Климат и атмосфера реферат

Обновлено: 05.07.2024

Состояние верхних слоев атмосферы, расположенных на высотах от 60 до 300 и даже 1000 км от поверхности Земли, также изменяется. Здесь развиваются сильные ветры, штормы и проявляются такие удивительные электрические явления, как полярные сияния. Многие из перечисленных феноменов связаны с потоками солнечной радиации, космического излучения, а также магнитным полем Земли. Высокие слои атмосферы – это также и химическая лаборатория, поскольку там,0 в условиях, близких к вакууму, некоторые атмосферные газы под влиянием мощного потока солнечной энергии вступают в химические реакции. Наука, изучающая эти взаимосвязанные явления и процессы, называется физикой высоких слоев атмосферы.

Содержание

1. ВВЕДЕНИЕ
2. ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ЗЕМЛИ
3. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АТМОСФЕРЫ ЗЕМЛИ
4. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АТМОСФЕРЫ
5. СОСТАВ АТМОСФЕРЫ
6. ИСТОРИЯ ОБРАЗОВАНИЯ АТМОСФЕРЫ
6.1 РАННЯЯ ИСТОРИЯ
6.2 ПОЯВЛЕНИЕ ЖИЗНИ И КИСЛОРОДА
6.3 СОВРЕМЕННАЯ АТМОСФЕРА
6.3.1 БАЛАНС КИСЛОРОДА
6.3.2 АЗОТ
6.3.3 БЛАГОРОДНЫЕ ГАЗЫ
6.4 ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ
7. СТРОЕНИЕ АТМОСФЕРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕКОТОРЫХ ОБОЛОЧЕК.
8. СВОЙСТВА АТМОСФЕРЫ
9. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
10.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Работа содержит 1 файл

referat.doc

ВВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ЗЕМЛИ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АТМОСФЕРЫ ЗЕМЛИ
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АТМОСФЕРЫ
СОСТАВ АТМОСФЕРЫ
ИСТОРИЯ ОБРАЗОВАНИЯ АТМОСФЕРЫ

РАННЯЯ ИСТОРИЯ

ПОЯВЛЕНИЕ ЖИЗНИ И КИСЛОРОДА
СОВРЕМЕННАЯ АТМОСФЕРА

БАЛАНС КИСЛОРОДА
АЗОТ
БЛАГОРОДНЫЕ ГАЗЫ

ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ

СТРОЕНИЕ АТМОСФЕРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕКОТОРЫХ ОБОЛОЧЕК.

7.1 ТРОПОСФЕРА

7.2 СТРАТОСФЕРА

7.3 МЕЗОСФЕРА

7.4 ТЕРМОСФЕРА

7.5 ЭКЗОСФЕРА

8. СВОЙСТВА АТМОСФЕРЫ

9. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

10.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

АТМОСФЕРА, газовая оболочка, окружающая небесное тело. Ее характеристики

зависят от размера, массы, температуры, скорости вращения и химического состава данного небесного тела, а также определяются историей его формирования, начиная с момента зарождения. Атмосфера Земли образована смесью газов, называемой воздухом. Ее основные составляющие – азот и кислород в соотношении приблизительно 4:1.

На человека оказывает воздействие главным образом состояние нижних 15–25

км атмосферы, поскольку именно в этом нижнем слое сосредоточена основная

масса воздуха. Наука, изучающая атмосферу, называется метеорологией, хотя

предметом этой науки являются также погода и ее влияние на человека.

Состояние верхних слоев атмосферы, расположенных на высотах от 60 до 300 и

даже 1000 км от поверхности Земли, также изменяется. Здесь развиваются сильные ветры, штормы и проявляются такие удивительные электрические явления, как полярные сияния. Многие из перечисленных феноменов связаны с потоками солнечной радиации, космического излучения, а также магнитным полем Земли. Высокие слои атмосферы – это также и химическая лаборатория, поскольку там,0 в условиях, близких к вакууму, некоторые атмосферные газы под влиянием мощного потока солнечной энергии вступают в химические реакции. Наука, изучающая эти взаимосвязанные явления и процессы, называется физикой высоких слоев атмосферы.

ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ЗЕМЛИ

После своего возникновения приблизительно 4600 млн. лет тому назад наша Земля, по всей вероятности, уже не меняла своей формы. Ее химический состав также остался первоначальным, однако распределение отдельных химических элементов существенно изменилось. Поверхность Земли первоначально была пустынной и не носила следов эрозии. Первичная атмосфера Земли, возникшая из межзвездного газа, состояла преимущественно из водорода и гелия. Однако гравитация Земли не могла удержать легкие газы и значительная часть их ускользала в межпланетное пространство, а оттуда под действием солнечного ветра эти газы вытеснялись

за пределы солнечной системы.

Видимо, лишь в течение относительно короткого времени Земля оставалась безводной. Ее гидросфера сложилась приблизительно таким же путем, как и атмосфера - сначала в виде водяных паров, которые по мере понижения температуры конденсировались и выпадали в виде осадков. Поскольку Земля находится на довольно-таки выгодном расстоянии от Солнца (в 1500 млн. кило-

метрах), температура на ее поверхности колеблется в узких пределах, главным образом оставаясь обычно несколько выше 0 . При такой температуре вода на поверхности Земли остается в жидком состоянии, что имело колоссальное значение для всей дальнейшей истории Земли, так как вода является идеальной средой для самых разных химических реакций. Как только на поверхности Земли стали задерживаться водные массы, образуя в местах депрессий сплошные водные бассейны, в эволюции нашей планеты наступил период, известный под названием океанического.

На Земле участились ураганы и грозы невиданной силы. Ливни растворяли все растворимые соли, находившиеся на поверхности Земли, а также вымывали их из горных пород. Образовавшиеся растворы выносились в мировой океан и накапливались там. Таким образом, морская вода стала соленой уже очень рано.

С возникновением гидросферы и атмосферы появились новые силы, активно преобразующие лик Земли и ныне.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АТМОСФЕРЫ ЗЕМЛИ

Размеры. Пока ракеты-зонды и искусственные спутники не исследовали внешние

слои атмосферы на расстояниях, в несколько раз превосходящих радиус Земли,

считалось, что по мере удаления от земной поверхности атмосфера постепенно

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АТМОСФЕРЫ

Атмосфе́ра (от. греч. ατμός — пар и σφα ῖ ρα — шар) — газовая оболочка, окружающая планету Земля. Совокупность разделов физики и химии, изучающих атмосферу, принято называть физикой атмосферы. Атмосфера определяет погоду на поверхности Земли, изучением погоды занимается метеорология, а длительными вариациями климата - климатология.

Толщина атмосферы 1500 км от поверхности Земли. Суммарная масса воздуха, т. е. смеси газов, составляющих атмосферу, — (5,1—5,3)×10 15 т. Молекулярная масса чистого сухого воздуха составляет 28,966. Давление при 0°С на уровне моря 1013,25 гПа; критическая температура −140,7°С; критическое давление 3,7 МПа; C_p 10,045×10 3 Дж/(кг·К)(в интервале температур от 0—100°С), C_v 8,3710·10 3 Дж/(кг·К) (0—1500°С). Растворимость воздуха в воде при 0°С 0,036%, при 25°С — 0,22%.

Состав воздуха
Газ	Содержание по объему, %	Содержание по массе, %
Азот	78,084	75,50
Кислород	20,946	23,10
Аргон	0,932	1,286
Вода	0,5—4	—
Углекислый газ	0,032	0,046
Неон	1,818×10 −3	1,3×10 −3
Гелий	4,6×10 −4	7,2×10 −5
Метан	1,7×10 −4	—
Криптон	1,14×10 −4	2,9×10 −4
Водород	5×10 −5	7,6×10 −5
Ксенон	8,7×10 −6	—
Закись азота	5×10 −5	7,7×10 −5

СОСТАВ АТМОСФЕРЫ

Атмосфера Земли — воздушная оболочка Земли, состоящая в основном из газов и различных примесей (пыль, капли воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения), количество которых непостоянно.Концентрация газов, составляющих атмосферу, практически постоянна, за исключением воды (H₂O) и углекислого газа (CO₂).Кроме указанных в таблице газов в атмосфера содержатся SО₂, СН₄, NН₃, СО, углеводороды, НСl, НF, пары Нg, I₂, а также NO и многие другие газы в незначительных количествах. В тропосфере постоянно находится большое количество взвешенных твердых и жидких частиц (аэрозоль).

ИСТОРИЯ ОБРАЗОВАНИЯ АТМОСФЕРЫ

Ранняя история

В настоящее время наука не может со стопроцентной точностью проследить все этапы образования Земли. Согласно наиболее распространённой теории, атмосфера Земли во времени пребывала в четырёх различных составах. Первоначально она состояла из лёгких газов (водорода и гелия), захваченных из межпланетного пространства. Это так называемая первичная атмосфера. На следующем этапе активная вулканическая деятельность привела к насыщению атмосферы и другими газами, кроме водорода (углеводородами, аммиаком, водяным паром). Так образовалась вторичная атмосфера. Эта атмосфера была восстановительной. Далее процесс образования атмосферы определялся следующими факторами:

постоянная утечка водорода в межпланетное пространство;
химические реакции, происходящие в атмосфере под влиянием ультрафиолетового излучения, грозовых разрядов и некоторых других факторов.

Постепенно эти факторы привели к образованию третичной атмосферы, характеризующейся гораздо меньшим содержанием водорода и гораздо большим — азота и углекислого газа (образованы в результате химических реакций из аммиака и углеводородов).

Появление жизни и кислорода

С появлением на Земле живых организмов в результате фотосинтеза , сопровождающегося выделением кислорода и поглощением углекислого газа, состав атмосферы начал меняться. Первоначально кислород расходовался на окисление восстановленых соединений — углеводородов , закисной формы железа , содержавшейся в океанах и др. По окончанию данного этапа содержание кислорода в атмосфере стало расти.В течении фанерозоя состав атмосферы и содержание кислорода претерпевало весьма значительные изменения. Оно коррелировано с глобальными вымираниями, оледенениями, и другими глобальными процессами. Снижение содержания кислорода в атмосфере и установление его равновесия стало результатом появления гетеротрофных организмов и вулканической деятельности. Так образовалась современная четвертичная атмосфера, обладающая окислительными свойствами.В последнее время на эволюцию атмосферы стал оказывать влияние человек . Результатом его деятельности стал постоянный значительный рост содержания в атмосфере углекислого газа из-за сжигания углеводородного топлива, накопленого в предыдущие геологические эпохи.

Атмосфера всегда содержит определённое количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников. К числу примесей, выделяемых естественными источниками, относят: пыль (растительного, вулканического, космического происхождения, возникающая при эрозии почвы, частицы морской соли); туман, дымы и газы от лесных и степных пожаров; газы вулканического происхождения; различные продукты растительного, животного и микробиологического происхождения и др.

Содержание

Прикрепленные файлы: 1 файл

Атмосфера и её роль в формир климата КСЕ.doc

Атмосфера и её роль в формировании климата

студент 1 курса

1 Состав и строение атмосферы………………………………………………..

2 Значение амтосферы для географической оболочки……… ………………

4 Общая циркуляция атмосферы……………………………………………..

Список использованных источников………………………………………….

Естественные источники загрязн ений бывают либо распределёнными, например выпадение космической пыли, либо кратковременными стихийными, например лесные и степные пожары, извержения вулканов и т.п. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением времени.

Более устойчивые зоны с повышенными концентрациями загрязнений возникают в местах активной жизнедеятельности человека. Антропогенной загрязнения отличаются многообразием видов и многочисленностью источников. Если в начале 20 века в промышленности применялось 19 химических элементов, то в середине века промышленное производство стало использовать около 50 элементов, а в 70–х годах – прозаически все элементы таблицы Менделеева. Это существенно сказалось на составе промышленных выбросов и привело к качественно новому загрязнению атмосферы, в частности, аэрозолями тяжелых и редких металлов, синтетическими соединениями, не существующими и не образующимися в природе, радиоактивными, канцерогенными, бактериологическими и другими веществами .

1 Состав и строение атмосферы

Атмосфера – воздушная оболочка Земли, связанная с ней силой тяжести и принимающая участие во вращении планеты. Нижней границей атмосферы является земная поверхность, а верхняя граница размыта, так как с увеличением высоты воздух становится все разреженнее. Атмос (греч.) – пар, газ, сфера (греч.) – шар, оболочка. Косвенными доказательствами существования атмосферы на больших высотах служат серебристые облака на уровне 70-80 км; метеоры, сгорающие из-за трения о воздух на высоте 100-300 км; полярные сияния на высоте до 1000 км. Условно за верхнюю границу атмосферы принимают высоту 1000-2000 км. над поверхностью Земли, а более высокие слои считаются земной короной.

Атмосферный воздух – смесь газов, в котором во взвешенном состоянии находятся жидкие и твердые частицы. В сухом чистом воздухе у земной поверхности их соотношение по объему: азот (78 %), кисород (21 %), аргон (0,93%), углекислый газ (0,03%), а также водород, гелий, озон, неон, метан, водяной пар и другие газы.Каждый газ воздуха выполняет в географической оболочке определенные функции. Свободный кислород обеспечивает дыхание и горение.

Кислород атмосферы в основном биогенного происхождения – фотосинтетический.

Азот химически мало активени регулирует темп окисления, также биогенного происхождения и входит в состав белков, нуклеиновых кислот. Диоксида углерода в атмосфере мало, но это утеплитель Земли, т.к. пропускает коротковолновую солнечную радиацию, но задерживает тепловое излучение земной поверхности, обуславливая парниковый эффект. Он является строительным материалом для синтеза органического вещества при фотосинтезе. Содержание двуокиси углерода с середины прошлого столетия возрастает как следствие НТР. Важна роль озона, хотя его в атмосфере немного. Толщина слоя озона при нормальном давлении и температуре 0 град С составила бы всего 3 мм. Количество его достигает максимума на высотах около 25 км. и сходит на нет на высоте 70 км.

Слой повышенной концентрации озона называют нередко озоновым экраном. Озон – своеобразный фильтр атмосферы, т.к. поглощает значительную долю ультрафиолетовой радиации, которая губительно действует на живые организмы. Поглощая солнечную радиацию, озон повышает температуру воздуха в стратосфере. В последние годы замечено глобальное сокращение озона, что часто связывают с выбрасом фреона и окислов азота. Уменьшение толщины озонового слоя вредно для всего живого. Поэтому нужна коллективная мудрость человечества для его сохранения.

Важной составной частью воздуха является невидимый газ – водяной пар. Это весьма переменный компонент атмосферы: его содержание в воздухе колеблется от 0,2% в ледяных пустынях до 3-4% во влажных экваториальных лесах (по объему). Поскольку водяной пар поступает в воздух за счет испарения с водяной поверхности, почвы и транспирации растений, его количество зависит от температуры: чем она выше, тем его больше. С высотой количество водяного пара уменьшается, около 90% его заключено в нижнем слое воздуха. Значение водяного пара исключительно велико. Он представляет собой важное звено влагооборота, так как при определенных условиях происходит его конденсация, образуются облака и осадки. Велика роль водяного пара наряду с двуокисью углерода, и в создании парникового эффекта, так как именно он задерживает основную часть теплового излучения земной поверхности. Фазовые превращения водяного пара и воды, сопровождающиеся поглощением тепла (при испарении и таянии снега и льда) или выделением тепла (при конденсации) отражаются на температуре окружающего воздуха. Такова роль водяного пара в тепло-влагообороте на Земле. Он выполняет определенные функции и в жизнедеятельности организмов.

Большое влияние на изменение состава атмосферы оказывает человеческая деятельность (увеличивается содержание оксидов серы, углекислого газа, тяжелых металлов, изменияется количество озона и т.п.).

По характеру изменения температуры в вертикальном направлении и другим физическим свойствам атмосферу делят на пять концентрических оболочек: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу, которые разделены тонкими (1-2 км) переходными слоями тропо-, страто-, мезо- и термо- паузами.

Верхняя граница атмосферы условна, ее проводят на высоте 2-3 тыс.км от земной поверхности. По вертикали в атмосфере выделяют несколько слоев (сфер). В основе их выделения – особенности изменения температуры. Кроме этого, каждый слой характеризуется особым химическим составом, плотностью и другими показателями.

Тропосфера – самая низкая и наиболее плотная часть атмосферы. В ней содержится 80% всей массы атмосферы. Верхняя граница – от 8 км. в полярных широтах, до 18 км. в районе экватора. Температура с высотой понижается в среднем на каждый километр на 6˚С, на верхней границе достигая до - 70˚С.

Стратосфера простирается до высоты 50-55 км. Воздух здесь разрежен. На восоте 20-25 км. содержится значительное количество озона, т.наз. “озоновый слой”. Температура в стратосфере сначала не изменяется (до высоты 25 км), она такая же, как на верхней границе тропосферы. Выше температура растет и у верхней границы достигает от 0 до 10˚С. Возможно, это объясняется наличием озона, который поглощая ультрафиолетовое солнечное излучение, нагревает воздух.

На высоте 22-27 км. изредка наблюдаются тонкие перламутровые облака, состоящие из кристалликов льда и капелек воды. В стратосфере происходит интенсивная циркуляция воздуха, образуются “струйные течения” со скоростью до 300 км/час.

Мезосфера имеет верхнюю границу около 80 км. Температура здесь резко понижается, у верхней границы достигая -75 – - 90˚С (самая низкая температура в атмосфере). Из газов преобладают азот и кислород, нет аргона, углекислого газа, почти нет водяного пара, хотя изредка можно наблюдать “серебристые облака” (выше мезосферы облаков не бывает).

Термосфера выделяется до высоты 800 км. В ней газы очень разрежены, находятся в ионизированном состоянии. Наиболее ионизированный слой находится на высоте 90-100 км, т.наз. ионосфера.

В термосфере температура с высотой растет. На высоте 150 км. она достигает 220˚С, на высоте 600 км - 1500˚С.

Экзосфера простирается до верхней границы атмосферы – до 2-3 тыс.км. температура досгигает 2000˚С. Газы в ней очень разрежены. Преобладают водород, гелий, неон. Двигаясь с огромной скоростью, они могут преодолевать силу земного притяжения и улетать в космос. Так образуется вокруг Земли “корона”, которая заканчивается на высоте 20 тыс. км.

2 Значение атмосферы для географической оболочки

1.Значение атмосферы исключительно велико и многообразно, поскольку она является посредником между Землей и Космосом и тесно взаимодействует со всеми другими земными оболочками –гидросферой (особенно океаносферой), литосферой, биосферой.

2.Атмосфера защищает органический мир Земли от пагубного воздействия ультрафиолетовой солнечной радиации, корпускулярных потоков, космических лучей различного происхождения. Она служит броней для железо-каменных метеорных потоков. Она создает благоприятные тепловые условия для жизни на земной поверхности, предохраняя ее от губительного зноя и леденящего холода. Без атмосферы не было бы ни осадков, ни ветра, ни звука, ни сумерек, ни полярных сияний и никаких других метеорологических явлений. Воздух атмосферы современного состава, будучи сам в значительной степени продуктом жизнедеятельности организмов, нужен всему живому. Таким образом, Земля защищена атмосферой от губительного для всего живого ультрафиолетового излучения, от метеоритов, от перегрева днем и ночного переохлаждения.

3. Между атмосферой и живой поверхностью происходит непрерывный обмен теплом и влагой. Причем, основным аккумулятором тепла и поставщиком влаги является Мировой океан. Кроме того, Мировой океан, наряду с зеленым покровом суши, выполняет функции легких нашей планеты: он активный поглотитель двуокиси углерода, содержащейся в воздухе, и в то же время – место обитания водорослей вносящих большой вклад в снабжение атмосферы кислородом.

4. Атмосфера в своем развитии тесно связана и с литосферой. Благодаря геологическим и геохимическим процессам она получила и продолжает получать из недр Земли значительную часть газов. Колебания температуры, ветер, осадки являются экзогенными факторами рельефообразования.

5.Воздух необходим для дыхания.

6. Атмосфера играет важную роль в хозяйственной деятельности человека и испытывает серьезное антропогенное воздействие, особенно в последние десятилетия. Оно чаще всего отрицательное. Тому много примеров глобального масштаба. Загрязнение атмосферы диоксидом углерода и другими газами способствует поглощению земного излучения и повышению температуры воздуха. Уничтожение лесов, особенно экваториальных, ослабляет поступление в атмосферу кислорода. Рост концентраций аэрозолей, выбросы тепловых отходов, разрушение озонового слоя, изменения в характере поверхности суши ( распашка земель, мелиорация) и океана (нефтяная пленка), военные действия – все это влияет на атмосферу и климат и может вызвать цепную реакцию ряда нежелательных природных явлений.

ГОСТ

Атмосфера играет значимую роль в формировании климата и погоды на Земле, так как на них существенно влияет количества солнечного тепла и циркуляция воздушных масс.

Формирование атмосферы Земли

Начало формирования химического состава атмосферы было положено 4 миллиарда лет назад. Изначально ее состав характеризовался только легкими газами (водородом и гелием). Согласно версии ученых относительно этого, исходными предпосылками появления газовой оболочки вокруг планеты Земля стали вулканические извержения, которые выбросили, параллельно с лавой, газы в огромных количествах.

В дальнейшем начался газообменный процесс с водным пространством, а также - живыми организмами и продуктами их жизнедеятельности. Состав воздуха постепенно изменялся, и в своем постоянном варианте зафиксировался несколько миллионов лет назад, что мы и можем наблюдать сегодня, когда главными составляющими атмосферы стали азот (79%) и кислород (20%), а остальные 11% достались неону, аргону, метану, гелию, углекислому газу и другим газам.

Атмосфера по своему строению аналогична слоеному пирогу. При этом каждый слой в ней обладает своими особенностями:

Готовые работы на аналогичную тему

Формирование погоды и климата атмосферы

В природе существуют определенные факторы, воздействующие на формирование климата и погоды атмосферы:

Роль атмосферы в формировании климата

Атмосфера выступает как центровой компонент климатической системы. Непрерывно изменяющееся состояние атмосферы (погоду) характеризуют осадки, облачность, ветер, температура воздуха и его влажность. Те же компоненты выступают характеристикой и климата климат (усредненного многолетнего режима погоды).

Атмосфера Земли считается крайне подвижной. Возникающие в ней систематические процессы, взаимосвязанные с изменением ее газового состава, облачности, толщины и прозрачности, а также присутствие в ней определенных аэрозольных частиц воздействуют на климат и погоду.

Около 1/3 суммарного объема поступающей на верхнюю атмосферную границу солнечной энергии отражается в обратном порядке в пространство, поглотителем 13% выступает озоновый слой, включая и ультрафиолетовую радиацию, 7% - поглотит остальная атмосфера, и только 44% достигнет земной поверхности.

Объемы и характер распределения солнечной радиации на Земле пребывают в теснейшей зависимости от степени прозрачности и облачности атмосферы. Воздействующими факторами на величину рассеянной радиации оказываются прозрачность атмосферы, высота Солнца над уровнем горизонта, содержание водяных паров, пыли, общее количество углекислоты в атмосфере и т. д.

Максимум рассеянной радиации попадает на территорию полярных районов, при этом поступление теплоты на данном участке местности зависит от расположения Солнца над горизонтом, и чем оно ниже – тем ее поступает меньше.

Существенную роль играет облачная погода или ее отсутствие. Так, зачастую более холодными становятся пасмурные дни, чем ясные, поскольку дневная облачность выступает своеобразным препятствием для нагревания земной поверхности.

Важное значение в процессе распределения теплоты имеет уровень запыленности атмосферы. Присутствующие в нем твердые тонкодисперсные пепельные и пылевые частицы, воздействующие на ее прозрачность, отрицательным способом сказываются на распределении солнечной радиации.

Тонкодисперсные частицы оказываются в атмосфере двумя способами: либо в виде пепла, выбрасываемого в момент вулканических извержений, либо в форме пыли пустыни, переносимой ветрами из аридных субтропиков и тропиков. Много подобной пыли формируется в период засух, когда за счет потоков теплого воздуха она оказывается в верхних атмосферных слоях и в состоянии пребывать там длительное время.

В атмосфере Земли содержится в переменном количестве водяной пар. Его количество по объему либо массе в абсолютных исчислениях равнозначно 5%. Водяной пар, подобно углекислоте, выступает усилителем парникового эффекта. В появляющихся в атмосфере облаках и туманах проистекают значимые физико-химические процессы.

В виде первоисточника водяного пара в атмосферу выступает поверхность Мирового океана, с которой ежегодно осуществляется испарение водяного слоя с максимальной толщиной в 110 см. Часть влаги обратно возвращается в океан после процесса конденсации, а другая – посредством воздушных потоков уходит в направлении материков.

В областях с наличием переменно-влажного климата происходит увлажнение осадками почвы, а при присутствии влажного – создаются определенные запасы грунтовых вод. Таким образом, атмосфера выступает в некотором роде как аккумулятор влажности и резервуар для осадков. Формирующиеся в атмосферном слое туманы и облака обеспечивают влагой почвенный покров, тем самым играя определяющие роли в развитии растительного и животного миров.

Распределение атмосферной влаги по земной поверхности производится за счет подвижности атмосферы с присущей ей довольно сложной системой ветров и распределения давления. В связи с пребыванием атмосферы в состоянии непрерывного движения, все время видоизменяются масштабы и характер при распределении ветровых потоков и давления.

Огромные атмосферные вихри является непосредственными участниками формирования систем воздушных крупномасштабных течений и являются определяющими общей циркуляции атмосферы, становясь при этом провокаторами катастрофических атмосферных явлений.

Распределение климатических и погодных условий зависит от атмосферного давления. В случае его колебаний в незначительных пределах, оно не отразится существенным образом на самочувствии населения планеты и поведении представителей животного мира и функциональной физиологии растений. С изменением давления связаны зачастую изменения погоды и фронтальные природные явления.

Атмосфера — газовая оболочка, окружающая планету Земля и вращающаяся вместе с ней. Совокупность разделов физики и химии, изучающих атмосферу, принято называть физикой атмосферы. Атмосфера определяет погоду на поверхности Земли, изучением погоды занимается метеорология, а длительными вариациями климата — климатология.

Толщина атмосферы 1500 км от поверхности Земли. Суммарная масса воздуха, то есть смеси газов, составляющих атмосферу: около 5,3 * 10 15 т. Молекулярная масса чистого сухого воздуха составляет 29. Давление при 0°С на уровне моря 101 325 Па, или 760 мм. рт. ст.; критическая температура 140,7 °С; критическое давление 3,7 МПа. Растворимость воздуха в воде при 0 °С — 0,036 %, при 25 °С — 0,22 %.

Атмосферное давление — давление атмосферного воздуха на находящиеся в нем предметы и земную поверхность. Нормальным атмосферным давлением является показатель в 760 мм рт. ст. (101 325 Па). При повышении высоты на каждый километр давление падает на 100 мм.

Строение атмосферы.

Физическое состояние атмосферы определяется погодой и климатом. Основные параметры атмосферы : плотность воздуха, давление, температура и состав. С увеличением высоты плотность воздуха и атмосферное давление уменьшаются. Температура меняется также в зависимости от изменения высоты. Вертикальное строение атмосферы характеризуется различными температурными и электрическими свойствами, разным состоянием воздуха. В зависимости от температуры в атмосфере различают следующие основные слои : тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу (сферу рассеяния). Переходные области атмосферы между соседними оболочками называют соответственно тропопауза, стратопауза и т.д.

Тропосфера — нижний, основной, наиболее изученный слой атмосферы, высотой в полярных областях 8—10 км, в умеренных широтах до 10—12 км, на экваторе — 16—18 км. В тропосфере сосредоточено примерно 80—90 % всей массы атмосферы и почти все водяные пары. При подъеме через каждые 100 м температура в тропосфере понижается в среднем на 0,65 °С и достигает —53 °С в верхней части. Этот верхний слой тропосферы называют тропопаузой. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, сосредоточена преобладающая часть водяного пара, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны.

Стратосфера — слой атмосферы, располагающийся на высоте 11—50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11—25 км (нижний слой стратосферы) и повышение ее в слое 25—40 км от —56,5 до 0,8 °С (верхний слой стратосферы или область инверсии). Достигнув на высоте около 40 км значения 273 К (0 °С), температура остается постоянной до высоты 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой.

В стратосфере задерживается большая часть коротковолновой части ультрафиолетового излучения (180—200 нм) и происходит трансформация энергии коротких волн. Под влиянием этих лучей изменяются магнитные поля, распадаются молекулы, происходит ионизация, новообразование газов и других химических соединений. Эти процессы можно наблюдать в виде северных сияний, зарниц, и других свечений. В стратосфере почти нет водяного пара.

Мезосфера начинается на высоте 50 км и простирается до 80—90 км. Температура воздуха до высоты 75—85 км понижается до 88 °С. Верхней границей мезосферы является мезопауза.

Термосфера (другое название — ионосфера) — слой атмосферы, следующий за мезосферой, — начинается на высоте 80—90 км и простирается до 800 км. Температура воздуха в термосфере быстро и неуклонно возрастает и достигает нескольких сотен и даже тысяч градусов.

Экзосфера — зона рассеяния, внешняя часть термосферы, расположенная выше 800 км. Газ в экзосфере сильно разрежен, и отсюда идет утечка его частиц в межпланетное пространство (диссипация).

Структура атмосферы

До высоты 100 км атмосфера представляет собой гомогенную (однофазную), хорошо перемешанную смесь газов. В более высоких слоях распределение газов по высоте зависит от их молекулярных масс, концентрация более тяжелых газов убывает быстрее по мере удаления от поверхности Земли. Вследствие уменьшения плотности газов температура понижается от 0 °С в стратосфере до -110 °С в мезосфере.

На высоте около 2000—3000 км экзосфера постепенно переходит в так называемый ближнекосмический вакуум, который заполнен сильно разреженными частицами межпланетного газа, главным образом атомами водорода. Но этот газ представляет собой лишь часть межпланетного вещества. Другую часть составляют пылевидные частицы кометного и метеорного происхождения. Кроме этих чрезвычайно разреженных частиц, в это пространство проникает электромагнитная и корпускулярная радиация солнечного и галактического происхождения.

На долю тропосферы приходится около 80 % массы атмосферы, на долю стратосферы — около 20 %; масса мезосферы — не более 0,3 %, термосферы — менее 0,05 % от общей массы атмосферы. На основании электрических свойств в атмосфере выделяют нейтросферу и ионосферу. В настоящее время считают, что атмосфера простирается до высоты 2000—3000 км.

В зависимости от состава газа в атмосфере выделяют гомосферу и гетеросферу. Гетеросфера — это область, где гравитация оказывает влияние на разделение газов, т.к. их перемешивание на такой высоте незначительно. Отсюда следует переменный состав гетеросферы. Ниже ее лежит хорошо перемешанная, однородная по составу часть атмосферы называемая гомосферой. Граница между этими слоями называется турбопаузой, она лежит на высоте около 120 км.

Состав атмосферы

Атмосфера Земли — воздушная оболочка Земли, состоящая в основном из газов и различных примесей (пыль, капли воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения), количество которых непостоянно. Основным газами являются азот (78 %), кислород (21 %) и аргон (0,93 %). Концентрация газов, составляющих атмосферу, практически постоянна, за исключением углекислого газа CO2 (0,03 %).

Также в атмосфере содержатся SO2, СН4, N, СО, углеводороды, НСl, НF, пары Hg, I2, а также NO и многие другие газы в незначительных количествах. В тропосфере постоянно находится большое количество взвешенных твердых и жидких частиц (аэрозоль).

Читайте также: