ผู้ใช้:Thiwaphon Chankam

เคมีบรรยากาศ (อังกฤษ: atmospheric chemistry) เคมีบรรยากาศเป็นสาขาหนึ่งของศาสตร์ในชั้นบรรยากาศซึ่งมีการศึกษาเกี่ยวกับเคมีของชั้นบรรยากาศของโลกและดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ เป็นสาขาวิชาวิจัยและด้านเคมีสิ่งแวดล้อม ฟิสิกส์ อุตุนิยมวิทยา สร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ สมุทรศาสตร์ ธรณีวิทยาและวิทยาภูเขาไฟและสาขาวิชาอื่น ๆ การวิจัยมีการเชื่อมต่อกับสาขาวิชาอื่น ๆ ของการศึกษา เช่น ภูมิอากาศวิทยา

องค์ประกอบและเคมีของชั้นบรรยากาศของโลกมีความสำคัญเนื่องจากหลายสาเหตุ แต่เนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างบรรยากาศและสิ่งมีชีวิต องค์ประกอบของบรรยากาศโลกเปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากกระบวนการทางธรรมชาติเช่นการปล่อยไอโซโทปฟ้าผ่าและการทิ้งระเบิดโดยอนุภาคพลังงานแสงอาทิตย์จากโคโรน่า นอกจากนี้ยังมีการเปลี่ยนแปลงโดยกิจกรรมของมนุษย์และการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้บางอย่างอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพพืชและระบบนิเวศน์ของมนุษย์ ตัวอย่างของปัญหาที่ได้รับการแก้ไขโดยเคมีในชั้นบรรยากาศ ได้แก่ ฝนกรด การพร่องของโอโซน หมอกควัน ก๊าซเรือนกระจก และภาวะโลกร้อน นักเคมีในบรรยากาศพยายามที่จะทำความเข้าใจสาเหตุของปัญหาเหล่านี้และโดยการได้รับความเข้าใจเชิงทฤษฎีของพวกเขาให้แก้ปัญหาที่เป็นไปได้ที่จะทดสอบและผลของการเปลี่ยนแปลงในโยบายของรัฐบาลที่ได้รับการประเมิน

องค์ประกอบบรรยากาศ

องค์ประกอบของบรรยายกาศ (อังกฤษ: Atmospheric composition) ความเป็นอากาศจัดเป็นของผสม โดยประกอบด้วยก๊าซต่างๆ เช่น ไอน้ำ, เขม่า,ควันไฟ และอนุภาคต่างๆ ปะปนกันอยู่สำหรับอากาศที่ไม่มีไอน้ำอยู่เลยเรียกว่า อากาศแห้ง ส่วนอากาศที่มีไอน้ำเป็นส่วนผสมอยู่ด้วยเรียกว่า อากาศชื้น ส่วนผสมของอากาศในที่ต่างๆ จะแตกต่างกันไปตามสถานที่และเวลา อีกทั้งส่วนประกอบของอากาศในดินไม่มีสัดส่วนที่คงที่เหมือนของบรรยากาศ เพราะในดินจะมีก๊าซคาร์บอนไดร์ออกไซด์ ที่ผันแปรตลอดเวลาตามกระบวนการต่างๆ ที่เกิดขึ้นในดิน

องค์หลักประกอบกว่า 78.08% ของอากาศเป็นก๊าซไนโตรเจนมีคุณสมบัติที่ไม่ทำปฏิกิริยาเคมีกับสารอื่นแต่เมื่อมีอะตอมเดี่ยวของมันแยกออกมาจะรวมเข้าเป็นองค์ประกอบของสารอื่นและอีกกว่า 20.95% เป็นก๊าซออกซิเจนซึ่งเป็นผลผลิตจากการสังเคราะห์แสงของพืช อีกทั้งยังมีความว่องไวในการทำปฏิกิริยากับสารอื่นส่วนที่เหลืออีก 0.93% ก๊าซอาร์กอนเป็นก๊าซเฉื่อยไม่ทำปฏิกิริยากับธาตุอื่นเกิดขึ้นจากการสลายตัว(ซากกัมมันตภาพรังสี)ของธาตุโปแตสเซียมภายในโลก และอีก 0.036% เป็นในส่วนของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจก (Greenhouse gas) แม้มีอยู่ในบรรยากาศเพียง 0.036% แต่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิต เนื่องจากก๊าซเรือนกระจกมีคุณสมบัติในการดูดกลืนรังสีอินฟราเรดซึ่งแผ่ออกจากโลกส่วนที่เหลืออีก 0.01% เป็นในส่วนของก๊าซอื่นๆ โดยทั้งนี้สิ่งที่แสดงให้เราเห็นว่าในอากาศนั้นมีฝุ่นละอองอยู่คือลำแสงที่ส่องไปในอากาศโดยเราจะสังเกตพบว่ามีฝุ่นละอองลอยปะปนอยู่ในลำแสงนั้น

ชั้นบรรยากาศ

บรรยากาศชั้นโทรโพสเฟยร์ (อังกฤษ: troposphere)

• บรรยากาศชั้นโทรโพสเฟยรเป็นบรรยากาศชั้นที่อยูใกลโลกมากที่สุด
• มีความสูงตั้งแต 0 ถึงประมาณ 10 – 15 กิโลเมตร
• มวลอากาศรอยละ 80 อยูในชั้นนี้
• อุณหภูมิของอากาศในชั้นนี้จะลดลงเมื่อความสูงเพิ่มขึ้น เนื่องจากผลของการดูดกลืนรังสีคลื่นสั้นที่ผิวโลกจากดวงอาทิตยและแผรังสีความรอน (Infrared; IR) ออกมา
• ทําใหการกระจายความรอนลดลงตามระดับความสูงโดยลดต่ำลงในอัตรา 6.5 องศาเซลเซียส ตอ 1 กิโลเมตร
• ทั้งนี้เมื่ออากาศรอนลงสูพื้น จะเกิดการผสมกันของอากาศในแนวดิ่ง ทําใหสปชีสตางๆ ที่ถูกปลอยจากพื้นผิวโลกลอยขึ้นไปสูโทรโพพอส(tropopause) ซึ่งเปนสวนที่แยกบรรยากาศชั้นโทรโพสเฟยรออกจากชั้นสตราโตสเฟยร(stratosphere) ซึ่งอาจใชเวลาประมาณ 2 – 3 วันหรือนอยกวานั้น ขึ้นอยูกับลักษณะทางอุตุนิยมวิทยา
• ในบรรยากาศชั้นโทรโพสเฟยรจะมีการเกิดไอน้ำ เมฆ และการตกของฝนและละอองตางๆ (precipitation) ซึ่งเปนกลไกที่สําคัญในการกําจัดมลพิษจากบรรยากาศ

บรรยากาศชั้นสตาโตสเฟียร์ (อังกฤษ: tratosphere)

• มวลอากาศในชั้นนี้มีรอยละ 19.9 ของมวลอากาศที่กําหนดเหนือระดับโทรโพพอสขึ้นไป
• โอโซนในชั้นสตราโตสเฟยร(stratospheric ozone) มีความสําคัญตอสิ่งมีชีวิตบนโลกมาก
• เนื่องจากมันสามารถดูดกลืนแสงที่มีความยาวคลื่นต่ำกวา 290 นาโนเมตร
• ทำใหแสงที่สองผานมายังบรรยากาศชั้นโทรโพสเฟยรเปนแสงคลื่นยาว(λ > 290 นาโนเมตร) ซึ่งเชื่อมโยงกับการเกิดปฏิกิริยาเคมีทางแสงในบรรยากาศชั้นโทรโพสเฟยร
• โอโซนมีความสามารถในการดูดกลืนแสงที่มีความยาวคลื่นระหวาง 200 – 310 นาโนเมตร
• แตความสามารถในการดูดกลืนจะลดนอยลงไปเรื่อย ๆ จนถึงชวงแสงขาว (visible)
• นอกจากนี้บรรยากาศในชั้นนี้มีการผสมของอากาศในแนวดิ่งนอย และไมมีการตกของฝนและละออง ทําใหเกิดการกระจายของอนุภาคเปนจํานวนมหาศาล ตัวอยางเชน ภูเขาไฟระเบิดทําใหเกิดการกระจายตัวของอนุภาคในสตราโตสเฟยรเปนเวลานาน

บรรยากาศชั้นเมโซสเฟยร์ (อังกฤษ: mesosphere)

• บรรยากาศชั้นเมโซสเฟยรมีความสูงจากระดาบน้ำทะเลประมาณ 50 ถึง 85 กิโลเมตร
• อุณหภูมิจะลดลงตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น จนถึง -90 องศาเซลเซียสที่ระยะความสูง 80 กิโลเมตร และเกิดการผสมของอากาศในแนวดิ่งอีกครึ่งหนึ่ง
• แนวโนมการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในชั้นนี้เนื่องมาจากการลดลงของความเข้มขนของโอโซน ซึ่งเปนแหลงความรอนเมื่อความสูงเพิ่มขึ้น
• มวลอากาศในชั้นนี้มีไมถึงรอยละ 0.1 ของมวลอากาศทั้งหมด

บรรยากาศชั้นเทอรโมสเฟยร (อังกฤษ: thermosphere)

• ที่ความสูงประมาณ 85 กิโลเมตรอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นอีกครั้งเพราะการเพิ่มขึ้นของการดูดกลืนรังสีจากดวงอาทิตยที่มีความยาวคลื่นนอยกวา 200 นาโนเมตร โดยออกซิเจน และไนโตรเจนเพิ่มขึ้นเชนเดียวกับอะตอมตาง ๆ บรรยากาศในชั้นนี้มีชื่อวา เทอรโมสเฟยร
• ส่วนเชื่อมตอ (transition zone) ระหวางบรรยากาศชั้นตาง ๆ มีชื่อวา – โทรโพพอส (tropopause) – สตราโทพอส (stratopause) และ – เมโซพอส (mesopause)
• หลักเขตของสวนเชื่อมต่อตาง ๆ เหลานี้ไมไดถูกกําหนดตายตัวแตแปรเปลี่ยนไปตามเสนรุง (latitude) ฤดูกาลและป
• ถาเปรียบเทียบความหนาของชั้นบรรยากาศกับขนาดของโลก ซึ่งมีเสนผานศูนยกลาง 12,742 กิโลเมตร จะพบวาขอบเขตของบรรยากาศชั้นสตราโทสเฟยรที่ประมาณ 50 กิโลเมตร มีขนาดเทียบกับเสนผานศูนยกลางของโลกไดประมาณ 0.4 เปอรเซ็นตเทานั้น จึงสรุปไดวาบรรยากาศนั้นบางมาก
• นอกจากนี้คุณภาพของอากาศยังขึ้นกับกจกรรมต่างๆ ของมนุษยโลกดวย จึงนับไดวาบรรยากาศนั้นเปนสิ่งบอบบาง กาซตาง ๆ เปนสิ่งจําเปนสําหรับสิ่งมีชีวิต บรรยากาศจึงเปนสิ่งสําคัญที่ทุกคนบนโลกตองชวยกันดูแลรักษา และปกปองจากการถูกทําลาย