Termosfäärist kõrgemal asub eksosfäär, mis läheb juba sujuvalt üle lähikosmoseks.
Eeltoodud atmosfääri jaotamine kihtideks toimus temperatuuri muutuste järgi. Seda saab teha ka muude parameetrite alusel, näiteks gaaside ioniseerituse põhjal. Maapinnast umbes 80 km kõrgusel on piirkond, kus on rohkelt päikesekiirguse tõttu elektriliselt laetud osakesi – ioone ja elektrone, mis mõjutavad raadio kaugsidet. Seda kihti nimetatakse ionosfääriks. Viimase väga tugevate häirete korral katkeb raadioside, mida on ka Eestis juhtunud.
Atmosfääri kõrgemates kihtides tegutsevad virmalised – needsamad elektronid, prootonid jt Päikeselt pärit kiirguse osakesed, mis õhu koostises olevate ainete molekulidega kokku põrgates ergastavad neid. Rohelist värvi virmalised on pärit hapnikuaatomitest umbes 100–200 km kõrgusel, punast tooni annavad lämmastikuaatomid, viimased võivad ioniseeritult anda ka sinakat tooni. Nõrgemad virmalised näivad sageli aga lihtsalt valkjad.
Atmosfääri koostis
Õhk, papa, ei maksa ju midagi.
Õhkkond koosneb kolmest komponendist:
1) gaasidest (puhtast ja kuivast õhust),
2) veeaurust ning
3) õhus hõljuvatest tahke ja vedela aine osakestest ehk aerosoolist.
Puhas ja kuiv õhk koosneb lämmastiku (78 % ruumala järgi), hapniku (21 %) ja argooni (1 %) segust. Õhus leidub alati ka suuremal või väiksemal hulgal veeauru (0,1–1,4 %).
Atmosfääri õhu kolmanda komponendi moodustavad igasugused maapinnalt tuulega õhku sattunud tolm, tahm, õietolm, fenoolid, vulkaaniline tuhk, aga samuti väikesed veepiisad, millest koosnevad pilved või udu.
Inimtekkeliste saasteainete allikas on USA näitel põhiliselt transport (46 %), kütuse põletamine (29 %) ja tööstus (16 %). Ühe suhkrutüki suuruses õhukoguses võib tööstusriikides sisalduda kuni 200 000 tahket osakest! Kõige puhtam on õhk ookeaniavaruste kohal – umbes 10 tolmukübet cm3 kohta.
Peale aerosoolide sisaldab õhk ka inimese tervist ja Maa kliimat mõjutavaid nn kasvuhoonegaase – peale nimetatud süsihappegaasi ja osooni veel metaani (CH4), dilämmastikoksiidi (N2O), süsinikoksiidi ehk vingugaasi (CO) ning kurikuulsaid klorofluorosüsinikke (freoone) jne.
„Saastatud õhk kahandab looduse ilu. /…/ Ta toimib nagu läbipaistev ekraan, mille on langetanud õnnetu Jumal.” (Louis J. Battan, USA meteoroloog.)
6. Päikesekiirgus Maa atmosfääris
„Kust see tuleb, et ilmaruum päikese kui ka teiste taevakehade kiirevoolust hoolimata nii väga külm seisab?! Lihtsalt sellest, et ilmaruumi õhul ehk athmosphärel kiirte kinnipidamiseks tarvilik tihedus puudub: soojuskiir lendab läbi kui tulejutt – keegi ei takista teda tema teel. Kuid vaata, kuidas meie õhk päikese kiirte soojuse võimu kinni püüab: juba see, kas kiired püsti või liusku õhkkonnast läbi peavad käima, mõjub nii suurel mõõdul, et nad keskpäeval, täiesti püsti maakera pääle langedes ainult 2/10, hommikul ja õhtul aga pea kõik oma soojendamise võimu õhkkonda ära kaotavad,” kirjutas aastal 1901 ajalehes Postimees matemaatikatudeng J. Sarv.
Tõepoolest, troopilistel laiustel, põhja- ja lõunapöörijoone vahel on keskpäeval Päike kõige kõrgemal – „täiesti püsti”, st seniidis ekvaatoril võrdpäevsuse ajal, pöörijoontel aga kas 22. juunil või 23. detsembril. Muidugi on see tingitud, nagu hästi teame, maakera telje kaldenurgast 23,5 kraadi. Tänu sellisele kaldenurgale on maakeral ka sellised astronoomilised aastaajad.
Mida suurem on koha geograafiline laius, seda rohkem langevad Päikese kiired „liusku”, suurema nurga all. Kui Eesti keskmiseks laiuseks võtta 58º 30, (Puurmani–Virtsu laiuskraad), siis on jaanipäeva ajal Päikese kõrgeim asend 55º ja talvisel pööripäeval vaid 8º. Võrdluseks: kui Päike on horisondist 30 kaadi kõrgusel, siis on tema kiirte tee läbi atmosfääri kaks korda pikem võrreldes sellega, kui Päike asuks seniidis.
Must kevadine lumi (peegelduskoefitsient u 5 %)
Maa atmosfääri läbides juhtub päikesekiirgusega palju asju: see hajub õhuosakestel, neeldub, peegeldub ja murdub, vallandab keemilisi reaktsioone jne. Kui tema keskmine vootihedus (intensiivsus) kiirtega risti oleval pinnal atmosfääri ülemisel piiril ehk nn solaarkonstant on 1,370 kW/m2, siis Eestis on maapinna lähedal kiirtega risti pinnal ja selge ilmaga parimal juhul mõõdetud 994 W/m2 (2007. aasta aprillikuus). Suvel käib Päike küll palju kõrgema kaarega, aga atmosfäär on tunduvamalt tolmusem kui kevadel, seega väheneb tema läbipaistvus.
Kõige suuremad päikesekiirguse mõjutajad on siiski pilved. Kui pilved katavad Päikese, kaob nn otsekiirgus, maailm meie ümber on aga valge tänu hajuskiirgusele. Selle intensiivsus sõltub aga pilvede liigist, hulgast ning Päikese kõrgusest.
Värske valge lumi (albeedo kuni 95 %)
Albeedo
Aluspinnale jõudnud kiirgusest osa neeldub, teine osa aga peegeldub tagasi õhku. Pinna peegeldumise võimet iseloomustab albeedo (ld albus – valge), arv, mis näitab, kui suure osa moodustab tagasi peegeldunud kiirgusvoog pinnale langenud kiirgusest.
Albeedo sõltub aluspinna iseloomust (rohi, muld, lumi, vesi jne), selle olukorrast (märg, kuiv, tasane), Päikese kõrgusest. Kuiva mulla albeedo on näiteks 20–24 %, niiskel aga 16–18 %. Värskelt sadanud lumelt peegeldub tagasi kuni 95 % kiirgusest, vana ja sula lume albeedo on aga vaid 30 % ümber. Seega võite aprillis särava Päikese ja värske lumevaibaga saada näole kahekordse doosi ultraviolettkiirgust!
Rannas päevitades „võtab” Päike paremini, sest õhk on läbipaistvam, samuti on heledal liival peegelduskoefitsient 40 % lähedal.
Lugu sellest, kuidas Barack Obama valget revolutsiooni tegi
Kui USA esimene mustanahaline president Valgesse Majja jõudis, oli roheline revolutsioon riigis juba alanud. Keskkonnakaitsjate survel oli George W. Bush teinud esimesi samme üleilmse kliimasoojenemisega võitlemiseks. Osariikide palgal olevaid klimatolooge ähvardati isegi vallandamisega, kui nad jäävad ilmastiku muutuste põhjuste osas skeptikuiks.
Ühendriikide uus president tõotas astuda veel tõhusamaid samme. Nimelt tegi vastne USA energeetikaminister (Secretary of Energy) Steven Chu ettepaneku värvida kogu maailma hoonete katused valgeks. Paljud inimesed sattusid hämmeldusse – kas tõesti on ameeriklased saanud uue veidriku riigi valitsusse?
Seekord on aga tegemist tuntud teadlasega, sest Steven Chu on Nobeli preemia laureaat füüsikas (laserite rakenduse alal), töötanud mitmes ülikoolis professorina jne. Ta on soovitanud panustada tulevikuenergeetikas enam taastuvale energiale, nentides samuti, et tüüpilised söel töötavad elektrijaamad eraldavad atmosfääri 100 korda enam soojust võrreldes tuumaelektrijaamadega.
Ühel 2012. a maikuus Londonis toimunud kliimanõupidamisel tegigi Chu ettepaneku värvida üleilmselt majade katused valgeks, sama soovitati teha ka linnatänavate ning väljakute, isegi autodega. Tema hinnangul oleks efekt samasugune, kui eemaldada liiklusest kõik autod üheteistkümneks aastaks!
Igaüks on vast kogenud, et valgeis rõivais on suvel kergem olla, et tume plekk-katus kuumeneb heledais toonides peavarjust kiiremini. Suured linnad on soojemad kui külad, sest asfalt kogub päeva jooksul kõvasti soojust ning ergab seda öösel.
Muide,