ατμόσφαιρα

Αεριώδης μάζα που περιβάλλει τη Γη και επιτρέπει τη ζωή του ανθρώπου και όλων των άλλων οργανισμών του ζωικού και του φυτικού βασιλείου. Τα φαινόμενα που συμβαίνουν μέσα στην α., εκτός του ότι συμβάλλουν στη γεωλογική εξέλιξη του πλανήτη, προσδιορίζουν το κλίμα και τις μεταβολές του πάνω στην επιφάνεια της Γης. Οι πρώτες, με κάποια επιστημονική αυστηρότητα, προσπάθειες εξερεύνησης της α. άρχισαν από τον 17o αι. Οι μελέτες και τα πειράματα του Τοριτσέλι πάνω στην πίεση που ασκεί η α. στην ελεύθερη επιφάνεια ενός υγρού (βαρόμετρο), αποτέλεσαν μια πρώτη έγκυρη συμβολή προς την κατεύθυνση αυτή. Αργότερα, στις έρευνες για τη φυσική της α., που συνδέονται με τα ονόματα διάσημων επιστημόνων, όπως του Όιλερ, του Χάλεϊ και του Λαπλάς, προστέθηκαν και οι έρευνες για τη χημική σύνθεσή της. Η χρησιμοποίηση των αεροστάτων στις αρχές του 19ου αι., των αεροπλάνων και των πυραύλων αργότερα, και τέλος των τεχνητών δορυφόρων επέτρεψε τη διεύρυνση του πεδίου έρευνας και ταυτόχρονα την απόκτηση πολύτιμων στοιχείων για τη σύσταση της γήινης α. Χημικά η α. μπορεί να οριστεί ως ένα αεριώδες μείγμα στο οποίο υπάρχουν σε αιώρηση μεταβλητές ποσότητες μορίων σε υγρή ή στερεή κατάσταση. Στην τροπόσφαιρα, δηλαδή στο κατώτερο στρώμα της α. επικρατεί το άζωτο με μια μέση ποσοστιαία αναλογία, κοντά στο έδαφος, 78,09% ανά μονάδα όγκου και 75,4% ανά μονάδα βάρους. Άλλο συστατικό άφθονο είναι το οξυγόνο που υπάρχει με μια αναλογία 20,95% ανά μονάδα όγκου και 23,1% ανά μονάδα βάρους. Υπάρχουν επίσης στο μείγμα, σε μικρότερες αλλά σταθερές αναλογίες, τα ευγενή αέρια αργό, νέο, ήλιο, κρυπτό, ξένο, και ακόμα διοξείδιο του άνθρακα σε ποσότητα λίγο μεταβλητή και υδρατμοί σε αρκετά μεταβλητή ποσότητα. Άλλο συστατικό, πολύ σημαντικό για τα οπτικά φαινόμενα και τις ακτινοβολίες, είναι ο λεπτός ατμοσφαιρικός κονιορτός, ο οποίος αποτελείται από στερεά σωματίδια που έχουν μεταβλητές διαστάσεις και οπωσδήποτε κατώτερες από την τάξη των 10 μ ακτίνας (1 μ, μικρόν = 1 χιλιοστό του χιλιοστού). Αυτά τα σωματίδια έχουν προέλευση αρκετά διαφορετική και μπορούν να χωριστούν με βάση τις διαστάσεις, τη χημική σύσταση ή τις υγροσκοπικές ιδιότητές τους. Ο ατμοσφαιρικός κονιορτός αποτελείται κυρίως από γήινη σκόνη (χαλαζία, μίκα, ανθρακικό ασβέστιο κλπ.), από σωματίδια οργανικής προέλευσης (βακτήρια, σπόρια κλπ.), από υπολείμματα καύσης και μετεωρική σκόνη. Σε αυτές τις μη υγροσκοπικές ουσίες αναμειγνύονται άλλες που έχουν την ικανότητα να ευνοούν τον σχηματισμό υδροσταγόνων, όταν η σχετική υγρασία του αέρα είναι αρκετά υψηλή. Αυτές οι αρκετά υγροσκοπικές ουσίες λειτουργούν ως πυρήνες συμπύκνωσης και είναι κυρίως θαλάσσια άλατα (χλωριούχο νάτριο, κάλιο κλπ.) που αιωρούνται. Όταν το ύψος μεταβάλλεται, η α. παρουσιάζει πολύ διαφορετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες, στις οποίες οφείλονται ποικίλα και σημαντικά φαινόμενα, όπως για παράδειγμα τα φαινόμενα της διάσπασης, του ιονισμού, της συμπύκνωσης, τα οποία βασικά προκαλούνται από την ηλιακή ακτινοβολία τόσο την κυματική όσο και τη σωματιδιακή. Η ηλιακή ακτινοβολία είναι, για να δώσουμε ένα απλό παράδειγμα, η πηγή της ενέργειας που κυριαρχεί στη μετατροπή του οξυγόνου και του αζώτου από τη μοριακή κατάσταση (Ο₂, Ν₂) στις αντίστοιχες ατομικές καταστάσεις (Ο, Ν) από τις οποίες, στην περίπτωση του οξυγόνου, έχουμε διαδοχικά τον σχηματισμό του όζοντος (Ο₃) μετά από ένωση με άλλα μόρια οξυγόνου. ατμοσφαιρικές ζώνες. Για διευκόλυνση της μελέτης, οι μετεωρολόγοι υποδιαιρούν την α. σε περισσότερες περιοχές με το να εκμεταλλεύονται τη σταθερότητα, κατά διαστήματα, μερικών παραμέτρων σε συνάρτηση με το ύψος ή τη συσσώρευση φαινομένων. Έτσι, με βάση την κατανομή της θερμοκρασίας, οι μετεωρολόγοι υποδιαιρούν την α. σε τέσσερις περιοχές: τροπόσφαιρα, στρατόσφαιρα, μεσόσφαιρα, θερμόσφαιρα, και δίνουν στις επιφάνειες διαχωρισμού αυτών των στρωμάτων ιδιαίτερες ονομασίες, για παράδειγμα τροπόπαυση, μεταξύ τροπόσφαιρας και στρατόσφαιρας, στρατόπαυση, μεταξύ στρατόσφαιρας και μεσόσφαιρας. Η τροπόσφαιρα είναι το στρώμα που βρίσκεται σε άμεση επαφή με το έδαφος και έχει μέσο πάχος 11-12 χλμ. Η πίεση του αέρα ελαττώνεται εκθετικά με την αύξηση του ύψους. Η θερμοκρασία μεταβάλλεται περίπου από 20°C στο έδαφος μέχρι -55°C στο ανώτερο όριο. Η τροπόσφαιρα έχει μελετηθεί περισσότερο από τα άλλα στρώματα, επειδή είναι εύκολη η έρευνά της με τα συνήθη μέσα, αλλά κυρίως διότι είναι η έδρα των μετεωρολογικών φαινομένων που απευθείας επηρεάζουν τη ζωή πάνω στη Γη. Η ποσότητα οξυγόνου, στοιχείου βαρύτερου από το άζωτο, ελαττώνεται με το ύψος. Η τροπόπαυση είναι η επιφάνεια ή το λεπτό στρώμα –ανύπαρκτο κάποτε– που χωρίζει την τροπόσφαιρα από τη στρατόσφαιρα· εδώ η θερμοκρασία μπορεί να φτάσει ακόμα και τους -85°C. Στρατόσφαιρα είναι η ονομασία που έχουν δώσει στην περιοχή που περιλαμβάνεται μεταξύ των 11-12 και των 30-40 χλμ. Το όνομα αυτό προέρχεται από την κατά στρώματα (λατινικά stratum) διάταξη των αερίων που την αποτελούν και είναι διατεταγμένα ανάλογα με το ειδικό βάρος τους. Υπάρχουν υδρατμοί σε ελάχιστη ποσότητα και στα κατώτερα στρώματα επικρατεί το όζον (οζονόσφαιρα). Η θερμοκρασία παραμένει σχεδόν σταθερή και αρκετά κάτω από το μηδέν σε ολόκληρο το πάχος του στρώματος· αυτή η διανομή των θερμοκρασιών είναι μία από τις αιτίες της μεγάλης σταθερότητας της στρατόσφαιρας και επιτρέπει μια κατανομή των αερίων σχεδόν αδιατάρακτη εξαιτίας της βαρύτητας. Πάνω από τη στρατόσφαιρα εκτείνεται από τα 30-40 έως τα 80 χλμ. η μεσόσφαιρα. Στην περιοχή αυτή η θερμοκρασία έως το ύψος των 50-55 χλμ. ανεβαίνει και στη συνέχεια ελαττώνεται έως τα 80 χλμ. Πάνω από τη μεσόσφαιρα, η θερμοκρασία αρχίζει να ανέρχεται σημαντικά και βαθμιαία· αυτή η τελευταία περιοχή, που λέγεται θερμόσφαιρα, αντιπροσωπεύει από θερμική άποψη το εξώτερο στρώμα της α. Από την άποψη της απορρόφησης της ακτινοβολίας, ξεχωρίζουμε μια περιοχή που λέγεται ιονόσφαιρα και περιλαμβάνεται σε ύψος περίπου 80-400 χλμ. αποτελείται από αέρια, τα μόρια των οποίων απορροφούν ένα μεγάλο μέρος της ηλιακής ακτινοβολίας προσλαμβάνοντας ή δίνοντας ηλεκτρικά φορτία (βλ. λ. ιονισμός). Στον χώρο εκείνο, η ύλη βρίσκεται επομένως σε μια κατάσταση υψηλού ιονισμού· η συγκέντρωση των ιόντων και ελεύθερων ηλεκτρονίων δεν είναι πάντοτε ομοιογενής και για τον λόγο αυτό παρουσιάζονται συσσωρεύσεις που αντιστοιχούν σε ιδιαίτερες στάθμες. Αρχίζοντας από τα χαμηλά, συναντούμε το στρώμα D (περίπου στα 80 χλμ.), το στρώμα E ή το στρώμα των Κένλι-Χέβισαϊντ (περίπου στα 110 χλμ.) και τα στρώματα F1 (περίπου στα 160 χλμ.) και F2 ή περιοχή του Άπλετον (περίπου στα 250 χλμ.). Αυτές οι στάθμες έχουν μια εξαιρετικά μεγάλη σπουδαιότητα για τη μετάδοση των ραδιοφωνικών εκπομπών, επειδή ανακλούν τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα προς τη Γη, επιτυγχάνοντας με την πρόκληση περισσότερων ανακλάσεων να καλύψουν μεγάλες αποστάσεις. Πέρα από την ιονόσφαιρα εκτείνεται η εξώσφαιρα, η οποία χαρακτηρίζεται από μεγάλη διασπορά των αερίων και από πολύ υψηλές θερμοκρασίες και της οποίας δεν είναι γνωστό το ανώτερο υψομετρικό όριο. Η μελέτη της α. είναι αντικείμενο μιας ιδιαίτερης επιστήμης, της μετεωρολογίας, της οποίας ένας κλάδος, η αερολογία, μελετά τις φυσικοχημικές συνθήκες της α. στα πιο απομακρυσμένα από τη γήινη επιφάνεια στρώματα και επομένως τα λιγότερο γνωστά. ατμοσφαιρική αποκοπή. Η ελάχιστη ενέργεια πρωτογενούς κοσμικής ακτινοβολίας που απαιτείται για να γίνει η δευτερογενής ακτινοβολία αντιληπτή από έναν ανιχνευτή. Ο περιορισμός αυτός μπαίνει γιατί η α. δεν μετασχηματίζει μόνο τα σωμάτια της πρωτογενούς ακτινοβολίας σε άλλα είδη, που κινούνται σε διάφορες κατευθύνσεις, αλλά ενεργεί και ως ένα απορροφητικό φίλτρο. Η ατμοσφαιρική αποκοπή εξαρτάται από το βάθος μέσα στην α. όπου γίνεται η παρατήρηση, τη φύση της δευτερογενούς συνιστώσας που ανιχνεύεται και τη γεωμετρία του ανιχνευτή. ατμοσφαιρική ρύπανση. Βλ. λ. περιβάλλον, ρύπανση. ατμοσφαιρικό βάθος. Μέγεθος που δίνει ένα μέτρο της ολικής ατμοσφαιρικής μάζας ως απορροφητικού υλικού πάνω από το επίπεδο της θάλασσας. Το βάρος είναι ίσο με P_Hg · h_Hg = (13,6 gr/cm³) · (76 cm) ≈ ≈ 1.000 gr/cm² και ισούται, κατά προσέγγιση, με την πίεση σε μιλιμπάρ. ατμοσφαιρικός ηλεκτρισμός. Οι γενικές ηλεκτρικές ιδιότητες της α., είτε κάτω από κανονικές συνθήκες, είτε όταν εμφανίζονται ηλεκτρικές εκκενώσεις κατά τη διάρκεια των καταιγίδων. Ατμοσφαιρικός ηλεκτρισμός λέγεται και ο κλάδος της φυσικής της α., που ασχολείται με τα ηλεκτρικά φαινόμενα και τις ηλεκτρικές ιδιότητές της. Η ατμόσφαιρα αποτελείται από διάφορα υπερκείμενα στρώματα. Στο στρώμα που βρίσκεται σε επαφή με το έδαφος (τροπόσφαιρα) και το οποίο αποτελείται από τον αέρα, συμβαίνουν τα μετεωρολογικά φαινόμενα. Οι ανώτερες περιοχές είναι η έδρα των φαινομένων, τα οποιά είναι μερικώς γνωστά· το μείγμα των αερίων από τα οποία αποτελούνται οι ανώτερες περιοχές έχει σύνθεση κατά στρώματα. Μεταξύ των φυσικών φαινομένων που συμβαίνουν στα υψηλά ατμοσφαιρικά στρώματα είναι οι διάφορες μορφές του πολικού σέλαος, που φαίνονται στην εικόνα, και ο ιονισμός που προκαλείται από τις υπεριώδεις ακτινοβολίες του ηλίου και δημιουργεί ιονισμένα στρώματα, τα οποία ανακλούν τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα.

* * *

και ατμοσφαίρα, η

1. ο αέρας που περιβάλλει τη γη και αποτελείται από στρώματα αερίων και αέριων μιγμάτων, υδρατμούς και στερεά ή υγρά αιωρήματα

2. (ως μονάδα πίεσης) η πίεση που ασκεί στην επιφάνεια της θάλασσας μια κατακόρυφη στήλη ατμόσφαιρας σε κανονικές συνθήκες (ίση με την πίεση που ασκεί μια κατακόρυφη στήλη υδραργύρου ύψους 760 χιλιοστομέτρων)

3. οι μετεωρολογικές συνθήκες που επικρατούν σε κάποιον τόπο

4. το περιβάλλον μέσα στο οποίο ζει ο άνθρωπος

5. η ψυχολογική κατάσταση σε μια ομάδα ανθρώπων

6. φρ. α) «περιρρέουσα ατμόσφαιρα» — η ειδική κατάσταση που δημιουργείται σε ορισμένο τόπο και χρόνο από παράγοντες κοινωνικούς, ιστορικούς αισθητικούς κ.λπ.

β) «έργο με ατμόσφαιρα» — έργο που ασκεί υποβολή στον αναγνώστη ή τον θεατή.

[ΕΤΥΜΟΛ. < (νεολατιν.) atmosphaera, ελληνογενές < atm(o)- < ατμός + λατ. sphaera < σφαίρα

Ο τ. ατμοσφαίρα μαρτυρείται από το 1728 στον μητροπολίτη Αθηνών Μελέτιο, ενώ ο τ. ατμόσφαιρα από το 1766 στον Νικηφόρο Θεοτόκη. Το αρχαίο σύνθετο ημίσφαιρα και τα νεώτερα υδρόσφαιρα και φωτόσφαιρα συνηγορούν υπέρ του τύπου ατμόσφαιρα, με αναβιβασμένο τον τόνο λόγω της συνθέσεως (αντί του τ. ατμοσφαίρα)].