Склад атмосфери.Повітряна оболонка нашої планети - атмосферазахищає земну поверхню від згубного впливу на живі організми ультрафіолетового випромінюванняСонця. Охороняє вона Землю і від космічних частинок - пилу і метеоритів.

Складається атмосфера з механічної суміші газів: 78% її обсягу становить азот, 21% - кисень і менше 1% - гелій, аргон, криптон і інші інертні гази. Кількість кисню та азоту в повітрі практично незмінно, тому що азот майже не вступає в з'єднання з іншими речовинами, а кисень, який хоча і дуже активний і витрачається на дихання, окислення і горіння, весь час поповнюється рослинами.

До висоти приблизно 100 км процентне співвідношення цих газів залишається практично незмінним. Це обумовлено тим, що повітря постійно перемішується.

Крім названих газів в атмосфері міститься близько 0,03% вуглекислого газу, який зазвичай концентрується поблизу від земної поверхні і розміщується нерівномірно: в містах, промислових центрах і районах вулканічної активності його кількість зростає.

В атмосфері завжди знаходиться певна кількість домішок - водяної пари і пилу. Вміст водяної пари залежить від температури повітря: чим вище температура, тим більше пара вміщує повітря. Завдяки наявності в повітрі парообразной води можливі такі атмосферні явища, як веселка, рефракція сонячних променів і т. П.

Пил в атмосферу надходить під час вулканічних вивержень, піщаних і пилових бур, при неповному згорянні палива на ТЕЦ і т. Д.

Будова атмосфери.Щільність атмосфери змінюється з висотою: біля поверхні Землі вона найвища, з підняттям вгору зменшується. Так, на висоті 5,5 км щільність атмосфери в 2 рази, а на висоті 11 км - в 4 рази менше, ніж в приземному шарі.

Залежно від щільності, складу і властивостей газів атмосферу поділяють на п'ять концентричних шарів (рис. 34).

Мал. 34.Вертикальний розріз атмосфери (стратифікація атмосфери)

1. Нижній шар називають тропосферой.Її верхня межа проходить на висоті 8-10 км на полюсах і 16-18 км - на екваторі. У тропосфері міститься до 80% всієї маси атмосфери і майже всю водяну пару.

Температура повітря в тропосфері з висотою знижується на 0,6 ° C через кожні 100 м і у верхній її межі становить -45-55 ° C.

Повітря в тропосфері постійно перемішується, переміщається в різних напрямках. Тільки тут спостерігаються тумани, дощі, снігопади, грози, бурі і інші погодні явища.

2. вище розташована стратосфера,яка простягається до висоти 50-55 км. Щільність повітря і тиск в стратосфері незначні. Розріджене повітря складається з тих же газів, що і в тропосфері, але в ньому більше озону. Найбільша концентрація озону спостерігається на висоті 15-30 км. Температура в стратосфері підвищується з висотою і на верхній межі її досягає 0 ° C і вище. Це пояснюється тим, що озон поглинає короткохвильову частину сонячної енергії, В результаті чого повітря нагрівається.

3. Над стратосферой лежить мезосфера,тягнеться до висоти 80 км. У ній температура знову знижується і досягає -90 ° C. Щільність повітря там в 200 разів менше, ніж у поверхні Землі.

4. Вище мезосфери розташовується термосфера(Від 80 до 800 км). Температура в цьому шарі підвищується: на висоті 150 км до 220 ° C; на висоті 600 км до 1500 ° C. Гази атмосфери (азот і кисень) знаходяться в іонізованому стані. Під дією короткохвильового сонячної радіаціїокремі електрони відриваються від оболонок атомів. В результаті в даному шарі - іоносферівиникають шари заряджених частинок. Найщільніший їх шар знаходиться на висоті 300-400 км. У зв'язку з невеликою щільністю сонячні промені там не розсіюється, тому небо чорне, на ньому яскраво світять зірки і планети.

У іоносфері виникають полярні сяйва,утворюються потужні електричні струми, Які викликають порушення магнітного поля Землі.

5. Вище 800 км розташована зовнішня оболонка - екзосфера.Швидкість руху окремих частинок в екзосфері наближається до критичної - 11,2 мм / с, тому окремі частинки можуть подолати земне тяжіння і піти в світовий простір.

Значення атмосфери.Роль атмосфери в житті нашої планети виключно велика. Без неї Земля була б мертва. Атмосфера оберігає поверхню Землі від сильного нагрівання і охолоджування. Її вплив можна уподібнити ролі скла в парниках: пропускати сонячні промені і перешкоджати віддачі тепла.

Атмосфера оберігає живі організми від короткохвильового і корпускулярної радіації Сонця. Атмосфера - середовище, де відбуваються погодні явища, з якими пов'язана вся людська діяльність. Вивчення цієї оболонки проводиться на метеорологічних станціях. Вдень і вночі, в будь-яку погоду метеорологи ведуть спостереження за станом нижнього шару атмосфери. Чотири рази на добу, а на багатьох станціях щогодини вимірюють температуру, тиск, вологість повітря, відзначають хмарність, напрямок і швидкість вітру, кількість опадів, електричні і звукові явища в атмосфері. Метеорологічні станції розташовані всюди: в Антарктиді і у вологих тропічних лісах, На високих горах і на неозорих просторах тундри. Ведуться спостереження і на океанах зі спеціально побудованих кораблів.

З 30-х рр. XX ст. почалися спостереження у вільній атмосфері. Стали запускати радіозонди, які піднімаються на висоту 25-35 км, і за допомогою радіоапаратури передають на Землю дані про температуру, тиск, вологості повітря і швидкості вітру. У наш час широко використовують також метеорологічні ракети і супутники. Останні мають телевізійні установки, передають зображення земної поверхні і хмар.

| |
5. Повітряна оболонка землі§ 31. Нагрівання атмосфери

Навколишній світ утворений з трьох дуже різних частин: Землі, води і повітря. Кожна з них по-своєму унікальна і цікава. Зараз мова піде тільки про останню з них. Що таке атмосфера? Як вона виникла? З чого складається і на які частини ділиться? Всі ці питання надзвичайно цікаві.

Сама назва «атмосфера» утворено з двох слів грецького походження, в перекладі на російську вони означають «пар» і «куля». А якщо подивитися точне визначення, то можна прочитати наступне: «Атмосфера - це повітряна оболонка планети Земля, яка лине разом з нею в космічному просторі». Вона розвивалася паралельно геологічним і геохімічним процесам, які відбувалися на планеті. І сьогодні від неї залежать всі процеси, що протікають в живих організмах. Без атмосфери планета стала б млявою пустелею, подібної Місяці.

З чого вона складається?

Питанням про те, що таке атмосфера і які елементи в неї входять, зацікавив людей вже давно. Основні складові цієї оболонки були відомі вже в 1774 році. Їх встановив Антуан Лавуазьє. Він виявив, що склад атмосфери здебільшого утворений з азоту і кисню. З плином часу її складові уточнювалися. І тепер відомо, що в ній знаходяться ще багато інших гази, а також вода і пил.

Розглянемо більш докладно то, з чого складається атмосфера Землі біля її поверхні. Найпоширеніший газ - азот. Його міститься трохи більше 78 відсотків. Але, незважаючи на таку велику кількість, в повітрі азот практично не активний.

Наступний за кількістю і дуже важливий за значенням елемент - кисень. Цього газу міститься майже 21%, і він як раз проявляє дуже високу активність. Його специфічна функція полягає в окисленні мертвого органічної речовини, яке в результаті цієї реакції розкладається.

Гази з низьким вмістом, але важливим значенням

Третій газ, який входить до складу атмосфери, - аргон. Його трохи менше, ніж один відсоток. Після нього йдуть вуглекислий газ з неоном, гелій з метаном, криптон з воднем, ксенон, озон і навіть аміак. Але їх міститься настільки мало, що процентний вміст таких компонентів дорівнює сотим, тисячним і мільйонним частинам. З них тільки вуглекислий газ відіграє істотну роль, оскільки він є будівельним матеріалом, який необхідний рослинам для фотосинтезу. Інша його важлива функція полягає в тому, щоб не пропускати радіацію і поглинати частину сонячного тепла.

Ще один малочисельний, але важливий газ - озон існує для утримання ультрафіолетового випромінювання, що йде від Сонця. Завдяки цій властивості все живе на планеті надійно захищене. З іншого боку, озон впливає на температуру стратосфери. Через те, що він поглинає це випромінювання, відбувається нагрівання повітря.

Сталість кількісного складу атмосфери підтримується невпинним перемішуванням. Її шари переміщаються як по горизонталі, так і по вертикалі. Тому в будь-якому місці земної кулідостатньо кисню і немає надлишку вуглекислого газу.

Що ще присутній в повітрі?

Слід зазначити, що в повітряному просторі можна виявити пар і пил. Остання складається з пилку і частинок грунту, в місті до них приєднуються домішки твердих викидів з вихлопних газів.

А ось води в атмосфері багато. При певних умовах вона конденсується, і з'являються хмари і туман. По суті це одне і те ж, тільки перші з'являються високо над поверхнею Землі, а останній стелиться по ній. Хмари у багатьох формах. Цей процес залежить від висоти над Землею.

Якщо вони утворилися в 2 км над сушею, то їх називають шаруватими. Саме з них проливається на землю дощ або падає сніг. Над ними до висоти 8 км формуються купчасті хмари. Вони завжди найкрасивіші і мальовничі. Саме їх розглядають і ворожать, на що вони схожі. Якщо такі освіти з'являться на наступних 10 км, вони будуть дуже легкими і повітряними. Їх назва перисті.

На які верстви ділиться атмосфера?

Хоча вони і мають сильно відрізняються один від одного температури, дуже складно сказати, на якій конкретній висоті починається один шар і закінчується інший. Цей поділ дуже умовний і носить орієнтовний характер. Однак шари атмосфери все ж існують і виконують свої функції.

Сама нижня частина повітряної оболонки названа тропосферой. Її товщина збільшується при переміщенні від полюсів до екватора з 8 до18 км. Це найтепліша частина атмосфери, оскільки повітря в ній нагрівається від земної поверхні. Велика частина водяної пари зосереджена в тропосфері, тому в ній утворюються хмари, випадають опади, гримлять грози і дмуть вітри.

Наступний шар має товщину близько 40 км і називається стратосферой. Якщо спостерігач переміститься в цю частину повітря, то виявить, що небо стало фіолетовим. Це пояснюється малою щільністю речовини, яке практично не розсіює сонячні промені. Саме в цьому шарі літають реактивні літаки. Для них там відкриті всі простори, оскільки практично немає хмар. Усередині стратосфери є шар, що складається з великої кількостіозону.

Після неї йдуть стратопауза і мезосфера. Остання має товщину близько 30 км. Вона характеризується різким зниженням щільності повітря і його температури. Небо для спостерігача бачиться в чорному кольорі. Тут можна навіть вдень спостерігати зірки.

Шари, в яких практично немає повітря

Продовжує будова атмосфери шар під назвою термосфера - найдовша з усіх інших, її товщина сягає 400 км. Цей шар відрізняється величезною температурою, яка може досягати 1700 ° C.

Останні дві сфери часто об'єднують в одну і називають його іоносферою. Це пов'язано з тим, що в них протікають реакції з виділенням іонів. Саме ці верстви дозволяють спостерігати таке явище природи, як північне сяйво.

Наступні 50 км від Землі відведені екзосфері. Це зовнішня оболонка атмосфери. У ній відбувається розсіювання частинок повітря в космос. У цьому шарі зазвичай переміщаються супутники погоди.

Атмосфера Землі закінчується магнітосферою. Саме вона дала притулок більшість штучних супутників планети.

Після всього сказаного, не повинно залишитися питань про те, що таке атмосфера. Якщо виникли сумніви в її необхідності, то їх легко розвіяти.

значення атмосфери

Головна функція атмосфери полягає в захисті поверхні планети від перегріву в денний час і надмірного охолодження вночі. Наступне важливе значення цієї оболонки, яке ніхто не буде заперечувати, в тому, щоб забезпечувати киснем всіх живих істот. Без цього вони задихнулися б.

Більшість метеоритів згорають в верхніх шарах, Так і не долетівши до поверхні Землі. І люди можуть милуватися летять вогнями, приймаючи їх за падаючі зірки. Без атмосфери вся Земля була б всіяна кратерами. А про захист від сонячного випромінювання вже говорилося вище.

Як впливає людина на атмосферу?

Дуже негативно. Це пов'язано з розростається діяльністю людей. Основна частка всіх негативних моментівприпадає на промисловість і транспорт. До речі, саме автомобілі виділяють майже 60% всіх забруднюючих речовин, які проникають в шари атмосфери. Решта сорок ділять між собою енергетика і промисловість, а також галузі зі знищення відходів.

список шкідливих речовин, Які щодня поповнюють склад повітря, дуже довгий. Через транспорту в атмосфері виявляються: азот і сірка, вуглець, синець і сажа, а також сильний канцероген, що викликає рак шкіри - бензопірен.

На частку промисловості припадає такі хімічні елементи: Сірчистий газ, вуглеводень і сірководень, аміак і фенол, хлор і фтор. Якщо процес триватиме, то скоро відповіді на питання: «Що таке атмосфера? З чого вона складається? » будуть зовсім іншими.

Атмосфера Землі являє собою газову оболонку нашої планети. Її нижня межа проходить на рівні земної кори та гідросфери, а верхня переходить в навколоземну область космічного простору. Атмосфера містить близько 78% азоту, 20% кисню, до 1% аргону, вуглекислого газу, водню, гелію, неону і деяких інших газів.

Дана земна оболонка характеризується чітко вираженою слоистостью. Шари атмосфери визначаються вертикальним розподілом температури і різною щільністюгазів на різних її рівнях. Розрізняють такі шари атмосфери Землі: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосферу, екзосфера. Окремо виділяють іоносферу.

До 80% всієї маси атмосфери становить тропосфера - нижній приземний шар атмосфери. Тропосфера в полярних поясах розташована на рівні до 8-10 км над земною поверхнею, в тропічному поясі - максимально до 16-18 км. Між тропосферою і вищерозміщеним шаром стратосферой знаходиться тропопауза - перехідний шар. У тропосфері температура знижується в міру збільшення висоти, аналогічно з висотою зменшується атмосферний тиск. Середній градієнт температури в тропосфері складає 0,6 ° С на 100 м. Температура на різних рівнях даної оболонки визначається особливостями поглинання сонячного випромінювання і ефективністю конвекції. Майже вся діяльність людини здійснюється в тропосфері. самі високі горине виходять за межі тропосфери, тільки повітряний транспорт може перетинати на невелику висоту верхню межу даної оболонки і перебувати в стратосфері. Велика частка водяної пари міститься в тропосфері, що обумовлює формування майже всіх хмар. Також в тропосфері сконцентровані практично всі аерозолі (пил, дим, тощо), які утворюються на земній поверхні. У прикордонному нижньому шарі тропосфери виражені добові коливання температури, вологості повітря, швидкість вітру зазвичай знижена (вона зростає з підвищенням висоти). У тропосфері спостерігається мінливе розчленування товщі повітря на повітряні маси в горизонтальному напрямку, що відрізняються по ряду характеристик в залежності від пояса і місцевості їх формування. На атмосферних фронтах - границях між повітряними масами - утворюються циклони і антициклони, що визначають погоду на певній території протягом конкретного проміжку часу.

Стратосфера є шаром атмосфери між тропосферою і мезосферою. Межі даного шару складають від 8-16 км до 50-55 км над поверхнею Землі. У стратосфері газовий склад повітря приблизно такий же, як і в тропосфері. Відмінна особливість- зменшення концентрації водяної пари і підвищення вмісту озону. Озоновий шар атмосфери, що захищає біосферу від агресивного впливу ультрафіолетового світла, Знаходиться на рівні від 20 до 30 км. У стратосфері температура підвищується з висотою, причому температурні значення визначаються сонячним випромінюванням, а не конвекцією (пересуваннями повітряних мас), як в тропосфері. Нагрівання повітря стратосфери обумовлено поглинанням ультрафіолетового випромінювання озоном.

Над стратосферой простягається мезосфера до рівня 80 км. Цей шар атмосфери характеризується тим, що температура в міру збільшення висоти знижується від 0 ° С до - 90 ° С. Це найбільш холодна область атмосфери.

Вище мезосфери знаходиться термосфера до рівня 500 км. Від кордону з мезосферою до екзосфери температура змінюється приблизно від 200 К до 2000 К. До рівня 500 км щільність повітря зменшується в кілька сот тисяч разів. Відносний склад атмосферних складових термосфери аналогічний приземному шарі тропосфери, але зі збільшенням висоти більша кількістькисню переходить в атомарний стан. Певна частка молекул і атомів термосфери знаходиться в іонізованому стані і розподілені в декількох шарах, вони об'єднуються поняттям іоносфера. Характеристики термосфери варіюють у великому діапазоні в залежності від географічної широти, величини сонячної радіації, пори року і доби.

Верхній шар атмосфери - екзосфера. Це самий розріджений шар атмосфери. У екзосфері довжини вільного пробігу частинок настільки величезні, що частинки можуть вільно віддалятися в міжпланетний простір. Маса екзосфери становить одну десятимільйонну від загальної масиатмосфери. Нижня межа екзосфери - рівень 450-800 км, а верхньою межею вважається область, де концентрація частинок така ж, як в космічному просторі, - кілька тисяч кілометрів від поверхні Землі. Екзосфера складається з плазми - іонізованого газу. Також в екзосфері знаходяться радіаційні пояси нашої планети.

Відео презентація - шари атмосфери Землі:

Схожі матеріали:

Космос наповнений енергією. Енергія наповнює простір нерівномірно. Є місця її концентрації і розрядження. Так можна оцінити щільність. Планета - упорядкована система, з максимальною щільністю речовини в центрі і з поступовим зменшенням концентрації до периферії. Сили взаємодії визначають стан матерії, форму, в якій вона існує. Фізика описує агрегатний стан речовин: тверде тіло, рідина, газ і так далі.

Атмосфера - це газова середовище навколишнє планету. Атмосфера Землі забезпечує вільне переміщення і пропускає світло, формує простір, в якому процвітає життя.

Ділянка від поверхні землі до висоти приблизно 16 кілометрів (від екватора до полюсів менше значення, також залежить від сезону) називають тропосферою. Тропосфера шар, в якому зосереджено близько 80% всього повітря атмосфери і майже всю водяну пару. Саме тут протікають процеси формують погоду. Тиск і температура падають з висотою. Причиною зниження температури повітря є адіабатичний процес, при розширенні газ охолоджується. У верхньої межі тропосфери значення можуть досягати -50, -60 градусів Цельсія.

Далі починається Стратосфера. Вона поширюється вгору на 50 кілометрів. У цьому шарі атмосфери температура з висотою збільшується, набуваючи значення у верхній точці близько 0 С. Підвищення температури викликано процесом поглинання озоновим шаром ультрафіолетових променів. Випромінювання викликає хімічну реакцію. Молекули кисню розпадаються на поодинокі атоми, які можуть об'єднуватися з нормальними молекулами кисню, в результаті з'являється озон.

Випромінювання сонця з довжинами хвиль від 10 до 400 нанометрів класифікується як ультрафіолетове. Чим коротше довжина хвилі УФ випромінювання, тим більшу небезпеку воно представляє для живих організмів. Тільки мала частка випромінювання доходить до поверхні Землі, до того ж менш активна частина її спектра. Така особливість природи, дозволяє людині отримувати здоровий сонячну засмагу.

Наступний шар атмосфери називається Мезосфера. Межі приблизно з 50 км до 85 км. У мезосфері концентрація озону, який би міг затримувати УФ енергію низька, тому температура знову починає падати з висотою. У піковій точці температура опускається до -90 С, деякі джерела вказують величину -130 С. В цьому шарі атмосфери згорає більшість метеорних тіл.

Шар атмосфери, що розтягнувся з висоти 85 км на відстань 600 км від Землі, називається Термосфера. Термосфера першою зустрічає сонячне випромінювання, в тому числі, так званий вакуумний ультрафіолет.

Вакуумний УФ затримується повітряним середовищем, тим самим нагріває цей шар атмосфери до величезних температур. Однак оскільки тиск тут вкрай мало, цей, здавалося б, розпечений газ не робить на об'єкти такого впливу як за умов на поверхні землі. Навпаки предмети, поміщені в таке середовище, будуть остигати.

На висоті 100 км проходить умовна межа «лінія Кармана», яку прийнято вважати початком космосу.

У термосфере відбуваються полярні сяйва. У цьому шарі атмосфери сонячний вітер взаємодіє з магнітним полемпланети.

останнім шароматмосфери є Екзосфера, зовнішня оболонка, що простягається на тисячі кілометрів. Екзосфера практично порожнє місце, проте, кількість атомів блукаючих тут на порядок більше ніж в міжпланетному просторі.

Людина дихає повітрям. Нормальний тиск - 760 міліметрів ртутного стовпа. На висоті 10 000 м тиск становить близько 200 мм. рт. ст. На такій висоті людина ймовірно може дихати, хоча б не тривалий час, але для цього потрібна підготовка. Стан явно буде непрацездатний.

Газовий склад атмосфери: 78% азот, 21% кисень, близько відсотка аргон все інше - суміш газів представляють найменшу частку від загальної кількості.

Товщина атмосфери - приблизно 120 км від поверхні Землі. Сумарна маса повітря в атмосфері - (5,1-5,3) × 10 18 кг. З них маса сухого повітря становить 5,1352 ± 0,0003 × 10 18 кг, загальна маса водяної пари в середньому дорівнює 1,27 × 10 16 кг.

тропопауза

Перехідний шар від тропосфери до стратосфери, шар атмосфери, в якому припиняється зниження температури з висотою.

стратосфера

Шар атмосфери, розташований на висоті від 11 до 50 км. Характерно незначна зміна температури в шарі 11-25 км (нижній шар стратосфери) і підвищення її в шарі 25-40 км від -56,5 до 0,8 ° (верхній шар стратосфери або область інверсії). Досягнувши на висоті близько 40 км значення близько 273 К (майже 0 ° C), температура залишається постійною до висоти близько 55 км. Ця область постійної температури називається стратопаузой і є кордоном між стратосферой і мезосферою.

Стратопауза

Прикордонний шар атмосфери між стратосферой і мезосферою. У вертикальному розподілі температури має місце максимум (близько 0 ° C).

мезосфера

атмосфера Землі

Кордон атмосфери Землі

термосфера

Верхня межа- близько 800 км. Температура зростає до висот 200-300 км, де досягає значень близько 1500 К, після чого залишається майже незмінною до великих висот. Під дією ультрафіолетового й рентгенівської сонячної радіації і космічного випромінювання відбувається іонізація повітря ( «полярні сяйва») - основні області іоносфери лежать всередині термосфери. На висотах понад 300 км переважає атомарний кисень. Верхня межа термосфери в значній мірі визначається поточною активністю Сонця. У періоди низької активності - наприклад, в 2008-2009 рр - відбувається помітне зменшення розмірів цього шару.

термопауза

Область атмосфери прилегла зверху до термосфере. У цій області поглинання сонячного випромінювання незначно і температура мало змінюється з висотою.

Екзосфера (сфера розсіювання)

До висоти 100 км атмосфера являє собою гомогенну добре перемішану суміш газів. У більш високих шарах розподіл газів по висоті залежить від їх молекулярних мас, концентрація більш важких газів зменшується швидше в міру віддалення від поверхні Землі. Внаслідок зменшення щільності газів температура знижується від 0 ° C в стратосфері до -110 ° C в мезосфері. Однак кінетична енергія окремих частинок на висотах 200-250 км відповідає температурі ~ 150 ° C. Вище 200 км спостерігаються значні флуктуації температури і щільності газів в часі і просторі.

На висоті близько 2000-3500 км екзосфера поступово переходить в так званий бліжнекосміческій вакуум, Який заповнений сильно розрідженими частками міжпланетного газу, головним чином атомами водню. Але цей газ є лише частина міжпланетного речовини. Іншу частину складають пилоподібні частки кометного і метеорного походження. Крім надзвичайно розріджених пилоподібних частинок, в цей простір проникає електромагнітна і корпускулярна радіація сонячного і галактичного походження.

На частку тропосфери припадає близько 80% маси атмосфери, на частку стратосфери - близько 20%; маса мезосфери - не більше 0,3%, термосфери - менше 0,05% від загальної маси атмосфери. На підставі електричних властивостей в атмосфері виділяють нейтросферу і іоносферу. В даний час вважають, що атмосфера простягається до висоти 2000-3000 км.

Залежно від складу газу в атмосфері виділяють гомосферуі гетеросферу. гетеросферу- це область, де гравітація впливає на поділ газів, так як їх перемішування на такій висоті незначно. Звідси випливає змінний склад гетеросферу. Нижче її лежить добре перемішана, однорідна за складом частина атмосфери, звана гомосфера. Кордон між цими шарами називається турбопаузи, вона лежить на висоті близько 120 км.

Фізіологічні та інші властивості атмосфери

Вже на висоті 5 км над рівнем моря у нетренованого людини з'являється кисневе голодування і без адаптації працездатність людини значно знижується. Тут закінчується фізіологічна зона атмосфери. Дихання людини стає неможливим на висоті 9 км, хоча приблизно до 115 км атмосфера містить кисень.

Атмосфера постачає нас необхідним для дихання киснем. Однак внаслідок падіння загального тиску атмосфери в міру підйому на висоту відповідно знижується і парціальний тиск кисню.

У розріджених шарах повітря поширення звуку виявляється неможливим. До висот 60-90 км ще можливе використання опору і підйомної силиповітря для керованого аеродинамічного польоту. Але починаючи з висот 100-130 км знайомі кожному льотчику поняття числа М і звукового бар'єру втрачають свій сенс: там проходить умовна лінія Кармана, за якою починається область чисто балістичного польоту, управляти яким можна, лише використовуючи реактивні сили.

На висотах вище 100 км атмосфера позбавлена ​​й іншого чудового властивості - здатності поглинати, проводити і передавати теплову енергіюшляхом конвекції (т. е. з допомогою перемішування повітря). Це означає, що різні елементи обладнання, апаратури орбітальної космічної станції не зможуть охолоджуватися зовні так, як це робиться зазвичай на літаку, - за допомогою повітряних струменіві повітряних радіаторів. На такій висоті, як і взагалі в космосі, єдиним способом передачі тепла є теплове випромінювання.

Історія утворення атмосфери

Згідно з найбільш поширеною теорії, атмосфера Землі в часі перебувала в трьох різних складах. Спочатку вона складалася з легких газів (водню і гелію), захоплених з міжпланетного простору. Це так звана первинна атмосфера(Близько чотирьох мільярдів років тому). На наступному етапі активна вулканічна діяльність призвела до насичення атмосфери і іншими газами, крім водню (вуглекислим газом, аміаком, водяною парою). так утворилася вторинна атмосфера(Близько трьох мільярдів років до наших днів). Ця атмосфера була відновної. Далі процес утворення атмосфери визначався наступними факторами:

• витік легких газів (водню і гелію) в міжпланетний простір;
• хімічні реакції, що відбуваються в атмосфері під впливом ультрафіолетового випромінювання, грозових розрядів і деяких інших чинників.

Поступово ці чинники привели до утворення третинної атмосфери, Яка характеризується набагато меншим вмістом водню і набагато більшим - азоту і вуглекислого газу (утворені в результаті хімічних реакційз аміаку і вуглеводнів).

азот

Утворення великої кількості азоту N 2 обумовлено окисленням аміачно-водневої атмосфери молекулярним киснем О2, який почав надходити з поверхні планети в результаті фотосинтезу, починаючи з 3 млрд років тому. Також азот N 2 виділяється в атмосферу в результаті денітрифікації нітратів та інших азотовмісних сполук. Азот окислюється озоном до NO в верхніх шарах атмосфери.

Азот N 2 вступає в реакції лише в специфічних умовах (наприклад, при розряді блискавки). Окислення молекулярного азоту озоном при електричних розрядах в малих кількостях використовується в промисловому виготовленні азотних добрив. Окисляти його з малими енерговитратами і переводити в біологічно активну форму можуть ціанобактерії (синьо-зелені водорості) і бульбочкові бактерії, що формують ризобіальних симбіоз з бобовими рослинами, т. Н. сидератами.

кисень

Склад атмосфери почав радикально змінюватися з появою на Землі живих організмів, в результаті фотосинтезу, що супроводжується виділенням кисню і поглинанням вуглекислого газу. Спочатку кисень витрачався на окислення відновлених з'єднань - аміаку, вуглеводнів, закисной форми заліза, що містилася в океанах і ін. Після закінчення даного етапу вміст кисню в атмосфері стало рости. Поступово утворилася сучасна атмосфера, що володіє окислювальними властивостями. Оскільки це викликало серйозні і різкі зміни багатьох процесів, що протікають в атмосфері, літосфері і біосфері, це подія отримала назву Киснева катастрофа.

благородні гази

Забруднення атмосфери

Останнім часом на еволюцію атмосфери став впливати людина. Результатом його діяльності став постійний значне зростання вмісту в атмосфері вуглекислого газу через спалювання вуглеводневого палива, накопиченого в попередні геологічні епохи. Величезні кількості СО2 споживаються при фотосинтезі і поглинаються світовим океаном. Цей газ надходить в атмосферу завдяки розкладанню карбонатних гірських порід і органічних речовинрослинного і тваринного походження, а також внаслідок вулканізму і виробничої діяльності людини. За останні 100 років вміст СО2 в атмосфері зросла на 10%, причому основна частина (360 млрд тонн) поступила в результаті спалювання палива. Якщо темпи зростання спалювання палива збережуться, то в найближчі 200-300 років кількість СО 2 в атмосфері подвоїться і може привести до глобальних змін клімату.

Спалювання палива - основне джерело і забруднюючих газів (СО,, SO 2). Діоксид сірки окислюється киснем повітря до SO 3 у верхніх шарах атмосфери, який в свою чергу взаємодіє з парами води і аміаку, а утворюються при цьому сірчана кислота (Н 2 SO 4) і сульфат амонію ((NH 4) 2 SO 4) повертаються на поверхню Землі у вигляді т. зв. кислотних дощів. Використання двигунів внутрішнього згоряння призводить до значного забруднення атмосфери оксидами азоту, вуглеводнями і з'єднаннями свинцю (тетраетилсвинець Pb (CH 3 CH 2) 4)).

Аерозольна забруднення атмосфери обумовлено як природними причинами (виверження вулканів, пилові бурі, винесення крапель морської водиі пилку рослин і ін.), так і господарською діяльністю людини (видобуток руд і будівельних матеріалів, Спалювання палива, виготовлення цементу і т. П.). Інтенсивний широкомасштабний винос твердих частинок в атмосферу - одна з можливих причинзмін клімату планети.

Див. також

• Jacchia (модель атмосфери)

Примітки

посилання

література

1. В. В. Парин, Ф. П. Космолінська, Б. А. Душков«Космічна біологія і медицина» (видання 2-е, перероблене і доповнене), М .: «Просвещение», 1975, 223 стор.
2. Н. В. Гусакова«Хімія довкілля», Ростов-на-Дону: Фенікс, 2004, 192 с ISBN 5-222-05386-5
3. Соколов В. А.геохімія природних газів, М., 1971;
4. Маків М., Філліпс Л.Хімія атмосфери, М., 1978;
5. Уорк K., Уорнер С.Забруднення повітря. Джерела і контроль, пров. з англ., М .. 1980;
6. Моніторинг фонового забруднення природних середовищ. в. 1, Л., 1982.

земля
Історія Землі	Вік Землі Геологічна історія Землі геохронологічна шкала Історія життя на Землі Заледеніння Землі Парадокс слабкого молодого Сонця Теорія гігантського зіткнення Хронологія еволюції
Географія і геологія	Австралія Азія Антарктида Африка Європа Північна Америка Південна Америка Атлантичний океан Індійський океан Північний Льодовитий океан