Kuris apima atmosferą. Kas yra atmosfera? Žemės atmosfera: sandara, reikšmė. Nuolatiniai auroraliniai raudoni lankai

Šiandien savo straipsnyje kalbėsime apie vieną iš svarbiausių mūsų dangaus kūno sluoksnių – Žemės atmosferą, ir pateiksime atsakymus į daugelį populiarių klausimų apie šį dujinį apvalkalą.

Kas yra atmosfera

Atmosfera yra vienas iš mūsų planetos sluoksnių, kuris yra ne kas kita, kaip dujų apvalkalas. Mūsų atmosferą laiko gravitacija ir gravitacija. Iš esmės mūsų atmosferą sudaro deguonis ir anglies dioksidas.

Kodėl atmosfera vadinama Žemės šarvais

Dažnai mūsų planetos apvalkalo dujų sluoksnis sutartinai vadinamas mūsų nematomais šarvais. O atsakymas į klausimą apie tokio pavadinimo kilmę yra gana paprastas, nes būtent Žemės atmosfera yra mūsų apsauga nuo meteoritų ir kitų kosminių kūnų, galinčių iškristi į paviršių. Be to, atmosfera mus saugo ir nuo saulės skleidžiamų spindulių. Jie negali praeiti pro dujų sluoksnį ir pakenkti žmonijai.

Žinoma, kad meteoritai gali kristi Žemės kryptimi, tačiau daugelis jų tiesiog užsidega ir nepasiekia paviršiaus. O jei kalbėsime apie tai, kodėl meteoritas, praskrisdamas per Žemės atmosferą, įkaista, tai čia atsakymas taip pat itin paprastas. Patekęs į atmosferą dėl labai padoraus kritimo greičio ir dėl trinties tarp atmosferos ir paties kosminio kūno jis įkaista ir tiesiog užsidega.

Kodėl atmosfera egzistuoja: kaip ji atsirado

Yra ir toks klausimas, kodėl išvis yra atmosfera, kodėl ji sukasi kartu su mūsų planeta ir neišgaruoja į Kosmosą. Ir čia taip pat nėra paslapčių nuo šiuolaikinio žmonijos proto, žmonės jau seniai gavo atsakymą į šį klausimą.

Pirmiausia reikia atsakyti, kodėl atmosfera sukasi kartu su Žeme. Faktas yra tas, kad čia vėl veikia visuotinės gravitacijos jėga, gravitacija, kuri palaiko mūsų atmosferą tokioje padėtyje, kurioje ji yra. Tačiau tai, kas buvo pasakyta aukščiau, yra gana tinkama kaip atsakymas į klausimą, kodėl Žemės atmosfera neišgaruoja į Kosmosą.

Kodėl atmosferoje nėra vandenilio?

Plačiai paplitęs faktas yra informacija, kad vandenilio mūsų atmosferoje beveik visiškai nėra. Šio reiškinio priežastis buvo tai, kad jo molekulės yra atitinkamai labai lengvos – ji greitai išgaruoja į Kosmosą, o jo dalis atmosferiniame Žemės sluoksnyje yra minimali.

Atmosfera (iš senosios graikų kalbos ἀτμός – garai ir σφαῖρα – sfera) yra Žemės planetą supantis dujų apvalkalas (geosfera). Jo vidinis paviršius dengia hidrosferą ir iš dalies žemės plutą, išorinis ribojasi su artima žeme kosmoso dalimi.

Atmosferą tiriančių fizikos ir chemijos šakų visuma paprastai vadinama atmosferos fizika. Atmosfera lemia orą Žemės paviršiuje, meteorologija tiria orus, o klimatologija nagrinėja ilgalaikius klimato pokyčius.

Fizinės savybės

Atmosferos storis yra apie 120 km nuo Žemės paviršiaus. Bendra oro masė atmosferoje yra (5,1-5,3) 1018 kg. Iš jų sauso oro masė (5,1352 ± 0,0003) · 1018 kg, bendra vandens garų masė vidutiniškai 1,27 · 1016 kg.

Švaraus sauso oro molinė masė yra 28,966 g / mol, oro tankis jūros paviršiuje yra apie 1,2 kg / m3. Slėgis 0 ° C temperatūroje jūros lygyje yra 101,325 kPa; kritinė temperatūra - -140,7 ° C (~ 132,4 K); kritinis slėgis - 3,7 MPa; Cp esant 0 °C - 1,0048 103 J / (kg K), Cv - 0,7159 103 J / (kg K) (esant 0 ° C). Oro tirpumas vandenyje (pagal masę) 0 ° C temperatūroje - 0,0036%, 25 ° C temperatūroje - 0,0023%.

„Normalioms sąlygoms“ Žemės paviršiuje imamasi: tankis 1,2 kg / m3, barometrinis slėgis 101,35 kPa, temperatūra plius 20 ° C ir santykinė oro drėgmė 50%. Šie sąlyginiai rodikliai yra grynai inžinerinės reikšmės.

Cheminė sudėtis

Žemės atmosfera susidarė dėl dujų išsiskyrimo ugnikalnių išsiveržimų metu. Atsiradus vandenynams ir biosferai, susidarė ir dėl dujų mainų su vandeniu, augalais, gyvūnais bei jų skilimo produktais dirvose ir pelkėse.

Šiuo metu Žemės atmosferą daugiausia sudaro dujos ir įvairios priemaišos (dulkės, vandens lašeliai, ledo kristalai, jūros druskos, degimo produktai).

Atmosferą sudarančių dujų koncentracija yra praktiškai pastovi, išskyrus vandenį (H2O) ir anglies dioksidą (CO2).

Sauso oro sudėtis


Azotas
Deguonis
Argonas
Vanduo
Anglies dioksidas
Neoninis
Helis
Metanas
Kriptonas
Vandenilis
Ksenonas
Azoto oksidas

Be lentelėje nurodytų dujų, atmosferoje nedideliais kiekiais yra SO2, NH3, CO, ozono, angliavandenilių, HCl, HF, Hg, I2 garų, taip pat NO ir daugelio kitų dujų. Troposferoje nuolat randama daug suspenduotų kietųjų ir skystųjų dalelių (aerozolių).

Atmosferos struktūra

Troposfera

Jo viršutinė riba yra 8-10 km aukštyje poliarinėse, 10-12 km vidutinėse ir 16-18 km atogrąžų platumose; mažesnė žiemą nei vasarą. Apatiniame, pagrindiniame atmosferos sluoksnyje yra daugiau nei 80% visos atmosferos oro masės ir apie 90% visų atmosferoje esančių vandens garų. Troposferoje labai išvystyta turbulencija ir konvekcija, atsiranda debesų, vystosi ciklonai ir anticiklonai. Temperatūra mažėja didėjant aukščiui, kai vidutinis vertikalus gradientas yra 0,65 ° / 100 m

Tropopauzė

Pereinamasis sluoksnis iš troposferos į stratosferą, atmosferos sluoksnis, kuriame temperatūra mažėja didėjant aukščiui.

Stratosfera

Atmosferos sluoksnis, esantis 11–50 km aukštyje. Nedidelis temperatūros pokytis 11-25 km sluoksnyje (apatinis stratosferos sluoksnis) ir jo padidėjimas 25-40 km sluoksnyje nuo -56,5 iki 0,8 ° C (viršutinis stratosferos sluoksnis arba inversijos sritis) yra būdingi. Pasiekusi apie 273 K (beveik 0 °C) vertę maždaug 40 km aukštyje, temperatūra išlieka pastovi iki maždaug 55 km aukščio. Ši pastovios temperatūros sritis vadinama stratopauze ir yra riba tarp stratosferos ir mezosferos.

Stratopauzė

Atmosferos ribinis sluoksnis tarp stratosferos ir mezosferos. Vertikalus temperatūros pasiskirstymas yra didžiausias (apie 0 ° C).

Mezosfera

Mezosfera prasideda 50 km aukštyje ir tęsiasi iki 80-90 km. Temperatūra mažėja didėjant aukščiui su vidutiniu vertikaliu gradientu (0,25-0,3) ° / 100 m. Pagrindinis energijos procesas yra spinduliavimo šilumos mainai. Sudėtingi fotocheminiai procesai, kuriuose dalyvauja laisvieji radikalai, vibracijos sužadintos molekulės ir kt., sukelia atmosferos švytėjimą.

Mezopauzė

Pereinamasis sluoksnis tarp mezosferos ir termosferos. Vertikalus temperatūros pasiskirstymas yra minimumas (apie -90 ° C).

Kišeninė linija

Aukštis virš jūros lygio, kuris tradiciškai laikomas riba tarp Žemės atmosferos ir erdvės. Pagal FAI apibrėžimą Karmano linija yra 100 km virš jūros lygio.

Žemės atmosferos riba

Termosfera

Viršutinė riba yra apie 800 km. Temperatūra pakyla iki 200–300 km aukščio, kur pasiekia 1500 K reikšmes, po to išlieka beveik pastovi iki didelio aukščio. Veikiant ultravioletinei ir rentgeno saulės spinduliuotei bei kosminei spinduliuotei, vyksta oro jonizacija („poliarinės šviesos“) – pagrindinės jonosferos sritys yra termosferos viduje. Daugiau nei 300 km aukštyje vyrauja atominis deguonis. Termosferos viršutinę ribą daugiausia lemia dabartinis Saulės aktyvumas. Mažo aktyvumo laikotarpiais – pavyzdžiui, 2008–2009 m. – pastebimas šio sluoksnio dydžio mažėjimas.

Termopauzė

Atmosferos sritis, esanti greta termosferos viršaus. Šioje srityje saulės spinduliuotės sugertis yra nereikšminga, o temperatūra iš tikrųjų nesikeičia priklausomai nuo aukščio.

Egzosfera (dispersijos rutulys)

Egzosfera yra išsibarstymo zona, išorinė termosferos dalis, esanti aukščiau 700 km. Dujos egzosferoje yra labai retos, o iš čia atsiranda jų dalelių nutekėjimas į tarpplanetinę erdvę (išsklaidymas).

Iki 100 km aukščio atmosfera yra vienalytis, gerai susimaišęs dujų mišinys. Aukštesniuose sluoksniuose dujų pasiskirstymas išilgai aukščio priklauso nuo jų molekulinių masių, sunkesnių dujų koncentracija mažėja greičiau tolstant nuo Žemės paviršiaus. Dėl sumažėjusio dujų tankio temperatūra nukrenta nuo 0 ° C stratosferoje iki –110 ° C mezosferoje. Tačiau atskirų dalelių kinetinė energija 200–250 km aukštyje atitinka ~ 150 °C temperatūrą. Virš 200 km stebimi dideli dujų temperatūros ir tankio svyravimai laike ir erdvėje.

Maždaug 2000–3500 km aukštyje egzosfera palaipsniui pereina į vadinamąjį artimojo erdvės vakuumą, kuris užpildomas labai retomis tarpplanetinių dujų dalelėmis, daugiausia vandenilio atomais. Tačiau šios dujos yra tik dalis tarpplanetinės medžiagos. Kitą dalį sudaro į dulkes panašios kometinės ir meteorinės kilmės dalelės. Be itin retų į dulkes panašių dalelių, į šią erdvę prasiskverbia saulės ir galaktikos kilmės elektromagnetinė ir korpuskulinė spinduliuotė.

Troposfera sudaro apie 80% atmosferos masės, stratosfera - apie 20%; mezosferos masė yra ne didesnė kaip 0,3%, termosfera yra mažesnė nei 0,05% visos atmosferos masės. Pagal elektrines savybes atmosferoje išskiriama neutrosfera ir jonosfera. Šiuo metu manoma, kad atmosfera tęsiasi iki 2000-3000 km aukščio.

Atsižvelgiant į dujų sudėtį atmosferoje, išskiriama homosfera ir heterosfera. Heterosfera yra sritis, kurioje gravitacija daro įtaką dujų atsiskyrimui, nes jų maišymasis tokiame aukštyje yra nereikšmingas. Taigi kintama heterosferos sudėtis. Po juo slypi gerai sumaišyta, vienalytės sudėties atmosferos dalis, vadinama homosfera. Riba tarp šių sluoksnių vadinama turbopauze, ji yra apie 120 km aukštyje.

Kitos atmosferos savybės ir poveikis žmogaus organizmui

Jau 5 km aukštyje virš jūros lygio netreniruotam žmogui pasireiškia deguonies badas ir neprisitaikius, žmogaus darbingumas gerokai sumažėja. Čia baigiasi fiziologinė atmosferos zona. Žmogaus kvėpavimas tampa neįmanomas 9 km aukštyje, nors atmosferoje deguonies yra iki maždaug 115 km.

Atmosfera aprūpina mus deguonimi, kurio reikia kvėpuoti. Tačiau dėl bendro atmosferos slėgio kritimo jam kylant į aukštį atitinkamai mažėja ir dalinis deguonies slėgis.

Žmogaus plaučiuose nuolat yra apie 3 litrus alveolių oro. Dalinis deguonies slėgis alveoliniame ore esant normaliam atmosferos slėgiui yra 110 mm Hg. Art., anglies dioksido slėgis yra 40 mm Hg. Art., o vandens garai - 47 mm Hg. Art. Didėjant aukščiui, deguonies slėgis krenta, o bendras vandens ir anglies dioksido garų slėgis plaučiuose išlieka beveik pastovus – apie 87 mm Hg. Art. Deguonies srautas į plaučius visiškai sustos, kai aplinkinio oro slėgis taps lygus šiai vertei.

Maždaug 19-20 km aukštyje atmosferos slėgis nukrenta iki 47 mm Hg. Art. Todėl tokiame aukštyje žmogaus kūne pradeda virti vanduo ir tarpląstelinis skystis. Už slėgio kabinos, tokiame aukštyje, mirtis įvyksta beveik akimirksniu. Taigi, žmogaus fiziologijos požiūriu, „kosmosas“ prasideda jau 15-19 km aukštyje.

Tankūs oro sluoksniai – troposfera ir stratosfera – saugo mus nuo žalingo radiacijos poveikio. Pakankamai retėjant orui, didesniame nei 36 km aukštyje, jonizuojanti spinduliuotė – pirminiai kosminiai spinduliai – turi intensyvų poveikį organizmui; didesniame nei 40 km aukštyje veikia žmogui pavojinga ultravioletinė saulės spektro dalis.

Jai kylant į vis didesnį aukštį virš Žemės paviršiaus atsiranda tokie mums žinomi, žemesniuose atmosferos sluoksniuose stebimi reiškiniai, tokie kaip garso sklidimas, aerodinaminio keltuvo ir pasipriešinimo atsiradimas, šilumos perdavimas konvekcijos būdu ir kt. , palaipsniui silpnėja, o tada visiškai išnyksta.

Retuose oro sluoksniuose garso sklidimas neįmanomas. Iki 60-90 km aukščio vis dar galima išnaudoti oro pasipriešinimą ir kėlimą kontroliuojamam aerodinaminiam skrydžiui. Tačiau pradedant nuo 100–130 km aukščio, kiekvienam pilotui pažįstamos skaičiaus M ir garso barjero sąvokos praranda prasmę: ten eina sąlyginė Karmano linija, už kurios prasideda grynai balistinio skrydžio zona, kuri. galima valdyti tik naudojant reaktyviąsias jėgas.

Aukštesnėje nei 100 km atmosferoje taip pat trūksta dar vienos nepaprastos savybės – gebėjimo sugerti, pravesti ir perduoti šiluminę energiją konvekcijos būdu (t.y. maišant orą). Tai reiškia, kad orbitoje skriejančios kosminės stoties įvairūs įrangos elementai, įranga negalės atvėsti iš išorės, kaip tai įprastai daroma lėktuve – oro čiurkšlių ir oro radiatorių pagalba. Tokiame aukštyje, kaip ir apskritai erdvėje, vienintelis būdas perduoti šilumą yra šiluminė spinduliuotė.

Atmosferos susidarymo istorija

Pagal labiausiai paplitusią teoriją, laikui bėgant Žemės atmosfera buvo trijų skirtingų kompozicijų. Iš pradžių jį sudarė lengvosios dujos (vandenilis ir helis), gautų iš tarpplanetinės erdvės. Tai vadinamoji pirmykštė atmosfera (prieš maždaug keturis milijardus metų). Kitame etape dėl aktyvios vulkaninės veiklos atmosfera buvo prisotinta kitomis dujomis nei vandenilis (anglies dioksidas, amoniakas, vandens garai). Taip susiformavo antrinė atmosfera (iki šių dienų apie tris milijardus metų). Atmosfera buvo atkurianti. Be to, atmosferos formavimosi procesą lėmė šie veiksniai:

lengvųjų dujų (vandenilio ir helio) nutekėjimas į tarpplanetinę erdvę;
cheminės reakcijos atmosferoje, veikiant ultravioletinei spinduliuotei, žaibo iškrovoms ir kai kuriems kitiems veiksniams.

Palaipsniui dėl šių veiksnių susiformavo tretinė atmosfera, kuriai būdinga daug mažiau vandenilio ir daug daugiau azoto bei anglies dioksido (susidaro dėl cheminių amoniako ir angliavandenilių reakcijų).

Azotas

Didelis azoto N2 kiekis susidaro dėl amoniako-vandenilio atmosferos oksidacijos molekuliniu deguonimi O2, kuris dėl fotosintezės pradėjo tekėti iš planetos paviršiaus, prasidėjęs prieš 3 mlrd. Taip pat azotas N2 patenka į atmosferą dėl nitratų ir kitų azoto turinčių junginių denitrifikacijos. Viršutiniuose atmosferos sluoksniuose azotą ozonas oksiduoja į NO.

Azotas N2 reaguoja tik tam tikromis sąlygomis (pavyzdžiui, žaibo smūgio metu). Molekulinio azoto oksidavimas ozonu su elektros išlydžiais nedideliais kiekiais naudojamas pramoninėje azoto trąšų gamyboje. Jį sunaudojant mažai energijos gali oksiduoti ir paversti biologiškai aktyvia forma melsvadumbliai (melsvadumbliai) ir mazginės bakterijos, kurios formuoja rizobinę simbiozę su ankštiniais augalais, vadinamąją. siderates.

Deguonis

Atmosferos sudėtis pradėjo radikaliai keistis, kai Žemėje atsirado gyvų organizmų, dėl fotosintezės, kurią lydėjo deguonies išsiskyrimas ir anglies dioksido absorbcija. Iš pradžių deguonis buvo naudojamas redukuotų junginių – amoniako, angliavandenilių, geležies geležies, esančios vandenynuose ir kt., oksidacijai. Šio etapo pabaigoje deguonies kiekis atmosferoje pradėjo augti. Palaipsniui formavosi moderni atmosfera su oksidacinėmis savybėmis. Kadangi tai sukėlė rimtų ir staigių pokyčių daugelyje atmosferoje, litosferoje ir biosferoje vykstančių procesų, šis įvykis buvo vadinamas deguonies katastrofa.

Fanerozojaus metu pasikeitė atmosferos sudėtis ir deguonies kiekis. Jie pirmiausia koreliavo su organinių nuosėdinių uolienų nusėdimo greičiu. Taigi, anglies kaupimosi laikotarpiais deguonies kiekis atmosferoje, matyt, gerokai viršijo esamą lygį.

Anglies dioksidas

CO2 kiekis atmosferoje priklauso nuo ugnikalnio aktyvumo ir cheminių procesų žemės lukštuose, bet labiausiai nuo biosintezės ir organinių medžiagų skilimo Žemės biosferoje intensyvumo. Beveik visą dabartinę planetos biomasę (apie 2,4 · 1012 tonų) sudaro atmosferos ore esantys anglies dioksidas, azotas ir vandens garai. Vandenynuose, pelkėse ir miškuose palaidotos organinės medžiagos virsta anglimi, nafta ir gamtinėmis dujomis.

Inercinės dujos

Inertinių dujų – argono, helio ir kriptono – šaltinis yra ugnikalnių išsiveržimai ir radioaktyvių elementų skilimas. Žemėje apskritai ir ypač atmosferoje, palyginti su kosmosu, išeikvotos inertinės dujos. Manoma, kad to priežastis yra nuolatinis dujų nutekėjimas į tarpplanetinę erdvę.

Oro tarša

Neseniai žmonės pradėjo daryti įtaką atmosferos evoliucijai. Jo veiklos rezultatas buvo nuolatinis anglies dioksido kiekio atmosferoje padidėjimas dėl ankstesnėse geologinėse erose sukaupto angliavandenilių kuro deginimo. Fotosintezės metu sunaudojamas didžiulis CO2 kiekis, kurį sugeria pasaulio vandenynai. Šios dujos į atmosferą patenka irstant karbonatinėms uolienoms bei augalinės ir gyvūninės kilmės organinėms medžiagoms, taip pat dėl vulkanizmo ir žmogaus gamybinės veiklos. Per pastaruosius 100 metų CO2 kiekis atmosferoje padidėjo 10%, o didžioji dalis (360 mlrd. tonų) susidaro deginant kurą. Jei kuro degimo tempas ir toliau augs, tai per ateinančius 200–300 metų CO2 kiekis atmosferoje padvigubės ir gali lemti pasaulinę klimato kaitą.

Kuro deginimas yra pagrindinis teršiančių dujų (CO, NO, SO2) šaltinis. Atmosferos deguonis sieros dioksidą oksiduoja į SO3, o azoto oksidą - iki NO2 viršutiniuose atmosferos sluoksniuose, kurie savo ruožtu sąveikauja su vandens garais, o susidariusi sieros rūgštis H2SO4 ir azoto rūgštis HNO3 nukrenta ant Žemės paviršiaus taip. paskambino. rūgštūs lietūs. Naudojant vidaus degimo variklius, atmosfera labai teršiama azoto oksidais, angliavandeniliais ir švino junginiais (tetraetilšvinu) Pb (CH3CH2) 4.

Aerozolinė atmosferos tarša kyla tiek dėl natūralių priežasčių (ugnikalnių išsiveržimai, dulkių audros, jūros vandens lašelių ir augalų žiedadulkių pernešimas ir kt.), tiek dėl žmogaus ūkinės veiklos (rūdos ir statybinių medžiagų kasyba, kuro deginimas, cemento gamyba). ir kt.). Intensyvus didelio masto kietųjų dalelių pašalinimas į atmosferą yra viena iš galimų klimato kaitos priežasčių planetoje.

(Lankyta 719 kartų, 1 apsilankymai šiandien)

Atmosferos storis yra apie 120 km nuo Žemės paviršiaus. Bendra oro masė atmosferoje yra (5,1-5,3) · 10 18 kg. Iš jų sauso oro masė yra 5,1352 ± 0,0003 · 10 18 kg, bendra vandens garų masė vidutiniškai 1,27 · 10 16 kg.

Tropopauzė

Pereinamasis sluoksnis iš troposferos į stratosferą, atmosferos sluoksnis, kuriame temperatūra mažėja didėjant aukščiui.

Stratosfera

Atmosferos sluoksnis, esantis 11–50 km aukštyje. Nedidelis temperatūros pokytis 11-25 km sluoksnyje (apatinis stratosferos sluoksnis) ir jo padidėjimas 25-40 km sluoksnyje nuo -56,5 iki 0,8 ° (viršutinis stratosferos sluoksnis arba inversijos sritis). charakteristika. Pasiekusi apie 273 K (beveik 0 °C) vertę maždaug 40 km aukštyje, temperatūra išlieka pastovi iki maždaug 55 km aukščio. Ši pastovios temperatūros sritis vadinama stratopauze ir yra riba tarp stratosferos ir mezosferos.

Stratopauzė

Atmosferos ribinis sluoksnis tarp stratosferos ir mezosferos. Vertikalus temperatūros pasiskirstymas yra didžiausias (apie 0 ° C).

Mezosfera

Žemės atmosfera

Žemės atmosferos riba

Termosfera

Termopauzė

Atmosferos sritis, esanti greta termosferos viršaus. Šioje srityje saulės spinduliuotės sugertis yra nereikšminga, o temperatūra iš tikrųjų nesikeičia priklausomai nuo aukščio.

Egzosfera (dispersijos rutulys)

Maždaug 2000-3500 km aukštyje egzosfera pamažu virsta vadinamąja. artimas kosminis vakuumas, kuris užpildytas labai retomis tarpplanetinių dujų dalelėmis, daugiausia vandenilio atomais. Tačiau šios dujos yra tik dalis tarpplanetinės medžiagos. Kitą dalį sudaro į dulkes panašios kometinės ir meteorinės kilmės dalelės. Be itin retų į dulkes panašių dalelių, į šią erdvę prasiskverbia saulės ir galaktikos kilmės elektromagnetinė ir korpuskulinė spinduliuotė.

Priklausomai nuo dujų sudėties atmosferoje, homosfera ir heterosfera. Heterosfera- tai sritis, kurioje gravitacija veikia dujų atsiskyrimą, nes jų maišymas tokiame aukštyje yra nereikšmingas. Taigi kintama heterosferos sudėtis. Po juo slypi gerai sumaišyta, vienalytės sudėties atmosferos dalis, vadinama homosfera. Riba tarp šių sluoksnių vadinama turbopauze, ji yra apie 120 km aukštyje.

Fiziologinės ir kitos atmosferos savybės

Atmosfera aprūpina mus deguonimi, kurio reikia kvėpuoti. Tačiau dėl bendro atmosferos slėgio kritimo jam kylant į aukštį atitinkamai mažėja ir dalinis deguonies slėgis.

Atmosferos susidarymo istorija

Pagal labiausiai paplitusią teoriją, laikui bėgant Žemės atmosfera buvo trijų skirtingų kompozicijų. Iš pradžių jį sudarė lengvosios dujos (vandenilis ir helis), gautų iš tarpplanetinės erdvės. Tai yra vadinamasis pirminė atmosfera(prieš maždaug keturis milijardus metų). Kitame etape dėl aktyvios vulkaninės veiklos atmosfera buvo prisotinta kitomis dujomis nei vandenilis (anglies dioksidas, amoniakas, vandens garai). Taigi jis buvo suformuotas antrinė atmosfera(prieš maždaug tris milijardus metų). Atmosfera buvo atkurianti. Be to, atmosferos formavimosi procesą lėmė šie veiksniai:

lengvųjų dujų (vandenilio ir helio) nutekėjimas į tarpplanetinę erdvę;
cheminės reakcijos atmosferoje, veikiant ultravioletinei spinduliuotei, žaibo iškrovoms ir kai kuriems kitiems veiksniams.

Palaipsniui šie veiksniai lėmė formavimąsi tretinė atmosfera, pasižymintis daug mažesniu vandenilio kiekiu ir daug didesniu azoto bei anglies dioksido kiekiu (susidaro dėl cheminių reakcijų iš amoniako ir angliavandenilių).

Azotas

Didelis azoto N 2 kiekis susidaro dėl amoniako-vandenilio atmosferos oksidacijos molekuliniu deguonimi O 2, kuris pradėjo tekėti iš planetos paviršiaus fotosintezės metu, pradedant nuo 3 milijardų metų. Taip pat azotas N 2 patenka į atmosferą dėl nitratų ir kitų azoto turinčių junginių denitrifikacijos. Viršutiniuose atmosferos sluoksniuose azotą ozonas oksiduoja į NO.

Azotas N 2 reaguoja tik tam tikromis sąlygomis (pavyzdžiui, žaibo smūgio metu). Molekulinio azoto oksidavimas ozonu su elektros išlydžiais nedideliais kiekiais naudojamas pramoninėje azoto trąšų gamyboje. Jį sunaudojant mažai energijos gali oksiduoti ir paversti biologiškai aktyvia forma melsvadumbliai (melsvadumbliai) ir mazginės bakterijos, kurios formuoja rizobinę simbiozę su ankštiniais augalais, vadinamąją. siderates.

Deguonis

Inercinės dujos

Oro tarša

Neseniai žmonės pradėjo daryti įtaką atmosferos evoliucijai. Jo veiklos rezultatas – nuolatinis reikšmingas anglies dioksido kiekio atmosferoje padidėjimas dėl ankstesnėse geologinėse erose sukaupto angliavandenilio kuro deginimo. Fotosintezės metu sunaudojamas didžiulis CO 2 kiekis, kurį sugeria pasaulio vandenynai. Šios dujos į atmosferą patenka irstant karbonatinėms uolienoms bei augalinės ir gyvūninės kilmės organinėms medžiagoms, taip pat dėl vulkanizmo ir žmogaus gamybinės veiklos. Per pastaruosius 100 metų CO 2 kiekis atmosferoje padidėjo 10 %, o didžioji dalis (360 mlrd. tonų) susidaro deginant kurą. Jei kuro degimo tempai ir toliau augs, per ateinančius 200–300 metų СО 2 kiekis atmosferoje padvigubės ir gali sukelti pasaulinius klimato pokyčius.

Kuro deginimas yra pagrindinis teršiančių dujų (CO, SO 2) šaltinis. Atmosferos deguonis sieros dioksidą oksiduoja iki SO 3 viršutiniuose atmosferos sluoksniuose, kurie savo ruožtu sąveikauja su vandens ir amoniako garais, o susidariusi sieros rūgštis (H 2 SO 4) ir amonio sulfatas ((NH 4) 2 SO 4) grįžta į Žemės paviršius vadinamojo pavidalo. rūgštūs lietūs. Naudojant vidaus degimo variklius, atmosfera labai teršiama azoto oksidais, angliavandeniliais ir švino junginiais (tetraetilšvinu Pb (CH 3 CH 2) 4)).

taip pat žr

Jacchia (atmosferos modelis)

Pastabos (redaguoti)

Nuorodos

Literatūra

V. V. Parinas, F. P. Kosmolinskis, B. A. Duškovas„Kosmoso biologija ir medicina“ (2-asis leidimas, pataisytas ir padidintas), M .: „Švietimas“, 1975, 223 psl.
N.V. Gusakova"Aplinkos chemija", Rostovas prie Dono: Phoenix, 2004, 192 su ISBN 5-222-05386-5
Sokolovas V.A. Gamtinių dujų geochemija, M., 1971;
McEwen M., Phillips L. Atmosferos chemija, M., 1978;
Darbas K., Warner S. Oro tarša. Šaltiniai ir kontrolė, vert. iš anglų k., M .. 1980 m.;
Natūralios aplinkos foninės taršos monitoringas. v. 1, L., 1982 m.

Žemė
Žemės istorija	Žemės amžius Geologinė Žemės istorija Geochronologinė skalė Gyvybės Žemėje istorija Žemės apledėjimas Silpnos jaunos Saulės paradoksas Milžiniško susidūrimo teorija Evoliucijos chronologija
Geografija ir geologija	Australija Azija Antarktida Afrika Europa Šiaurės Amerika Pietų Amerika Atlanto vandenynas Indijos vandenynas Arkties vandenynas Ramusis vandenynas Pietų vandenynas Atmosfera

Dujinis. Susideda iš mišinio (oro) ir priemaišų. Požeminio paviršiaus ore yra 78% azoto, apie 21% deguonies ir mažiau nei 1% likusių dujų.

Atmosfera turi sluoksniuotą struktūrą. Atsižvelgiant į temperatūros kitimą su aukščiu, išskiriami 4 sluoksniai: troposfera (iki 16 km), stratosfera (iki 50 km), mezosfera (iki 80 km), termosfera, kuri palaipsniui virsta išorine. erdvė. Jo vaidmuo Žemės gyvenime yra didelis. Jame yra deguonies, reikalingo kvėpuoti visoms gyvoms būtybėms, saugo Žemę nuo mirtinų kosminių spindulių, nuo kritimo ir kitų kosminių kūnų. Dėl atmosferos Žemės paviršius dieną ne tiek įkaista, o naktį taip greitai neatšąla.

Oro temperatūros pasiskirstymas šalia žemės paviršiaus parodomas izotermomis – linijomis, jungiančiomis taškus su ta pačia temperatūra. Jo kompleksinį pasiskirstymą galima spręsti pagal vidutinių sausio, liepos ir metinių izotermų žemėlapius. nesutampa su paralelėmis, nes temperatūros pasiskirstymui įtakos turi ne tik padėtis, bet ir apatinis paviršius, ir.

Atmosfera yra vienas iš svarbiausių mūsų planetos komponentų. Būtent ji „saugo“ žmones nuo atšiaurių kosmoso sąlygų, tokių kaip saulės spinduliuotė ir kosminės šiukšlės. Tuo pačiu metu daugelis faktų apie atmosferą daugumai žmonių nežinomi.

1. Tikroji dangaus spalva

Nors sunku patikėti, dangus iš tikrųjų yra purpurinis. Kai šviesa patenka į atmosferą, oro ir vandens dalelės sugeria šviesą, ją išsklaido. Tuo pačiu metu violetinė spalva yra išsklaidyta labiausiai, todėl žmonės mato mėlyną dangų.

2. Išskirtinis elementas Žemės atmosferoje

Kaip daugelis prisimena iš mokyklos laikų, Žemės atmosferą sudaro maždaug 78 % azoto, 21 % deguonies ir smulkių argono, anglies dioksido ir kitų dujų priemaišų. Tačiau nedaugelis žino, kad mūsų atmosfera yra vienintelė šiuo metu mokslininkų atrasta atmosfera (be kometos 67P), kurioje yra laisvo deguonies. Kadangi deguonis yra labai reaktyvios dujos, jis dažnai reaguoja su kitomis erdvėje esančiomis cheminėmis medžiagomis. Dėl grynos formos Žemėje planeta yra tinkama gyventi.

3. Balta juostelė danguje

Žinoma, kai kurie kartais susimąstė, kodėl už reaktyvinio lėktuvo danguje yra balta juostelė. Šie balti pėdsakai, žinomi kaip kontraktai, susidaro, kai karštos ir drėgnos orlaivio variklio išmetamosios dujos susimaišo su šaltesniu lauko oru. Vandens garai iš išmetamųjų dujų užšąla ir tampa matomi.

4. Pagrindiniai atmosferos sluoksniai

Žemės atmosferą sudaro penki pagrindiniai sluoksniai, leidžiantys gyvybei planetoje. Pirmoji iš jų – troposfera – tęsiasi nuo jūros lygio iki maždaug 17 km aukščio iki pusiaujo. Jame vyksta dauguma orų įvykių.

5. Ozono sluoksnis

Kitas atmosferos sluoksnis – stratosfera – pasiekia apie 50 km aukštį ties pusiauju. Jame yra ozono sluoksnis, apsaugantis žmones nuo pavojingų ultravioletinių spindulių. Nors šis sluoksnis yra virš troposferos, jis iš tikrųjų gali būti šiltesnis dėl saulės spindulių sugertos energijos. Dauguma reaktyvinių lėktuvų ir oro balionų skraido stratosferoje. Jame lėktuvai gali skristi greičiau, nes juos mažiau veikia gravitacija ir trintis. Kita vertus, oro balionai gali geriau suprasti audras, kurių dauguma kyla žemiau troposferos.

6. Mezosfera

Mezosfera yra vidurinis sluoksnis, besitęsiantis iki 85 km virš planetos paviršiaus. Temperatūra jame svyruoja apie -120 ° C. Dauguma į Žemės atmosferą patenkančių meteorų sudega mezosferoje. Paskutiniai du sluoksniai, patenkantys į erdvę, yra termosfera ir egzosfera.

7. Atmosferos išnykimas

Žemė greičiausiai kelis kartus prarado atmosferą. Kai planetą padengė magmos vandenynai, į ją atsitrenkė didžiuliai tarpžvaigždiniai objektai. Šios įtakos, kurios taip pat suformavo mėnulį, galėjo pirmą kartą suformuoti planetos atmosferą.

8. Jei nebūtų atmosferos dujų ...

Jei atmosferoje nebūtų įvairių dujų, Žemė būtų per šalta žmogaus egzistavimui. Vandens garai, anglies dioksidas ir kitos atmosferos dujos sugeria saulės šilumą ir „paskirsto“ ją planetos paviršiuje, taip padedant sukurti gyventi tinkamą klimatą.

9. Ozono sluoksnio susidarymas

Liūdnai pagarsėjęs (ir esminis) ozono sluoksnis susidarė, kai deguonies atomai reaguoja su saulės ultravioletine šviesa, sudarydami ozoną. Būtent ozonas sugeria didžiąją dalį kenksmingos saulės spinduliuotės. Nepaisant svarbos, ozono sluoksnis susiformavo palyginti neseniai, kai vandenynuose atsirado pakankamai gyvybės, kad būtų išleistas deguonies kiekis, reikalingas minimaliai ozono koncentracijai atmosferoje sukurti.

10. Jonosfera

Jonosfera taip pavadinta, nes didelės energijos dalelės iš kosmoso ir Saulės padeda formuoti jonus, aplink planetą sukurdamos „elektrinį sluoksnį“. Kai palydovų neegzistavo, šis sluoksnis padėjo atspindėti radijo bangas.

11. Rūgštus lietus

Rūgštūs lietūs, naikinantys ištisus miškus ir niokojantys vandens ekosistemas, susidaro atmosferoje, kai sieros dioksido arba azoto oksido dalelės susimaišo su vandens garais ir nukrenta ant žemės kaip lietus. Šių cheminių junginių randama ir gamtoje: sieros dioksidas susidaro ugnikalnių išsiveržimų metu, o azoto oksidas – žaibuojant.

12. Žaibo galia

Žaibas yra toks galingas, kad vienas išlydis gali įkaitinti aplinkinį orą iki 30 000 °C. Greitas kaitinimas sukelia sprogstamą šalia esančio oro išsiplėtimą, kuris girdimas garso bangos, vadinamos griaustiniu, pavidalu.

Aurora Borealis ir Aurora Australis (šiaurinės ir pietinės auroros) sukelia joninės reakcijos, vykstančios ketvirtame atmosferos lygyje – termosferoje. Kai labai įkrautos saulės vėjo dalelės susiduria su oro molekulėmis virš planetos magnetinių polių, jos švyti ir sukuria nuostabius šviesos šou.

14. Saulėlydžiai

Saulėlydžiai dažnai atrodo kaip degantis dangus, nes mažos atmosferos dalelės išsklaido šviesą, atspindėdamos ją oranžiniais ir geltonais atspalviais. Tas pats principas grindžiamas vaivorykštės formavimu.

2013 metais mokslininkai išsiaiškino, kad mažyčiai mikrobai gali išgyventi mylių aukštyje virš Žemės paviršiaus. 8-15 km aukštyje virš planetos buvo aptikti mikrobai, kurie naikina organines chemines medžiagas, kurios plūduriuoja atmosferoje, „maitindamosi“ jomis.

Apokalipsės teorijos ir įvairių kitų siaubo istorijų šalininkams bus įdomu sužinoti.