Levegőtisztaság-védelem 2. előadás 2017. április 4. Levegőtisztaság-védelem 2. előadás A levegő összetétele, a légkör szerkezete, a légkör CO2 változása, globális felmelegedés, üvegházhatás, ózonlyuk

Élő- és élettelen formációk a földünkön Szféra csoportok: litoszféra – ásványok és kőzetek összessége hidroszféra – álló és folyóvizek összessége krioszféra – sarkvidékeket borító jégtakaró összessége bioszféra – élőlények összessége atmoszféra – bolygónkat körülvevő gázburok 2011. szeptember 12.

Atmoszféra részei Homoszféra Troposzféra: a Föld légkörének legalsó része, a Föld felszínén kezdődik, a trópusi területeken 16 - 18 km, a sarkköröknél csupán 8 - 10 km magasságig tart. Ebben a rétegben játszódnak le az időjárási jelenségek és itt folyik le az üvegházhatás. Az atmoszféra tömegének 80 %-át tartalmazza. 1000 m-ként a hőmérséklete kb. 6,4 oC-kal csökken. Sarkköröknél -45 oC, egyenlítőnél -75 oC. Tropopauza jelöli a troposzféra végét és a sztratoszféra kezdetét, a hőmérsékletcsökkenés megáll. 2011. szeptember 12.

Atmoszféra részei Sztratoszféra: a hőmérséklet emelkedik a magassággal. Felső határa a közepes szélességi körökön kb. 50 km. A hőmérsékletnövekedést a magasabb rétegekben (25 – 30 km) található ózonréteg okozza, amely elnyeli a nap ultraibolya (UV) sugarait és eközben megnöveli a rétegek hőmérsékletét. Legfelső részén a hőmérséklet kb. 0 oC. Sztratopauza: a sztratoszférát a mezoszférától elválasztó légréteg, hőmérséklet 0 oC körüli, a légnyomás 1 hPa. Mezoszféra: kb. 85 km magasságig tartó légréteg, ahol szintén hőmérséklet csökkenés tapasztalható, a legfelső része a légkör leghidegebb része, ahol a hőmérséklet kb. –120 oC. 2011. szeptember 12.

Atmoszféra részei Mezopauza: átmeneti réteg a mezoszféra és a termoszféra kötött (világűr és a Föld határán helyezkedik el), hőmérséklete –80 oC köré tehető. Heteroszféra Termoszféra vagy ionoszféra kb. 500 km-es magasságig tart. Hőmérséklete a magassággal emelkedik, az itt található gázokat a Nap sugárzása erősen ionizálja, emiatt egyes rétegei (a hatból) elektromosan vezetővé válnak, így képesek visszaverni az elektromágneses hullámokat. Hőmérséklete meghaladhatja a 2000 oC-ot is, uralkodó gáz a N és O (atomos állapotban). Ebben a rétegben keletkezik a sarki fény, itt kering a Nemzetközi Űrállomás. 2011. szeptember 12.

Atmoszféra részei Termopauza: átmeneti réteg a termoszféra és az exoszféra között, magasságát nem lehet pontosan meghatározni, kb. 600 – 800 km, hőmérséklete kb. 2000 oC. Exoszféra: hőmérséklete a termoszférához hasonló, felső határa 10000 km. Atomos formában még előfordul a N és az O, de az alsó részében a hélium, a felső részében a hidrogén az uralkodó gáz. Anyagai fokozatosan átmennek a bolygóközi tér ritka anyagába. (Magnetoszféra): a Föld mágneses erőtere által fogvatartott elektromosan töltött részecskék alkotják, kb. 60000 km magasságig. 2011. szeptember 12.

A troposzféra és az atmoszféra hőmérséklet- és nyomásváltozása 2011. szeptember 12.

A levegő összetétele 2011. szeptember 12.

Nyomgázok a levegőben 2011. szeptember 12.

Üvegházhatás üvegházhatású gázok: 2017. április 4. Üvegházhatás üvegházhatású gázok: rövidhullámú (zömmel látható fényű) sugárzást átengedik hosszúhullámú (IR) sugárzást elnyelik CO2, N2O, O3, CH4, freonok „természetes” üvegházhatás nélkül a föld átlag-hőmérséklete kb. –19 °C lenne jelenlegi hatás: kb. 35 K 2011. szeptember 12.

A legfontosabb üvegházhatású gázok jellemzői * ppb=10-6 ppm Relatív hatás: egy atom hányszor akkora hatást fejt ki, mint egy CO2 atom. Hozzájárulás: szerep a 2000-ig bekövetkező üvegházhatáshoz. E gázok összes részesedése kb. 96% ** Gt/év 2011. szeptember 12.

Hőmérséklet történet 2011. szeptember 12.

A Föld átlaghőmérséklete az utolsó 150 évben t,ºC eltérés, az 1960 – 1990 évek átlagától 2011. szeptember 12.

A Föld átlaghőmérséklete az utolsó 10.000 évben Hettiták Mezopotámia Babilon Egyiptom honfoglalás Mükene, Kréta Mátyás király Róma alapítása időszámítás kezdete 2011. szeptember 12.

A Föld átlaghőmérséklete az utolsó 100.000 évben Würm jégkorszak 2011. szeptember 12.

A Föld átlaghőmérséklete az utolsó 1 millió évben Riss Würm 2011. szeptember 12.

CO2 és a hőmérséklet kapcsolata 2011. szeptember 12.

A földi légkör CO2 koncentrációjának és hőmérsékletének változása Keeling-görbe Mauna Loa, Hawaii 2011. szeptember 12.

Üvegházhatás, veszélyek általános felmelegedés sarki jég, gleccserek olvadása tengerszint emelkedése meteorológiai zónák átrendeződése erős meteorológiai jelenségek (?) 2011. szeptember 12.

Üvegházhatás, bizonytalanságok CO2 és hőmérséklet kapcsolata igen valószínű negatív és pozitív visszacsatolások CO2 nyelők egyéb üvegházhatású gázok aeroszolok és más szennyezők hatása energiafelhasználás és szerkezete 2011. szeptember 12.

Ózonréteg Ózonréteg a sztratoszféra ózontartalmú része. Légköri nyomáson ~ 3 mm vastag lenne. Képes bizonyos frekvenciájú UV (280 – 320 nm) sugárzás elnyelésére. (O2 elnyeli a 280 nm alatti sugárzást) Az ózon a Föld légkörében UV sugárzás hatására keletkezik, de UV sugárzás hatására bomlik is, ez a folytonos ciklus hozza létre és biztosítja az ózonréteg állandóságát. Feladata (az élővilág szempontjából) a Napból érkező káros UV sugárzás elnyelése. Elnyelése: UVC, UVB, UVA. 2011. szeptember 12.

Ózonréteg Hiányában az UV sugárzás darabokra töri a DNS-t és felbontja a sejtek kémiai kötéseit. A talajközeli (belélegezhető) ózon légúti megbetegedésekért felelős, NO, NO2, CO és reaktív CxHy-ek napfény hatására lejátszódó kémiai reakcióival képződik. A troposzférába jelenlévő ózon üvegházhatású gázként viselkedik. 2011. szeptember 12.

Ózonlyuk kialakulása A légkörbe kerülő atomi klór, fluor és bróm pusztítja az ózonréteget és a téli hónapokba ózonlyuk kialakulásához vezet a Föld sarkai felett. Ezek az elemek gyorsan elpárolgó szénvegyületekkel, fuorkarbonokkal (CFC, HFC) kerülnek a levegőbe. A CFC-k a sztratoszférába feljutva UV sugárzás hatására elbomlanak, így felszabadulnak a halogének, amelyek gyorsítják az ózon bomlását. Egyetlen klórmolekula 100000 ózonmolekulát képes lebontani, ózonbontó teljesítménye –43 oC alatt éri el a maximumát, ezért alakulhatott ki először ózonlyuk az Antarktisz felett. 2011. szeptember 12.

Az ózonkoncentráció területi eloszlása a déli sarkvidéki térségben Időpont: 2010. szeptember 12. Forrás: NASA Aura OMI 2011. szeptember 12.

Nemzetközi egyezmények Stockholmi Környezetvédelmi Világértekezlet 1972. június 5. Genfi Egyezmény 1979. Bécsi keretegyezmény 1985. március 22. Montreali szerződés 1987. szeptember 16. Londoni konferencia 1990. június 29. Rio de Janeiro 1992. június 3-14. (New York) [kötelező kibocsátások az üvegházhatású gázokra] Koppenhágai szigorítások 1992. november 25. Kiotói egyezmény 1997. december 11. [kötelező érvényű csökkentés az 1990-es szinthez képest] Magyarország 2002-ben csatlakozott Buenos Aires 1998. ENSZ konferencia Hágai klímakonferencia 2000. november 28. [teljes kudarc] Stockholmi POP konferencia 2001. május 23. Johannesburgi klímakonferencia 2002. szeptember 4. (Kiotó) Koppenhága 2009. december. [teljes kudarc] 2011. szeptember 12.