Ilmakehän rakenne ja merkitys

Nykymuodossaan Maan ilmakehä sisältää noin 78% typpeä, 21% happea ja 1% erilaisia jalokaasuja. Jälkimmäisistä argonia on lukumäärältään eniten, n. 0,93%. Kasvihuoneilmiön kannalta olennaista kaasua, hiilidioksidia on noin 0,036%. Määrä on kuitenkin lisääntymässä. Vaikka kasvihuoneilmiön kiihtyminen on yksi modernin teollisuusyhteiskunnan suurista ongelmista, ilmiö sinällään on välttämätön. Jos ilmakehää ja sen tuottamaa kasvihuoneilmiötä ei olisi, lämpötila Maapallolla olisi n. 35 celsiusastetta kylmempi.

Ilmakehän rakenne muodostuu kerroksista, joista alinta kutsutaan troposfääriksi. Tämä maanpinnalta noin 10 kilometrin korkeuteen ulottuva kerros on meille jokapäiväisestä elämästä tutuin. Siinä tapahtuvat kaikki sääilmiöt, kuten paine- ja lämpötilaeroja tasaavat tuulet sekä sateet, jotka kierrättävät vettä ekosysteemissämme. Troposfääri on kerrostumista tihein - 3/4 ilmakehän massasta sijaitsee siinä. Maapallon vuorista yhdenkään huippu ei ole troposfääriä korkeammalla. Myös kaupallinen lentoliikenne tapahtuu pääosin troposfäärissä.

Kuljettaessa Maan pinnalta kohti troposfäärin päällä olevaa ilmakehän kerrosta, stratosfääriä, lämpötila laskee noin 6,5°C kilometriä kohden. Troposfäärin ja stratosfäärin välisen tropopaussin jälkeen saavumme itse stratosfääriin. Stratosfääri alkaa n. 10 kilometrin korkeudesta ja jatkuu noin 50 kilometrin korkeuteen. Sen alueella sijaitsee otsonikerros, joka estää Maan elämälle vahingollista UV-säteilyä tunkeutumasta maahan. Stratosfäärin yläosaa kohti kuljettaessa lämpötila nousee, kunnes se stratosfäärin ja mesosfäärin välisessä kerroksessa, stratopaussissa, on saavuttanut noin 0°C.

Stratosfäärin yläpuolinen mesosfääri, joka jatkuu 50 kilometrin korkeudesta aina 80 km korkeuteen asti, on viimeinen kerros, joka kuuluu niin sanottuun homosfääriin. Homosfäärissä kaasut ovat toisiinsa sekoittuneina, kun taas heterosfäärissä kaasulajit ovat kerrostumina. Homo- ja heterosfäärien raja kulkee n. 90 kilometrissä, siis hieman mesosfäärin yläosaa korkeammalla.

Mesosfäärissä ylöspäin mentäessä lämpötila alkaa jälleen laskea, saavuttaen n. -95°C mesosfäärin yläosassa. Mesosfääri on sikäli varsin näkyvä kerros, sillä ns. tähdenlennot tapahtuvat ilmakehän tässä kerroksessa Maapalloa kohden syöksyvien kivien syttyessä tuleen.

Mesosfäärin yläpuolella on vielä termosfääri, joka jaetaan ekso- ja ionisfääreihin. Näin korkealla, 80 kilometristä ylöspäin, ovat kaasut siis jo kerroksina ja ilmakehän koostumus hyvin harva. Ilmakehän kerroksien vaihteluiden tapaan siirtymä avaruuteen ei ole jyrkkä, vaan ilmakehä käy hiljalleen harvemmaksi kunnes loppuu.

Yhteenvetona on todettava, että ilmakehä on sekä ihmiselle että muille eläinlajeille ehdottoman tärkeä. Siksi onkin välttämätöntä, että ihminen, ainoa ilmakehää tietoisesti muokkaamaan kykenevä eläinlaji pitää tästä kallisarvoisesta asiasta hyvää huolta.