Chmury i aerozole

Dowiedz się więcej!

Aerozole i widzialność

Zła widzialność jest postrzegana jako efekt zanieczyszczenia atmosfery. Widzialność to największa odległość, z której obserwator może dostrzec duży czarny przedmiot na horyzoncie. Na widzialność poziomą wpływa kilka czynników: właściwości atmosfery, kolor nieba i obserwowanego obiektu, cechy oka ludzkiego i subiektywna ocena obserwatora. Skupimy się tutaj na składnikach atmosfery zakłócających widzialność.
 

Światło w atmosferze

Światło jest rodzajem energii poruszającej się w sposób falowy. Długość fali to odległość pomiędzy szczytami fal (zielona strzałka na ryc. 1.). Światło słoneczne wydaje się białe, ale w rzeczywistości składa się z kilku kolorów (co widać przez pryzmat lub dzięki tęczy). Kolory mają różną długość i częstotliwość fal, niosą różną energię. Barwa fioletowa ma najkrótszą długość fali w spektrum widzialnym, czerwona zaś najdłuższą.
 

Światło porusza się po linii prostej tak długo jak nie napotka na przeszkodę. W przestrzeni kosmicznej światło latarki mogłoby być dostrzeżone tylko przez kogoś znajdującego się dokładnie na wprost latarki. Inaczej rzecz wygląda w atmosferze: światło przemieszcza się po linii prostej póki nie zderzy się z cząstką aerozolu lub gazu. To co dzieje się ze światłem później zależy od długości fali i rozmiaru przeszkody.
 

Cząsteczki gazów i aerozole atmosferyczne są mniejsze niż długość fali światła widzialnego. Gdy światło styka się z cząsteczką gazu, absorbuje ona i rozprasza światło w innym kierunku.  Dlatego też w nocy widzimy promienie fleszu czy lasera w dyskotece nawet gdy nie jesteśmy na linii światła.
Różne barwy światła reagują w różny sposób. To rozpraszanie, zwane rozpraszaniem Rayleigh'a, jest najbardziej efektywne przy krótkich długościach fal (kolor niebieski). Dlatego właśnie niebo jest niebieskie.
 

Rozpraszanie światła przez aerozole

Widzialność zmniejsza się ponieważ aerozole znajdujące się na drodze pomiędzy obserwatorem i przedmiotem pochłaniają lub rozpraszają światło słoneczne. Rozpraszanie światła przez aerozole jest głównym zjawiskiem odpowiedzialnym za pogarszanie widzialności. Światło może być także pochłaniane przez składniki atmosfery, np. sadzę albo NO₂,  które robią to wyjątkowo skutecznie.
 

Wyobraź sobie atmosferę całkowicie pozbawioną aerozoli: na poziomie morza widzialność teoretycznie wynosiłaby około 300 km, a na szczycie Mont Blanc nawet 500 km!
 

Na widzialność wpływają: rozmiar, koncentracja i cechy chemiczne aerozoli. Najmniejsze cząstki (a zwłaszcza te o rozmiarach 0,1-1,0 µm) odgrywają największą rolę w pogarszaniu widzialności. Te małe cząstki są przede wszystkim pochodzenia antropogenicznego. W Los Angeles podczas silnego zanieczyszczenia powietrza widzialność może spaść do około 8 km, podczas gdy w "czysty" dzień wynosi około 90 km.
 

Wilgotność powietrza może w znaczący sposób nasilać negatywne oddziaływanie zanieczyszczeń powietrza na widzialność. Składniki aerozoli, które mogą rozpuszczać się w wodzie, mogą powiększyć swoje rozmiary nawet siedmiokrotnie (w porównaniu z warunkami suchymi) powodując dramatyczny wzrost skuteczności rozpraszania światła i w ten sposób obniżając widzialność.
 

Widzialność a jej powszechne postrzeganie

Wzrost liczby malutkich cząstek w atmosferze wiąże się z pogorszeniem widzialności, a to jest powszechnie uważane za wskaźnik złej jakości powietrza. To, jaką widzialność większość ludzi uważa za tak niską, że aż nie do przyjęcia (bo sugerującą nadmierne zanieczyszczenie powietrza) zależy od miejsca, do którego odnosimy te obserwacje. Ludzie trudniej akceptują degradację środowiska na terenach naturalnych, "dzikich", niż na obszarach zurbanizowanych. Badania socjologiczne prowadzone w mieście pokazały, iż widzialność tam pożądana to około 50 km.
 

O tej stronie:

Autor: Justine Gourdeau, LaMP Clermont-Ferrand, Francja
Recenzent: Dr Paolo Laj, LaMP, Francja
ostatnia aktualizacja:  2004-05-13
Tłumaczenie na język polski: Dr Agnieszka Wypych, Dr Anita Bokwa, Uniwersytet Jagielloński, Kraków