Greutatea atmosferei terestre. Atmosfera - învelișul de aer al Pământului

YouTube enciclopedic

1 / 5

✪ Nava spațială Pământ (Episodul 14) - Atmosferă

✪ De ce atmosfera nu a fost trasă în vidul spațiului?

✪ Intrarea navei spațiale Soyuz TMA-8 în atmosfera Pământului

✪ Structura atmosferei, sensul, studiul

✪ O. S. Ugolnikov „Atmosfera superioară. Întâlnirea Pământului și a spațiului”

Subtitrări

Limită atmosferică

Atmosfera este considerată acea regiune din jurul Pământului în care mediul gazos se rotește împreună cu Pământul ca un întreg. Atmosfera trece în spațiul interplanetar treptat, în exosferă, începând de la o altitudine de 500-1000 km de suprafața Pământului.

Conform definiției propuse de Federația Internațională a Aviației, granița atmosferei și spațiului este trasată de-a lungul liniei Karman, situată la o altitudine de aproximativ 100 km, deasupra căreia zborurile aviatice devin complet imposibile. NASA folosește marcajul de 122 de kilometri (400.000 de picioare) ca limită atmosferică, unde navetele trec de la manevrarea motorizată la manevrarea aerodinamică.

Proprietăți fizice

Pe lângă gazele indicate în tabel, atmosfera conține Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, hidrocarburi, HCl, HBr, vapori, I 2, Br 2, precum și multe alte gaze în cantități mici cantități. Troposfera conține în mod constant o cantitate mare de particule solide și lichide în suspensie (aerosoli). Cel mai rar gaz din atmosfera Pământului este radonul (Rn).

Structura atmosferei

Stratul limită atmosferic

Stratul inferior al troposferei (1-2 km grosime), în care starea și proprietățile suprafeței Pământului afectează direct dinamica atmosferei.

troposfera

A ei Limita superioară situat la o altitudine de 8-10 km în latitudini polare, 10-12 km în latitudinile temperate și 16-18 km în latitudini tropicale; mai scăzut iarna decât vara. Stratul inferior, principal al atmosferei conține mai mult de 80% din masa totală aerul atmosfericși aproximativ 90% din toți vaporii de apă disponibili în atmosferă. Turbulența și convecția sunt foarte dezvoltate în troposferă, apar norii și se dezvoltă cicloni și anticicloni. Temperatura scade odată cu creșterea altitudinii cu un gradient vertical mediu de 0,65°/100 m

Tropopauza

Stratul de tranziție de la troposferă la stratosferă, un strat al atmosferei în care scăderea temperaturii odată cu înălțimea încetează.

Stratosferă

Un strat al atmosferei situat la o altitudine de 11 până la 50 km. Caracterizat printr-o ușoară modificare a temperaturii în stratul de 11-25 km (stratul inferior al stratosferei) și o creștere a temperaturii în stratul de 25-40 km de la −56,5 la 0,8 ° (stratul superior al stratosferei sau regiunea de inversare). Atinsă o valoare de aproximativ 273 K (aproape 0 °C) la o altitudine de aproximativ 40 km, temperatura rămâne constantă până la o altitudine de aproximativ 55 km. Această regiune cu temperatură constantă se numește stratopauză și este granița dintre stratosferă și mezosferă.

Stratopauza

Stratul limită al atmosferei dintre stratosferă și mezosferă. În distribuția verticală a temperaturii există un maxim (aproximativ 0 °C).

Mezosfera

Termosferă

Limita superioară este de aproximativ 800 km. Temperatura se ridică la altitudini de 200-300 km, unde atinge valori de ordinul a 1500 K, după care rămâne aproape constantă până la altitudini mari. Sub influența radiației solare și a radiației cosmice, are loc ionizarea aerului („aurore”) - principalele regiuni ale ionosferei se află în interiorul termosferei. La altitudini de peste 300 km predomină oxigenul atomic. Limita superioară a termosferei este determinată în mare măsură de activitatea curentă a Soarelui. În perioadele de activitate scăzută - de exemplu, în 2008-2009 - există o scădere vizibilă a dimensiunii acestui strat.

Termopauza

Regiunea atmosferei adiacentă deasupra termosferei. În această regiune, absorbția radiației solare este neglijabilă și temperatura nu se schimbă de fapt odată cu altitudinea.

Exosfera (sfera de împrăștiere)

Până la o altitudine de 100 km, atmosfera este un amestec omogen, bine amestecat de gaze. În straturile superioare, distribuția gazelor după înălțime depinde de greutățile moleculare ale acestora; concentrația de gaze mai grele scade mai repede cu distanța de la suprafața Pământului. Datorită scăderii densității gazelor, temperatura scade de la 0 °C în stratosferă la −110 °C în mezosferă. in orice caz energie kinetică particulele individuale la altitudini de 200-250 km corespund unei temperaturi de ~150 °C. Peste 200 km se observă fluctuații semnificative ale temperaturii și densității gazelor în timp și spațiu.

La o altitudine de aproximativ 2000-3500 km, exosfera se transformă treptat în așa-numita în apropierea vidului spațial, care este umplut cu particule rare de gaz interplanetar, în principal atomi de hidrogen. Dar acest gaz reprezintă doar o parte din materia interplanetară. Cealaltă parte este formată din particule de praf de origine cometă și meteorică. Pe lângă particulele de praf extrem de rarefiate, în acest spațiu pătrunde radiațiile electromagnetice și corpusculare de origine solară și galactică.

Revizuire

Troposfera reprezintă aproximativ 80% din masa atmosferei, stratosfera - aproximativ 20%; masa mezosferei nu este mai mare de 0,3%, termosfera este mai mică de 0,05% din masa totală a atmosferei.

Bazat proprietăți electrice emit în atmosferă neutrosferăȘi ionosferă .

În funcție de compoziția gazului din atmosferă, ele emit homosferăȘi heterosferă. Heterosferă- Aceasta este zona în care gravitația afectează separarea gazelor, deoarece amestecul lor la o astfel de altitudine este neglijabil. Aceasta implică o compoziție variabilă a heterosferei. Sub ea se află o parte bine amestecată, omogenă a atmosferei, numită homosferă. Limita dintre aceste straturi se numește turbopauză, se află la o altitudine de aproximativ 120 km.

Alte proprietăți ale atmosferei și efecte asupra corpului uman

Deja la o altitudine de 5 km deasupra nivelului mării, o persoană neantrenată începe să se confrunte cu înfometarea de oxigen și, fără adaptare, performanța unei persoane este redusă semnificativ. Zona fiziologică a atmosferei se termină aici. Respirația omului devine imposibilă la o altitudine de 9 km, deși până la aproximativ 115 km atmosfera conține oxigen.

Atmosfera ne furnizează oxigenul necesar pentru respirație. Cu toate acestea, din cauza scăderii presiunii totale a atmosferei, pe măsură ce vă ridicați la altitudine, presiunea parțială a oxigenului scade în mod corespunzător.

În straturile rarefiate de aer, propagarea sunetului este imposibilă. Până la altitudini de 60-90 km, este încă posibilă utilizarea rezistenței aerului și a portanței pentru zborul aerodinamic controlat. Însă pornind de la altitudini de 100-130 km, conceptele de număr M și bariera sonoră, familiare fiecărui pilot, își pierd sensul: trece linia convențională Karman, dincolo de care începe regiunea zborului pur balistic, care nu poate decât controlată cu ajutorul forțelor reactive.

La altitudini de peste 100 km, atmosfera este lipsită de o altă proprietate remarcabilă - capacitatea de a absorbi, conduce și transmite energie termică prin convecție (adică prin amestecarea aerului). Aceasta înseamnă că diverse elemente ale echipamentelor de pe stația spațială orbitală nu vor putea fi răcite din exterior în același mod cum se face de obicei pe un avion - cu ajutorul jeturilor de aer și radiatoarelor de aer. La această altitudine, ca și în spațiu în general, singura modalitate de a transfera căldură este radiația termică.

Istoria formării atmosferice

Conform celei mai comune teorii, atmosfera Pământului a avut trei compoziții diferite de-a lungul istoriei sale. Inițial, a constat din gaze ușoare (hidrogen și heliu) captate din spațiul interplanetar. Acesta este așa-numitul atmosfera primara. În etapa următoare, activitatea vulcanică activă a dus la saturarea atmosferei cu alte gaze decât hidrogenul (dioxid de carbon, amoniac, vapori de apă). Așa s-a format atmosfera secundara. Această atmosferă era reconfortantă. În plus, procesul de formare a atmosferei a fost determinat de următorii factori:

scurgerea gazelor ușoare (hidrogen și heliu) în spațiul interplanetar;
reacții chimice care apar în atmosferă sub influența radiațiilor ultraviolete, a descărcărilor de fulgere și a altor factori.

Treptat, acești factori au dus la formare atmosfera tertiara, caracterizată printr-un conținut mult mai scăzut de hidrogen și un conținut mult mai mare de azot și dioxid de carbon (format ca urmare a reacții chimice din amoniac şi hidrocarburi).

Azot

Educaţie cantitate mare azotul N 2 se datorează oxidării atmosferei de amoniac-hidrogen de către oxigenul molecular O 2, care a început să iasă de la suprafața planetei ca urmare a fotosintezei, începând cu 3 miliarde de ani. Azotul N2 este, de asemenea, eliberat în atmosferă ca urmare a denitrificării nitraților și a altor compuși care conțin azot. Azotul este oxidat de ozon la NO în atmosfera superioară.

Azotul N 2 reacționează numai în condiții specifice (de exemplu, în timpul descărcării unui fulger). Oxidarea azotului molecular de către ozon în timpul descărcărilor electrice este utilizată în cantități mici în producția industrială de îngrășăminte cu azot. Cianobacterii (alge albastru-verzi) și bacterii nodulare, care formează simbioză rizobială cu plantele leguminoase, care pot fi eficiente gunoi de grajd verzi - plante care nu epuizează, dar îmbogățesc solul cu îngrășăminte naturale, îl pot oxida cu un consum redus de energie și îl pot transforma într-o formă biologic activă.

Oxigen

Compoziția atmosferei a început să se schimbe radical odată cu apariția organismelor vii pe Pământ ca urmare a fotosintezei, însoțită de eliberarea de oxigen și absorbția de dioxid de carbon. Inițial, oxigenul a fost cheltuit pentru oxidarea compușilor reduși - amoniac, hidrocarburi, formă feroasă de fier conținută în oceane etc. La sfârșitul acestei etape, conținutul de oxigen din atmosferă a început să crească. S-a format treptat atmosfera modernă, posedând proprietăți oxidante. Deoarece acest lucru a provocat schimbări grave și abrupte în multe procese care au loc în atmosferă, litosferă și biosferă, acest eveniment a fost numit Catastrofa oxigenului.

gaze nobile

Poluarea aerului

ÎN În ultima vreme Omul a început să influențeze evoluția atmosferei. Rezultatul activității umane a fost creștere constantă continutul de dioxid de carbon din atmosfera datorita arderii combustibililor hidrocarburi acumulati in erele geologice anterioare. Cantități enorme de CO 2 sunt consumate în timpul fotosintezei și absorbite de oceanele lumii. Acest gaz pătrunde în atmosferă datorită descompunerii rocilor carbonatice și materie organică origine vegetală și animală, precum și datorită vulcanismului și activității industriale umane. În ultimii 100 de ani, conținutul de CO 2 din atmosferă a crescut cu 10%, cea mai mare parte (360 de miliarde de tone) provenind din arderea combustibilului. Dacă ritmul de creștere a arderii combustibilului continuă, atunci în următorii 200-300 de ani cantitatea de CO 2 din atmosferă se va dubla și ar putea duce la schimbări climatice globale.

Arderea combustibilului este principala sursă de gaze poluante (CO, SO2). Dioxidul de sulf este oxidat de oxigenul atmosferic la SO 3, iar oxidul de azot la NO 2 în straturile superioare ale atmosferei, care la rândul lor interacționează cu vaporii de apă, iar acidul sulfuric rezultat H 2 SO 4 și acidul azotic HNO 3 cad în suprafața Pământului sub forma așa-numită ploaie acidă. Utilizare

La nivelul mării 1013,25 hPa (aproximativ 760 mmHg). Temperatura medie globală a aerului la suprafața Pământului este de 15°C, cu temperaturi variind de la aproximativ 57°C în deșerturile subtropicale până la -89°C în Antarctica. Densitatea și presiunea aerului scad odată cu înălțimea conform unei legi apropiate de exponențial.

Structura atmosferei. Pe verticală, atmosfera are o structură stratificată, determinată în principal de caracteristicile distribuției verticale a temperaturii (figura), care depinde de locația geografică, anotimp, ora din zi etc. Stratul inferior al atmosferei - troposfera - se caracterizează printr-o scădere a temperaturii cu înălțimea (cu aproximativ 6°C la 1 km), înălțimea sa de la 8-10 km în latitudini polare până la 16-18 km la tropice. Datorită scăderii rapide a densității aerului cu înălțimea, aproximativ 80% din masa totală a atmosferei se află în troposferă. Deasupra troposferei se află stratosfera, un strat caracterizat în general printr-o creștere a temperaturii odată cu înălțimea. Stratul de tranziție dintre troposferă și stratosferă se numește tropopauză. În stratosfera inferioară, până la un nivel de aproximativ 20 km, temperatura se schimbă puțin odată cu înălțimea (așa-numita regiune izotermă) și adesea chiar scade ușor. Peste aceasta, temperatura crește din cauza absorbției radiațiilor UV de la Soare de către ozon, la început lent, și mai rapid de la un nivel de 34-36 km. Limita superioară a stratosferei - stratopauza - este situată la o altitudine de 50-55 km, corespunzătoare temperaturii maxime (260-270 K). Stratul atmosferei situat la o altitudine de 55-85 km, unde temperatura scade din nou odată cu înălțimea, se numește mezosferă; la limita sa superioară - mezopauza - temperatura ajunge la 150-160 K vara și 200-230 K. iarna K. Deasupra mezopauzei începe termosfera - un strat caracterizat printr-o creștere rapidă a temperaturii, ajungând la 800-1200 K la o altitudine de 250 km. În termosferă se absorb radiația corpusculară și de raze X de la Soare, meteorii sunt incetiniti si arse, asa ca actioneaza ca un strat protector al Pamantului. Chiar mai sus este exosfera, de unde gazele atmosferice sunt dispersate în spațiul cosmic datorită disipării și unde are loc o tranziție treptată de la atmosferă la spațiul interplanetar.

Compoziția atmosferică. Până la o altitudine de aproximativ 100 km, atmosfera este aproape omogenă ca compoziție chimică și greutatea moleculară medie a aerului (aproximativ 29) este constantă. În apropierea suprafeței Pământului, atmosfera este formată din azot (aproximativ 78,1% din volum) și oxigen (aproximativ 20,9%) și conține, de asemenea, cantități mici de argon, dioxid de carbon (dioxid de carbon), neon și alte componente permanente și variabile (vezi Aerul). ).

În plus, atmosfera conține cantități mici de ozon, oxizi de azot, amoniac, radon etc. Conținutul relativ al principalelor componente ale aerului este constant în timp și uniform în diferite zone geografice. Conținutul de vapori de apă și ozon este variabil în spațiu și timp; În ciuda conținutului scăzut, rolul lor în procesele atmosferice este foarte semnificativ.

Peste 100-110 km are loc disocierea moleculelor de oxigen, dioxid de carbon și vapori de apă, astfel încât masa moleculară a aerului scade. La o altitudine de aproximativ 1000 km, încep să predomine gazele uşoare - heliu şi hidrogen, iar chiar mai sus atmosfera Pământului se transformă treptat în gaz interplanetar.

Cea mai importantă componentă variabilă a atmosferei este vaporii de apă, care intră în atmosferă prin evaporarea de la suprafața apei și a solului umed, precum și prin transpirație de către plante. Conținutul relativ de vapori de apă variază la suprafața pământului de la 2,6% la tropice până la 0,2% la latitudini polare. Cade rapid cu înălțimea, scăzând la jumătate deja la o altitudine de 1,5-2 km. Coloana verticală a atmosferei la latitudini temperate conține aproximativ 1,7 cm de „strat de apă precipitată”. Când vaporii de apă se condensează, se formează nori, din care precipitațiile atmosferice cad sub formă de ploaie, grindină și zăpadă.

O componentă importantă a aerului atmosferic este ozonul, concentrat 90% în stratosferă (între 10 și 50 km), aproximativ 10% din acesta aflându-se în troposferă. Ozonul asigură absorbția radiațiilor UV dure (cu o lungime de undă mai mică de 290 nm), iar acesta este rolul său protector pentru biosferă. Valorile conținutului total de ozon variază în funcție de latitudine și sezon în intervalul de la 0,22 la 0,45 cm (grosimea stratului de ozon la presiunea p = 1 atm și temperatura T = 0°C). În găurile de ozon observate primăvara în Antarctica încă de la începutul anilor 1980, conținutul de ozon poate scădea până la 0,07 cm, crește de la ecuator la poli și are un ciclu anual cu un maxim primăvara și un minim toamna, iar amplitudinea de ciclul anual este mic la tropice și crește spre latitudini mari. O componentă variabilă semnificativă a atmosferei este dioxidul de carbon, al cărui conținut în atmosferă a crescut cu 35% în ultimii 200 de ani, ceea ce se explică în principal prin factorul antropic. Se observă variabilitatea sa latitudinală și sezonieră, asociată cu fotosinteza plantelor și solubilitatea în apa de mare (conform legii lui Henry, solubilitatea unui gaz în apă scade odată cu creșterea temperaturii).

Un rol important în modelarea climei planetei îl joacă aerosolul atmosferic - particule solide și lichide suspendate în aer, cu dimensiuni de la câțiva nm la zeci de microni. Există aerosoli de origine naturală și antropică. Aerosolul se formează în procesul de reacții în fază gazoasă din produsele vieții plantelor și ale activității economice umane, erupții vulcanice, ca urmare a prafului care se ridică de vânt de la suprafața planetei, în special din regiunile sale deșertice, și este, de asemenea, formată din praful cosmic căzut în straturile superioare ale atmosferei. Cea mai mare parte a aerosolului este concentrată în troposferă; aerosolul din erupțiile vulcanice formează așa-numitul strat Junge la o altitudine de aproximativ 20 km. Cea mai mare cantitate de aerosoli antropici intră în atmosferă ca urmare a funcționării vehiculelor și centralelor termice, a producției chimice, a arderii combustibilului etc. Prin urmare, în unele zone compoziția atmosferei este semnificativ diferită de aerul obișnuit, ceea ce a necesitat crearea unui serviciu special de observare și monitorizare a nivelului de poluare a aerului atmosferic.

Evoluția atmosferei. Atmosfera modernă este aparent de origine secundară: s-a format din gazele degajate coajă tare Pământul după finalizarea formării planetei în urmă cu aproximativ 4,5 miliarde de ani. Pe parcursul istoriei geologice a Pământului, atmosfera a suferit modificări semnificative în compoziția sa sub influența unui număr de factori: disiparea (volatilizarea) gazelor, în principal a celor mai ușoare, în spațiul cosmic; eliberarea de gaze din litosferă ca urmare a activității vulcanice; reacții chimice dintre componentele atmosferei și rocile care alcătuiesc scoarța terestră; reacții fotochimice în atmosfera însăși sub influența radiației UV solare; acumularea (captarea) materiei din mediul interplanetar (de exemplu, materie meteorică). Dezvoltarea atmosferei este strâns legată de procesele geologice și geochimice, iar în ultimii 3-4 miliarde de ani și de activitatea biosferei. O parte semnificativă a gazelor care alcătuiesc atmosfera modernă (azot, dioxid de carbon, vapori de apă) au apărut în timpul activității vulcanice și a intruziunii, care le-au transportat din adâncurile Pământului. Oxigenul a apărut în cantități apreciabile în urmă cu aproximativ 2 miliarde de ani, ca urmare a organismelor fotosintetice care au apărut inițial în apele de suprafață ale oceanului.

Pe baza datelor privind compoziția chimică a zăcămintelor de carbonat, s-au obținut estimări ale cantității de dioxid de carbon și oxigen din atmosfera trecutului geologic. De-a lungul Fanerozoicului (ultimii 570 de milioane de ani din istoria Pământului), cantitatea de dioxid de carbon din atmosferă a variat foarte mult în funcție de nivelul activității vulcanice, temperatura oceanului și rata fotosintezei. Cel maiÎn acest moment, concentrația de dioxid de carbon din atmosferă era semnificativ mai mare decât cea de astăzi (de până la 10 ori). Cantitatea de oxigen din atmosfera fanerozoică s-a schimbat semnificativ, cu o tendință predominantă spre creșterea acesteia. În atmosfera precambriană, masa de dioxid de carbon era, de regulă, mai mare, iar masa de oxigen era mai mică în comparație cu atmosfera fanerozoică. Fluctuațiile cantității de dioxid de carbon au avut un impact semnificativ asupra climei în trecut, crescând efectul de seră odată cu creșterea concentrațiilor de dioxid de carbon, făcând clima mult mai caldă în toată partea principală a Fanerozoicului în comparație cu epoca modernă.

Atmosfera si viata. Fără atmosferă, Pământul ar fi o planetă moartă. Viața organică are loc în strânsă interacțiune cu atmosfera și clima și vremea asociate. Nesemnificativă ca masă în comparație cu planeta în ansamblu (aproximativ o parte dintr-un milion), atmosfera este o condiție indispensabilă pentru toate formele de viață. Cele mai importante dintre gazele atmosferice pentru viața organismelor sunt oxigenul, azotul, vaporii de apă, dioxidul de carbon și ozonul. Când dioxidul de carbon este absorbit de plantele fotosintetice, se creează materia organică, care este folosită ca sursă de energie de marea majoritate a ființelor vii, inclusiv de oameni. Oxigenul este necesar pentru existența organismelor aerobe, pentru care fluxul de energie este asigurat de reacțiile de oxidare a materiei organice. Azotul, asimilat de unele microorganisme (fixatori de azot), este necesar pentru nutriția minerală a plantelor. Ozonul, care absoarbe radiațiile UV dure de la Soare, slăbește semnificativ această parte a radiației solare dăunătoare vieții. Condensarea vaporilor de apă în atmosferă, formarea norilor și precipitațiile ulterioare furnizează apă pământului, fără de care nicio formă de viață nu este posibilă. Activitatea vitală a organismelor din hidrosferă este determinată în mare măsură de cantitatea și compoziția chimică a gazelor atmosferice dizolvate în apă. Deoarece compoziția chimică a atmosferei depinde în mod semnificativ de activitățile organismelor, biosfera și atmosfera pot fi considerate ca parte sistem unificat, a căror întreținere și evoluție (vezi ciclurile biogeochimice) a avut o mare importanță pentru schimbarea compoziției atmosferei de-a lungul istoriei Pământului ca planetă.

Bilanțele de radiații, căldură și apă ale atmosferei. Radiația solară este practic singura sursă de energie pentru toate procesele fizice din atmosferă. Principala caracteristică a regimului de radiații al atmosferei este așa-numitul efect de seră: atmosfera transmite destul de bine radiația solară la suprafața pământului, dar absoarbe în mod activ radiația termică cu undă lungă de pe suprafața pământului, o parte din care revine la suprafață. sub formă de contraradiație, compensând pierderea de căldură radiativă suprafața pământului(vezi Radiația atmosferică). În absența unei atmosfere, temperatura medie a suprafeței terestre ar fi de -18°C, dar în realitate este de 15°C. Radiația solară care intră este parțial (aproximativ 20%) absorbită în atmosferă (în principal de vapori de apă, picături de apă, dioxid de carbon, ozon și aerosoli) și este, de asemenea, împrăștiată (aproximativ 7%) de particulele de aerosoli și fluctuațiile de densitate (împrăștiere Rayleigh) . Radiația totală care ajunge la suprafața pământului este parțial (aproximativ 23%) reflectată de aceasta. Coeficientul de reflectare este determinat de reflectivitatea suprafeței subiacente, așa-numitul albedo. În medie, albedo-ul Pământului pentru fluxul integral al radiației solare este aproape de 30%. Acesta variază de la câteva procente (sol uscat și pământ negru) până la 70-90% pentru zăpada proaspăt căzută. Schimbul de căldură radiativ între suprafața pământului și atmosferă depinde în mod semnificativ de albedo și este determinat de radiația efectivă a suprafeței pământului și de contraradiația atmosferei absorbită de acesta. Suma algebrică a fluxurilor de radiații care intră în atmosfera Pământului din spațiul cosmic și o părăsesc înapoi se numește bilanțul radiațiilor.

Transformările radiației solare după absorbția acesteia de către atmosferă și suprafața pământului determină echilibrul termic al Pământului ca planetă. Principala sursă de căldură pentru atmosferă este suprafața pământului; căldura din acesta este transferată nu numai sub formă de radiație cu undă lungă, ci și prin convecție și este eliberată și în timpul condensării vaporilor de apă. Ponderea acestor afluxuri de căldură este în medie de 20%, 7% și, respectiv, 23%. Aici se adaugă și aproximativ 20% din căldură datorită absorbției radiației solare directe. Fluxul radiației solare pe unitatea de timp printr-o singură zonă perpendiculară pe razele solare și situată în afara atmosferei la o distanță medie de la Pământ la Soare (așa-numita constantă solară) este egal cu 1367 W/m2, modificările sunt 1-2 W/m2 în funcție de ciclul de activitate solară. Cu un albedo planetar de aproximativ 30%, afluxul global mediu în timp de energie solară către planetă este de 239 W/m2. Deoarece Pământul ca planetă emite în medie aceeași cantitate de energie în spațiu, atunci, conform legii Stefan-Boltzmann, temperatura efectivă a radiației termice lungi de ieșire este de 255 K (-18 ° C). În același timp, temperatura medie a suprafeței pământului este de 15°C. Diferența de 33°C apare din cauza efect de sera.

Bilanțul de apă al atmosferei corespunde în general egalității cantității de umiditate evaporată de pe suprafața Pământului și cantității de precipitații care cad pe suprafața Pământului. Atmosfera de deasupra oceanelor primește mai multă umiditate din procesele de evaporare decât cea de pe uscat și pierde 90% sub formă de precipitații. Excesul de vapori de apă peste oceane este transportat către continente de curenții de aer. Cantitatea de vapori de apă transferați în atmosferă de la oceane pe continente este egală cu volumul râurilor care se varsă în oceane.

Mișcarea aerului. Pământul este sferic, așa că mult mai puțină radiație solară ajunge la latitudinile sale înalte decât la tropice. Ca urmare, apar contraste mari de temperatură între latitudini. Distribuția temperaturii este, de asemenea, afectată semnificativ de pozițiile relative ale oceanelor și continentelor. Datorită masei mari de ape oceanice și capacității mari de căldură a apei, fluctuațiile sezoniere ale temperaturii suprafeței oceanului sunt mult mai mici decât pe uscat. În acest sens, la latitudinile mijlocii și înalte, temperatura aerului peste oceane vara este vizibil mai scăzută decât pe continente și mai ridicată iarna.

Încălzirea neuniformă a atmosferei în diferite regiuni ale globului determină o distribuție neomogenă din punct de vedere spațial a presiunii atmosferice. La nivelul mării, distribuția presiunii se caracterizează prin valori relativ scăzute în apropierea ecuatorului, crescând în zonele subtropicale (centa presiune ridicata) și scăderea la latitudini medii și înalte. În același timp, pe continentele de latitudini extratropicale, presiunea este de obicei crescută iarna și scăzută vara, ceea ce este asociat cu distribuția temperaturii. Sub influența unui gradient de presiune, aerul experimentează o accelerație direcționată din zonele de înaltă presiune către zonele de joasă presiune, ceea ce duce la mișcarea maselor de aer. Masele de aer în mișcare sunt afectate și de forța de deviere a rotației Pământului (forța Coriolis), de forța de frecare, care scade odată cu înălțimea și, pentru traiectorii curbe, de forța centrifugă. Amestecarea turbulentă a aerului este de mare importanță (vezi Turbulența în atmosferă).

Un sistem complex de curenți de aer (circulația atmosferică generală) este asociat cu distribuția presiunii planetare. În planul meridional, în medie, se pot urmări două sau trei celule de circulație meridională. În apropierea ecuatorului, aerul încălzit urcă și coboară în zonele subtropicale, formând o celulă Hadley. Aerul celulei Ferrell inversă coboară și el acolo. La latitudini mari, o celulă polară dreaptă este adesea vizibilă. Vitezele de circulație meridiane sunt de ordinul a 1 m/s sau mai puțin. Datorită forței Coriolis, în cea mai mare parte a atmosferei se observă vânturi de vest cu viteze în troposfera mijlocie de aproximativ 15 m/s. Există sisteme eoliene relativ stabile. Acestea includ alizee - vânturi care suflă din zonele de presiune înaltă din subtropicale către ecuator cu o componentă estică vizibilă (de la est la vest). Musonii sunt destul de stabili - curenți de aer care au un caracter sezonier clar definit: ei sufla din ocean către continent vara și în direcția opusă iarna. Musonii din Oceanul Indian sunt deosebit de regulați. La latitudini medii, mișcarea maselor de aer este în principal direcția de vest(de la vest la est). Aceasta este o zonă de fronturi atmosferice pe care apar vârtejuri mari - cicloni și anticicloni, care acoperă multe sute și chiar mii de kilometri. Ciclonii apar și la tropice; aici se deosebesc prin dimensiunile lor mai mici, dar viteze foarte mari ale vântului, atingând forța uraganului (33 m/s sau mai mult), așa-numiții cicloni tropicali. În Oceanul Atlantic și estul Pacificului sunt numite uragane, iar în vestul Oceanului Pacific sunt numite taifunuri. În troposfera superioară și stratosfera inferioară, în zonele care separă celula de circulație meridională directă Hadley și celula Ferrell inversă, relativ înguste, cu lățime de sute de kilometri, se observă adesea fluxuri cu jet cu limite clar definite, în interiorul cărora vântul ajunge la 100-150. si chiar 200 m/ Cu.

Clima și vremea. Diferența în cantitatea de radiație solară care ajunge la diferite latitudini la o varietate de proprietăți fizice suprafața pământului, determină diversitatea climelor pământului. De la ecuator până la latitudinile tropicale, temperatura aerului de la suprafața pământului este în medie de 25-30°C și variază puțin pe parcursul anului. În centura ecuatorială, sunt de obicei multe precipitații, ceea ce creează condiții de exces de umiditate acolo. În zonele tropicale, precipitațiile scad și în unele zone devin foarte scăzute. Aici sunt vastele deșerturi ale Pământului.

În latitudinile subtropicale și mijlocii, temperatura aerului variază semnificativ pe parcursul anului, iar diferența dintre temperaturile de vară și cea de iarnă este deosebit de mare în zonele continentelor departe de oceane. Astfel, în unele zone ale Siberiei de Est, intervalul anual de temperatură a aerului ajunge la 65°C. Condițiile de umidificare la aceste latitudini sunt foarte diverse, depind în principal de regimul de circulație generală a atmosferei și variază semnificativ de la an la an.

În latitudinile polare, temperatura rămâne scăzută pe tot parcursul anului, chiar dacă există o variație sezonieră notabilă. Acest lucru contribuie la distribuția pe scară largă a stratului de gheață pe oceane și pe uscat și pe permafrost, care ocupă peste 65% din suprafața sa în Rusia, în principal în Siberia.

În ultimele decenii, schimbările climatului global au devenit din ce în ce mai vizibile. Temperaturile cresc mai mult la latitudini mari decât la latitudini joase; mai mult iarna decât vara; mai mult noaptea decât ziua. De-a lungul secolului al XX-lea, temperatura medie anuală a aerului la suprafața pământului în Rusia a crescut cu 1,5-2°C, iar în unele zone ale Siberiei s-a observat o creștere de câteva grade. Acest lucru este asociat cu o creștere a efectului de seră din cauza creșterii concentrației de urme de gaze.

Vremea este determinată de condițiile de circulație atmosferică și locație geografică teren, este cel mai stabil la tropice și cel mai variabil la latitudini medii și înalte. Vremea se schimbă cel mai mult în zonele cu masele de aer în schimbare cauzate de trecerea fronturilor atmosferice, ciclonii și anticiclonii care transportă precipitații și vântul sporit. Datele pentru prognoza meteo sunt colectate la stațiile meteorologice de pe uscat, pe mare și aeronave, de la sateliții meteorologici. Vezi și Meteorologie.

Fenomene optice, acustice și electrice din atmosferă. În timpul propagării radiațiilor electromagnetice în atmosferă, ca rezultat al refracției, absorbției și împrăștierii luminii prin aer și diverse particule(aerosoli, cristale de gheață, picături de apă) apar diverse fenomene optice: curcubee, coroane, halouri, miraj etc. Imprăștirea luminii determină înălțimea aparentă a bolții cerului și culoarea albastră a cerului. Gama de vizibilitate a obiectelor este determinată de condițiile de propagare a luminii în atmosferă (vezi Vizibilitatea atmosferică). Transparența atmosferei la diferite lungimi de undă determină domeniul de comunicare și capacitatea de a detecta obiecte cu instrumente, inclusiv posibilitatea de observații astronomice de la suprafața Pământului. Pentru studiile neomogenităților optice ale stratosferei și mezosferei, fenomenul crepuscular joacă un rol important. De exemplu, fotografiarea amurgului din nave spațiale face posibilă detectarea straturilor de aerosoli. Caracteristicile propagării radiațiilor electromagnetice în atmosferă determină acuratețea metodelor de teledetecție a parametrilor săi. Toate aceste întrebări, precum și multe altele, sunt studiate de optica atmosferică. Refracția și împrăștierea undelor radio determină posibilitățile de recepție radio (vezi Propagarea undelor radio).

Propagarea sunetului în atmosferă depinde de distribuția spațială a temperaturii și de viteza vântului (vezi Acustica atmosferică). Este de interes pentru detectarea atmosferei prin metode de la distanță. Exploziile de încărcături lansate de rachete în atmosfera superioară au oferit informații bogate despre sistemele eoliene și variațiile de temperatură din stratosferă și mezosferă. Într-o atmosferă stabil stratificată, când temperatura scade cu înălțimea mai lent decât gradientul adiabatic (9,8 K/km), apar așa-numitele unde interne. Aceste valuri se pot propaga în sus în stratosferă și chiar în mezosferă, unde se atenuează, contribuind la creșterea vântului și a turbulențelor.

Sarcina negativă a Pământului și câmpul electric rezultat, atmosfera, împreună cu ionosfera și magnetosfera încărcate electric, creează o circuit electric. Formarea norilor și a electricității furtunii joacă un rol important în acest sens. Pericolul descărcărilor de trăsnet a impus dezvoltarea unor metode de protecție împotriva trăsnetului pentru clădiri, structuri, linii electrice și comunicații. Acest fenomen prezintă un pericol deosebit pentru aviație. Descărcările fulgerelor provoacă interferențe radio atmosferice, numite atmosfere (vezi Fluierul atmosferei). În timpul unei creșteri accentuate a intensității câmpului electric, se observă descărcări luminoase care apar pe vârfurile și colțurile ascuțite ale obiectelor care ies deasupra suprafeței pământului, pe vârfuri individuale din munți etc. (lumini Elma). Atmosfera conține întotdeauna o cantitate foarte variabilă de ioni ușori și grei, în funcție de condițiile specifice, care le determină conductivitate electrică atmosfera. Principalii ionizatori ai aerului de lângă suprafața pământului sunt radiațiile substanțelor radioactive conținute în Scoarta terestrași în atmosferă, precum și razele cosmice. Vezi și Electricitate atmosferică.

Influența omului asupra atmosferei.În ultimele secole, s-a înregistrat o creștere a concentrației de gaze cu efect de seră în atmosferă din cauza activităților economice umane. Procentul de dioxid de carbon a crescut de la 2,8-10 2 acum două sute de ani la 3,8-10 2 în 2005, conținutul de metan - de la 0,7-10 1 cu aproximativ 300-400 de ani în urmă la 1,8-10 -4 la începutul secolului 21. secol; aproximativ 20% din creșterea efectului de seră în ultimul secol a provenit de la freoni, care au fost practic absenți în atmosferă până la mijlocul secolului al XX-lea. Aceste substanțe sunt recunoscute ca distrugătoare de ozon stratosferic, iar producția lor este interzisă de Protocolul de la Montreal din 1987. Creșterea concentrației de dioxid de carbon din atmosferă este cauzată de arderea cantităților din ce în ce mai mari de cărbune, petrol, gaz și alte tipuri de combustibili de carbon, precum și defrișarea pădurilor, în urma căreia absorbția de dioxidul de carbon prin fotosinteză scade. Concentrația de metan crește odată cu creșterea producției de petrol și gaze (datorită pierderilor sale), precum și odată cu extinderea culturilor de orez și cu creșterea numărului de animale mari. bovine. Toate acestea contribuie la încălzirea climei.

Pentru a schimba vremea, au fost dezvoltate metode care să influențeze activ procesele atmosferice. Ele sunt folosite pentru a proteja plantele agricole de grindină prin dispersarea de reactivi speciali în nori de tunet. Există, de asemenea, metode de împrăștiere a ceții în aeroporturi, protejarea plantelor de îngheț, influențarea norilor pentru a crește precipitațiile în în locurile potrivite sau pentru dispersarea norilor în timpul evenimentelor publice.

Studiul atmosferei. Informațiile despre procesele fizice din atmosferă sunt obținute în primul rând din observațiile meteorologice, care sunt efectuate de o rețea globală de stații și posturi meteorologice care funcționează permanent, situate pe toate continentele și pe multe insule. Observațiile zilnice oferă informații despre temperatura și umiditatea aerului, presiunea atmosferică și precipitații, înnorare, vânt etc. Observațiile radiației solare și transformările acesteia se efectuează la stațiile actinometrice. De mare importanță pentru studierea atmosferei sunt rețelele de stații aerologice, la care se efectuează măsurători meteorologice până la o altitudine de 30-35 km cu ajutorul sondelor radio. La o serie de stații se efectuează observații ale ozonului atmosferic, fenomenelor electrice din atmosferă și compoziția chimică a aerului.

Datele de la stațiile terestre sunt completate de observații asupra oceanelor, unde operează „nave meteorologice”, situate constant în anumite zone ale Oceanului Mondial, precum și informații meteorologice primite din cercetare și alte nave.

În ultimele decenii, o cantitate din ce în ce mai mare de informații despre atmosferă a fost obținută cu ajutorul sateliților meteorologici, care poartă instrumente pentru fotografiarea norilor și măsurarea fluxurilor de radiații ultraviolete, infraroșii și cu microunde de la Soare. Sateliții fac posibilă obținerea de informații despre profilurile verticale ale temperaturii, nebulozitatea și alimentarea cu apă a acesteia, elementele balanței radiațiilor atmosferice, temperatura suprafeței oceanului etc. Folosind măsurători ale refracției semnalelor radio de la un sistem de sateliți de navigație, este posibil să se determine profile verticale ale densității, presiunii și temperaturii, precum și conținutul de umiditate din atmosferă. Cu ajutorul sateliților, a devenit posibil să se clarifice valoarea constantei solare și albedo planetar al Pământului, să se construiască hărți ale balanței radiațiilor sistemului Pământ-atmosfera, să se măsoare conținutul și variabilitatea impurităților atmosferice mici și să se rezolve multe alte probleme de fizică atmosferică și monitorizare mediu inconjurator.

Lit.: Budyko M.I. Clima în trecut și viitor. L., 1980; Matveev L. T. Curs de meteorologie generală. Fizica atmosferei. a 2-a ed. L., 1984; Budyko M.I., Ronov A.B., Yanshin A.L. Istoria atmosferei. L., 1985; Khrgian A. Kh. Fizica atmosferei. M., 1986; Atmosferă: Director. L., 1991; Khromov S.P., Petrosyants M.A. Meteorologie și climatologie. a 5-a ed. M., 2001.

G. S. Golitsyn, N. A. Zaitseva.

Învelișul gazos care înconjoară planeta noastră Pământ, cunoscut sub numele de atmosferă, este format din cinci straturi principale. Aceste straturi își au originea pe suprafața planetei, de la nivelul mării (uneori mai jos) și se ridică în spațiul cosmic în următoarea secvență:

troposfera;
Stratosferă;
Mezosfera;
Termosferă;
Exosfera.

Diagrama principalelor straturi ale atmosferei terestre

Între fiecare dintre aceste cinci straturi principale se află zone de tranziție numite „pauze” în care apar modificări ale temperaturii, compoziției și densității aerului. Împreună cu pauzele, atmosfera Pământului include un total de 9 straturi.

Troposfera: unde apare vremea

Dintre toate straturile atmosferei, troposfera este cea cu care suntem cel mai familiar (fie că îți dai seama sau nu), din moment ce trăim pe fundul ei - suprafața planetei. Acesta învăluie suprafața Pământului și se extinde în sus pe câțiva kilometri. Cuvântul troposferă înseamnă „schimbarea globului”. Foarte nume adecvat, deoarece acest strat este locul unde apare vremea noastră de zi cu zi.

Pornind de la suprafața planetei, troposfera se ridică la o înălțime de 6 până la 20 km. Treimea inferioară a stratului, cea mai apropiată de noi, conține 50% din toate gazele atmosferice. Aceasta este singura parte din întreaga atmosferă care respiră. Datorită faptului că aerul este încălzit de jos de suprafața pământului, care absoarbe energia termică a Soarelui, temperatura și presiunea troposferei scad odată cu creșterea altitudinii.

În partea de sus există un strat subțire numit tropopauză, care este doar un tampon între troposferă și stratosferă.

Stratosfera: casa ozonului

Stratosfera este următorul strat al atmosferei. Se întinde de la 6-20 km până la 50 km deasupra suprafeței Pământului. Acesta este stratul în care zboară majoritatea avioanelor comerciale și călătoresc baloanele cu aer cald.

Aici aerul nu curge în sus și în jos, ci se mișcă paralel cu suprafața în curenți de aer foarte mari. Pe măsură ce creșteți, temperatura crește, datorită abundenței de ozon natural (O3) - produs secundar radiația solară și oxigenul, care are capacitatea de a absorbi razele ultraviolete dăunătoare de la soare (orice creștere a temperaturii cu înălțimea în meteorologie este cunoscută sub numele de „inversie”).

Deoarece stratosfera are temperaturi mai calde în partea de jos și temperaturi mai reci în partea de sus, convecția (mișcarea verticală a maselor de aer) este rară în această parte a atmosferei. De fapt, din stratosferă puteți vedea o furtună care dezlănțuie în troposferă, deoarece stratul acționează ca un capac de convecție care împiedică pătrunderea norilor de furtună.

După stratosferă există din nou un strat tampon, numit de data aceasta stratopauză.

Mezosfera: atmosfera mijlocie

Mezosfera este situată la aproximativ 50-80 km de suprafața Pământului. Mezosfera superioară este cel mai rece loc natural de pe Pământ, unde temperaturile pot scădea sub -143°C.

Termosfera: atmosfera superioara

După mezosferă și mezopauză vine termosfera, situată între 80 și 700 km deasupra suprafeței planetei, și conține mai puțin de 0,01% din aerul total din învelișul atmosferic. Temperaturile aici ajung până la +2000° C, dar din cauza rarefării puternice a aerului și a lipsei moleculelor de gaz pentru a transfera căldura, acestea temperaturi mari sunt percepute ca fiind foarte reci.

Exosfera: granița dintre atmosferă și spațiu

La o altitudine de aproximativ 700-10.000 km deasupra suprafeței pământului se află exosfera - marginea exterioară a atmosferei, învecinată cu spațiul. Aici sateliții meteo orbitează în jurul Pământului.

Dar ionosfera?

Ionosfera nu este un strat separat, dar de fapt termenul este folosit pentru a se referi la atmosfera între 60 și 1000 km altitudine. Include părțile superioare ale mezosferei, întreaga termosferă și o parte a exosferei. Ionosfera își primește numele deoarece în această parte a atmosferei radiația de la Soare este ionizată atunci când trece prin câmpurile magnetice ale Pământului la și. Acest fenomen este observat de la sol ca aurora boreală.

Grosimea atmosferei este de aproximativ 120 km de suprafața Pământului. Masa totală a aerului din atmosferă este (5,1-5,3) 10 18 kg. Dintre acestea, masa aerului uscat este de 5,1352 ±0,0003 10 18 kg, masa totală a vaporilor de apă este în medie de 1,27 10 16 kg.

Tropopauza

Stratul de tranziție de la troposferă la stratosferă, un strat al atmosferei în care scăderea temperaturii odată cu înălțimea încetează.

Stratosferă

Stratopauza

Stratul limită al atmosferei dintre stratosferă și mezosferă. În distribuția verticală a temperaturii există un maxim (aproximativ 0 °C).

Mezosfera

Atmosfera Pământului

Limita atmosferei Pământului

Termosferă

Limita superioară este de aproximativ 800 km. Temperatura se ridică la altitudini de 200-300 km, unde atinge valori de ordinul a 1500 K, după care rămâne aproape constantă până la altitudini mari. Sub influența radiației solare ultraviolete și razelor X și a radiației cosmice, are loc ionizarea aerului („aurore”) - principalele regiuni ale ionosferei se află în interiorul termosferei. La altitudini de peste 300 km predomină oxigenul atomic. Limita superioară a termosferei este determinată în mare măsură de activitatea curentă a Soarelui. În perioadele de activitate scăzută - de exemplu, în 2008-2009 - există o scădere vizibilă a dimensiunii acestui strat.

Termopauza

Regiunea atmosferei adiacente termosferei. În această regiune, absorbția radiației solare este neglijabilă și temperatura nu se schimbă de fapt odată cu altitudinea.

Exosfera (sfera de împrăștiere)

Până la o altitudine de 100 km, atmosfera este un amestec omogen, bine amestecat de gaze. În straturile superioare, distribuția gazelor după înălțime depinde de greutățile moleculare ale acestora; concentrația de gaze mai grele scade mai repede cu distanța de la suprafața Pământului. Datorită scăderii densității gazelor, temperatura scade de la 0 °C în stratosferă la −110 °C în mezosferă. Cu toate acestea, energia cinetică a particulelor individuale la altitudini de 200-250 km corespunde unei temperaturi de ~150 °C. Peste 200 km se observă fluctuații semnificative ale temperaturii și densității gazelor în timp și spațiu.

La o altitudine de aproximativ 2000-3500 km, exosfera se transformă treptat în așa-numita în apropierea vidului spațial, care este umplut cu particule foarte rarefiate de gaz interplanetar, în principal atomi de hidrogen. Dar acest gaz reprezintă doar o parte din materia interplanetară. Cealaltă parte este formată din particule de praf de origine cometă și meteorică. Pe lângă particulele de praf extrem de rarefiate, în acest spațiu pătrunde radiațiile electromagnetice și corpusculare de origine solară și galactică.

Troposfera reprezintă aproximativ 80% din masa atmosferei, stratosfera - aproximativ 20%; masa mezosferei nu este mai mare de 0,3%, termosfera este mai mică de 0,05% din masa totală a atmosferei. Pe baza proprietăților electrice din atmosferă, se disting neutronosfera și ionosfera. În prezent se crede că atmosfera se extinde până la o altitudine de 2000-3000 km.

Proprietăți fiziologice și alte proprietăți ale atmosferei

Istoria formării atmosferice

Conform teoriei celei mai comune, atmosfera Pământului a avut trei compoziții diferite de-a lungul timpului. Inițial, a constat din gaze ușoare (hidrogen și heliu) captate din spațiul interplanetar. Acesta este așa-numitul atmosfera primara(acum aproximativ patru miliarde de ani). În etapa următoare, activitatea vulcanică activă a dus la saturarea atmosferei cu alte gaze decât hidrogenul (dioxid de carbon, amoniac, vapori de apă). Așa s-a format atmosfera secundara(aproximativ trei miliarde de ani înainte de ziua de azi). Această atmosferă era reconfortantă. În plus, procesul de formare a atmosferei a fost determinat de următorii factori:

scurgerea gazelor ușoare (hidrogen și heliu) în spațiul interplanetar;
reacții chimice care apar în atmosferă sub influența radiațiilor ultraviolete, a descărcărilor de fulgere și a altor factori.

Azot

Formarea unei cantități mari de azot N2 se datorează oxidării atmosferei amoniac-hidrogen de către oxigenul molecular O2, care a început să iasă de la suprafața planetei ca urmare a fotosintezei, începând cu 3 miliarde de ani. Azotul N2 este, de asemenea, eliberat în atmosferă ca urmare a denitrificării nitraților și a altor compuși care conțin azot. Azotul este oxidat de ozon la NO în atmosfera superioară.

Azotul N 2 reacționează numai în condiții specifice (de exemplu, în timpul descărcării unui fulger). Oxidarea azotului molecular de către ozon în timpul descărcărilor electrice este utilizată în cantități mici în producția industrială de îngrășăminte cu azot. Cianobacteriile (alge albastre-verzi) și bacteriile nodulare care formează simbioză rizobială cu plantele leguminoase, așa-numitele, o pot oxida cu un consum redus de energie și o pot transforma într-o formă biologic activă. gunoi de grajd verde.

Oxigen

Compoziția atmosferei a început să se schimbe radical odată cu apariția organismelor vii pe Pământ, ca urmare a fotosintezei, însoțită de eliberarea de oxigen și absorbția de dioxid de carbon. Inițial, oxigenul a fost cheltuit pentru oxidarea compușilor reduși - amoniac, hidrocarburi, formă feroasă de fier conținută în oceane etc. La sfârșitul acestei etape, conținutul de oxigen din atmosferă a început să crească. Treptat, s-a format o atmosferă modernă cu proprietăți oxidante. Deoarece acest lucru a provocat schimbări grave și abrupte în multe procese care au loc în atmosferă, litosferă și biosferă, acest eveniment a fost numit Catastrofa oxigenului.

gaze nobile

Poluarea aerului

Recent, oamenii au început să influențeze evoluția atmosferei. Rezultatul activităților sale a fost o creștere constantă semnificativă a conținutului de dioxid de carbon din atmosferă, datorită arderii combustibililor hidrocarburi acumulați în erele geologice anterioare. Cantități uriașe de CO 2 sunt consumate în timpul fotosintezei și absorbite de oceanele lumii. Acest gaz pătrunde în atmosferă datorită descompunerii rocilor carbonatice și a substanțelor organice de origine vegetală și animală, precum și datorită vulcanismului și activității industriale umane. În ultimii 100 de ani, conținutul de CO 2 din atmosferă a crescut cu 10%, cea mai mare parte (360 de miliarde de tone) provenind din arderea combustibilului. Dacă ritmul de creștere a arderii combustibilului continuă, atunci în următorii 200-300 de ani cantitatea de CO 2 din atmosferă se va dubla și ar putea duce la schimbări climatice globale.

Arderea combustibilului este principala sursă de gaze poluante (CO, SO2). Dioxidul de sulf este oxidat de oxigenul atmosferic la SO 3 în straturile superioare ale atmosferei, care la rândul său interacționează cu apa și vaporii de amoniac și acidul sulfuric (H 2 SO 4 ) și sulfatul de amoniu ((NH 4 ) 2 SO 4 rezultați. ) sunt returnate la suprafața Pământului sub forma așa-numitelor. ploaie acidă. Utilizarea motoarelor cu ardere internă conduce la o poluare atmosferică semnificativă cu oxizi de azot, hidrocarburi și compuși de plumb (tetraetil plumb Pb(CH 3 CH 2) 4)).

Poluarea atmosferei cu aerosoli se datorează ambelor cauze naturale (erupții vulcanice, furtuni de praf, antrenare de picături apa de mareși polenul de plante etc.) și activitățile economice umane (exploatarea minereurilor și a materialelor de construcție, arderea combustibilului, fabricarea cimentului etc.). Emisia intensivă la scară largă de particule solide în atmosferă este una dintre cele mai importante motive posibile schimbări ale climei planetei.

Vezi si

Jacchia (model de atmosferă)

Note

Legături

Literatură

V. V. Parin, F. P. Kosmolinsky, B. A. Dushkov„Biologie și medicină spațială” (ediția a II-a, revizuită și extinsă), M.: „Prosveshcheniye”, 1975, 223 p.
N. V. Gusakova„Chimia mediului”, Rostov-pe-Don: Phoenix, 2004, 192 cu ISBN 5-222-05386-5
Sokolov V. A. Geochimia gazelor naturale, M., 1971;
McEwen M., Phillips L. Atmospheric Chemistry, M., 1978;
Wark K., Warner S. Poluarea aerului. Surse și control, trad. din engleză, M.. 1980;
Monitorizarea poluării de fond a mediilor naturale. V. 1, L., 1982.

Pământ
Istoria Pământului	Vârsta Pământului Istoria geologică a Pământului Scala geocronologică Istoria vieții pe Pământ Glaciația Pământului Paradoxul tânărului slab Soare Teoria impactului gigantului Cronologia evoluției
Geografie și geologie	Australia Asia Antarctica Africa Europa America de Nord America de Sud Oceanul Atlantic Oceanul Indian Oceanul Arctic

Învelișul gazos al planetei noastre, numită atmosferă, se rotește și ea împreună cu Pământul. Procesele care au loc în el determină vremea de pe planeta noastră; este, de asemenea, atmosfera care protejează flora și fauna de efectele nocive ale razelor ultraviolete, asigură o temperatură optimă și așa mai departe. , nu este atât de ușor de determinat și iată de ce.

Atmosfera pământului km

Atmosfera este un spațiu gazos. Limita sa superioară nu este clar definită, deoarece cu cât gazele sunt mai mari, cu atât sunt mai rarefiate și se deplasează treptat în spațiul cosmic. Dacă vorbim aproximativ despre diametrul atmosferei pământului, atunci oamenii de știință numesc cifra aproximativ 2-3 mii de kilometri.

În ce constă atmosfera Pământului? din patru straturi, care, de asemenea, trec ușor unul în celălalt. Acest:

troposfera;
stratosferă;
mezosferă;
ionosferă (termosferă).

Apropo, un fapt interesant: planeta Pământ fără atmosferă ar fi la fel de liniștită ca Luna, deoarece sunetul este vibrația particulelor de aer. Iar faptul că cerul este albastru se explică prin descompunerea specifică a razelor solare care trec prin atmosferă.

Caracteristicile fiecărui strat al atmosferei

Grosimea troposferei variază de la opt până la zece kilometri (în latitudini temperate - până la 12, iar deasupra ecuatorului - până la 18 kilometri). Aerul din acest strat este încălzit de pământ și apă, deci cu atât mai mult raza atmosferei terestre, cu atât temperatura este mai scăzută. Aici se concentrează 80 la sută din masa totală a atmosferei și se concentrează vaporii de apă, se formează furtuni, furtuni, nori, precipitații, aerul se mișcă în direcții verticale și orizontale.

Stratosfera este situată din troposferă la o altitudine de opt până la 50 de kilometri. Aerul este subțire aici, așa că razele de soare nu se risipește, iar culoarea cerului devine violet. Acest strat absoarbe radiațiile ultraviolete din cauza ozonului.

Mezosfera este situată și mai sus - la o altitudine de 50-80 de kilometri. Aici cerul pare deja negru, iar temperatura stratului este de până la minus nouăzeci de grade. Urmează termosfera, aici temperatura crește brusc și apoi se oprește la o altitudine de 600 km în jur de 240 de grade.

Stratul cel mai rarefiat este ionosfera; se caracterizează printr-o electrificare ridicată și, de asemenea, reflectă unde radio de diferite lungimi, ca o oglindă. Aici se formează aurora boreală.

Actualizat: 31 martie 2016 de: Anna Volosovets