Zemes atmosfēras biezums. Zemes atmosfēra

Zemes atmosfēra ir planētas gāzveida apvalks. Atmosfēras apakšējā robeža iet tuvu zemes virsmai (hidrosfēra un zemes garoza), bet augšējā robeža ir saskares laukums ar kosmosu (122 km). Atmosfērā ir daudz dažādu elementu. Galvenie no tiem ir: 78% slāpekļa, 20% skābekļa, 1% argona, oglekļa dioksīda, neona gallija, ūdeņraža utt. Interesanti fakti var apskatīt raksta beigās vai noklikšķinot uz.

Atmosfērā ir atšķirīgi gaisa slāņi. Gaisa slāņi atšķiras pēc temperatūras, gāzu starpības un to blīvuma un. Jāpiebilst, ka stratosfēras un troposfēras slāņi aizsargā Zemi no saules starojuma. Augstākajos slāņos dzīvs organisms var saņemt nāvējošu ultravioletā saules spektra devu. Lai ātri pārietu uz vajadzīgo atmosfēras slāni, noklikšķiniet uz atbilstošā slāņa:

Troposfēra un tropopauze

Troposfēra - temperatūra, spiediens, augstums

Augšējā robeža ir aptuveni 8-10 km. Mērenā platuma grādos 16 - 18 km, bet polārajos 10 - 12 km. Troposfēra Tas ir zemākais galvenais atmosfēras slānis. Šis slānis satur vairāk nekā 80% no kopējās masas atmosfēras gaiss un gandrīz 90% no visiem ūdens tvaikiem. Tieši troposfērā rodas konvekcija un turbulence, veidojas un notiek cikloni. Temperatūra samazinās līdz ar augstumu. Gradients: 0,65°/100 m. Uzkarsētā zeme un ūdens uzsilda aptverošo gaisu. Uzkarsētais gaiss paceļas, atdziest un veido mākoņus. Temperatūra slāņa augšējās robežās var sasniegt -50/70 °C.

Tieši šajā slānī notiek klimata pārmaiņas. laika apstākļi. Tiek saukta troposfēras apakšējā robeža virsmas jo tajā ir daudz gaistošu mikroorganismu un putekļu. Vēja ātrums šajā slānī palielinās līdz ar augstumu.

tropopauze

Tas ir troposfēras pārejas slānis uz stratosfēru. Šeit temperatūras pazemināšanās atkarība ar augstuma pieaugumu beidzas. Tropopauze ir minimālais augstums, kurā vertikālais temperatūras gradients nokrītas līdz 0,2°C/100 m. Tropopauzes augstums ir atkarīgs no spēcīgiem klimatiskajiem apstākļiem, piemēram, cikloniem. Tropopauzes augstums samazinās virs cikloniem un palielinās virs anticikloniem.

Stratosfēra un stratopauze

Stratosfēras slāņa augstums ir aptuveni no 11 līdz 50 km. 11-25 km augstumā ir nelielas temperatūras izmaiņas. 25–40 km augstumā, inversija temperatūra, no 56,5 paaugstinās līdz 0,8°C. No 40 km līdz 55 km temperatūra turas ap 0°C. Šo apgabalu sauc - stratopauze.

Stratosfērā tiek novērota saules starojuma ietekme uz gāzes molekulām, tās sadalās atomos. Šajā slānī gandrīz nav ūdens tvaiku. Mūsdienu virsskaņas komerciālās lidmašīnas stabilu lidojuma apstākļu dēļ lido augstumā līdz 20 km. Liela augstuma laikapstākļi paceļas 40 km augstumā. Šeit valda vienmērīgas gaisa plūsmas, to ātrums sasniedz 300 km/h. Arī šajā slānī ir koncentrēts ozons, slānis, kas absorbē ultravioletos starus.

Mezosfēra un mezopauze - sastāvs, reakcijas, temperatūra

Mezosfēras slānis sākas apmēram 50 km un beidzas apmēram 80-90 km. Temperatūra pazeminās līdz ar pacēlumu par aptuveni 0,25-0,3°C/100 m. Starojuma siltuma apmaiņa šeit ir galvenais enerģijas efekts. Sarežģīti fotoķīmiskie procesi, kuros iesaistīti brīvie radikāļi (tam ir 1 vai 2 nepāra elektroni) kopš viņi īsteno spīdēt atmosfēra.

Gandrīz visi meteori sadeg mezosfērā. Zinātnieki ir nosaukuši šo apgabalu Ignorosfēra. Šo zonu ir grūti izpētīt, jo aerodinamiskā aviācija šeit ir ļoti slikta gaisa blīvuma dēļ, kas ir 1000 reižu mazāks nekā uz Zemes. Un mākslīgo pavadoņu palaišanai blīvums joprojām ir ļoti augsts. Pētījumi tiek veikti ar meteoroloģisko raķešu palīdzību, taču tā ir perversija. mezopauze pārejas slānis starp mezosfēru un termosfēru. Minimālā temperatūra ir -90°C.

Karmana līnija

Kabatas līnija sauc par robežu starp Zemes atmosfēru un kosmosu. Saskaņā ar Starptautiskās Aviācijas federācijas (FAI) datiem šīs robežas augstums ir 100 km. Šī definīcija tika dota par godu amerikāņu zinātniekam Teodoram fon Karmanam. Viņš konstatēja, ka aptuveni šajā augstumā atmosfēras blīvums ir tik zems, ka aerodinamiskā aviācija šeit kļūst neiespējama, jo lidmašīnas ātrumam jābūt lielākam pirmais kosmosa ātrums. Šādā augstumā skaņas barjeras jēdziens zaudē nozīmi. Šeit, lai pārvaldītu lidmašīna iespējams tikai reaktīvo spēku dēļ.

Termosfēra un termopauze

Šī slāņa augšējā robeža ir aptuveni 800 km. Temperatūra paaugstinās līdz aptuveni 300 km, kur tā sasniedz aptuveni 1500 K. Augšā temperatūra paliek nemainīga. Šajā slānī ir Polārās gaismas- rodas saules starojuma ietekmes uz gaisu rezultātā. Šo procesu sauc arī par atmosfēras skābekļa jonizāciju.

Tā kā gaisa retums ir mazs, lidojumi virs Karmanas līnijas ir iespējami tikai pa ballistiskajām trajektorijām. Visi pilotētie orbitālie lidojumi (izņemot lidojumus uz Mēnesi) notiek šajā atmosfēras slānī.

Eksosfēra - blīvums, temperatūra, augstums

Eksosfēras augstums pārsniedz 700 km. Šeit gāze ir ļoti reta, un process notiek izkliedēšana— daļiņu noplūde starpplanētu telpā. Šādu daļiņu ātrums var sasniegt 11,2 km/sek. Saules aktivitātes pieaugums noved pie šī slāņa biezuma paplašināšanās.

Gāzes apvalks gravitācijas dēļ neaizlido kosmosā. Gaiss sastāv no daļiņām, kurām ir sava masa. No gravitācijas likuma var secināt, ka katrs objekts ar masu tiek piesaistīts Zemei.
Buys-Ballot likums nosaka, ja atrodaties ziemeļu puslodē un stāvat ar muguru pret vēju, tad zona atradīsies labajā pusē augstspiediena, un kreisajā pusē - zems. Dienvidu puslodē būs otrādi.

Gāzveida apvalks, kas ieskauj mūsu planētu Zeme, pazīstams kā atmosfēra, sastāv no pieciem galvenajiem slāņiem. Šie slāņi rodas uz planētas virsmas no jūras līmeņa (dažreiz zemāk) un paceļas uz kosmosu šādā secībā:

Troposfēra;
Stratosfēra;
mezosfēra;
Termosfēra;
Eksosfēra.

Zemes atmosfēras galveno slāņu diagramma

Starp katru no šiem galvenajiem pieciem slāņiem ir pārejas zonas, ko sauc par "pauzēm", kur notiek gaisa temperatūras, sastāva un blīvuma izmaiņas. Kopā ar pauzēm Zemes atmosfērā kopumā ietilpst 9 slāņi.

Troposfēra: kur notiek laikapstākļi

No visiem atmosfēras slāņiem troposfēra ir tā, ar kuru mēs esam vispazīstamākie (neatkarīgi no tā, vai jūs to saprotat vai nē), jo mēs dzīvojam tās apakšā - planētas virsmā. Tas apņem Zemes virsmu un stiepjas uz augšu vairākus kilometrus. Vārds troposfēra nozīmē "bumbiņas maiņa". Augsti atbilstošs nosaukums, jo šis slānis ir vieta, kur notiek mūsu ikdienas laikapstākļi.

Sākot no planētas virsmas, troposfēra paceļas 6 līdz 20 km augstumā. Mums tuvākā slāņa apakšējā trešdaļa satur 50% no visām atmosfēras gāzēm. Tā ir vienīgā daļa no visa atmosfēras sastāva, kas elpo. Sakarā ar to, ka gaisu no apakšas silda zemes virsma, absorbējot siltumenerģija Saule, palielinoties augstumam, troposfēras temperatūra un spiediens samazinās.

Augšpusē ir plāns slānis, ko sauc par tropopauzi, kas ir tikai buferis starp troposfēru un stratosfēru.

Stratosfēra: ozona mājvieta

Stratosfēra - nākamais slānis atmosfēra. Tas stiepjas no 6-20 km līdz 50 km virs zemes virsmas. Tas ir slānis, kurā lido vairums komerciālo lidmašīnu un ceļo gaisa baloni.

Šeit gaiss neplūst uz augšu un uz leju, bet gan pārvietojas paralēli virsmai ļoti ātrās gaisa plūsmās. Temperatūra paaugstinās, paceļoties augšup, pateicoties dabiskajam ozonam (O3), kas ir saules starojuma blakusprodukts, un skābeklim, kas spēj absorbēt kaitīgos saules ultravioletos starus (jebkura temperatūras paaugstināšanās līdz ar augstumu ir zināma meteoroloģija kā "inversija") .

Tā kā stratosfērā ir siltāka temperatūra apakšā un vēsāka temperatūra augšpusē, konvekcija (gaisa masu vertikālās kustības) šajā atmosfēras daļā ir reti sastopama. Faktiski troposfērā plosošu vētru var redzēt no stratosfēras, jo slānis darbojas kā konvekcijas "vāciņš", caur kuru negaisa mākoņi neiekļūst.

Stratosfērai atkal seko bufera slānis, ko šoreiz sauc par stratopauzi.

Mezosfēra: vidējā atmosfēra

Mezosfēra atrodas aptuveni 50-80 km attālumā no Zemes virsmas. Augšējā mezosfēra ir aukstākā dabiskā vieta uz Zemes, kur temperatūra var noslīdēt zem -143°C.

Termosfēra: augšējā atmosfēra

Mezosfērai un mezopauzei seko termosfēra, kas atrodas no 80 līdz 700 km virs planētas virsmas un satur mazāk nekā 0,01% no kopējā gaisa atmosfēras apvalkā. Temperatūra šeit sasniedz pat +2000°C, bet sakarā ar spēcīgo gaisa retināšanu un gāzu molekulu trūkumu siltuma pārnesei, šīs augstās temperatūras tiek uztvertas kā ļoti aukstas.

Eksosfēra: atmosfēras un telpas robeža

Apmēram 700-10 000 km augstumā virs zemes virsmas atrodas eksosfēra – atmosfēras ārējā mala, kas robežojas ar kosmosu. Šeit ap Zemi riņķo meteoroloģiskie pavadoņi.

Kā ir ar jonosfēru?

Jonosfēra nav atsevišķs slānis, un patiesībā šis termins tiek lietots, lai apzīmētu atmosfēru 60 līdz 1000 km augstumā. Tas ietver mezosfēras augšējās daļas, visu termosfēru un daļu no eksosfēras. Jonosfēra ir ieguvusi savu nosaukumu, jo šajā atmosfēras daļā Saules starojums tiek jonizēts, kad tas šķērso Zemes magnētiskos laukus plkst. un . Šī parādība tiek novērota no Zemes kā ziemeļblāzma.

Tā augšējā robeža atrodas 8-10 km augstumā polārajos, 10-12 km mērenajos un 16-18 km tropiskajos platuma grādos; zemāks ziemā nekā vasarā. Apakšējais, galvenais atmosfēras slānis. Tas satur vairāk nekā 80% no kopējās atmosfēras gaisa masas un aptuveni 90% no visiem atmosfērā esošajiem ūdens tvaikiem. Troposfērā spēcīgi attīstās turbulence un konvekcija, parādās mākoņi, veidojas cikloni un anticikloni. Temperatūra samazinās līdz ar augstumu ar vidējo vertikālo gradientu 0,65°/100 m

aiz " normāli apstākļi» uz Zemes virsmas tiek pieņemts: blīvums 1,2 kg/m3, barometriskais spiediens 101,35 kPa, temperatūra plus 20 °C un relatīvais mitrums 50%. Šiem nosacītajiem rādītājiem ir tīri inženiertehniska vērtība.

Stratosfēra

Atmosfēras slānis atrodas 11 līdz 50 km augstumā. Raksturīgas ir nelielas temperatūras izmaiņas 11-25 km slānī (stratosfēras apakšējais slānis) un tās paaugstināšanās 25-40 km slānī no –56,5 līdz 0,8° (augšējā stratosfēra jeb inversijas apgabals). Sasniedzot vērtību aptuveni 273 K (gandrīz 0 ° C) aptuveni 40 km augstumā, temperatūra saglabājas nemainīga līdz aptuveni 55 km augstumam. Šo nemainīgas temperatūras reģionu sauc par stratopauzi, un tā ir robeža starp stratosfēru un mezosfēru.

Stratopauze

Atmosfēras robežslānis starp stratosfēru un mezosfēru. Vertikālajā temperatūras sadalījumā ir maksimums (apmēram 0 °C).

Mezosfēra

mezopauze

Pārejas slānis starp mezosfēru un termosfēru. Vertikālajā temperatūras sadalījumā ir minimums (apmēram -90°C).

Karmana līnija

Augstums virs jūras līmeņa, ko parasti uzskata par robežu starp Zemes atmosfēru un kosmosu.

Termosfēra

Augšējā robeža ir aptuveni 800 km. Temperatūra paaugstinās līdz 200-300 km augstumam, kur tā sasniedz 1500 K vērtības, pēc tam saglabājas gandrīz nemainīga līdz pat lielam augstumam. Ultravioletā un rentgena saules starojuma un kosmiskā starojuma ietekmē gaiss tiek jonizēts ("polārās gaismas") - galvenie jonosfēras apgabali atrodas termosfēras iekšpusē. Augstumā virs 300 km dominē atomu skābeklis.

Eksosfēra (izkliedējošā sfēra)

Līdz 100 km augstumam atmosfēra ir viendabīgs, labi sajaukts gāzu maisījums. Augstākos slāņos gāzu sadalījums augstumā ir atkarīgs no tiem molekulmasas, smagāko gāzu koncentrācija samazinās ātrāk, attālinoties no Zemes virsmas. Gāzes blīvuma samazināšanās dēļ temperatūra pazeminās no 0 °C stratosfērā līdz -110 °C mezosfērā. Taču atsevišķu daļiņu kinētiskā enerģija 200–250 km augstumā atbilst ~1500°C temperatūrai. Virs 200 km ir novērojamas būtiskas temperatūras un gāzes blīvuma svārstības laikā un telpā.

Aptuveni 2000-3000 km augstumā eksosfēra pamazām pāriet t.s. tuvu kosmosa vakuumam, kas ir piepildīta ar ļoti retām starpplanētu gāzes daļiņām, galvenokārt ūdeņraža atomiem. Bet šī gāze ir tikai daļa no starpplanētu matērijas. Otru daļu veido putekļiem līdzīgas komētas un meteoriskas izcelsmes daļiņas. Papildus ārkārtīgi retajām putekļiem līdzīgām daļiņām šajā telpā iekļūst saules un galaktikas izcelsmes elektromagnētiskais un korpuskulārais starojums.

Troposfēra veido aptuveni 80% no atmosfēras masas, stratosfēra veido apmēram 20%; mezosfēras masa ir ne vairāk kā 0,3%, termosfēra ir mazāka par 0,05% no kopējās atmosfēras masas. Pamatojoties uz elektriskām īpašībām atmosfērā, izšķir neitrosfēru un jonosfēru. Pašlaik tiek uzskatīts, ka atmosfēra stiepjas līdz 2000-3000 km augstumam.

Atkarībā no gāzes sastāva atmosfērā tās izdala homosfēra un heterosfēra. heterosfēra- šī ir vieta, kur gravitācija ietekmē gāzu atdalīšanu, jo to sajaukšanās šādā augstumā ir niecīga. No tā izriet heterosfēras mainīgais sastāvs. Zem tā atrodas labi sajaukta, viendabīga atmosfēras daļa, ko sauc par homosfēru. Robežu starp šiem slāņiem sauc par turbopauzi, tā atrodas aptuveni 120 km augstumā.

Fizikālās īpašības

Atmosfēras biezums ir aptuveni 2000 - 3000 km attālumā no Zemes virsmas. Kopējā gaisa masa - (5,1-5,3)? 10 18 kg. Tīra sausa gaisa molārā masa ir 28,966. Spiediens pie 0 °C jūras līmenī 101,325 kPa; kritiskā temperatūra ?140,7 °C; kritiskais spiediens 3,7 MPa; C p 1,0048?10? J / (kg K) (pie 0 °C), C v 0,7159 10? J/(kg K) (pie 0 °C). Gaisa šķīdība ūdenī pie 0°С - 0,036%, pie 25°С - 0,22%.

Atmosfēras fizioloģiskās un citas īpašības

Jau 5 km augstumā virs jūras līmeņa netrenētam cilvēkam rodas skābekļa bads un bez adaptācijas cilvēka darbaspējas ievērojami samazinās. Šeit beidzas atmosfēras fizioloģiskā zona. Cilvēka elpošana kļūst neiespējama 15 km augstumā, lai gan līdz aptuveni 115 km atmosfērā ir skābeklis.

Atmosfēra nodrošina mūs ar skābekli, kas nepieciešams elpot. Tomēr atmosfēras kopējā spiediena krituma dēļ, paceļoties augstumā, attiecīgi samazinās arī skābekļa daļējais spiediens.

Cilvēka plaušās pastāvīgi ir aptuveni 3 litri alveolārā gaisa. Skābekļa daļējais spiediens alveolārajā gaisā normālā atmosfēras spiedienā ir 110 mm Hg. Art., Oglekļa dioksīda spiediens - 40 mm Hg. Art., un ūdens tvaiki - 47 mm Hg. Art. Palielinoties augstumam, skābekļa spiediens pazeminās, un kopējais ūdens tvaiku un oglekļa dioksīda spiediens plaušās paliek gandrīz nemainīgs - aptuveni 87 mm Hg. Art. Skābekļa plūsma plaušās pilnībā apstāsies, kad apkārtējā gaisa spiediens kļūs vienāds ar šo vērtību.

Apmēram 19-20 km augstumā atmosfēras spiediens pazeminās līdz 47 mm Hg. Art. Tāpēc šajā augstumā cilvēka ķermenī sāk vārīties ūdens un intersticiāls šķidrums. Ārpus spiediena kabīnes šādos augstumos nāve iestājas gandrīz acumirklī. Tādējādi no cilvēka fizioloģijas viedokļa "kosmoss" sākas jau 15-19 km augstumā.

Blīvi gaisa slāņi – troposfēra un stratosfēra – pasargā mūs no starojuma kaitīgās ietekmes. Ar pietiekamu gaisa retināšanu vairāk nekā 36 km augstumā jonizējošais starojums, primārie kosmiskie stari intensīvi iedarbojas uz ķermeni; vairāk nekā 40 km augstumā darbojas cilvēkiem bīstamā saules spektra ultravioletā daļa.

Paceļoties arvien lielākā augstumā virs Zemes virsmas, pakāpeniski vājinoties un pēc tam pilnībā izzūdot, atmosfēras zemākajos slāņos tiek novērotas mums pazīstamas parādības, piemēram, skaņas izplatīšanās, aerodinamiskā pacēluma rašanās un pretestība, siltuma pārnese konvekcijas ceļā utt.

Retos gaisa slāņos skaņas izplatīšanās nav iespējama. Līdz 60-90 km augstumam joprojām ir iespējams izmantot gaisa pretestību un pacēlumu kontrolētam aerodinamiskam lidojumam. Bet, sākot no 100-130 km augstuma, katram pilotam pazīstamie M skaitļa un skaņas barjeras jēdzieni zaudē nozīmi, tur iet garām nosacītā Karmana līnija, aiz kuras sākas tīri ballistiskā lidojuma sfēra, kuru var tikai kontrolēt. izmantojot reaktīvos spēkus.

Augstumā virs 100 km atmosfērai ir liegta arī cita ievērojama īpašība - spēja absorbēt, vadīt un nodot siltumenerģiju konvekcijas ceļā (t.i., izmantojot gaisa sajaukšanos). Tas nozīmē, ka dažādus orbitālās kosmosa stacijas aprīkojuma elementus, aprīkojumu nevarēs atdzesēt no ārpuses tā, kā to parasti dara lidmašīnā - ar gaisa strūklu un gaisa radiatoru palīdzību. Tādā augstumā, tāpat kā kosmosā kopumā, vienīgais veids, kā pārnest siltumu, ir siltuma starojums.

Atmosfēras sastāvs

Zemes atmosfēru galvenokārt veido gāzes un dažādi piemaisījumi (putekļi, ūdens pilieni, ledus kristāli, jūras sāļi, sadegšanas produkti).

Gāzu koncentrācija, kas veido atmosfēru, ir gandrīz nemainīga, izņemot ūdeni (H 2 O) un oglekļa dioksīdu (CO 2).

Sausā gaisa sastāvs

Gāze	Saturs pēc tilpuma, %	Saturs pēc svara, %
Slāpeklis	78,084	75,50
Skābeklis	20,946	23,10
Argons	0,932	1,286
Ūdens	0,5-4	-
Oglekļa dioksīds	0,032	0,046
Neona	1,818 × 10 -3	1,3 × 10 -3
Hēlijs	4,6 × 10 -4	7,2 × 10 -5
Metāns	1,7 × 10 -4	-
Kriptons	1,14 × 10 -4	2,9 × 10 -4
Ūdeņradis	5 × 10 -5	7,6 × 10 -5
Ksenons	8,7 × 10 -6	-
Slāpekļa oksīds	5 × 10 -5	7,7 × 10 -5

Papildus tabulā norādītajām gāzēm atmosfērā ir SO 2, NH 3, CO, ozons, ogļūdeņraži, HCl, tvaiki, I 2, kā arī daudzas citas gāzes nelielos daudzumos. Troposfērā pastāvīgi atrodas liels daudzums suspendētu cieto un šķidro daļiņu (aerosolu).

Atmosfēras veidošanās vēsture

Saskaņā ar izplatītāko teoriju Zemes atmosfēra laika gaitā ir bijusi četros dažādos sastāvos. Sākotnēji tas sastāvēja no vieglām gāzēm (ūdeņraža un hēlija), kas tika uztvertas no starpplanētu telpas. Šī t.s primārā atmosfēra(apmēram pirms četriem miljardiem gadu). Nākamajā posmā aktīvā vulkāniskā darbība izraisīja atmosfēras piesātinājumu ar gāzēm, kas nav ūdeņradis (oglekļa dioksīds, amonjaks, ūdens tvaiki). Lūk, kā sekundārā atmosfēra(apmēram trīs miljardus gadu pirms mūsu dienām). Šī atmosfēra bija atjaunojoša. Turklāt atmosfēras veidošanās procesu noteica šādi faktori:

vieglo gāzu (ūdeņraža un hēlija) noplūde starpplanētu telpā;
ķīmiskās reakcijas, kas notiek atmosfērā ietekmē ultravioletais starojums, zibens izlādes un daži citi faktori.

Pamazām šie faktori noveda pie veidošanās terciārā atmosfēra, ko raksturo daudz mazāks ūdeņraža saturs un daudz lielāks slāpekļa un oglekļa dioksīda saturs (veidojas ķīmiskās reakcijas no amonjaka un ogļūdeņražiem).

Slāpeklis

Liela daudzuma N 2 veidošanās ir saistīta ar amonjaka-ūdeņraža atmosfēras oksidēšanu ar molekulāro O 2, kas sāka nākt no planētas virsmas fotosintēzes rezultātā, sākot no 3 miljardiem gadu. N 2 atmosfērā nonāk arī nitrātu un citu slāpekli saturošu savienojumu denitrifikācijas rezultātā. Slāpeklis tiek oksidēts ar ozonu līdz NO augšējie slāņi atmosfēra.

Slāpeklis N 2 nonāk reakcijās tikai īpašos apstākļos (piemēram, zibens izlādes laikā). Molekulārā slāpekļa oksidēšana ar ozonu elektriskās izlādes laikā tiek izmantota slāpekļa mēslošanas līdzekļu rūpnieciskajā ražošanā. To var oksidēt ar zemu enerģijas patēriņu un pārvērst bioloģiski aktīvā formā zilaļģes (zilaļģes) un mezgliņu baktērijas, kas veido rizobiālo simbiozi ar pākšaugiem, t.s. zaļmēsli.

Skābeklis

Atmosfēras sastāvs sāka radikāli mainīties līdz ar dzīvo organismu parādīšanos uz Zemes fotosintēzes rezultātā, ko pavadīja skābekļa izdalīšanās un oglekļa dioksīda absorbcija. Sākotnēji skābeklis tika iztērēts reducēto savienojumu oksidēšanai - amonjaks, ogļūdeņraži, okeānos esošā dzelzs dzelzs forma utt. šis posms skābekļa saturs atmosfērā sāka pieaugt. Pamazām izveidojās mūsdienīga atmosfēra ar oksidējošām īpašībām. Tā kā tas izraisīja nopietnas un pēkšņas izmaiņas daudzos procesos, kas notiek atmosfērā, litosfērā un biosfērā, šo notikumu sauca par skābekļa katastrofu.

Oglekļa dioksīds

CO 2 saturs atmosfērā ir atkarīgs no vulkāniskās aktivitātes un ķīmiskie procesi zemes čaulās, bet visvairāk - par biosintēzes un organisko vielu sadalīšanās intensitāti Zemes biosfērā. Gandrīz visa pašreizējā planētas biomasa (apmēram 2,4 × 10 12 tonnas) veidojas oglekļa dioksīda, slāpekļa un ūdens tvaiku dēļ, kas atrodas atmosfēras gaisā. Okeānā, purvos un mežos apraktās organiskās vielas pārvēršas oglēs, naftā un dabasgāzē. (skatīt ģeoķīmisko oglekļa ciklu)

cēlgāzes

Gaisa piesārņojums

Nesen cilvēks ir sācis ietekmēt atmosfēras attīstību. Viņa darbības rezultāts bija pastāvīgs ievērojams oglekļa dioksīda satura pieaugums atmosfērā, sadegot ogļūdeņražu degvielai, kas uzkrāta iepriekšējos ģeoloģiskajos laikmetos. Fotosintēzes laikā tiek patērēts milzīgs CO 2 daudzums, ko absorbē pasaules okeāni. Šī gāze nonāk atmosfērā karbonāta sadalīšanās rezultātā klintis un augu un dzīvnieku izcelsmes organiskās vielas, kā arī vulkānisma un cilvēka ražošanas darbības rezultātā. Pēdējo 100 gadu laikā CO 2 saturs atmosfērā ir pieaudzis par 10%, un lielāko daļu (360 miljardus tonnu) veido kurināmā sadegšana. Ja turpināsies degvielas sadegšanas pieauguma temps, tad nākamajos 50-60 gados CO 2 daudzums atmosfērā dubultosies un var izraisīt globālas klimata pārmaiņas.

Kurināmā sadedzināšana ir galvenais piesārņojošo gāzu (СО,, SO 2) avots. Atmosfēras skābekļa ietekmē sēra dioksīds tiek oksidēts līdz SO 3 atmosfēras augšējos slāņos, kas savukārt mijiedarbojas ar ūdens tvaikiem un amonjaku, un rezultātā iegūtā sērskābe (H 2 SO 4) un amonija sulfāts ((NH 4) 2 SO 4) atgriežas Zemes virsma ts formā. skābais lietus. Iekšdedzes dzinēju izmantošana rada ievērojamu gaisa piesārņojumu ar slāpekļa oksīdiem, ogļūdeņražiem un svina savienojumiem (tetraetilsvins Pb (CH 3 CH 2) 4)).

Atmosfēras aerosola piesārņojumu izraisa dabiski cēloņi(vulkāna izvirdums, putekļu vētras, jūras ūdens pilienu un augu putekšņu pārnešana utt.), un saimnieciskā darbība cilvēks (rūdu ieguve un celtniecības materiāli, kurināmā sadedzināšana, cementa ražošana utt.). Intensīva liela mēroga cieto daļiņu izvadīšana atmosfērā ir viena no iespējamie cēloņi planētas klimata pārmaiņas.

Literatūra

V. V. Parins, F. P. Kosmolinskis, B. A. Duškovs "Kosmosa bioloģija un medicīna" (2. izdevums, pārskatīts un palielināts), M.: "Prosveščenie", 1975, 223 lpp.
N. V. Gusakova "Vides ķīmija", Rostova pie Donas: Phoenix, 2004, 192 s ISBN 5-222-05386-5
Sokolovs V. A. Dabasgāzu ģeoķīmija, M., 1971;
McEwen M., Phillips L.. Atmospheric Chemistry, M., 1978;
Wark K., Warner S., Gaisa piesārņojums. Avoti un kontrole, trans. no angļu valodas, M.. 1980;
Dabiskās vides fona piesārņojuma monitorings. iekšā. 1, L., 1982. gads.

Skatīt arī

Saites

Zemes atmosfēra

ATMOSFĒRA - Zemes gāzveida apvalks, kas sastāv, izņemot ūdeni un putekļus (pēc tilpuma), no slāpekļa (78,08%), skābekļa (20,95%), argona (0,93%), oglekļa dioksīda (apmēram 0,09%) un ūdeņraža, neona , hēlijs, kriptons, ksenons un vairākas citas gāzes (kopā aptuveni 0,01%). Sausā A. sastāvs visā tā biezumā ir gandrīz vienāds, bet saturs palielinās apakšējā daļā. ūdens, putekļi un augsne - oglekļa dioksīds. A. apakšējā robeža ir zemes un ūdens virsma, un augšējā robeža ir fiksēta 1300 km augstumā, pakāpeniski pārejot uz kosmosu. A. ir sadalīts trīs slāņos: apakšējais - troposfēra vidējais - stratosfēra un augšā- jonosfēra. Troposfēra līdz 7-10 km augstumam (virs polārajiem apgabaliem) un 16-18 km augstumam (virs ekvatoriālā apgabala) ietver vairāk nekā 79% no atmosfēras masas, un (no 80 km un augstāk) tikai apm. 0,5%. Noteikta posma A. kolonnas svars dažādos platuma grādos un dekomp. temperatūra ir nedaudz atšķirīga. 45° platumā pie 0° tas ir vienāds ar dzīvsudraba kolonnas svaru 760 mm vai spiedienu uz cm 2 1,0333 kg.

Visos gaisa slāņos notiek sarežģītas horizontālas (dažādos virzienos un dažādos ātrumos), vertikālās un turbulentās kustības. Notiek saules un kosmiskā starojuma absorbcija un pašstarošanās. īpaši nozīmi kā ultravioleto staru absorbētājs A. satur ozonu ar kopējo saturu. tikai 0,000001% no A. tilpuma, bet 60% koncentrēti slāņos 16-32 km augstumā - ozons, bet troposfērai - ūdens tvaiki, kas pārraida īsviļņu starojumu un aizkavē "atspoguļoto" garo viļņu starojumu. . Pēdējais noved pie atmosfēras apakšējo slāņu uzkaršanas.Zemes attīstības vēsturē atmosfēras sastāvs nebija nemainīgs. Arhejā CO 2 daudzums, iespējams, bija daudz lielāks, bet O 2 - mazāks utt. Geochem. un ģeol. A. kā konteinera loma biosfēra un aģents hiperģenēzeļoti liels. Papildus A. kā fiziska. ķermenis, ir jēdziens A. kā tehnisks lielums spiediena izteikšanai. A. tehniskais ir vienāds ar spiedienu 1 kg uz cm 2, 735,68 mm dzīvsudraba, 10 m ūdens kolonnas (pie 4 ° C). V. I. Ļebedevs.

Ģeoloģiskā vārdnīca: 2 sējumos. - M.: Nedra. Rediģēja K. N. Paffengolts u.c.. 1978 .

Atmosfēra

Zeme (no grieķu atmos — tvaiks un sphaira — * a. atmosfēra; n. atmosfēra; f. atmosfēra; un. atmosfera) - gāzveida apvalks, kas ieskauj Zemi un piedalās tās ikdienas rotācijā. Macca A. ir apm. 5,15 * 10 15 t. A. nodrošina dzīvības iespēju uz Zemes un ietekmē ģeol. procesi.
A izcelsme un loma. Mūsdienīgs A. šķiet sekundāras izcelsmes; tas radās no gāzēm, ko pēc planētas veidošanās izdala cietais Zemes apvalks (litosfēra). Geol laikā. Zemes vēsture A. ir piedzīvojusi līdzekļus. evolūcija vairāku faktoru ietekmē: gāzes molekulu izkliede (izkliede) kosmosā. kosmoss, gāzu izdalīšanās no litosfēras vulkānisko darbību rezultātā. aktivitāte, molekulu disociācija (šķelšanās) saules ultravioletā starojuma ietekmē, ķīm. reakcijas starp A. komponentiem un iežiem, kas veido zemes garozu, meteoriskās vielas (uztveršana). A. attīstība ir cieši saistīta ne tikai ar ģeol. un ģeoķīm. procesiem, bet arī ar dzīvo organismu, jo īpaši cilvēku, darbību (antropogēnais faktors). A. sastāva izmaiņu izpēte pagātnē parādīja, ka jau g agrīnie periodi Fanerozoiskā skābekļa daudzums gaisā bija apm. 1/3 no tās modernās vērtības. Skābekļa saturs A. krasi palielinājās devona un karbona laikmetā, kad tas, iespējams, pārsniedza mūsdienu. . Pēc permas un triasa perioda samazināšanās tas atkal palielinājās, sasniedzot maks. vērtības juras laikmetā, pēc kura notika jauns samazinājums, k-poe ir saglabāts mūsu . Fanerozoja laikā būtiski mainījās arī oglekļa dioksīda daudzums. No kembrija līdz paleogēnam CO 2 svārstījās 0,1–0,4% robežās. Pazeminot to uz modernu līmenis (0,03%) notika oligocēna un (pēc zināma miocēna pieauguma) pliocēna. Atm. renderēt radības. ietekme uz litosfēras evolūciju. Piemēram, b.ch. oglekļa dioksīds, kas sākotnēji Āfrikā iekļuva no litosfēras, pēc tam tika uzkrāts karbonātu iežos. Atm. un ūdens tvaiki ir svarīgākajiem faktoriem, ietekmējot g. p. Ha visā Zemes vēsturē atm. nogulsnēm ir svarīga loma hiperģenēzes procesā. Mazāka nozīme ir vēja aktivitātei ( cm. Laikapstākļi), pārvadājot lielos attālumos nelielas iznīcinātas pilsētu apmetnes. Temperatūras un citu atm svārstības būtiski ietekmē gp iznīcināšanu. faktoriem.
A. Aizsargā Zemes virsmu no iznīcināšanas. krītošo akmeņu (meteorītu) darbība, b.ch. to-rykh izdeg, ieejot tā blīvajā. Flora un kausēti radījumi. ietekme uz A. attīstību, stipri atkarīga no atm. nosacījumiem. Ozona slānis A. aizkavē b.h. Saules ultravioletais starojums, kam būtu kaitīga ietekme uz dzīviem organismiem. Skābekli A. izmanto dzīvnieku un augu elpošanas procesā, oglekļa dioksīdu - augu barošanas procesā. Atm. gaiss ir svarīga ķīmiska viela. izejvielas rūpniecībai: piemēram, atm. ir izejviela amonjaka, slāpekļa, uc chem. ražošanai. savienojumi; skābekli izmanto sadalīšanai. nozares x-va. Vēja enerģijas attīstība kļūst arvien svarīgāka, jo īpaši reģionos, kur nav citu enerģijas veidu.
Ēka A. A. raksturo skaidri izteikts (att.), Nosaka temperatūras vertikālā sadalījuma pazīmes un tajā esošo gāzu blīvums.

Temperatūras gaita ir ļoti sarežģīta, eksponenciāli pazeminājoties (troposfērā koncentrējas 80% no kopējās A. masas).
Pārejas reģions starp A. un starpplanētu telpu ir tās tālākā daļa – eksosfēra, kas sastāv no retināta ūdeņraža. 1-20 tūkstošu km augstumā gravitācijas. Zemes lauks vairs nav spējīgs noturēt gāzi, un ūdeņraža molekulas tiek izkaisītas kosmosā. telpa. Ūdeņraža izkliedes reģions rada ģeokorona fenomenu. Pirmie mākslas lidojumi. satelīti atklāja, ka to ieskauj vairāki. lādētu daļiņu apvalki, gāzkinētiski. pace-pa to-rykh sasniedz vairākus. tūkstoš grādu. Šīs čaulas sauc starojums jostas. Tiek notvertas uzlādētas daļiņas – saules izcelsmes elektroni un protoni magnētiskais lauks Zeme un cēlonis A. decomp. parādības, piem. polārās gaismas. Radiācija Jostas ir daļa no magnetosfēras.
Visi parametri A. - temp-pa, spiediens, blīvums - tiek raksturoti ar līdzekļiem. telpiskā un laika mainīgums (platuma, gada, sezonas, dienas). Tika konstatēta arī to atkarība no saules uzliesmojumiem.
Sastāvs A. Galvenā A. sastāvdaļas ir slāpeklis un skābeklis, kā arī oglekļa dioksīds un citas gāzes (tabula).

A. svarīgākā mainīgā sastāvdaļa ir ūdens tvaiki. Tās koncentrācijas izmaiņas svārstās plaša spektra: no 3% y no zemes virsmas pie ekvatora līdz 0,2% polārajos platuma grādos. Galvenā tā masa ir koncentrēta troposfērā, saturu nosaka iztvaikošanas, kondensācijas un horizontālās pārneses procesu attiecība. Ūdens tvaiku kondensācijas rezultātā veidojas mākoņi un izkrīt atm. nokrišņi (lietus, krusa, sniegs, poca, migla). Esošais mainīgā sastāvdaļa A. ir oglekļa dioksīds, kura satura izmaiņas ir saistītas ar augu dzīvībai svarīgo aktivitāti (fotosintēzes procesiem) un šķīdību jūrā. ūdens (gāzu apmaiņa starp okeānu un Āfriku). Rūpnieciskā piesārņojuma dēļ palielinās oglekļa dioksīda saturs, kas ietekmē.
Radiācijas, siltuma un ūdens bilances A. Praktiski viens. enerģijas avots visiem fiziskajiem. procesi, kas attīstās A., ir saules starojums, ko pārraida "caurspīdīguma logi" A. Ch. starojuma iezīme. režīms A. - tā sauktais. siltumnīcas efekts - sastāv no tā, ka tas gandrīz neuzsūc starojumu optiskajā. diapazonā (b. h. starojums sasniedz zemes virsmu un to uzsilda) un Zemes infrasarkanais (termiskais) starojums netiek pārraidīts pretējā virzienā, kas būtiski samazina planētas siltuma pārnesi un palielina tās ātrumu. Daļu no saules starojuma, kas krīt uz A., absorbē (galvenokārt ūdens tvaiki, oglekļa dioksīds, ozons un aerosoli), otru daļu izkliedē gāzes molekulas (kas izskaidro debesu zilo krāsu), putekļu daļiņas un blīvuma svārstības. Izkliedētais starojums tiek summēts ar tiešo saules gaisma un, sasniedzis Zemes virsmu, tas no tās daļēji atstarojas, daļēji absorbējas. Atstarotā starojuma proporcija ir atkarīga no atstarošanas. pamatā esošās virsmas (albedo) spēja. Zemes virsmas absorbētais starojums tiek pārstrādāts infrasarkanajā starojumā, kas vērsts uz A. Savukārt A. ir arī garo viļņu starojuma avots, kas tiek virzīts uz Zemes virsmu (tā sauktais antiradiācija A.) un pasaulē. telpa (tā sauktais izejošais starojums). Atšķirība starp zemes virsmas absorbēto īsviļņu starojumu un efektīvo starojumu A. sauc. starojums līdzsvaru.
Saules starojuma enerģijas transformācija pēc tam, kad to ir absorbējusi zemes virsma un A. veido Zemes siltuma bilanci. siltums no A. uz pasaules telpu krietni pārsniedz absorbētā starojuma atnesto enerģiju, bet deficītu kompensē tā pieplūdums mehāniskā. siltuma apmaiņa (turbulence) un ūdens tvaiku kondensācijas siltums. Pēdējā vērtība A. ir skaitliski vienāda ar siltuma izmaksām no Zemes virsmas ( cm.ūdens bilance).
Gaisa kustība a. Atmosfēras gaisa lielās mobilitātes dēļ vēji Āfrikā ir novērojami visos augstumos. Gaisa kustības virziens ir atkarīgs no daudziem faktoriem. faktori, bet galvenais ir nevienmērīga karsēšana A. dažādās p-ns. Rezultātā A. var pielīdzināt milzu siltumdzinējam, kas no Saules nākošo starojuma enerģiju pārvērš kinētiskā enerģijā. kustīgo gaisa masu enerģija. Apm. Tiek lēsts, ka šī procesa efektivitāte ir 2%, kas atbilst jaudai 2,26 * 10 15 W. Šī enerģija tiek tērēta liela mēroga virpuļu (ciklonu un anticiklonu) veidošanai un stabilas globālas vēja sistēmas (musonu un pasātu) uzturēšanai. Kopā ar liela mēroga gaisa straumēm apakšējā. A. slāņi tiek novēroti daudz. vietējā gaisa cirkulācija (vējš, bora, kalnu-ielejas vēji utt.). Visās gaisa plūsmās parasti tiek atzīmētas pulsācijas, kas atbilst vidēja un maza izmēra gaisa virpuļu kustībai. Manāmas meteoroloģiskās izmaiņas apstākļi tiek sasniegti ar tādiem meliorācijas pasākumiem kā apūdeņošana, lauku aizsargājoša apmežošana, purvi. p-jauns, radot mākslu. jūras. Šīs izmaiņas galvenokārt tikai zemes gaisam.
Papildus tiešai ietekmei uz laikapstākļiem un klimatu cilvēka darbība ietekmē A. sastāvu. A. piesārņojums enerģētikas, metalurģijas, ķīmisko objektu iedarbības rezultātā. un rags. prom-sti rodas izplūdes gaisā rezultātā Ch. arr. izplūdes gāzes (90%), kā arī putekļi un aerosoli. Cilvēka darbības rezultātā ik gadu gaisā izmesto aerosolu kopējā masa, apm. 300 miljoni tonnu Saistībā ar to daudzi valstis strādā, lai kontrolētu gaisa piesārņojumu. Enerģētikas nozares straujā izaugsme rada papildu apkures A., to-poe joprojām ir manāms tikai lielajās izlaidumos. centriem, bet nākotnē var izraisīt klimata pārmaiņas lielās teritorijās. Piesārņojums A. rags. uzņēmumi ir atkarīgi no ģeol. izstrādājamās atradnes raksturs, ieguves un apstrādes tehnoloģija p.un. Piemēram, metāna izdalīšanās no ogļu slāņiem tās attīstības laikā ir apm. 90 miljoni m 3 gadā. Veicot spridzināšanas darbus (apmetnes spridzināšanai) gada laikā, apm. 8 milj.m 3 gāzes, no kurām b.ch. inerts, nevis atveidojošs kaitīgo ietekmi uz vide. Gāzes izdalīšanās intensitāte oksidēšanās rezultātā. procesi izgāztuvēs ir salīdzinoši lieli. Liela putekļu emisija rodas rūdu pārstrādes laikā, kā arī krāsnī. uzņēmumi, kas izstrādā noguldījumus atklāts ceļš izmantojot spridzināšanu, īpaši sausās un vēja skartās vietās. Minerālu daļiņas īslaicīgi piesārņo gaisa telpu. laiks, sk. arr. uzņēmumu tuvumā, apmetoties uz augsnes, ūdenstilpju virsmas un citiem objektiem.
Lai novērstu gaisa piesārņojumu, tiek izmantotas gāzes: metāna uztveršana, gaiss-putas un gaiss-ūdens aizkari, izplūdes gāzu attīrīšana un elektriskā piedziņa (nevis dīzeļa) pie taures. un transp. iekārtas, izrakto telpu izolēšana (aizpildīšana), ūdens vai pretpirogēno šķīdumu ievadīšana ogļu šuvēs uc Rūdas pārstrādes procesos tiek ieviestas jaunas tehnoloģijas (tajā skaitā ar slēgtiem ražošanas cikliem), gāzes attīrīšanas iekārtas, dūmu un gāzu noņemšana uz augstiem slāņiem A. u.c.. Putekļu un aerosolu emisijas samazināšana A. nosēdumu veidošanās laikā tiek panākta, urbšanas un spridzināšanas un iekraušanas un transportēšanas procesā nomācot, saistot un aizturot putekļus. darbi (apūdeņošana ar ūdeni, šķīdumiem, putām, emulsijas vai plēves pārklājumu uzklāšana uz izgāztuvēm, malām un ceļiem utt.). Pārvadājot rūdu, tiek izmantoti cauruļvadi, konteineri, plēves un emulsijas pārklājumi, apstrādē - tīrīšana ar filtriem, sārņu pārklāšana ar oļiem, organisko. sveķi, rekultivācija, atsārņu likvidēšana. Literatūra: Matveev L. T., Kypc of General Meteorology, Atmospheric Physics, L., 1976; Xrgian A. Kh., Atmospheric Physics, 2. izdevums, 1.-2. sēj., L., 1978; Budyko M.I., Klimats pagātnē un nākotnē, L., 1980. M. I. Budiko.

Kalnu enciklopēdija. - M.: Padomju enciklopēdija. Rediģēja E. A. Kozlovskis. 1984-1991 .

Sinonīmi:

Skatiet, kas ir "Atmosfēra" citās vārdnīcās:

Atmosfēra… Pareizrakstības vārdnīca

atmosfēra- uh. atmosfēra f., n. latu. atmosfēras gr. 1. fiziskais, meteors. Zemes gaisa apvalks, gaiss. Sl. 18. Atmosfērā jeb gaisā, kas mūs ieskauj .. un ko mēs elpojam. Karamzins 11 111. Gaismas izkliede atmosfērā. Astr. Lalanda 415…… Vēstures vārdnīca krievu valodas galicismi

Zeme (no grieķu Atmos tvaika un sphaira bumba), Zemes gāzveida apvalks, kas ar to saistīts ar gravitācijas spēku un piedalās tās ikdienas un gada rotācija. Atmosfēra. Zemes atmosfēras uzbūves shēma (pēc Rjabčikova teiktā). Svars A. apm. 5,15 10 8 kg.… … Ekoloģiskā vārdnīca

- (grieķu atmosphaira, no atmos pāriem, un sphaira bumba, sfēra). 1) Gāzveida apvalks, kas ieskauj zemi vai citu planētu. 2) mentālā vide, kurā cilvēks pārvietojas. 3) mērvienība, kas mēra piedzīvoto vai radīto spiedienu ...... Vārdu krājums svešvārdi krievu valoda

Atmosfēra ir mūsu planētas gāzveida apvalks, kas rotē kopā ar Zemi. Gāzi atmosfērā sauc par gaisu. Atmosfēra saskaras ar hidrosfēru un daļēji pārklāj litosfēru. Bet ir grūti noteikt augšējo robežu. Parasti tiek pieņemts, ka atmosfēra stiepjas uz augšu apmēram trīs tūkstošus kilometru. Tur tas vienmērīgi ieplūst bezgaisa telpā.

Zemes atmosfēras ķīmiskais sastāvs

Veidošanās ķīmiskais sastāvs atmosfēra sākās apmēram pirms četriem miljardiem gadu. Sākotnēji atmosfēra sastāvēja tikai no vieglajām gāzēm – hēlija un ūdeņraža. Pēc zinātnieku domām, sākotnējie priekšnoteikumi gāzes čaulas izveidošanai ap Zemi bija vulkānu izvirdumi, kas kopā ar lavu izdalīja milzīgu daudzumu gāzu. Pēc tam sākās gāzu apmaiņa ar ūdens telpām, ar dzīviem organismiem, ar to darbības produktiem. Gaisa sastāvs pakāpeniski mainījās un pašreizējā formā tika fiksēts pirms vairākiem miljoniem gadu.

Galvenās atmosfēras sastāvdaļas ir slāpeklis (apmēram 79%) un skābeklis (20%). Atlikušo procentuālo daļu (1%) veido šādas gāzes: argons, neons, hēlijs, metāns, oglekļa dioksīds, ūdeņradis, kriptons, ksenons, ozons, amonjaks, sēra dioksīds un slāpeklis, slāpekļa oksīds un oglekļa monoksīds, kas iekļauti šajā. viens procents.

Turklāt gaiss satur ūdens tvaikus un daļiņas (augu ziedputekšņus, putekļus, sāls kristālus, aerosola piemaisījumus).

Nesen zinātnieki ir atzīmējuši nevis kvalitatīvas, bet gan kvantitatīvas izmaiņas dažās gaisa sastāvdaļās. Un iemesls tam ir cilvēks un viņa darbība. Tikai pēdējo 100 gadu laikā oglekļa dioksīda saturs ir ievērojami pieaudzis! Tas ir saistīts ar daudzām problēmām, no kurām globālākā ir klimata pārmaiņas.

Laikapstākļu un klimata veidošanās

Atmosfērai ir būtiska loma klimata un laikapstākļu veidošanā uz Zemes. Daudz kas ir atkarīgs no saules gaismas daudzuma, no pamata virsmas īpašībām un atmosfēras cirkulācijas.

Apskatīsim faktorus secībā.

1. Atmosfēra pārraida saules staru siltumu un absorbē kaitīgo starojumu. Senie grieķi zināja, ka Saules stari krīt uz dažādām Zemes vietām dažādos leņķos. Pats vārds "klimats" tulkojumā no sengrieķu valodas nozīmē "slīpums". Tātad pie ekvatora saules stari krīt gandrīz vertikāli, jo šeit ir ļoti karsts. Jo tuvāk stabiem, jo lielāks ir slīpuma leņķis. Un temperatūra krītas.

2. Zemes nevienmērīgas sasilšanas dēļ atmosfērā veidojas gaisa plūsmas. Tos klasificē pēc to lieluma. Vismazākie (desmitiem un simtiem metru) ir vietējie vēji. Tam seko musons un tirdzniecības vēji, cikloni un anticikloni, planētu frontālās zonas.

Visas šīs gaisa masas pastāvīgi pārvietojas. Daži no tiem ir diezgan statiski. Piemēram, pasātu vēji, kas pūš no subtropiem uz ekvatoru. Citu kustība lielā mērā ir atkarīga no atmosfēras spiediena.

3. Atmosfēras spiediens ir vēl viens faktors, kas ietekmē klimata veidošanos. Tas ir gaisa spiediens uz zemes virsmas. Kā zināms, gaisa masas virzās no zonas ar augstu atmosfēras spiedienu uz zonu, kur šis spiediens ir zemāks.

Kopumā ir 7 zonas. Ekvators ir zema spiediena zona. Turklāt abās ekvatora pusēs līdz trīsdesmitajiem platuma grādiem - augsta spiediena apgabals. No 30° līdz 60° - atkal zems spiediens. Un no 60° līdz poliem - augsta spiediena zona. Starp šīm zonām cirkulē gaisa masas. Tie, kas dodas no jūras uz sauszemi, nes lietus un sliktus laikapstākļus, un tie, kas pūš no kontinentiem, nes skaidru un sausu laiku. Vietās, kur saduras gaisa straumes, veidojas atmosfēras frontes zonas, kurām raksturīgi nokrišņi un nelabvēlīgs, vējains laiks.

Zinātnieki ir pierādījuši, ka pat cilvēka pašsajūta ir atkarīga no atmosfēras spiediena. Saskaņā ar starptautiskajiem standartiem normālais atmosfēras spiediens ir 760 mm Hg. kolonnā 0°C. Šis skaitlis ir aprēķināts tām zemes platībām, kas ir gandrīz vienā līmenī ar jūras līmeni. Spiediens samazinās līdz ar augstumu. Tāpēc, piemēram, Sanktpēterburgai 760 mm Hg. - tā ir norma. Bet Maskavai, kas atrodas augstāk, normālais spiediens ir 748 mm Hg.

Spiediens mainās ne tikai vertikāli, bet arī horizontāli. Tas ir īpaši jūtams ciklonu pārejas laikā.

Atmosfēras struktūra

Atmosfēra ir kā kārtainā kūka. Un katram slānim ir savas īpašības.

. Troposfēra ir Zemei vistuvāk esošais slānis. Šī slāņa "biezums" mainās, attālinoties no ekvatora. Virs ekvatora slānis stiepjas uz augšu 16-18 km, mērenās joslās - 10-12 km, polios - 8-10 km.

Tieši šeit atrodas 80% no kopējās gaisa masas un 90% ūdens tvaiku. Šeit veidojas mākoņi, rodas cikloni un anticikloni. Gaisa temperatūra ir atkarīga no apgabala augstuma virs jūras līmeņa. Vidēji tas pazeminās par 0,65°C uz katriem 100 metriem.

. tropopauze- atmosfēras pārejas slānis. Tā augstums ir no vairākiem simtiem metru līdz 1-2 km. Gaisa temperatūra vasarā ir augstāka nekā ziemā. Tā, piemēram, virs poliem ziemā -65 ° C. Un virs ekvatora jebkurā gada laikā ir -70 ° C.

. Stratosfēra- tas ir slānis, kura augšējā robeža iet 50-55 kilometru augstumā. Turbulence šeit ir zema, ūdens tvaiku saturs gaisā ir niecīgs. Bet daudz ozona. Tā maksimālā koncentrācija ir 20-25 km augstumā. Stratosfērā gaisa temperatūra sāk paaugstināties un sasniedz +0,8 ° C. Tas ir saistīts ar faktu, ka ozona slānis mijiedarbojas ar ultravioleto starojumu.

. Stratopauze- zems starpslānis starp stratosfēru un tai sekojošo mezosfēru.

. Mezosfēra- šī slāņa augšējā robeža ir 80-85 kilometri. Šeit notiek sarežģīti fotoķīmiskie procesi, kuros iesaistīti brīvie radikāļi. Tieši viņi nodrošina mūsu planētas maigo zilo mirdzumu, kas redzams no kosmosa.

Lielākā daļa komētu un meteorītu sadeg mezosfērā.

. mezopauze- nākamais starpslānis, kura gaisa temperatūra ir vismaz -90 °.

. Termosfēra- apakšējā robeža sākas 80 - 90 km augstumā, un slāņa augšējā robeža iet apmēram pie 800 km atzīmes. Gaisa temperatūra paaugstinās. Tas var svārstīties no +500° C līdz +1000° C. Dienas laikā temperatūras svārstības sasniedz simtiem grādu! Bet gaiss šeit ir tik reti sastopams, ka jēdziena "temperatūra" izpratne, kā mēs to iedomājamies, šeit nav piemērota.

. Jonosfēra- apvieno mezosfēru, mezopauzi un termosfēru. Gaiss šeit sastāv galvenokārt no skābekļa un slāpekļa molekulām, kā arī no kvazineitrālas plazmas. Saules stari, nokrītot jonosfērā, spēcīgi jonizē gaisa molekulas. Apakšējā slānī (līdz 90 km) jonizācijas pakāpe ir zema. Jo augstāks, jo lielāka jonizācija. Tātad 100-110 km augstumā elektroni koncentrējas. Tas veicina īsu un vidēju radioviļņu atstarošanos.

Svarīgākais jonosfēras slānis ir augšējais slānis, kas atrodas 150-400 km augstumā. Tā īpatnība ir tā, ka tas atspoguļo radioviļņus, un tas veicina radiosignālu pārraidi lielos attālumos.

Tieši jonosfērā notiek tāda parādība kā polārblāzma.

. Eksosfēra- sastāv no skābekļa, hēlija un ūdeņraža atomiem. Gāze šajā slānī ir ļoti reta, un bieži ūdeņraža atomi izplūst kosmosā. Tāpēc šo slāni sauc par "izkliedes zonu".

Pirmais zinātnieks, kurš minēja, ka mūsu atmosfērai ir svars, bija itālis E. Toričelli. Ostaps Benders, piemēram, romānā "Zelta teļš" žēlojās, ka katru cilvēku nospiež 14 kg smaga gaisa kolonna! Taču lielais stratēģis nedaudz kļūdījās. Pieaugušam cilvēkam ir 13-15 tonnu spiediens! Bet mēs šo smagumu nejūtam, jo atmosfēras spiedienu līdzsvaro cilvēka iekšējais spiediens. Mūsu atmosfēras svars ir 5 300 000 000 000 000 tonnu. Skaitlis ir kolosāls, lai gan tas ir tikai miljonā daļa no mūsu planētas svara.