Atmosferaning aniq hajmi noma'lum, chunki uning yuqori chegarasi aniq ko'rinmaydi. Biroq, atmosferaning tuzilishi etarlicha o'rganilgan, shuning uchun hamma sayyoramizning gaz qobig'i qanday joylashganligi haqida tasavvurga ega bo'lishi mumkin.

Atmosfera fizikasi olimlari uni Yer atrofida sayyora bilan birga aylanadigan maydon sifatida belgilaydilar. FAI quyidagilarni beradi ta'rifi:

• Kosmos va atmosfera o'rtasidagi chegara Karman chizig'i bo'ylab o'tadi. Ushbu chiziq, xuddi shu tashkilotning ta'rifiga ko'ra, dengiz sathidan 100 km balandlikda joylashgan balandlikdir.

Ushbu chiziq ustidagi har qanday narsa tashqi makondir. Atmosfera asta-sekin sayyoralararo fazoga o'tadi, shuning uchun uning hajmi haqida turli xil fikrlar mavjud.

Atmosferaning pastki chegarasi bilan hamma narsa ancha sodda - u er qobig'ining yuzasi va Yerning suv yuzasi - gidrosfera orqali o'tadi. Shu bilan birga, chegara er va suv yuzasi bilan birlashadi, chunki u erda havo zarralari ham eriydi.

Atmosferaning qaysi qatlamlari Yer kattaligiga kiradi

Qiziqarli fakt: qishda u pastroq, yozda u balandroq.

Aynan shu qatlamda turbulentlik, antisiklonlar va siklonlar paydo bo'ladi, bulutlar paydo bo'ladi. Aynan shu sfera ob-havoning shakllanishi uchun javobgardir, barcha havo massalarining taxminan 80% unda joylashgan.

Tropopauz - harorat balandligi bilan pasaymaydigan qatlam. Tropopauzdan yuqorida, 11 dan yuqori va 50 km gacha balandlikda joylashgan. Stratosferada ozon qatlami mavjud bo'lib, u sayyorani ultrabinafsha nurlaridan himoya qiladi. Ushbu qatlamdagi havo kamdan-kam uchraydi, bu osmonning o'ziga xos binafsha rangini tushuntiradi. Bu yerda havo oqimlarining tezligi 300 km/soatga yetishi mumkin. Stratosfera va mezosfera o'rtasida stratopauza - chegara sferasi joylashgan bo'lib, unda maksimal harorat sodir bo'ladi.

Keyingi qatlam. U 85-90 kilometr balandlikda joylashgan. Mezosferadagi osmonning rangi qora, shuning uchun yulduzlarni ertalab va tushdan keyin ham kuzatish mumkin. U erda eng murakkab fotokimyoviy jarayonlar sodir bo'ladi, ular davomida atmosfera porlashi sodir bo'ladi.

Mezosfera va keyingi qatlam o'rtasida mezopauza joylashgan. Bu minimal harorat kuzatiladigan o'tish qatlami sifatida aniqlanadi. Yuqorida, dengiz sathidan 100 kilometr balandlikda, Karman chizig'i joylashgan. Bu chiziqdan yuqorida termosfera (balandlik chegarasi 800 km) va ekzosfera joylashgan bo'lib, u ham "dispersiya zonasi" deb ataladi. Taxminan 2-3 ming kilometr balandlikda u yaqin kosmik vakuumga o'tadi.

Atmosferaning yuqori qatlami aniq ko'rinmasligini hisobga olsak, uning aniq hajmini hisoblab bo'lmaydi. Bundan tashqari, ichida turli mamlakatlar bu borada turli fikrlarga ega tashkilotlar mavjud. Shuni ta'kidlash kerak Karman liniyasi Yer atmosferasining chegarasi faqat shartli ravishda hisoblanishi mumkin, chunki turli manbalarda turli chegara belgilari qo'llaniladi. Shunday qilib, ba'zi manbalarda siz yuqori chegara 2500-3000 km balandlikda o'tishi haqida ma'lumot topishingiz mumkin.

NASA hisob-kitoblar uchun 122 kilometr belgisidan foydalanadi. Yaqinda chegara 118 km atrofida joylashganligini aniqlaydigan tajribalar o'tkazildi.

Atmosfera deb ataladigan Yer sayyoramizni o'rab turgan gazsimon konvert beshta asosiy qatlamdan iborat. Ushbu qatlamlar sayyora yuzasida, dengiz sathidan (ba'zan pastda) boshlanadi va quyidagi ketma-ketlikda kosmosga ko'tariladi:

• Troposfera;
• Stratosfera;
• Mezosfera;
• Termosfera;
• Ekzosfera.

Yer atmosferasining asosiy qatlamlari diagrammasi

Ushbu asosiy besh qatlamning har birida havo harorati, tarkibi va zichligi o'zgarishi sodir bo'ladigan "pauzalar" deb ataladigan o'tish zonalari mavjud. Pauzalar bilan birgalikda Yer atmosferasi jami 9 ta qatlamni o'z ichiga oladi.

Troposfera: ob-havo sodir bo'ladigan joy

Atmosferaning barcha qatlamlaridan troposfera bizga eng tanish bo'lgan (siz buni tushunasizmi yoki yo'qmi), chunki biz uning tubida - sayyora yuzasida yashaymiz. U Yer yuzasini qoplaydi va yuqoriga qarab bir necha kilometrga cho'ziladi. Troposfera so'zi "to'pning o'zgarishi" degan ma'noni anglatadi. Juda mos nom, chunki bu qatlam bizning kundalik ob-havo sodir bo'ladigan joy.

Sayyora yuzasidan boshlanib, troposfera 6 dan 20 km gacha balandlikka ko'tariladi. Bizga eng yaqin qatlamning pastki uchdan bir qismi barcha atmosfera gazlarining 50% ni o'z ichiga oladi. Bu nafas oladigan atmosferaning butun tarkibining yagona qismidir. Quyoshning issiqlik energiyasini o'ziga singdiruvchi yer yuzasi tomonidan havo pastdan isitilishi tufayli troposferaning harorati va bosimi balandlikning oshishi bilan kamayadi.

Yuqori qismida troposfera va stratosfera orasidagi bufer bo'lgan tropopauza deb ataladigan yupqa qatlam mavjud.

Stratosfera: ozonning uyi

Stratosfera atmosferaning keyingi qatlamidir. Yer yuzasidan 6-20 km dan 50 km gacha choʻzilgan. Bu ko'pchilik tijorat avialaynerlari uchadigan va havo sharlari sayohat qiladigan qatlamdir.

Bu erda havo yuqoriga va pastga tushmaydi, lekin juda tez havo oqimlarida yuzaga parallel ravishda harakat qiladi. Ko'tarilganingizda, tabiiy ozon (O 3) ko'pligi tufayli harorat oshadi - qo'shimcha mahsulot quyosh radiatsiyasi va quyoshning zararli ultrabinafsha nurlarini yutish qobiliyatiga ega bo'lgan kislorod (balandlikka qarab haroratning har qanday ko'tarilishi meteorologiyada "inversiya" deb nomlanadi).

Stratosferaning pastki qismida issiqroq harorat va yuqori qismida sovuqroq harorat bo'lganligi sababli, atmosferaning bu qismida konveksiya (havo massalarining vertikal harakati) kam uchraydi. Darhaqiqat, siz stratosferadan troposferada davom etayotgan bo'ronni ko'rishingiz mumkin, chunki qatlam konvektsiya uchun "qopqoq" vazifasini bajaradi, bu orqali bo'ron bulutlari o'tmaydi.

Stratosferadan keyin yana bufer qatlami keladi, bu safar stratopauza deb ataladi.

Mezosfera: o'rta atmosfera

Mezosfera Yer yuzasidan taxminan 50-80 km uzoqlikda joylashgan. Yuqori mezosfera Yerdagi eng sovuq tabiiy joy bo'lib, u erda harorat -143 ° C dan pastga tushishi mumkin.

Termosfera: yuqori atmosfera

Mezosfera va mezopauzadan keyin sayyora yuzasidan 80 dan 700 km gacha balandlikda joylashgan va atmosfera qobig'idagi umumiy havoning 0,01% dan kamrog'ini o'z ichiga olgan termosfera keladi. Bu erda harorat +2000 ° C gacha etadi, ammo havoning kuchli kamayishi va issiqlikni uzatish uchun gaz molekulalarining etishmasligi tufayli bu yuqori haroratlar juda sovuq deb hisoblanadi.

Ekzosfera: atmosfera va kosmosning chegarasi

Yer yuzasidan taxminan 700-10 000 km balandlikda ekzosfera - atmosferaning tashqi qirrasi, kosmos bilan chegaradosh. Bu erda meteorologik yo'ldoshlar Yer atrofida aylanadi.

Ionosfera haqida nima deyish mumkin?

Ionosfera alohida qatlam emas va aslida bu atama 60 dan 1000 km gacha balandlikdagi atmosferaga nisbatan qo'llaniladi. U mezosferaning eng yuqori qismlarini, butun termosferani va ekzosferaning bir qismini o'z ichiga oladi. Ionosfera o'z nomini oldi, chunki atmosferaning bu qismida Quyosh radiatsiyasi Yerning magnit maydonlaridan o'tganda va ionlanadi. Bu hodisa yerdan shimoliy chiroqlar sifatida kuzatiladi.

Atmosfera - bu Yer bilan birga aylanadigan sayyoramizning gazsimon qobig'i. Atmosferadagi gaz havo deb ataladi. Atmosfera gidrosfera bilan aloqada bo'lib, litosferani qisman qoplaydi. Ammo yuqori chegaralarni aniqlash qiyin. An'anaviy ravishda atmosfera yuqoriga qarab uch ming kilometrga cho'zilgan deb taxmin qilinadi. U erda havosiz bo'shliqqa silliq oqadi.

Yer atmosferasining kimyoviy tarkibi

Atmosferaning kimyoviy tarkibining shakllanishi taxminan to'rt milliard yil oldin boshlangan. Dastlab, atmosfera faqat engil gazlar - geliy va vodoroddan iborat edi. Olimlarning fikriga ko'ra, Yer atrofida gaz qobig'ini yaratish uchun dastlabki shartlar vulqon otilishi bo'lib, ular lava bilan birga juda ko'p miqdorda gazlar chiqaradi. Keyinchalik, gaz almashinuvi suv bo'shliqlari, tirik organizmlar, ularning faoliyati mahsulotlari bilan boshlandi. Havoning tarkibi asta-sekin o'zgarib bordi va uning zamonaviy shaklida bir necha million yil oldin o'rnatildi.

Atmosferaning asosiy komponentlari azot (taxminan 79%) va kislorod (20%). Qolgan foiz (1%) quyidagi gazlarga to'g'ri keladi: argon, neon, geliy, metan, karbonat angidrid, vodorod, kripton, ksenon, ozon, ammiak, oltingugurt dioksidi va azot, azot oksidi va uglerod oksidi. bir foiz.

Bundan tashqari, havoda suv bug'lari va zarrachalar (o'simlik gulchanglari, chang, tuz kristallari, aerozol aralashmalari) mavjud.

Yaqinda olimlar ba'zi havo tarkibiy qismlarida sifat emas, balki miqdoriy o'zgarishlarni qayd etdilar. Buning sababi esa shaxs va uning faoliyatidir. Faqat so'nggi 100 yil ichida karbonat angidrid miqdori sezilarli darajada oshdi! Bu ko'plab muammolarga to'la, ulardan eng globali iqlim o'zgarishidir.

Ob-havo va iqlimning shakllanishi

Atmosfera Yerdagi iqlim va ob-havoni shakllantirishda muhim rol o'ynaydi. Ko'p narsa quyosh nuri miqdoriga, uning ostidagi sirtning tabiatiga va atmosfera aylanishiga bog'liq.

Keling, omillarni tartibda ko'rib chiqaylik.

1. Atmosfera quyosh nurlarining issiqligini uzatadi va zararli nurlanishni o'zlashtiradi. Qadimgi yunonlar Quyosh nurlari Yerning turli qismlariga turli burchaklarda tushishini bilishgan. Qadimgi yunon tilidan tarjima qilingan "iqlim" so'zining o'zi "qiyalik" degan ma'noni anglatadi. Shunday qilib, ekvatorda quyosh nurlari deyarli vertikal ravishda tushadi, chunki bu erda juda issiq. Qutblarga qanchalik yaqin bo'lsa, moyillik burchagi shunchalik katta bo'ladi. Va harorat pasayadi.

2. Yerning notekis isishi tufayli atmosferada havo oqimlari hosil bo'ladi. Ular hajmiga qarab tasniflanadi. Eng kichik (o'nlab va yuzlab metrlar) mahalliy shamollardir. Undan keyin musson va savdo shamollari, siklon va antisiklonlar, sayyora frontal zonalari keladi.

Bu havo massalarining barchasi doimo harakatda. Ulardan ba'zilari juda statik. Masalan, subtropiklardan ekvatorga tomon esadigan savdo shamollari. Boshqalarning harakati ko'p jihatdan atmosfera bosimiga bog'liq.

3. Atmosfera bosimi iqlim shakllanishiga ta'sir etuvchi yana bir omildir. Bu yer yuzasidagi havo bosimi. Ma'lumki, havo massalari atmosfera bosimi yuqori bo'lgan hududdan bu bosim pastroq bo'lgan hududga qarab harakatlanadi.

Hammasi bo'lib 7 ta zona mavjud. Ekvator past bosimli zonadir. Bundan tashqari, ekvatorning ikkala tomonida o'ttizinchi kenglikgacha - mintaqa Yuqori bosim. 30 ° dan 60 ° gacha - yana past bosim. Va 60 ° dan qutblarga - yuqori bosim zonasi. Bu zonalar orasida havo massalari aylanadi. Dengizdan quruqlikka chiqqanlar yomg'ir va yomon ob-havo olib keladi, qit'alardan esayotganlar esa toza va quruq ob-havo keltiradi. Havo oqimlari to'qnashadigan joylarda atmosfera front zonalari hosil bo'ladi, ular yog'ingarchilik va noqulay, shamolli ob-havo bilan ajralib turadi.

Olimlar hatto insonning farovonligi atmosfera bosimiga bog'liqligini isbotladilar. Xalqaro standartlarga muvofiq, normal atmosfera bosimi 760 mm Hg ni tashkil qiladi. ustun 0 ° C da. Bu ko'rsatkich dengiz sathi bilan deyarli teng bo'lgan er uchastkalari uchun hisoblanadi. Bosim balandligi bilan kamayadi. Shuning uchun, masalan, Sankt-Peterburg uchun 760 mm Hg. - norma hisoblanadi. Ammo yuqoriroq joylashgan Moskva uchun normal bosim 748 mm Hg ni tashkil qiladi.

Bosim nafaqat vertikal, balki gorizontal ravishda ham o'zgaradi. Bu, ayniqsa, siklonlarning o'tishi paytida seziladi.

Atmosferaning tuzilishi

Atmosfera qatlamli tortga o'xshaydi. Va har bir qatlam o'ziga xos xususiyatlarga ega.

. Troposfera Yerga eng yaqin qatlam hisoblanadi. Bu qatlamning "qalinligi" ekvatordan uzoqlashganda o'zgaradi. Ekvatordan yuqorida qatlam yuqoriga qarab 16-18 km, mo''tadil mintaqalarda 10-12 km, qutblarda 8-10 km ga cho'zilgan.

Bu erda havoning umumiy massasining 80% va suv bug'ining 90% mavjud. Bu erda bulutlar paydo bo'ladi, siklonlar va antisiklonlar paydo bo'ladi. Havoning harorati hududning balandligiga bog'liq. O'rtacha har 100 metrda u 0,65 ° S ga tushadi.

. tropopauza- atmosferaning o'tish qatlami. Uning balandligi bir necha yuz metrdan 1-2 km gacha. Yozda havo harorati qishga qaraganda yuqori. Masalan, qishda qutblar ustida -65 ° C. Ekvatorda esa yilning istalgan vaqtida -70 ° C.

. Stratosfera- bu qatlam bo'lib, uning yuqori chegarasi 50-55 kilometr balandlikda joylashgan. Bu erda turbulentlik past, havodagi suv bug'ining miqdori ahamiyatsiz. Ammo juda ko'p ozon. Uning maksimal konsentratsiyasi 20-25 km balandlikda. Stratosferada havo harorati ko'tarila boshlaydi va +0,8 ° S ga etadi.Bu ozon qatlamining ultrabinafsha nurlanish bilan o'zaro ta'siri bilan bog'liq.

. Stratopauza- stratosfera va undan keyingi mezosfera orasidagi past oraliq qatlam.

. Mezosfera- bu qatlamning yuqori chegarasi 80-85 kilometrni tashkil etadi. Bu erda erkin radikallar ishtirokida murakkab fotokimyoviy jarayonlar sodir bo'ladi. Aynan ular sayyoramizning kosmosdan ko'rinadigan mayin ko'k porlashini ta'minlaydilar.

Kometalar va meteoritlarning aksariyati mezosferada yonib ketadi.

. mezopauza- havo harorati kamida -90 ° bo'lgan keyingi oraliq qatlam.

. Termosfera- pastki chegara 80 - 90 km balandlikdan boshlanadi va qatlamning yuqori chegarasi taxminan 800 km belgidan o'tadi. Havo harorati ko'tarilmoqda. U +500 ° C dan + 1000 ° C gacha o'zgarishi mumkin. Kun davomida haroratning o'zgarishi yuzlab darajalarni tashkil qiladi! Ammo bu erda havo shunchalik kam uchraydiki, biz tasavvur qilganimizdek, "harorat" atamasini tushunish bu erda mos emas.

. Ionosfera- mezosfera, mezopauza va termosferani birlashtiradi. Bu yerdagi havo asosan kislorod va azot molekulalaridan, shuningdek, kvazi-neytral plazmadan iborat. Quyosh nurlari ionosferaga tushib, havo molekulalarini kuchli ionlashtiradi. Pastki qatlamda (90 km gacha) ionlanish darajasi past. Qanchalik yuqori bo'lsa, ionlanish shunchalik ko'p bo'ladi. Shunday qilib, 100-110 km balandlikda elektronlar to'plangan. Bu qisqa va o'rta radio to'lqinlarini aks ettirishga yordam beradi.

Ionosferaning eng muhim qatlami 150-400 km balandlikda joylashgan yuqori qatlamidir. Uning o'ziga xosligi shundaki, u radio to'lqinlarini aks ettiradi va bu radio signallarining uzoq masofalarga uzatilishiga yordam beradi.

Aynan ionosferada aurora kabi hodisa sodir bo'ladi.

. Ekzosfera- kislorod, geliy va vodorod atomlaridan iborat. Bu qatlamdagi gaz juda kam uchraydi va ko'pincha vodorod atomlari kosmosga qochib ketadi. Shuning uchun bu qatlam "tarqalish zonasi" deb ataladi.

Atmosferamizning og'irligi borligini birinchi bo'lib taklif qilgan olim italiyalik E. Torricelli edi. Masalan, Ostap Bender "Oltin buzoq" romanida har bir kishi 14 kg og'irlikdagi havo ustuni bilan bosilganidan noligan! Ammo buyuk strateg biroz yanglishdi. Voyaga etgan odam 13-15 tonna bosimni boshdan kechiradi! Ammo biz bu og'irlikni his qilmaymiz, chunki atmosfera bosimi insonning ichki bosimi bilan muvozanatlanadi. Bizning atmosferamizning og'irligi 5 300 000 000 000 000 tonna. Bu ko'rsatkich juda katta, garchi u bizning sayyoramiz og'irligining milliondan bir qismi bo'lsa ham.

Atmosfera turli gazlar aralashmasidir. U Yer yuzasidan 900 km balandlikgacha cho'zilib, sayyorani quyosh nurlanishining zararli spektridan himoya qiladi va sayyoradagi barcha hayot uchun zarur bo'lgan gazlarni o'z ichiga oladi. Atmosfera quyosh issiqligini ushlab turadi, yer yuzasi yaqinida isinadi va qulay iqlim yaratadi.

Atmosferaning tarkibi

Yer atmosferasi asosan ikkita gazdan iborat - azot (78%) va kislorod (21%). Bundan tashqari, u karbonat angidrid va boshqa gazlarning aralashmalarini o'z ichiga oladi. atmosferada bug ', bulutlardagi namlik tomchilari va muz kristallari shaklida mavjud.

Atmosfera qatlamlari

Atmosfera ko'plab qatlamlardan iborat bo'lib, ular orasida aniq chegaralar yo'q. Turli qatlamlarning harorati bir-biridan sezilarli darajada farq qiladi.

havosiz magnitosfera. Er sun'iy yo'ldoshlarining aksariyati bu erda Yer atmosferasidan tashqarida uchadi. Ekzosfera (yer yuzasidan 450-500 km). Deyarli gazlarni o'z ichiga olmaydi. Ba'zi ob-havo sun'iy yo'ldoshlari ekzosferada uchadi. Termosfera (80-450 km) yuqori qatlamda 1700 ° S gacha bo'lgan yuqori harorat bilan tavsiflanadi. Mezosfera (50-80 km). Bu sferada balandlik oshgani sayin harorat pasayadi. Aynan shu erda atmosferaga kiradigan meteoritlarning ko'pchiligi (kosmik jinslarning bo'laklari) yonib ketadi. Stratosfera (15-50 km). Ozon qatlamini o'z ichiga oladi, ya'ni quyoshdan ultrabinafsha nurlanishni o'zlashtiradigan ozon qatlami. Bu yer yuzasiga yaqin haroratning oshishiga olib keladi. Jet samolyotlar odatda bu erda uchib, kabi bu qatlamda ko'rinish juda yaxshi va ob-havo sharoitidan kelib chiqadigan shovqin deyarli yo'q. Troposfera. Balandligi yer yuzasidan 8 dan 15 km gacha. Aynan shu erda sayyoramizning ob-havosi shakllangan, chunki u bu qatlamda eng ko'p suv bug'lari, chang va shamollar mavjud. Harorat yer yuzasidan uzoqlashgan sari pasayadi.

Atmosfera bosimi

Biz buni his qilmasak ham, atmosfera qatlamlari Yer yuzasiga bosim o'tkazadi. Eng balandi sirt yaqinida bo'lib, undan uzoqlashganda u asta-sekin kamayadi. Bu quruqlik va okean o'rtasidagi harorat farqiga bog'liq va shuning uchun dengiz sathidan bir xil balandlikda joylashgan hududlarda ko'pincha boshqa bosim mavjud. Past bosim nam ob-havoni keltirib chiqaradi, yuqori bosim esa odatda aniq ob-havoni belgilaydi.

Atmosferadagi havo massalarining harakati

Va bosimlar pastki atmosferani aralashtirishga olib keladi. Bu yuqori bosimli joylardan past bosimli hududlarga esib turadigan shamollarni hosil qiladi. Ko'pgina mintaqalarda quruqlik va dengiz haroratining farqi tufayli mahalliy shamollar ham paydo bo'ladi. Tog'lar ham shamol yo'nalishiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.

Issiqxona effekti

Yer atmosferasidagi karbonat angidrid va boshqa gazlar quyosh issiqligini ushlab turadi. Bu jarayon odatda issiqxona effekti deb ataladi, chunki u ko'p jihatdan issiqxonalarda issiqlik aylanishiga o'xshaydi. Issiqxona effekti sayyorada global isishni keltirib chiqaradi. Yuqori bosimli hududlarda - antisiklonlarda - aniq quyosh o'rnatiladi. Past bosimli hududlarda - siklonlarda - ob-havo odatda beqaror. Issiqlik va yorug'lik atmosferaga kiradi. Gazlar er yuzasidan aks ettirilgan issiqlikni ushlab turadi va shu bilan er yuzidagi haroratning ko'tarilishiga olib keladi.

Stratosferada maxsus ozon qatlami mavjud. Ozon Quyoshdan keladigan ultrabinafsha nurlanishning katta qismini to'sib, Yerni va undagi barcha hayotni himoya qiladi. Olimlar ozon qatlamining vayron bo'lishiga ba'zi aerozollar tarkibidagi maxsus xlorftorokarbonat angidrid gazlari sabab bo'lganligini aniqladilar. sovutish uskunalari. Arktika va Antarktida ustida ozon qatlamida ulkan teshiklar topildi, bu Yer yuzasiga ta'sir qiluvchi ultrabinafsha nurlanish miqdorining oshishiga yordam beradi.

Natijada atmosferaning quyi qatlamlarida ozon hosil bo'ladi quyosh radiatsiyasi va turli chiqindi gazlar va gazlar. Odatda u atmosfera orqali tarqaladi, lekin issiq havo qatlami ostida sovuq havoning yopiq qatlami hosil bo'lsa, ozon kontsentratsiyalanadi va tutun paydo bo'ladi. Afsuski, bu ozon teshiklarida ozon yo'qotilishini qoplay olmaydi.

Sun'iy yo'ldosh tasvirida Antarktida ustidagi ozon qatlamidagi teshik aniq ko'rsatilgan. Teshikning kattaligi har xil, ammo olimlar uning doimiy ravishda oshib borishiga ishonishadi. Atmosferadagi chiqindi gazlar darajasini pasaytirishga harakat qilinmoqda. Havoning ifloslanishini kamaytiring va shaharlarda tutunsiz yoqilg'idan foydalaning. Smog ko'p odamlarda ko'zning tirnash xususiyati va bo'g'ilishiga olib keladi.

Yer atmosferasining paydo bo'lishi va evolyutsiyasi

Yerning zamonaviy atmosferasi uzoq evolyutsion rivojlanish natijasidir. U geologik omillarning birgalikdagi harakati va organizmlarning hayotiy faoliyati natijasida paydo bo'lgan. Butun geologik tarix davomida yer atmosferasi bir qancha chuqur oʻzgarishlardan oʻtgan. Geologik ma'lumotlar va nazariy (oldingi shartlar) asosida taxminan 4 milliard yil oldin mavjud bo'lgan yosh Yerning dastlabki atmosferasi passiv azotning ozgina qo'shilishi bilan inert va asil gazlar aralashmasidan iborat bo'lishi mumkin (NA Yasamanov, 1985). ;A.S.Monin,1987;O.G.Soroxtin,S.A.Ushakov,1991,1993.Hozirgi vaqtda ilk atmosferaning tarkibi va tuzilishi haqidagi qarashlar biroz o’zgargan.Birlamchi atmosfera (protoatmosfera) eng dastlabki protoplanetar bosqichda.4,2 mlrd. , metan, ammiak va karbonat angidrid aralashmasidan iborat bo'lishi mumkin.Mantiyaning gazsizlanishi va yer yuzasida sodir bo'ladigan faol nurash jarayonlari natijasida suv bug'lari, CO 2 va CO ko'rinishidagi uglerod birikmalari, oltingugurt va uning atmosferaga aralashmalar, shuningdek kuchli halogen kislotalar - HCI, HF, HI va borik kislotalari kirib kela boshladi, ular atmosferada metan, ammiak, vodorod, argon va boshqa ba'zi olijanob gazlar bilan to'ldiriladi. Bu birlamchi atmosfera orqali edi. nihoyatda nozik. Shuning uchun yer yuzasi yaqinidagi harorat radiatsiyaviy muvozanat haroratiga yaqin edi (A.S.Monin, 1977).

Vaqt o'tishi bilan birlamchi atmosferaning gaz tarkibi er yuzasida chiqib turgan tog' jinslarining parchalanishi, siyanobakteriyalar va ko'k-yashil suv o'tlarining hayotiy faoliyati, vulqon jarayonlari va quyosh nurlari ta'siri ostida o'zgara boshladi. Bu metanning karbonat angidridga, ammiakning azot va vodorodga parchalanishiga olib keldi; karbonat angidrid sekin-asta yer yuzasiga tushgan ikkilamchi atmosferada va azotda to'plana boshladi. Ko'k-yashil suv o'tlarining hayotiy faoliyati tufayli fotosintez jarayonida kislorod ishlab chiqarila boshlandi, ammo bu dastlab asosan "atmosfera gazlarini, keyin esa tog' jinslarini oksidlashga sarflangan. Shu bilan birga molekulyar azotgacha oksidlangan ammiak atmosferada intensiv ravishda to'plana boshladi. Zamonaviy atmosferadagi azotning muhim qismi relikt ekanligi taxmin qilinadi. Metan va uglerod oksidi karbonat angidridga oksidlangan. Oltingugurt va vodorod sulfidi SO 2 va SO 3 ga oksidlanib, yuqori harakatchanligi va yengilligi tufayli atmosferadan tezda chiqariladi. Shunday qilib, qaytaruvchi atmosfera, arxey va proterozoyning boshida bo'lgani kabi, asta-sekin oksidlovchi atmosferaga aylandi.

Karbonat angidrid atmosferaga metan oksidlanishi natijasida ham, mantiyaning gazsizlanishi va tog' jinslarining nurashi natijasida ham kirib keldi. Agar Yerning butun tarixi davomida chiqarilgan barcha karbonat angidrid atmosferada qolsa, uning qisman bosimi endi Veneradagi kabi bo'lishi mumkin (O. Soroxtin, S. A. Ushakov, 1991). Ammo Yerda bu jarayon teskari edi. Atmosferadagi karbonat angidridning katta qismi gidrosferada erigan, unda suv organizmlari qobiqlarini qurish uchun ishlatilgan va biogen ravishda karbonatlarga aylantirilgan. Keyinchalik ulardan kimyoviy va organogen karbonatlarning eng kuchli qatlamlari hosil bo'ldi.

Atmosferaga kislorod uchta manbadan etkazib berildi. U uzoq vaqt davomida Yer paydo boʻlgan paytdan boshlab mantiyaning gazsizlanishi jarayonida ajralib chiqqan va asosan oksidlanish jarayonlariga sarflangan.Kislorodning yana bir manbai suv bugʻining qattiq ultrabinafsha quyosh nurlanishi taʼsirida fotodissosiatsiyasi boʻlgan. ko'rinishlar; atmosferadagi erkin kislorod pasaytirilgan sharoitda yashagan prokariotlarning ko'pchiligining o'limiga olib keldi. Prokaryotik organizmlar yashash joylarini o'zgartirdilar. Ular Yer yuzasini uning tubsizligi va reduksiya sharoitlari saqlanib qolgan hududlariga qoldirdilar. Ular karbonat angidridni kislorodga kuchli qayta ishlay boshlagan eukariotlar bilan almashtirildi.

Arxey davrida va proterozoyning muhim qismi abiogen va biogen yo'l bilan paydo bo'lgan deyarli barcha kislorod asosan temir va oltingugurtning oksidlanishiga sarflangan. Proterozoyning oxiriga kelib, er yuzasida joylashgan barcha metall ikki valentli temir yo oksidlanadi yoki yer yadrosiga o'tadi. Bu proterozoyning dastlabki atmosferasida kislorodning qisman bosimining o'zgarishiga olib keldi.

Proterozoyning o'rtalarida atmosferadagi kislorod konsentratsiyasi Urey nuqtasiga yetdi va hozirgi darajadan 0,01% ni tashkil etdi. O'sha vaqtdan boshlab, kislorod atmosferada to'plana boshladi va, ehtimol, Rifeyning oxirida, uning miqdori Paster nuqtasiga (hozirgi darajadan 0,1%) yetdi. Ozon qatlami Vendiya davrida paydo bo'lgan va u hech qachon yo'qolmagan bo'lishi mumkin.

Er atmosferasida erkin kislorodning paydo bo'lishi hayotning rivojlanishini rag'batlantirdi va yanada mukammal metabolizmga ega yangi shakllarning paydo bo'lishiga olib keldi. Agar ilgari proterozoyning boshida paydo bo'lgan eukaryotik bir hujayrali suv o'tlari va siyanidlar uchun suvda kislorod miqdori hozirgi kontsentratsiyasining atigi 10-3 qismini talab qilgan bo'lsa, erta Vendiyaning oxirida skeletsiz metazoa paydo bo'lishi bilan, ya'ni, taxminan 650 million yil oldin, atmosferadagi kislorod kontsentratsiyasi ancha yuqori bo'lishi kerak edi. Axir, Metazoa kislorodli nafas olishdan foydalangan va buning uchun kislorodning qisman bosimi kritik darajaga - Paster nuqtasiga yetishi kerak edi. Bunday holda, anaerob fermentatsiya jarayoni energiya jihatidan yanada istiqbolli va progressiv kislorod almashinuvi bilan almashtirildi.

Shundan so'ng, er atmosferasida kislorodning keyingi to'planishi juda tez sodir bo'ldi. Ko'k-yashil suv o'tlari hajmining tobora ortib borishi atmosferada hayvonlar dunyosining hayotini ta'minlash uchun zarur bo'lgan kislorod darajasiga erishishga yordam berdi. Atmosferadagi kislorod miqdorining ma'lum bir barqarorlashuvi o'simliklar quruqlikka kelgan paytdan boshlab - taxminan 450 million yil oldin sodir bo'lgan. Silur davrida sodir bo'lgan quruqlikda o'simliklarning paydo bo'lishi atmosferadagi kislorod darajasining yakuniy barqarorlashuviga olib keldi. O'sha paytdan boshlab uning kontsentratsiyasi juda tor chegaralarda o'zgara boshladi va hech qachon hayot mavjudligidan tashqariga chiqmadi. Atmosferadagi kislorod kontsentratsiyasi gulli o'simliklar paydo bo'lganidan beri to'liq barqarorlashdi. Bu voqea bo'r davrining o'rtalarida sodir bo'lgan, ya'ni. taxminan 100 million yil oldin.

Azotning asosiy qismi Yerning rivojlanishining dastlabki bosqichlarida, asosan, ammiakning parchalanishi natijasida hosil bo'lgan. Organizmlarning paydo bo'lishi bilan atmosfera azotini organik moddalarga bog'lash va dengiz cho'kindilariga ko'mish jarayoni boshlandi. Organizmlar quruqlikka chiqqandan so'ng, azot kontinental cho'kindilarga ko'mila boshladi. Erkin azotni qayta ishlash jarayonlari ayniqsa quruqlikdagi o'simliklar paydo bo'lishi bilan kuchaydi.

Kriptozoy va fanerozoy davrlarining o'zaro bog'lanishida, ya'ni taxminan 650 million yil oldin, atmosferadagi karbonat angidrid miqdori o'ndan bir foizgacha kamaydi, tarkibi esa taxminan san'at darajasi, u juda yaqinda, taxminan 10-20 million yil oldin kelgan.

Shunday qilib, atmosferaning gaz tarkibi nafaqat organizmlar uchun yashash maydonini ta'minlabgina qolmay, balki ularning hayotiy faoliyatining xususiyatlarini ham aniqladi, joylashishi va evolyutsiyasiga yordam berdi. Kosmik va sayyoraviy sabablarga ko'ra organizmlar uchun qulay bo'lgan atmosferaning gaz tarkibini taqsimlashda yuzaga kelgan nosozliklar organik dunyoning ommaviy yo'q bo'lib ketishiga olib keldi, bu kriptozoyda va fanerozoy tarixining ma'lum bosqichlarida bir necha bor sodir bo'ldi.

Atmosferaning etnosfera funktsiyalari

Yer atmosferasi zarur moddalar, energiya beradi va metabolik jarayonlarning yo'nalishi va tezligini belgilaydi. Zamonaviy atmosferaning gaz tarkibi hayotning mavjudligi va rivojlanishi uchun maqbuldir. Ob-havo va iqlim shakllanishi hududi sifatida atmosferani yaratishi kerak qulay sharoitlar odamlar, hayvonlar va o'simliklar hayoti uchun. Atmosfera havosining sifati va ob-havo sharoitlarining u yoki bu yo'nalishdagi og'ishlari hayvon va o'simlik dunyosi, shu jumladan odamlar hayoti uchun ekstremal sharoitlarni yaratadi.

Yer atmosferasi nafaqat etnosfera evolyutsiyasining asosiy omili bo'lgan insoniyatning mavjudligi uchun sharoitlarni ta'minlaydi. Shu bilan birga, u ishlab chiqarish uchun energiya va xom ashyo manbai bo'lib chiqadi. Umuman olganda, atmosfera inson salomatligini saqlaydigan omil bo'lib, ayrim hududlar fizik-geografik sharoiti va atmosfera havosining sifati tufayli rekreatsiya zonasi vazifasini bajaradi va odamlarning sanatoriy-kurortda davolanishi va dam olishi uchun mo'ljallangan hududlardir. Shunday qilib, atmosfera estetik va hissiy ta'sir omilidir.

Yaqinda aniqlangan atmosferaning etnosfera va texnosfera funktsiyalari (E. D. Nikitin, N. A. Yasamanov, 2001) mustaqil va chuqur o'rganishni talab qiladi. Shunday qilib, atmosfera energiya funktsiyalarini o'rganish atrof-muhitga zarar etkazuvchi jarayonlarning paydo bo'lishi va ishlashi nuqtai nazaridan ham, inson salomatligi va farovonligiga ta'siri nuqtai nazaridan ham juda dolzarbdir. Bunda gap siklonlar va antisiklonlar energiyasi, atmosfera girdobi, atmosfera bosimi va boshqa ekstremal atmosfera hodisalari haqida ketmoqda, ulardan samarali foydalanish atrof muhitni ifloslantirmaydigan muqobil energiya manbalarini olish muammosini muvaffaqiyatli hal etishga yordam beradi. muhit. Axir, havo muhiti, ayniqsa uning Jahon okeani ustida joylashgan qismi juda katta miqdordagi erkin energiyani chiqaradigan hududdir.

Masalan, o'rtacha quvvatga ega tropik siklonlar kuniga atigi 500 ming tonna energiyaga ekvivalent energiya chiqarishi aniqlangan. atom bombalari Xirosima va Nagasakiga tashlandi. Bunday siklon mavjud bo'lgan 10 kun davomida AQSh kabi davlatning 600 yil davomida barcha energiya ehtiyojlarini qondirish uchun etarli energiya ajralib chiqadi.

So'nggi yillarda tabiatshunos olimlarning u yoki bu tarzda faoliyatning turli tomonlari va atmosferaning yerdagi jarayonlarga ta'siriga oid ko'plab asarlari nashr etildi, bu zamonaviy tabiatshunoslikda fanlararo o'zaro ta'sirlarning kuchayib borayotganidan dalolat beradi. Shu bilan birga, uning ayrim yo'nalishlarining integratsion roli namoyon bo'ladi, ular orasida geoekologiyadagi funktsional-ekologik yo'nalishni qayd etish kerak.

Ushbu yo'nalish turli xil geosferalarning ekologik funktsiyalari va sayyoraviy rolini tahlil qilish va nazariy umumlashtirishni rag'batlantiradi va bu, o'z navbatida, sayyoramizni yaxlit o'rganish uchun metodologiya va ilmiy asoslarni ishlab chiqishning muhim shartidir. uning tabiiy resurslarini muhofaza qilish.

Yer atmosferasi bir necha qatlamlardan iborat: troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera, ionosfera va ekzosfera. Troposferaning yuqori qismida va stratosferaning pastki qismida ozon qatlami deb ataladigan ozon bilan boyitilgan qatlam mavjud. Ozonning tarqalishida ma'lum (kundalik, mavsumiy, yillik va boshqalar) qonuniyatlari o'rnatildi. Atmosfera paydo bo'lganidan beri sayyoradagi jarayonlarning borishiga ta'sir ko'rsatdi. Atmosferaning birlamchi tarkibi hozirgidan butunlay boshqacha edi, ammo vaqt o'tishi bilan molekulyar azotning nisbati va roli doimiy ravishda o'sib bordi, taxminan 650 million yil oldin erkin kislorod paydo bo'ldi, uning miqdori doimiy ravishda oshib bordi, ammo karbonat angidrid konsentratsiyasi mos ravishda kamaydi. . Atmosferaning yuqori harakatchanligi, gaz tarkibi va aerozollarning mavjudligi uning muhim rolini va turli geologik va biosfera jarayonlaridagi faol ishtirokini belgilaydi. Quyosh energiyasini qayta taqsimlashda, halokatli tabiiy hodisalar va ofatlarning rivojlanishida atmosferaning roli katta. Atmosfera bo'ronlari - tornadolar (tornadolar), bo'ronlar, tayfunlar, siklonlar va boshqa hodisalar organik dunyo va tabiiy tizimlarga salbiy ta'sir ko'rsatadi. Tabiiy omillar bilan bir qatorda ifloslanishning asosiy manbalari hisoblanadi turli shakllar insonning iqtisodiy faoliyati. Atmosferaga antropogen ta'sir nafaqat turli aerozollar va issiqxona gazlarining paydo bo'lishida, balki suv bug'lari miqdorining ko'payishida ham namoyon bo'ladi va tutun va kislotali yomg'ir shaklida namoyon bo'ladi. Issiqxona gazlari er yuzasining harorat rejimini o'zgartiradi, ma'lum gazlarning emissiyasi ozon ekranining hajmini kamaytiradi va ozon teshiklarining paydo bo'lishiga yordam beradi. Yer atmosferasining etnosferadagi roli katta.

Tabiiy jarayonlarda atmosferaning roli

Litosfera va koinot o'rtasidagi oraliq holatda joylashgan sirt atmosferasi va uning gaz tarkibi organizmlarning hayoti uchun sharoit yaratadi. Shu bilan birga, tog' jinslarining nurashi va vayron bo'lish intensivligi, zararli moddalarning ko'chishi va to'planishi yog'ingarchilik miqdori, tabiati va chastotasiga, shamollarning chastotasi va kuchiga, ayniqsa havo haroratiga bog'liq. Atmosfera iqlim tizimining markaziy qismidir. Havoning harorati va namligi, bulutlilik va yog'ingarchilik, shamol - bularning barchasi ob-havoni, ya'ni atmosferaning doimiy o'zgaruvchan holatini tavsiflaydi. Shu bilan birga, xuddi shu komponentlar iqlimni, ya'ni o'rtacha uzoq muddatli ob-havo rejimini ham tavsiflaydi.

Aerozol zarralari (kul, chang, suv bug'ining zarralari) deb ataladigan gazlarning tarkibi, bulutlar va turli xil aralashmalarning mavjudligi quyosh nurlanishining atmosfera orqali o'tish xususiyatlarini aniqlaydi va Yerning issiqlik nurlanishining chiqib ketishini oldini oladi. kosmosga.

Yer atmosferasi juda harakatchan. Unda yuzaga keladigan jarayonlar va uning gaz tarkibi, qalinligi, loyqaligi, shaffofligi va turli xil aerozol zarralarining mavjudligi ob-havoga ham, iqlimga ham ta'sir qiladi.

Tabiiy jarayonlarning harakati va yo'nalishi, shuningdek, Yerdagi hayot va faollik quyosh radiatsiyasi bilan belgilanadi. U yer yuzasiga keladigan issiqlikning 99,98% ni beradi. Yillik u 134*1019 kkalni tashkil qiladi. Bunday issiqlik miqdorini 200 milliard tonna ko'mir yoqish orqali olish mumkin. Quyosh massasida termoyadro energiyasining bu oqimini yaratadigan vodorod zahiralari kamida yana 10 milliard yilga, ya'ni sayyoramizning o'zi mavjud bo'lganidan ikki baravar ko'p vaqtga etarli bo'ladi.

Atmosferaning yuqori chegarasiga kiradigan quyosh energiyasining umumiy miqdorining taxminan 1/3 qismi jahon fazosiga qaytariladi, 13% ozon qatlami tomonidan so'riladi (shu jumladan deyarli barcha ultrabinafsha nurlanish). 7% - atmosferaning qolgan qismi va faqat 44% er yuzasiga etib boradi. Bir sutkada Yerga yetib keladigan jami quyosh radiatsiyasi insoniyat o'tgan ming yillikda yoqilg'ining barcha turlarini yoqish natijasida olgan energiyaga teng.

Quyosh nurlanishining yer yuzasida tarqalish miqdori va tabiati atmosferaning bulutliligi va shaffofligiga chambarchas bog'liq. Tarqalgan nurlanish miqdoriga Quyoshning ufqdan balandligi, atmosferaning shaffofligi, suv bug'lari, chang, karbonat angidridning umumiy miqdori va boshqalar ta'sir qiladi.

Tarqalgan nurlanishning maksimal miqdori qutbli hududlarga to'g'ri keladi. Quyosh ufqdan qanchalik past bo'lsa, ma'lum bir hududga kamroq issiqlik kiradi.

Atmosferaning shaffofligi va bulutliligi katta ahamiyatga ega. Yozning bulutli kunida, odatda, tiniq kunga qaraganda sovuqroq bo'ladi, chunki kunduzgi bulutlar yer yuzasini isitishga to'sqinlik qiladi.

Issiqlikni taqsimlashda atmosfera tarkibidagi chang muhim rol o'ynaydi. Uning shaffofligiga ta'sir qiluvchi chang va kulning nozik tarqalgan qattiq zarralari quyosh nurlanishining tarqalishiga salbiy ta'sir qiladi, ularning aksariyati aks etadi. Nozik zarrachalar atmosferaga ikki yoʻl bilan kiradi: ular vulqon otilishi paytida chiqadigan kul yoki qurgʻoqchil tropik va subtropik mintaqalardan shamollar tashiydigan choʻl changidir. Ayniqsa, bunday changning ko'p qismi qurg'oqchilik paytida, issiq havo oqimlari orqali atmosferaning yuqori qatlamlariga olib o'tilganda hosil bo'ladi va u erda uzoq vaqt qolishi mumkin. 1883 yilda Krakatoa vulqonining otilishidan so'ng, atmosferaga o'nlab kilometrlarga tashlangan chang taxminan 3 yil davomida stratosferada qoldi. 1985 yilda El Chichon vulqonining (Meksika) otilishi natijasida chang Evropaga etib keldi va shuning uchun sirt haroratining biroz pasayishi kuzatildi.

Yer atmosferasida o'zgaruvchan miqdorda suv bug'lari mavjud. Mutlaq ma'noda og'irlik yoki hajm bo'yicha uning miqdori 2 dan 5% gacha.

Suv bug'lari, karbonat angidrid kabi, issiqxona effektini kuchaytiradi. Atmosferada paydo bo'ladigan bulutlar va tumanlarda o'ziga xos fizik-kimyoviy jarayonlar sodir bo'ladi.

Atmosferadagi suv bug'ining asosiy manbai okeanlar yuzasidir. Undan har yili qalinligi 95 dan 110 sm gacha bo'lgan suv qatlami bug'lanadi.Namlikning bir qismi kondensatsiyadan keyin okeanga qaytadi, ikkinchisi esa havo oqimlari bilan materiklar tomon yo'naltiriladi. O'zgaruvchan nam iqlimi bo'lgan hududlarda yog'ingarchilik tuproqni namlaydi, nam hududlarda esa er osti suvlari zahiralarini hosil qiladi. Shunday qilib, atmosfera namlik akkumulyatori va yog'ingarchilik ombori hisoblanadi. atmosferada hosil boʻladigan tumanlar esa tuproq qoplamini namlik bilan taʼminlaydi va shu tariqa hayvonot va oʻsimlik dunyosining rivojlanishida hal qiluvchi rol oʻynaydi.

Atmosfera namligi atmosferaning harakatchanligi tufayli yer yuzasiga taqsimlanadi. U shamol va bosim taqsimotining juda murakkab tizimiga ega. Atmosfera doimiy harakatda bo'lganligi sababli, shamol oqimlari va bosimining tabiati va tarqalish darajasi doimiy ravishda o'zgarib turadi. Aylanma shkalasi mikrometeorologik, o'lchami bor-yo'g'i bir necha yuz metr bo'lgan global miqyosdan bir necha o'n minglab kilometrlarga teng. Katta atmosfera girdoblari yirik havo oqimlari tizimini yaratishda ishtirok etadi va atmosferaning umumiy aylanishini belgilaydi. Bundan tashqari, ular halokatli atmosfera hodisalarining manbalari hisoblanadi.

Ob-havo va iqlim sharoitlarining taqsimlanishi va tirik materiyaning faoliyati atmosfera bosimiga bog'liq. Atmosfera bosimi kichik chegaralarda o'zgarib tursa, u odamlarning farovonligi va hayvonlarning xatti-harakatlarida hal qiluvchi rol o'ynamaydi va o'simliklarning fiziologik funktsiyalariga ta'sir qilmaydi. Qoida tariqasida, frontal hodisalar va ob-havo o'zgarishi bosim o'zgarishi bilan bog'liq.

Atmosfera bosimi shamolning paydo bo'lishi uchun fundamental ahamiyatga ega bo'lib, u rel'ef hosil qiluvchi omil bo'lib, o'simlik va hayvonot dunyosiga eng kuchli ta'sir ko'rsatadi.

Shamol o'simliklarning o'sishini bostirishga qodir va ayni paytda urug'larni ko'chirishga yordam beradi. Ob-havo va iqlim sharoitining shakllanishida shamolning roli katta. U, shuningdek, dengiz oqimlarini tartibga soluvchi vazifasini bajaradi. Shamol ekzogen omillardan biri sifatida uzoq masofalarda ob-havoga uchragan materialning eroziyasi va deflyatsiyasiga yordam beradi.

Atmosfera jarayonlarining ekologik-geologik roli

Aerozol zarralari va undagi qattiq changning paydo bo'lishi tufayli atmosfera shaffofligining pasayishi quyosh radiatsiyasining tarqalishiga ta'sir qiladi, albedo yoki reflektivlikni oshiradi. Turli xil kimyoviy reaktsiyalar bir xil natijaga olib keladi, ozonning parchalanishiga va suv bug'idan iborat "marvarid" bulutlarining paydo bo'lishiga olib keladi. Iqlim o'zgarishiga global reflektorlik o'zgarishi, shuningdek atmosferaning gaz tarkibidagi o'zgarishlar, asosan issiqxona gazlari sabab bo'ladi.

Yer yuzasining turli qismlarida atmosfera bosimining farqini keltirib chiqaradigan notekis isitish troposferaning o'ziga xos belgisi bo'lgan atmosfera sirkulyatsiyasiga olib keladi. Bosimning farqi bo'lsa, havo mintaqalardan otilib chiqadi yuqori qon bosimi past bosim maydoniga. Havo massalarining bu harakati namlik va harorat bilan birgalikda atmosfera jarayonlarining asosiy ekologik va geologik xususiyatlarini aniqlaydi.

Shamol tezligiga qarab yer yuzasida turli geologik ishlarni keltirib chiqaradi. 10 m/s tezlikda daraxtlarning qalin shoxlarini silkitadi, chang va mayda qumni ko'taradi va tashiydi; 20 m/s tezlikda daraxt shoxlarini sindiradi, qum va shag'al olib yuradi; 30 m/s tezlikda (bo‘ron) uylarning tomlarini yirtib tashlaydi, daraxtlarni ildizi bilan yutadi, ustunlarni sindiradi, shag‘allarni siljitadi va mayda shag‘allarni olib ketadi, 40 m/s tezlikda bo‘ron esa uylarni vayron qiladi, elektr simini buzadi va buzadi. ustunlar, katta daraxtlarni ildizi bilan sug'urib tashlaydi.

Bo'ronlar va tornadolar (tornadolar) halokatli oqibatlarga olib keladigan atrof-muhitga katta salbiy ta'sir ko'rsatadi - tezligi 100 m / s gacha bo'lgan kuchli atmosfera jabhalarida issiq mavsumda sodir bo'ladigan atmosfera girdoblari. Squalls - bo'ronli shamol tezligi (60-80 m/s gacha) bo'lgan gorizontal bo'ronlar. Ko'pincha ular bir necha daqiqadan yarim soatgacha davom etadigan kuchli yomg'ir va momaqaldiroq bilan birga keladi. Bo'ronlar kengligi 50 km gacha bo'lgan hududlarni qamrab oladi va 200-250 km masofani bosib o'tadi. 1998-yilda Moskva va Moskva viloyatida yuz bergan kuchli bo‘ron ko‘plab uylarning tomlarini shikastlab, daraxtlarni qulagan edi.

Tornadolar, chaqirildi Shimoliy Amerika Tornadolar ko'pincha momaqaldiroq bulutlari bilan bog'liq bo'lgan kuchli huni shaklidagi atmosfera girdobidir. Bu diametri bir necha o'ndan yuzlab metrgacha bo'lgan o'rtada torayadigan havo ustunlari. Tornado bulutlardan tushadigan yoki er yuzasidan ko'tariladigan fil tanasiga juda o'xshash huni ko'rinishiga ega. Kuchli kam uchraydigan va yuqori aylanish tezligiga ega bo'lgan tornado chang, suv omborlari va turli xil narsalarni tortib, bir necha yuz kilometrgacha masofani bosib o'tadi. Kuchli tornadolar momaqaldiroq, yomg'ir bilan birga keladi va katta vayron qiluvchi kuchga ega.

Tornadolar doimo sovuq yoki issiq bo'lgan subpolyar yoki ekvatorial mintaqalarda kamdan-kam uchraydi. Ochiq okeanda bir nechta tornadolar. Tornadolar Evropada, Yaponiyada, Avstraliyada, AQShda, Rossiyada esa Markaziy Qora Yer mintaqasida, Moskva, Yaroslavl, Nijniy Novgorod va Ivanovo viloyatlarida tez-tez uchraydi.

Tornadolar mashinalarni, uylarni, vagonlarni, ko'priklarni ko'taradi va harakatga keltiradi. Ayniqsa, halokatli tornadolar (tornadolar) AQShda kuzatiladi. Har yili 450 dan 1500 gacha tornadolar qayd etiladi, o'rtacha 100 ga yaqin qurbonlar. Tornadolar - bu tez ta'sir qiluvchi halokatli atmosfera jarayonlari. Ular atigi 20-30 daqiqada hosil bo'ladi va ularning mavjud bo'lish vaqti 30 minut. Shu sababli, tornadolarning sodir bo'lish vaqti va joyini oldindan aytish deyarli mumkin emas.

Boshqa halokatli, ammo uzoq muddatli atmosfera girdoblari siklonlardir. Ular bosimning pasayishi tufayli hosil bo'ladi, bu ma'lum sharoitlarda havo oqimlarining dumaloq harakati paydo bo'lishiga yordam beradi. Atmosfera girdoblari nam iliq havoning kuchli ko'tarilish oqimlari atrofida paydo bo'ladi va janubiy yarim sharda soat yo'nalishi bo'yicha yuqori tezlikda va shimoliy yarim sharda soat miliga teskari yo'nalishda aylanadi. Siklonlar, tornadolardan farqli o'laroq, okeanlar ustida paydo bo'lib, qit'alarda halokatli harakatlarini keltirib chiqaradi. Asosiy vayron qiluvchi omillar - kuchli shamollar, qor yog'ishi, jala, do'l va toshqin ko'rinishidagi kuchli yog'ingarchilik. 19 - 30 m / s tezlikdagi shamollar bo'ronni, 30 - 35 m / s - bo'ronni va 35 m / s dan ortiq - bo'ronni hosil qiladi.

Tropik siklonlar - bo'ronlar va tayfunlarning o'rtacha kengligi bir necha yuz kilometrni tashkil qiladi. Siklon ichidagi shamol tezligi bo'ron kuchiga etadi. Tropik siklonlar bir necha kundan bir necha haftagacha davom etib, 50 dan 200 km/soat tezlikda harakatlanadi. O'rta kenglikdagi siklonlar kattaroq diametrga ega. Ularning ko'ndalang o'lchamlari mingdan bir necha ming kilometrgacha, shamol tezligi bo'ronli. Ular shimoliy yarim sharda g'arbdan harakat qiladilar va do'l va qor yog'ishi bilan birga keladi, bu esa halokatli hisoblanadi. Siklonlar va ular bilan bog'liq bo'ronlar va tayfunlar qurbonlar va etkazilgan zararlar soni bo'yicha toshqinlardan keyingi eng yirik tabiiy ofatlardir. Osiyoning aholi zich joylashgan hududlarida bo'ronlar paytida qurbonlar soni minglab kishilar bilan o'lchanadi. 1991 yilda Bangladeshda balandligi 6 m bo'lgan dengiz to'lqinlarining paydo bo'lishiga olib kelgan bo'ron paytida 125 ming kishi halok bo'ldi. Tayfunlar AQShga katta zarar yetkazmoqda. Natijada o'nlab, yuzlab odamlar halok bo'ladi. G'arbiy Evropada bo'ronlar kamroq zarar keltiradi.

Momaqaldiroqlar halokatli atmosfera hodisasi hisoblanadi. Ular issiq, nam havo juda tez ko'tarilganda paydo bo'ladi. Tropik va subtropik zonalar chegarasida momaqaldiroq yiliga 90-100 kun, mo''tadil mintaqada 10-30 kun davom etadi. Mamlakatimizda eng katta raqam Shimoliy Kavkazda momaqaldiroq bo'ladi.

Momaqaldiroq odatda bir soatdan kam davom etadi. Kuchli yomg'ir, do'l, chaqmoq chaqishi, shamolning shamoli va vertikal havo oqimlari alohida xavf tug'diradi. Do'l xavfi do'lning kattaligiga qarab belgilanadi. Shimoliy Kavkazda bir vaqtlar do'l massasi 0,5 kg ga yetgan, Hindistonda esa 7 kg og'irlikdagi do'l qayd etilgan. Mamlakatimizdagi eng xavfli hududlar Shimoliy Kavkazda joylashgan. 1992 yil iyul oyida do'l Mineralnye Vodi aeroportida 18 ta samolyotga zarar etkazdi.

Chaqmoq - xavfli ob-havo hodisasi. Ular odamlarni, chorva mollarini o'ldiradi, yong'inlarni keltirib chiqaradi, elektr tarmoqlariga zarar etkazadi. Dunyo bo'ylab har yili 10 000 ga yaqin odam momaqaldiroq va ularning oqibatlaridan vafot etadi. Bundan tashqari, Afrikaning ba'zi qismlarida, Frantsiya va AQShda chaqmoq qurbonlari soni boshqa tabiat hodisalariga qaraganda ko'proq. Qo'shma Shtatlardagi momaqaldiroqlardan keladigan yillik iqtisodiy zarar kamida 700 million dollarni tashkil qiladi.

Qurg'oqchilik cho'l, dasht va o'rmon-dasht mintaqalari uchun xosdir. Yog'ingarchilikning etishmasligi tuproqning qurib ketishiga, er osti suvlari va suv havzalarining to'liq quriguncha darajasining pasayishiga olib keladi. Namlikning etishmasligi o'simliklar va ekinlarning nobud bo'lishiga olib keladi. Qurg'oqchilik ayniqsa Afrika, Yaqin va O'rta Sharq, Markaziy Osiyo va Shimoliy Amerikaning janubida kuchli.

Qurg'oqchilik inson hayoti sharoitlarini o'zgartiradi, tuproqning sho'rlanishi, quruq shamollar, chang bo'ronlari, tuproq eroziyasi va o'rmon yong'inlari kabi jarayonlar orqali tabiiy muhitga salbiy ta'sir ko'rsatadi. Yong'in ayniqsa tayga mintaqalari, tropik va subtropik o'rmonlar va savannalarda qurg'oqchilik davrida kuchli.

Qurg'oqchilik - bu bir mavsum davom etadigan qisqa muddatli jarayonlar. Qurg'oqchilik ikki fasldan ortiq davom etsa, ochlik va ommaviy o'lim xavfi mavjud. Odatda, qurg'oqchilikning ta'siri bir yoki bir nechta mamlakat hududiga tarqaladi. Ayniqsa, ko'pincha Afrikaning Sahel mintaqasida fojiali oqibatlarga olib keladigan uzoq muddatli qurg'oqchilik sodir bo'ladi.

Qor yog'ishi, vaqti-vaqti bilan yog'adigan kuchli yomg'ir va uzoq muddatli yomg'ir kabi atmosfera hodisalari katta zarar keltiradi. Qor yog‘ishi natijasida tog‘larda katta hajmdagi qor ko‘chkilari sodir bo‘ladi, tushgan qorning tez erishi va uzoq davom etgan kuchli yomg‘ir suv toshqinlariga olib keladi. Er yuzasiga, ayniqsa daraxtsiz hududlarga tushadigan ulkan suv massasi tuproq qoplamining qattiq eroziyasiga olib keladi. Dara-nur tizimlarining intensiv o'sishi mavjud. Suv toshqinlari kuchli yog'ingarchilik davrida yoki to'satdan isish yoki bahorgi qor erishidan keyin suv toshqini natijasida yuzaga keladi va shuning uchun kelib chiqishi atmosfera hodisalari (ular gidrosferaning ekologik roli bobida muhokama qilinadi).

Atmosferadagi antropogen o'zgarishlar

Hozirgi vaqtda atmosferaning ifloslanishiga olib keladigan va ekologik muvozanatning jiddiy buzilishiga olib keladigan turli xil antropogen manbalar mavjud. Masshtab jihatidan atmosferaga ikkita manba eng katta ta'sir ko'rsatadi: transport va sanoat. Atmosfera ifloslanishining umumiy miqdoridan oʻrtacha 60% ga yaqini transport, 15%i sanoat, 15%i issiqlik energiyasi, 10%i maishiy va ishlab chiqarish chiqindilarini yoʻq qilish texnologiyalari hissasiga toʻgʻri keladi.

Transport, ishlatiladigan yoqilg'i va oksidlovchi moddalarning turlariga qarab, atmosferaga azot oksidi, oltingugurt, oksidi va uglerod dioksidlari, qo'rg'oshin va uning birikmalari, kuyikish, benzopiren (politsiklik aromatik uglevodorodlar guruhidan bo'lgan modda) chiqaradi. teri saratoniga olib keladigan kuchli kanserogen).

Sanoat atmosferaga oltingugurt dioksidi, uglerod oksidi va dioksidlari, uglevodorodlar, ammiak, vodorod sulfidi, sulfat kislota, fenol, xlor, ftor va boshqa birikmalar va kimyoviy moddalar chiqaradi. Ammo emissiyalar orasida (85% gacha) ustun o'rinni chang egallaydi.

Ifloslanish natijasida atmosferaning shaffofligi o'zgaradi, unda aerozollar, tutun va kislotali yomg'irlar paydo bo'ladi.

Aerozollar qattiq zarrachalar yoki gazsimon muhitda to'xtatilgan suyuq tomchilardan tashkil topgan dispers tizimlardir. Dispers fazaning zarracha kattaligi odatda 10 -3 -10 -7 sm. Dispers faza tarkibiga qarab aerozollar ikki guruhga bo'linadi. Biriga gazsimon muhitda tarqalgan qattiq zarrachalardan tashkil topgan aerozollar, ikkinchisiga gazsimon va suyuq fazalar aralashmasi bo'lgan aerozollar kiradi. Birinchisi tutunlar, ikkinchisi esa tumanlar deb ataladi. Kondensatsiya markazlari ularning shakllanishi jarayonida muhim rol o'ynaydi. Vulkan kuli, kosmik chang, sanoat chiqindilari mahsulotlari, turli bakteriyalar va boshqalar kondensatsiya yadrolari sifatida ishlaydi. mumkin bo'lgan manbalar yadro konsentratsiyasi doimiy ravishda oshib boradi. Masalan, 4000 m 2 maydonda quruq o't yong'in bilan yo'q qilinganda o'rtacha 11 * 10 22 aerozol yadrolari hosil bo'ladi.

Aerozollar sayyoramiz paydo bo'lgan paytdan boshlab shakllana boshladi va tabiiy sharoitlarga ta'sir qildi. Ammo ularning soni va tabiatdagi moddalarning umumiy aylanishi bilan muvozanatlashgan harakatlari chuqur ekologik o'zgarishlarga olib kelmadi. Ularning shakllanishining antropogen omillari bu muvozanatni muhim biosfera yuklanishiga o'zgartirdi. Bu xususiyat, ayniqsa, insoniyat zaharli moddalar shaklida ham, o'simliklarni himoya qilish uchun ham maxsus yaratilgan aerozollardan foydalana boshlaganidan beri yaqqol namoyon bo'ldi.

O'simlik qoplami uchun eng xavfli oltingugurt dioksidi, vodorod ftorid va azotning aerozollari. Barglarning nam yuzasi bilan aloqa qilganda, ular tirik mavjudotlarga zararli ta'sir ko'rsatadigan kislotalar hosil qiladi. Kislota tumanlari nafas olayotgan havo bilan birga hayvonlar va odamlarning nafas olish organlariga kirib, shilliq qavatlarga agressiv ta'sir ko'rsatadi. Ulardan ba'zilari tirik to'qimalarni parchalaydi, radioaktiv aerozollar esa saraton kasalligini keltirib chiqaradi. Radioaktiv izotoplar orasida SG 90 nafaqat kanserogenligi, balki kaltsiyning analogi bo'lib, uni organizmlar suyaklarida almashtirib, ularning parchalanishiga olib keladigan alohida xavfga ega.

Yadro portlashlari paytida atmosferada radioaktiv aerozol bulutlari hosil bo'ladi. Radiusi 1 - 10 mkm bo'lgan mayda zarralar nafaqat troposferaning yuqori qatlamlariga, balki uzoq vaqt turishga qodir bo'lgan stratosferaga ham tushadi. Aerozol bulutlari, shuningdek, yadro yoqilg'isi ishlab chiqaradigan sanoat korxonalari reaktorlarining ishlashi paytida, shuningdek, atom elektr stantsiyalarida sodir bo'lgan avariyalar natijasida hosil bo'ladi.

Smog - bu sanoat hududlari va yirik shaharlar ustida tumanli parda hosil qiluvchi suyuq va qattiq dispers fazalar bilan aerozollarning aralashmasi.

Tutunning uch turi mavjud: muz, nam va quruq. Muzli tutun Alyaska deb ataladi. Bu tuman tomchilari va isitish tizimlaridan bug'lar muzlaganda paydo bo'ladigan chang zarralari va muz kristallari qo'shilishi bilan gazsimon ifloslantiruvchi moddalarning birikmasidir.

Nam smog yoki London tipidagi tutun ba'zan qishki tutun deb ataladi. Bu gazsimon ifloslantiruvchi moddalar (asosan oltingugurt dioksidi), chang zarralari va tuman tomchilari aralashmasi. Qishki tutun paydo bo'lishining meteorologik sharti sovuq havoning sirt qatlami ustida (700 m dan past) iliq havo qatlami joylashgan sokin ob-havodir. Shu bilan birga, nafaqat gorizontal, balki vertikal almashinuv ham yo'q. Odatda yuqori qatlamlarda tarqalgan ifloslantiruvchi moddalar, bu holda sirt qatlamida to'planadi.

Quruq tutun yozda paydo bo'ladi va ko'pincha LA tipidagi tutun deb ataladi. Bu ozon, uglerod oksidi, azot oksidi va kislota bug'larining aralashmasi. Bunday smog ifloslantiruvchi moddalarning quyosh nurlanishi, ayniqsa uning ultrabinafsha qismi bilan parchalanishi natijasida hosil bo'ladi. Meteorologik shart - bu issiq havoning ustidagi sovuq havo qatlami paydo bo'lishida ifodalangan atmosfera inversiyasi. Odatda issiq havo oqimlari bilan ko'tarilgan gazlar va qattiq zarralar keyin yuqori sovuq qatlamlarda tarqaladi, ammo bu holda ular inversiya qatlamida to'planadi. Fotoliz jarayonida avtomobil dvigatellarida yoqilg'ining yonishi natijasida hosil bo'lgan azot dioksidlari parchalanadi:

NO 2 → NO + O

Keyin ozon sintezi sodir bo'ladi:

O + O 2 + M → O 3 + M

NO + O → NO 2

Fotodissosiatsiya jarayonlari sariq-yashil porlash bilan birga keladi.

Bundan tashqari, reaksiyalar turiga qarab sodir bo'ladi: SO 3 + H 2 0 -> H 2 SO 4, ya'ni kuchli sulfat kislota hosil bo'ladi.

Meteorologik sharoitning o'zgarishi (shamolning paydo bo'lishi yoki namlikning o'zgarishi) bilan sovuq havo tarqaladi va tutun yo'qoladi.

Smogda kanserogenlarning mavjudligi nafas olish etishmovchiligiga, shilliq qavatlarning tirnash xususiyati, qon aylanishining buzilishi, astmatik bo'g'ilish va ko'pincha o'limga olib keladi. Smog ayniqsa yosh bolalar uchun xavflidir.

Kislota yomg'irlari - bu oltingugurt oksidi, azot oksidi va ularda erigan perklorik kislota bug'lari va xlorning sanoat chiqindilari bilan kislotalangan atmosfera yog'inlari. Ko'mir va gazni yoqish jarayonida undagi oltingugurtning katta qismi ham oksid shaklida, ham temir bilan birikmalarda, xususan, pirit, pirrotit, xalkopirit va boshqalarda oltingugurt oksidiga aylanadi, u uglerod bilan birga oltingugurt oksidiga aylanadi. dioksid atmosferaga chiqariladi. Atmosfera azoti va texnik chiqindilar kislorod bilan birlashganda turli azot oksidlari hosil bo'ladi va hosil bo'lgan azot oksidlarining hajmi yonish haroratiga bog'liq. Azot oksidlarining asosiy qismi avtomashinalar va teplovozlar ishlaganda, kichikroq qismi esa energetika va sanoat korxonalarida to'g'ri keladi. Oltingugurt va azot oksidlari asosiy kislota hosil qiluvchilardir. Atmosfera kislorodi va undagi suv bug'lari bilan reaksiyaga kirishganda sulfat va nitrat kislotalar hosil bo'ladi.

Ma'lumki, muhitning ishqoriy-kislota balansi pH qiymati bilan belgilanadi. Neytral muhitning pH qiymati 7, kislotali muhitning pH qiymati 0, ishqoriy muhitning pH qiymati 14. Zamonaviy davrda yomg'ir suvining pH qiymati 5,6 ga teng bo'lsa-da, yaqin o'tmishda u. neytral edi. PH qiymatining bir marta kamayishi kislotalikning o'n baravar oshishiga to'g'ri keladi va shuning uchun hozirgi vaqtda kislotaliligi yuqori bo'lgan yomg'ir deyarli hamma joyda yog'adi. G'arbiy Evropada qayd etilgan yomg'irning maksimal kislotaligi 4-3,5 pH edi. 4-4,5 ga teng pH qiymati ko'pchilik baliqlar uchun halokatli ekanligini hisobga olish kerak.

Kislota yomg'irlari Yerning o'simlik qoplamiga, sanoat va turar-joy binolariga agressiv ta'sir ko'rsatadi va ochiq tog' jinslarining nurashini sezilarli darajada tezlashishiga yordam beradi. Kislotalikning oshishi ozuqa moddalari erigan tuproqlarni neytrallashning o'zini o'zi boshqarishiga to'sqinlik qiladi. O'z navbatida, bu hosildorlikning keskin pasayishiga olib keladi va o'simlik qoplamining degradatsiyasiga olib keladi. Tuproqning kislotaliligi o'simliklar tomonidan asta-sekin so'rilib, ulardagi to'qimalarga jiddiy zarar etkazadigan va inson oziq-ovqat zanjiriga kirib boradigan og'ir moddalarning chiqishiga yordam beradi.

Dengiz suvlarining ishqoriy-kislota potentsialining o'zgarishi, ayniqsa sayoz suvlarda, ko'plab umurtqasiz hayvonlarning ko'payishini to'xtatishga olib keladi, baliqlarning o'limiga olib keladi va okeanlardagi ekologik muvozanatni buzadi.

Kislota yomg'irlari natijasida G'arbiy Evropa, Boltiqbo'yi davlatlari, Kareliya, Urals, Sibir va Kanada o'rmonlari o'lim xavfi ostida.

ATMOSFERA
samoviy jismni o'rab turgan gazsimon qobiq. Uning xarakteristikalari ma'lum samoviy jismning hajmi, massasi, harorati, aylanish tezligi va kimyoviy tarkibiga bog'liq bo'lib, u tug'ilgan paytdan boshlab shakllanish tarixi bilan ham belgilanadi. Yer atmosferasi havo deb ataladigan gazlar aralashmasidan iborat. Uning asosiy tarkibiy qismlari taxminan 4: 1 nisbatda azot va kisloroddir. Odamga asosan atmosferaning pastki 15-25 km holati ta'sir qiladi, chunki havoning asosiy qismi aynan shu pastki qatlamda to'plangan. Atmosferani o'rganuvchi fan meteorologiya deb ataladi, garchi bu fanning predmeti ham ob-havo va uning odamlarga ta'siridir. Davlat yuqori qatlamlar Yer yuzasidan 60 dan 300 gacha va hatto 1000 km balandlikda joylashgan atmosfera ham o'zgaradi. Bu erda kuchli shamollar, bo'ronlar rivojlanadi va auroralar kabi ajoyib elektr hodisalari paydo bo'ladi. Ushbu hodisalarning ko'pchiligi quyosh radiatsiyasi, kosmik nurlanish va Yerning magnit maydonining oqimlari bilan bog'liq. Atmosferaning yuqori qatlamlari ham kimyoviy laboratoriya hisoblanadi, chunki u erda vakuumga yaqin sharoitda ba'zi atmosfera gazlari kuchli quyosh energiyasi oqimi ta'sirida kimyoviy reaktsiyalarga kirishadi. Bu oʻzaro bogʻliq hodisa va jarayonlarni oʻrganuvchi fan atmosferaning yuqori qatlamlari fizikasi deb ataladi.
YER ATMOSFERAsining UMUMIY XUSUSIYATLARI
O'lchamlari. Ovozli raketalar va sun'iy yo'ldoshlar atmosferaning tashqi qatlamlarini Yer radiusidan bir necha baravar katta masofada o'rganguniga qadar, yer yuzasidan uzoqlashgan sari atmosfera asta-sekin kamayib boradi va sayyoralararo fazoga silliq o'tadi, deb ishonilgan. . Hozirgi vaqtda Quyoshning chuqur qatlamlaridan energiya oqimlari Yer orbitasidan uzoqroqda, Quyosh tizimining tashqi chegaralarigacha bo'lgan kosmosga kirib borishi aniqlandi. Bu shunday deb ataladi. Quyosh shamoli Yerning magnit maydoni atrofida aylanib, cho'zilgan "bo'shliq" ni hosil qiladi, uning ichida Yer atmosferasi to'planadi. Yerning magnit maydoni Quyoshga qaragan kunduz tomonida sezilarli darajada toraygan va uzun tilni hosil qiladi, ehtimol, Oyning orbitasidan tashqariga, qarama-qarshi, tungi tomonda cho'zilgan. Yer magnit maydonining chegarasi magnitopauza deb ataladi. Kunduzgi tomonda bu chegara sirtdan taxminan etti Yer radiusi masofasida o'tadi, ammo quyosh faolligi kuchaygan davrda u Yer yuzasiga yanada yaqinroq bo'ladi. Magnitopauza bir vaqtning o'zida er atmosferasining chegarasi bo'lib, uning tashqi qobig'i magnitosfera deb ham ataladi, chunki u zaryadlangan zarralarni (ionlarni) o'z ichiga oladi, ularning harakati Yerning magnit maydoniga bog'liq. Atmosfera gazlarining umumiy og'irligi taxminan 4,5 * 1015 tonnani tashkil qiladi.Shunday qilib, atmosferaning birlik maydoniga "og'irligi" yoki atmosfera bosimi dengiz sathida taxminan 11 tonna / m2 ni tashkil qiladi.
Hayot uchun ahamiyati. Yuqoridagilardan kelib chiqadiki, Yer sayyoralararo fazodan kuchli himoya qatlami bilan ajratilgan. Kosmosga Quyoshdan kuchli ultrabinafsha va rentgen nurlanishi va undan ham qattiqroq kosmik nurlanish kiradi va bu nurlanish turlari barcha tirik mavjudotlar uchun zararli. Atmosferaning tashqi chekkasida radiatsiya intensivligi halokatli, ammo uning muhim qismi Yer yuzasidan uzoqda joylashgan atmosfera tomonidan saqlanadi. Ushbu nurlanishning yutilishi atmosferaning yuqori qatlamlarining ko'plab xususiyatlarini va ayniqsa u erda sodir bo'ladigan elektr hodisalarini tushuntiradi. Atmosferaning eng past, sirt qatlami Yerning qattiq, suyuq va gazsimon qobiqlari bilan aloqa qilish nuqtasida yashovchi odam uchun ayniqsa muhimdir. "Qattiq" Yerning yuqori qobig'i litosfera deb ataladi. Yer yuzasining 72% ga yaqinini gidrosferaning katta qismini tashkil etuvchi okeanlar suvlari egallaydi. Atmosfera ham litosfera, ham gidrosfera bilan chegaradosh. Inson havo okeanining tubida va suv okeanining yaqinida yoki undan yuqori qismida yashaydi. Bu okeanlarning o'zaro ta'siri atmosfera holatini belgilovchi muhim omillardan biridir.
Murakkab. Atmosferaning quyi qatlamlari gazlar aralashmasidan iborat (jadvalga qarang). Jadvalda sanab o'tilganlardan tashqari, boshqa gazlar ham havoda kichik aralashmalar shaklida mavjud: ozon, metan, uglerod oksidi (CO), azot va oltingugurt oksidi, ammiak kabi moddalar.

ATMOSFERA TARKIBI

Atmosferaning yuqori qatlamlarida Quyoshdan keladigan qattiq nurlanish ta'sirida havo tarkibi o'zgaradi, bu kislorod molekulalarining atomlarga bo'linishiga olib keladi. Atom kislorodi atmosferaning yuqori qatlamlarining asosiy tarkibiy qismidir. Va nihoyat, atmosferaning Yer yuzasidan eng uzoq qatlamlarida eng engil gazlar, vodorod va geliy asosiy tarkibiy qismlarga aylanadi. Moddaning asosiy qismi 30 km pastda joylashganligi sababli, 100 km dan yuqori balandliklarda havo tarkibidagi o'zgarishlar atmosferaning umumiy tarkibiga sezilarli ta'sir ko'rsatmaydi.
Energiya almashinuvi. Quyosh Yerga keladigan energiyaning asosiy manbai hisoblanadi. Taxminan masofada bo'lish. Quyoshdan 150 million km uzoqlikda, Yer o'zidan chiqaradigan energiyaning ikki milliarddan bir qismini, asosan, spektrning ko'rinadigan qismida, inson buni "yorug'lik" deb ataydi. Bu energiyaning katta qismi atmosfera va litosfera tomonidan so'riladi. Yer ham energiya chiqaradi, asosan uzoq infraqizil nurlanish shaklida. Shunday qilib, Quyoshdan olingan energiya, Yer va atmosferaning isishi va kosmosga tarqaladigan issiqlik energiyasining teskari oqimi o'rtasida muvozanat o'rnatiladi. Bu muvozanatning mexanizmi nihoyatda murakkab. Chang va gaz molekulalari yorug'likni tarqatib, uni qisman dunyo fazosiga aks ettiradi. Bulutlar kiruvchi nurlanishni ko'proq aks ettiradi. Energiyaning bir qismi to'g'ridan-to'g'ri gaz molekulalari tomonidan so'riladi, lekin asosan toshlar, o'simliklar va er usti suvlari. Atmosferada mavjud bo'lgan suv bug'lari va karbonat angidrid ko'rinadigan nurlanishni uzatadi, lekin infraqizil nurlanishni o'zlashtiradi. Issiqlik energiyasi asosan atmosferaning quyi qatlamlarida to'planadi. Xuddi shunday ta'sir issiqxonada shisha yorug'lik kiritganda va tuproq qizib ketganda sodir bo'ladi. Shisha infraqizil nurlanish uchun nisbatan shaffof bo'lmaganligi sababli, issiqxonada issiqlik to'planadi. Suv bug'lari va karbonat angidrid mavjudligi sababli atmosferaning quyi qatlamining isishi ko'pincha issiqxona effekti deb ataladi. Bulutlilik atmosferaning quyi qatlamlarida issiqlikni saqlashda muhim rol o'ynaydi. Agar bulutlar tarqalib ketsa yoki havo massalarining shaffofligi oshsa, harorat muqarrar ravishda pasayadi, chunki Yer yuzasi issiqlik energiyasini atrofdagi kosmosga erkin tarqatadi. Yer yuzasidagi suv quyosh energiyasini o'ziga singdiradi va bug'lanadi, gaz - suv bug'iga aylanadi, bu esa atmosferaning pastki qatlamlariga katta miqdorda energiya olib keladi. Suv bug'lari kondensatsiyalanib, bulut yoki tuman hosil qilganda, bu energiya issiqlik shaklida chiqariladi. Yer yuzasiga keladigan quyosh energiyasining yarmiga yaqini suvning bug'lanishiga sarflanadi va atmosferaning pastki qatlamlariga kiradi. Shunday qilib, issiqxona effekti va suvning bug'lanishi tufayli atmosfera pastdan isiydi. Bu qisman uning aylanishining yuqori faolligini faqat yuqoridan isiydigan va shuning uchun atmosferaga qaraganda ancha barqaror bo'lgan Jahon Okeanining aylanishiga nisbatan tushuntiradi.
Shuningdek qarang: METEOROLOGIYA VA KLİMATOLOGIYA. Atmosferaning quyosh "yorug'ligi" bilan umumiy isishi bilan bir qatorda, uning ba'zi qatlamlarining sezilarli darajada qizishi Quyoshdan ultrabinafsha va rentgen nurlanishi tufayli sodir bo'ladi. Tuzilishi. Suyuqlik va qattiq moddalar bilan solishtirganda, gazsimon moddalarda molekulalar orasidagi tortishish kuchi minimaldir. Molekulalar orasidagi masofa oshgani sayin, hech narsa ularga to'sqinlik qilmasa, gazlar cheksiz kengayish qobiliyatiga ega. Atmosferaning pastki chegarasi Yer yuzasidir. To'g'ri aytganda, bu to'siq o'tib bo'lmaydi, chunki gaz almashinuvi havo va suv o'rtasida, hatto havo va toshlar o'rtasida sodir bo'ladi, ammo bu holda bu omillarni e'tiborsiz qoldirish mumkin. Atmosfera sharsimon qobiq bo'lgani uchun uning yon chegaralari yo'q, faqat pastki chegarasi va sayyoralararo fazo tomondan ochilgan yuqori (tashqi) chegarasi mavjud. Tashqi chegara orqali ba'zi neytral gazlar, shuningdek, atrofdagi kosmosdan materiya oqimi oqib chiqadi. Ko'pgina zaryadlangan zarralar, yuqori energiyali kosmik nurlar bundan mustasno, magnitosfera tomonidan tutiladi yoki u tomonidan qaytariladi. Atmosferaga, shuningdek, havo qobig'ini Yer yuzasida ushlab turadigan tortishish kuchi ham ta'sir qiladi. Atmosfera gazlari o'z og'irligi bilan siqiladi. Bu siqilish atmosferaning pastki chegarasida maksimal bo'ladi va shuning uchun havo zichligi bu erda eng yuqori. Er yuzasidan har qanday balandlikda havoning siqilish darajasi uning ustidagi havo ustunining massasiga bog'liq, shuning uchun havo zichligi balandlik bilan kamayadi. Birlik maydonidagi havo ustunining massasiga teng bosim to'g'ridan-to'g'ri zichlikka bog'liq va shuning uchun balandlik bilan ham kamayadi. Agar atmosfera balandlikdan mustaqil tarkibga ega, doimiy harorat va doimiy tortishish kuchiga ta'sir etuvchi "ideal gaz" bo'lganida, har 20 km balandlikda bosim 10 marta kamaygan bo'lar edi. Haqiqiy atmosfera ideal gazdan taxminan 100 km gacha bir oz farq qiladi va keyin havo tarkibi o'zgarganda bosim balandligi bilan sekinroq kamayadi. Ta'riflangan modeldagi kichik o'zgarishlar, shuningdek, tortishish kuchining Yerning markazidan masofa bilan taxminan kamayishi bilan ham kiritilgan. Har 100 km balandlikda 3%. Atmosfera bosimidan farqli o'laroq, harorat balandlikda doimiy ravishda pasaymaydi. Shaklda ko'rsatilganidek. 1, u taxminan 10 km gacha kamayadi va keyin yana ko'tarila boshlaydi. Bu kislorod ultrabinafsha quyosh nurlarini o'zlashtirganda sodir bo'ladi. Bu holda ozon gazi hosil bo'ladi, uning molekulalari uchta kislorod atomidan (O3) iborat. U ultrabinafsha nurlanishni ham yutadi va shuning uchun atmosferaning ozonosfera deb ataladigan bu qatlami qiziydi. Yuqoriroq bo'lsa, harorat yana pasayadi, chunki gaz molekulalari kamroq bo'ladi va energiya yutilishi mos ravishda kamayadi. Bundan ham yuqori qatlamlarda atmosfera tomonidan Quyoshdan keladigan eng qisqa toʻlqin uzunlikdagi ultrabinafsha va rentgen nurlanishining yutilishi hisobiga harorat yana koʻtariladi. Ushbu kuchli radiatsiya ta'siri ostida atmosfera ionlanadi, ya'ni. Gaz molekulasi elektronni yo'qotadi va musbat elektr zaryadiga ega bo'ladi. Bunday molekulalar musbat zaryadlangan ionlarga aylanadi. Erkin elektronlar va ionlar mavjudligi tufayli atmosferaning bu qatlami elektr o'tkazgichning xususiyatlarini oladi. Noyob atmosfera sayyoralararo kosmosga o'tadigan joyda harorat balandlikka ko'tarilishda davom etadi, deb ishoniladi. Yer yuzasidan bir necha ming kilometr masofada, ehtimol, 5000 ° dan 10 000 ° S gacha bo'lgan harorat ustunlik qiladi.Molekulalar va atomlar juda yuqori harakat tezligiga ega bo'lsa-da va shuning uchun yuqori haroratga ega bo'lsa-da, bu noyob gaz "issiq" emas. odatiy ma'noda .. Yuqori balandliklarda molekulalar soni kam bo'lganligi sababli, ularning jami issiqlik energiyasi juda kichik. Shunday qilib, atmosfera alohida qatlamlardan (ya'ni, bir qator konsentrik qobiqlar yoki sharlar) iborat bo'lib, ularni tanlash qaysi xususiyatni ifodalashiga bog'liq. eng katta qiziqish. O'rtacha harorat taqsimotiga asoslanib, meteorologlar ideal "o'rta atmosfera" tuzilishi uchun sxemani ishlab chiqdilar (1-rasmga qarang).

Troposfera - atmosferaning pastki qatlami, birinchi termal minimumga (tropopauza deb ataladigan) cho'zilgan. Troposferaning yuqori chegarasi geografik kenglik (tropiklarda - 18-20 km, mo''tadil kengliklarda - taxminan 10 km) va yil vaqtiga bog'liq. AQSh Milliy ob-havo xizmati yaqin atrofda zondlash ishlarini olib bordi Janubiy qutb va tropopauzaning balandligidagi mavsumiy o'zgarishlarni aniqladi. Mart oyida tropopauza taxminan balandlikda joylashgan. 7,5 km. Martdan avgustgacha yoki sentyabrgacha troposferaning barqaror sovishi kuzatiladi va uning chegarasi qisqa muddatga avgust yoki sentyabrda taxminan 11,5 km balandlikka ko'tariladi. Keyin sentyabrdan dekabrgacha u tez pasayib, eng past holatiga etadi - 7,5 km, u erda martgacha qoladi va atigi 0,5 km oralig'ida o'zgaradi. Aynan troposferada ob-havo asosan shakllanadi, bu esa insonning yashash sharoitlarini belgilaydi. Atmosfera suv bug'ining ko'p qismi troposferada to'plangan va shuning uchun bulutlar asosan bu erda hosil bo'ladi, garchi ularning muz kristallaridan iborat ba'zilari yuqori qatlamlarda ham mavjud. Troposfera turbulentlik va kuchli havo oqimlari (shamollar) va bo'ronlar bilan tavsiflanadi. Troposferaning yuqori qismida qat'iy belgilangan yo'nalishdagi kuchli havo oqimlari mavjud. Turbulent girdoklar, xuddi kichik girdoblar kabi, sekin va tez harakatlanuvchi havo massalari orasidagi ishqalanish va dinamik o'zaro ta'sir ta'sirida hosil bo'ladi. Ushbu baland qatlamlarda odatda bulut qoplami bo'lmagani uchun bu turbulentlik "tiniq havo turbulentligi" deb ataladi.
Stratosfera. Atmosferaning yuqori qatlami ko'pincha noto'g'ri ravishda nisbatan doimiy haroratga ega bo'lgan, shamollar ko'proq yoki kamroq barqaror esadigan va meteorologik elementlar kam farq qiladigan qatlam sifatida tavsiflanadi. Stratosferaning yuqori qatlamlari kislorod va ozon quyosh ultrabinafsha nurlanishini yutganda qiziydi. Stratosferaning yuqori chegarasi (stratopauza) harorat biroz ko'tarilib, oraliq maksimal darajaga yetadigan joyda chiziladi, bu ko'pincha sirt havo qatlamining harorati bilan taqqoslanadi. Doimiy balandlikda uchishga moslashtirilgan samolyotlar va sharlar yordamida olib borilgan kuzatishlar asosida stratosferada turbulent buzilishlar va turli yo'nalishlarda esadigan kuchli shamollar aniqlangan. Troposferada bo'lgani kabi, yuqori tezlikda uchadigan samolyotlar uchun ayniqsa xavfli bo'lgan kuchli havo girdoblari qayd etilgan. Qutblarga qaragan mo''tadil kengliklarning chegaralari bo'ylab tor zonalarda reaktiv oqimlar deb ataladigan kuchli shamollar esadi. Biroq, bu zonalar o'zgarishi, yo'qolishi va yana paydo bo'lishi mumkin. Jet oqimlari odatda tropopauzaga kirib, troposferaning yuqori qismida paydo bo'ladi, lekin ularning tezligi balandlikning pasayishi bilan tez kamayadi. Stratosferaga kiradigan energiyaning bir qismi (asosan ozon hosil bo'lishiga sarflangan) troposferadagi jarayonlarga ta'sir qilishi mumkin. Ayniqsa, faol aralashish atmosfera jabhalari bilan bog'liq bo'lib, bu erda stratosfera havosining keng oqimi sezilarli darajada tropopauza ostida qayd etilgan va troposfera havosi stratosferaning pastki qatlamlariga tortilgan. 25-30 km balandlikka radiozondlarni uchirish texnikasining takomillashtirilishi munosabati bilan atmosferaning quyi qatlamlarining vertikal tuzilishini oʻrganishda sezilarli yutuqlarga erishildi. Stratosfera ustida joylashgan mezosfera qobiq bo'lib, unda 80-85 km balandlikda harorat butun atmosfera uchun minimal darajaga tushadi. rekord o'rnatish past haroratlar-110 ° C gacha bo'lgan haroratlar Fort Cherchilldagi (Kanada) AQSh-Kanada qurilmasidan uchirilgan meteorologik raketalar tomonidan qayd etilgan. Yuqori chegara mezosfera (mezopauza) taxminan rentgen nurlarini faol singdirish va Quyoshning eng qisqa to'lqinli ultrabinafsha nurlanishining pastki chegarasiga to'g'ri keladi, bu gazning isishi va ionlanishi bilan birga keladi. Yozda qutbli hududlarda bulutli tizimlar ko'pincha mezopauzada paydo bo'ladi, ular katta maydonni egallaydi, lekin kam vertikal rivojlanishga ega. Kechasi porlayotgan bunday bulutlar ko'pincha mezosferada katta hajmdagi to'lqinli havo harakatlarini aniqlashga imkon beradi. Bu bulutlarning tarkibi, namlik manbalari va kondensatsiya yadrolari, dinamikasi va meteorologik omillar bilan aloqasi hali ham etarli darajada o'rganilmagan. Termosfera - bu atmosfera qatlami bo'lib, unda harorat doimiy ravishda ko'tariladi. Uning quvvati 600 km ga yetishi mumkin. Gazning bosimi va shunga mos ravishda zichligi balandlik bilan doimiy ravishda kamayadi. Yer yuzasiga yaqin joyda 1 m3 havoda taxminan. 2,5x1025 molekulalar, taxminan balandlikda. 100 km, termosferaning pastki qatlamlarida - taxminan 1019, 200 km balandlikda, ionosferada - 5 * 10 15 va hisob-kitoblarga ko'ra, taxminan balandlikda. 850 km - taxminan 1012 molekula. Sayyoralararo fazoda molekulalarning konsentratsiyasi 1 m3 ga 10 8-10 9 ni tashkil qiladi. Taxminan balandlikda. 100 km, molekulalar soni kam va ular kamdan-kam hollarda bir-biri bilan to'qnashadi. Tasodifiy harakatlanuvchi molekulaning boshqa shunga o'xshash molekula bilan to'qnashgunga qadar bosib o'tgan o'rtacha masofasi uning o'rtacha erkin yo'li deb ataladi. Bu qiymat shunchalik ortib boradiki, molekulalararo yoki atomlararo to'qnashuvlar ehtimolini e'tiborsiz qoldiradigan qatlam termosfera va uning ustida joylashgan qobiq (ekzosfera) o'rtasidagi chegarada joylashgan bo'lib, termal pauza deb ataladi. Termopauz yer yuzasidan taxminan 650 km uzoqlikda joylashgan. Muayyan haroratda molekulaning harakat tezligi uning massasiga bog'liq: engilroq molekulalar og'irlarga qaraganda tezroq harakat qiladi. Erkin yo'l juda qisqa bo'lgan quyi atmosferada gazlarning molekulyar og'irligiga ko'ra sezilarli ajralish kuzatilmaydi, lekin u 100 km dan yuqorida ifodalanadi. Bundan tashqari, Quyoshdan ultrabinafsha va rentgen nurlanishi ta'sirida kislorod molekulalari atomlarga parchalanadi, ularning massasi molekula massasining yarmini tashkil qiladi. Shuning uchun biz Yer yuzasidan uzoqlashgan sari atom kislorodi atmosfera tarkibida va taxminan balandlikda tobora muhim ahamiyat kasb etadi. 200 km uning asosiy komponentiga aylanadi. Yuqorida, Yer yuzasidan taxminan 1200 km masofada engil gazlar - geliy va vodorod ustunlik qiladi. Ular atmosferaning tashqi qatlamidir. Tarqalgan ajralish deb ataladigan og'irlik bo'yicha bu ajralish sentrifuga yordamida aralashmalarni ajratishga o'xshaydi. Ekzosfera - atmosferaning tashqi qatlami bo'lib, u haroratning o'zgarishi va neytral gazning xossalari asosida ajralib turadi. Ekzosferadagi molekulalar va atomlar tortishish kuchi ta'sirida Yer atrofida ballistik orbitalarda aylanadi. Ushbu orbitalarning ba'zilari parabolikdir va snaryadlarning traektoriyalariga o'xshaydi. Molekulalar Yer atrofida va sun'iy yo'ldoshlar kabi elliptik orbitalarda aylanishi mumkin. Ayrim molekulalar, asosan, vodorod va geliy ochiq traektoriyaga ega bo‘lib, koinotga chiqib ketadi (2-rasm).

QUYOSH-YER MUNAJSIALARI VA ULARNING ATMOSFERAGA TA'SIRI.
atmosfera to'lqinlari. Quyosh va Oyning tortishishi atmosferada quruqlik va dengiz to'lqinlariga o'xshash to'lqinlarni keltirib chiqaradi. Ammo atmosfera to'lqinlari sezilarli farqga ega: atmosfera Quyoshning jalb qilinishiga eng kuchli ta'sir ko'rsatadi, er qobig'i va okean esa - Oyning tortishishiga. Bu atmosferaning Quyosh tomonidan isitilishi va tortishish oqimiga qo'shimcha ravishda kuchli termal to'lqin paydo bo'lishi bilan izohlanadi. Umuman olganda, atmosfera va dengiz to'lqinlarining hosil bo'lish mexanizmlari bir-biriga o'xshashdir, faqat havoning tortishish va issiqlik ta'siriga reaktsiyasini taxmin qilish uchun uning siqilishi va harorat taqsimotini hisobga olish kerak. Nima uchun atmosferadagi yarim kunlik (12 soatlik) quyosh to'lqinlari kunduzgi quyosh va yarim kunlik oy to'lqinlaridan ustun turishi to'liq aniq emas, garchi oxirgi ikki jarayonning harakatlantiruvchi kuchlari ancha kuchliroqdir. Ilgari, atmosferada rezonans paydo bo'lib, tebranishlarni 12 soatlik davr bilan aniq kuchaytiradi, deb ishonilgan. Biroq, geofizik raketalar yordamida olib borilgan kuzatishlar yo'qligini ko'rsatadi harorat sabablari bunday rezonans. Ushbu muammoni hal qilishda, ehtimol, atmosferaning barcha gidrodinamik va issiqlik xususiyatlarini hisobga olish kerak. Ekvator yaqinidagi er yuzasida, suv toshqini tebranishlarining ta'siri maksimal bo'lsa, u atmosfera bosimining 0,1% ga o'zgarishini ta'minlaydi. To'lqinli shamollarning tezligi taxminan. 0,3 km/soat. Atmosferaning murakkab termal tuzilishi (ayniqsa, mezopauzada minimal harorat mavjudligi) tufayli to'lqinli havo oqimlari kuchayadi va, masalan, 70 km balandlikda ularning tezligi er tezligidan taxminan 160 baravar yuqori. muhim geofizik oqibatlarga olib keladigan sirt. Ionosferaning pastki qismida (E qatlam) to'lqinli tebranishlar ionlangan gazni Yerning magnit maydonida vertikal ravishda harakatga keltiradi va shuning uchun bu erda elektr toklari paydo bo'ladi, deb ishoniladi. Yer yuzasida doimiy ravishda paydo bo'ladigan bu oqim tizimlari magnit maydonning tebranishlari bilan o'rnatiladi. Magnit maydonning kunlik o'zgarishlari hisoblangan qiymatlar bilan yaxshi mos keladi, bu "atmosfera dinamosi" ning gelgit mexanizmlari nazariyasi foydasiga ishonchli dalolat beradi. Ionosferaning pastki qismida (E qatlami) paydo bo'ladigan elektr toklari biror joyga harakatlanishi kerak va shuning uchun kontaktlarning zanglashiga olib kelishi kerak. Agar biz kelayotgan harakatni dvigatelning ishi deb hisoblasak, dinamo bilan o'xshashlik to'liq bo'ladi. Elektr tokining teskari aylanishi ionosferaning (F) yuqori qatlamida amalga oshiriladi deb taxmin qilinadi va bu qarama-qarshi oqim bu qatlamning o'ziga xos xususiyatlarini tushuntirishi mumkin. Nihoyat, to'lqin effekti E qatlamida va, natijada, F qatlamida gorizontal oqimlarni ham hosil qilishi kerak.
Ionosfera. 19-asr olimlari auroralarning paydo bo'lish mexanizmini tushuntirishga harakat qilmoqdalar. atmosferada elektr zaryadlangan zarrachalar zonasi mavjudligini taklif qildi. 20-asrda 85 dan 400 km gacha balandliklarda radioto'lqinlarni aks ettiruvchi qatlam mavjudligiga tajriba yo'li bilan ishonchli dalillar olindi. Endi ma'lumki, uning elektr xossalari atmosfera gazining ionlanishi natijasidir. Shuning uchun bu qatlam odatda ionosfera deb ataladi. Radioto'lqinlarning ta'siri, asosan, ionosferada erkin elektronlarning mavjudligi bilan bog'liq, ammo radioto'lqinlarning tarqalish mexanizmi katta ionlarning mavjudligi bilan bog'liq. Ikkinchisi atmosferaning kimyoviy xususiyatlarini o'rganishda ham qiziqish uyg'otadi, chunki ular neytral atomlar va molekulalarga qaraganda faolroqdir. Ionosferada sodir bo'ladigan kimyoviy reaktsiyalar o'ynaydi muhim rol uning energiya va elektr balansida.
normal ionosfera. Geofizik raketalar va sun'iy yo'ldoshlar yordamida olib borilgan kuzatishlar atmosferaning ionlanishi quyosh radiatsiyasi ta'sirida sodir bo'lishini ko'rsatadigan ko'plab yangi ma'lumotlarni taqdim etdi. keng assortiment. Uning asosiy qismi (90% dan ortig'i) spektrning ko'rinadigan qismida to'plangan. Ultraviyole nurlanish binafsha yorug'lik nurlariga qaraganda qisqaroq to'lqin uzunligi va ko'proq energiyaga ega bo'lgan quyosh atmosferasining (xromosfera) ichki qismidagi vodorod tomonidan chiqariladi va undan ham yuqori energiyaga ega bo'lgan rentgen nurlari tashqi qobiqning gazlari tomonidan chiqariladi. Quyosh (toj). Ionosferaning normal (o'rtacha) holati doimiy kuchli nurlanish bilan bog'liq. Oddiy ionosferada Yerning sutkalik aylanishi va peshin vaqtida quyosh nurlarining tushish burchagidagi mavsumiy farqlar ta'sirida muntazam o'zgarishlar sodir bo'ladi, lekin ionosfera holatida oldindan aytib bo'lmaydigan va keskin o'zgarishlar ham sodir bo'ladi.
Ionosferadagi buzilishlar. Ma'lumki, Quyoshda har 11 yilda maksimal darajaga yetadigan kuchli tsiklik takrorlanuvchi qo'zg'alishlar paydo bo'ladi. Xalqaro geofizika yili (IGY) dasturi bo'yicha kuzatishlar tizimli meteorologik kuzatishlarning butun davri uchun eng yuqori quyosh faolligi davriga to'g'ri keldi, ya'ni. 18-asr boshidan Yuqori faollik davrida Quyoshdagi ba'zi hududlar yorqinligini bir necha bor oshiradi va ular ultrabinafsha va rentgen nurlanishining kuchli impulslarini yuboradi. Bunday hodisalar quyosh chaqnashlari deb ataladi. Ular bir necha daqiqadan bir yoki ikki soatgacha davom etadi. Yonish paytida quyosh gazi (asosan proton va elektronlar) otilib chiqadi va elementar zarralar kosmosga shoshiladi. Bunday alangalanish momentlarida Quyoshning elektromagnit va korpuskulyar nurlanishi Yer atmosferasiga kuchli ta’sir ko‘rsatadi. Dastlabki reaktsiya chaqnashdan 8 minut o'tgach, kuchli ultrabinafsha va rentgen nurlanishi Yerga etib kelganida kuzatiladi. Natijada ionlanish keskin ortadi; rentgen nurlari atmosferaga ionosferaning pastki chegarasigacha kirib boradi; bu qatlamlardagi elektronlar soni shunchalik ko'payadiki, radio signallari deyarli butunlay so'riladi ("o'chirilgan"). Radiatsiyaning qo'shimcha yutilishi gazning isishiga olib keladi, bu esa shamollarning rivojlanishiga yordam beradi. Ionlangan gaz elektr o'tkazgich bo'lib, u Yerning magnit maydonida harakat qilganda, dinamo effekti paydo bo'ladi va elektr toki hosil bo'ladi. Bunday oqimlar, o'z navbatida, magnit maydonning sezilarli buzilishlarini keltirib chiqarishi va o'zini ko'rinishida namoyon qilishi mumkin. magnit bo'ronlari. Ushbu boshlang'ich faza quyosh chaqnashining davomiyligiga to'g'ri keladigan qisqa vaqtni oladi. Quyoshdagi kuchli chaqnashlar paytida tezlashtirilgan zarralar oqimi kosmosga otilib chiqadi. U Yerga yo'naltirilganda, atmosfera holatiga katta ta'sir ko'rsatadigan ikkinchi faza boshlanadi. Ko'pgina tabiat hodisalari, ular orasida qutb nurlari ma'lum bo'lib, zaryadlangan zarralarning katta qismi Yerga etib borishini ko'rsatadi (shuningdek, QUTUB CHORLARI ga qarang). Shunga qaramay, bu zarralarning Quyoshdan ajralish jarayonlari, ularning sayyoralararo fazodagi traektoriyalari, Yerning magnit maydoni va magnitosfera bilan oʻzaro taʼsir qilish mexanizmlari hali ham yetarlicha oʻrganilmagan. 1958 yilda Jeyms Van Allen tomonidan geomagnit maydon tutgan, zaryadlangan zarrachalardan tashkil topgan qobiqlar kashf etilgandan keyin muammo yanada murakkablashdi. Bu zarralar bir yarim shardan ikkinchisiga o'tib, magnit maydon chiziqlari atrofida spiral shaklida aylanadi. Yer yaqinida kuch chiziqlari shakliga va zarrachalar energiyasiga qarab balandlikda zarrachalar harakat yoʻnalishini teskari tomonga oʻzgartiradigan “aks ettirish nuqtalari” mavjud (3-rasm). Magnit maydonning kuchi Yerdan uzoqlashgani sari kamayib borayotganligi sababli, bu zarralar harakatlanadigan orbitalar biroz buzilgan: elektronlar sharqqa, protonlar esa g'arbga. Shuning uchun ular butun dunyo bo'ylab kamar shaklida tarqalgan.

Atmosferaning Quyosh tomonidan isishining ba'zi oqibatlari. Quyosh energiyasi butun atmosferaga ta'sir qiladi. Yer magnit maydonida zaryadlangan zarrachalar hosil qilgan va uning atrofida aylanadigan kamarlar haqida yuqorida aytib o‘tgan edik. Bu kamarlar er yuzasiga eng yaqin qutbli hududlarda joylashgan (3-rasmga qarang), bu erda auroralar kuzatiladi. 1-rasm Kanadadagi auroral hududlarda AQShning janubi-g'arbiy qismidagiga qaraganda ancha yuqori termosfera harorati borligini ko'rsatadi. Ehtimol, tutilgan zarralar, ayniqsa, ko'zgu nuqtalari yaqinida gaz molekulalari bilan to'qnashganda, o'z energiyasining bir qismini atmosferaga berib, avvalgi orbitalarini tark etadi. Aurora zonasida atmosferaning yuqori qatlamlari shunday isitiladi. Sun’iy yo‘ldoshlar orbitalarini o‘rganish chog‘ida yana bir muhim kashfiyot amalga oshirildi. Smitson astrofizika observatoriyasi astronomi Luidji Iakkiyaning fikricha, bu orbitalarning kichik og‘ishlari atmosferaning Quyosh tomonidan isitilishi natijasida zichligi o‘zgarishi bilan bog‘liq. U ionosferada 200 km dan ortiq balandlikda maksimal elektron zichligi mavjudligini taklif qildi, bu quyosh peshiniga to'g'ri kelmaydi, lekin ishqalanish kuchlari ta'sirida unga nisbatan taxminan ikki soat orqada qoladi. Ayni paytda 600 km balandlik uchun xos bo'lgan atmosfera zichligi qiymatlari taxminan bir darajada kuzatiladi. 950 km. Bundan tashqari, maksimal elektron kontsentratsiyasi Quyoshdan ultrabinafsha va rentgen nurlanishining qisqa muddatli chaqnashlari tufayli tartibsiz tebranishlarni boshdan kechiradi. L. Yakkia shuningdek, havo zichligining quyosh chaqnashlari va magnit maydon buzilishlariga mos keladigan qisqa muddatli tebranishlarni ham aniqladi. Bu hodisalar quyoshdan kelib chiqadigan zarralarning Yer atmosferasiga kirib borishi va sun'iy yo'ldoshlar orbitasini aylanib chiqadigan qatlamlarning isishi bilan izohlanadi.
ATMOSFERA ELEKTR ENERGASI
Atmosferaning sirt qatlamida molekulalarning kichik bir qismi kosmik nurlar, radioaktiv jinslarning nurlanishi va havoning o'zida radiyning (asosan radon) parchalanish mahsulotlari ta'sirida ionlanishga uchraydi. Ionlanish jarayonida atom elektronni yo'qotadi va musbat zaryad oladi. Erkin elektron tezda boshqa atom bilan birlashadi va manfiy zaryadlangan ion hosil qiladi. Bunday juftlashgan musbat va manfiy ionlar molekulyar o'lchamlarga ega. Atmosferadagi molekulalar ushbu ionlar atrofida to'planishga moyil. Bir nechta molekulalar ion bilan birlashganda, odatda "yorug'lik ioni" deb ataladigan kompleks hosil qiladi. Atmosferada, shuningdek, meteorologiyada kondensatsiya yadrolari deb ataladigan molekulalar majmualari mavjud bo'lib, ular atrofida havo namlik bilan to'yinganida kondensatsiya jarayoni boshlanadi. Bu yadrolar tuz va chang zarralari, shuningdek sanoat va boshqa manbalardan havoga chiqadigan ifloslantiruvchi moddalardir. Bunday yadrolarga tez-tez yorug'lik ionlari qo'shilib, "og'ir ionlar" hosil qiladi. Elektr maydoni ta'sirida engil va og'ir ionlar atmosferaning bir hududidan ikkinchisiga o'tib, elektr zaryadlarini o'tkazadi. Atmosfera odatda elektr o'tkazuvchan muhit deb hisoblanmasa-da, uning o'tkazuvchanligi kichik. Shuning uchun havoda qolgan zaryadlangan jism asta-sekin zaryadini yo'qotadi. Atmosfera o'tkazuvchanligi kosmik nurlar intensivligining oshishi, past bosim sharoitida ion yo'qotilishining kamayishi (va shuning uchun o'rtacha erkin yo'lning uzoqroq) va kamroq og'ir yadrolar tufayli balandlik bilan ortadi. Atmosferaning o'tkazuvchanligi taxminan balandlikda maksimal qiymatga etadi. 50 km, deb ataladi. "kompensatsiya darajasi". Ma'lumki, Yer yuzasi va "kompensatsiya darajasi" o'rtasida har doim bir necha yuz kilovoltlik potentsial farq mavjud, ya'ni. doimiy elektr maydoni. Ma'lum bo'lishicha, havoning bir necha metr balandlikdagi ma'lum bir nuqtasi va Yer yuzasi o'rtasidagi potentsial farq juda katta - 100 V dan ortiq. Atmosfera musbat zaryadga ega, yer yuzasi esa manfiy zaryadlangan. Elektr maydoni har bir nuqtada ma'lum bir potentsial qiymatga ega bo'lgan maydon bo'lgani uchun biz potentsial gradient haqida gapirishimiz mumkin. Toza ob-havo sharoitida, pastki bir necha metr ichida atmosferaning elektr maydonining kuchi deyarli o'zgarmasdir. Sirt qatlamidagi havoning elektr o'tkazuvchanligidagi farqlar tufayli potentsial gradient sutkalik tebranishlarga duchor bo'ladi, ularning kursi joydan joyga sezilarli darajada o'zgaradi. Atmosferani ifloslantiruvchi mahalliy manbalar bo'lmagan taqdirda - okeanlar ustida, tog'larda baland yoki qutb mintaqalarida - aniq ob-havo sharoitida potentsial gradientning kunlik yo'nalishi bir xil bo'ladi. Gradientning kattaligi universal yoki Grinvich vaqtiga (UT) bog'liq va 19:00 da maksimal darajaga etadi E. Appleton bu maksimal elektr o'tkazuvchanligi, ehtimol, sayyora miqyosidagi eng katta momaqaldiroq faolligiga to'g'ri kelishini taklif qildi. Momaqaldiroq paytida chaqmoq zaryadlari Yer yuzasiga manfiy zaryad olib keladi, chunki eng faol kumulonimbus momaqaldiroq bulutlarining asoslari sezilarli manfiy zaryadga ega. Momaqaldiroq bulutlarining tepalari musbat zaryadga ega bo'lib, Xolzer va Saksonlarning hisob-kitoblariga ko'ra, momaqaldiroq paytida ularning tepasidan oqib chiqadi. Doimiy ravishda to'ldirilmasa, er yuzasidagi zaryad atmosferaning o'tkazuvchanligi bilan neytrallanadi. Yer yuzasi va "kompensatsiya darajasi" o'rtasidagi potentsial farqning momaqaldiroq tufayli saqlanib qolishi haqidagi taxmin statistik ma'lumotlar bilan tasdiqlanadi. Masalan, momaqaldiroqlarning maksimal soni daryo vodiysida kuzatiladi. Amazonlar. Ko'pincha u erda kunning oxirida momaqaldiroq paydo bo'ladi, ya'ni. OK. 19:00 Grinvich vaqti, potentsial gradient dunyoning istalgan nuqtasida maksimal bo'lganda. Bundan tashqari, potentsial gradientning kunlik o'zgarishining egri chizig'i shaklidagi mavsumiy o'zgarishlar ham momaqaldiroqlarning global tarqalishi haqidagi ma'lumotlarga to'liq mos keladi. Ba'zi tadqiqotchilarning ta'kidlashicha, Yerning elektr maydonining manbai tashqi manba bo'lishi mumkin, chunki elektr maydonlari ionosfera va magnitosferada mavjud deb hisoblanadi. Bu holat, ehtimol, sahna orqasi va kamarlarga o'xshash juda tor cho'zilgan aurora shakllarining paydo bo'lishini tushuntiradi.
(shuningdek qarang: qutb chiroqlari). Atmosferaning "kompensatsiya darajasi" va Yer yuzasi o'rtasidagi potentsial gradienti va o'tkazuvchanligi tufayli zaryadlangan zarralar harakatlana boshlaydi: musbat zaryadlangan ionlar - yer yuzasiga va manfiy zaryadlangan - undan yuqoriga. Bu oqim taxminan. 1800 A. Garchi bu qiymat katta bo'lib tuyulsa-da, u Yerning butun yuzasi bo'ylab tarqalganligini esga olish kerak. Baza maydoni 1 m2 bo'lgan havo ustunidagi oqim kuchi atigi 4 * 10 -12 A. Boshqa tomondan, chaqmoq oqimi paytida oqim kuchi bir necha amperga yetishi mumkin, garchi, albatta, bunday zaryadsizlanish. qisqa muddatga ega - bir soniyaning kasrlaridan butun soniyagacha yoki takroriy zaryadsizlanishlar bilan bir oz ko'proq. Chaqmoq nafaqat tabiatning o'ziga xos hodisasi sifatida katta qiziqish uyg'otadi. Bu gaz muhitida bir necha yuz million volt kuchlanish va bir necha kilometr elektrodlar orasidagi masofada elektr zaryadini kuzatish imkonini beradi. 1750 yilda B. Franklin London Qirollik jamiyatiga ular izolyatsion asosga mahkamlangan va baland minoraga o'rnatilgan temir tayoq bilan tajriba o'tkazishni taklif qildi. U momaqaldiroq buluti minoraga yaqinlashganda, qarama-qarshi belgining zaryadi dastlabki neytral tayoqning yuqori uchida va bulutning tagida joylashgan bir xil belgidagi zaryad pastki uchida to'planishini kutgan. . Agar chaqmoq chaqishi paytida elektr maydonining kuchi etarli darajada oshsa, tayoqning yuqori uchidan zaryad qisman havoga oqib chiqadi va novda bulut asosi bilan bir xil belgidagi zaryad oladi. Franklin taklif qilgan tajriba Angliyada o'tkazilmagan, lekin uni 1752 yilda Parij yaqinidagi Marli shahrida frantsuz fizigi Jan d'Alember o'rnatgan.U shisha butilka ichiga 12 m uzunlikdagi temir tayoqni qo'ygan (bu tajriba izolyator), lekin uni minoraga joylashtirmadi.10-may kuni uning yordamchisi momaqaldiroq buluti novda ustiga tushganda, unga tuproqli sim keltirilsa, uchqunlar paydo bo'lganini aytdi.Franklinning o'zi Frantsiyada amalga oshirilgan muvaffaqiyatli tajribadan bexabar edi. o'sha yilning iyun oyida uçurtma bilan mashhur tajribasini o'tkazdi va unga bog'langan simning uchida elektr uchqunlarini kuzatdi.Keyingi yili tayoqdan yig'ilgan zaryadlarni o'rganayotib, Franklin momaqaldiroq bulutlarining asoslari odatda manfiy zaryadlanganligini aniqladi. .Chaqmoqni batafsilroq oʻrganish 19-asr oxirida fotografiya usullarining takomillashuvi tufayli, ayniqsa, aylanuvchi linzali apparatlar ixtiro qilingandan soʻng mumkin boʻldi, bu esa tez rivojlanayotgan jarayonlarni tuzatishga imkon berdi. Bunday kamera uchqun razryadlarini o'rganishda keng qo'llanilgan. Ma'lum bo'lishicha, chaqmoqning bir nechta turlari mavjud bo'lib, ularning eng keng tarqalgani chiziqli, tekis (bulut ichidagi) va globulyar (havo oqimlari). Chiziqli chaqmoq - bu bulut va er yuzasi o'rtasida, shoxlari pastga qaragan kanal bo'ylab uchqun chiqishi. Yassi chaqmoq momaqaldiroq buluti ichida sodir bo'ladi va tarqoq yorug'likning miltillashiga o'xshaydi. Momaqaldiroq bulutidan boshlangan to'p chaqmoqlarining havo oqimlari ko'pincha gorizontal ravishda yo'naltiriladi va er yuzasiga etib bormaydi.

Chaqmoq oqimi odatda uch yoki undan ortiq takroriy zaryadlardan iborat bo'ladi - bir xil yo'ldan boradigan impulslar. Ketma-ket impulslar orasidagi intervallar juda qisqa, 1/100 dan 1/10 s gacha (bu chaqmoqning miltillashiga olib keladi). Umuman olganda, chaqnash taxminan bir soniya yoki undan kamroq davom etadi. Odatda chaqmoqning rivojlanish jarayonini quyidagicha ta'riflash mumkin. Birinchidan, yuqoridan er yuzasiga zaif nurli zaryadsizlanish etakchisi yuguradi. U yetib borgach, teskari yoki asosiy oqim er yuzidan rahbar tomonidan qo'yilgan kanal bo'ylab o'tadi. Bo'shatish etakchisi, qoida tariqasida, zigzag shaklida harakat qiladi. Uning tarqalish tezligi sekundiga yuzdan bir necha yuz kilometrgacha. O'z yo'lida u havo molekulalarini ionlashtiradi va o'tkazuvchanligi yuqori bo'lgan kanal hosil qiladi, bu orqali teskari oqim etakchi zaryaddan yuz baravar yuqori tezlikda yuqoriga qarab harakatlanadi. Kanalning o'lchamini aniqlash qiyin, lekin etakchi oqimning diametri 1-10 m, teskari oqim esa bir necha santimetrga teng. Yashin razryadlari radio to'lqinlarini keng diapazonda - 30 kHz dan o'ta past chastotalargacha chiqarish orqali radio shovqinlarini yaratadi. Radio to'lqinlarining eng katta nurlanishi, ehtimol, 5 dan 10 kHz gacha. Bunday past chastotali radio shovqinlari ionosferaning pastki chegarasi va yer yuzasi orasidagi bo'shliqda "kontsentratsiyalangan" va manbadan minglab kilometr masofalarga tarqalishga qodir.
ATMOSFERADAGI O'ZGARISHLAR
Meteoritlar va meteoritlarning ta'siri. Ba'zida meteor yomg'irlari yorug'lik effektlari bilan chuqur taassurot qoldirishiga qaramasdan, alohida meteorlar kamdan-kam uchraydi. Ko'zga ko'rinmas meteorlar juda ko'p, ular atmosfera tomonidan yutib yuborilgan paytda ularni ko'rish uchun juda kichikdir. Eng kichik meteoritlarning ba'zilari, ehtimol, umuman qizib ketmaydi, lekin faqat atmosfera tomonidan ushlanadi. Hajmi bir necha millimetrdan millimetrning o'n mingdan bir qismigacha bo'lgan bu kichik zarralar mikrometeoritlar deb ataladi. Har kuni atmosferaga kiradigan meteorik moddalar miqdori 100 dan 10 000 tonnagacha, bu moddalarning aksariyati mikrometeoritlardir. Atmosferada meteorik moddalar qisman yonib ketganligi sababli uning gaz tarkibi turli xil kimyoviy elementlarning izlari bilan to'ldiriladi. Masalan, tosh meteoritlar atmosferaga litiy olib keladi. Metall meteorlarning yonishi mayda sharsimon temir, temir-nikel va boshqa tomchilarning hosil bo'lishiga olib keladi, ular atmosferadan o'tib, er yuzasiga yotqiziladi. Ularni Grenlandiya va Antarktidada topish mumkin, bu erda muz qatlamlari yillar davomida deyarli o'zgarmaydi. Okeanologlar ularni okean tubidagi cho'kindilarda topadilar. Atmosferaga kiradigan meteor zarralarining aksariyati taxminan 30 kun ichida to'planadi. Ba'zi olimlarning fikricha, bu kosmik chang yomg'ir kabi atmosfera hodisalarining shakllanishida muhim rol o'ynaydi, chunki u suv bug'ining kondensatsiyasining yadrolari bo'lib xizmat qiladi. Shuning uchun yog'ingarchilik statistik jihatdan katta meteor yomg'irlari bilan bog'liq deb taxmin qilinadi. Biroq, ba'zi ekspertlarning fikriga ko'ra, meteorik moddalarning umumiy miqdori hatto eng katta meteor yomg'iriga qaraganda o'nlab marta ko'p bo'lganligi sababli, bitta dush natijasida yuzaga keladigan ushbu materialning umumiy miqdorining o'zgarishini e'tiborsiz qoldirish mumkin. Biroq, eng katta mikrometeoritlar va, albatta, ko'rinadigan meteoritlar atmosferaning yuqori qatlamlarida, asosan, ionosferada uzoq ionlanish izlarini qoldirishiga shubha yo'q. Bunday izlardan uzoq masofali radioaloqa uchun foydalanish mumkin, chunki ular yuqori chastotali radioto'lqinlarni aks ettiradi. Atmosferaga kiradigan meteoritlarning energiyasi asosan va ehtimol to'liq uni isitishga sarflanadi. Bu atmosferaning issiqlik balansining kichik tarkibiy qismlaridan biridir.
Sanoat kelib chiqishi karbonat angidrid. Karbon davrida Yerda yog'ochli o'simliklar keng tarqalgan. O'sha paytda o'simliklar tomonidan so'rilgan karbonat angidridning katta qismi ko'mir konlarida va neft konlarida to'plangan. Odamlar bu foydali qazilmalarning katta zahiralaridan energiya manbai sifatida foydalanishni o'rgandilar va endi karbonat angidridni tezda moddalarning aylanishiga qaytarmoqdalar. Fotoalbom, ehtimol, taxminan. 4*10 13 tonna uglerod. O'tgan asrda insoniyat shu qadar ko'p qazilma yoqilg'isini yoqib yubordiki, taxminan 4 * 10 11 tonna uglerod yana atmosferaga kirdi. Hozirda taxminan mavjud. 2 * 10 12 tonna uglerod va keyingi yuz yil ichida bu ko'rsatkich qazib olinadigan yoqilg'ilarning yonishi tufayli ikki baravar oshishi mumkin. Biroq, barcha uglerod atmosferada qolmaydi: uning bir qismi okean suvlarida eriydi, bir qismi o'simliklar tomonidan so'riladi, bir qismi esa tog' jinslarining parchalanishi jarayonida bog'lanadi. Atmosferada karbonat angidrid gazi qancha bo‘lishini va u dunyo iqlimiga qanday ta’sir ko‘rsatishini hozircha taxmin qilishning iloji yo‘q. Shunga qaramay, uning tarkibidagi har qanday o'sish isinishga olib keladi, deb ishoniladi, garchi har qanday isish iqlimga sezilarli ta'sir ko'rsatishi shart emas. Atmosferadagi karbonat angidrid kontsentratsiyasi, o'lchovlar natijalariga ko'ra, sekin sur'atda bo'lsa ham, sezilarli darajada oshib bormoqda. Antarktidadagi Ross muz tokchasidagi Svalbard va Kichik Amerika stantsiyalari uchun iqlim ma'lumotlari taxminan 50 yil davomida o'rtacha yillik haroratning mos ravishda 5 ° va 2,5 ° C ga oshishini ko'rsatadi.
Kosmik nurlanishning ta'siri. Yuqori energiyali kosmik nurlar atmosferaning alohida komponentlari bilan o'zaro ta'sirlashganda radioaktiv izotoplar hosil bo'ladi. Ular orasida o'simlik va hayvon to'qimalarida to'plangan 14C uglerod izotopi alohida ajralib turadi. Atrof-muhit bilan uzoq vaqt davomida uglerod almashmagan organik moddalarning radioaktivligini o'lchash orqali ularning yoshini aniqlash mumkin. Radiokarbon usuli o'zini yoshi 50 ming yildan oshmaydigan qazilma organizmlar va moddiy madaniyat ob'ektlarini aniqlashning eng ishonchli usuli sifatida ko'rsatdi. Agar radioaktivlikning o'ta past darajasini o'lchashning asosiy muammosi hal etilsa, uzoq yarim umrga ega bo'lgan boshqa radioaktiv izotoplardan yuz minglab yillik materiallarni aniqlash uchun foydalanish mumkin.
(shuningdek qarang: RADIOKARBON TANISHISH).
YER ATMOSFERASINI KELIB KELISHI
Atmosferaning paydo bo'lish tarixi hali to'liq ishonchli tarzda tiklanmagan. Shunga qaramay, uning tarkibida ba'zi ehtimoliy o'zgarishlar aniqlangan. Atmosferaning shakllanishi Yer paydo bo'lgandan so'ng darhol boshlandi. Pra-Yerning evolyutsiyasi va uning zamonaviy o'lchamlari va massasiga yaqinlashishi jarayonida u o'zining asl atmosferasini deyarli butunlay yo'qotdi, deb ishonish uchun juda yaxshi sabablar mavjud. Dastlabki bosqichda Yer erigan holatda bo'lgan deb ishoniladi va taxminan. 4,5 milliard yil oldin u qattiq jismda shakllangan. Bu bosqich geologik xronologiyaning boshlanishi sifatida qabul qilinadi. O'sha paytdan boshlab atmosferaning sekin evolyutsiyasi sodir bo'ldi. Ba'zi geologik jarayonlar, masalan, vulqon otilishi paytida lava otilishi, Yerning ichaklaridan gazlarning chiqishi bilan birga bo'lgan. Ular, ehtimol, azot, ammiak, metan, suv bug'lari, karbon monoksit va karbonat angidridni o'z ichiga olgan. Quyoshning ultrabinafsha nurlanishi ta'sirida suv bug'lari vodorod va kislorodga ajraladi, ammo chiqarilgan kislorod karbonat angidridni hosil qilish uchun uglerod oksidi bilan reaksiyaga kirishdi. Ammiak azot va vodorodga parchalanadi. Diffuziya jarayonida vodorod ko'tarilib, atmosferani tark etdi, og'irroq azot esa tashqariga chiqa olmadi va asta-sekin to'planib, uning asosiy tarkibiy qismiga aylandi, garchi uning bir qismi kimyoviy reaktsiyalar paytida bog'langan bo'lsa ham. Ultrabinafsha nurlar va elektr razryadlari ta'sirida, ehtimol, Yerning asl atmosferasida mavjud bo'lgan gazlar aralashmasi kimyoviy reaktsiyalarga kirdi, buning natijasida organik moddalar, xususan, aminokislotalar hosil bo'ldi. Shunday qilib, hayot zamonaviy muhitdan tubdan farq qiladigan muhitda paydo bo'lishi mumkin. Ibtidoiy oʻsimliklar paydo boʻlishi bilan fotosintez jarayoni boshlandi (yana q. FOTOSINTEZ), erkin kislorodning chiqishi bilan birga. Bu gaz, ayniqsa atmosferaning yuqori qatlamlariga diffuziya qilingandan so'ng, uning pastki qatlamlari va Yer yuzasini hayot uchun xavfli ultrabinafsha va rentgen nurlanishidan himoya qila boshladi. Hisob-kitoblarga ko'ra, hozirgi kislorod hajmining 0,00004 qismi hozirgi ozon kontsentratsiyasining yarmiga ega bo'lgan qatlam hosil bo'lishiga olib kelishi mumkin, bu esa ultrabinafsha nurlardan juda muhim himoyani ta'minladi. Bundan tashqari, birlamchi atmosferada karbonat angidrid ko'p bo'lgan bo'lishi mumkin. U fotosintez jarayonida iste'mol qilingan va uning konsentratsiyasi o'simlik dunyosi rivojlanishi bilan, shuningdek, ba'zi geologik jarayonlarda so'rilishi tufayli kamaygan bo'lishi kerak. Issiqxona effekti atmosferada karbonat angidrid mavjudligi bilan bog'liq bo'lganligi sababli, ba'zi olimlar uning kontsentratsiyasining o'zgarishi Yer tarixidagi muzlik davri kabi keng ko'lamli iqlim o'zgarishlarining muhim sabablaridan biri deb hisoblashadi. Zamonaviy atmosferada mavjud bo'lgan geliy, ehtimol, asosan uran, toriy va radiyning radioaktiv parchalanishi mahsulotidir. Ushbu radioaktiv elementlar geliy atomlarining yadrolari bo'lgan alfa zarralarini chiqaradi. Radioaktiv parchalanish paytida hech qanday elektr zaryadi hosil bo'lmagani yoki yo'q qilinganligi sababli, har bir alfa zarrachasi uchun ikkita elektron mavjud. Natijada, u ular bilan birlashib, neytral geliy atomlarini hosil qiladi. Radioaktiv elementlar tog' jinslarining qalinligida tarqalgan minerallarda mavjud, shuning uchun radioaktiv parchalanish natijasida hosil bo'lgan geliyning katta qismi ularda saqlanadi va atmosferaga juda sekin uchadi. Geliyning ma'lum miqdori diffuziya tufayli ekzosferaga ko'tariladi, lekin yer yuzasidan doimiy oqim tufayli atmosferadagi bu gazning hajmi o'zgarmaydi. Yulduz nurlarining spektral tahlili va meteoritlarni o'rganish asosida koinotdagi turli xil kimyoviy elementlarning nisbiy ko'pligini taxmin qilish mumkin. Kosmosdagi neon kontsentratsiyasi Yerdagidan taxminan o'n milliard marta, kripton - o'n million marta va ksenon - million marta yuqori. Bundan kelib chiqadiki, dastlab Yer atmosferasida mavjud bo'lgan va kimyoviy reaktsiyalar jarayonida to'ldirilmagan bu inert gazlarning kontsentratsiyasi, ehtimol hatto Yerning asosiy atmosferasini yo'qotish bosqichida ham sezilarli darajada kamaydi. Istisno - bu inert gaz argon, chunki u hali ham kaliy izotopining radioaktiv parchalanishi jarayonida 40Ar izotopi shaklida hosil bo'ladi.
OPTIK HODISALAR
Atmosferadagi optik hodisalarning xilma-xilligi turli sabablarga ko'ra yuzaga keladi. Eng keng tarqalgan hodisalarga chaqmoq (yuqoriga qarang) va juda go'zal qutb qutblari va qutb nurlari kiradi (shuningdek, qarang). Bundan tashqari, kamalak, gal, parhelion (soxta quyosh) va yoylar, toj, halos va Brokkenning sharpalari, saroblar, Avliyo Elmo olovlari, yorqin bulutlar, yashil va alacakaranlık nurlari alohida qiziqish uyg'otadi. Kamalak - eng go'zal atmosfera hodisasi. Odatda bu quyosh osmonning faqat bir qismini yoritganda va havo, masalan, yomg'ir paytida, suv tomchilari bilan to'yinganida kuzatiladigan ko'p rangli chiziqlardan iborat ulkan archdir. Ko'p rangli yoylar spektr ketma-ketligida joylashgan (qizil, to'q sariq, sariq, yashil, ko'k, indigo, binafsha), lekin ranglar deyarli hech qachon sof bo'lmaydi, chunki chiziqlar bir-biriga yopishadi. Qoida tariqasida, kamalaklarning jismoniy xususiyatlari sezilarli darajada farq qiladi va shuning uchun ular tashqi ko'rinishida juda xilma-xildir. Ularning umumiy xususiyati shundaki, yoyning markazi doimo Quyoshdan kuzatuvchiga tortilgan to'g'ri chiziqda joylashgan. Asosiy kamalak eng ko'p tashkil topgan yoydir yorqin ranglar- tashqi tomondan qizil va binafsha - ichki tomondan. Ba'zan faqat bitta yoy ko'rinadi, lekin ko'pincha asosiy kamalakning tashqi tomonida ikkinchi darajali paydo bo'ladi. Birinchisi kabi yorqin ranglarga ega emas va undagi qizil va binafsha rangli chiziqlar o'rnini o'zgartiradi: qizil rang ichki tomonda joylashgan. Asosiy kamalakning shakllanishi ikki marta sinishi (shuningdek, OPTICSga qarang) va quyosh nurlarining yagona ichki aks etishi bilan izohlanadi (5-rasmga qarang). Bir tomchi suv (A) ichiga kirib, yorug'lik nuri prizmadan o'tgandagidek sinadi va parchalanadi. Keyin u tomchining qarama-qarshi yuzasiga etib boradi (B), undan aks etadi va tomchidan tashqariga chiqadi (C). Bunday holda, yorug'lik nuri, kuzatuvchiga etib borishdan oldin, ikkinchi marta sinadi. Boshlang'ich oq nur 2 ° ga ajralish burchagi bilan turli rangdagi nurlarga parchalanadi. Ikkilamchi kamalak hosil bo'lganda, quyosh nurlarining ikki marta sinishi va ikki marta aks etishi sodir bo'ladi (6-rasmga qarang). Bunday holda, yorug'lik sinadi, uning pastki qismi (A) orqali tomchi ichiga kiradi va undan aks etadi. ichki yuzasi avval B nuqtaga, so'ngra C nuqtaga tushadi. D nuqtada yorug'lik sinadi va tomchi kuzatuvchi tomon qoldiriladi.

Quyosh chiqishi va quyosh botishida kuzatuvchi kamalakning o'qi ufqqa parallel bo'lganligi sababli, kamalakni yarim doiraga teng yoy shaklida ko'radi. Agar Quyosh ufqdan balandroq bo'lsa, kamalak yoyi yarim doiradan kamroq. Quyosh ufqdan 42 ° dan yuqoriga ko'tarilganda, kamalak yo'qoladi. Hamma joyda, yuqori kengliklardan tashqari, quyosh juda baland bo'lganda, peshin vaqtida kamalak paydo bo'lishi mumkin emas. Kamalakgacha bo'lgan masofani taxmin qilish qiziq. Ko'p rangli yoy bir xil tekislikda joylashganga o'xshasa-da, bu illyuziya. Aslida, kamalak juda katta chuqurlikka ega va uni ichi bo'sh konusning yuzasi sifatida tasvirlash mumkin, uning tepasida kuzatuvchi joylashgan. Konusning o'qi Quyoshni, kuzatuvchini va kamalakning markazini bog'laydi. Kuzatuvchi xuddi shu konusning yuzasi bo'ylab qaraydi. Ikki kishi hech qachon bir xil kamalakni ko'ra olmaydi. Albatta, umuman olganda, bir xil ta'sirni kuzatish mumkin, lekin ikkita kamalak har xil holatda va turli xil suv tomchilari tomonidan hosil bo'ladi. Yomg'ir yoki tuman kamalakni hosil qilganda, to'liq optik effekt kamalak konusining sirtini kesib o'tgan barcha suv tomchilarining cho'qqidagi kuzatuvchi bilan birgalikda ta'siri orqali erishiladi. Har bir tomchining roli o'tkinchidir. Kamalak konusining yuzasi bir necha qatlamlardan iborat. Ularni tezda kesib o'tib, bir qator muhim nuqtalardan o'tib, har bir tomchi quyosh nurini bir zumda butun spektrga qat'iy belgilangan ketma-ketlikda - qizildan binafsha ranggacha parchalaydi. Ko'p tomchilar konusning sirtini xuddi shu tarzda kesib o'tadi, shuning uchun kamalak kuzatuvchiga uning yoyi bo'ylab ham, bo'ylab ham uzluksiz ko'rinadi. Halo - Quyosh yoki Oy diskining atrofida oq yoki nurli yorug'lik yoylari va doiralari. Ular atmosferadagi muz yoki qor kristallari tomonidan yorug'likning sinishi yoki aks etishi natijasida paydo bo'ladi. Haloni tashkil etuvchi kristallar o'qi kuzatuvchidan (konusning tepasidan) Quyoshga yo'naltirilgan xayoliy konusning yuzasida joylashgan. Muayyan sharoitlarda atmosfera kichik kristallar bilan to'yingan bo'lib, ularning ko'p yuzlari Quyosh, kuzatuvchi va bu kristallar orqali o'tadigan tekislik bilan to'g'ri burchak hosil qiladi. Bunday qirralar kiruvchi yorug'lik nurlarini 22 ° og'ish bilan aks ettiradi, ichkarida qizg'ish rangli halo hosil qiladi, lekin u spektrning barcha ranglaridan ham iborat bo'lishi mumkin. Kamroq tarqalgani - burchak radiusi 46 ° bo'lgan, 22 graduslik halo atrofida konsentrik joylashgan. Uning ichki tomoni ham qizg'ish rangga ega. Buning sababi ham yorug'likning sinishi bo'lib, bu holda to'g'ri burchaklarni hosil qiluvchi kristall yuzlarida sodir bo'ladi. Bunday haloning halqa kengligi 2,5 ° dan oshadi. 46 daraja va 22 daraja halolar halqaning yuqori va pastki qismida eng yorqin bo'ladi. Noyob 90 graduslik halo - bu zaif nurli, deyarli rangsiz halqa bo'lib, boshqa ikkita halo bilan umumiy markazga ega. Agar rangli bo'lsa, u halqaning tashqi tomonida qizil rangga ega. Ushbu turdagi haloning paydo bo'lish mexanizmi to'liq aniqlanmagan (7-rasm).

Parheliya va yoylar. Parhelik doira (yoki soxta quyoshlar doirasi) - zenit nuqtasida joylashgan, ufqqa parallel ravishda Quyosh orqali o'tadigan oq halqa. Uning paydo bo'lishining sababi quyosh nurlarining muz kristallari sirtlarining chekkalaridan aks etishidir. Agar kristallar havoda etarlicha teng taqsimlangan bo'lsa, to'liq doira ko'rinadi. Parheliya yoki soxta quyoshlar - bu Quyoshga o'xshash yorqin nurli dog'lar bo'lib, ular parhellik doiraning halo bilan kesishgan nuqtalarida hosil bo'lib, burchak radiuslari 22 °, 46 ° va 90 ° dir. Eng tez-tez va yorqin parhelion 22 graduslik halo bilan kesishgan joyda shakllanadi, odatda kamalakning deyarli har bir rangida ranglanadi. 46 va 90 graduslik halosli chorrahalarda soxta quyoshlar kamroq kuzatiladi. 90 graduslik halolar bilan kesishgan joylarda paydo bo'ladigan parheliyalar paranteliya yoki soxta qarama-qarshiliklar deb ataladi. Ba'zida antelium (qarshi quyosh) ham ko'rinadi - quyoshga to'liq qarama-qarshi bo'lgan parhelion halqasida joylashgan yorqin nuqta. Ushbu hodisaning sababi quyosh nurining ikki marta ichki aks etishi deb taxmin qilinadi. Yoritilgan nur tushayotgan nur bilan bir xil yo'ldan boradi, lekin teskari yo'nalishda. Ba'zan noto'g'ri 46 graduslik haloning yuqori tangens yoyi deb ataladigan sirkumzenit yoyi zenit nuqtasida 90 ° yoki undan kamroq markazlashtirilgan va Quyoshdan taxminan 46 ° yuqorida joylashgan yoydir. U kamdan-kam ko'rinadi va bir necha daqiqa davomida yorqin ranglarga ega va qizil rang kamonning tashqi tomoni bilan chegaralanadi. Sirkumzenit yoyi o'zining rang-barangligi, yorqinligi va aniq konturlari bilan ajralib turadi. Halo turining yana bir qiziq va juda kam uchraydigan optik effekti Lovitz yoyidir. Ular parheliyaning davomi sifatida 22 graduslik halo bilan kesishgan joyda paydo bo'ladi, haloning tashqi tomonidan o'tadi va Quyosh tomon bir oz konkav bo'ladi. Oq rangli yorug'lik ustunlari, shuningdek, turli xil xochlar, ba'zan tongda yoki kechqurun, ayniqsa qutbli hududlarda ko'rinadi va Quyosh va Oyga hamroh bo'lishi mumkin. Ba'zida oy halolari va yuqorida tavsiflanganlarga o'xshash boshqa effektlar kuzatiladi, eng keng tarqalgan oy halosi (Oy atrofidagi halqa) 22 ° burchak radiusiga ega. Soxta quyosh kabi, soxta oylar ham paydo bo'lishi mumkin. Tojlar yoki tojlar - bu quyosh, Oy yoki boshqa yorqin ob'ektlar atrofidagi kichik konsentrik rangli halqalar bo'lib, vaqti-vaqti bilan yorug'lik manbai shaffof bulutlar orqasida bo'lganda kuzatiladi. Korona radiusi halo radiusidan kichikroq va taxminan. 1-5 °, ko'k yoki binafsha rangli halqa Quyoshga eng yaqin. Toj bulutni tashkil etuvchi kichik suv tomchilari tomonidan yorug'lik tarqalishida hosil bo'ladi. Ba'zan toj Quyoshni (yoki Oyni) o'rab turgan yorqin nuqta (yoki halo) kabi ko'rinadi, u qizg'ish halqa bilan tugaydi. Boshqa hollarda, halodan tashqarida juda zaif rangli, kattaroq diametrli kamida ikkita konsentrik halqa ko'rinadi. Bu hodisa iridescent bulutlar bilan birga keladi. Ba'zan juda baland bulutlarning qirralari yorqin ranglarda bo'yalgan.
Gloriya (halos). Maxsus sharoitlarda g'ayrioddiy atmosfera hodisalari sodir bo'ladi. Agar Quyosh kuzatuvchining orqasida bo'lsa va uning soyasi yaqin atrofdagi bulutlarga yoki tuman pardasiga yo'naltirilsa, odamning boshi soyasi atrofidagi atmosferaning ma'lum bir holatida siz rangli yorug'lik doirasini - haloni ko'rishingiz mumkin. Odatda bunday halo o'tli maysazorda shudring tomchilari tomonidan yorug'likning aks etishi tufayli hosil bo'ladi. Gloriyalar, shuningdek, samolyot ostidagi bulutlarga tushadigan soya atrofida ham juda keng tarqalgan.
Brocken arvohlari. Er sharining ba'zi hududlarida, tepalikdagi kuzatuvchining soyasi quyosh chiqishi yoki botishida uning orqasidan qisqa masofada joylashgan bulutlarga tushganda, ajoyib ta'sir namoyon bo'ladi: soya ulkan o'lchamlarga ega bo'ladi. Bu tumandagi eng kichik suv tomchilari tomonidan yorug'likning aks etishi va sinishi bilan bog'liq. Ta'riflangan hodisa Germaniyadagi Harz tog'lari cho'qqisidan keyin "Brokenning sharpasi" deb ataladi.
Saroblar- turli zichlikdagi havo qatlamlaridan o'tayotganda yorug'likning sinishi natijasida yuzaga keladigan va virtual tasvirning ko'rinishida ifodalangan optik effekt. Bunday holda, uzoqdagi ob'ektlar o'zlarining haqiqiy holatiga nisbatan ko'tarilishi yoki tushirilishi, shuningdek, buzilishi va tartibsiz, fantastik shakllarga ega bo'lishi mumkin. Mirajlar ko'pincha issiq iqlim sharoitida, masalan, qumli tekisliklarda kuzatiladi. Pastki saroblar uzoq, deyarli tekis cho'l yuzasi ochiq suv ko'rinishini olganida, ayniqsa biroz balandlikdan yoki shunchaki isitiladigan havo qatlamidan ko'rilganda keng tarqalgan. Shunga o'xshash illyuziya odatda isitiladigan asfaltlangan yo'lda sodir bo'ladi, u uzoqda joylashgan suv yuzasiga o'xshaydi. Aslida, bu sirt osmonning aksidir. Ko'z darajasidan pastda, bu "suvda" odatda teskari narsalar paydo bo'lishi mumkin. Isitilgan quruqlik yuzasida "havo puflash keki" hosil bo'ladi va erga eng yaqin qatlam eng qiziydi va shunchalik kam uchraydiki, u orqali o'tadigan yorug'lik to'lqinlari buziladi, chunki ularning tarqalish tezligi muhitning zichligiga qarab o'zgaradi. Yuqori saroblar pastki saroblarga qaraganda kamroq tarqalgan va ko'proq manzarali. Osmonda uzoqdagi ob'ektlar (ko'pincha dengiz gorizonti ostida) teskari ko'rinadi va ba'zida xuddi shu ob'ektning bevosita tasviri ham yuqorida paydo bo'ladi. Bu hodisa sovuq hududlar uchun xosdir, ayniqsa haroratning sezilarli inversiyasi bo'lsa, havoning issiq qatlami sovuqroq qatlam ustida bo'lsa. Ushbu optik effekt yorug'lik to'lqinlarining old qismining zichligi bir xil bo'lmagan havo qatlamlarida tarqalishining murakkab naqshlari natijasida namoyon bo'ladi. Vaqti-vaqti bilan, ayniqsa qutbli hududlarda juda noodatiy saroblar sodir bo'ladi. Quruqlikda saroblar sodir bo'lganda, daraxtlar va boshqa landshaft komponentlari teskari bo'ladi. Barcha holatlarda, yuqori saroblardagi ob'ektlar pastki qismga qaraganda aniqroq ko'rinadi. Ikki havo massasining chegarasi vertikal tekislik bo'lsa, ba'zida yon saroblar kuzatiladi.
Aziz Elmo olovi. Atmosferadagi ba'zi optik hodisalar (masalan, porlash va eng keng tarqalgan meteorologik hodisa - chaqmoq) elektr tabiatiga ega. Muqaddas Elmo yong'inlari kamroq tarqalgan - uzunligi 30 sm dan 1 m gacha yoki undan ko'p bo'lgan yorqin och ko'k yoki binafsha cho'tkalar, odatda ustunlarning tepalarida yoki dengizdagi kemalar hovlilarining uchlarida. Ba'zida kemaning butun armaturasi fosfor bilan qoplangan va porlab turganga o'xshaydi. Sankt-Elmo yong'inlari ba'zan tog 'cho'qqilarida, shuningdek, baland binolarning shinalar va o'tkir burchaklarida paydo bo'ladi. Bu hodisa elektr o'tkazgichlarning uchlarida cho'tkasi bo'lgan elektr razryadlari bo'lib, ular atrofidagi atmosferada elektr maydon kuchi sezilarli darajada oshganda. Will-o'-the-wisps - bu ba'zan botqoqlarda, qabristonlarda va kriptlarda ko'rinadigan zaif mavimsi yoki yashil rangdagi porlash. Ular ko'pincha erdan taxminan 30 sm balandlikda ko'tarilgan, bir lahzaga ob'ekt ustida turuvchi tinchgina yonayotgan, isitilmaydigan, sham alangasi sifatida namoyon bo'ladi. Yorug'lik butunlay tushunarsiz bo'lib tuyuladi va kuzatuvchi yaqinlashganda, u boshqa joyga ko'chib o'tadi. Ushbu hodisaning sababi organik qoldiqlarning parchalanishi va botqoq gazi metan (CH4) yoki fosfin (PH3) ning o'z-o'zidan yonishi. Sayohat chiroqlari bor turli shakl ba'zan hatto sharsimon bo'ladi. Yashil nur - Quyoshning so'nggi nurlari ufq ostida yo'qolgan paytda zumrad yashil quyosh nurining chaqnashi. Quyosh nurining qizil komponenti birinchi bo'lib yo'qoladi, qolganlari tartibda, zumrad yashil rang esa oxirgi bo'lib qoladi. Bu hodisa faqat quyosh diskining eng chekkasi ufqdan yuqorida qolganda sodir bo'ladi, aks holda ranglar aralashmasi mavjud. Krepuskulyar nurlar - bu quyosh nurlarining ajralib turadigan nurlari bo'lib, ular yuqori atmosferada changni yoritganda ko'rinadi. Bulutlarning soyalari qorong'u chiziqlar hosil qiladi va ular orasida nurlar tarqaladi. Bu ta'sir quyosh tong otguncha yoki quyosh botgandan keyin ufqda past bo'lganda kuzatiladi.