Universiteti POLIS - sustainicum.at · Figura 24 Klasat e qëndrueshmërisë termike ..... 55...
Transcript of Universiteti POLIS - sustainicum.at · Figura 24 Klasat e qëndrueshmërisë termike ..... 55...
Lënda: Klimatologji
Universiteti POLIS
Fakulteti i Planifikimit Mjedisit dhe
Manaxhimit Urban
Petagoge: MSc. Teida SHEHI
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
2
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
3
Përmbajtja
Leksion 1 ....................................................................................................................................................... 5
1.1 Atmosfera një makineri komplekse .................................................................................................... 5
1.1.1 Atmosfera, ndërtimi, shtresat ...................................................................................................... 5
1.1.2 Si ndodhin fenomenet klimatike (koha)? ....................................................................................... 10
Ushtrime_Leksion 1 .................................................................................................................................... 16
Lesksion 2 .................................................................................................................................................... 18
2.1 Përbërja kimike e atmosferës ........................................................................................................... 18
2.2 Gazet e atmosferës, që marrin pjesë në filtrimin e rrezeve të diellit ......................................... 19
2.3 Kimia e troposferës ..................................................................................................................... 21
2.4 Kimia e Stratosferës .................................................................................................................... 22
Ushtrime_Leksioni-2 ................................................................................................................................... 24
Leksion 3 ..................................................................................................................................................... 27
3.1 Ciklet e materialet ....................................................................................................................... 27
3.1.1 Cikli i ujit .............................................................................................................................. 27
3.1.2 Cikli i Karbonit ..................................................................................................................... 28
3.1.3 Cikli i Azotit .......................................................................................................................... 29
3.1.4 Cikli i Fosforit ....................................................................................................................... 31
3.1.5 Cikli i squfurit ...................................................................................................................... 32
4.1 Vrima e ozonit ............................................................................................................................. 33
4.2 Ndotja e ajrit ............................................................................................................................... 35
4.2.1 Ndotësit primar NOX ........................................................................................................... 37
Leksion 5 ..................................................................................................................................................... 39
5.1 Ndotësit primar SOx .................................................................................................................... 39
5.2 Ndotësit primar Grimcat – PM10 ................................................................................................ 39
5.3 Ndotësit primar Hidro karburet - HC .......................................................................................... 40
5.4 Efekti i ndotësve tek njerëzit, bimët dhe materialet .................................................................. 41
5.4.1 Ndotja atmosferike dhe shëndeti ....................................................................................... 41
Leksion 6 ..................................................................................................................................................... 43
6.1 Efketet e ndotësve sekondarë tek njerëzit ....................................................................................... 43
6.2 Efketet e metaleve të rënda tek njerëzit .......................................................................................... 43
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
4
6.3 Efektet e ndotësve tek materialet .................................................................................................... 44
6.4 Efektet e ndotësve tek bimët ............................................................................................................ 45
Leksion 7 ..................................................................................................................................................... 46
Leksion 8 ..................................................................................................................................................... 49
8.1 Vlerësimi i ndjeshmërisë së një ekosistemi ndaj pasojave të shiut acid .................................... 49
Leksion 9 ..................................................................................................................................................... 51
9.1 Efekti serrë ........................................................................................................................................ 51
9.2 Meterologjia e ndotjes së ajrit .......................................................................................................... 52
9.3 Qëndrueshmëria dhe klasat e qëndrueshmërisë termike ................................................................ 54
Ushtrime_Leksioni-9 ................................................................................................................................... 59
Figurat
Figura 1 Trashësia e atmosferës që mbulon atmosferës .............................................................................. 5
Figura 2 Paraqitja e shtresave të atmosferës ............................................................................................... 7
Figura 3 Sasia e enegjisë diellore që hyn në atmosferë ................................................................................ 8
Figura 5 Nxehtësia latenete .......................................................................................................................... 9
Figura 6 Fenomeni i rreshjeve të shiut ....................................................................................................... 10
Figura 8 Rrymat oqeanike në botë .............................................................................................................. 11
Figura 9 Rryma Golfstream dhe Labradorit ................................................................................................ 12
Figura 10 Musonet ...................................................................................................................................... 12
Figura 11 Rruzulli tokësorë ......................................................................................................................... 13
Figura 12 Harta e zonave gjeografike të stuhive ........................................................................................ 15
Figura 13 Shtresat e atmosferës ................................................................................................................. 18
Figura 14 Gjatësitë e rrezeve të dritës ........................................................................................................ 19
Figura 15 Ciklet e materialeve .................................................................................................................... 27
Figura 16 Cikli i ujit ...................................................................................................................................... 27
Figura 17 Cikli i karbonit.............................................................................................................................. 29
Figura 18 Cikli i azotit .................................................................................................................................. 30
Figura 19 Cikli i fosforit ............................................................................................................................... 31
Figura 20 Cikli i squfurit .............................................................................................................................. 32
Figura 21 Cikli fotolitik i azotit .................................................................................................................... 37
Figura 22 efektet e ndotësve tek bimët ...................................................................................................... 45
Figura 23 Shpërthimi i centralit të Çernobilit në vitin 1986 ........................................................................ 53
Figura 24 Klasat e qëndrueshmërisë termike ............................................................................................. 55
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
5
Leksion 1 1.1 Atmosfera një makineri komplekse
1.1.1 Atmosfera, ndërtimi, shtresat
Planeti yni mbulohet nga një shtresë ajri, që njihet si atmosfera. Ka një gjatësi prej 500km nga
sipërfaqja e tokës. Përbërja dhe sjellja e shtresave të atmosferës ndikon në ndryshimet
meterologjike në planetin tonë (temperatura ditore, lagështia, klima).
Në fillesat e lindjes së planetit tonë, atmosfera e tij kryesisht përbëhej nga hidrogjen (H2) i dhe
heliumi (He), të cilët për biliona vjet u shpërndanë në hapsirë.
Shpërthimet vulkanike bënë, që atmoferës t’i shtoheshin përbërës të tjerë, si: oksigjeni,
karboni, azoti, squfuri etj. Praktikisht oksigjeni molekular (O2), që ne thithim sot, me shumë
mundësi është prodhuar nga rekasionet fotosisntetike të prodhuara në algat blu në fundin e
oqeaneve dhe nga bimët.
Figura 1 Trashësia e atmosferës që mbulon atmosferës
Shpërthimet vulkanike bënë, që atmoferës t’i shtoheshin përbërës të tjerë, si: oksigjeni,
karboni, azoti, squfuri etj. Praktikisht oksigjeni molekular (O2), që ne thithim sot, me shumë
mundësi është prodhuar nga rekasionet fotosisntetike të prodhuara nga algat blu në fundin e
oqeaneve dhe nga bimët.
Kryesisht ajri i pastërt dhe i thatë përbëhet nga oksigjeni dhe azoti. Avujt e ujit variojnë nga 0-
4% në varësi të temperaturës dhe kushteve të lagështisë.
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
6
Në atmosferë dallojmë katër shtresa të ndryshme në varësi të ndryshimeve në përthithjen e
energjisë diellore, dhe temperaturave.
Atmosferës përbëhet nga këto shtresa:
Troposfera (10-12 km),
Stratosfera (deri në 50 km),
Mezosfera,
Termosfera (deri në 80 km).
Troposfera: shtresa pranë sipërfaqes së tokës, ku masat ajrore lëvizin vertikalisht dhe
horizontalisht duke krijuar rrymat ajrore, të cilat bëjnë rishpërndarjen e nxehtësisë dhe
lagështisë në të gjithë globin.
Kjo shtresë ka një trashësi deri në 18km mbi ekuador dhe deri në 8km në pole, ku ajri është i
ftohtë dhe i dendur. Është shtresa me dendësinë më të madhe se shtresat e tjera të
atmosferës, 75% të masës totale të atmosferës.
Temperatura e ajrit bie në mënyrë të menjëhershme me rritjen e lartësisë në këtë shtresë, duke
shkuar deri në -60°C.
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
7
70
10
20
30
40
50
60
70
80
90
-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40
(km)
°C
ShtresaOzonit
Thermosfera
Mezopauza
Mezosfera
Stratopauza
Stratosfera
Tropopauza
Troposfera
Figura 2 Paraqitja e shtresave të atmosferës
Një shtresë e ndërmjetme pas troposferës është tropopausa (nga një ndryshim i menjëhershëm
i temperaturës).
Nga tropopausa deri në lartësinë 50km shtrihet stratosfera. Ajo është shumë më pak e dendur
se troposfera, por ka pothuajse të njëjtën përbërje, përveç faktit se ajo nuk përmban avuj uji
dhe ka një sasi prej 1000 herë më të madhe ozoni (O3) se troposfera.
Kjo shtresë Ozoni absorbon rrezet e diellit me gjatësi vale të madhe (rrezet ultraviolete UV-B
λ=290-300 mm). Kjo sasi valësh, e cila thithet nga ozoni bën që shtresat sipër stratosferës të
jenë të ngrohta.
Çarja e shtresës së Ozonit në dekadat e fundit, sidomos pranë poleve, kryesisht në Antarktidë,
ka sjellë rritjen e sasisë së rrezeve ultra violetë, që arrijnë sipërfaqen e Tokës.
Pas shtresës së stratosferës temperaturat ulen më shumë duke krijuar mezosferën (shtresë e
ndërmjetme).
Më pas në lartësinë rreth 80km, fillon shtresa e katërt, termosfera. Një shtresë ku kemi një
energji të lartë diellore, nxehtësi, një shtresë e jonizuar (me ngarkesë elektrike dhe rrezatim
kozmik).
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
8
Nuk ka ndonjë kufi të caktuar, i cili përcakton kufirin fundor të atmosferës. Me rritjen e lartësisë
presioni dhe dendësia e saj gjithmonë e më shumë deri sa nuk ka ndonjë dallim me hapsirën
boshe ndër yjore.
Figura 3 Sasia e enegjisë diellore që hyn në atmosferë
Energjia, që ne marrim nga dielli nuk shpërndahet në mënyrë uniforme në të gjithë globin. Sasia
më e madhe e energjisë diellore reflektohet në ekuator sesa në lartësitë e mëdha. Përpara se
rrezatimi diellor të arrijë sipërfaqen e tokës, ¼ e tij reflektohet nga retë dhe nga gazet e
atmosferës, ndërsa ¼ tjetër përthithet nga CO2, avujt e ujit, shtresa e ozonit, metani CH4, dhe
nga disa gaze të tjerë. Pikërisht ky fenomen bën ngrohjen e atmosferës, sa më shumë gaze në
ajër, aq më shumë ngrohet atmosfera.
Sipas ligjeve të fizikës, energjia e cila përthithet nga sipërfaqja e tokës, riemetohet përsëri në
atmosferë në formën e energjisë. Për shembull rasti i materialeve të ndërtimit: ato përthithin
energjinë në formën e dritës dhe e riemetojnë atë në formën e nxehtëtsisë. Ky fenomen njihet
si efekti serrë, pasi atmosfera transmeton dritën e diellit ndërsa mban (si në kurth) në
përbërësit e saj nxehtësinë. Efekti serrë është një proces natyror dhe mëse i domosdoshëm për
jetën në planetin tonë. CO2 është një nga gazet bazë të jetës në planetin tonë, pasi është ai gaz,
i cili mban nxehtësinë e rrezatimit diellor duke e bërë planetin tonë sa më të jetueshëm.
Energjia
diellore
Reflektohet nga
atmosfera
Reflektohet nga
retë
Reflektohet nga
sip. e tokës
Rrezatohet nga
hapsira drejt
atmosferës
Rrezatohet nga
toka drejt
hapsirës
Përthithet nga
atmosfera
Ajri që përçohet dhe
ngihet në hapsirë Nxehtësia latent në
avujt e ujit
Rrezatimi i
përthithur nga
atmosfera
89 PW energji përthithet nga Toka dhe Oqeanet
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
9
Figura 4 Efekti serrë
Pjesa më e madhe e energjisë
diellore, që vjen në sipërfaqen e
tokës përdoret për të avulluar
ujin. Çdo gram ujë i avulluar thith
580 kalori energji. Pra në të
gjithë globin avujt e ujit mbajnë
të magazinuar një sasi të madhe
energjie, e cila njihet si nxehtësi
latente. Kur avujt e ujit
kondensohen ato çlirojnë po këtë
sasi nxehtësie prej 580 kalori.
Figura 5 Nxehtësia latenete
Krijimi i rreshjeve të shiut. Nëse në Gjirin e Meksikës fillon të fryjë një erë dhe ajo transporton
ajrin e lagësht drejt veriut. Temperaturat fillojnë të ulen dhe avujt e ujit fillojnë të kondensohen
duke shaktuar rënien e rreshjeve të shiut dhe dëborës.
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
10
1.1.2 Si ndodhin fenomenet klimatike (koha)?
Përkufizim
Me fenomene klimaterike (kohën/ motin) do të kuptojmë përshkrimin e kushteve fizike të
atmosferës si lagështia, temperatura, presioni i ajrit, dhe precipitimi) për një periudhë të
shkurtër kohore.
Përse bie shiu?
Si fillim duhet të kemi parasysh këto dy
momente: avujt e ujit kondensohen
ndërsa ajri ftohet, dhe ajri ftohet me
rritjen e lartësisë. Ngjitja e ajrit në lartësi
shoqërohet me krijimin e reve, rënien e
shiut ose dëborës. Ftohja e ajrit ndodh si
pasojë e ndryshimit të presionit me
rritjen e lartësisë: ajri ftohet me rritjen e
lartësisë pasi presioni ulet, dhe ajri
ngrohet me uljen e lartësisë pasi presioni
ngrihet.
Figura 6 Fenomeni i rreshjeve të shiut
Rrymat e konveksionit janë lëvizjet e ajrit si pasojë e ndryshimit të temperaturës. Rrezet e diellit
janë ato, të cilat sjellin këtë ndryshim të rrymave të ajrit. Në ato zona ku rrezet e diellit janë më
të forta (ekuador) fillon dhe ngrihet në lartësi duke u ftohur. Edhe në zonat malore ajri ka
gjithmonë tendencën të ngrihet në lartësi. Nëse ky ajër, i cili ngjitet në lartësi, përmban avuj uji
(uji i avulluar nga sipërfaqet e deteve dhe oqeaneve) kur ngjitet në lartësi kondensohet dhe bie
në formën e rreshjeve.
Pra zonat ekuatoriale, sipërfaqet ujore dhe zonat malore kanë një përqindje të lartë të rënies së
rreshjeve. Kur ajri ulet pranë sipërfaqes të tokës, ai ka tendencën të ngrohet pasi rritet presioni.
Ndërsa ai ngrohet, avujt e mundshëm të ujit avullojnë dhe fenomenet e rreshjeve kryesisht
ndodhin rrallë.
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
11
Erërat e mëdha nuk lëvizin në vijë të drejtë
Në hemisferën veriore erërat në pjesën më të madhe
të rasteve kanë tendencën të kthehen në orientimin
orar (nga e djathta), ndërsa në hemisferën jugore,
ato kanë tendencën të kthehen në sistemin anti orar
(nga e majta). Ky fenomen shpjegohet me faktin se
planti jonë rrotullohet rreth boshtit të tij nga lindja
në perëndim. Pikërisht ky fenomen njihet edhe si
Efekti Koriolisit. Edhe rrymat oqeanike kanë të
njëjtën tendencë të lëvizin në këtë mënyrë. Ky
fenomen natyror krijon ato që quhen erërat
ciklonike, ose lëvizjet e erës nga rrotullimi i tokës
rreth boshtit të saj. Figura 7 Efekti i Koriolisit
Rrymat oqeanike ndikojnë në motin apo klimën e planetit tonë
Rrymat e ngrohta dhe të ftohta oqeanike ndikojnë në kushtet e klimës në sipërfaqen e tokës.
Ndryshimet në densitetin e ujit – në varësi të temperaturës dhe kripshmërisë së ujit –
shkaktojnë lëvizjet e rrymave oqeanike. P.sh rasti i rrymës oqeanike të ftohtë të Alaskës drejt
jugut të Californisë bën, që qyteti i San Francisco të jetë gjithmonë i freskët dhe me mjegull
gjatë stinës së verës.
Figura 8 Rrymat oqeanike në botë
Rryma e ngrohtë e Golfstream, që vjen nga Gjiri i Meksikës, dhe mban të ngrohtë detin e
Karaibeve, bregdetin verior të Kanadasë lindore dhe veriun e Europës. Në sajë të rrymës së Glof
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
12
Strimit, kontinenti Europian është shumë më i ngrohtë në krahasim me lartësinë e tij. Ndërsa
rryma e ngrohtë kalon në Gadishullin Skandinav dhe në ishullin e Islandës, ajo ftohet, avullon
dhe bëhet më e dendur dhe më e kripur, dhe merr drejtimin drejt jugut, duke krijuar një rrymë
të fortë dhe të thellë.
Figura 9 Rryma Golfstream dhe Labradorit
Erërat sezonale dhe musonet kanë efekte të
mëdha
Në pjesën më të madhe të globit, kryesisht në
zonat tropikale dhe subtropikale, ndodhin ato
që quhen erërat sezonale dhe shirat sezonalë,
të cilat nga ana tjetër janë shumë thelbësore
për jetën në tokë dhe ekosistemet.
Por në disa raste këto era sezonale mund të
jenë shumë të fuqishme duke shkaktuar dëme
të mëdha natyrore si përmbytjet. Këto era
sezonale tropikale, të cilat shoqërohen me
shira tropikalë, njihen si musonet.
Figura 10 Musonet
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
13
Vende si India, Kina, Gadishulli i Indokinës etj. karakterizohen nga këto era musonike, Ato janë
të ngrohta, më ajër të lagësht dhe vijnë nga Oqeani Indian. Kur ajri ngrihet në majat e
Himalajeve, rreshjet e shiut bëhen akoma më të dendura.
Erërat sezonale dhe musonet kanë efekte të mëdha
Rajonet tropikale dhe subtropikale karakterizohen nga
stinë të lagështa dhe stinë të thata. Kjo ndodh si pasojë
e ndryshimit të këndit të rrezeve të diellit. Toka
rrotullohet në sajë të një këndi të caktuar, i cili bën që
gjatë Dhjetorit dhe Janarit, rrezet e diellit janë më të
fuqishme (bien pingul me sipërfaqen e tokës) në pjesën
jugore të ekuatorit. Ndërsa gjatë muajve Qershor dhe
Korrik, ato janë më të fuqishme në pjesën veriore të
ekuatorit. Pra në ato zona, ku rrezet e diellit janë më të
fuqishme, avullimi i ujit është më i madh, rrymat ajrore
janë më të forta, gjithashtu dhe rreshjet e shiut janë më
të shumta.
Figura 11 Rruzulli tokësorë
Stuhitë
Me rritjen e lartësisë presioni i ajrit ulet. Erërat formojnë vorbulla pranë këtyre zonave me
presion të ulët duke u rrotulluar në kahun orar në Hemisferën Veriore në sajë të efektit të
Coriolisit. Kjo sasi ajri, e cila ngrihet në hapsirë është e ngarkuar me avuj uji dhe energji latente.
Kur arrin në lartësitë e ftohta të atmosferës, avujt e ujit kondensohen duke çliruar nxehtësinë
latente, duke intensifikuar akoma më shumë rrymat e konveksionit . Në sajë të diferencës së
temepraturës midis asaj të tokës dhe atmosferës, këto rryma do të vazhdojnë të shtojnë
energjinë në atmosferë.
Erërat pranë këtyre vorbullave të masave ajrore mund të arrijnë shpejtësi deri në disa km në
orë (320km/h) duke shkaktuar dëme të mëdha. Pikërisht këto njihen ndryshe edhe si stuhitë,
të cilat në zona të ndryshme të globit marrin emra të ndryshëm.
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
14
Përshkrimi i kategorive të stuhive Figura: Pozita gjeografike
Uraganet Ndodhin në Oqeanin Atlantik dhe në lindje të Oqeanit Paqësor
Tajfunet Ndodhin në perëndim të Oqeanit Paqësor
Ciklonet Ndodhin në Oqeanin Indian
Tornadot Vorbulla reshë në formën e gypit, që ndodhin në sipërfaqen e tokës mund të konsiderohen si stuhi. Tornadot janë dukuri atmosferike, të cilat ndodhin në Fushat e Mëdha të Amerikës Veriore, ku masat frontale me ajër të ftohtë dhe të thatë nga Kanadaja, ndeshen me masat ajrore dhe të lagështa, që vijnë nga Gjiri i Meksikës.
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
15
Figura 12 Harta e zonave gjeografike të stuhive
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
16
Ushtrime_Leksion 1
Ushtrimi 1:
Llogarisni prodhimin vjetor të NOx nga 50,000 automjete në një qytete, nëse emetimi i NOx
është 2g/ km për çdo automjet. Pranoni udhëtimin vjetor 20,000 km/ automjet në vit.
Zgjidhje:
Ushtrimi 2:
Llogarisni sasinë e HC (Hidrokarbureve) të emetuara në një zonë të banuar nga 1 milion banorë
nëse:
a) 300,000 auto udhëtojnë 12,000 km/ vit duke emetuar 1g/km HC (çdo automjet);
b) Konsumi i bojrave të vajit është 2l/vit nga secili banor, me një përmbjatje HC 1kg/l;
c) HC nga solventët e pastrimit kur përmbajtja është 1 kg/ vit
Zgjidhje:
?
1 20,000 /
2 / 1
/ 50,000
2 / 50,000 auto=100,000 /
100,000 / 20,000 / 2,000,000,00
2,00
0
0
NOx
NO
NOx
x
m
automjet km vit
g km NOx auto
x g km NOx auto
x g km x g km automjete
m g km auto x km auto kg
m ton NO
x
x
NO
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
17
)
?
1 1 /
300,000
300,000 1 / = 300,000 /
1
300,000 / 12,000 / 3,600,000,000 /
3,600 /
HC
HC
HC
a
m
automjet g km
automjete x
automjete x g kmx g km
automjete
m g km x km vit g vit
m ton vit
6 6
6
2,00
)
?
0
2 / 1 10 1 / 2 10 / HC=2,000 ton/vi
ton/vit
t
)
?
1 10 1 / 1,000 /
3,600 /
1
2,000 / 1,000 / 6,60
,000 ton/
0
v
/
it
H
HC
C
HC
H
C
b
m
l vit x x banor x kg l x kg vit
c
m
x banor x kg vit ton vit
Totali
ton vit ton vit ton vi n
m
m
t to v
6,600 /HC totale
i
m ton it
t
v
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
18
Lesksion 2
2.1 Përbërja kimike e atmosferës
Shtresat e atmosferës dallohen nga njëra tjetra
edhe nga përbërja kimike e tyre. Kufijtë midis
shtresave janë relativisht të dallueshme, sepse
përzierja midis tyre ose difuzioni ndodh shumë
ngadalë për dy arsye:
1. Forca tërheqëse e tokës detyron atomet e
rënda të zbresin poshtë
2. Reaksionet kimike, që ndodhin midis
shtresave të atmosferës
Figura 13 Shtresat e atmosferës
Në shtresat e atmosferës në lartësinë deri në 100km, mbizotëron azoti N2 në masën 78%,
oksigjeni O2 në masën 21% dhe në sasi shumë të vogla sasia e gazeve të tjera si CO2, CH4, Ar
(argon), He (Helium) etj, si dhe avuj uji (0.1-5)%.
a. N2 në masën 78% është gazi, i cili mbizotëron atmosferën, gaz jotoksik. Në nivele të larta
përqindje mund të ndikojë në sëmundjet e frymarrjes;
b. O2 - 21%. Do të përbënte një gaz toksik nëse do të ishte në përqindje shumë të lartë;
c. CO2, gaz jo toksik, por nëse do ishte rreth 100 herë më i lartë në përqindje do të
shkaktonte mbytje. Është i nevojshëm për procesin e fotosintezës;
d. Avujt e ujit, kur tejkalohet përqindja e tyre formohen retë dhe rënia e rreshjeve;
e. O3, ndodhet në stratosferë dhe prodhohet nga një molekulë O2 të ardhur nga
fotosinteza dhe nga një atom O, që vjen nga fotodisociimi i një molekule O2.
O2+O=O3
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
19
2.2 Gazet e atmosferës, që marrin pjesë në filtrimin e rrezeve të diellit
Gazet e atmosferës që filtrojnë rrezet e diellit
1. Ozoni O3, i cili absorbon rrezet ultravjollcë, njëkohësisht i filtron ato në lartësi shumë të
mëdha;
2. Avujt e ujit absorbojnë rrezatimet infra të kuqe (0.8 x 10-6 m– 4x10-6 m);
3. CO2 absorbon rrezatimin me gjatësi vale rreth 15 x 10-6 m;
4. Gazet e tjera gjurmë absorbojnë rrezatimin infra të kuq, me gjatësi vale të tillë, ku CO2
dhe H2O janë transparente.
Gjatësitë e e rrezeve të dritës (λ)
0.01 nm 10 nm 390 nm 750 nm 1 mm 1 m 105 km
Rrezetgama (γ)
Rrezet XRrezet
Ultravioletë
Drita e bardhëe dukshme
Rrezet infra të kuqe
Mikrovalët
Valët e radios
Rrezet ultra violetëRrezet ultra violetë janë rreze elektromagnetike me njëgjatësi valë më të shkurtër se drita që në shikojmë, dhemë të gjatë se rrezet X, duke variuar nga 10nm (10 x 10 -
9 m) deri në 400 nm (400 x 10 -9 m). Frekuencat qëlëshojnë këto valë janë të padukshme për njerëzit, pormund të kapen nga disa lloje insektesh dhe shpendësh.
Rrezet infra të kuqeRrezet infra të kuqe janërreze elektromagnetike megjatësi vale më të gjatë sedrita që ne shohim dhevariojnë nga 750nm – 1mm
Figura 14 Gjatësitë e rrezeve të dritës
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
20
Tipet e reaksioneve kimike në atmosferë
Zakonisht reaksionet kimike ndodhin si rezultat i bashkëveprimit të përbërësve të atmosferës
me rrezatimet diellore. Përbërësit më aktivë, që marrin pjesë në shumicën e proceseve kimike
janë: NO2, O2, N2.
Reaksionet kimike, që ndodhin janë:
1. Fotodisociimi – shpërbërja e elementit në sajë të rrezeve të diellit
Reaksioni kryesor, që ndodh në atmosferë është ai i disociimit të O2 nga absorbimi i rrezeve
ultra violetë. Vlera max e gjatësisë së valës, që shkakton disociim është 242 nm dhe është e
barabartë me energjinë e lidhjes të elementit.
a. Fotodisociimi i N2
Ndodh në një shkallë më të vogël, pasi energjia e lidhjes është e madhe.
b. Fotodisociimi i ujit
H2O = H+ + OH-
OH- = H- + O
2. Jonizimi
Prania e e- dhe joneve në shtresat e larta të atmosferës shpjegon procesin e jonizimit.
Prania e joneve në distancën 50km është aq mbizotëruese, saqë shtresë mbi të quhet
jonosferë/ termosferë.
Jonizimi i molekulave ndodh për dy arsye:
a. Nga veprimi i rrezeve ultraviollcë;
b. Nga veprimi i e- dhe protoneve me energjinë e lartë, që vjen dielli.
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
21
3. Fotojonizimi
Kërkon energji më të madhe se fotodisociimi, prandaj fotonet, që shkaktojnë fotojonizimin
ndodhen në shtresat e larta të atmosferës, në zonën e rrezeve ultravjollcë me gjatësi valë të
vogël dhe energji të lartë.
2.3 Kimia e troposferës
Troposfera është shtresa e parë e atmosferës që rrethon planetin tonë.
Kimia e troposferës ndryshon nga ajo e stratosferës:
1. Përbërësit kryesorë janë N2 dhe O2. Nuk hyjnë në reaksione fotokimike nqs rrezet
ultravioletë me gjatësi valë λ < 300 nm nuk janë absorbuar plotësisht në stratosferë;
2. Në reaksionet kimike, që ndodhin në troposferë marrin pjesë komponime kimike, që
ndodhen në sasi të vogël ose në trajtë gjurmësh;
3. Kimia e troposferës është shumë e ndërlikuar, pasi ka një sërë komponimesh me
jetëgjatësi të ndryshme. Shumica e tyre formohen nga oksidimi i lëndëve organike (p.sh
djegia). Nga oksidimi i CH4 (metani) mund të formohen rreth 10 specie;
4. Veçanëria më karakteristike është prania e ujit në të tre format e tij: të ngurtë (akulli), të
lëngët, dhe të gaztë (avujt e ujit). Mesatarisht 10mm ujë ndodhet në troposferë në
formën e avujve të ujit
Faktorët, që ndikojnë në përbërjen kimike të ajrit:
1. Burimet e ndotjes (shkarkimet nga oxhaqet, industritë etj)
2. Reaksionet kimike dhe fotokimike
3. Kushtet meterologjike
4. Faktorët topografikë (terreni)
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
22
2.4 Kimia e Stratosferës
1. Ozoni në shtresat e larta të stratosferës
Stratosfera luan rolin e një barriere, që mbron planetin tonë nga tufa e rrezeve të dëmshme. Në
kiminë e stratosferës mbizotëron O3 (ozoni) – rreth 90% e tij ndodhet në stratosferë në
lartësinë 50-55 km nga sipërfaqja e tokës. Është pikërisht kjo shtresë, e cila shërben si filtër për
rrezatimin ultravjollcë me gjatësi vale λ < 300 nm. Ky lloj rrezatimi i kësaj shtrese ndahet në 3
zona:
1 • Zona ultravjollcë – c, λ<290 nm
2 • Zona ultravjollcë – b, λ (290 : 320)
3 • Zona ultravjollcë – a, λ (320 : 400)
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
23
2. Reaksionet e formimit të O3
Nga absorbimi i rrezeve ultravjollcë me gjatësi vale në 242nm, që ndodhen në lartësinë mbi 30
km ndodh reaksioni i fotosintezës diellore:
O2 + hγ = O + O (1)
h- konstantja e Boltzmanit h=1.38 x 10-23 J/K
hγ – energjia e një fotoni drite
O + O2 + M* = O3 + M* (2)
Prania e grimcës M*, që është zakonisht molekulë O2 ose N2 është e domosdoshme për të
larguar energjinë e tepërt, që krijohet gjatë formimit të O3. Kjo energji nëse do të mbetej në
molekulë do të shkaktonte zbërthimin e menjëhershëm të saj.
Me uljen e lartësisë rritet përqëndrimi i grimcave M*, dhe nga ana tjetër me uljen e lartësisë
pakësohen fotonet, që shkaktojnë fotolizën e O2. Si rezultat i këtyre dy faktorëve me kahe të
kundërt, sasia e O3 arrin vlerën maksimale në lartësinë 50km nga sipërfaqja e tokës.
O3 + hγ = O2 + O (3)
Shtresa e ozonit luan një rol mbrojtës në përthitjen e rrezeve ultravioletë.
Pas tij mund të ndodhë, që ajo pjesë e O3, që mbetet mund të formojë molekula O2:
O + O3= 2O2 (4)
Krahas këtyre reaksioneve ekzistojnë reaksionet e shkatërrimit të O3 në atmosferë. Në
atmosferë ka substanca, të cilat bëjnë të mundur zbërthimin e O3 në mënyrë katalitike:
O3 + X = O2 + XO (5)
XO + O = O2 + X (6)
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
24
Reaksionet e formimit të O3:
O2 + hγ = O + O (1)
O + O2 + M* = O3 + M* (2)
O3 + hγ = O2 + O (3)
O + O3=2O2 (4)
Reaksionet e zbërthimit të O3:
O3 + X = O2 + XO (5)
XO + O = O2 + X (6)
Ushtrime_Leksioni-2
Ushtrimi 1:
Llogarisni prodhimin vjetor të NOx nga 350,000 automjete në një qytet, nëse emetimi i NOx
është 1.5 g/ km për çdo automjet. Pranoni udhëtimin vjetor 55,000 km/ automjet në vit.
Zgjidhje:
?
1 55,000 /
1.5 / 1
/ 350,000
1.5 / 350,000 auto=525,000 /
525,000 / 55,000 / 28,875,00
28,875
, 0
0
00
NOx
NOx
NOx
m
automjet km vit
g km NOx auto
x g km NOx auto
x g km x g km automjete
m g km a
m
uto x km auto g NOx
ton NOx
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
25
Ushtrimi 2:
Llogarisni sasinë e HC (Hidrokarbureve) të emetuara në një zonë të banuar nga 3.5 milion
banorë nëse:
a) 750,000 automjete udhëtojnë 18,000 km/ vit duke emetuar 3.5g/km HC (çdo automjet);
b) Konsumi i bojrave të vajit është 7.5l/vit nga secili banor, me një përmbjatje HC 2.5kg/l;
c) Sasinë e HC nga solventët e pastrimit kur përmbajtja është 0.5 kg/ vit
Zgjidhje:
)
?
1 3.5 /
750,000
750,000 3.5 / = 2,625,000 /
1
2,625,000 / 18,000 / 47, 250,000,000 /
47, 250 /
HC
HC
HC
a
m
automjet g km HC
automjete x
automjete x g kmx g km
automjete
m g km x km vit g vit
m ton vit
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
26
6 6
6
)
?
7.5 / 3.5 10 2.5 / 9.375 10 / HC=9,375 ton/v
9,375 ton/vit
1,750 ton/
it
)
?
3.5 10 0.5 / 1750 /
47,250 / 9,375 / 1,750 /
vit
HC
HC
HC
HC
b
m
l vit x x banor x kg l x kg vit
c
m
x banor x kg vit ton vit
Totali
ton vit ton vit ton
m
m
58,375
58,375 /
/
HC totalem ton vi
vit t
t
on vit
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
27
Leksion 3
3.1 Ciklet e materialet
Ciklet e materialeve të mjedisit të tokës mbështesin proceset jetësore
• Ciklet e materialeve kryejnë procesin e riciklimit midis komponentëve biotike dhe
abiotike të mjedisit, për të siguruar një mjedis të përshtatshëm për jetën ashtu siç e
njohim sot në tokë:
Figura 15 Ciklet e materialeve
3.1.1 Cikli i ujit
Cikli i ujit është një nga
ciklet më të
rëndësishme për jetën e
organizmave në Planetin
Tokë. Burimet kryesore
të ciklit të ujit janë
sipërfaqet ujore të
deteve, oqeaneve,
lumenjve, liqeneve dhe
pellgjeve të ndryshme
ujore dhe avullimi i ujit
nga bimët.
Figura 16 Cikli i ujit
Cikli i karbon
it (C)
Cikli i Azotit
(N)
Cikli i Fosfori
t (P)
Cikli i Squfurit (S)
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
28
Kjo sasi uji kthehet përsëi në sipërfaqen e tokës me anë të rreshjeve të shiut. Gjatë gjithë ciklit
të tij uji ndikon në mënyrë të drejtëpërdrejtë në jetën e gjallesave të planetit. Ky cikël ka si
karakteristikë që zhvillohet në sipërfaqen e tokës (sipërfaqet ujore dhe sipërfaqet me bimë) dhe
në atmosferë.
3.1.2 Cikli i Karbonit
Karboni i shërben organizmave për 2 qëllime:
• është element strukturor i qelizave;
• Lidhjet kimike, të cilat ai formon dhe që mbajnë energji, shërbejnë për të magazinuar
energji
Burimet kryesore të ciklit të karbonit janë:
1. CO2 që ndodhet në atmosferë dhe përthithet nga bimët me anë të procesit të
fotosintezës;
2. CO2 që ndodhet në sediment gëlqerore në fundin e deteve dhe oqeaneve
3. CO2 që ne lëshojmë me frymarrjen tone;
4. CO2 që emetohet nga lëndët fosile (nafta, qymyr guri, gazi etj);
5. CO2 që emetohet nga industritë, makinat, proceset e ndryshme të djegies.
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
29
Figura 17 Cikli i karbonit
• Aktualisht, sasia e prodhuar është më e madhe se ajo, që përthithet, duke rritur sasinë
e CO2 që mbetet brenda troposferës (shtresa e parë e atmosferës);
• CO2 është gaz serrë pasi përthith nxehtësinë e çliruar në sipërfaqen e tokës. Në këtë
mënyrë ndikon në rritjen e temperaturave globale.
3.1.3 Cikli i Azotit
Azoti është element përbërës i aminoacideve, peptideve, acideve nukleike dhe proteinave, që
janë molekula organike pa të cilat një organizëm nuk mund të ekzistojë.
Atomet e azotit, që formojnë këto molekula të rëndësishme sigurohen nga organizmat
prodhues (bimët fotosintetizuese, bakterie dhe alga).
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
30
Por bimët nuk mund ta fiksojnë/përthithin azotin në formën e tij të lirë si azot diatomik N2. Këtë
e zgjidh cikli (shumë kompleks) i azotit.
Cikli i azotitN2 nëatmosferë
NH3 (ammonia - ure) në tokë
•Bakteriet azot-fiksuese në tokë dhenë rrënjët e familjes së fasuleve
N2 si element përbërës imolekulave tërëndësishme nëorganizmat e gjallë, nëurinë dhe fece
•Bakterietdekompozuese
Bakteriet nitrit-formuese kombinojnëNH3
+ me O2NO-
2
(nitritet)
Bakteriet nitrat-formuese
NO-3
(nitratet)
Përthithen nga rrënjët dhesintetizohen nga bimët nëaminoacide, NH4
+etj.
Hyjnë në zinxhirinushqimor
Bakteret denitrifikuese(kryesisht në këneta) konkurrojnë me rrënjët e bimëve për nitratin
N2O (gazsere) nëatmosferëFertilizuesit
bujqësore, djegiae energjive fosile
1
23
4
Figura 18 Cikli i azotit
Veprimtaritë njerëzore konvertojnë më shumë azot në ure dhe nitrate se sa të gjitha proceset
natyrore sëbashku.
Ky ekses azoti shkakton humbje të ushqyesve të tjerë si kalciumi dhe potasi, acidifikimin e
lumenjve dhe liqeneve, rritjen e sasisë së gazeve serrë, shtimin e bimësisë jo autoktone në
zona, që historikisht kanë qënë të përshtatshme për bimë që përdorin sasi të kufizuara azoti,
shtimin e algave toksike në zona bregdetare.
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
31
3.1.4 Cikli i Fosforit
Fosfori është një mineral, që u sigurohet organizmave pasi lëshohet nga shkëmbinjtë dhe transmetohet
në formë ujore dhe jo atmosferike.
Është një përbërës i rëndësishëm në ushqyesit/fertilizuesit e bimëve – pra sasia e tij në tokë dhe ujë
shtohet edhe nga veprimtaria njerëzore.
Në nivelin qelizor, elemente të pasura me energji dhe që përmbajnë fosfor janë shumë të rëndësishme
në reaksionet e transferimit të energjisë – pra sasia e fosforit në mjedis, shton ose ul dramatikisht
produktivitetin (si rezultat edhe ndotjen).
Cikli i Fosforit
Fosfati nëtokë
Fosfati nëshkëmbinj
Fosfati përthithet nga rrënjët e bimëvedhe hyn në zinxhirin ushqimor
Mbeturina të bimëvedhe kafshëvedekompozohen
Fosfor ngafertilizuesit
Rrjedhje në habitatin ujor, kukryen të njëjtin cikël si në tokë
Figura 19 Cikli i fosforit
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
32
3.1.5 Cikli i squfurit
Cikli i Squfurit
S8 ndodhet në shkëmbinj, minerale, burimet fosile të energjisë, tokë dhe ujë
•Përthithet nga rrënjëtnë tokë;•Sulfatet çlirohen nëtokë nga dekompozimi.
•SO2•SO2
•Në atmosferëoksidohet ne SO4
•Shirat acide
Figura 20 Cikli i squfurit
S8 ka nje rol të rëndësishem në organizëm si përbërës i proteinave. Shumica e squfurit të planetit
gjendet në mineralet (piritit, gips); apo sulfuri i kalciumit (gipsi). Ky sulfur inorganik çlirohet në ajër nga
uji, nga fenomene të motit, nga emetime nga të çarat e fundit të deteve dhe nga shpërthimet vullkanike.
Cikël i komplikuar dhe i përbërë nga një serrë procesesh oksidimi (H2S, SO2, SO4, etj.) Aktiviteti njerëzor
(djegia e karburanteve) çliron me shumë squfur se sa cikli natyror. Probleme të mëdha për shëndetin,
ndërtesat, shikueshmërinë. Eshtë kundërshtar i efektit serrë – thith rrezatimet ultraviolet dhe krijon një
re mbështjellëse në atmosferë, e cila siguron ulje të temperaturave, që ngre efekti serrë.
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
33
Leksion 4
4.1 Vrima e ozonit
Është një dukuri, e cila nënkupton zvogëlimin e shtresës së ozonit në kontinentin e Antarktidës
gjatë periudhës së Pranverës. Ky studim u publikua për herë të parë në vitin 1985 nga studiues
anglezë. Ata paraqitën, që duke filluar nga viti 1960 kanë filluar luhatjet e zvogëlimit të shtresës
së ozonit në Antarktidë. Nga studimet e mëtejshme u arrit, që në vitin 1987 të arriheshin këto
konkluzione:
1. Vrima e ozonit është më e madhe se sipërfaqja e Antarktidës
2. Pakësimi i kësaj shtrese vjen si rezultat i përbërësve si CFC
Sot është konstatuar se vrima e ozonit shkaktohet nga faktorë meterologjik dhe kimik.
Cilat janë këto faktorë meterologjik dhe kimik?
Faktori Meterologjik
Ndonëse përfitimi i O3 është më i madh në zonën ekuatoriale pasi sasia e rrezeve ultra vjollcë c
< 290 nm të Diellit është më e madhe, përqëndrimi i tij është më i madh në pole. Kjo ndodh për
faktin se shpejtësia e zbërthimit është më e vogël si pasojë e sasisë së vogël të rrezeve ultra
vjollcë të zonës b (290 – 320 nm).
Për këtë arsye ekzistojnë dy faktorë kryesorë:
1. Formimi në stratosferë i një vorbulle ajri stacionare, që izolon masën e ajrit nga pjesa
tjetër e stratosferës gjatë gjithë periudhës së dimrit;
2. Temperatura shumë të ulta në polin e jugut gjatë kësaj periudhe.
Faktori kimik
Faktori kimik kryesor është rritja e përqindjes të elementëve si Cl dhe Br në atmosferë. Nivelet
natyrore të Cl janë 0.6 ppb (10-9). Në vitin 1992 Cl arriti në 3.5ppb. Kjo rritje shpjegohet me
përdorimin e CFC dhe CBrC.
Në vitin 1920 filloi përdorimi i freoneve si trup pune në makinat ftohëse;
Në 1950 u përdorën 50,000 ton CFC;
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
34
Në 1976 u përdorën 725,000 ton CFC
Freonet zbërthehen në stratosferë nën veprimin e rrezeve ultravjollcë të zonës c duke formuar
Cl2.
hγ
CFC → Cl2
Jetëgjatësia e CFC është shumë e madhe në atmosferë:
CFC – 11 65 vjet
CFC – 12 130 vjet
Është propozuar zëvendësimi i freoneve me substanca të tjera të zbërthyeshme në troposferë,
siç janë HCFC, por kanë një kosto të lartë.
Gjithashtu edhe CBrC dëmtojnë shtresën e ozonit. Këto janë elementë përbërës të fikseve të
zjarrit. Edhe plehrat kimikë dhe azotikë ndikojnë në shtimin e CBrC në atmosferë.
Disa mikro organizma shkaktojnë çlirimin e N2O që është mjaft i qëndrueshëm dhe kalon në
stratosferë, ku nën veprimin e rrezeve ultra vjollcë zbërthehet në NO2 dhe N2.
Rekasioni i zbërthimit të O3 intensifikohet nga prania në atmosferë i grimcave të ngurta nga
vullkanet.
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
35
4.2 Ndotja e ajrit
Ndotja e ajrit - Modifikimi i cilësisë normale të ajrit nëpërmjet prezencës së komponimeve me
përqëndrim të lartë.
Substanca ndotëse: Substanca kimike në gjëndje të gaztë, të lëngët dhe të ngurtë, ku në
përqindje të larta në ajër mund të shkatojnë efekte negative në shëndet, materiale, bimësi, në
klimën etj.
Ndotja atmosferike mund të këtë origjinë:
1. Natyrore:
a. Vullkanet
b. Oqeanet, dete
c. Zjarret natyrore
d. Radioaktiviteti
2. Antropogjene (nga njerëzit)
a. Prodhimi i energjisë nga termocentralet
b. Pajisjet ngrohëse
c. Proceset industriale
d. Mjetet e transportit
e. Depozitimi dhe asgjesimi i mbetjeve
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
36
Burimet kryesore të ndotjes atmosferike në zonat urbane
a. Nga prodhimi i energjisë
b. Nga pajisjet ngrohëse dhe ftohëse
c. Qarkullimi automobilistik
d. Djegia e mbetjeve
Llojet e ndotësve
Ndotësit primar që veprojnë direkt në shëndetin e njerëzve
a. Monoksidi i karbonit CO
b. Oksidet e azotit NOx
c. Oksidet e squfurit SOx
d. Hidrokarburet HC
e. Grimcat
f. Metalet
Ndotësit sekondarë – janë ndotësat që vijnë si rezultat i bashkëveprimit të ndotësave primare
me komponimet kimike, që ndodhen në atmosferë:
a. Ozoni O3
b. Oksiduesi fotokimik PAN (peroksi acetil nitrati)
c. HC e oksiduera
Kohëzgjatja e mesatare e ndotësave:
SO2 – disa javë
NO2 – disa ditë
CO – disa muaj
CH4 – 10 vjet
Freonet CFC – 100 vjet
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
37
4.2.1 Ndotësit primar NOX
Format më shqetësuese janë NO dhe NO2, të cilat vijnë si rezultat i bashkëveprimit ndërmjet
azotit dhe oksigjenit. Këto gaze veprojnë në temeperatura të larta >1210°C.
N2 + O2 = 2NO
2NO + O2 = 2NO2
Sasia e NO vare nga këto faktorë:
1. Temperatura e djegies;
2. Koha e qëndrimit në këtë temperaturë;
3. Sasia e oksigjenit të përmbajtur në flakë.
Gjatë ftohjes së gazeve të tymrave është e mundur që NO të disociohet përsëri në N2 dhe O2.
Por në përgjithësi ftohja në proceset e djegies është shumë i shpejtë, kështu që pjesë të NO së
prodhuar qëndrojnë në temepratura të ulta.
Prodhimi i NO2 në ndryshim nga NO bëhet gjatë ftohjes dhe vjen duke u rritur me zvogëlimin e
temperaturës.
Figura 21 Cikli fotolitik i azotit
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
38
Ky fenomen është rezultat i bashkëveprimit të NO2 me fotonet e diellit hγ. Ai ndahet në katër
faza:
5. NO2 absorbon hγ nga rrezatimi diellor
6. Energjia e absorbuar shpërbashkon NO2 në NO dhe O
NO2 = NO + O (i cili është shumë aktiv)
7. O + O2 = O3 (ndotës sekondar)
8. O3 + NO = NO2 + O2
Burimet e ndotjes nga NOx
1. Aktiviteti bakterial është një nga burimet kryesore të NOx
Nga burimet antropogjene, ku rolin kryesor e luan kryesisht transporti (motorrët diesel, të cilët
prodhojnë më shumë NOx sesa ato me benzinë), si dhe nga industria (proceset e djegies në
termocentrale)
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
39
Leksion 5
5.1 Ndotësit primar SOx
Nga djegia e materialeve, të cilat përmbajnë S prodhohen tipe të veçanta të këtij elementi siç
janë: SO2, SO3, etj. Por squfuri mund të hyjë në atmosferë edhe si H2S, H2SO4, dhe H2SO3.
Format më aktive janë SO2 dhe SO3. Ato kanë si karakteristikë, që janë pa ngjyrë dhe kanë erë
shumë të rëndë.
Reaksionet e formimit të SO3:
S + O2 = SO2 (1)
2SO2 + O2 = 2SO3 (2)
Sasia e SO3 varet nga shpejtësia e reaksionit (2). Në temperatura të larta shpejtësia e reaksionit
(2) është shumë e madhe. Ekulibri arrihet shpejt.
SO3 mund të jetë prezent në ajër në gjendje të gaztë vetëm n.q.s % e avujve të ujit ulet. Në të
kundërt do të kishim:
SO3 + H2O = H2SO4
Burimet e ndotjes nga SOx
a) 2/3 e sasisë së SOx në atmosferë vijnë nga burimet natyrore (vullkanet);
b) 1/3 e sasisë së SOx nga burimet njerëzore – kryesisht nga TEC, impiantet e ngrohjes
qendrore si dhe nga trafiku.
5.2 Ndotësit primar Grimcat – PM10
Grimcat janë në gjëndje të ngurtë dhe të lëngët me një diametër, që shkon deri në
100μm, të cilat qëndrojnë në suspension në ajër;
Grimcat PM10 me diametër 50μm janë në formën e tymit apo mjegullës;
Grimcat PM10 me diametër > 100μm gjenerohen nga proceset industriale.
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
40
Periudha gjatë, së cilës grimcat qendrojnë pezull në ajër në shtresën e troposferës varion nga
pak sekonda deri në disa muaj. Ndërsa grimcat, të cilat ndodhen në stratosferë mund të
qendrojnë edhe për disa vite rreth globit tonë.
Vetitë optike janë të lidhura me efektin e grimcave volatile (të paqëndrueshme) mbi rrezatimin
diellor. N.q.s diametri i tyre është < 0.1μm grimcat janë shumë të vogla, që të përthithin
rrezatimin diellor.
Burimet e ndotjes nga grimcat
1. Proceset natyrore, ku bëjnë pjesë vullkanet dhe veprimi i erës mbi pluhurin
2. Aktivitetet antropogjene, ku bëjnë pjesë:
a. Industritë e ndërtimit (grimcat e pluhurit);
b. Fonderitë e naftës (grimcat volatile – të paqëndrueshme);
c. Proceset e ndryshme të djegies (tymrat);
d. TEC-et.
Diametri i grimcave pezull ka të bëjë me burimin se nga vijnë:
D > 10μm → nga proceset mekanike
1 μm < D < 10 μm → pluhurat dhe nga produket e djegies së industrisë
0.1 μm < D < 1μm → nga djegia e aerosolet kimike
D < 0.1 μm → janë jo gjithmonë të identifikueshme se nga vijnë, pro kryesisht nga
proceset e djegies
5.3 Ndotësit primar Hidro karburet - HC
Karakteristikë e këtyre komponimeve është, se ato përmabjnë atome C dhe H. Gjëndja agregate
e tyre (e gaztë, e lëngët, e ngurtë) varet nga struktura molekulare dhe veçanërisht nga numri i
atomeve C.
HC ka 1-4 atome C → gaz
HC ka > 5 atome C → në gjëndje të lëngët dhe të gaztë
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
41
Burimet ndotëse nga HC
1. Proceset natyrore, ku futen proceset biologjike të dekompozimit të materies mbi sipërfaqen
e tokës, nga burimet gjeotermike dhe njëkohësisht nga djegia spontane
2. Nga burimet antropogjene
a. Nga transporti (benzina - nafta). Ndotja në këtë rast vjen nga 2 anë: (i) nga avulli i
benzinës/ naftës; (ii) nga emetimet e karburantit të padjegshëm (gazet e tymrave
të makinës)
b. Nga proceset industriale, kryesisht në fazën e prodhimit, përpunimit dhe
magazinimit të produkteve, që përmbajnë HC. 10% e HC vjen nga avulli i
solventëve (bojrave)
5.4 Efekti i ndotësve tek njerëzit, bimët dhe materialet
5.4.1 Ndotja atmosferike dhe shëndeti
Ndotësit më të zakonshëm në ajër janë CO, SO2, NO, NH4, CO2.
Efektet e CO si ndotës:
Një përqindje e CO nën vlera 100ppm, çon në vdekje të sigurtë, por ky ndotës nuk arrin
asnjëherë vlera të larta
Efekti toksik i CO në trupin e njeriut konsiston në reduktimin e aftësisë së gjakut për të
transportuar O2, sepse zhvillohet një reaksion midis CO2 dhe hemoglobinës së gjakut, i
cili çon në formimin e karboksi – hemoglobinën në vend që të formohet oksi –
hemoglobina
CO + Hb → COHb
O2 + Hb → O2Hb
Efektet mbi njerëzit janë në proporcion me rritjen e përqëndrimit të CO në gjak. Relacioni më
poshtë tregon lidhjen midis përqëndrimit të CO në gjak:
% COHb = 0.16 (CO ppm) + 0.5ppm
Ajër
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
42
%COHb = 0.5ppm – është vlera normale e COHb në gjakun e njeriut, për ata të cilët nuk
konsumojnë duhan.
CO është i rrezikshëm për organizmin tonë pasi ai është shumë i qëndrueshëm. Ky ndotës mund
të jetojë nga disa muaj deri në disa vite.
Në zonat urbane vlera e CO mund të arrijë 40 – 50 ppm. Më të rrezikuar janë ata individë, të
cilët konsumojnë duhan, ku përmbajtja e CO në tymin e cigares arrin deri në 400 ppm.
Efektet e NOx si elementë ndotës:
Nga studimet, që janë bërë nuk ka të dhëna, që NOx të ketë efekte negative në shëndetin e
njerëzve.
Por nëse ai arrin në përqëndrime nga 0.11ppm deri në 0.12ppm, ai mund të ketë efekte
negative në aparatin e frymarrjes për ata individë, që vuajnë nga azma.
Efektet e SOx si elementë ndotës:
Në përqëndrimin 1ppm, SO2 ka një erë shumë të rëndë. Shkakton efekte irrituese në rrugët e
frymarrjes, tek sytë dhe në një farë mase në sistemin qëndror.
Efektet e grimcave si elementë ndotës:
Grimcat prekin sidomos aparatin e frymarrjes dhe efektet negative varen nga diametri tyre.
Efektet e HC si elementë ndotës:
Nga studimet e bëra deri në ditë e sotme nuk janë evidentuar efekte negative të HC në
shëndetin e njerëzve. Përjashtim bëjnë disa HC, të cilat në përqëndrimin 500 ppm efekte
negative në shëndetin e njerëzve.
HC aromatike paraqesin rrezik për shkak të erërave të tyre, shumë irrituese për aparatin e
frymarrjes, zakonisht për nivelet mbi 25ppm. Shembuj:
1. CH4 është asfiksues;
2. Derivatet e HC, si fenolet mund të provokojnë probleme në aparatin tretës dhe
sistemin nervor.
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
43
Leksion 6
6.1 Efketet e ndotësve sekondarë tek njerëzit
Ndotësit kryesorë sekondarë kemi: Ozonin O3 dhe PAN – oksiduesit fotokimik (peroksi acetil
nitrati)
Efektet që shkakton O3 tek njerëzit: prezenca e tij në përqëndrim 0.02 ppm – 0.04 ppm
shkakton irritim të hundëve dhe grykëve.
Efektet, që shkaktojnë PAN tek njerëzit: prezenca e tij në përqëndrim 0.5 ppm shkakton irritim
të syve dhe aparatit të frymarrjes.
6.2 Efketet e metaleve të rënda tek njerëzit
Plumbi (Pb)
Është ndotësi më i rëndësishëm i metaleve të rënda në atmosferë. Burimin kryesor plumbit
është nga gazrat, që lëshojnë automjetet, i cili shoqërohet me grimca me diametër 1μm, shumë
problematike për frymarrjen.
Efektet akute tek njerëzit kanë të bëjnë me irritim dhe paraliza tek nervat lëvizës. Efektet tek
fëmijët, kryesisht në sistemin nervor dhe paraliza celebrale.
Kadmiumi (Cd)
Është një tjetër metal i rëndë, që ndodhet në atmosferë. Efektet akute të thithjes së Cd në
organizmin njerëzor kanë të bëjnë me dëmtimin e veshkave dhe mushkrive, dhe një sëmundje
të veçantë, e cila karakterizohet nga dhimbjet e kyçeve dhe fraktura të shumta si rezultat e
dobësimit të kockave. Në përqindje normale ai nuk paraqet problem për shëndetin e njerëzve.
Shumë të rrezikuar janë personat, që konsumojnë duhan, pasi në 1 cigare mund të gjendën
0.1 – 0.12 μg Cd.
Komponimet kancerogjene
Lidhja midis ndotjes së ajrit dhe kancerit të mushkrive, u zbulua për herë të parë në vitin 1936,
dhe që nga ajo kohë janë zhvilluar shumë studime për gjetjen e një faktori urban, që shkakton
kancerin e polmoneve.
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
44
Kjo çështje vështirësohet akoma më shumë në rastin e pirjes së duhanit, pasi edhe ai ndikon në
shkaktimin e kësaj sëmundje. Nga studimet e kryera është dalë përfundim se zhvillimi i kancerit
të mushkrive vjen si rezultat i thithjes paralel të cigares dhe HC aromatike që gjenden në
qytetet urbane.
6.3 Efektet e ndotësve tek materialet
Efektet e CO tek materialet
Deri më sot nuk janë evidentuar efekte të CO tek materialet.
Efektet e NOx tek materialet
Prania e NOx në atmosferë çon në acidifikimin e materialeve dhe formimin e komponimit HNO3,
i cili çon në humbjen e rezistencës së fibrave tekstile.
Efektet e grimcave PM10 tek materialet
Grimcat kryesisht ato acide, çojnë në korrozionin e materialeve dhe dëmtimin e ndërtesave.
Efektet e SOx tek materialet
Materialet, të cilat dëmtohen më shumë nga SOx janë: bojrat, metalet dhe materialet e
ndërtimit. Metalet korrodohen më shpejt kur në atmosferë ka SO2. Shpejtësia më e madhe e
korrozionit është në vjeshtë edhe në dimër.
Dëmet më të mëdha të shkaktuara nga SOx janë ato, që vijnë nga H2SO4, i cili prodhohet nga:
SO3 + H2O = H2SO4
Materialet e ndërtimit veprojnë me H2SO4 dhe japin sulfure, që zvogëlojnë rezistencën e
materialeve:
CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 + CO2 + H2O
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
45
6.4 Efektet e ndotësve tek bimët
Efektet e CO si element ndotës tek bimët
Prezenca e CO në atmosferë çon në zvogëlimin e aftësisë të disa baktereve. Kur CO është është
në përqëndrime > 100ppm ai mund të dëmtojë bimët.
Efektet e NOx si element ndotës tek bimët
NO2 tenton të sulmojë gjethet e bimëve të sapo formuara. Nga eksperimentet e kryera është
parë, bimës së fasules në një ambjent me përqëndrim NO2 1ppm i shfaqen njolla. Ndërsa
shpjetësia e procesit të fotozintezës zvogëlohet kur ajo është e ekspozuar në një ambjent me
përqëndrim NO 10ppm.
Efektet e SOx tek bimët
Në rastin e ekspozimeve të shkurtra në ambjente me SO2 në përqëndrime të larta, gjethet e
bimëve do të dëmtohen.
Efektet e grimcave si element ndotës
Efektet negative janë vënë re nga prania e disa pluhurave specifike me origjinë nga proceset
industriale. Ato ndikojnë negativisht në në procesin e fotosintezës.
Efektet e HC si element ndotës tek bimët
Nga HC vetëm C2H4 (etileni) shkakton efekte negative tek
bimët, për përqëndrime deri në 1ppm. HC të tjera si
acetileni dhe propileni janë të dëmshëm në rastin kur
kanë përqëndrime 60-70 herë më të larta se ajo e C2H4.
Figura 22 efektet e ndotësve tek bimët
Efektet e oksiduesve kimik (ndotësit sekondarë) tek bimët
Në rastin e pranisë së O3, tek gjethet e bimëve shfaqen njolla të bardha dhe pika të zeza. Ato
bimë që janë të pasura me sheqer janë më rezistente ndaj O3. Në rastin e pranisë në atmosferë
të PAN, ai çon në ngjyrosjen e sip. të poshtme të gjetheve.
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
46
Leksion 7
Ushtrimi 1:
Nq.s kemi një TEC me kapacitet Total CT = 915 MË, me kapacitet vjetor Cv = 72.5% dhe eficiencë
e = 40%. Përcaktoni prodhimin vjetor të grimcave CO2 dhe SO2, ku si lëndë e parë djegse është
përdorur qymyrguri. Analiza e lëndës djegse jepet si më poshtë:
Ë A C H2 N2 S O2
8% 7.7% 77% 3% 1.25% 1% 2.05%
Fuqia kalorifike e lëndës djegse është q = 29.7 MJ/kg
Gjeni:
mg=?
mCO2=?
mSO2=?
Masa atomike e squfurit është 32, e karbonit është 12 dhe e oksigjenit është 16.
3
2 2
915 0.7253600 201 10 / 201 /
0.4 29.7 /
201 /
Pranojme 80% e hirit jane grimca
80% 80% 0.077 0.8 0.077 201 / 12.4 /
12.4 /
1 :
T Vld
ld
g A ld
g
C xC MWxm x s x kg h ton h
e x q x MJ kg
m ton h
m x m x x m x x ton h ton h
m ton h
S O SO
2SO
1
32 32 m 2
0.01 0.01 201 / 2.01 /
2.01 /
s
S ld
s
m
m x m x ton h ton h
m ton h
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
47
2
2
2
2
2 2
2 2 2.01 / 4.02 /
4.02 /
+ O = CO
12 32
0.77 0.77 201 155 /
155 /
32 32155 155 568 /
12 12
568 /
SO s
SO
C ld
C
CO c c
CO
m m x ton h ton h
m ton h
C
m x m x ton h
m ton h
m m m x ton h
m ton h
2
2
2
2
2 2
2 2 2.01 / 4.02 /
4.02 /
+ O = CO
12 32
0.77 0.77 201 155 /
155 /
32 32155 155 568 /
12 12
568 /
SO s
SO
C ld
C
CO c c
CO
m m x ton h ton h
m ton h
C
m x m x ton h
m ton h
m m m x ton h
m ton h
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
48
Deri në këtë momënt kemi llogaritur sasistë që prodhohen në një orë. Por në fakt kërkohet prodhimi
vjetor
2
2
2
2
4.02 / 8760 / 35,215.2 /
35,215.2 /
12.4 / 8760 / 108,624 /
108,624 /
568 / 8760 / 4,975,680 /
SO vjetore
SO vjetore
g vjetore
g vjetore
CO vjetore
CO
m ton h h vit ton vit
m ton vit
m ton h h vit ton vit
m ton vit
m ton h ton vit ton vit
m 4,975,680 /vjetore ton vit
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
49
Leksion 8
8.1 Vlerësimi i ndjeshmërisë së një ekosistemi ndaj pasojave të shiut acid
Ky proces realizohet me anë të përcaktimit të ngarkesës kritike.
Ngarkesë kritike: niveli i substancave ndotëse nuk shkakton efekte në mjedis, kur ai ekspozohet
në të.
Ngarkesat kritike kanë luhatje të ndryshme në ekosisteme të ndryshme. Duke krahasuar
shkallën e depozitimeve acide me ngarkesën kritike mund të vlerësojmë shpejt, se si t’i
pakësojmë depozitimet acide, me qëllim ruajtjen e kushteve mjedisore të qëndrueshme.
Pasojat e shirave acide në disa objekte mjedisore:
1. Ndikimi në pellgjet ujore dhe peshqit
PH i rreshjeve konsiderohet normal në vlerat 5-6. Sot mjaft rreshje paraqesin ph 4-4.5 dhe në
disa raste edhe 3. Acidifikimi i ujrave sipërfaqësor ndodh sipas këtyre 3 stadeve.
a. Stadi 1: Asnjanësimi i aciditetit nga bikarbonatet CO32-, që ndodhen në ujrat
sipërfaqësorë. Si pasojë e këtij fenomeni kapaciteti buferik i ujrave zvogëlohet, por
mgjth nuk vërehet ndonjë ndryshim në biologjinë e ujrave;
b. Stadi 2: Rënia e ph të ujrave nën vlerën 5.5, si pasojë e futjes së mëtejshme të joneve
H+, të cilat nuk mund të asgjesohen. Në këtë rast vihen re dëmtime masive të
molusqeve dhe peshqëve, ndërprerje të riprodhimit të tyre deri në ngordhje masive;
c. Stadi 3: Futja e mëtejshme e joneve H+, bën që PH të zbrezë deri në 4.5, i cili qëndron
i pandryshuar, për arsye se Al3+ dhe substancat humike ushtrojnë një veprim buferik
ndaj H+. Përqëndrimi i aluminit rritet shumë duke u bërë shkaku kryesor i ngordhjes të
peshqëve. Shumica e liqeneve nordike ndodhen në këtë stad, gjë që ka çuar në zhdukjen
e këtyre specieve.
2. Ndikimi në shëndetin e njerëzve
CO2 në sasi shumë të mëdha ka ndikimin më të konsiderueshëm në shëndetin e njerëzve. Ai
konsiderohet gazi më i rrezikshëm sidomos për ata njerëz, që vuajnë nga sëmundje të rrugëve
të frymarrjes. Nivelet e SO2 mbi 0.5 mg/m3 shaktojnë azëm, ndërsa në përqëndrime 0.75
mg/m3 janë vërejtur edhe shtrime në spital.
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
50
Një pasojë tjetër në shëndetin e njerëzve nga shiu acid është rritja e aciditetit të ujit të pijshëm,
duke çuar në rritjen e % të metaleve të rënda si Pb dhe Cu. Për të mënjanuar këtë pasojë
shpesh herë uji i pijshëm trajtohet me Ca(OH)2, për të rritur ph>7 dhe për të precipituar
metalet e rënda
Masat për shkarkimin e komponimeve acide në atmosferë
Shkarkimet e SOx dhe NOx kanë patur një rritje të madhe në kontinentin tonë, sidomos pas
luftës së dytë botërore.
Ato janë dyfishuar gjatë 1915-1970, me pasoja shumë të rënda:
a. Rreth 50% e pyjeve në Gjermaninë Perëndimore, 40% në Zvicër dhe 38% në Suedi
pësuan dëmtime të rënda deri në zhdukje;
b. Nga 90,000 liqene që ndodhen në Suedi, 4000 prej tyre janë pa jetë, ndërsa 18,000 kanë
pësuar acidifikim të mundshëm;
c. Rreth 1/5 e liqeneve të SHBA nuk përmbajnë më peshq;
d. Gjatë këtyre 30 viteve të fundit Parthenoni i Athinës është dëmtuar më shumë se sa
2000 vjet të jetës së tij
Masa teknike efikase për pakësimin e shkarkimeve të SO2 në atmosferë:
1. Desulfurimi i gazeve të shkarkimit të impianteve industriale, ku përqëndrimi i oksideve
të squfurit në gaze është i lartë (5-15) %. Ato përdoren për prodhimin e acidit sulfurik
dhe më pas trajtohen me tretësirë alkaline;
2. Desulfurimi i lëndës djegëse: Në rastin e qymyr gurit mund të realizohen reaksionet e
pasurimit për largimin e 80% të masës së S, ndërsa në rastin e naftës desulfurimi bëhet
me anë të impianteve specialë të trajtimit;
3. Zëvendësimi i lëndës djegse fosile me lëndë djegse, që përmbajnë më pak squfur si gazi
natyror, apo burime të tjera alternative si energjia bërthamore, HEC, energjia diellore,
energjia gjeotermike, energjia e erës.
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
51
Leksion 9
9.1 Efekti serrë
Me efektin serrë do të kuptojmë procesin fizik, gjatë të cilit disa gaze prezente në atmosferë
lejojnë, që energjia diellore të arrijë në sipërfaqen e tokës duke absorbuar vetëm rrezatimin
infra të kuq të emetuar nga Toka. Përbërësit e atmosferës, të cilët absorbojnë dhe riemetojnë
atë në të gjithë drejtimet, duke kontribuar kështu në ringrohjen e atmosferës dhe sipërfaqes së
tokës.
Rrezatimi diellor duke përshkruar atmosferën pëson shumë procese difuzioni, ose dispersioni.
Si rezultat i këtyre proceseve, vetëm një pjesë e rrezatimit vjen në sipërfaqen e tokës. Krahas
rolit mbrojtës nga rrezet ultravjollcë, atmosfera kryen edhe një funksion tjetër, atë të ruajtjes së
temperaturës konstante në sipërfaqen e tokës.
Gazet kryesore të efektit serrë
Dy substancat kryesore përgjegjëse për efektin serrë janë: CO2 dhe avujt e ujit H2O.
CO2: ndodhet në ajër në nivelin 0.035% dhe nuk ka veprim të dëmshëm tek njerëzit deri në
masën 1%.
H2O: nuk janë të dëmshëm për organizmin e njeriut, por në sasi të mëdha krijojnë ndjesi
mbytëse. Sasia e tij varion nga 0-5%.
Vlerësohet se CO2 është përgjegjës për 55% të energjisë, që mbahet nga atmosfera. Gazet e
tjerë janë përgjegjës në këto vlera për efeketin serrë: CH4 në masën 15%, N2O në masën 6%,
Freonet dhe gazet e tjerë në masën 7%.
Aftësia, që kanë CO2 dhe H2O për të absorbuar rrezatimin infra të kuq, bën që në sipërfaqen e
tokës të vendoset një temperaturë e qëndrueshme. Në rast së këto gaze nuk do të kishin këtë
aftësi, ose nuk do të ekzistonin, Toka do të ishtë një planet me temeparture -19°C.
Përkufizim: Efekti serrë – ngrohja shtesë e sipërfaqes të tokës dhe shtresave të poshtme të
atmosferës, e cila shkaktohet nga burime antropogjene dhe sjell si pasojë rritjen e
temperaturës mesatare globale të sipërfaqes së tokës.
CO2 dhe ngrohja globale: % e gazeve serrë është rritur, që nga kohërat paraindustriale në një
shkallë të tillë, e njëvlefshme me rritjen 50% të CO2 që ndodhet në të.
% i CO2 është rritur me rreth 25%, ndërsa 25% të tjera i takojnë gazeve të tjerë.
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
52
Efekti serrë dhe roli negativ apo pozitiv i CO2 dhe H2O
Shpesh herë kur diskutohet për efektin serrë përmendet vetëm roli mbrojtës i CO2.
Kjo nuk është e drejtë, sepse një rol po kaq të rëndësishëm luajnë edhe avujt e ujit, të cilët
ndodhen shumë afër sipërfaqes të tokës. Ato ndikojnë jo vetem në ruajtjen e temperaturës së
tokës, por edhe në zbutjen e ndryshimeve midis ditës dhe natës.
9.2 Meterologjia e ndotjes së ajrit
Kur një emetim i gaztë në formë grimcash me origjinë nga automjetet, industria apo nga burime
të tjera shkarkohet në atmosferë, destinacioni i tij është pothuajse i pamundur të parashikohet.
Kjo ndodh për shkak të një sërë faktorësh:
1. Faktori meterologjik – shpejtësia dhe drejtimi i erës, temperatura dhe lagështia,
turbulenca, efektet topografike
2. Burimi i emetimit
3. Proceset kimike, që ndodhin ndërmjet emetimeve
Emetimet në ajër janë të grupuara në 3 shkallë për sa i përket përhapjes së tyre në atmosferë.
1. Mikroshkalla është e rendit 1km larg oxhakut të fabrikës
2. Shkalla e nivelit të dytë: 100km larg oxhakut (nga era)
3. Makroshkalla mijra km larg oxhakut
Këto shkallë janë në raport edhe me kohën. Duke marrë në konsideratë shpejtësinë mesatare
të erës gjatë vitit 5 m/s, atëherë do të kishim këto efekte të shkallëve në intervale kohore.
1. Mikro shkalla – efektet e saj (distancë 1 km) do të ndihen në intervalin min/ orë
2. Mezoshkalla (100km): efektet e saj do të ndihen në intervalin kohor orë/ javë
3. Makroshkalla (mijëra km): efektet e saj do të ndihen në intervalin kohor ditë/ javë.
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
53
P.sh. Shpërthimi që ndodhi në Çernobil (26 Prill 1986), shkarkimet e mikroshkallës, prekën
zonat lokale në pak orë, ndërsa malet e ëales u prekën pas 4 ditëve.
Rasti i shpërthimit të centralit të Çernobilit
Figura 23 Shpërthimi i centralit të Çernobilit në vitin 1986
Shënim: Do të merret në shqyrtim vetëm transporti i ndotësve brenda kufirit të atmosferës
(500-1000m lartësi), ku ka ndikim forca tërheqëse e Tokës. Dispersioni i ndotsave në shtresën e
atmosferike kontrollohet edhe nga turbulenca, e cila lidhet ngushtë me shtresëzimin. Në një
shtresë të paqëndrueshme turbulenca karakterizohet nga shtjella, që shkojnë (1-2 km), ndërsa
në kufirin e shtresës së qëndrueshme shtjellat janë disa dhjetra – metra.
Në shtresat e afërta të atmosferës me sipërfaqen e tokës, luhatjet e shpejtësisë së erës, si dhe
drejtimi i saj shkaktohet si rezultat i sipërfaqeve të okupuara. Në këtë zonë një matje e
shpejtësisë së çastit u, do të këtë një komponent mesatar dhe të paqëndrueshëm.
Shpejtësia e ereës në afërsi të sipërfaqeve të tokës
U = u + u’
U – shpejtësia e çastit të erës
u – shpejtësia mesatare e erës
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
54
u’ – shpejtësia e paqëndrueshme, madhësia dhe shenja e këtij komponeti i detyrohet
sipërfaqeve të okupuara
Komponentja e paqëndrueshme mbivendos shtjellat tip. Ky fenomen i mbivendosjes së
shtjellave quhet turbulencë, dhe nëse vepron mbi sipërfaqet e okupuara quhet turbulencë
mekanike.
Turbulenca mekanike është pjesërisht përgjegjëse për dispersionin e ajrit të ndotur. Turbulenca
shkaktohet nga gradienti vertikal temperaturës (lëvizja e ajrit të nxehtë lart dhe atij të ftohtë
poshtë).
9.3 Qëndrueshmëria dhe klasat e qëndrueshmërisë termike
Në shtresat e poshtme të troposferës, temperatura e ajrit zakonisht ulet me rritjen e lartësisë. Ky
ndryshim temperature bën që të kemi një gradient temperature.
Shembull: Le të marrim një balonë me termometër, e cila lëshohet në atmosferë. Ai do të lëvizë
lart duke regjistruar temperaturën e mjedisit. Gradienti i temperaturës ndryshon nga dita në
ditë, nga dita në natë dhe nga sezoni në sezon. Në pjesën më të madhe të rasteve gradienti i
temepraturës ulet me rritjen e lartësisë, por mund të ndodhë edhe fenomeni i kundërt.
Gradienti referues, me të cilin ai krahasohet gradienti i temperaturës është gradienti adiabatik
i temperaturës. Sipas kushteve adiabatike një masë ajri e nxehtë ngrihet lart në formën e
balonit. Kjo masë ajri do të zgjerohet duke takuar ajër me densitet më të vogël. Ai do të
zgjerohet derisa densiteti i tij do të jetë i barabartë me densitetin e ajrit rrethues. Ajri gjatë
kohës që ngjitet ftohet me 9.8˚C/ km, ose 1˚C/ 100m.
Figura më poshtë tregon lidhjen midis gradientëve të temperaturës së mjedisit me gradientin
adiabatik të temperaturës, që i korrespondon klasave të qëndrueshmërisë së atmosferës
Pakëill-Gifford.
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
55
Figura 24 Klasat e qëndrueshmërisë termike
Shënime:
Proces adiabatik: Procesi gjatë, të cilit një masë ajri ndrushon presionon (P), temperaturën (t)
dhe vëllimin (V), pa çliruar nxehtësi (dQ = 0).
Kushte normale atmosferike: Janë kushte gjatë të cilave temperatura e ajrit është 0° dhe
presioni është 100 kPa (1 bar).
Gradient i temperaturës: është një madhësi fizike, e cila përshkruan se në cilin drejtim dhe në
çfarë norme ndryshon më shpesh temperatura në një zonë të caktuar. Gradienti i temperaturës
tregon një sasi dimensionale e cila shprehet si °C ose K/ m.
Klasat e qëndrueshmërisë
A – paqëndrueshmëri e lartë atmosferike
B – paqëndrueshmëri atmosferike
C – paqëndrueshmëri e papërfillshme atmosferike
D – atmosferë neutrale
E – qëndrueshmëri e papërfillshme atmosferike
F – qëndrueshmëri atmosferike
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
56
Rastet
Rasti 1: Atmosferë neutrale – ndodh kur gradienti i temperaturës së mjedisit është:
Rasti 2: Atmosferë e paqëndrueshme – ndodh kur gradienti I temperaturës së mjedisit është:
Rasti 3: atmosferë e qëndrueshme – ndodh atëherë kur gradienti i temperaturës së mjedisit
është:
Rasti 4: Inversioni atmosferik është fenomeni, që përshkruan ngjitjen e ajrit të nxehtë mbi ajrin
e ftohtë. Kjo ndodh kur të dy masta e ajrit me temperatura, presione dhe lagështi të ndryshme
takohen me njerë-tjetrën. Në këtë rast temperatura rritet me rritjen e lartësisë.
Tabela më psohtë jep lidhjen e klasave të qëndrueshmërisë me shpejtësinë e erës dhe
rrezatimin diellor:
1
m adiabatike
m
adiabatike
T T
T
T
1 /100
m adiabatike
m
adiabatike
T T
TC m
T
1 /100
m adiabatike
m
adiabatike
T T
TC m
T
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
57
U – m/s (10 m lartësi) Rrezatimi diellor
i fortë i butë i dobët
< 2 A A-B B
2 -3 A-B B C
3 – 5 B B-C C
5 - 6 C C-D D
> 6 C D D
Varësia e shpejtësisë së erës kundrejt lartësisë
Shpejtësia e erës, e cila regjistrohet në lartësinë 10 m shënohet me U10. Ajo ndryshon nga zero
në sipërfaqen e tokës deri në max e saj Uæ.
æ – lartësi nga sipërfaqja e tokës, e cila varion në funksion të terrenit. Në zonat rurale æ =
250m, kurse në zonat urbane deri në 500m.
Për të paërcaktuar Uz (shpejtësinë e erës në lartësinë e oxhakut z) përdoret kjo formulë:
10
10
10
lartesia e oxhakut te
lartesia ne 10m lartesi
ndryshon ne funksion te terrenit dhe klasave te qendrueshmerise
P
z
zU U
z
z
z
P
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
58
Më poshtë jepet tabela, e cila tregon vlerat e P për zonën urbane dhe rurale:
Klasat Zona rurale Zona urbane
A – B – C 0.07 – 0.1 0.15 – 0.2
D 0.14 – 0.16 0.21
E - F 0.2 – 0.33 0.21 - 0.33
Duke njohur gradientin atmosferik dhe duke krahasuar atë me gradientin adiabatik mundet që
të vlerësohet destinacioni I ajrit të ndotur:
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
59
Ushtrime_Leksioni-9
Ushtrim 1: Përcaktoni shpejtësinë e erës në lartësinë 20m dhe 100m, n.q.s shpejtësia standarde
e erës në lartësinë 10m është 5m/s. Klasa e qëndrueshmërisë është neutrale D në terren
urban.
Ushtrim 2: Përcaktoni shpejtësinë e erës në lartësinë 70m, n.q.s shpejtësia standarde e erës në
lartësinë 10m është 10m/s. Klasa e qëndrueshmërisë është neutrale D në terren urban.
20
100
10
20
100
10
10
10
Te dhenat:
?
?
10
20
100
5 /
_ _
( , )
0.21
P
z
U
U
z m
z m
z m
U m s
Klasa Neutrale D
P f klases terrenit
P
zU U
z
0.21
20
20
0.21
100
100
:
205 5.78 /
10
5.78 /
1005 8.1 /
10
8.1 /
Zgjidhje
U m s
U m s
U m s
U m s
20
100
10
20
10
10
10
Te dhenat:
?
?
10
70
10 /
_ _
( , )
0.21
P
z
U
U
z m
z m
U m s
Klasa Neutrale D
P f klases terrenit
P
zU U
z
0.21
20
20
:
7010 15 /
10
15 /
Zgjidhje
U m s
U m s
Universiteti Polis Klimatologji_Teida Shehi
60
Ushtrim 3: N.q.s në një zonë urbane kemi ditë me diell me rrezatim diellor të dobët dhe
U10=18m/s. Përcaktoni shpejtësinë e erës në 180m lartësi.
Ushtrim 4: N.q.s në një zonë rurale kemi ditë me diell me rrezatim diellor të fortë dhe
U10=14m/s. Përcaktoni shpejtësinë e erës në 200m lartësi.
180
10
180
10
10
10
10
Te dhenat:
?
10
180
18 /
Nga tabela gjejme se rrezatimi i dobet dhe U 6 / ,
kemi klase qendrueshmerie neutrale D.
( , )
0.21
P
z
U
z m
z m
U m s
m s
P f klases terrenit
P
zU U
z
0.21
180
:
18018 33 /
10
Zgjidhje
U m s
200
10
180
10
10
10
10
Te dhenat:
?
10
200
14 /
Nga tabela gjejme se rrezatimi i forte dhe U 6 / ,
kemi klase paqendrueshmerie te paperfillshme C.
( , )
0.1
P
z
U
z m
z m
U m s
m s
P f klases terrenit
P
zU U
z
0.1
180
:
20014 18.8 /
10
Zgjidhje
U m s