Každý, kto letel lietadlom, je zvyknutý na takéto hlášky: „Náš let prebieha vo výške 10 000 m, teplota cez palubu je 50 °C.“ Zdá sa, že to nie je nič zvláštne. Čím ďalej od povrchu Zeme ohrievaného Slnkom, tým je chladnejšie. Mnoho ľudí si myslí, že pokles teploty s nadmorskou výškou pokračuje nepretržite a postupne teplota klesá a blíži sa k teplote vesmíru. Mimochodom, vedci si to mysleli až do konca 19. storočia.
Pozrime sa bližšie na rozloženie teploty vzduchu na Zemi. Atmosféra je rozdelená do niekoľkých vrstiev, ktoré primárne odrážajú charakter zmeny teploty.
Spodná atmosféra sa nazýva troposféra, čo znamená „sféra rotácie.“ Všetky zmeny počasia a klímy sú výsledkom fyzikálnych procesov prebiehajúcich v tejto vrstve Horná hranica tejto vrstvy sa nachádza tam, kde pokles teploty s výškou ustupuje jej nárastu, - približne pri výška 15-16 km nad rovníkom a 7-8 km nad pólmi.Ako Zem samotná, aj atmosféra vplyvom rotácie našej planéty je nad pólmi trochu sploštená a nad rovníkom sa nafukuje. tento efekt je oveľa výraznejší v atmosfére ako v pevnom obale Zeme.V smere od povrchu Zeme k hornej hranici troposféry teplota vzduchu klesá.Nad rovníkom je minimálna teplota vzduchu asi -62 ° C a nad pólmi asi -45 ° C. V miernych zemepisných šírkach je viac ako 75 % hmotnosti atmosféry v troposfére, v trópoch asi 90 % v troposfére. hmotnosti atmosféry.
V roku 1899 bolo zistené jej minimum vo vertikálnom teplotnom profile v určitej nadmorskej výške a potom teplota mierne stúpla. Začiatok tohto nárastu znamená prechod do ďalšej vrstvy atmosféry – do stratosféra, čo znamená „vrstvová guľa". Termín stratosféra znamená a odráža niekdajšiu predstavu o jedinečnosti vrstvy ležiacej nad troposférou. Stratosféra siaha až do nadmorskej výšky cca 50 km nad zemským povrchom. Jej zvláštnosťou je, najmä prudké zvýšenie teploty vzduchu.reakcia tvorby ozónu – jedna z hlavných chemických reakcií prebiehajúcich v atmosfére.
Prevažná časť ozónu je sústredená v nadmorských výškach okolo 25 km, ale vo všeobecnosti je ozónová vrstva vysoko natiahnutou škrupinou, ktorá pokrýva takmer celú stratosféru. Interakcia kyslíka s ultrafialovými lúčmi je jedným z prospešných procesov v zemskej atmosfére, ktoré prispievajú k zachovaniu života na Zemi. Absorpcia tejto energie ozónom bráni jej nadmernému prúdeniu na zemský povrch, kde vzniká presne taká hladina energie, ktorá je vhodná pre existenciu pozemských foriem života. Ozonosféra pohlcuje časť žiarivej energie prechádzajúcej atmosférou. V dôsledku toho sa v ozonosfére ustanoví vertikálny teplotný gradient vzduchu asi 0,62 °C na 100 m, tj teplota stúpa s nadmorskou výškou až po hornú hranicu stratosféry - stratopauzu (50 km) a dosahuje podľa niektoré údaje, 0 °C.
Vo výškach od 50 do 80 km sa nachádza vrstva atmosféry tzv mezosféra... Slovo „mezosféra“ znamená „stredná sféra“, tu teplota vzduchu s výškou stále klesá. Nad mezosférou, vo vrstve tzv termosféra, teplota opäť stúpa s nadmorskou výškou okolo 1000 °C a potom veľmi rýchlo klesne na -96 °C. Neklesá však donekonečna, potom teplota opäť stúpa.
Termosféra je prvá vrstva ionosféra... Na rozdiel od vyššie uvedených vrstiev sa ionosféra nerozlišuje teplotou. Ionosféra je oblasť elektrického charakteru, ktorá umožňuje mnoho druhov rádiovej komunikácie. Ionosféra je rozdelená do niekoľkých vrstiev, ktoré sa označujú písmenami D, E, F1 a F2 Tieto vrstvy majú aj špeciálne názvy. Rozdelenie do vrstiev je spôsobené viacerými príčinami, z ktorých najdôležitejší je nerovnaký vplyv vrstiev na prenos rádiových vĺn. Najnižšia vrstva D pohlcuje predovšetkým rádiové vlny a tým bráni ich ďalšiemu šíreniu. Najlepšie prebádaná vrstva E sa nachádza asi 100 km nad zemským povrchom. Nazýva sa aj vrstva Kennelly-Heaviside podľa amerických a anglických vedcov, ktorí ju súčasne a nezávisle objavili. Vrstva E ako obrovské zrkadlo odráža rádiové vlny. Vďaka tejto vrstve sa dlhé rádiové vlny dostanú na väčšie vzdialenosti, než by sa dalo očakávať, ak by sa šírili len priamočiaro, bez toho, aby sa odrážali od vrstvy E. Podobné vlastnosti má aj vrstva F. Nazýva sa aj vrstva Appleton. Spolu s vrstvou Kennelly-Heaviside odráža rádiové vlny na pozemné rádiové stanice.Takéto odrazy môžu nastať pod rôznymi uhlami. Appletonova vrstva sa nachádza v nadmorskej výške asi 240 km.
Najvzdialenejšia oblasť atmosféry, druhá vrstva ionosféry, sa často nazýva exosféra... Tento výraz označuje existenciu okraja vesmíru v blízkosti Zeme. Je ťažké presne určiť, kde atmosféra končí a začína vesmír, keďže s nadmorskou výškou hustota atmosférických plynov postupne klesá a samotná atmosféra sa plynule mení takmer na vákuum, v ktorom sa nachádzajú len jednotlivé molekuly. Už vo výške asi 320 km je hustota atmosféry taká nízka, že molekuly môžu prejsť viac ako 1 km bez toho, aby sa navzájom zrazili. Ako jej horná hranica slúži najvzdialenejšia časť atmosféry, ktorá sa nachádza vo výškach od 480 do 960 km.
Viac informácií o procesoch v atmosfére nájdete na stránke "Klíma Zeme"
Úloha atmosféry v živote Zeme
Atmosféra je zdrojom kyslíka, ktorý ľudia dýchajú. Pri stúpaní do nadmorskej výšky však celkový atmosférický tlak klesá, čo vedie k zníženiu parciálneho tlaku kyslíka.
Ľudské pľúca obsahujú približne tri litre alveolárneho vzduchu. Ak je atmosférický tlak normálny, potom parciálny tlak kyslíka v alveolárnom vzduchu bude 11 mm Hg. Art., tlak oxidu uhličitého je 40 mm Hg. Art., a vodná para - 47 mm Hg. čl. So zvyšujúcou sa nadmorskou výškou tlak kyslíka klesá a tlak vodnej pary a oxidu uhličitého v pľúcach celkovo zostane konštantný - približne 87 mm Hg. čl. Keď sa tlak vzduchu vyrovná tejto hodnote, kyslík prestane prúdiť do pľúc.
Vplyvom poklesu atmosférického tlaku vo výške 20 km tu bude vrieť voda a intersticiálna telesná tekutina v ľudskom tele. Ak nepoužijete pretlakovú kabínu, človek v tejto výške zomrie takmer okamžite. Preto z hľadiska fyziologických vlastností ľudského tela vzniká „priestor“ od nadmorskej výšky 20 km nad morom.
Úloha atmosféry v živote Zeme je veľmi veľká. Takže napríklad vďaka hustým vzduchovým vrstvám – troposfére a stratosfére, sú ľudia chránení pred ožiarením. Vo vesmíre, v riedkom vzduchu, vo výške nad 36 km pôsobí ionizujúce žiarenie. V nadmorskej výške nad 40 km - ultrafialové.
Pri stúpaní nad povrch Zeme do nadmorskej výšky viac ako 90-100 km bude pozorované postupné zoslabovanie a potom úplné vymiznutie javov známych ľuďom, pozorovaných v spodnej vrstve atmosféry:
Zvuk sa nešíri.
Neexistuje žiadna aerodynamická sila ani odpor.
Teplo sa neprenáša konvekciou atď.
Atmosférická vrstva chráni Zem a všetky živé organizmy pred kozmickým žiarením, pred meteoritmi, je zodpovedná za reguláciu sezónnych výkyvov teplôt, vyrovnávanie a vyrovnávanie dennej hladiny. Ak by na Zemi neexistovala atmosféra, denná teplota by kolísala v rozmedzí +/- 200 C˚. Atmosférická vrstva je životodarný „nárazník“ medzi zemským povrchom a priestorom, nosič vlhkosti a tepla, v atmosfére prebiehajú procesy fotosyntézy a výmeny energie, najdôležitejšie biosférické procesy.
Vrstvy atmosféry v poradí od povrchu Zeme
Atmosféra je vrstvená štruktúra predstavujúca nasledujúce vrstvy atmosféry v poradí od povrchu Zeme:
Troposféra.
Stratosféra.
mezosféra.
Termosféra.
Exosféra
Každá vrstva nemá medzi sebou ostré hranice a ich výška je ovplyvnená zemepisnou šírkou a ročnými obdobiami. Táto vrstvená štruktúra vznikla v dôsledku teplotných zmien v rôznych výškach. Práve vďaka atmosfére vidíme blikajúce hviezdy.
Štruktúra zemskej atmosféry podľa vrstiev: 
Z čoho sa skladá zemská atmosféra?
Každá vrstva atmosféry sa líši teplotou, hustotou a zložením. Celková hrúbka atmosféry je 1,5-2,0 tisíc km. Z čoho sa skladá zemská atmosféra? V súčasnosti je to zmes plynov s rôznymi prímesami.
Troposféra
Štruktúra zemskej atmosféry začína troposférou, čo je spodná časť atmosféry vysoká približne 10-15 km. Sústreďuje sa tu hlavná časť atmosférického vzduchu. Charakteristickým znakom troposféry je pokles teploty o 0,6 ˚C, keď stúpa nahor každých 100 metrov. V troposfére sa sústredila takmer všetka vodná para v atmosfére a tvoria sa tu mraky.
Výška troposféry sa mení každý deň. Okrem toho sa jeho priemerná hodnota mení v závislosti od zemepisnej šírky a ročného obdobia. Priemerná výška troposféry nad pólmi je 9 km, nad rovníkom - asi 17 km. Priemerná ročná teplota vzduchu nad rovníkom je blízka +26 ˚C a nad severným pólom -23 ˚C. Horná línia troposférickej hranice nad rovníkom je priemerná ročná teplota okolo -70 ˚C a nad severným pólom v lete -45 ˚C av zime -65 ˚C. Platí teda, že čím vyššia nadmorská výška, tým nižšia teplota. Slnečné lúče prechádzajú bez prekážok cez troposféru a ohrievajú povrch Zeme. Teplo vyžarované zo slnka zachytáva oxid uhličitý, metán a vodná para.
Stratosféra
Nad troposférickou vrstvou sa nachádza stratosféra, ktorá je vysoká 50-55 km. Zvláštnosťou tejto vrstvy je nárast teploty s výškou. Medzi troposférou a stratosférou sa nachádza prechodná vrstva nazývaná tropopauza.
Od nadmorskej výšky asi 25 kilometrov sa teplota stratosférickej vrstvy začína zvyšovať a pri dosiahnutí maximálnej výšky 50 km nadobúda hodnoty od +10 do +30 ˚C.
V stratosfére je veľmi málo vodnej pary. Niekedy v nadmorskej výške okolo 25 km nájdete pomerne tenké oblaky, ktoré sa nazývajú „perleťové“. Počas dňa nie sú viditeľné a v noci žiaria vďaka osvetleniu slnka, ktoré je pod obzorom. Zloženie perleťových oblakov sú podchladené kvapôčky vody. Stratosféru tvorí predovšetkým ozón.
mezosféra
Výška mezosféry je približne 80 km. Tu pri stúpaní nahor teplota klesá a na najvyššej hranici dosahuje hodnoty niekoľko desiatok C˚ pod nulou. Oblaky možno pozorovať aj v mezosfére, pravdepodobne vytvorené z ľadových kryštálikov. Tieto oblaky sa nazývajú „strieborné“. Pre mezosféru je charakteristická najchladnejšia teplota v atmosfére: od -2 do -138 ˚C.
Termosféra
Táto vrstva atmosféry získala svoje meno vďaka vysokým teplotám. Termosféra pozostáva z:
Ionosféra.
Exosféry.
Ionosféra sa vyznačuje riedkym vzduchom, ktorého každý centimeter v nadmorskej výške 300 km pozostáva z 1 miliardy atómov a molekúl a vo výške 600 km - viac ako 100 miliónov.
Aj ionosféra sa vyznačuje vysokou ionizáciou vzduchu. Tieto ióny sa skladajú z nabitých atómov kyslíka, nabitých molekúl atómov dusíka a voľných elektrónov.
Exosféra
Exosférická vrstva začína vo výške 800-1000 km. Častice plynu, najmä ľahké, sa tu pohybujú veľkou rýchlosťou a prekonávajú gravitačnú silu. Takéto častice vďaka svojmu rýchlemu pohybu vyletia z atmosféry do vesmíru a rozptýlia sa. Preto sa exosféra nazýva sféra disperzie. Do vesmíru vylietavajú prevažne atómy vodíka, ktoré tvoria najvyššie vrstvy exosféry. Vďaka časticiam vo vyšších vrstvách atmosféry a časticiam zo slnečného vetra môžeme pozorovať polárnu žiaru.
Satelity a geofyzikálne rakety umožnili v hornej atmosfére zistiť prítomnosť radiačného pásu planéty pozostávajúceho z elektricky nabitých častíc - elektrónov a protónov.
Atmosféra je to, čo umožňuje život na Zemi. Dostávame úplne prvé informácie a fakty o atmosfére na základnej škole. Na strednej škole sa už s týmto pojmom bližšie zoznamujeme na hodinách geografie.
Pojem zemskej atmosféry
Atmosféra je prítomná nielen pre Zem, ale aj pre iné nebeské telesá. Toto je názov plynového obalu obklopujúceho planéty. Zloženie tejto vrstvy plynu sa výrazne líši od planéty k planéte. Poďme sa pozrieť na základné informácie a fakty o inak nazývanom vzduchu.
Jeho najdôležitejšou súčasťou je kyslík. Niektorí ľudia sa mylne domnievajú, že zemská atmosféra je zložená výlučne z kyslíka, ale v skutočnosti je vzduch zmesou plynov. Obsahuje 78 % dusíka a 21 % kyslíka. Zvyšné jedno percento zahŕňa ozón, argón, oxid uhličitý, vodnú paru. Nech je percento týchto plynov malé, ale plnia dôležitú funkciu - absorbujú značnú časť energie slnečného žiarenia, čím bránia svietidlu premeniť všetok život na našej planéte na popol. Vlastnosti atmosféry sa menia s nadmorskou výškou. Napríklad v nadmorskej výške 65 km je dusík 86 % a kyslík 19 %.
Zloženie zemskej atmosféry
- Oxid uhličitý nevyhnutné pre výživu rastlín. V atmosfére sa objavuje ako výsledok procesu dýchania živých organizmov, rozkladu a spaľovania. Jeho absencia v zložení atmosféry by znemožnila existenciu akýchkoľvek rastlín.
- Kyslík- životne dôležitá zložka atmosféry pre ľudí. Jeho prítomnosť je podmienkou existencie všetkých živých organizmov. Tvorí asi 20 % z celkového objemu atmosférických plynov.
- Ozón- Je prirodzeným pohlcovačom slnečného ultrafialového žiarenia, ktoré nepriaznivo pôsobí na živé organizmy. Väčšina tvorí samostatnú vrstvu atmosféry – ozónovú clonu. V poslednom čase ľudská činnosť vedie k tomu, že sa začína postupne rúcať, no keďže má veľký význam, aktívne sa pracuje na jeho zachovaní a obnove.
- Vodná para určuje vlhkosť vzduchu. Jeho obsah sa môže líšiť v závislosti od rôznych faktorov: teplota vzduchu, územná poloha, ročné obdobie. Pri nízkej teplote je vo vzduchu veľmi málo vodnej pary, môže to byť aj menej ako jedno percento a pri vysokej teplote jej množstvo dosahuje 4 %.
- Okrem všetkého vyššie uvedeného je určité percento vždy prítomné v zložení zemskej atmosféry tuhé a kvapalné nečistoty... Sú to sadze, popol, morská soľ, prach, kvapôčky vody, mikroorganizmy. Do ovzdušia sa môžu dostať prirodzene aj človekom.
Vrstvy atmosféry
Teplota, hustota a kvalitatívne zloženie vzduchu nie je v rôznych výškach rovnaké. Z tohto dôvodu je zvykom rozlišovať rôzne vrstvy atmosféry. Každý z nich má svoje vlastné charakteristiky. Poďme zistiť, ktoré vrstvy atmosféry sa rozlišujú:
- Troposféra – táto vrstva atmosféry je najbližšie k povrchu Zeme. Jeho výška je 8-10 km nad pólmi a 16-18 km v trópoch. Obsahuje 90% všetkej vodnej pary, ktorá je v atmosfére, preto dochádza k aktívnej tvorbe oblakov. Aj v tejto vrstve sú pozorované procesy ako pohyb vzduchu (vietor), turbulencia, konvekcia. Teplota sa pohybuje od +45 stupňov na poludnie v teplom období v trópoch do -65 stupňov na póloch.
- Stratosféra je druhá najvzdialenejšia vrstva atmosféry. Nachádza sa v nadmorskej výške 11 až 50 km. V spodnej vrstve stratosféry je teplota približne -55, smerom do vzdialenosti od Zeme stúpa na + 1˚С. Táto oblasť sa nazýva inverzia a je hranicou medzi stratosférou a mezosférou.
- Mezosféra sa nachádza v nadmorskej výške 50 až 90 km. Teplota na jeho spodnej hranici je okolo 0, na vrchole dosahuje -80 ...- 90 ˚С. Meteority vstupujúce do zemskej atmosféry v mezosfére úplne vyhoria, preto tu žiari vzduch.
- Termosféra je hrubá približne 700 km. V tejto vrstve atmosféry sa objavujú polárne svetlá. Objavujú sa v dôsledku pôsobenia kozmického žiarenia a žiarenia vychádzajúceho zo Slnka.
- Exosféra je zóna rozptylu vzduchu. Tu je koncentrácia plynov nízka a dochádza k ich postupnému úniku do medziplanetárneho priestoru.
Za hranicu medzi zemskou atmosférou a kozmickým priestorom sa považuje hranica 100 km. Táto línia sa nazýva Pocket line.
Atmosferický tlak
Pri počúvaní predpovede počasia často počujeme hodnoty barometrického tlaku. Čo však znamená atmosférický tlak a ako nás môže ovplyvniť?
Zistili sme, že vzduch pozostáva z plynov a nečistôt. Každá z týchto zložiek má svoju váhu, čo znamená, že atmosféra nie je beztiažová, ako sa verilo do 17. storočia. Atmosférický tlak je sila, ktorou všetky vrstvy atmosféry tlačia na povrch Zeme a na všetky predmety.
Vedci vykonali zložité výpočty a dokázali, že atmosféra tlačí silou 10 333 kg na meter štvorcový plochy. To znamená, že ľudské telo je vystavené tlaku vzduchu, ktorého hmotnosť je 12-15 ton. Prečo to necítime? Zachraňuje nás svojim vnútorným tlakom, ktorý vyrovnáva ten vonkajší. Atmosférický tlak môžete cítiť v lietadle alebo vysoko v horách, pretože atmosférický tlak vo výške je oveľa nižší. V tomto prípade je možné fyzické nepohodlie, blokovanie uší a závraty.
O okolitej atmosfére sa dá povedať veľa. Vieme o nej veľa zaujímavých faktov a niektoré z nich sa môžu zdať prekvapujúce:
- Hmotnosť zemskej atmosféry je 5 300 000 000 000 000 ton.
- Prispieva k prenosu zvuku. Vo výške viac ako 100 km táto vlastnosť mizne v dôsledku zmeny zloženia atmosféry.
- Pohyb atmosféry vyvoláva nerovnomerné zahrievanie zemského povrchu.
- Na určenie teploty vzduchu sa používa teplomer, na zistenie sily atmosférického tlaku barometer.
- Prítomnosť atmosféry zachráni našu planétu pred 100 tonami meteoritov denne.
- Zloženie vzduchu bolo zafixované niekoľko stoviek miliónov rokov, no začalo sa meniť s nástupom energickej priemyselnej činnosti.
- Predpokladá sa, že atmosféra siaha až do nadmorskej výšky 3000 km.
Hodnota atmosféry pre ľudí
Fyziologická zóna atmosféry je 5 km. V nadmorskej výške 5000 m nad morom sa u človeka začína prejavovať hladovanie kyslíkom, čo sa prejavuje znížením jeho výkonnosti a zhoršením pohody. To ukazuje, že človek nemôže prežiť v priestore bez tejto úžasnej zmesi plynov.
Všetky informácie a fakty o atmosfére len potvrdzujú jej dôležitosť pre ľudí. Vďaka svojej prítomnosti sa stal možným pre rozvoj života na Zemi. Už dnes, keď sme odhadli rozsah škôd, ktoré je ľudstvo schopné svojím konaním spôsobiť životodarnému ovzdušiu, by sme sa mali zamyslieť nad ďalšími opatreniami na zachovanie a obnovu atmosféry.
Svet okolo nás sa skladá z troch veľmi odlišných častí: zeme, vody a vzduchu. Každý z nich je jedinečný a zaujímavý svojím vlastným spôsobom. Teraz si povieme len o poslednom z nich. čo je atmosféra? Ako k tomu došlo? Z čoho sa skladá a na aké časti sa delí? Všetky tieto otázky sú mimoriadne zaujímavé.
Samotný názov „atmosféra“ je vytvorený z dvoch slov gréckeho pôvodu, v preklade do ruštiny znamenajú „para“ a „guľa“. A ak sa pozriete na presnú definíciu, môžete si prečítať nasledovné: "Atmosféra je vzdušný obal planéty Zem, ktorý sa spolu s ňou rúti do vesmíru." Vyvíjal sa súbežne s geologickými a geochemickými procesmi, ktoré prebiehali na planéte. A dnes od toho závisia všetky procesy v živých organizmoch. Bez atmosféry by sa planéta stala bez života púšťou ako Mesiac.
Z čoho pozostáva?
Otázka, čo je to atmosféra a aké prvky sú v nej zahrnuté, zaujíma ľudí už dlho. Hlavné komponenty tejto škrupiny boli známe už v roku 1774. Inštaloval ich Antoine Lavoisier. Zistil, že zloženie atmosféry je z veľkej časti zložené z dusíka a kyslíka. Postupom času sa jeho komponenty zdokonaľovali. A teraz je známe, že obsahuje mnoho ďalších plynov, ako aj vodu a prach.
Pozrime sa podrobnejšie, z čoho pozostáva zemská atmosféra blízko jej povrchu. Najbežnejším plynom je dusík. Obsahuje o niečo viac ako 78 percent. Ale napriek takému veľkému množstvu je dusík vo vzduchu prakticky neaktívny.
Ďalším najrozšírenejším a veľmi dôležitým prvkom je kyslík. Tento plyn obsahuje takmer 21% a práve vykazuje veľmi vysokú aktivitu. Jeho špecifickou funkciou je oxidovať odumretú organickú hmotu, ktorá sa v dôsledku tejto reakcie rozkladá.
Plyny s nízkym obsahom, ale dôležitou hodnotou
Tretím plynom, ktorý je súčasťou atmosféry, je argón. Je to o niečo menej ako jedno percento. Nasleduje oxid uhličitý s neónom, hélium s metánom, kryptón s vodíkom, xenón, ozón a dokonca aj amoniak. Ale je ich tak málo, že percento takýchto zložiek sa rovná stotinám, tisícinám a milióntinám. Z nich hrá významnú úlohu iba oxid uhličitý, pretože je to stavebný materiál, ktorý rastliny potrebujú na fotosyntézu. Jeho ďalšou dôležitou funkciou je chrániť pred žiarením a absorbovať časť slnečného tepla.
Existuje ďalší malý, ale dôležitý plyn, ozón, ktorý zachytáva ultrafialové žiarenie zo slnka. Vďaka tejto vlastnosti je všetok život na planéte spoľahlivo chránený. Na druhej strane ozón ovplyvňuje teplotu stratosféry. Vďaka tomu, že pohlcuje toto žiarenie, vzduch sa ohrieva.
Nepretržitým miešaním sa udržiava stálosť kvantitatívneho zloženia atmosféry. Jeho vrstvy sa pohybujú horizontálne aj vertikálne. Preto je všade na svete dostatok kyslíka a nie je nadbytok oxidu uhličitého.
Čo ešte je vo vzduchu?
Treba poznamenať, že vo vzduchu sa môžu nachádzať výpary a prach. Ten pozostáva z peľu a častíc pôdy, v meste sa k nim pripájajú nečistoty tuhých emisií z výfukových plynov.
Ale v atmosfére je veľa vody. Za určitých podmienok sa zráža a objavuje sa oblačnosť a hmla. V skutočnosti sú jedno a to isté, len prvé sa objavujú vysoko nad povrchom Zeme a druhé sa po nej plížia. Oblaky nadobúdajú rôzne podoby. Tento proces závisí od výšky nad Zemou.
Ak sa vytvorili 2 km nad pevninou, potom sa nazývajú vrstvené. Práve z nich padá na zem dážď alebo sneh. Nad nimi sa tvoria kupovité oblaky až do výšky 8 km. Vždy sú najkrajšie a najkrajšie. Sú to tí, na ktorých sa pozerá a zaujíma ich, ako vyzerajú. Ak sa takéto útvary objavia v najbližších 10 km, budú veľmi ľahké a vzdušné. Ich meno je pernaté.
Na aké vrstvy sa atmosféra delí?
Hoci majú od seba veľmi rozdielne teploty, je veľmi ťažké povedať, v akej konkrétnej výške jedna vrstva začína a druhá končí. Toto rozdelenie je veľmi svojvoľné a približné. Vrstvy atmosféry však stále existujú a plnia svoje funkcie.
Najnižšia časť vzduchového obalu sa nazýva troposféra. Jeho hrúbka sa zväčšuje pri pohybe od pólov k rovníku z 8 na 18 km. Ide o najteplejšiu časť atmosféry, keďže vzduch v nej sa ohrieva od zemského povrchu. Väčšina vodnej pary sa sústreďuje v troposfére, preto sa v nej tvoria oblaky, padajú zrážky, hrmí búrky a fúka vietor.
Ďalšia vrstva je hrubá asi 40 km a nazýva sa stratosféra. Ak sa pozorovateľ presunie do tejto časti vzduchu, zistí, že obloha sa sfarbila do fialova. Je to spôsobené nízkou hustotou látky, ktorá prakticky nerozptyľuje slnečné lúče. Práve v tejto vrstve lietajú prúdové lietadlá. Všetky otvorené priestory sú pre nich otvorené, pretože prakticky neexistujú žiadne mraky. Vo vnútri stratosféry sa nachádza vrstva veľkého množstva ozónu.
Po nej nasleduje stratopauza a mezosféra. Ten posledný je hrubý asi 30 km. Vyznačuje sa prudkým poklesom hustoty vzduchu a teploty. Obloha je pre pozorovateľa čierna. Počas dňa tu môžete dokonca sledovať hviezdy.
Vrstvy s malým alebo žiadnym vzduchom
V štruktúre atmosféry pokračuje vrstva nazývaná termosféra – najdlhšia zo všetkých ostatných, jej hrúbka dosahuje 400 km. Táto vrstva sa vyznačuje obrovskou teplotou, ktorá môže dosiahnuť až 1700 °C.
Posledné dve sféry sa často spájajú do jednej a nazývajú sa ionosféra. Je to spôsobené tým, že v nich prebiehajú reakcie s uvoľňovaním iónov. Práve tieto vrstvy umožňujú pozorovať taký prírodný fenomén, akým je polárna žiara.
Ďalších 50 km od Zeme je pridelených exosfére. Toto je vonkajší obal atmosféry. Rozptyľuje častice vzduchu do priestoru. V tejto vrstve sa zvyčajne pohybujú meteorologické satelity.
Zemská atmosféra končí magnetosférou. Bola to ona, ktorá chránila väčšinu umelých satelitov planéty.
Po všetkom, čo bolo povedané, by nemali byť žiadne otázky o atmosfére. Ak existujú pochybnosti o jeho nevyhnutnosti, potom je ľahké ich rozptýliť.
Význam atmosféry
Hlavnou funkciou atmosféry je chrániť povrch planéty pred prehrievaním cez deň a nadmerným ochladzovaním v noci. Ďalším významom tejto škrupiny, ktorú nikto nebude spochybňovať, je dodávať kyslík všetkému živému. Bez nej by sa udusili.
Väčšina meteoritov zhorí v horných vrstvách a nikdy nedosiahne zemský povrch. A ľudia môžu obdivovať lietajúce svetlá, pričom si ich mýlia s padajúcimi hviezdami. Bez atmosféry by bola celá Zem posiata krátermi. A ochrana pred slnečným žiarením už bola spomenutá vyššie.
Ako človek ovplyvňuje atmosféru?
Veľmi negatívne. Je to spôsobené rastúcou aktivitou ľudí. Hlavný podiel všetkých negatívnych aspektov pripadá na priemysel a dopravu. Mimochodom, práve autá vypúšťajú takmer 60 % všetkých škodlivín, ktoré prenikajú do atmosféry. Zvyšných štyridsať je rozdelených medzi energetiku a priemysel, ako aj odvetvia likvidácie odpadu.
Zoznam škodlivých látok, ktoré každý deň dopĺňajú zloženie vzduchu, je veľmi dlhý. Vplyvom transportu v atmosfére sa vyskytujú: dusík a síra, uhlík, pleskáč a sadze, ako aj silný karcinogén spôsobujúci rakovinu kože – benzopyrén.
Priemysel predstavuje tieto chemické prvky: oxid siričitý, uhľovodík a sírovodík, amoniak a fenol, chlór a fluór. Ak bude proces pokračovať, čoskoro budú odpovede na otázky: „Aká je atmosféra? Z čoho to pozostáva?" bude úplne iný.
Atmosféra je plynný obal našej planéty, ktorý rotuje so Zemou. Plyn v atmosfére sa nazýva vzduch. Atmosféra sa dotýka hydrosféry a čiastočne pokrýva litosféru. Ale horné hranice je ťažké definovať. Konvenčne sa predpokladá, že atmosféra sa rozprestiera smerom nahor v dĺžke asi tritisíc kilometrov. Tam plynulo prechádza do bezvzduchového priestoru.
Chemické zloženie zemskej atmosféry
Tvorba chemického zloženia atmosféry sa začala asi pred štyrmi miliardami rokov. Spočiatku sa atmosféra skladala len z ľahkých plynov – hélia a vodíka. Prvotným predpokladom na vytvorenie plynového obalu okolo Zeme boli podľa vedcov sopečné erupcie, ktoré spolu s lávou uvoľnili obrovské množstvo plynov. Neskôr sa začala výmena plynov s vodnými priestormi, so živými organizmami, s produktmi ich činnosti. Zloženie ovzdušia sa postupne menilo a do dnešnej podoby bolo zaznamenané pred niekoľkými miliónmi rokov.
Hlavnými zložkami atmosféry sú dusík (asi 79 %) a kyslík (20 %). Zvyšné percento (1 %) pripadá na tieto plyny: argón, neón, hélium, metán, oxid uhličitý, vodík, kryptón, xenón, ozón, amoniak, oxid síry a dusičitý, oxid dusný a oxid uhoľnatý v tomto jednom percente.
Okrem toho vzduch obsahuje vodnú paru a častice (peľ rastlín, prach, kryštály soli, aerosólové nečistoty).
Nedávno vedci zaznamenali nie kvalitatívnu, ale kvantitatívnu zmenu niektorých zložiek vzduchu. A dôvodom je človek a jeho aktivity. Len za posledných 100 rokov sa obsah oxidu uhličitého výrazne zvýšil! Je to spojené s mnohými problémami, z ktorých najglobálnejším je zmena klímy.
Formovanie počasia a klímy
Atmosféra zohráva rozhodujúcu úlohu pri formovaní klímy a počasia na Zemi. Veľa závisí od množstva slnečného žiarenia, od charakteru podkladového povrchu a atmosférickej cirkulácie.
Zvážme faktory v poradí.
1. Atmosféra prepúšťa slnečné teplo a pohlcuje škodlivé žiarenie. Starí Gréci vedeli, že lúče Slnka dopadajú na rôzne časti Zeme pod rôznymi uhlami. Samotné slovo „klíma“ v preklade zo starovekej gréčtiny znamená „svah“. Na rovníku teda slnečné lúče dopadajú takmer kolmo, pretože je tu veľmi teplo. Čím bližšie k pólom, tým väčší je uhol sklonu. A teplota klesá.
2. Vplyvom nerovnomerného zahrievania Zeme vznikajú v atmosfére vzdušné prúdy. Sú klasifikované podľa ich veľkosti. Najmenšie (desiatky a stovky metrov) sú lokálne vetry. Potom nasledujú monzúny a pasáty, cyklóny a anticyklóny, planetárne frontálne zóny.
Všetky tieto vzdušné masy sa neustále pohybujú. Niektoré z nich sú dosť statické. Napríklad pasáty, ktoré vanú zo subtrópov smerom k rovníku. Pohyb ostatných je do značnej miery závislý od atmosférického tlaku.
3. Atmosférický tlak je ďalším faktorom ovplyvňujúcim formovanie klímy. Toto je tlak vzduchu na zemskom povrchu. Ako je známe, vzduchové hmoty sa pohybujú z oblasti so zvýšeným atmosférickým tlakom do oblasti, kde je tento tlak nižší.
Celkovo je 7 zón. Rovník je zóna nízkeho tlaku. Ďalej na oboch stranách rovníka až do tridsiatych šírok - oblasť vysokého tlaku. Od 30 ° do 60 ° - opäť nízky tlak. A od 60 ° k pólom - zóna vysokého tlaku. Medzi týmito zónami cirkulujú vzduchové hmoty. Tie, ktoré idú z mora na pevninu, prinášajú dažde a zlé počasie, a tie, ktoré fúkajú z kontinentov – jasné a suché počasie. V miestach, kde sa zrážajú vzdušné prúdy, vznikajú zóny atmosférického frontu, pre ktoré sú charakteristické zrážky a nepriaznivé, veterné počasie.
Vedci dokázali, že aj blaho človeka závisí od atmosférického tlaku. Podľa medzinárodných noriem je normálny atmosférický tlak 760 mm Hg. kolóne pri teplote 0 °C. Tento ukazovateľ sa počíta pre tie územia, ktoré sú takmer na úrovni hladiny mora. S výškou klesá tlak. Preto napríklad pre Petrohrad 760 mm Hg. je normou. Ale pre Moskvu, ktorá sa nachádza vyššie, je normálny tlak 748 mm Hg.
Tlak sa mení nielen vertikálne, ale aj horizontálne. Cítiť to najmä pri prechode cyklónmi.
Štruktúra atmosféry
Atmosféra pripomína lístkové cesto. A každá vrstva má svoje vlastné charakteristiky.
. Troposféra- vrstva najbližšie k Zemi. „Hrúbka“ tejto vrstvy sa mení so vzdialenosťou od rovníka. Nad rovníkom sa vrstva rozprestiera nahor na 16-18 km, v miernych pásmach - na 10-12 km, na póloch - na 8-10 km.
Práve tu sa nachádza 80 % celkovej hmotnosti vzduchu a 90 % vodnej pary. Tu sa tvoria mraky, objavujú sa cyklóny a anticyklóny. Teplota vzduchu závisí od výšky terénu. V priemere klesá o 0,65 °C na každých 100 metrov.
. Tropopauza- prechodná vrstva atmosféry. Jeho výška je od niekoľkých stoviek metrov do 1-2 km. Teplota vzduchu je v lete vyššia ako v zime. Takže napríklad nad pólmi v zime -65 ° C. A nad rovníkom kedykoľvek počas roka je -70 ° C.
. Stratosféra- Ide o vrstvu, ktorej horná hranica prebieha v nadmorskej výške 50-55 kilometrov. Turbulencie sú tu nízke, obsah vodnej pary vo vzduchu je zanedbateľný. Ale je tam veľa ozónu. Jeho maximálna koncentrácia je v nadmorskej výške 20-25 km. V stratosfére začína teplota vzduchu stúpať a dosahuje + 0,8 ° C. Je to spôsobené tým, že ozónová vrstva interaguje s ultrafialovým žiarením.
. Stratopauza- nízka medzivrstva medzi stratosférou a na ňu nadväzujúcou mezosférou.
. mezosféra- horná hranica tejto vrstvy je 80-85 kilometrov. Prebiehajú tu zložité fotochemické procesy zahŕňajúce voľné radikály. Poskytujú jemnú modrú žiaru našej planéty, ktorá je viditeľná z vesmíru.
Väčšina komét a meteoritov zhorí v mezosfére.
. Mezopauza- ďalšia medzivrstva, ktorej teplota vzduchu je najmenej -90 °.
. Termosféra- spodná hranica začína v nadmorskej výške 80 - 90 km a horná hranica vrstvy prebieha približne vo výške 800 km. Teplota vzduchu stúpa. Môže sa meniť od + 500 ° C do + 1 000 ° C. Teplotné výkyvy sú počas dňa stovky stupňov! Ale vzduch je tu taký riedky, že chápať pojem „teplota“ tak, ako si ho predstavujeme, tu nie je vhodné.
. Ionosféra- spája mezosféru, mezopauzu a termosféru. Vzduch sa tu skladá hlavne z molekúl kyslíka a dusíka, ako aj z kvázi neutrálnej plazmy. Slnečné lúče dopadajúce na ionosféru silne ionizujú molekuly vzduchu. V spodnej vrstve (do 90 km) je stupeň ionizácie nízky. Čím vyššia, tým väčšia ionizácia. Takže v nadmorskej výške 100-110 km sa koncentrujú elektróny. Pomáha to odrážať krátke až stredné rádiové vlny.
Najdôležitejšou vrstvou ionosféry je vrchná vrstva, ktorá sa nachádza v nadmorskej výške 150-400 km. Jeho zvláštnosťou je, že odráža rádiové vlny, čo prispieva k prenosu rádiových signálov na veľké vzdialenosti.
Práve v ionosfére dochádza k takému javu, akým je polárna žiara.
. Exosféra- pozostáva z atómov kyslíka, hélia a vodíka. Plyn v tejto vrstve je veľmi riedky a atómy vodíka často unikajú do vesmíru. Preto sa táto vrstva nazýva "zóna rozptylu".
Prvým vedcom, ktorý naznačil, že naša atmosféra má váhu, bol Talian E. Torricelli. Ostap Bender napríklad vo svojom románe „Zlaté teľa“ lamentoval, že na každého človeka tlačí vzduchový stĺp s hmotnosťou 14 kg! Skvelý kombinátor sa ale trochu mýlil. Dospelý je pod tlakom 13-15 ton! Túto ťažkosť však necítime, pretože atmosférický tlak je vyvážený vnútorným tlakom človeka. Hmotnosť našej atmosféry je 5 300 000 000 000 ton. Postava je to kolosálna, hoci je to len milióntina hmotnosti našej planéty.
