Din câte straturi este formată atmosfera? Atmosfera Pământului: istoria aspectului și structurii. Rolul ecologic și geologic al proceselor atmosferice

Compoziția atmosferei.Învelișul de aer al planetei noastre - atmosfera protejează suprafața pământului de efectele nocive ale radiațiilor ultraviolete de la Soare asupra organismelor vii. De asemenea, protejează Pământul de particulele cosmice - praf și meteoriți.

Atmosfera este formată dintr-un amestec mecanic de gaze: 78% din volumul său este azot, 21% oxigen și mai puțin de 1% este heliu, argon, cripton și alte gaze inerte. Cantitatea de oxigen și azot din aer este practic neschimbată, deoarece azotul aproape că nu se combină cu alte substanțe, iar oxigenul, care, deși este foarte activ și cheltuit pentru respirație, oxidare și ardere, este reîncărcat constant de plante.

Până la o altitudine de aproximativ 100 km, procentul acestor gaze rămâne practic neschimbat. Acest lucru se datorează faptului că aerul este amestecat în mod constant.

Pe lângă gazele menționate, atmosfera conține circa 0,03% dioxid de carbon, care de obicei este concentrat în apropierea suprafeței pământului și este distribuit neuniform: în orașe, centre industriale și zone de activitate vulcanică, cantitatea acestuia crește.

Există întotdeauna o anumită cantitate de impurități în atmosferă - vapori de apă și praf. Conținutul de vapori de apă depinde de temperatura aerului: cu cât temperatura este mai mare, cu atât aerul poate reține mai mulți vapori. Datorită prezenței apei vaporoase în aer, sunt posibile fenomene atmosferice precum curcubeele, refracția luminii solare etc.

Praful intră în atmosferă în timpul erupțiilor vulcanice, furtunilor de nisip și praf, în timpul arderii incomplete a combustibilului la centralele termice etc.

Structura atmosferei. Densitatea atmosferei se modifică odată cu altitudinea: este cea mai mare la suprafața Pământului și scade pe măsură ce se ridică. Astfel, la o altitudine de 5,5 km, densitatea atmosferei este de 2 ori, iar la o altitudine de 11 km, este de 4 ori mai mică decât în ​​stratul de suprafață.

În funcție de densitatea, compoziția și proprietățile gazelor, atmosfera este împărțită în cinci straturi concentrice (Fig. 34).

Orez. 34. Secțiunea verticală a atmosferei (stratificarea atmosferei)

1. Stratul inferior se numește troposfera. Limita sa superioară trece la o altitudine de 8-10 km la poli și 16-18 km la ecuator. Troposfera conține până la 80% din masa totală a atmosferei și aproape toți vaporii de apă.

Temperatura aerului din troposferă scade odată cu înălțimea cu 0,6 °C la fiecare 100 m și la limita sa superioară este de -45-55 °C.

Aerul din troposferă este amestecat constant și se mișcă în direcții diferite. Doar aici se observă cețe, ploi, ninsori, furtuni, furtuni și alte fenomene meteorologice.

2. Situat deasupra stratosferă, care se întinde până la o altitudine de 50-55 km. Densitatea și presiunea aerului în stratosferă sunt neglijabile. Aerul subțire este format din aceleași gaze ca și în troposferă, dar conține mai mult ozon. Cea mai mare concentrație de ozon se observă la o altitudine de 15-30 km. Temperatura din stratosferă crește odată cu altitudinea și la limita sa superioară atinge 0 °C și mai mult. Acest lucru se datorează faptului că ozonul absoarbe energia undelor scurte de la soare, determinând încălzirea aerului.

3. Se află deasupra stratosferei mezosferă, extinzându-se la o altitudine de 80 km. Acolo temperatura scade din nou și ajunge la -90 °C. Densitatea aerului acolo este de 200 de ori mai mică decât la suprafața Pământului.

4. Deasupra mezosferei se află termosferă(de la 80 la 800 km). Temperatura din acest strat crește: la o altitudine de 150 km până la 220 °C; la o altitudine de 600 km până la 1500 °C. Gazele atmosferice (azot și oxigen) sunt în stare ionizată. Sub influența radiației solare cu unde scurte, electronii individuali sunt separați de învelișurile atomilor. Ca rezultat, în acest strat - ionosferă apar straturi de particule încărcate. Stratul lor cel mai dens este situat la o altitudine de 300-400 km. Datorită densității scăzute, razele soarelui nu sunt împrăștiate acolo, așa că cerul este negru, stelele și planetele strălucesc puternic pe el.

În ionosferă există lumini polare, Se formează curenți electrici puternici care provoacă perturbări în câmpul magnetic al Pământului.

5. Peste 800 km este învelișul exterior - exosfera. Viteza de mișcare a particulelor individuale în exosferă se apropie de critică - 11,2 mm/s, astfel încât particulele individuale pot depăși gravitația și pot scăpa în spațiul cosmic.

Sensul atmosferei. Rolul atmosferei în viața planetei noastre este extrem de mare. Fără ea, Pământul ar fi mort. Atmosfera protejează suprafața Pământului de încălzirea și răcirea extremă. Efectul său poate fi asemănat cu rolul sticlei în sere: permiterea trecerii razelor solare și prevenirea pierderilor de căldură.

Atmosfera protejează organismele vii de radiațiile de unde scurte și corpusculare de la Soare. Atmosfera este mediul în care apar fenomene meteorologice, cu care este asociată toată activitatea umană. Studiul acestei cochilii se realizează la stațiile meteorologice. Zi și noapte, în orice vreme, meteorologii monitorizează starea stratului inferior al atmosferei. De patru ori pe zi, iar la multe stații pe oră, se măsoară temperatura, presiunea, umiditatea aerului, notează înnorabilitatea, direcția și viteza vântului, cantitatea de precipitații, fenomenele electrice și sonore din atmosferă. Stațiile meteorologice sunt amplasate peste tot: în Antarctica și în pădurile tropicale, pe munții înalți și în întinderi vaste de tundra. De asemenea, se efectuează observații asupra oceanelor de pe nave special construite.

Din anii 30. secolul XX observaţiile au început în atmosfera liberă. Au început să lanseze radiosonde care se ridică la o înălțime de 25-35 km și, folosind echipamente radio, transmit pe Pământ informații despre temperatură, presiune, umiditatea aerului și viteza vântului. În zilele noastre, rachetele meteorologice și sateliții sunt de asemenea folosiți pe scară largă. Acestea din urmă au instalații de televiziune care transmit imagini ale suprafeței pământului și norilor.

| |
5. Învelișul de aer al pământului§ 31. Încălzirea atmosferei

Planeta albastra...

Acest subiect ar fi trebuit să fie unul dintre primele apărute pe site. La urma urmei, elicopterele sunt aeronave atmosferice. Atmosfera Pământului– habitatul lor, ca să spunem așa:-). A proprietățile fizice ale aerului Tocmai asta determină calitatea acestui habitat :-). Adică acesta este unul dintre elementele de bază. Și ei scriu întotdeauna despre bază mai întâi. Dar mi-am dat seama de asta abia acum. Totuși, după cum știți, este mai bine mai târziu decât niciodată... Să ne referim la această problemă, fără a intra în buruieni și complicații inutile :-).

Asa de… Atmosfera Pământului. Aceasta este învelișul gazos al planetei noastre albastre. Toată lumea știe acest nume. De ce albastru? Pur și simplu pentru că componenta „albastru” (precum și albastru și violet) a luminii solare (spectrul) este cel mai bine împrăștiată în atmosferă, colorându-l astfel albăstrui-albăstrui, uneori cu o nuanță de violet (într-o zi însorită, desigur :-)) .

Compoziția atmosferei Pământului.

Compoziția atmosferei este destul de largă. Nu voi enumera toate componentele din text, există o ilustrare bună pentru aceasta. Compoziția tuturor acestor gaze este aproape constantă, cu excepția dioxidului de carbon (CO 2 ). În plus, atmosfera conține în mod necesar apă sub formă de vapori, picături în suspensie sau cristale de gheață. Cantitatea de apă nu este constantă și depinde de temperatură și, într-o măsură mai mică, de presiunea aerului. În plus, atmosfera Pământului (în special cea actuală) conține o anumită cantitate de, aș spune, „tot felul de lucruri urâte” :-). Acestea sunt SO 2, NH 3, CO, HCl, NO, în plus există vapori de mercur Hg. Adevărat, toate acestea sunt acolo în cantități mici, slavă Domnului :-).

Atmosfera Pământului Se obișnuiește să-l împarți în mai multe zone succesive în înălțime deasupra suprafeței.

Prima, cea mai apropiată de pământ, este troposfera. Acesta este cel mai de jos și, ca să spunem așa, stratul principal pentru activitățile de viață de diferite tipuri. Conține 80% din masa întregului aer atmosferic (deși în volum este doar aproximativ 1% din întreaga atmosferă) și aproximativ 90% din toată apa atmosferică. Cea mai mare parte a vântului, norilor, ploii și zăpezii 🙂 provin de acolo. Troposfera se extinde la altitudini de aproximativ 18 km la latitudini tropicale și până la 10 km la latitudini polare. Temperatura aerului din acesta scade odată cu creșterea înălțimii cu aproximativ 0,65º la fiecare 100 m.

Zonele atmosferice.

Zona a doua - stratosfera. Trebuie spus că între troposferă și stratosferă există o altă zonă îngustă - tropopauza. Oprește scăderea temperaturii odată cu înălțimea. Tropopauza are o grosime medie de 1,5-2 km, dar limitele sale sunt neclare, iar troposfera se suprapune adesea cu stratosfera.

Deci stratosfera are o înălțime medie de 12 km până la 50 km. Temperatura din el rămâne neschimbată până la 25 km (aproximativ -57ºС), apoi undeva până la 40 km se ridică la aproximativ 0ºС și apoi rămâne neschimbată până la 50 km. Stratosfera este o parte relativ calmă a atmosferei pământului. Practic nu există condiții meteorologice nefavorabile în el. În stratosferă se află celebrul strat de ozon la altitudini de la 15-20 km până la 55-60 km.

Acesta este urmat de un mic strat limită, stratopauza, în care temperatura rămâne în jurul valorii de 0ºC, iar apoi zona următoare este mezosfera. Se extinde la altitudini de 80-90 km, iar în el temperatura scade la aproximativ 80ºC. În mezosferă, de obicei devin vizibili meteoriți mici, care încep să strălucească în ea și să ard acolo sus.

Următorul interval îngust este mezopauza și dincolo de ea zona termosferei. Înălțimea sa este de până la 700-800 km. Aici temperatura începe să crească din nou și la altitudini de aproximativ 300 km pot atinge valori de ordinul a 1200ºС. Apoi rămâne constantă. În interiorul termosferei, până la o altitudine de aproximativ 400 km, se află ionosfera. Aici aerul este puternic ionizat din cauza expunerii la radiația solară și are o conductivitate electrică ridicată.

Următoarea și, în general, ultima zonă este exosfera. Aceasta este așa-numita zonă de împrăștiere. Aici, există în principal hidrogen și heliu foarte rarefiat (cu o predominanță a hidrogenului). La altitudini de aproximativ 3000 km, exosfera trece în vidul spațial apropiat.

Ceva de genul. De ce aproximativ? Pentru că aceste straturi sunt destul de convenționale. Sunt posibile diferite modificări ale altitudinii, compoziției gazelor, apei, temperaturii, ionizării și așa mai departe. În plus, există mult mai mulți termeni care definesc structura și starea atmosferei pământului.

De exemplu, homosferă și heterosferă. În primul, gazele atmosferice sunt bine amestecate și compoziția lor este destul de omogenă. Al doilea este situat deasupra primului și practic nu există o astfel de amestecare acolo. Gazele din el sunt separate prin gravitație. Limita dintre aceste straturi este situată la o altitudine de 120 km și se numește turbopauză.

Să terminăm cu termenii, dar cu siguranță voi adăuga că este convențional acceptat că limita atmosferei este situată la o altitudine de 100 km deasupra nivelului mării. Această graniță se numește Linia Karman.

Voi adăuga încă două imagini pentru a ilustra structura atmosferei. Prima, insa, este in germana, dar este completa si destul de usor de inteles :-). Poate fi mărită și văzută clar. Al doilea arată schimbarea temperaturii atmosferice cu altitudinea.

Structura atmosferei Pământului.

Temperatura aerului se modifică odată cu altitudinea.

Navele spațiale orbitale moderne cu echipaj zboară la altitudini de aproximativ 300-400 km. Totuși, aceasta nu mai este aviație, deși zona, desigur, este strâns legată într-un anume sens și despre asta cu siguranță vom vorbi mai târziu :-).

Zona de aviație este troposfera. Avioanele moderne atmosferice pot zbura și în straturile inferioare ale stratosferei. De exemplu, plafonul practic al MIG-25RB este de 23.000 m.

Zbor în stratosferă.

Și exact proprietățile fizice ale aerului Troposfera determină cum va fi zborul, cât de eficient va fi sistemul de control al aeronavei, cum îl vor afecta turbulențele din atmosferă și modul în care vor funcționa motoarele.

Prima proprietate principală este temperatura aerului. În dinamica gazelor, acesta poate fi determinat pe scara Celsius sau pe scara Kelvin.

Temperatura t 1 la o înălțime dată N pe scara Celsius este determinată de:

t1 = t - 6,5N, Unde t– temperatura aerului în apropierea solului.

Temperatura pe scara Kelvin se numește temperatura absolută, zero pe această scară este zero absolut. La zero absolut, mișcarea termică a moleculelor se oprește. Zero absolut pe scara Kelvin corespunde cu -273º pe scara Celsius.

În consecință, temperatura T la inaltime N pe scara Kelvin este determinată de:

T = 273K + t-6,5H

Presiunea aerului. Presiunea atmosferică se măsoară în pascali (N/m2), în vechiul sistem de măsurare în atmosfere (atm.). Există, de asemenea, presiunea barometrică. Aceasta este presiunea măsurată în milimetri de mercur folosind un barometru cu mercur. Presiunea barometrică (presiune la nivelul mării) egală cu 760 mmHg. Artă. numit standard. La fizica 1 atm. exact egal cu 760 mm Hg.

Densitatea aerului. În aerodinamică, conceptul cel mai des folosit este densitatea masei aerului. Aceasta este masa de aer în 1 m3 de volum. Densitatea aerului se modifică odată cu altitudinea, aerul devine mai rarefiat.

Umiditatea aerului. Afișează cantitatea de apă din aer. Există un concept" umiditate relativă" Acesta este raportul dintre masa vaporilor de apă și maximul posibil la o anumită temperatură. Conceptul de 0%, adică atunci când aerul este complet uscat, poate exista, în general, doar în laborator. Pe de altă parte, 100% umiditate este destul de posibilă. Aceasta înseamnă că aerul a absorbit toată apa pe care ar putea-o absorbi. Ceva de genul unui „burete complet”. Umiditatea relativă ridicată reduce densitatea aerului, în timp ce umiditatea relativă scăzută o crește.

Datorită faptului că zborurile cu aeronave au loc în condiții atmosferice diferite, parametrii lor de zbor și aerodinamici în același mod de zbor pot fi diferiți. Prin urmare, pentru a estima corect acești parametri, am introdus Atmosferă standard internațională (ISA). Arată schimbarea stării aerului odată cu creșterea altitudinii.

Parametrii de bază ai condiției aerului la umiditate zero sunt luați după cum urmează:

presiunea P = 760 mm Hg. Artă. (101,3 kPa);

temperatura t = +15°C (288 K);

densitatea masei ρ = ​​1,225 kg/m 3 ;

Pentru ISA se acceptă (cum s-a menționat mai sus :-)) că temperatura scade în troposferă cu 0,65º la fiecare 100 de metri de altitudine.

Atmosferă standard (de exemplu până la 10.000 m).

Tabelele MSA sunt folosite pentru calibrarea instrumentelor, precum și pentru calcule de navigație și inginerie.

Proprietățile fizice ale aerului include, de asemenea, concepte precum inerția, vâscozitatea și compresibilitatea.

Inerția este o proprietate a aerului care îi caracterizează capacitatea de a rezista modificărilor stării sale de repaus sau mișcării liniare uniforme. . O măsură a inerției este densitatea masei aerului. Cu cât este mai mare, cu atât este mai mare forța de inerție și rezistență a mediului atunci când aeronava se deplasează în el.

Viscozitate Determină rezistența la frecarea aerului atunci când aeronava este în mișcare.

Compresibilitatea determină modificarea densității aerului cu modificările presiunii. La viteze mici ale aeronavei (până la 450 km/h), nu există nicio modificare a presiunii atunci când fluxul de aer curge în jurul acesteia, dar la viteze mari începe să apară efectul de compresibilitate. Influența sa este vizibilă mai ales la viteze supersonice. Aceasta este o zonă separată de aerodinamică și un subiect pentru un articol separat :-).

Ei bine, asta pare a fi tot deocamdata... E timpul sa terminam aceasta enumerare usor plictisitoare, care insa nu poate fi evitata :-). Atmosfera Pământului, parametrii săi, proprietățile fizice ale aerului sunt la fel de importanți pentru aeronavă ca și parametrii dispozitivului în sine și nu pot fi ignorați.

Pa, până la următoarele întâlniri și subiecte mai interesante :)...

P.S. Pentru desert, vă sugerez să urmăriți un videoclip filmat din cabina unui MIG-25PU geamăn în timpul zborului său în stratosferă. Se pare că a fost filmat de un turist care are bani pentru astfel de zboruri :-). În mare parte, totul a fost filmat prin parbriz. Atentie la culoarea cerului...

Lumea din jurul nostru este formată din trei părți foarte diferite: pământ, apă și aer. Fiecare dintre ele este unică și interesantă în felul său. Acum vom vorbi doar despre ultimul dintre ei. Ce este atmosfera? Cum a apărut? În ce constă și în ce părți este împărțit? Toate aceste întrebări sunt extrem de interesante.

Numele „atmosferă” în sine este format din două cuvinte de origine greacă, traduse în rusă, înseamnă „abur” și „minge”. Și dacă te uiți la definiția exactă, poți citi următoarele: „Atmosfera este învelișul de aer al planetei Pământ, care se grăbește împreună cu ea în spațiul cosmic”. S-a dezvoltat în paralel cu procesele geologice și geochimice care au avut loc pe planetă. Și astăzi toate procesele care au loc în organismele vii depind de el. Fără atmosferă, planeta ar deveni un deșert fără viață, precum Luna.

În ce constă?

Întrebarea care este atmosfera și ce elemente sunt incluse în ea îi interesează pe oameni de multă vreme. Componentele principale ale acestei cochilii erau deja cunoscute în 1774. Au fost instalate de Antoine Lavoisier. El a descoperit că compoziția atmosferei era compusă în mare parte din azot și oxigen. De-a lungul timpului, componentele sale au fost rafinate. Și acum se știe că conține multe alte gaze, precum și apă și praf.

Să aruncăm o privire mai atentă la ceea ce alcătuiește atmosfera Pământului lângă suprafața sa. Cel mai comun gaz este azotul. Conține puțin mai mult de 78 la sută. Dar, în ciuda unei cantități atât de mari, azotul este practic inactiv în aer.

Următorul element cantitativ și foarte important ca importanță este oxigenul. Acest gaz conține aproape 21% și prezintă o activitate foarte mare. Funcția sa specifică este de a oxida materia organică moartă, care se descompune în urma acestei reacții.

Gaze scăzute, dar importante

Al treilea gaz care face parte din atmosferă este argonul. Este puțin mai puțin de unu la sută. După el vine dioxid de carbon cu neon, heliu cu metan, cripton cu hidrogen, xenon, ozon și chiar amoniac. Dar sunt atât de puține, încât procentul acestor componente este egal cu sutimi, miimi și milionimi. Dintre acestea, doar dioxidul de carbon joacă un rol semnificativ, deoarece este materialul de construcție de care plantele au nevoie pentru fotosinteză. Cealaltă funcție importantă a acesteia este de a bloca radiațiile și de a absorbi o parte din căldura soarelui.

Un alt gaz mic, dar important, ozonul există pentru a capta radiațiile ultraviolete care provin de la Soare. Datorită acestei proprietăți, toată viața de pe planetă este protejată în mod fiabil. Pe de altă parte, ozonul afectează temperatura stratosferei. Datorită faptului că absoarbe această radiație, aerul se încălzește.

Constanța compoziției cantitative a atmosferei este menținută prin amestecare non-stop. Straturile sale se deplasează atât pe orizontală, cât și pe verticală. Prin urmare, oriunde pe glob există suficient oxigen și nu există exces de dioxid de carbon.

Ce altceva este în aer?

Trebuie remarcat faptul că aburul și praful pot fi găsite în spațiul aerian. Acestea din urmă sunt formate din polen și particule de sol în oraș, acestea sunt unite de impurități de emisii solide din gazele de eșapament.

Dar este multă apă în atmosferă. În anumite condiții, se condensează și apar nori și ceață. În esență, acestea sunt același lucru, doar primele apar sus deasupra suprafeței Pământului, iar cele din urmă se răspândesc de-a lungul ei. Norii iau forme diferite. Acest proces depinde de înălțimea deasupra Pământului.

Dacă s-au format la 2 km deasupra pământului, atunci se numesc stratificat. Din ele se revarsă ploaia pe pământ sau cade zăpadă. Deasupra lor se formează nori cumulus până la o înălțime de 8 km. Sunt întotdeauna cele mai frumoase și pitorești. Ei sunt cei care se uită la ele și se întreabă cum arată. Dacă astfel de formațiuni apar în următorii 10 km, acestea vor fi foarte ușoare și aerisite. Numele lor este emplut.

În ce straturi este împărțită atmosfera?

Deși au temperaturi foarte diferite unul de celălalt, este foarte greu de spus la ce înălțime specifică începe un strat și se termină celălalt. Această împărțire este foarte condiționată și este aproximativă. Cu toate acestea, straturile atmosferei încă există și își îndeplinesc funcțiile.

Partea cea mai inferioară a învelișului de aer se numește troposferă. Grosimea sa crește pe măsură ce se deplasează de la poli la ecuator de la 8 la 18 km. Aceasta este cea mai caldă parte a atmosferei, deoarece aerul din ea este încălzit de suprafața pământului. Cea mai mare parte a vaporilor de apă se concentrează în troposferă, motiv pentru care se formează norii, cad precipitații, furtunile bubuie și bat vânturile.

Următorul strat are aproximativ 40 km grosime și se numește stratosferă. Dacă un observator se deplasează în această parte a aerului, va descoperi că cerul a devenit violet. Acest lucru se explică prin densitatea scăzută a substanței, care practic nu împrăștie razele soarelui. În acest strat zboară avioanele cu reacție. Toate spațiile deschise sunt deschise pentru ei, deoarece practic nu există nori. În interiorul stratosferei există un strat format din cantități mari de ozon.

După ea vin stratopauza și mezosfera. Acesta din urmă are o grosime de aproximativ 30 km. Se caracterizează printr-o scădere bruscă a densității și a temperaturii aerului. Cerul pare negru pentru observator. Aici puteți urmări chiar și stelele în timpul zilei.

Straturi în care practic nu există aer

Structura atmosferei continuă cu un strat numit termosferă - cel mai lung dintre toate celelalte, grosimea sa ajunge la 400 km. Acest strat se distinge prin temperatura sa enormă, care poate ajunge la 1700 °C.

Ultimele două sfere sunt adesea combinate într-una singură și numite ionosferă. Acest lucru se datorează faptului că în ele apar reacții cu eliberarea de ioni. Aceste straturi fac posibilă observarea unui astfel de fenomen natural precum aurora boreală.

Următorii 50 km de Pământ sunt alocați exosferei. Aceasta este învelișul exterior al atmosferei. Dispersează particulele de aer în spațiu. Sateliții meteorologici se deplasează de obicei în acest strat.

Atmosfera Pământului se termină cu magnetosferă. Ea este cea care a adăpostit majoritatea sateliților artificiali ai planetei.

După tot ce s-a spus, nu ar trebui să mai rămână întrebări despre care este atmosfera. Dacă aveți îndoieli cu privire la necesitatea acestuia, acestea pot fi îndepărtate cu ușurință.

Sensul atmosferei

Funcția principală a atmosferei este de a proteja suprafața planetei de supraîncălzirea în timpul zilei și răcirea excesivă noaptea. Următorul scop important al acestei învelișuri, pe care nimeni nu îl va contesta, este acela de a furniza oxigen tuturor ființelor vii. Fără asta s-ar sufoca.

Majoritatea meteoriților ard în straturile superioare, fără a ajunge niciodată la suprafața Pământului. Și oamenii pot admira luminile zburătoare, confundându-le cu stele căzătoare. Fără atmosferă, întregul Pământ ar fi plin de cratere. Și protecția împotriva radiațiilor solare a fost deja discutată mai sus.

Cum influențează o persoană atmosfera?

Foarte negativ. Acest lucru se datorează activității în creștere a oamenilor. Cota principală a tuturor aspectelor negative revine industriei și transporturilor. Apropo, mașinile emit aproape 60% din toți poluanții care pătrund în atmosferă. Restul de patruzeci sunt împărțiți între energie și industrie, precum și industriile de eliminare a deșeurilor.

Lista substanțelor nocive care umple aerul în fiecare zi este foarte lungă. Datorită transportului în atmosferă există: azot și sulf, carbon, albastru și funingine, precum și un puternic cancerigen care provoacă cancer de piele - benzopirenul.

Industria contabilizează următoarele elemente chimice: dioxid de sulf, hidrocarburi și hidrogen sulfurat, amoniac și fenol, clor și fluor. Dacă procesul continuă, atunci în curând răspunsurile la întrebările: „Care este atmosfera? În ce constă? va fi complet diferit.

Atmosfera(din grecescul atmos - abur și spharia - bilă) - învelișul de aer al Pământului, care se rotește odată cu acesta. Dezvoltarea atmosferei a fost strâns legată de procesele geologice și geochimice care au loc pe planeta noastră, precum și de activitățile organismelor vii.

Limita inferioară a atmosferei coincide cu suprafața Pământului, deoarece aerul pătrunde în cei mai mici pori din sol și este dizolvat chiar și în apă.

Limita superioară la o altitudine de 2000-3000 km trece treptat în spațiul cosmic.

Datorită atmosferei, care conține oxigen, viața pe Pământ este posibilă. Oxigenul atmosferic este utilizat în procesul de respirație al oamenilor, animalelor și plantelor.

Dacă nu ar exista atmosferă, Pământul ar fi la fel de liniștit ca Luna. La urma urmei, sunetul este vibrația particulelor de aer. Culoarea albastră a cerului se explică prin faptul că razele soarelui, care trec prin atmosferă, ca printr-o lentilă, sunt descompuse în culorile lor componente. În acest caz, razele de culori albastre și albastre sunt cele mai împrăștiate.

Atmosfera captează cea mai mare parte a radiațiilor ultraviolete ale soarelui, ceea ce are un efect dăunător asupra organismelor vii. De asemenea, reține căldura lângă suprafața Pământului, împiedicând răcirea planetei noastre.

Structura atmosferei

În atmosferă se pot distinge mai multe straturi, care diferă ca densitate (Fig. 1).

troposfera

troposfera- cel mai de jos strat al atmosferei, a cărui grosime deasupra polilor este de 8-10 km, la latitudini temperate - 10-12 km, iar deasupra ecuatorului - 16-18 km.

Orez. 1. Structura atmosferei Pământului

Aerul din troposferă este încălzit de suprafața pământului, adică de pământ și apă. Prin urmare, temperatura aerului din acest strat scade cu înălțimea cu o medie de 0,6 °C la fiecare 100 m La limita superioară a troposferei ajunge la -55 °C. În același timp, în regiunea ecuatorului de la limita superioară a troposferei, temperatura aerului este de -70 °C, iar în regiunea Polului Nord -65 °C.

Aproximativ 80% din masa atmosferei este concentrată în troposferă, aproape toți vaporii de apă sunt localizați, au loc furtuni, furtuni, nori și precipitații, și are loc mișcarea verticală (convecție) și orizontală (vânt) a aerului.

Putem spune că vremea se formează în principal în troposferă.

Stratosferă

Stratosferă- un strat al atmosferei situat deasupra troposferei la o altitudine de 8 până la 50 km. Culoarea cerului în acest strat apare violet, ceea ce se explică prin subțirea aerului, din cauza căreia razele soarelui aproape că nu sunt împrăștiate.

Stratosfera conține 20% din masa atmosferei. Aerul din acest strat este rarefiat, practic nu există vapori de apă și, prin urmare, aproape nu se formează nori și precipitații. Cu toate acestea, în stratosferă se observă curenți de aer stabili, a căror viteză atinge 300 km/h.

Acest strat este concentrat ozon(ecran de ozon, ozonosferă), un strat care absoarbe razele ultraviolete, împiedicându-le să ajungă pe Pământ și protejând astfel organismele vii de pe planeta noastră. Datorită ozonului, temperatura aerului la limita superioară a stratosferei variază între -50 și 4-55 °C.

Între mezosferă și stratosferă există o zonă de tranziție - stratopauza.

Mezosfera

Mezosfera- un strat al atmosferei situat la o altitudine de 50-80 km. Densitatea aerului aici este de 200 de ori mai mică decât la suprafața Pământului. Culoarea cerului în mezosferă apare neagră, iar stelele sunt vizibile în timpul zilei. Temperatura aerului scade la -75 (-90)°C.

La o altitudine de 80 km începe termosferă. Temperatura aerului din acest strat crește brusc la o înălțime de 250 m, apoi devine constantă: la o altitudine de 150 km atinge 220-240 ° C; la o altitudine de 500-600 km depăşeşte 1500 °C.

În mezosferă și termosferă, sub influența razelor cosmice, moleculele de gaz se dezintegrează în particule încărcate (ionizate) de atomi, așa că această parte a atmosferei se numește ionosferă- un strat de aer foarte rarefiat, situat la o altitudine de 50 până la 1000 km, format în principal din atomi de oxigen ionizat, molecule de oxid de azot și electroni liberi. Acest strat este caracterizat de o electrificare ridicată, iar undele radio lungi și medii sunt reflectate din el, ca dintr-o oglindă.

În ionosferă apar aurore - strălucirea gazelor rarefiate sub influența particulelor încărcate electric care zboară de la Soare - și se observă fluctuații bruște ale câmpului magnetic.

Exosfera

Exosfera- stratul exterior al atmosferei situat peste 1000 km. Acest strat se mai numește și sferă de împrăștiere, deoarece particulele de gaz se mișcă aici cu viteză mare și pot fi împrăștiate în spațiul cosmic.

Compoziția atmosferică

Atmosfera este un amestec de gaze format din azot (78,08%), oxigen (20,95%), dioxid de carbon (0,03%), argon (0,93%), o cantitate mică de heliu, neon, xenon, cripton (0,01%), ozon și alte gaze, dar conținutul lor este neglijabil (Tabelul 1). Compoziția modernă a aerului Pământului a fost stabilită cu mai bine de o sută de milioane de ani în urmă, dar creșterea bruscă a activității de producție umană a dus totuși la schimbarea acesteia. În prezent, există o creștere a conținutului de CO 2 cu aproximativ 10-12%.

Gazele care alcătuiesc atmosfera îndeplinesc diverse roluri funcționale. Cu toate acestea, semnificația principală a acestor gaze este determinată în primul rând de faptul că ele absorb foarte puternic energia radiantă și, prin urmare, au un impact semnificativ asupra regimului de temperatură al suprafeței și atmosferei Pământului.

Tabelul 1. Compoziția chimică a aerului atmosferic uscat de lângă suprafața pământului

	Concentrarea volumului. %	Greutate moleculară, unități
Oxigen
Dioxid de carbon
Oxid de azot
	de la 0 la 0,00001
Dioxid de sulf	de la 0 la 0,000007 vara; de la 0 la 0,000002 iarna
	De la 0 la 0,000002	46,0055/17,03061
dioxid de azog
Monoxid de carbon

Azot, Cel mai comun gaz din atmosferă, este puțin activ din punct de vedere chimic.

Oxigen, spre deosebire de azot, este un element foarte activ din punct de vedere chimic. Funcția specifică a oxigenului este oxidarea materiei organice a organismelor heterotrofe, a rocilor și a gazelor suboxidate emise în atmosferă de vulcani. Fără oxigen, nu ar exista descompunerea materiei organice moarte.

Rolul dioxidului de carbon în atmosferă este extrem de mare. Intră în atmosferă ca urmare a proceselor de ardere, respirație a organismelor vii și degradare și este, în primul rând, principalul material de construcție pentru crearea materiei organice în timpul fotosintezei. În plus, este de mare importanță capacitatea dioxidului de carbon de a transmite radiația solară cu undă scurtă și de a absorbi o parte din radiația termică de undă lungă, ceea ce va crea așa-numitul efect de seră, care va fi discutat mai jos.

Procesele atmosferice, în special regimul termic al stratosferei, sunt, de asemenea, influențate de ozon. Acest gaz servește ca un absorbant natural al radiațiilor ultraviolete de la soare, iar absorbția radiației solare duce la încălzirea aerului. Valorile medii lunare ale conținutului total de ozon din atmosferă variază în funcție de latitudine și perioada anului în intervalul 0,23-0,52 cm (aceasta este grosimea stratului de ozon la presiunea solului și la temperatură). Există o creștere a conținutului de ozon de la ecuator la poli și un ciclu anual cu un minim toamna și un maxim primăvara.

O proprietate caracteristică a atmosferei este că conținutul gazelor principale (azot, oxigen, argon) se modifică ușor cu altitudinea: la o altitudine de 65 km în atmosferă conținutul de azot este de 86%, oxigen - 19, argon - 0,91 , la o altitudine de 95 km - azot 77, oxigen - 21,3, argon - 0,82%. Constanța compoziției aerului atmosferic pe verticală și pe orizontală este menținută prin amestecarea acestuia.

Pe lângă gaze, aerul conține vapor de apăȘi particule solide. Acestea din urmă pot avea origine atât naturală, cât și artificială (antropică). Acestea sunt polen, cristale mici de sare, praf de drum și impurități de aerosoli. Când razele soarelui pătrund pe fereastră, pot fi văzute cu ochiul liber.

Există în special multe particule de particule în aerul orașelor și al marilor centre industriale, unde emisiile de gaze nocive și impuritățile acestora formate în timpul arderii combustibilului sunt adăugate aerosolilor.

Concentrația de aerosoli în atmosferă determină transparența aerului, care afectează radiația solară care ajunge la suprafața Pământului. Cei mai mari aerosoli sunt nucleele de condensare (din lat. condensatie- compactare, îngroșare) - contribuie la transformarea vaporilor de apă în picături de apă.

Importanța vaporilor de apă este determinată în primul rând de faptul că întârzie radiația termică cu undă lungă de la suprafața pământului; reprezintă veriga principală a ciclurilor mari și mici de umiditate; crește temperatura aerului în timpul condensării patului de apă.

Cantitatea de vapori de apă din atmosferă variază în timp și spațiu. Astfel, concentrația vaporilor de apă la suprafața pământului variază de la 3% la tropice până la 2-10 (15)% în Antarctica.

Conținutul mediu de vapori de apă în coloana verticală a atmosferei la latitudini temperate este de aproximativ 1,6-1,7 cm (aceasta este grosimea stratului de vapori de apă condensați). Informațiile referitoare la vaporii de apă din diferite straturi ale atmosferei sunt contradictorii. S-a presupus, de exemplu, că în intervalul de altitudine de la 20 la 30 km, umiditatea specifică crește puternic odată cu altitudinea. Cu toate acestea, măsurătorile ulterioare indică o uscăciune mai mare a stratosferei. Aparent, umiditatea specifică din stratosferă depinde puțin de altitudine și este de 2-4 mg/kg.

Variabilitatea conținutului de vapori de apă în troposferă este determinată de interacțiunea proceselor de evaporare, condensare și transport orizontal. Ca urmare a condensului vaporilor de apă, se formează nori, iar precipitațiile cad sub formă de ploaie, grindină și zăpadă.

Procesele de tranziții de fază ale apei au loc preponderent în troposferă, motiv pentru care norii din stratosferă (la altitudini de 20-30 km) și mezosferă (în apropierea mezopauzei), numiți sidefați și argintii, sunt observați relativ rar, în timp ce norii troposferici. acoperă adesea aproximativ 50% din întreaga suprafață a pământului.

Cantitatea de vapori de apă care poate fi conținută în aer depinde de temperatura aerului.

1 m 3 de aer la o temperatură de -20 ° C nu poate conține mai mult de 1 g de apă; la 0 °C - nu mai mult de 5 g; la +10 °C - nu mai mult de 9 g; la +30 °C - nu mai mult de 30 g de apă.

Concluzie: Cu cât temperatura aerului este mai mare, cu atât poate conține mai mulți vapori de apă.

Aerul poate fi bogatȘi nu saturate vapor de apă. Deci, dacă la o temperatură de +30 °C 1 m 3 de aer conține 15 g de vapori de apă, aerul nu este saturat cu vapori de apă; dacă 30 g - saturată.

Umiditate absolută- aceasta este cantitatea de vapori de apa continuta in 1 m 3 de aer. Se exprimă în grame. De exemplu, dacă se spune „umiditatea absolută este 15”, aceasta înseamnă că 1 m L conține 15 g de vapori de apă.

Umiditate relativă- acesta este raportul (în procente) dintre conținutul real de vapori de apă din 1 m 3 de aer și cantitatea de vapori de apă care poate fi conținută în 1 m L la o temperatură dată. De exemplu, dacă radioul a difuzat un raport meteorologic conform căruia umiditatea relativă este de 70%, aceasta înseamnă că aerul conține 70% din vaporii de apă pe care îi poate reține la acea temperatură.

Cu cât umiditatea relativă este mai mare, adică Cu cât aerul este mai aproape de o stare de saturație, cu atât sunt mai probabile precipitații.

În zona ecuatorială se observă întotdeauna o umiditate relativă ridicată (până la 90%), deoarece temperatura aerului rămâne ridicată acolo pe tot parcursul anului și are loc o evaporare mare de la suprafața oceanelor. Umiditatea relativă este mare și în regiunile polare, dar pentru că la temperaturi scăzute chiar și o cantitate mică de vapori de apă face ca aerul să fie saturat sau aproape de saturat. În latitudinile temperate, umiditatea relativă variază în funcție de anotimpuri - este mai mare iarna, mai mică vara.

Umiditatea relativă a aerului în deșert este deosebit de scăzută: 1 m 1 de aer acolo conține de două până la trei ori mai puțini vapori de apă decât este posibil la o anumită temperatură.

Pentru a măsura umiditatea relativă, se folosește un higrometru (din grecescul hygros - umed și metreco - măsoară).

Când este răcit, aerul saturat nu poate reține aceeași cantitate de vapori de apă se îngroașă (condensează), transformându-se în picături de ceață; Ceața poate fi observată vara într-o noapte senină și răcoroasă.

nori- aceasta este aceeași ceață, doar că se formează nu la suprafața pământului, ci la o anumită înălțime. Pe măsură ce aerul se ridică, se răcește și vaporii de apă din el se condensează. Picăturile mici de apă rezultate alcătuiesc norii.

Formarea norilor implică și particule în suspensie suspendat în troposferă.

Norii pot avea forme diferite, care depind de condițiile formării lor (Tabelul 14).

Norii cei mai jos și cei mai grei sunt stratus. Sunt situate la o altitudine de 2 km de suprafața pământului. La o altitudine de 2 până la 8 km, pot fi observați nori cumuluși mai pitorești. Cei mai înalți și mai ușori nori sunt norii cirus. Sunt situate la o altitudine de 8 până la 18 km deasupra suprafeței pământului.

Familiile	Soiuri de nori	Aspect
A. Nori superiori - peste 6 km	I. Cirrus	Sub formă de fir, fibros, alb
	II. Cirrocumulus	Straturi și creste de mici fulgi și bucle, albe
	III. Cirrostratus	Voal albicios transparent
B. Nori de nivel mediu - peste 2 km	IV. Altocumulus	Straturi și creste de culoare albă și gri
	V. Altostratificat	Voal neted de culoare gri lăptos
B. Nori joase - până la 2 km	VI. Nimbostratus	Strat solid gri, fără formă
	VII. Stratocumulus	Straturi netransparente și creste de culoare gri
	VIII. Stratificat	Voal gri netranslucid
D. Norii de dezvoltare verticală - de la nivelul inferior spre cel superior	IX. Cumulus	Cluburile și cupolele sunt albe strălucitoare, cu margini rupte în vânt
	X. Cumulonimbus	Mase puternice în formă de cumulus de culoare plumb închisă

Protectie atmosferica

Principalele surse sunt întreprinderile industriale și mașinile. În orașele mari, problema poluării cu gaze pe principalele rute de transport este foarte acută. De aceea, multe orașe mari din întreaga lume, inclusiv țara noastră, au introdus controlul de mediu al toxicității gazelor de eșapament ale vehiculelor. Potrivit experților, fumul și praful din aer pot reduce la jumătate aportul de energie solară la suprafața pământului, ceea ce va duce la o schimbare a condițiilor naturale.

>> Atmosfera Pământului

Descriere Atmosfera Pământului pentru copii de toate vârstele: din ce este făcut aerul, prezența gazelor, straturi cu fotografii, clima și vremea celei de-a treia planete a sistemului solar.

Pentru cei mici Se știe deja că Pământul este singura planetă din sistemul nostru care are o atmosferă viabilă. Pătura de gaz nu este doar bogată în aer, ci ne protejează și de căldura excesivă și radiațiile solare. Important explica copiilor că sistemul este conceput incredibil de bine, deoarece permite suprafeței să se încălzească ziua și să se răcească noaptea, menținând un echilibru acceptabil.

ÎNCEPE explicatie pentru copii Este posibil din faptul că globul atmosferei terestre se întinde pe 480 km, dar cea mai mare parte este situat la 16 km de suprafață. Cu cât altitudinea este mai mare, cu atât presiunea este mai mică. Dacă luăm nivelul mării, atunci presiunea este de 1 kg pe centimetru pătrat. Dar la o altitudine de 3 km, se va schimba - 0,7 kg pe centimetru pătrat. Desigur, în astfel de condiții este mai greu să respiri ( copii ai putea simți asta dacă ai făcut vreodată drumeții în munți).

Compoziția aerului Pământului - o explicație pentru copii

Gazele includ:

• Azot – 78%.
• Oxigen – 21%.
• Argon – 0,93%.
• Dioxid de carbon – 0,038%.
• Există, de asemenea, vapori de apă și alte impurități de gaz în cantități mici.

Straturile atmosferice ale Pământului - explicație pentru copii

Părinţi sau profesori La scoala Trebuie să vă reamintim că atmosfera pământului este împărțită în 5 niveluri: exosferă, termosferă, mezosferă, stratosferă și troposferă. Cu fiecare strat, atmosfera se dizolvă din ce în ce mai mult până când gazele se dispersează în sfârșit în spațiu.

Troposfera este cea mai apropiată de suprafață. Cu o grosime de 7-20 km, alcătuiește jumătate din atmosfera terestră. Cu cât mai aproape de Pământ, cu atât aerul se încălzește mai mult. Aproape toți vaporii de apă și praful sunt colectați aici. Copiii s-ar putea să nu fie surprinși că la acest nivel plutesc norii.

Stratosfera începe din troposferă și se ridică la 50 km deasupra suprafeței. Există mult ozon aici, care încălzește atmosfera și protejează de radiațiile solare dăunătoare. Aerul este de 1000 de ori mai subțire decât deasupra nivelului mării și neobișnuit de uscat. De aceea, avioanele se simt minunat aici.

Mezosfera: 50 km până la 85 km deasupra suprafeței. Vârful se numește mezopauză și este cel mai răcoros loc din atmosfera pământului (-90°C). Este foarte dificil de explorat deoarece avioanele cu reacție nu pot ajunge acolo, iar altitudinea orbitală a sateliților este prea mare. Oamenii de știință știu doar că aici ard meteorii.

Termosfera: 90 km si intre 500-1000 km. Temperatura ajunge la 1500°C. Este considerată parte a atmosferei pământului, dar este importantă explica copiilor că densitatea aerului de aici este atât de scăzută încât cea mai mare parte a acestuia este deja percepută ca spațiu exterior. De fapt, aici se află navetele spațiale și Stația Spațială Internațională. În plus, aici se formează aurore. Particulele cosmice încărcate intră în contact cu atomii și moleculele termosferei, transferându-le la un nivel de energie mai înalt. Datorită acestui fapt, vedem acești fotoni de lumină sub formă de aurora.

Exosfera este cel mai înalt strat. O linie incredibil de subțire de îmbinare a atmosferei cu spațiul. Constă din particule de hidrogen și heliu împrăștiate pe scară largă.

Clima și vremea Pământului - explicație pentru copii

Pentru cei mici trebuie sa explica că Pământul reușește să susțină multe specii vii datorită unui climat regional care este reprezentat de frig extrem la poli și căldură tropicală la ecuator. Copii ar trebui să știți că clima regională este vremea care într-o anumită zonă rămâne neschimbată timp de 30 de ani. Desigur, uneori se poate schimba pentru câteva ore, dar în cea mai mare parte rămâne stabil.

În plus, se distinge clima globală a pământului - media celei regionale. S-a schimbat de-a lungul istoriei omenirii. Astăzi este o încălzire rapidă. Oamenii de știință trag un semnal de alarmă, deoarece gazele cu efect de seră cauzate de activitatea umană captează căldura în atmosferă, riscând să transforme planeta noastră în Venus.