Troposfer
Üst sınırı kutuplarda 8-10 km, ılıman iklimlerde 10-12 km ve tropikal enlemlerde 16-18 km yükseklikte; kışın yazdan daha düşüktür. Atmosferin alt, ana tabakası toplam kütlenin %80'inden fazlasını içerir. atmosferik hava ve atmosferde bulunan tüm su buharının yaklaşık %90'ı. Troposferde türbülans ve konveksiyon oldukça gelişmiştir, bulutlar belirir, siklonlar ve antisiklonlar gelişir. Ortalama 0,65 ° / 100 m dikey eğimle artan yükseklikle sıcaklık düşer
tropopoz
Troposferden stratosfere geçiş tabakası, yükseklikle sıcaklığın azaldığı atmosfer tabakası durur.
Stratosfer
11 ila 50 km yükseklikte bulunan atmosfer tabakası. 11-25 km'lik katmanda (stratosferin alt katmanı) sıcaklıkta hafif bir değişiklik ve 25-40 km'lik katmandaki -56.5 ila 0.8 ° C'lik artış (stratosferin üst katmanı veya inversiyon bölgesi) karakteristiktir. Yaklaşık 40 km yükseklikte yaklaşık 273 K (neredeyse 0 °C) değerine ulaşan sıcaklık, yaklaşık 55 km yüksekliğe kadar sabit kalır. Bu sabit sıcaklık bölgesine stratopoz denir ve stratosfer ile mezosfer arasındaki sınırdır.
Stratopoz
Atmosferin stratosfer ile mezosfer arasındaki sınır tabakası. Dikey sıcaklık dağılımı bir maksimuma sahiptir (yaklaşık 0 ° C).
mezosfer
Mezosfer 50 km yükseklikte başlar ve 80-90 km'ye kadar uzanır. Sıcaklık, ortalama dikey gradyan (0.25-0.3) ° / 100 m ile yükseklikle azalır Ana enerji süreci radyan ısı değişimidir. Serbest radikalleri, titreşimle uyarılmış molekülleri vb. içeren karmaşık fotokimyasal süreçler, atmosferin parlamasına neden olur.
mezopoz
Mezosfer ve termosfer arasındaki geçiş katmanı. Dikey sıcaklık dağılımında bir minimum vardır (yaklaşık -90 °C).
Cep Hattı
Geleneksel olarak Dünya'nın atmosferi ile uzay arasındaki sınır olarak alınan deniz seviyesinden yükseklik. Karman hattı deniz seviyesinden 100 km yükseklikte yer almaktadır.
Dünya atmosferinin sınırı
termosfer
Üst sınır yaklaşık 800 km'dir. Sıcaklık 200-300 km irtifalara yükselir, burada 1500 K mertebesinde değerlere ulaşır, daha sonra yüksek irtifalara kadar neredeyse sabit kalır. Ultraviyole ve X-ışını etkisi altında Güneş radyasyonu ve havanın kozmik radyasyon iyonizasyonu ("kutup ışıkları") meydana gelir - iyonosferin ana alanları termosferin içindedir. 300 km'nin üzerindeki irtifalarda, atomik oksijen baskındır. Termosferin üst sınırı, büyük ölçüde Güneş'in mevcut aktivitesi tarafından belirlenir. Düşük aktivite dönemlerinde, bu tabakanın boyutunda gözle görülür bir azalma meydana gelir.
termopoz
Atmosferin termosferin tepesine bitişik bölgesi. Bu alanda, güneş ışınımının absorpsiyonu ihmal edilebilir düzeydedir ve sıcaklık aslında yükseklikle değişmez.
Exosphere (Dağılım Küresi)
120 km yüksekliğe kadar atmosfer katmanları
Exosphere, termosferin dış kısmı olan ve 700 km'nin üzerinde bulunan bir saçılma bölgesidir. Ekzosferdeki gaz çok nadirdir ve buradan parçacıklarının gezegenler arası boşluğa sızması (dağılma) gelir.
100 km yüksekliğe kadar atmosfer homojen, iyi karışmış bir gaz karışımıdır. Daha yüksek katmanlarda, gazların yükseklik boyunca dağılımı moleküler kütlelerine bağlıdır, daha ağır gazların konsantrasyonu Dünya yüzeyinden uzaklaştıkça daha hızlı azalır. Gazların yoğunluğunun azalmasından dolayı stratosferde 0°C olan sıcaklık mezosferde -110°C'ye düşer. Bununla birlikte, 200-250 km irtifalarda tek tek parçacıkların kinetik enerjisi ~ 150 ° C'lik bir sıcaklığa karşılık gelir. 200 km'nin üzerinde, zaman ve uzayda gazların sıcaklık ve yoğunluğunda önemli dalgalanmalar gözlenir.
Yaklaşık 2000-3500 km yükseklikte, ekzosfer yavaş yavaş, çoğunlukla hidrojen atomları olmak üzere oldukça nadir gezegenler arası gaz parçacıklarıyla dolu olan yakın uzay boşluğuna geçer. Ancak bu gaz, gezegenler arası maddenin sadece bir kısmıdır. Diğer kısım ise kuyruklu yıldız ve meteorik kökenli toz benzeri parçacıklardan oluşur. Son derece nadir bulunan toz benzeri parçacıklara ek olarak, güneş ve galaktik kaynaklı elektromanyetik ve parçacık radyasyonu bu alana nüfuz eder.
Troposfer, atmosferin kütlesinin yaklaşık %80'ini, stratosfer - yaklaşık %20'sini oluşturur; mezosferin kütlesi% 0,3'ten fazla değil, termosfer atmosferin toplam kütlesinin% 0,05'inden az. Atmosferdeki elektriksel özelliklere göre nötrosfer ve iyonosfer ayırt edilir. Şu anda, atmosferin 2000-3000 km yüksekliğe kadar uzandığına inanılıyor.
Atmosferdeki gazın bileşimine bağlı olarak homosfer ve heterosfer ayırt edilir. Heterosfer, bu yükseklikte karışımları ihmal edilebilir olduğundan, yerçekiminin gazların ayrılmasını etkilediği bir alandır. Dolayısıyla heterosferin değişken bileşimi. Aşağıda, homojen bir bileşime sahip olan ve homosfer adı verilen atmosferin iyi karışmış bir parçası bulunur. Bu katmanlar arasındaki sınıra turbopause denir; yaklaşık 120 km yükseklikte yer alır.
Atmosferde - (5.1-5.3) ⋅10 18 kg. Bunlardan kuru hava kütlesi (5.1352 ± 0.0003) ⋅10 18 kg, toplam su buharı kütlesi ortalama 1.27⋅10 16 kg'dır.
Tabloda belirtilen gazlara ek olarak, atmosfer şunları içerir: N 2 O (\ görüntü stili ((\ ce (N2O)))) ve diğer azot oksitler ( NO 2 (\ görüntü stili (\ ce (NO2))),), propan ve diğer hidrokarbonlar, O 3 (\ görüntü stili ((\ ce (O3)))) , Cl 2 (\ görüntü stili (\ ce (Cl2))) , SO 2 (\ görüntü stili (\ ce (SO2))) , NH 3 (\ görüntü stili (\ ce (NH3))) , , HCl (\ displaystyle (\ ce (HCl))) , HF (\ görüntü stili (\ ce (HF))) , HBr (\ görüntü stili (\ ce (HBr))) , HI (\ görüntü stili ((\ ce (HI)))), çiftler Hg (\ displaystyle (\ ce (Hg))) , I 2 (\ görüntü stili (\ ce (I2))) , Br 2 (\ görüntü stili (\ ce (Br2))) küçük miktarlarda diğer gazların yanı sıra. Troposferde sürekli olarak çok sayıda askıda katı ve sıvı parçacık (aerosol) bulunur. Dünya atmosferindeki en nadir gaz Rn (\ görüntü stili (\ ce (Rn))) .
atmosferin yapısı
Atmosferin sınır tabakası
Dünya yüzeyinin durumunun ve özelliklerinin atmosferin dinamiklerini doğrudan etkilediği alt troposferik katman (1-2 km kalınlığında).
Troposfer
Üst sınırı kutuplarda 8-10 km, ılıman iklimlerde 10-12 km ve tropikal enlemlerde 16-18 km yükseklikte; kışın yazdan daha düşüktür.
Atmosferin alt, ana tabakası, atmosferdeki toplam hava kütlesinin %80'inden fazlasını ve atmosferdeki tüm su buharının yaklaşık %90'ını içerir. Troposferde türbülans ve konveksiyon oldukça gelişmiştir, bulutlar belirir, siklonlar ve antisiklonlar gelişir. Ortalama 0,65 ° / 100 metre dikey eğim ile artan yükseklikle sıcaklık düşer.
tropopoz
Troposferden stratosfere geçiş tabakası, yükseklikle sıcaklığın azaldığı atmosfer tabakası durur.
Stratosfer
11 ila 50 km yükseklikte bulunan atmosfer tabakası. 11-25 km'lik katmanda (stratosferin alt katmanı) sıcaklıkta hafif bir değişiklik ve 25-40 km'lik katmandaki eksi 56,5'ten +0,8 ° C'ye (stratosferin üst katmanı veya inversiyon bölgesi) artışı ) karakteristiktir. Yaklaşık 40 km yükseklikte yaklaşık 273 K (neredeyse 0 °C) değerine ulaşan sıcaklık, yaklaşık 55 km yüksekliğe kadar sabit kalır. Bu sabit sıcaklık bölgesine stratopoz denir ve stratosfer ile mezosfer arasındaki sınırdır. 19. yüzyılın ortalarında, 12 km (6 bin toise) yükseklikte Dünya atmosferinin sona erdiğine inanılıyordu (Bir balonda beş hafta, 13 hl). Stratosfer, Dünya'yı ultraviyole radyasyondan koruyan ozon tabakasını içerir.
Stratopoz
Atmosferin stratosfer ile mezosfer arasındaki sınır tabakası. Dikey sıcaklık dağılımı bir maksimuma sahiptir (yaklaşık 0 ° C).
mezosfer
termosfer
Üst sınır yaklaşık 800 km'dir. Sıcaklık 200-300 km irtifalara yükselir, burada 1500 K mertebesinde değerlere ulaşır, daha sonra yüksek irtifalara kadar neredeyse sabit kalır. Güneş radyasyonu ve kozmik radyasyonun etkisi altında, hava iyonizasyonu ("kutup ışıkları") meydana gelir - iyonosferin ana alanları termosferin içinde bulunur. 300 km'nin üzerindeki irtifalarda, atomik oksijen baskındır. Termosferin üst sınırı, büyük ölçüde Güneş'in mevcut aktivitesi tarafından belirlenir. Düşük aktivite dönemlerinde - örneğin, 2008-2009'da - bu katmanın boyutunda gözle görülür bir azalma var.
termopoz
Atmosferin termosferin tepesine bitişik bölgesi. Bu alanda, güneş ışınımının absorpsiyonu ihmal edilebilir düzeydedir ve sıcaklık pratik olarak yükseklikle değişmez.
Exosphere (Dağılım Küresi)
100 km yüksekliğe kadar atmosfer homojen, iyi karışmış bir gaz karışımıdır. Daha yüksek katmanlarda, gazların yükseklik boyunca dağılımı moleküler kütlelerine bağlıdır, daha ağır gazların konsantrasyonu Dünya yüzeyinden uzaklaştıkça daha hızlı azalır. Gazların yoğunluğunun azalması nedeniyle stratosferde 0°C olan sıcaklık mezosferde eksi 110°C'ye düşer. Bununla birlikte, 200-250 km irtifalarda tek tek parçacıkların kinetik enerjisi ~ 150 ° C'lik bir sıcaklığa karşılık gelir. 200 km'nin üzerinde, zaman ve uzayda gazların sıcaklık ve yoğunluğunda önemli dalgalanmalar gözlenir.
Yaklaşık 2000-3500 km yükseklikte, ekzosfer yavaş yavaş sözde dönüşüyor yakın uzay boşluğu, esas olarak hidrojen atomları olmak üzere nadir gezegenler arası gaz parçacıkları ile doldurulur. Ancak bu gaz, gezegenler arası maddenin sadece bir kısmıdır. Diğer kısım ise kuyruklu yıldız ve meteorik kökenli toz benzeri parçacıklardan oluşur. Son derece nadir bulunan toz benzeri parçacıklara ek olarak, güneş ve galaktik kaynaklı elektromanyetik ve parçacık radyasyonu bu alana nüfuz eder.
SOHO uzay aracındaki SWAN cihazından alınan verilerin analizi, Dünya'nın ekzosferinin (geocorona) en dış kısmının yaklaşık 100 Dünya yarıçapı veya yaklaşık 640 bin km, yani Ay'ın yörüngesinden çok daha uzağa uzandığını gösterdi.
genel bakış
Troposfer, atmosferin kütlesinin yaklaşık %80'ini, stratosfer - yaklaşık %20'sini oluşturur; mezosferin kütlesi% 0,3'ten fazla değil, termosfer atmosferin toplam kütlesinin% 0,05'inden az.
Atmosferdeki elektriksel özelliklere göre, nötrosfer ve iyonosfer.
Atmosferdeki gazın bileşimine bağlı olarak, homosfer ve heterosfer. Heterosfer- bu, yerçekiminin gazların ayrılmasını etkilediği alandır, çünkü bu yükseklikte karışımları ihmal edilebilir. Dolayısıyla heterosferin değişken bileşimi. Aşağıda, homojen bir bileşime sahip olan ve homosfer adı verilen atmosferin iyi karışmış bir parçası bulunur. Bu katmanlar arasındaki sınıra turbopause denir; yaklaşık 120 km yükseklikte yer alır.
Atmosferin diğer özellikleri ve insan vücudu üzerindeki etkileri
Zaten deniz seviyesinden 5 km yükseklikte, eğitimsiz bir kişi oksijen açlığı geliştirir ve adaptasyon olmadan kişinin çalışma kapasitesi önemli ölçüde azalır. Atmosferin fizyolojik bölgesinin bittiği yer burasıdır. Atmosfer yaklaşık 115 km'ye kadar oksijen içermesine rağmen, 9 km yükseklikte insanın nefes alması imkansız hale gelir.
Atmosfer bize solumamız gereken oksijeni sağlar. Ancak, atmosferin irtifaya yükseldikçe toplam basıncındaki düşüş nedeniyle, oksijenin kısmi basıncı da buna bağlı olarak azalır.
Atmosferin oluşum tarihi
En yaygın teoriye göre, Dünya'nın atmosferi, Dünya'nın tarihi boyunca üç farklı bileşimde olmuştur. Başlangıçta gezegenler arası uzaydan yakalanan hafif gazlardan (hidrojen ve helyum) oluşuyordu. Bu sözde birincil atmosfer... Bir sonraki aşamada aktif volkanik aktivite, atmosferin hidrojen dışındaki gazlarla (karbon dioksit, amonyak, su buharı) doymasına neden oldu. yani oluştu ikincil atmosfer... Atmosfer onarıcıydı. Ayrıca, atmosferin oluşum süreci aşağıdaki faktörler tarafından belirlendi:
- hafif gazların (hidrojen ve helyum) gezegenler arası boşluğa sızması;
- ultraviyole radyasyonun etkisi altında atmosferde meydana gelen kimyasal reaksiyonlar, yıldırım deşarjları ve diğer bazı faktörler.
Yavaş yavaş, bu faktörler oluşumuna yol açtı. üçüncül atmosferçok daha düşük bir hidrojen içeriği ve çok daha yüksek bir nitrojen ile karakterize edilir ve karbon dioksit(sonuç olarak oluşan kimyasal reaksiyonlar amonyak ve hidrokarbonlardan).
Azot
Büyük miktarda nitrojen oluşumu, amonyak-hidrojen atmosferinin moleküler oksijen ile oksidasyonundan kaynaklanır. O 2 (\ görüntü stili (\ ce (O2))) 3 milyar yıl öncesinden başlayarak fotosentez sonucunda gezegenin yüzeyinden gelmeye başlayan . Ayrıca nitrojen N 2 (\ görüntü stili (\ ce (N2))) nitratların ve diğer azot içeren bileşiklerin denitrifikasyonunun bir sonucu olarak atmosfere salınır. Azot ozon ile oksitlenir. HAYIR (\ görüntü stili ((\ ce (NO)))) v üst katmanlar atmosfer.
Azot N 2 (\ görüntü stili (\ ce (N2))) sadece belirli koşullar altında (örneğin, bir yıldırım deşarjı sırasında) reaksiyonlara girer. Moleküler nitrojenin ozon tarafından küçük miktarlarda elektriksel deşarjlarla oksidasyonu kullanılır. endüstriyel üretim azotlu gübreler... Baklagillerle rizobiyal simbiyoz oluşturan siyanobakteriler (mavi-yeşil algler) ve nodül bakterileri tarafından düşük enerji tüketimi ile oksitlenebilir ve biyolojik olarak aktif bir forma dönüştürülebilir. doğal gübreler.
Oksijen
Atmosferin bileşimi, oksijen salınımı ve karbondioksit emilimi ile birlikte fotosentez sonucunda Dünya'daki canlı organizmaların ortaya çıkmasıyla kökten değişmeye başladı. Başlangıçta oksijen, indirgenmiş bileşiklerin oksidasyonu için harcandı - amonyak, hidrokarbonlar, okyanuslarda bulunan demirli demir formu ve diğerleri. Bu aşamanın sonunda atmosferdeki oksijen içeriği artmaya başladı. Yavaş yavaş, oksitleyici özelliklere sahip modern bir atmosfer oluştu. Bu, atmosferde, litosferde ve biyosferde meydana gelen birçok süreçte ciddi ve ani değişikliklere neden olduğu için bu olaya Oksijen Felaketi adı verildi.
soy gazlar
Soy gazların kaynakları volkanik patlamalar ve radyoaktif elementlerin bozunmasıdır. Genel olarak dünya ve özel olarak atmosfer, uzaya ve diğer bazı gezegenlere kıyasla inert gazlar bakımından tükenmiştir. Bu helyum, neon, kripton, ksenon ve radon için geçerlidir. Aksine, argon konsantrasyonu anormal derecede yüksektir ve atmosferin gazlı bileşiminin neredeyse %1'i kadardır. Bu gazın büyük bir kısmı, Dünya'nın bağırsaklarındaki radyoaktif izotop potasyum-40'ın yoğun bozunmasından kaynaklanmaktadır.
Hava kirliliği
Son zamanlarda, insanlar atmosferin evrimini etkilemeye başladılar. İnsan faaliyetinin sonucu, önceki jeolojik çağlarda biriken hidrokarbon yakıtların yanması nedeniyle atmosferdeki karbondioksit içeriğinde sürekli bir artış olmuştur. Fotosentezde büyük miktarlarda tüketilir ve dünya okyanusları tarafından emilir. Bu gaz, karbonat kayaçlarının ve bitki ve hayvan kaynaklı organik maddelerin ayrışması ile volkanizma ve insan üretim faaliyetleri nedeniyle atmosfere girer. Son 100 yılda içerik CO 2 (\ görüntü stili (\ ce (CO2))) Atmosferde, yakıtın yanmasından gelen kütle (360 milyar ton) ile %10 arttı. Yakıt yanmasının büyüme hızı devam ederse, sonraki 200-300 yıl içinde CO 2 (\ görüntü stili (\ ce (CO2))) atmosferde iki katına çıkacak ve küresel iklim değişikliğine yol açabilir.
Yakıt yanması, kirletici gazların ana kaynağıdır ( CO (\ görüntü stili ((\ ce (CO)))) ,
Atmosfer(Yunanca atmosferden - buhar ve spharia - top) - onunla dönen Dünya'nın hava kabuğu. Atmosferin gelişimi, gezegenimizde meydana gelen jeolojik ve jeokimyasal süreçlerin yanı sıra canlı organizmaların faaliyetleri ile yakından ilişkiliydi.
Atmosferin alt sınırı, havanın topraktaki en küçük gözeneklere nüfuz etmesi ve suda bile çözünmesi nedeniyle Dünya'nın yüzeyi ile çakışmaktadır.
2000-3000 km yükseklikteki üst sınır yavaş yavaş uzaya geçer.
Oksijen içeren atmosfer sayesinde Dünya'da yaşam mümkündür. Atmosferik oksijen, insanlar, hayvanlar ve bitkiler tarafından solunum sürecinde kullanılır.
Atmosfer olmasaydı, dünya ay kadar sessiz olurdu. Sonuçta ses, hava parçacıklarının titreşimidir. Gökyüzünün mavi renginin nedeni, Güneş ışınları atmosferden geçerek, bir mercekten geçer gibi, kendilerini oluşturan renklerine ayrışırlar. Aynı zamanda, en çok mavi ve mavi renklerin ışınları dağılır.
Atmosfer, canlı organizmalar üzerinde zararlı bir etkiye sahip olan güneşin ultraviyole radyasyonunun çoğunu hapseder. Aynı zamanda Dünya'nın yüzeyindeki ısıyı tutarak gezegenimizin soğumasını engeller.
atmosferin yapısı
Atmosferde yoğunluk ve yoğunluk bakımından farklılık gösteren birkaç katman ayırt edilebilir (Şekil 1).
Troposfer
Troposfer- kalınlığı kutuplardan 8-10 km, ılıman enlemlerde 10-12 km ve ekvatordan 16-18 km yükseklikte olan atmosferin en alt tabakası.
Pirinç. 1. Dünya atmosferinin yapısı
Troposferdeki hava, dünya yüzeyinden, yani karadan ve sudan ısıtılır. Bu nedenle, bu katmandaki hava sıcaklığı her 100 m'de ortalama 0,6 ° C yükseklikle azalır, troposferin üst sınırında -55 ° C'ye ulaşır. Aynı zamanda, troposferin üst sınırındaki ekvator bölgesinde, hava sıcaklığı -70 ° С ve Kuzey Kutbu bölgesinde -65 ° С'dir.
Troposferde, atmosfer kütlesinin yaklaşık %80'i yoğunlaşmıştır, hemen hemen tüm su buharı bulunur, gök gürültülü fırtınalar, fırtınalar, bulutlar ve yağış meydana gelir ve ayrıca dikey (konveksiyon) ve yatay (rüzgar) hava hareketi meydana gelir.
Havanın ağırlıklı olarak troposferde oluştuğunu söyleyebiliriz.
Stratosfer
Stratosfer- 8 ila 50 km yükseklikte troposferin üzerinde bulunan atmosfer tabakası. Bu katmandaki gökyüzünün rengi mor görünür, bu da güneş ışınlarının neredeyse dağılmaması nedeniyle havanın seyrekleşmesiyle açıklanır.
Stratosfer, atmosfer kütlesinin %20'sini içerir. Bu katmandaki hava seyrekleşir, pratikte su buharı yoktur ve bu nedenle neredeyse hiç bulut ve yağış oluşmaz. Bununla birlikte, hızı 300 km / s'ye ulaşan stratosferde kararlı hava akımları gözlenir.
Bu katman konsantre ozon(ozon perdesi, ozonosfer), ultraviyole ışınlarını emen, onların Dünya'ya ulaşmasını engelleyen ve böylece gezegenimizdeki canlı organizmaları koruyan bir tabaka. Ozon sayesinde stratosferin üst sınırındaki hava sıcaklığı -50 ila 4-55 ° C aralığındadır.
Mezosfer ve stratosfer arasında bir geçiş bölgesi vardır - stratopoz.
mezosfer
mezosfer- 50-80 km yükseklikte bulunan atmosfer tabakası. Buradaki havanın yoğunluğu, Dünya yüzeyinden 200 kat daha azdır. Mezosferdeki gökyüzü siyah gibi görünür ve gündüzleri yıldızlar görünür. Hava sıcaklığı -75 (-90) ° С'ye düşer.
80 km yükseklikte başlar termosfer. Bu katmandaki hava sıcaklığı keskin bir şekilde 250 m yüksekliğe yükselir ve daha sonra sabit hale gelir: 150 km yükseklikte 220-240 ° C'ye ulaşır; 500-600 km yükseklikte 1500 ° C'yi aşıyor.
Mezosfer ve termosferde, kozmik ışınların etkisi altında, gaz molekülleri yüklü (iyonize) atom parçacıklarına bozunur, bu nedenle atmosferin bu kısmına denir. iyonosfer- 50 ila 1000 km yükseklikte bulunan, esas olarak iyonize oksijen atomları, nitrojen oksit molekülleri ve serbest elektronlardan oluşan çok nadir bir hava tabakası. Bu katman, yüksek bir elektriklenme ile karakterize edilir ve uzun ve orta radyo dalgaları, aynadan olduğu gibi ondan yansıtılır.
İyonosferde, auroralar ortaya çıkar - Güneş'ten uçan elektrik yüklü parçacıkların etkisi altındaki nadir gazların parıltısı - ve keskin dalgalanmalar manyetik alan.
Ekzosfer
Ekzosfer- 1000 km'nin üzerinde bulunan atmosferin dış tabakası. Gaz parçacıkları burada yüksek hızda hareket ettiğinden ve uzaya saçılabildiğinden bu katmana saçılma küresi de denir.
atmosfer bileşimi
Atmosfer, nitrojen (%78.08), oksijen (%20.95), karbondioksit (%0.03), argon (%0.93), az miktarda helyum, neon, ksenon, kripton (%0.01) içeren bir gaz karışımıdır. , ozon ve diğer gazlar, ancak içerikleri ihmal edilebilir (Tablo 1). Dünya havasının modern bileşimi yüz milyon yıldan daha uzun bir süre önce kuruldu, ancak üretim faaliyeti adam yine de değişimine öncülük etti. Şu anda, CO2 içeriğinde yaklaşık %10-12 oranında bir artış kaydedilmiştir.
Atmosferi oluşturan gazlar çeşitli fonksiyonel roller... Bununla birlikte, bu gazların asıl önemi, öncelikle, radyan enerjiyi çok güçlü bir şekilde emmeleri ve dolayısıyla üzerinde önemli bir etkiye sahip olmaları gerçeğiyle belirlenir. sıcaklık rejimi Dünya yüzeyi ve atmosfer.
Tablo 1. Kimyasal bileşim Dünya yüzeyine yakın kuru atmosferik hava
|
Hacim konsantrasyonu. % |
Molekül ağırlığı, birimler |
|
|
Oksijen |
||
|
Karbon dioksit |
||
|
azot oksit |
||
|
0'dan 0.00001'e |
||
|
Kükürt dioksit |
0'dan 0,000007'ye yaz aylarında; kışın 0'dan 0,000002'ye |
|
|
0'dan 0.000002'ye |
46,0055/17,03061 |
|
|
azog dioksit |
||
|
Karbonmonoksit |
Azot, atmosferdeki en yaygın gazdır, kimyasal olarak aktif değildir.
Oksijen, azottan farklı olarak çok aktif bir kimyasal elementtir. Oksijenin spesifik işlevi, volkanlar tarafından atmosfere salınan heterotrofik organizmaların, kayaların ve az oksitlenmiş gazların organik maddesinin oksidasyonudur. Oksijen olmadan, ölü organik maddenin ayrışması olmazdı.
Karbondioksitin atmosferdeki rolü son derece büyüktür. Atmosfere yanma süreçleri, canlı organizmaların solunumu, çürüme sonucu girer ve her şeyden önce ana inşaat malzemesi fotosentezde organik madde oluşturmak. Ek olarak, karbondioksitin özelliği, kısa dalgalı güneş radyasyonunu iletmek ve aşağıda tartışılacak olan sera etkisi denilen şeyi yaratacak olan termal uzun dalga radyasyonunun bir kısmını emmek için büyük önem taşımaktadır.
Etkisi atmosferik süreçlerözellikle stratosferin termal rejiminde, ozon. Bu gaz, güneşten gelen ultraviyole radyasyonun doğal bir emicisi olarak hizmet eder ve güneş radyasyonunun emilmesi havanın ısınmasına yol açar. Atmosferdeki toplam ozon içeriğinin aylık ortalama değerleri, bölgenin enlemine ve yılın zamanına bağlı olarak 0.23-0.52 cm aralığında değişmektedir (bu, ozon tabakasının zemin basıncı ve sıcaklığındaki kalınlığıdır) . Ekvatordan kutuplara doğru ozon içeriğinde bir artış ve sonbaharda minimum ve ilkbaharda maksimum olmak üzere yıllık bir değişim gözlenir.
Atmosferin karakteristik bir özelliği, ana gazların (azot, oksijen, argon) içeriğinin yükseklikle önemsiz bir şekilde değişmesidir: atmosferde 65 km yükseklikte azot içeriği% 86, oksijen 19, argon 0.91 ve 95 km yükseklikte - nitrojen 77, oksijen - 21.3, argon - %0.82. Atmosferik havanın bileşiminin dikey ve yatay olarak sabitliği, karıştırılarak korunur.
Gazlara ek olarak, hava şunları içerir: su buharı ve katı parçacıklar.İkincisi hem doğal hem de yapay (antropojenik) kökenli olabilir. Bunlar polen, küçük tuz kristalleri, yol tozu, aerosol safsızlıklarıdır. Güneş ışınları pencereden girdiğinde çıplak gözle görülebilir.
Özellikle şehirlerin ve büyük sanayi merkezlerinin havasında, yakıtın yanması sırasında oluşan zararlı gaz emisyonlarının ve bunların safsızlıklarının aerosollere eklendiği birçok katı parçacık vardır.
Atmosferdeki aerosollerin konsantrasyonu, Dünya yüzeyine ulaşan güneş radyasyonunu etkileyen havanın şeffaflığını belirler. En büyük aerosoller yoğunlaşma çekirdekleridir (lat. yoğunlaşma- sıkıştırma, kalınlaşma) - su buharının su damlacıklarına dönüşmesine katkıda bulunur.
Su buharının değeri, öncelikle uzun dalga boyunu geciktirmesi gerçeğiyle belirlenir. termal radyasyon dünyanın yüzeyi; büyük ve küçük nem döngülerinin ana bağlantısını temsil eder; su yataklarının yoğuşması sırasında hava sıcaklığını arttırır.
Atmosferdeki su buharı miktarı zamana ve mekana göre değişir. Bu nedenle, dünya yüzeyindeki su buharı konsantrasyonu, tropiklerde %3 ile Antarktika'da %2-10 (15) arasında değişmektedir.
Ilıman enlemlerde atmosferin dikey sütunundaki ortalama su buharı içeriği yaklaşık 1,6-1,7 cm'dir (bu, yoğunlaştırılmış su buharı tabakasının kalınlığıdır). Atmosferin farklı katmanlarındaki su buharı hakkındaki bilgiler çelişkilidir. Örneğin, 20 ila 30 km arasındaki yükseklik aralığında, özgül nemin yükseklikle güçlü bir şekilde arttığı varsayılmıştır. Bununla birlikte, sonraki ölçümler stratosferin daha büyük bir kuruluğuna işaret ediyor. Görünüşe göre, stratosferdeki özgül nem, yüksekliğe çok az bağlıdır ve 2-4 mg / kg'dır.
Troposferdeki su buharı içeriğinin değişkenliği, buharlaşma, yoğuşma ve yatay taşıma süreçlerinin etkileşimi ile belirlenir. Su buharının yoğunlaşması sonucu bulutlar oluşur ve düşer. yağış yağmur, dolu ve kar şeklinde.
Suyun faz geçişleri süreçleri esas olarak troposferde meydana gelir, bu nedenle stratosferdeki (20-30 km rakımlarda) ve sedefli ve gümüş olarak adlandırılan mezosferdeki (mezopoza yakın) bulutlar nispeten nadiren görülürken, troposferik bulutlar nispeten nadir görülür. bulutlar genellikle tüm dünya yüzeyinin yaklaşık %50'sini kaplar.
Havada bulunabilecek su buharı miktarı hava sıcaklığına bağlıdır.
-20 ° C sıcaklıkta 1 m3 hava, 1 g'dan fazla su içeremez; 0 ° C'de - en fazla 5 g; +10 ° C'de - en fazla 9 g; +30 ° C'de - en fazla 30 g su.
Çıktı: hava sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, o kadar fazla su buharı içerebilir.
hava olabilir doymuş ve doymamış su buharı. Bu nedenle, +30 ° C sıcaklıkta 1 m3 hava 15 g su buharı içeriyorsa, hava su buharına doymamıştır; 30 g doymuş ise.
Mutlak nem 1 m3 havanın içerdiği su buharı miktarıdır. Gram olarak ifade edilir. Örneğin, "mutlak nem 15'tir" derlerse, bu, 1 m L'nin 15 g su buharı içerdiği anlamına gelir.
Bağıl nem 1 m3 havadaki gerçek su buharı içeriğinin, belirli bir sıcaklıkta 1 ml L'de bulunabilecek su buharı miktarına oranıdır (yüzde olarak). Örneğin, hava raporunun yayını sırasında radyo, bağıl nemin %70 olduğunu söylediyse, bu, havanın belirli bir sıcaklıkta tutabileceği su buharının %70'ini içerdiği anlamına gelir.
Havanın bağıl nemi ne kadar yüksekse, yani. hava doygunluğa ne kadar yakınsa, yağış o kadar olasıdır.
Ekvator bölgesinde her zaman yüksek (% 90'a kadar) bağıl hava nemi gözlenir, çünkü sıcaklık hava ve okyanusların yüzeyinden çok fazla buharlaşma var. Aynı yüksek bağıl nem ve kutup bölgelerinde, ancak düşük sıcaklıklarda, az miktarda su buharı bile havayı doymuş veya doygunluğa yakın hale getirir. Ilıman enlemlerde, mevsimlere göre bağıl nem değişir - kışın daha yüksek, yazın daha düşüktür.
Özellikle çöllerde düşük bağıl nem: 1 m 1 hava, belirli bir sıcaklıkta mümkün olan su buharı miktarından iki ila üç kat daha az içerir.
Bağıl nemi ölçmek için bir higrometre kullanın (Yunanca. Hygros - ıslak ve metreco - I ölçer).
Soğutulduğunda, doymuş hava aynı miktarda su buharını tutamaz; kalınlaşır (yoğuşur), sis damlacıklarına dönüşür. Sis, yazın açık ve serin bir gecede gözlemlenebilir.
Bulutlar- bu aynı sis, sadece dünya yüzeyinde değil, belirli bir yükseklikte oluşuyor. Yükselen hava soğur ve içindeki su buharı yoğunlaşır. Ortaya çıkan küçük su damlacıkları bulutları oluşturur.
Bulutların oluşumunda yer alır ve katı parçacıklar troposferde asılı kalır.
Bulutlar sahip olabilir farklı şekil, oluşum koşullarına bağlıdır (Tablo 14).
En alçak ve en ağır bulutlar stratus bulutlarıdır. Dünya yüzeyinden 2 km yükseklikte bulunurlar. 2 ila 8 km yükseklikte, daha pitoresk kümülüs bulutları gözlemlenebilir. En yükseği ve en hafifi sirrus bulutlarıdır. Dünya yüzeyinden 8 ila 18 km yükseklikte bulunurlar.
|
Aileler |
bulutlar doğum |
Dış görünüş |
|
A. Üst katmanın bulutları - 6 km'nin üzerinde |
I. Sirk |
İpliksi, lifli, beyaz |
|
II. sirrokümülüs |
İnce pullardan ve buklelerden oluşan katmanlar ve sırtlar, beyaz |
|
|
III. sirrostratus |
Şeffaf beyazımsı peçe |
|
|
B. Orta bulutlar - 2 km'nin üzerinde |
IV. altokümülüs |
Beyaz ve gri renkli dikişler ve sırtlar |
|
V. Çok katmanlı |
Sütlü gri düz bir peçe |
|
|
B. Düşük katmanlı bulutlar - 2 km'ye kadar |
VI. Nimbostratus |
Katı şekilsiz gri katman |
|
vii. stratokümülüs |
Yarı saydam olmayan gri katmanlar ve sırtlar |
|
|
VIII. katmanlı |
Opak bir gri örtü |
|
|
D. Dikey gelişim bulutları - alt katmandan üst katmana |
IX. Kümülüs |
Sopalar ve kubbeler, rüzgarda yırtık kenarları olan parlak beyazdır |
|
X. Kümülonimbüs |
Güçlü kümülüs kütleleri, koyu kurşuni |
Atmosferin korunması
Ana kaynak endüstriyel Girişimcilik ve arabalar. Büyük şehirlerde, ana ulaşım yollarındaki gaz kirliliği sorunu çok şiddetlidir. Bu nedenle ülkemiz de dahil olmak üzere dünyanın birçok büyük şehrinde araç egzoz gazlarının toksisitesinin çevresel kontrolü getirilmiştir. Uzmanlara göre havanın dumanı ve tozu alımı yarı yarıya azaltabilir. Güneş enerjisi doğal koşullarda bir değişikliğe yol açacak olan yeryüzüne.
> Dünya'nın atmosferi
Açıklama dünyanın atmosferi her yaştan çocuklar için: havanın nelerden oluştuğu, gazların varlığı, fotoğraflı katmanlar, güneş sisteminin üçüncü gezegeninin iklimi ve hava durumu.
küçükler için Dünya'nın sistemimizde yaşanabilir bir atmosfere sahip tek gezegen olduğu zaten biliniyor. Gaz battaniyesi sadece hava açısından zengin olmakla kalmaz, aynı zamanda bizi aşırı ısı ve güneş ışınlarından korur. Önemli çocuklara açıkla Sistemin inanılmaz derecede iyi tasarlandığını, çünkü kabul edilebilir bir dengeyi korurken yüzeyin gün boyunca ısınmasını ve geceleri soğumasını sağlıyor.
Başlamak çocuklar için açıklama Dünya atmosferinin küresinin 480 km'den fazla uzanıyor olması, ancak çoğunun yüzeyden 16 km uzakta olması ile mümkündür. Rakım ne kadar yüksek olursa, basınç o kadar düşük olur. Deniz seviyesini alırsak, basınç santimetre kare başına 1 kg'dır. Ancak 3 km yükseklikte değişecek - santimetre kare başına 0,7 kg. Tabii ki, bu gibi durumlarda nefes almak daha zordur ( çocuklar dağlarda yürüyüşe çıktılarsa bunu hissedebilirler).
Dünya Havasının Kompozisyonu - Çocuklar İçin Açıklama
Gazlar arasında ayırt edilir:
- Azot - %78.
- Oksijen - %21.
- Argon - %0.93.
- Karbondioksit - %0.038.
- V küçük miktarlar su buharı ve diğer gaz kirlilikleri de vardır.
Dünyanın atmosferik katmanları - çocuklar için bir açıklama
Ebeveynler veya öğretmenler okulda Dünya atmosferinin 5 seviyeye ayrıldığını hatırlamalıdır: ekzosfer, termosfer, mezosfer, stratosfer ve troposfer. Her katmanla birlikte, gazlar sonunda uzayda dağılana kadar atmosfer giderek daha fazla çözülür.
Troposfer yüzeye en yakın olanıdır. 7-20 km kalınlığındaki dünya atmosferinin yarısını oluşturur. Dünya'ya yaklaştıkça hava daha fazla ısınır. Neredeyse tüm su buharı ve tozu burada toplanır. Çocuklar, bulutların bu seviyede yüzdüğüne şaşırmayabilir.
Stratosfer, troposferden başlar ve yüzeyden 50 km yükselir. Burada atmosferi ısıtan ve zararlı güneş radyasyonundan tasarruf sağlayan çok fazla ozon var. Hava, deniz seviyesinden 1000 kat daha incedir ve alışılmadık şekilde kurudur. Bu yüzden uçaklar burada harika hissediyor.
Mezosfer: Yüzeyden 50 km ila 85 km yukarıda. Zirveye mezopoz denir ve dünya atmosferindeki en serin yerdir (-90°C). Araştırmak çok zor çünkü jet uçakları oraya gidemiyor ve uyduların yörünge irtifası çok yüksek. Bilim adamları sadece meteorların burada yandığını biliyorlar.
Termosfer: 90 km ve 500-1000 km arası. Sıcaklık 1500 ° C'ye ulaşır. Dünya atmosferinin bir parçası olarak kabul edilir, ancak önemlidir. çocuklara açıkla buradaki havanın yoğunluğu o kadar düşük ki, çoğu zaten uzay olarak algılanıyor. Aslında uzay mekiklerinin ve Uluslararası Uzay İstasyonunun bulunduğu yer burasıdır. Ayrıca burada auroralar oluşur. Yüklü kozmik parçacıklar, termosferin atomları ve molekülleri ile temasa geçerek onları daha yüksek bir enerji seviyesine aktarır. Bu sayede bu ışık fotonlarını aurora borealis şeklinde görüyoruz.
Ekzosfer en yüksek katmandır. Atmosferin uzayla birleşmesinin inanılmaz ince çizgisi. Geniş çapta dağılmış hidrojen ve helyum parçacıklarından oluşur.
Dünyanın iklimi ve hava durumu - çocuklar için bir açıklama
küçükler için gerekli açıklamak kutuplarda aşırı soğuk ve ekvatorda tropikal ısı ile temsil edilen bölgesel iklim sayesinde Dünya birçok canlı türünü korumayı başarıyor. Çocuklar Bölgesel iklimin, belirli bir bölgede 30 yıl boyunca değişmeyen hava durumu olduğunu bilmelidir. Tabii ki, bazen birkaç saatliğine değişebilir, ancak çoğu zaman sabit kalır.
Ek olarak, küresel karasal iklim de ayırt edilir - ortalama bölgesel iklim. İnsanlık tarihi boyunca değişti. Bugün hızlı bir ısınma var. Bilim adamları, insan faaliyetinin neden olduğu sera gazları atmosferde ısıyı hapsederek gezegenimizi Venüs'e dönüştürme riskini alırken alarm veriyorlar.
Atmosferin bileşimi. hava kabuğu bizim gezegenimiz - atmosfer Dünya yüzeyini güneşin ultraviyole ışınlarının canlı organizmalar üzerindeki zararlı etkilerinden korur. Ayrıca Dünya'yı kozmik parçacıklardan - toz ve meteorlardan - korur.
Atmosfer mekanik bir gaz karışımından oluşur: hacminin %78'i nitrojen, %21'i oksijen ve %1'den azı helyum, argon, kripton ve diğer inert gazlardır. Havadaki oksijen ve nitrojen miktarı pratik olarak değişmez, çünkü nitrojen diğer maddelerle bileşiklere neredeyse hiç girmez ve oksijen çok aktif olmasına ve solunum, oksidasyon ve yanma için tüketilmesine rağmen bitkiler tarafından sürekli olarak yenilenir.
Yaklaşık 100 km yüksekliğe kadar, bu gazların yüzdesi pratikte değişmeden kalır. Bunun nedeni havanın sürekli karıştırılmasıdır.
Bu gazlara ek olarak, atmosfer, genellikle dünya yüzeyine yakın yoğunlaşan ve düzensiz dağılan yaklaşık% 0.03 karbondioksit içerir: şehirlerde, sanayi merkezlerinde ve volkanik aktivite alanlarında, miktarı artar.
Atmosferde her zaman belirli miktarda kirlilik vardır - su buharı ve toz. Su buharının içeriği hava sıcaklığına bağlıdır: sıcaklık ne kadar yüksek olursa, hava o kadar fazla buhar içerir. Havada buhar halindeki suyun bulunması nedeniyle, gökkuşakları, güneş ışığının kırılması vb. gibi atmosferik olaylar mümkündür.
Volkanik patlamalar, kum ve toz fırtınaları sırasında, termik santrallerde yakıtın eksik yanması ile toz atmosfere girer.
Atmosferin yapısı. Atmosferin yoğunluğu yükseklikle değişir: Dünya yüzeyinde en yüksektir ve yükseldikçe azalır. Yani, 5.5 km yükseklikte, atmosferik yoğunluk yüzey katmanından 2 kat ve 11 km - 4 kat daha az yüksekliktedir.
Gazların yoğunluğuna, bileşimine ve özelliklerine bağlı olarak atmosfer beş eş merkezli katmana ayrılır (Şekil 34).
Pirinç. 34. Atmosferin dikey kesiti (atmosferik tabakalaşma)
1. Alt katman denir troposfer.Üst sınırı, kutuplarda 8-10 km, ekvatorda 16-18 km yükseklikte uzanır. Troposfer, atmosferin tüm kütlesinin %80'ini ve su buharının neredeyse tamamını içerir.
Troposferdeki hava sıcaklığı, yükseklikle her 100 m'de 0,6 °C azalır ve üst sınırında -45-55 °C'dir.
Troposferdeki hava sürekli karışır, farklı yönlerde hareket eder. Sadece burada sisler, yağmurlar, kar yağışları, gök gürültülü fırtınalar, fırtınalar ve diğer hava olayları gözlemlenir.
2. Yukarıda yer almaktadır stratosfer, 50-55 km yüksekliğe kadar uzanır. Stratosferdeki hava yoğunluğu ve basıncı ihmal edilebilir düzeydedir. Daha ince hava, troposferdekiyle aynı gazları içerir, ancak daha fazla ozon içerir. En yüksek ozon konsantrasyonu 15-30 km yükseklikte gözlenir. Stratosferdeki sıcaklık yükseklikle yükselir ve üst sınırında 0°C ve üstüne çıkar. Bunun nedeni, ozonun güneş enerjisinin kısa dalgalı bir kısmını emmesi ve bunun sonucunda havanın ısınmasıdır.
3. Stratosferin üzerinde yatıyor mezosfer, 80 km yüksekliğe kadar uzanıyor. İçinde sıcaklık tekrar düşer ve -90 ° C'ye ulaşır. Oradaki havanın yoğunluğu, Dünya yüzeyinden 200 kat daha azdır.
4. Mezosferin üstünde termosfer(80'den 800 km'ye kadar). Bu katmandaki sıcaklık yükselir: 150 km ila 220 ° C yükseklikte; 600 km yükseklikte 1500 ° C'ye kadar. Atmosferdeki gazlar (azot ve oksijen) iyonize haldedir. Kısa dalgalı güneş radyasyonunun etkisi altında, bireysel elektronlar atomların kabuklarından ayrılır. Sonuç olarak, bu katmanda - iyonosfer yüklü parçacık katmanları görünür. En yoğun katmanları 300-400 km yükseklikte bulunur. Düşük yoğunluk nedeniyle güneş ışınları oraya dağılmaz, bu nedenle gökyüzü siyahtır, yıldızlar ve gezegenler üzerinde parlak bir şekilde parlar.
iyonosferde, kutup ışıkları, güçlü elektrik akımları Dünyanın manyetik alanında bozulmalara neden olan.
5. Dış kabuk 800 km'nin üzerinde bulunur - ekzosfer. Ekzosferdeki bireysel parçacıkların hareket hızı kritik olana - 11,2 mm / s'ye yaklaşır, böylece bireysel parçacıklar dünyanın yerçekiminin üstesinden gelebilir ve dünya uzayına gidebilir.
Atmosferin anlamı. Atmosferin gezegenimizin yaşamındaki rolü son derece büyüktür. O olmasaydı, Dünya ölmüş olurdu. Atmosfer, Dünya yüzeyini yoğun ısınma ve soğumadan korur. Etkisi, seralarda camın rolüne benzetilebilir: Güneş ışınlarını içeri almak ve ısının yayılmasını önlemek.
Atmosfer, canlı organizmaları Güneş'ten gelen kısa dalgalı ve korpüsküler radyasyondan korur. Atmosfer - tüm hava olaylarının meydana geldiği ortam insan aktivitesi... Bu kabuğun çalışması meteoroloji istasyonlarında gerçekleştirilir. Gündüz ve gece, herhangi bir hava koşulunda, meteorologlar alt atmosferin durumunu izler. Günde dört kez ve birçok istasyonda saatlik sıcaklık, basınç, nem ölçülür, bulutluluk, rüzgar yönü ve hızı, yağış, atmosferdeki elektrik ve ses olayları not edilir. Meteoroloji istasyonları her yerde bulunur: Antarktika'da ve nemli yağmur ormanı, üzerinde yüksek dağlar ve tundranın sınırsız genişliklerinde. Özel olarak inşa edilmiş gemilerle okyanuslarda da gözlemler yapılmaktadır.
30'lardan beri. XX yüzyıl gözlemler özgür bir atmosferde başladı. 25-35 km yüksekliğe yükselen radyosondaları fırlatmaya başladılar ve radyo ekipmanı yardımıyla sıcaklık, basınç, hava nemi ve rüzgar hızı hakkında Dünya'ya bilgi ilettiler. Günümüzde meteorolojik roketler ve uydular da yaygın olarak kullanılmaktadır. İkincisi, dünya yüzeyinin ve bulutların görüntülerini ileten televizyon kurulumlarına sahiptir.
| |
5. Dünyanın hava kabuğuBölüm 31. Atmosferin ısıtılması
