CHƯƠNG I: THÀNH PHẦN VÀ CẦU TRÚC KHÍ QUYỂN
1.1. Thành phần khí quyển
+ Thành phần khí quyền phụ thuộc vào 4 nhóm chất tồn tại trong khí quyên, đó là:
– Các nhóm chất khí chính cơ bản như: Nitơ (N₂), Ôxi (02) và Acgôn (A) có lượng không thay đổi và tồn tại đến độ cao của tầng nhiệt (Turbopausa). Trong số này còn có hơi nước (H₂O), tuy nhiên lượng hơi nước trong không khí thay đổi mạnh theo thời gian và không gian.
-Các chất khí ít ổn định là những chất hoá học bền vững, nhưng có lượng ít như khí Cácbonnic (CO₂), Ôxít Các bon (CO), Mê tan (CH4). Thêm vào số này còn có Ozon tầng đối lưu và tầng bình lưu, có thể coi tương đối ổn định.
Các phân tử chưa bão hoà và không ổn định (trong hoá học gọi là các “xúc tác tự do”). Các chất này có số lượng ít nhưng hoạt tính hoá học rất mạnh, nhanh chóng tạo thành và phân huỷ (thỉnh thoảng với nhóm 1 và 2) – CH₂OOH, CH₂O, NO, HO₂, ОН và tương tự. Thêm vào số này còn có Ozon tầng cao của khí quyên.
– Các Sol khí là những hạt rất nhỏ cứng hoặc lỏng của các chất khác nhau lơ lửng trong không khí (khói, bụi, hạt mây, sương mù…).
Trong không khí sạch và khô (là không chứa hơi nước và những hạt chất rắn và chất nước nào cả), lượng các chất như sau:
– Nitơ N₂ chiếm 78,08% về thể tích rất trơ (khí trơ) và hầu như không tham gia hấp thụ năng lượng và chuyển thành hợp chất trong khí quyển. Chỉ trong lớp thổ nhưỡng có một số loại vi khuẩn sử dụng Nitơ, bằng cách đó chuyển vào thành phần cơ thể sống và đồng thời thả vào khí quyển một lượng không lớn 2-Ôxít Nitơ (N2O) có mặt trong tầng đối lưu khoảng 3,5×105 % thể tích. Hai Ôxit Nitơ sau đó có thể tạo ra Ôxit Nitơ (NO) đóng một vai trò nhất định trong việc hình thành tầng ion.
Năng lượng cần để tách phân từ N₂ là khoảng 9,76ev (lev = 1,602×109J. Lượng tử có năng lượng lev tương ứng với bước sóng 1 = 1,2394µm). Còn đối với Ôxi thì cần năng lượng 5,12ev với 1 = 127nm. Như vậy, việc điện phân N₂ chỉ có thể xẩy ra ở những độ cao rất cao (trên 100km) nơi đã không còn có O2.
Acgon (A) hầu như bị động (cũng như Neon, Kripton và Csêton). Trong tầng nhiệt quyền vì là một chất khí nặng nên nó không có.
Heli (He) được tạo thành thông qua phản ứng phóng xạ.
1.2. Cấu trúc khí quyển và các lớp khí quyển
Khí quyển là một vỏ bọc bằng khi quanh trái đất có trọng lượng (kể cả phần thể tích do lục địa chiếm ở trên bề mặt biển) 5,157x 1015 tấn = 1/triệu trọng lượng trái đất (5,98×1021 tấn).
Trái đất có dạng hình Elíp quay với nửa trục xích đạo là 6.378,2km, nửa trục cực là 6.356,9km (độ nén khoảng 1/298,24). Bề mặt trái đất trên mặt nước biển là 510.075.800km², chu kỳ vòng quay quanh trục là 23 giờ 56 phút 4,1 giây.
Đến gần độ cao 200km, không khí bám theo trái đất như lớp mỏng đều nhau mọi nơi (theo phương ngang). Nhưng cao hơn 200km thì nhiệt độ và mật độ không khí thay đổi mạnh theo thời gian và không gian vì khí quyền bị dao động, giãn nở, nén lại. Dó đó khí quyển bên ngoài có hình dáng không chuẩn.
