääris üle 40 ja neid
nimetatakse kasvuhoonegaasideks.
►
Kasvuhooneefekt on looduslik protsess, mis on
atmosfääris esinenud kas suuremal või vähemal määral
kogu aeg.
►
Nendel geoloogilistel ajastutel, kui CO2 sisaldus oli suur,
valitses maakeral soe kliima, ja kui see oli väike, siis
domineeris külm kliima koos mandri- ja mägijäätumisega.
►
Viimastel aastakümnetel on inimtegevuse tagajärjel
eelkõige süsihappegaasi, aga ka metaani ja naerugaasi
hulk suurenenud. Arvatakse, et see ongi põhjustanud
kliima soojenemise.
► Globaalne
kliimamuutus on endaga juba kaasa
toonud palju ebameeldivaid tagajärgi.
► Ilmastik
on muutunud ebapüsivamaks ja ilmastikust
tingitud materiaalne kahju on viimastel
aastakümnetel kasvanud mitmekordselt.
► Ulatuslikel
aladel on kliima muutunud põuasemaks,
mis on endaga kaasa toonud kõrbestumise, näiteks
Sahara kõrbest lõuna poole jäävas Saheli
piirkonnas.
► Teisalt
on aga esinenud suuri üleujutusi, näiteks
viimastel aastatel Kesk-Euroopas, mida varasemast
ajast pole teada.
►
Kliima soojenemise tagajärjel tõuseb maailmamere
veetase, mis on juba kaasa toonud negatiivseid tagajärgi
ranniku üleujutamise ja purustamise näol, eriti Vaikse
ookeani väikesaartel.
►
Eestis täheldatakse kliima soojenemise mõju eelkõige
selles, et talved on pehmemad, sajusemad ja ebapüsiva
lumikattega.
►
Selle tagajärjel on kevad varasem. Põuaoht on
suurenenud kevadel ja suve esimesel poolel.
Osooniaugud
►
Osooni on atmosfääris kõigil kõrgustel, kuid valdav osa
sellest paikneb stratosfääris.
►
Osooniaukudeks nimetatakse osoonikihi olulist õhenemist
stratosfääris. See ei tähenda osooni täielikku
puudumist, sest siis hävitaks ultraviolettkiirgus kõik elava.
►
Osooniaugud esinevad sesoonselt polaaraladel, eriti
Antarktika piirkonnas.
►
Osooni kontsentratsiooni kõikumised stratosfääris on
määratud keeruliste fotokeemiliste protsesside ja õhu
tsirkulatsiooni poolt.
►
Kõige suuremat ohtu kujutab UV-kiirgus kevadel, kui osooni
on vähem ja päikesekiirguse intensiivsus suur ning inimese
organism pole harjunud kiirgust sellises koguses saama.
Kõige tõsisemad probleemid osooniaukudega seoses jäid 1990. aastate
esimesse poolde.
►
Teadlased tegid kindlaks, et peamisteks
osooni lagundavateks aineteks on freoonid,
mis lenduvad külmutuskappide, õhujahutusseadmete ja mitmete pihustuvate ainete
balloonide kasutamisel.
►
►
Pärast seda hakati rahvusvahelisel tasandil nende tootmist vähendama.
►
Peale freoonide õhkupaiskamise vähendamist on vähenenud ka
osooniaugud.
►
Osoonikihi looduslikud kõikumised on taastumas ja loodetavasti pole
tulevikus põhjust suurenenud ultraviolettkiirgust enam nii väga karta.
►
Arvatakse et ossooniaugud Antarktika kohal võivad alates 2020. aastast
hakata pidevalt väiksemaks muutuma ning kaduda lõplikult aastaks 2050,
Tuul ja õhuringlus
Tuule kiirust ja suunda mõjutavad tegurid
►
Õhurõhu territoriaalsed erinevused põhjustavad õhu
horisontaalse liikumise - tuule.
►
Õhu paneb liikuma gradientjõud, mis on suunatud
kõrgema rõhuga alalt madalama rõhuga ala suunas.
 Mida suurem on õhurõhu muutus pikkusühiku kohta ehk
õhurõhu gradient, seda tugevam tuul puhub.
 Ilmakaardilt näeme kõige tormisemaid paiku selle järgi, kus on
isobaarid joonistatud kõige tihedamalt üksteise kõrvale.
 Kui gradientjõud oleks ainsaks tuule liikumist mõjutavaks jõuks,
siis õhurõhu erinevused kaoksid kiiresti ja püsivaid tuulte
süsteeme ei tekiks.
►
Oluliseks tuule suunda mõjutavaks jõuks on maakera pöörlemisel
tekkiv inertsjõud ehk Coriolisi jõud.
 Põhjapoolkeral kalduvad selle jõu mõjul liikuvad kehad, sh õhk ja vesi,
oma liikumise suunast paremale, lõunapoolkeral vasakule.
 Coriolisi jõud on maksimaalne poolusel ja puudub ekvaatoril.
►
Maapinnalähedases, kuni 1 km kõrguses õhukihis mõjutab tuule
liikumist veel aluspinna hõõrdejõud.
 Selle tulemusena tuule kiirus maapinna kohal väheneb ja tuule suund
muutub.
 Mida suurem on hõõrdejõud, seda enam kaldub tuul põhjapoolkeral
esialgsest liikumissuunast vasakule, s.t madalama õhurõhuga ala
suunas.
 Seetõttu võib märgata tuule suuna kuni 30-kraadilist erinevust ehk
tuulenihet kõrgemate õhukihtide ja maapinnalähedase tuule vahel.
►
Näiteks kui kõrgemal liiguvad pilved läänest itta, siis maapinna lähedal võib
puhuda hoopis edelatuul.
Globaalne õhuringlus
Globaalne õhuringlus ehk
atmosfääri Üldine
tsirkulatsioon tähendab
suuremõõtmeliste õhuvoolude
suhteliselt püsivat süsteemi,
mille järgi toimub õhumasside
ümberpaiknemine maakeral.
►
Nende õhuvooludega kantakse
suuri soojuse ja niiskuse hulki ühest
piirkonnast teise.
►
Kui Maa pind oleks täiesti ühtlane ja Maa ei pöörleks, siis oleks üldine
õhutsirkulatsioon lihtne.
►
Ekvaatorilähedastelt aladelt tõuseks soe õhk ülespoole ja valguks sealt
Pooluste suunas, jahe õhk liiguks aga pooluste poolt otse ekvaatori suunas.
►
►
Tegelikkuses muudavad kogu maakera hõlmava õhuringluse keerukaks
mitu asjaolu:
 juba nimetatud Coriolisi ja hõõrdejõud, mis muudavad õhu
liikumise suunda.
 Ulatuslike mere- ja maismaa-alade erinev soojenemine ja
jahtumine, mis mõjutab kõrg- ja madalrõhualade paiknemist ning
õhu liikumist.
 Märgatavaks takistuseks maapinnalähedaste õhumasside
liikumisele on ka kõrged mäestikud.
Tänu päikesekiirguse tsonaalsele
jaotusele ning mere ja maismaa
ebaühtlasele soojenemisele on ka
õhurõhk vöönditi erinev.
►
See määrab valitsevate tuulte
tsonaalse jaotuse maakeral.
►
Mõlemal poolkeral on neli
õhurõhu vööndit:
►




Ekvatoriaalsel alal madalrõhkkond
30. laiuskraadidel valitseb kõrgrõhuvöönd
60. laiuskraadidel madalrõhkond
polaaraladel kõrgrõhkkond
►
Ekvaatorilähedased alad saavad palju päikesekiirgust.
►
Õhk soojeneb ja hakkab tõusma, mille tagajärjel kujuneb
püsiv madalrõhuala.
►
Tõusev õhuvool kerkib kuni tropopausini ja hakkab seal
liikuma pooluste suunas.
►
30. laiuskraadideni jõudes on õhk jahtunud, ja hakkab
laskuma, tekitades alumistes õhukihtides kõrgrõhuala.
►
Laskuv õhk soojeneb ja muutub kuivemaks, põhjustades
nendel laiustel pidevalt kuivad ja päikesepaistelised ilmad.
Maapinnalähedases õhukihis
liigub osa lasknud kuivast õhust
ekvaatori, teine osa suremate
laiuste kui madalama õhurõhuga
alade suunas.
►
Püsivalt ekvaatori poole
puhuvad tuuled passaadid –
kalduvad oma suunast Coriolisi
jõu tõttu kõrvale, tekitades
põhjapoolkeral kirdepassaadid ja lõunapoolkeral
kagupassaadid .
►
►
Seega üldiselt domineerivad troopikas idakaartetuuled.
►
Sellise lihtsa tsirkulatsiooniskeemi muudavad keerulisemaks
mussoonid - ulatuslikud õhuvoolude süsteemid, mille
korral tuule suund muutub sesoonselt vastupidiseks.
►
Nad tekivad suurte mandrite äärealadel maismaa ja
veepinna erinevast soojenemisest ja jahtumisest.
Tüüpilisel kujul esinevad mussoonid Lõuna-Aasias.
 Suvel, kui päike paistab seniidi lähedalt, puhub tuul
ookeanilt mandrile, tuues kaasa niiskust ja sadu suvemussoon
 Talvel, kui päike liigub madalamalt, puhub tuul valdavalt
mandri siseosast ookeani suunas. Siis on põuaperiood –
talvemussoon.
►
Mussoone põhjustab ookeani ja mandri ebaühtlane
soojenemine ja jahtumine
Osa 30. laiustel laskunud võrdlemisi
soojast õhust liigub pooluste suunas ja
kohtub umbes 60. laiustel pooluste poolt
tuleva külma õhuga.
►
Coriolisi jõu mõjul kaldub õhuvool
paremale, tekitades kõrgemates
õhukihtides läänetuuled.
►
Maapinna lähedal on hõõrdumise tõttu
ülekaalus edela tuuled.
►
Vastastikku liikuvad soe ja külm õhumass ei segune omavahel kuigi hästi ja neid
jääb eraldama polaarfront. Selles piirkonnas tekivad tõusvad õhuvoolud.
►
Polaaraladel on domineerivaks õhuvooluks idatuuled, mis maapinna lähedal
Arktikas on enam kirdest, Antarktikas aga kagust, eemale pooluse kohal olevast
►
tugevast kõrgrõhkkonnast.
►
Paljuaastase keskmise õhurõhu kaardilt on näha kõrgema ja madalama
õhurõhuga piirkonnad ehk maksimumid ja miinimumid.
►
Neid kokku nimetatakse atmosfääri mõjukeskmeteks, sest nad
kujundavad õhuringlust palju suuremal alal, kui on nende endi pindala.
►
Näiteks Eesti ilma kujundavad:
 Islandi miinimum, mis põhjustab meil pehme ja sajuse talveilmastiku
 Assoori maksimum, mille mõjul esineb meil suvel eriti palavaid ja
päikesepaistelisi ilmu.
Õhuringluse mõju Eesti kliimale
►
Euroopa kliima kujunemisel on tähtis roll Atlandi
ookeanilt läänetuultega maismaale kanduval niiskel õhul,
mis toob sademeid ja muudab talved pehmeks.
►
Jaanuari isotermid kulgevad põhja-lõunasuunaliselt nii, et
lääne pool on soojem ja ida poole läheb järjest külmemaks.
►
Eesti paikneb üleminekuvööndis, kus mereline kliima läheb
üle mandriliseks.
►
Siin on ilmastik väga vahelduv, eriti talvel, kui ilm sõltub
peamiste õhuvoolude suunast.
►
Soojemat õhku saabub meile ainult läänest, Atlandi ookeanilt
►
Kui läänevool on väga tugev, on talved Eestis pehmed,
sagedaste suladega ja püsivat lumikatet ei teki.
►
Kui läänevool nõrgeneb ja tuuled puhuvad maismaa kohalt põhjast, idast või isegi lõunast, kujuneb meil külmem
talveilm ja moodustub püsiv lumikate.
►
Seega määrab meie talveilma suuresti läänevoolu
intensiivsus.
►
Viimastel aastakümnetel on aasta keskmine õhutemperatuur
Eestis tõusnud, mis on kooskõlas globaalse kliimamuutusega.
►
Kliima soojenemine on toimunud talve ja kevade arvelt.
►
Talvede soojenemine on tingitud läänevoolu tugevnemisest
ja suurema hulga atlantilise õhu jõudmisest meie piirkonda.
El Nino
El Nino kujutab endast
kõrvalekallet ookeani ja
Atmosfääri tsirkulatsioonisüsteemi
tavapärasest funktsioneerimisest.
►
Tekkides Vaikse ookeani troopilistel laiustel, põhjustab El
Nino tõsiseid ilmastiku kõrvalekaldumisi kogu maakeral.
►
►
El Nino hoovuseks nimetatakse ebaharilikkult sooja merevee
tungimist Ecuadori ja Peruu ranniku lähedale Lõuna-Ameerikas.
►
Sellega kaasneb kuuma ja niiske ekvatoriaalse õhumassi
sissetung, mille tagajärjeks on paduvihmad, suured üleujutused
ja jahedama veega kohastunud mereelustiku hävimine.
►
Kuna nähtus kulmineerub lõunapoolkeral jõulude ajal, siis
tuleneb sellest ka nimetus El Nino (hisp. k poiss, antud
kontekstis jõululapsuke).
►
El Nino esineb ebaregulaarselt 2-7, keskmiselt aga 3-4 aasta
tagant ja kestab 12-18 kuud.
►
Ta on seotud lõunaostsillatsioonidega, s.o õhurõhu
vastasmärgiliste kõikumistega Vaikse ookeani kaguosa ja PõhjaAustraalia vahel.
►
Tavaliste tsirkulatsiooni korral paikneb Vaikse ookeani kaguosas
kõrgema õhurõhuga ala ning Austraalia lähistel madalama
rõhuga ala.
Sel juhul kannab Peruu hoovus
külma veemassi välja ekvaatorini, kust
see passaathoovuse mõjul edasi lääne
poole kantakse.
►
Kõige soojem vesi koguneb Vaikse
ookeani lääneossa. Peruu rannikumeri
on hapniku-, toitainete- ja kalarikas,
lmastik aga täiesti kuiv.
►
Seda seisundit nimetatakse La Nina
(hisp. k tüdruk) nähtuseks.
►
El Nino ehk sooja faasi korral paikneb
madalama õhurõhuga piirkond ümber
Vaikse ookeani kesk- ja idaossa.
►
Passaathoovus nõrgeneb, ekvatoriaalne
läänetuulte hoovus tugevneb ja veepinna
temperatuur tõuseb alal kuni 5 °C võrra.
►
Viimaste aastakümnete kõige laastavam
El Nino esines 1982-1983. aastal. Hiljem on
ta tugeval kujul esinenud 1986-1987, 19911995 ja 1997-1998.
►
►
El Nino tekkepõhjused on tänapäeval täpselt välja selgitamata.
►
El Ninoga kaasnevad maakera erinevates piirkondades kindlasuunalised ilmastiku
kõrvalekalded, mis võivad omandada katastroofi mõõtmed.
 Erakordne põud ja sellest tingitud tulekahjud esinevad Austraalias,
Indoneesias, Indo-Hiinas, Indias, Lõuna-Aafrikas ja Lõuna-Ameerika kirdeosas.
 Lisaks Lõuna-Ameerika läänerannikule on suuri sademeid veel Californias,
USA kaguosariikides, Ida-Aafrika kiltmaal, Lõuna-Brasiilias, Uruguays ja
Argentiinas.
 Keskmisest pehmem talv esineb Kanada lääneosas ja USA põhjaosas.
 El Nino korral esineb
troopilisi tsükloneid Vaiksel
ookeanil sagedasti, Atlandi
ookeanil aga peaaegu ei
esinegi.
Õhumassid, frondid,
tsüklonid
Peamised õhumassid maakeral
►
Õhumassiks nimetatakse tohutu suurt õhu hulka, mis on kujunenud ühesuguse
aluspinna kohal ja millel on sarnased omadused (temperatuur, niiskus).
►
Kui õhumass liigub teistsuguse aluspinna kohale, hakkavad tema omadused
muutuma.
►
Soojema aluspinna kohale liikunud õhk hakkab soojenema ja külmema pinna
kohal õhk jahtub.
►
Soojenedes õhu suhteline
niiskus väheneb, jahtudes
aga suureneb kastepunktini.
►
Seejärel veeaur
kondenseerub,
tekivad pilved,
maapinna kohal udu.
►
Maakeral tuntakse järgmisi
peamisi õhumasse:
Polaarsed õhumassid
►
Arktiline õhk on külm ja kuiv. See
on kujunenud Põhja-Jäämere
jääväljade kohal.
►
Liikudes kaugemale lõunasse õhk
soojeneb vähehaaval ja muutub
järjest kuivemaks.
►
Eestis esineb arktilise õhu sissetunge
kõige sagedamini talvel, põhjustades
tugevat pakast, ja kevadel, kui ilm on
väga jahe ja selge
►
Antarktiline õhk on iseäranis külm
ja kuiv, sest on kujunenud mandrit
katva jääkilbi kohal.
►
See on maakera kõige külmem
piirkond.
Parasvöötme õhumassid
►
Parasvöötme mereline õhk on niiske, talvel suhteliselt soe, suvel jahe.
►
Ta kujuneb parasvöötmes ookeanide kohal. Valitseb pilves ja sajune ilm.
►
Eestis esineb seda sageli, umbes võrdselt parasvöötme kontinentaalse õhuga.
►
Ta kandub meie alale läänevooluga. Talvel on selle mõjul sulailmad, suvisel ajal aga
vihmased ja tuulised ilmad.
►
Parasvöötme kontinentaalne õhk
on kuiv, suvel üsna soe,
talvel väga külm.
►
Ta kujuneb välja mandri
kohal keskmistel laiustel.
►
Ilm on valdavalt selge.
Temperatuur on määratud
kiirgusrežiimi sesoonse
kõikumise poolt.
►
Eestis esineb sellist õhku sageli.
Suvel toob ta kaasa palava ja talvel pakaselise ilma.
Troopilised õhumassid
►
Troopiline mereline õhk on soe ja niiske. See on kujunenud välja ookeanide
kohal kõrgrõhuvööndis ja passaattuulte vööndis.
►
Kuna selles piirkonnas valitsevad laskuvad õhuvoolud, siis pilvi ei teki ja sademeid
pole. Palju sajab ainult mägede tuulepealsetel nõlvadel ja rannikualal.
►
Troopilist merelist õhku võib Eestisse
jõuda erandjuhul suvisel ajal
Lõuna-Euroopast.
►
Troopiline kontinentaalne
õhk on palav ja äärmiselt kuiv.
Ta kujuneb troopiliste kõrbete,
näiteks Sahara kohal.
►
Valdavad laskuvad õhuvoolud ei lase
pilvedel tekkida, mistõttu taevas on pilvitu.
Selle tagajärjeks on õhutemperatuuri suur ööpäevane kõikumine.
►
Troopilist kontinentaalset õhku Eestisse tavaliselt ei jõua, aga ta on valitsevaks
suvel Vahemere ääres.
Ekvatoriaalne õhumass
►
Ekvatoriaalne õhk on kuum ja niiske.
►
Ta on kujunenud ekvaatori lähedases madalrõhuvööndis nii ookeanide kui
ka mandrite kohal.
►
Seal esinevad võimsad tõusvad õhuvoolud (konvektsioonivoolud), iga päev
sajab paduvihma ja maapind on püsivalt niiske.
►
Sajab rohkem, kui jõuab aurata. Sellist õhku Eestisse ei jõua.
Atmosfäärifrondid
►
Frondid on kitsad eraldusvööndid
kahe erinevate omadustega
õhumassi vahel.
►
Soojemat ja külmemat õhumassi
eraldav front kujutab endast läbi lõikes pigem frontaalpinda, kus
ülevalpool on soojem ja allpool
külmem õhk. Frontaalpind lõikub maapinnaga väikese nurga all.
►
Sõltuvalt frondi liikumisest on võimalik eristada järgmisi frondi tüüpe:
 Statsionaarne ehk püsiv front esineb siis, kui front on mitu päeva seisnud
paigal ja pole võimalik määrata selle liikumise suunda.
 Soe front tekib, kui soojem õhumass liigub külmale peale.
 Külm front esineb siis, kui külmem õhumass liigub soojale alla.
►
Frontide puhul on oluline meelde jätta, et sooja frondi puhul on sajuala
frondi ees, külma frondi korral aga taga
Soe front
►
Sooja frondi üleminekul muutub ilmastik
seaduspäraselt.
►
Frondi lähenedes tõmbub taevas pilve, sest soe
õhk liigub külmale peale ja sunnib seda
taganema.
►
Mööda frontaalpinda ülespoole liikudes soe õhk
jahtub, selles sisalduv veeaur kondenseerub ja
tekivad pilved.
►
Alguses ilmuvad taevasse kiudpilved.
Järkjärgult pilved tihenevad ja laskuvad
madalamale, moodustades paksu lauspilvkatte.
►
Hakkab tibutama lausvihma, talvisel ajal
hakkab sadama lund ja tuiskab. Talvine soe
front põhjustab sageli jäidet, mis tekib siis, kui
alajahtunud veepiisad langevad külmunud
maapinnale ja kohe jäätuvad.
►
Kui soe õhk jõuab pärale ka maapinnal, siis
temperatuur tõuseb märgatavalt, sadu lakkab,
lumi hakkab sulama
Külm front
►
Külma frondi puhul on ilma
muutumine hoopis teistsugune.
►
Edasiliikuv külm õhk on raske ja
liigub maapinna lähedal, lükates
sooja õhu enda ees üles.
►
Soojal ajal tekivad külma frondi
korral võimsad rünksajupilved,
sajab paduvihma ja esineb äikest.
Õhutemperatuur langeb järsult.
►
Hoovihma võib sadada ka peale frondi
üleminekut külmas õhumassis.
►
Talvisel ajal esineb külma frondiga äikest
väga harva. Kui külm front on üle läinud,
pöördub tuul loodesse ja põhja. Algab külma
õhu sissevool.
Jugavoolud
►
Jugavoolud kujutavad endast kõrgemates õhukihtides olevaid pikki ja kitsaid
vööndeid, millega kaasnevad väga tugevad tuuled.
►
Nad on põhjustatud suurtest temperatuuri erinevustest ja esinevad näiteks
polaarfrondi kohal tropopausis.
►
Jugavoolu pikkus on mitu tuhat kilomeetrit,
laius paarsada kilomeetrit ja läbimõõt
paar kilomeetrit.
►
Tuule kiirus jugavoolus võib
olla üle 100 m/s.
►
Jugavoolu asend muutub pidevalt,
mõjutades ilma maapinnal.
►
Tuul jugavoolus puhub läänest itta,
tehes suuri lookeid.
►
Jugavool soodustab suurte õhukeeriste –
tsüklonite ja antitsüklonite teket.
Tsüklonid ja antitsüklonid
►
Eesti ilmastik on väga muutlik madalrõhkkondade ehk tsüklonite ja
kõrgrõhkkondade ehk antitsüklonite vaheldumise tõttu.
►
Nende suurte keeriste pärast ei valitse meil püsivad lääne- ja edela tuuled,
vaid esineb tuult igast ilmakaarest.
►
Tsüklonid mõjutavad õhuvoole mitmeti, põhjustades tugevaid õhuvoole nii
põhjast kui ka lõunast.
►
Tsüklonid kujunevad tavaliselt välja frontidel ookeani kohal. Frondid ei ole sirgjoonelised,
vaid enamasti lainetavad. Kuskil liigub lõuna poolt soojem õhk kaugemale põhja, teisal
aga külm õhk lõunasse. Hakkavad kujunema keerised, mille sees on sooja ja külma õhu
voolud koos sooja ja külma frondiga.
►
Enamasti liiguvad tsüklonid üldises läänevoolus läänest itta, Põhja-Atlandilt Euraasia
mandri kohale.
►
Tsükloni eesosas (idaosas) valitsevad kagu- ja lõunatuuled; mis toovad sooja. Seega on
tsükloni idapoolsemas osas ilm soe. Tsükloni tagalas (lääneosas) valitsevad tuuled loodest
ja põhjast, mis muudavad ilma külmaks.
►
Tsükloni põhjapoolsemas osas valitsevad idakaarte tuuled ja fronte pole. Temperatuur
jääb suhteliselt madalaks, aga sademeid võib tulla rohkesti. Tsükloni lõunapoolsest osast
käib alguses üle soe front ja seejärel külm front. Mõlemaga kaasnevad sademed. Mingil
ajal jõuab tagant tulev külm front ees liikuvale soojale frondile järele. Toimub tsükloni
sulgumine, mille järel keeris hakkab hääbuma.
►
Talvel kaasneb tsükloniga pehme, suvel aga jahe ilm.
►
Kõrgrõhkkonna puhul on vastupidi - talvel on ilm pakaseline ja suvel päikeseliselt soe. See
seaduspärasus on tingitud pilvedest. Kõrgrõhkkonna pilvitu ilmaga soojendab päike suvel
tugevasti, talvel aga toimub selge ilmaga intensiivne jahtumine.
►
Kõige rohkem esineb tsükloneid sügisel ja ka talvel. Kevadisel ja suvisel ajal on suurem
osa ilma kujundamisel antitsüklonitel. Kuid ka siis võivad mõnel aastal domineerida
tsüklonid. Suvel põhjustavad kõige kontrastsemaid ilmastikutingimusi nn lõuna tsüklonid.
Lõunatsüklonid
►
Lõunatsükloniteks nimetatakse selliseid tsükloneid, mis tekivad Vahemere või
Musta mere piirkonnas ja liiguvad lõunast põhja poole.
►
Kõige tuntavamad on lõunatsüklonid soojal poolaastal.
►
Lõunatsüklonitega kantakse kuuma ja niisket troopilist õhku suurtele laiustele.
►
Lõunatsükloni korral sõltub ilmastik Eestis suurel määral sellest, millist trajektoori
mööda õhukeeris liigub. Kui tsüklon liigub Läänemerele ning Eesti jääb tsükloni
idapoolsele äärealale, siis mõjutab meid tsükloni soe õhumass. Valitsevate
lõunatuultega võib õhutemperatuur tõusta isegi kõrgemale kui +30 °C.
►
Hoopis teistsuguse ilmaga on tegemist juhul, kui lõunatsüklon liigub lõunast
põhja mööda Ida-Euroopa lauskmaad. Siis jääb Eesti tsükloni lääneossa, kus
valitsevad põhjakaarte tuuled ning pilves ja sajune ilm. Õhutemperatuur ei tõuse
kuigivõrd kõrgemale kui +15 °C.
►
Kahe vastupidises suunas kulgeva õhuvoolu vahele jääb valdavalt lõunast põhja
kulgev frontaalvöönd. Õhutemperatuuri kontrast kahel pool fronti võib ulatuda 15
kraadini. Sellise frondiga kaasnevad meil suvise aja kõige äärmuslikumad
ilmastikunähtused - väga võimas äike paduvihma, rahe ja tugevate tormi-iilide,
trombide ning vesipüksidega, mis võivad põhjustada suurt majanduslikku kahju ja
isegi inimohvreid.
Õhu saastumine
Õhku saastavad ained.
►
Saasteaineid satub atmosfääri nii
inimtegevuse tagajärjel kui ka looduslikul
teel.
►
Suurtes linnades on peamised õhusaaste
allikad:
 kütmisel tekkiv suits
 autode heitgaasid
►
Maakeral tervikuna on suurimateks
saastajateks




Soojuselektrijaamad
Metallurgiatööstus
Naftatööstus
Autotransport
►
Enamik kahjulikke aineid satub õhku põlemise
jääkproduktidena.
►
Palju tolmu tekitavad mitmesugused
pinnasetööd:
 maavarade karjääris kaevandamine
 Põlluharimine
 Teedeehitus
►
Tahke aine lendumist soodustab
tugev tuul ja kuiv pinnas. Põua
tingimustes võib tuul ära puhuda
suure osa väärtuslikust mullakihist.
►
Kõige enam tolmu satub õhku
kõrbealadelt
►
Põua ajal puhkenud suured
metsatulekahjud saastavad õhku
väga ulatuslikul alal
►
Peamisteks õhku saastavateks
aineteks on:
 väävliühendid, eriti SO2;
 lämmastikuühendid (NO, NO2,
ammoniaak);
 süsinikuühendid (vingugaas CO,
süsihappegaas CO2);
 aerosool ehk tahked osakesed.
►
Õhu saastumise tagajärjel väheneb atmosfääri
läbipaistvus ja maapinnale jõuab vähem
päikesekiirgust.
►
Saastunud õhk neelab rohkem maa
soojuskiirgust ja takistab maapinna jahtumist.
►
Kõige rohkem kahjustab õhu saastumine
inimese hingamiselundeid. Nii mürgised
heitgaasid kui tolm võivad põhjustada või
süvendada nende haigusi.
►
Õhu puhtuse probleemid kerkisid esmakordselt
teravalt üles industrialiseerimise käigus
suurtes tööstuslinnades.
►
Peamiselt kivisöe põletamisel eraldus
hulgaliselt tolmu ja tahma, mis kattis nii
maapinda kui ka maju.
►
Moodustus inimeste tervisele kahjulik ollus sudu. See kujutab enesest tahmunud udu.
Sudu on sage nähtus suurlinnades.
►
Atmosfäär puhastub sademete kaudu. Õhku
kantud aerosool seob veepiisakesi, need
liituvad, kasvavad suuremaks ja sajavad
maha.
►
Lämmastiku- ja väävlioksiidid lahustuvad
veepiiskades ja muudavad vee happeliseks.
Nii kujunevad happesademed, mis
muudavad looduslikud veekogud ja mulla
happeliseks. Happesademete tagajärjel on
Euroopas mägedes hävinud ulatuslikul alal
okaspuumetsi.
►
Aastakümnete jooksul on arenenud riikides
õhusaaste probleemile suurt tähelepanu
pööratud:
 uuenenud on tehnoloogilised seadmed
 kasutusele võetud järjest efektiivsemad
saastet püüdvad filtrid
 vähenenud kivisöe ja teiste õhku saastavate
kütuste kasutamine ning suurenenud nafta,
maagaasi ja tuumakütuse osakaal
►
Tänapäeval pole õhusaaste probleemid
teravaimad mitte kõrgelt arenenud maades,
vaid arenguriikides tihedalt asustatud
piirkondades (Mexico City) ja kiirelt kasvava
tööstusega maades (Hiina)
Vulkaanipursete mõju ilmastikule
►
Kõige enam tahket materjali kandub atmosfääri suurte
vulkaanipursete tagajärjel. Eriti palju paiskub õhku
väävliühendeid.
►
Vulkaaniline tuhk võib atmosfääri läbipaistvust
vähendada väga olulisel määral.
►
Katastroofilise plahvatuspurske korral kandub tahke
materjal isegi stratosfääri. Sinna jääb see pikaks ajaks
püsima ning kandub üldise õhuringluse toimel kiiresti
laiali üle kogu stratosfääri.
►
Selle tulemusena päikesekiirguse juurdevool maale
väheneb, mis põhjustab ilma jahenemise mitmeks
aastaks.
►
Ajaloost on teada mitu katastroofilist vulkaanipurset,
mille tagajärjel on maakera temperatuur järsult
langenud.
 Tänapäeva Indoneesia alal purskas Tambora
vulkaan 1816 ja Krakatau 1889.
 Viimane selline võimas loodusnähtus esines 1991.
aasta juunis, kui purskas Pinatubo vulkaan
Filipiinidel.
 Maakera keskmine õhutemperatuur langes
järgmisel aastal ligi 0,5 °C.
Õhukvaliteeti halvendavad
ilmastikutingimused, inversioon
►
Lisaks õhku paisatud saaste hulgale mõjutab õhukvaliteeti ka ilmastik.
►
Kui õhk on väheliikuv ja õhu vertikaalne segunemine takistatud, hakkavad
saasteained ohtlikes kontsentratsioonides kuhjuma.
►
Tuulise ilmaga, kui esineb õhu intensiivne vertikaalne segunemine, hajuvad
saasteained kiiresti.
►
Õhu vähene segunemine on iseloomulik kõrgrõhkkonna ilmale. Siis
valitsevad laskuvad õhuvoolud, mis takistavad õhu segunemist. Õhku
saastav aerosool jääb püsima maapinna lähedale.
►
Kõige ohtlikum olukord kujuneb kõrgrõhkkonnas talvisel ajal. Maapinna
lähedal toimub siis õhu märkimisväärne jahtumine, kuid ülalpool on
temperatuur mõnevõrra kõrgem. Sellist nähtust nimetatakse
inversiooniks.
►
Inversiooni tõttu ei saa õhk kõrgemale tõusta ja selline olukord soodustab
saasteainete kontsentreerumist. Kui niisugune ilmastik püsib mitme päeva
jooksul, mis on täiesti tavaline näiteks Siberis, siis võib õhukvaliteet oluliselt
halveneda.
Rahvusvahelised lepingud
atmosfääri ja kliima kaitseks
►
Kasvuhoonegaaside kontsentratsiooni vähendamiseks ja seega kliima
soojenemise pidurdamiseks on maailma riigid kehtestanud ja kasutusele võtnud
terve rea meetmeid.
►
Kliimamuutuste raamkonventsioon võeti vastu 1992. aastal Rio de Janeiros
ÜRO keskkonna-ja arengukonverentsil. See dokument määratleb riikide
kohustused kliima edasise muutumise vältimiseks ja konkreetsed suunised
seatud eesmärgi saavutamiseks.
 Arenenud riigid kohustusid CO2 emissiooni vähendama vähemalt 55% 1990. aasta
tasemest.
►
Teiseks tähtsaks dokumendiks selles valdkonnas on nn Kyoto protokoll 1998.
aastast. Protokolliga määratakse konventsiooni liikmesriikide vabatahtlikult
võetud kohustused kasvuhoonegaaside emissiooni vähendamiseks ja vastavad
meetmed selle saavutamiseks.
 Kahjuks on USA kui suurim CO2 õhku paiskaja Kyoto protokolli suhtes negatiivselt
meelestatud. Sellega on pidurdunud rahvusvaheline koostöö nimetatud valdkonnas,
mis on esile kutsunud terava kriitika USA suhtes.
►
Põlevkivienergeetika viljelemine on teinud Eestist maailma ühe
suurima atmosfääri saastaja süsihappegaasiga ühe elaniku kohta.
►
Kyoto protokollis kohustus Eesti (nagu ka Euroopa Liidu riigid)
vähendama kasvuhoonegaaside emissiooni 8% võrreldes 1990.
aasta tasemega. See ees märk on praeguseks juba saavutatud,
peamiselt tänu tehnoloogia täiustamisele ja tootmise
vähendamisele.
►
Eesti jaoks on üks tõhusamaid viise piirata kasvuhoonegaaside
emissiooni põlevkivienergeetika osatähtsuse vähendamine ja
alternatiivsete, sealhulgas taastuvate energiaallikate järjest suurem
kasutuselevõtt.
►
Osoonikihi kaitsmise Viini konventsioon võeti maailma riikide
poolt vastu juba 1985. aastal. 1987. aastal sõlmiti nn Montreali
protokoll osoonikihti lagundavate ainete kohta.
►
Montreali protokolli sätete kohaselt peab iga protokolli osaline
kindlustama täieliku kontrolli osoonikihti kahandavate ainete
tootmise, kasutamise, impordi ja ekspordi üle. Vastavalt Montreali
protokolli 1997. aasta parandustele peab osoonikihti kahandavate
ainete tootmine, kasutamine, import ja eksport olema
litsentseeritud.

similar documents