Skleníkový efekt

Elektromagnetické spektrum

Rychlost světla ve vakuu:

c=3⋅108 m⋅s−1c=λ⋅fE=h⋅f\begin{align*} c &= 3 \cdot 10^8 \ \text{m} \cdot \text{s}^{-1} \\[0.5em] c &= \lambda \cdot f \\[0.5em] E &= h \cdot f \end{align*}

λ\lambda ... vlnová délka fotonu

EE ... energie fotonu

hh ... Planckova konstanta

Ozon

Tzv. trikyslík – O3\text{O}_3

Méně stabilní než O2\text{O}_2

Má charakteristický zápach, je průhledný

2 typy:

  1. Přízemní:

    V troposféře (8–17 km nad povrchem Země) vlivem bouřkových elektrických výbojů a oxidace organických látek

    Např. reakce uhlovodíku s oxidy dusíku (spalování fosilních paliv – benzín, nafta)

    Cca 10 % celkového ozonu v atmosféře

    Pro lidi jedovatý

    Patří mezi skleníkové plyny

  2. Atmosférický:

    Ve stratosféře (11–50 km nad povrchem Země), maximum v ozónové vrstvě (25–35 km nad povrchem Země)

    Cca 90 % celkového ozonu v atmosféře

    Rozpad ozonu – ozon pohlcuje vlny λ∈(220;290) nm\lambda \in (220; 290) \ \text{nm}, maximum pohlcování pro λ=255 mm\lambda = 255 \ \text{mm}

    Tloušťku ozonové vrstvy udáváme v Dobsonových jednotkách, 1 DU=0.01 mm1 \ \text{DU} = 0.01 \ \text{mm}

    Běžné hodnoty tloušky ozonové vrstvy: okolo 340 DU340 \ \text{DU}

UV záření

2 typy:

  • UV-A:

    λ∈⟨320;400⟩ nm\lambda \in \langle 320; 400 \rangle \ \text{nm}

    Pro buňky je neškodné, atmosféra ho pohlcuje jen částečně

  • UV-B:

    λ∈⟨280;320⟩ nm\lambda \in \langle 280; 320 \rangle \ \text{nm}

    Nebezpečné

  • UV-C:

    λ∈⟨180;280⟩ nm\lambda \in \langle 180; 280 \rangle \ \text{nm}

    Nebezpečné

Ozonová díra

Důvod: zvyšující se koncentrace některých sloučenin, hlavně fluorochlorouhlovodíků (tzv. freony – značka CFC)

Freony se používaly v chladících strojích, ledničkách, sprejích, těsnících stavebních pěnách, ...

Na molekulu freonu dopadne foton →\to uvolnění chloru a dalších halogenů →\to reakce uvolněného chloru s nestabilní molekulou ozonu

1974: První vědecké práce o úbytku ozónu

Od roku 2000 se freony nepoužívají, není-li plnohodnotná alternativa

Roku 2040 nastane úplný zákaz freonů

"Životnost" atomu chlóru: než se pevně naváže, dokáže zničit řádově až 100 000 molekul O3\text{O}_3

Atom chloru "pracuje" v průměru 60–100 let, některé látky i přes 300 let

Dnešní koncentrace chloru je asi 7krát vyšší, než před 100 lety

Za nižších teplot se ozon rozpadá rychleji

Následky ozonové díry

Ročně zemře v důsledku přízemního ozonu cca 21 000 Evropanů

Stratosférický ozon způsobuje především rakovinu kůže

V Austrálii oslepla celá stáda ovcí

Skleníkový efekt

Nejintenzivněji dopadá světlo s λ=0.5 μm\lambda = 0.5 \ \text{μm}

Skleníkové plyny: CO2,N2O,CH4,...\text{CO}_2, \text{N}_2\text{O}, \text{CH}_4, ...

Atmosféra udržuje energii →\to zahřívání Země

Přírodní skleníkový efekt je přirozený, žádoucí jev

Antropogenní skleníkový efekt – způsoben lidskou činností