Múzsák - Múzeumi Magazin 1980 (Budapest, 1980)

1980 / 4. szám

Arisztotelész négy öseleme közül talán a levegő a legmegfoghatatla- nabb. Érzékeink számára közel sem olyan hozzáférhető, mint a tűz, a víz és a föld. Létezését többnyire akkor észleljük, ha hiányzik, vagy ha mozog. Aki a légszomj iszonyú érzését átélte már, az örökre tudni fog a levegőről, még ha nem is látja, tapintja vagy hallja. A mozgó levegő ugyancsak felhívja magára a figyelmet. Ezt már az ókori ember is tapasztalta, hiszen vitorláshajói a „szelek szárnyán” járták be a világ tengereit. A mozgó levegő gorombább változatai, a viharok, forgószelek pedig ugyanúgy pusztítottak néhány ezer éve, mint ma.

Bár érzékszerveink számára alig hozzáférhető a levegő, mégis már az Arisztotelészt megelőző időkben is foglalkoztak vele. A vízi közlekedésben betöltött szerepe és éghajlatformáló hatásai ugyanis korán felkeltették a vizsgálódó ember figyelmét.

Az i.e. V. században a szelet és a csapadékképződést már viszonylag rendszeresen figyelték Indiában, Görögországban és másutt. E megfigyeléseket a mindennapi hajózási és mezőgazdasági gyakorlat tette szükségessé. A világ számos pontján végzett megfigyelések után i.e.

400-ban jelent meg Hippokratész éghajlattana, amely számos orvosi vonatkozást is tartalmazott. Mintegy 500 évvel később követte ezt Arisztotelész meteorológiája.

Az arisztotelészi őselemtant a levegővel kapcsolatban is csak a rendszeres, műszeres mérések, a kémia és fizika meghatározott fejlődési foka tudta megdönteni. Galilei 1597-ben szerkesztett igen pontatlan hőmérője és Viviani 1643-ban készített barométere talán első lépcsőfoka volt ennek a dinamikus és sokoldalú fejlődésnek, amely Galileitől indult, s mintegy 200 éven át tartott. „Műszerek” és megfigyelőberendezések sokasága jelöli ezt a fejlődési utat. A megfigyelésekre, észlelésekre itt is közvetlen gyakorlati tények ösztönöztek. Többek között a szelek és a szelek okozta tengeráramlások tanulmányozása tette lehetővé, hogy Anglia és Ausztrália között 250 napról 150 napra csökkent a vitorláshajók menetideje.

A gyakorlati indíttatású vizsgálatok később sem szűntek meg. 1854—56- ban, a krími háborúban, miután az angol és francia flotta óriási károkat szenvedett egy vihartól, ugrásszerűen megnőtt a légkört és a légköri jelenségeket vizsgáló állomások száma. Leverrier szerint ugyanis

a katasztrófát előrejelzéssel elkerülhették volna.

Arisztotelész negyedik őseleméről ma már elég sokat tud a vallató fizika és kémia. A másik háromhoz hasonlóan a levegő sem elem a szó kémiai értelmében. Légköre a csillagászati vizsgálatok szerint minden bolygónak van, de a földihez hasonló vagy azonos légkört még nem sikerült kimutatni.

A földi légkör elsősorban az úgynevezett alapgázokból áll (78% nitrogén, 21% oxigén, 0,93% argon és 0,1% alatt más nemesgázok, valamint hirogén). Az alapgázokhoz változó mennyiségben jönnek az úgynevezett vendéggázok (vízgáz, széndioxid, ózon). Ezek mennyisége a felszínen is jelentősen változik a földrajzi helytől és az időtől függően. így páldául Kelet-Szibéria levegője télen szinte tökéletesen vízmentes, míg a trópusokon a 3—4 százalékot is eléri a vízgőztartalom. A vendéggázok mellett semmilyen szempontból sem elhanyagolható a járulékos anyagok szerepe. Ilyenek a por, korom, sókristályok (főként tengerközeiben), mikrobák, baktériumok, valamint e földi eredetűeken kívül a kozmikus eredetűek, mint például a szétrobbant meteorok pora.

Megegyezés kérdése, hogy ebből a változó összetételű anyaghalmazból mely részt szakítsuk ki és nevezzük levegőnek. Hiszen megtehetjük, hogy a köbcentiméterenként 8- 10 000 lebegő szennyezést nem mondjuk levegőnek, hiszen nem gáznemű anyag és nem állandó a mennyisége, mint például a nitrogéné. De senki nem tagadhatja, hogy a légkör folyamataira (csapadékképződés stb.), s így közvetve- közvetlenül az élővilágra óriási hatása van.

Ez azonban csak a légkör legalsó rétegére, a troposzférára vonatkozik, mely lényegesen eltér a légkör felsőbb rétegeitől. Ott a függőleges irányú átkeverő hatások érvényesülnek, s így az összetétel megközelítőleg változatlan. A troposzféra fontos jellemzője, hogy aktív kölcsönhatásban van a földfelszínnel, így beleszól az időjárási jelenségekbe, s azok színtere is egyben. A troposzférában felfelé haladva százméterenként mintegy 0,56 °C-kal csökken a hőmérséklet. A troposzféra felső határa változó: függ a földrajzi szélességtől és az évszaktól is. A sarkoktól az egyenlítő felé haladva 8 és 18 km között változik.

A troposzférát a légkör következő és igen fontos rétegétől, a sztra6