*Outcomes:Part 1 – ES20-AS1 – Assessthe impact of air quality onhuman and environmentalhealth and the need forregulations and mitigatingtechnologies.Part 2 – ES20-AS2 – Analyzecurrent and potential futureeffect of global climatechange on Earth andhumans, including the needfor adaptation andmitigation strategies
ES 20 – Unit 2Atmospheric Systems
*Part 1 - ES20-AS1 – Assess the impact of airquality on human and environmental health and the needfor regulations and mitigating technologies.
AIR QUALITY
Qualities of the AtmosphereOutcome – understand the layers of the atmosphere, the composition of air withinthe troposphere, and
*Atmosphere – thin layer of gases surrounding Earth.
*Layers of the atmosphere (apple analogy) Troposphere - 11km Stratosphere (ozone layer – O3) – 11-55kmOzone is not good in the troposphere? Free radical good or bad? Mesosphere – 50-80kmThermosphere – 80-500km
*Atmosphere is ~78% nitrogen gas (N2) and 21% oxygen gas (O2).Also contains water vapour.Temperature (Heat) affects how much water (H2O) the air canhold (humidity). The percentage indicates how much of its maxit can hold.
*Air pressure – force exerted by air on the area below it. (Higherabove sea level = less pressure) Stack o’ book analogy.
Qualities of the AtmosphereOutcome – understand the layers of the atmosphere, the composition of air withinthe troposphere, and
*Condensation – dew and frost.
*Cloud formation – surface or particle forair to condense.
*Heat (energy) transfer drives airmovement.
Heat transfer via - Radiation (energythrough space – sun heating the earth)conduction (contact – of molecules as well),convection (through fluids). Sinking of coolair (dense), rising warm air (molecules moveaway faster - less dense).
* Air mass is a large body of air with asimilar property of temp, pressure, andhumidity). Boundary between them arefronts (warm and cold).Warm, moist air hits cold, dry air (dry skinin winter?)
Humans and Air Qualityindicators: pose questions regarding how human activities and technologies haveinfluenced air quality (e.g. is air pollution necessary? Where is most polluted andwhy? What are some local sources of air pollution?
*Pollution – introduction of contaminants (whichnegatively affects or impedes the regular or healthyfunctioning of what it was introduced to). Where are the most polluted places on earth?http://list25.com/the-25-most-polluted-places-on-earth/
*Is air pollution necessary/natural?We exhale a pollutant so yes kind of!But maybe we can make it not sopronounced.
*Local sources of air pollution?Cars, mines, refinery
Fun fact –Toronto has a“congestioncharge”.
*What is the ozone layer? Where isthe ozone layer? Where is thestratosphere?
*How did it get depleted? Whatdoes it do for us?
*How would this affect humanhealth?
Ozone Depletionindicators: investigate the role of the stratospheric ozone layer depletion as acontributor towards human health issues such as cancers and cataracts
Indoor Air Qualityindicators: examine how contaminants such as radon, carbon monoxide, mold,volatile organic compounds, allergens, and particulates affect indoor air quality
*Air Pollutant/contaminant – release of damaging materials intothe atmosphere or air. - radon – floor level gas causing lung cancer. - carbon monoxide – odourless gas that deprives cells of oxygen bybinding with hemoglobin in the blood. - mold/allergens – dander, pollen, and allergens made possible bymoisture indoors (keep humidity below 50%) – cough, sneezing,congestion, respiratory, eye irritation - volatile organic compounds – carbon-containing chemicals fumessuch as methane, propane, benzene, and butane found in cleaningproducts – can cause cancer and can react to produce ozone in thetroposphere.  - particulates – soot, dust, tiny bits of metals, damage lungs andaffect breathing
Outdoor Air Qualityindicators: identify how contaminants in the troposhere such as ozone, particulates,carbon monoxide, nitrogen oxides, lead, and sulphur dioxide can affect humanhealth and impact the environment.
*Where is the troposphereagain?
*Ozone -Carbon Monoxide -Nitrogen dioxide -Lead – can last for a longtime and travel throughair and get intogroundwater – causesneurological problemsdominantly in children.Sulphur Dioxide –irritates lungs andcontributes to acidprecipitation
*How do they affecthumanhealth and theenvironment?
*Acid deposition (deposit)– acid rain which reactsand affects water quality.– eyes burning when soapgets in them example.
Government Impactindicators: recognize the impact of government regulations such as the Air QualityHealth Index (AQHI) and the National Ambient Air Quality Objectives ( NAAQOs), onminimizing risks to environmental and human health.
Pollutants
Old Standards
New Standards
2015
2020
PM2.5 Annual
-
10 µg/m³
8.8 µg/m³
PM2.5  for 24-hour
30 µg/m³
28 µg/m³
27 µg/m³
Ozone for 8-hour
65 parts perbillion
63 parts perbillion
62 parts perbillion
*Perform experiment.
Assessing Air Qualityindicators: design and carry out a process for collecting and analyzing data to assessair quality.
*How can we create a process to find outour air quality?
Reducing Contaminantsindicators: examine scientific principles of technologies such as air scrubbers,baghouse filters, electrostatic precipitators, and catalytic converters that have beendeveloped to reduce contaminants in motor vehicle and industrial emissions.
*In small groups you will be given one of the followingtechnologies to research (use your phones):Air ScrubberBaghouse FilterElectrostatic PrecipitatorCatalytic ConverterThen answer the following:What is it? What is it used with? When was it developed?What contaminant does it reduce (and what would this contaminantsnormally cause)?How does it reduce contaminants?You will present this information to the class.
Improving air qualityindicators: investigate processes designed to manage and improve indoor air qualityin residential, commercial, and industrial buildings and structures in order tominimize damage to human health.
*In small groups you will be given one of the followinglocations and asked to research processes that manage andimprove air quality within them (use your phones):ResidentialCommercialIndustrialThen answer the following:What is it? What is it used with? When was it developed?What contaminant does it reduce (and what would this contaminantsnormally cause)?How does it reduce contaminants?You will present this information to the class.
Human Population Density vs Air Qualityindicators: Develop a generalization about the relationship between human populationdensity and air quality
Graphing – create a graph using the information below, thencombine the graphs on excel showing whether or not there isany correlation between human populationPrediction?Based on this Canada is more likely to have better or worse airquality?
Human Population Density vs Air Qualityindicators: Develop a generalization about the relationship between human populationdensity and air quality
Graphing –create agraph usingtheinformationbelow, thencombine thegraphs onexcelshowingwhether ornot there isanycorrelationbetweenhumanpopulationPrediction?Based onthis Canadais morelikely tohave betteror worse airquality?
*Part 2 - ES20-AS2 – Analyze current andpotential future effect of global climate change onEarth and humans, including the need for adaptationand mitigation strategies 
CLIMATE CHANGE
Anthropogenic Effects on theEnvironmentindicators: provide examples on how environmental science contributes to humanunderstanding of the anthropogenic effects on the environment.
Anthropogenic Effect -Reading skill – when have we heard “anthro” before?Brainstorm – how might environmental science aidin our understanding of humanity's impact (thinkabout what we've discussed thus far in Part 1).
Increasing Global Temperaturesindicators: explore, on a variety of spatial and temporal scales, major physical, biological,and social indicators of increasing global temperatures.
Does our world naturally heat and cool?TED Talk – evidence for and against global warming.
Unifying against Climate Changeindicators: examine the role of policies, summits, models, and organizations, such as theCanadian Centre for Climate Modeling and Analysis (CCCma), Intergovernmental Panel onClimate Change (IPCC), and Prairie Adaptation Research Collaborative (PARC), in obtaining ahigh degree of consensus among scientists regarding anthropogenic climate change.
Do 15.3 – Montreal Protocol, Clean Air Act
Techniques to Create Climate Modelsindicators: recognize how techniques such as satellite imagery, ice core samples, anddendrology are used to build climate models that predict future effects of climate changeswith varying degrees of probability and reliability.
Satellite ImageryIce Core SamplesDendrology
Climate Change in SKindicators: explain the economic impact of climate change on agriculture, energy, forestry,transportation, and/or tourism in Saskatchewan.
Satellite ImageryIce Core SamplesDendrology
Mitigating Climate Changeindicators: examine how policy makers use scientific information, including climate modelpredictions, to develop adaptation and mitigation strategies to respond to the effects ofclimate change.
Satellite ImageryIce Core SamplesDendrology
Climate Change Indications Worldwideindicators: recognize differences in vulnerability to climate change impacts and rates ofchange at northern versus equatorial latitiudes, specifically recognizing the Arctic as anindicator region, and the impact on traditional lifestyles.
Satellite ImageryIce Core SamplesDendrology
Climate Change Indications Worldwideindicators: Hypothesize how life on Earth might respond to changing global climate givendifferent scenarios change such as sea level rise, extreme weather events, water shortages,increased spread of disease, and flooding.
Compose a three-part paragraph illustrating aclimate change-caused event and how you believehumanity would respond to it. Provide an educatedidea on how we may overcome it or how we wouldfall victim to it.