Structura atmosferei. Atmosfera Pământului este al 9-lea cel mai dens strat al atmosferei.

Spațiul este plin de energie. Energia umple spațiul în mod neuniform. Există locuri de concentrare și descărcare. În acest fel puteți estima densitatea. Planeta este un sistem ordonat, cu densitatea maximă a materiei în centru și cu o scădere treptată a concentrației spre periferie. Forțele de interacțiune determină starea materiei, forma în care aceasta există. Fizica descrie starea de agregare a substanțelor: solide, lichide, gazoase și așa mai departe.

Atmosfera este mediul gazos care înconjoară planeta. Atmosfera Pământului permite mișcarea liberă și permite trecerea luminii, creând un spațiu în care viața prosperă.

Suprafața de la suprafața pământului până la o înălțime de aproximativ 16 kilometri (de la ecuator la poli, o valoare mai mică, depinde și de anotimp) se numește troposferă. Troposfera este stratul care conține aproximativ 80% din aerul din atmosferă și aproape toți vaporii de apă. Aici au loc procesele care modelează vremea. Presiunea și temperatura scad odată cu înălțimea. Motivul scăderii temperaturii aerului este un proces adiabatic, atunci când gazul se dilată, acesta se răcește. La limita superioară a troposferei, valorile pot ajunge la -50, -60 de grade Celsius.

Urmează Stratosfera. Se întinde până la 50 de kilometri. În acest strat al atmosferei, temperatura crește odată cu înălțimea, dobândind o valoare în punctul de vârf de aproximativ 0 C. Creșterea temperaturii este cauzată de procesul de absorbție a razelor ultraviolete de către stratul de ozon. Radiația provoacă o reacție chimică. Moleculele de oxigen se descompun în atomi unici care se pot combina cu molecule normale de oxigen pentru a forma ozon.

Radiația de la soare cu lungimi de undă între 10 și 400 de nanometri este clasificată drept ultravioletă. Cu cât lungimea de undă a radiației UV este mai mică, cu atât este mai mare pericolul pe care îl prezintă pentru organismele vii. Doar o mică parte din radiație ajunge la suprafața Pământului, în plus, partea mai puțin activă a spectrului său. Această caracteristică a naturii permite unei persoane să obțină un bronz sănătos.

Următorul strat al atmosferei se numește Mezosferă. Limite de la aproximativ 50 km până la 85 km. În mezosferă, concentrația de ozon, care ar putea capta energia UV, este scăzută, astfel încât temperatura începe să scadă din nou odată cu înălțimea. În punctul de vârf, temperatura scade la -90 C, unele surse indică o valoare de -130 C. Majoritatea meteoroizilor ard în acest strat al atmosferei.

Stratul atmosferei care se întinde de la o înălțime de 85 km până la o distanță de 600 km de Pământ se numește Termosferă. Termosfera este prima care întâlnește radiația solară, inclusiv așa-numita ultravioletă în vid.

Vidul UV este întârziat de aer, încălzind astfel acest strat al atmosferei la temperaturi enorme. Cu toate acestea, deoarece presiunea aici este extrem de scăzută, acest gaz aparent incandescent nu are același efect asupra obiectelor ca în condițiile de pe suprafața pământului. Dimpotrivă, obiectele plasate într-un astfel de mediu se vor răci.

La o altitudine de 100 km trece linia condiționată „linia Karman”, care este considerată a fi începutul spațiului.

Aurorele apar în termosferă. În acest strat al atmosferei, vântul solar interacționează cu câmpul magnetic al planetei.

Ultimul strat al atmosferei este Exosfera, un înveliș exterior care se întinde pe mii de kilometri. Exosfera este practic un loc gol, cu toate acestea, numărul de atomi care rătăcesc aici este cu un ordin de mărime mai mare decât în ​​spațiul interplanetar.

Persoana respiră aer. Presiunea normală este de 760 de milimetri de mercur. La o altitudine de 10.000 m, presiunea este de aproximativ 200 mm. rt. Artă. La această altitudine, o persoană poate să respire, cel puțin nu pentru o lungă perioadă de timp, dar acest lucru necesită pregătire. Statul va fi evident inoperabil.

Compoziția gazoasă a atmosferei: 78% azot, 21% oxigen, aproximativ un procent de argon, totul este un amestec de gaze reprezentând cea mai mică fracțiune din total.

Fiecare persoană alfabetizată ar trebui să știe nu numai că planeta este înconjurată de o atmosferă dintr-un amestec de diferite gaze, ci și că există diferite straturi ale atmosferei care sunt situate la distanțe inegale de suprafața Pământului.

Observând cerul, nu-i vedem absolut nici structura complexă, nici compoziția sa eterogenă, nici alte lucruri ascunse ochilor. Dar tocmai datorită compoziției complexe și multicomponente a stratului de aer, în jurul planetei există condiții pe acesta care au permis să apară aici viața, să înflorească vegetația, să apară tot ceea ce a fost vreodată aici.

Cunoștințele despre subiectul conversației sunt deja oferite oamenilor de clasa a VI-a la școală, dar unii încă nu și-au terminat studiile, iar unii au stat atât de mult acolo încât au uitat deja totul. Cu toate acestea, fiecare persoană educată ar trebui să știe în ce constă lumea din jurul său, în special acea parte a acesteia de care depinde în mod direct însăși posibilitatea vieții sale normale.

Cum se numește fiecare dintre straturile atmosferei, la ce înălțime se află, ce rol joacă? Toate aceste întrebări vor fi discutate mai jos.

Structura atmosferei Pământului

Privind cerul, mai ales când este complet fără nori, este foarte greu să ne imaginăm că are o structură atât de complexă și multistratificată încât temperatura de acolo la diferite altitudini este foarte diferită și că acolo, la altitudine, au loc cele mai importante procese pentru toata flora si fauna.pe sol.

Dacă nu ar fi o compoziție atât de complexă a stratului de gaz al planetei, atunci pur și simplu nu ar exista viață aici și chiar și posibilitatea originii sale.

Primele încercări de a studia această parte a lumii înconjurătoare au fost făcute de grecii antici, dar nu au putut merge prea departe în concluziile lor, deoarece nu aveau baza tehnică necesară. Ei nu au văzut limitele diferitelor straturi, nu au putut să le măsoare temperatura, să studieze compoziția componentelor etc.

În mare parte, evenimentele meteorologice au făcut cele mai progresiste minți să creadă că cerul vizibil nu este atât de simplu pe cât pare.

Se crede că structura învelișului gazos modern din jurul Pământului s-a format în trei etape. Mai întâi a fost o atmosferă primară de hidrogen și heliu capturate din spațiul cosmic.

Apoi erupția vulcanilor a umplut aerul cu o masă de alte particule și a apărut o atmosferă secundară. După ce a trecut prin toate reacțiile chimice principale și procesele de relaxare a particulelor, a apărut situația actuală.

Straturile atmosferei în ordine de la suprafața pământului și caracteristicile acestora

Structura învelișului gazos al planetei este destul de complexă și diversă. Să o luăm în considerare mai detaliat, ajungând treptat la cele mai înalte cote.

troposfera

În afară de stratul limită, troposfera este cel mai de jos strat al atmosferei. Se extinde la o înălțime de aproximativ 8-10 km deasupra suprafeței pământului în regiunile polare, 10-12 km în zonele cu climă temperată și 16-18 km în zonele tropicale.

Fapt interesant: această distanță poate varia în funcție de perioada anului - iarna este ceva mai mică decât vara.

Aerul troposferei conține principala forță dătătoare de viață pentru toată viața de pe pământ. Conține aproximativ 80% din tot aerul atmosferic disponibil, mai mult de 90% vapori de apă, aici se formează nori, cicloni și alte fenomene atmosferice.

Este interesant de observat scăderea treptată a temperaturii pe măsură ce vă ridicați de la suprafața planetei. Oamenii de știință au calculat că pentru fiecare 100 m de altitudine, temperatura scade cu aproximativ 0,6-0,7 grade.

Stratosferă

Următorul cel mai important strat este stratosfera. Înălțimea stratosferei este de aproximativ 45-50 de kilometri.Începe de la 11 km și aici predomină deja temperaturi negative, ajungând până la -57 ° С.

De ce este acest strat important pentru oameni, toate animalele și plantele? Aici, la o altitudine de 20-25 de kilometri, se află stratul de ozon - captează razele ultraviolete emanate de soare și reduce efectul lor distructiv asupra florei și faunei la o valoare acceptabilă.

Este foarte interesant de observat că stratosfera absoarbe multe tipuri de radiații care vin pe pământ de la soare, alte stele și spațiul cosmic. Energia primită de la aceste particule este folosită pentru a ioniza moleculele și atomii aflați aici, apar diverși compuși chimici.

Toate acestea duc la un fenomen atât de faimos și colorat precum aurora boreală.

Mezosfera

Mezosfera începe la aproximativ 50 și se extinde până la 90 de kilometri. Gradientul sau scăderea temperaturii odată cu schimbarea altitudinii nu este la fel de mare aici ca în straturile inferioare. În limitele superioare ale acestei învelișuri, temperatura este de aproximativ -80°C. Compoziția acestei regiuni include aproximativ 80% azot, precum și 20% oxigen.

Este important de reținut că mezosfera este un fel de zonă moartă pentru orice dispozitiv zburător. Avioanele nu pot zbura aici, deoarece aerul este extrem de rarefiat, în timp ce sateliții nu pot zbura la o altitudine atât de mică, deoarece densitatea aerului disponibilă este foarte mare pentru ei.

O altă caracteristică interesantă a mezosferei este aici ard meteoriții care au lovit planeta. Studiul unor astfel de straturi îndepărtate de pământ se realizează cu ajutorul unor rachete speciale, dar eficiența procesului este scăzută, astfel încât cunoașterea regiunii lasă de dorit.

Termosferă

Imediat după ce vine stratul considerat termosferă, a cărei înălțime în km se extinde până la 800 km.Într-un fel, acesta este un spațiu aproape deschis. Există un impact agresiv al radiațiilor cosmice, radiațiilor, radiațiilor solare.

Toate acestea dau naștere unui fenomen atât de minunat și frumos precum aurora boreală.

Cel mai de jos strat al termosferei se încălzește până la o temperatură de aproximativ 200 K sau mai mult. Acest lucru se întâmplă din cauza proceselor elementare dintre atomi și molecule, recombinării și radiațiilor lor.

Straturile superioare sunt încălzite datorită furtunilor magnetice care curg aici, curenților electrici care sunt generați în același timp. Temperatura patului nu este uniformă și poate fluctua foarte semnificativ.

Majoritatea sateliților artificiali, corpurilor balistice, stațiilor cu echipaj, etc. zboară în termosferă. De asemenea, testează lansările diferitelor arme și rachete.

Exosfera

Exosfera, sau așa cum este numită și sfera de împrăștiere, este nivelul cel mai înalt al atmosferei noastre, limita sa, urmată de spațiul exterior interplanetar. Exosfera începe de la o înălțime de aproximativ 800-1000 de kilometri.

Straturile dense sunt lăsate în urmă și aici aerul este extrem de rarefiat, orice particule care cad din lateral sunt pur și simplu duse în spațiu datorită acțiunii foarte slabe a gravitației.

Acest cochiliu se termină la o altitudine de aproximativ 3000-3500 kmși aproape nu există particule aici. Această zonă se numește vid din spațiul apropiat. Nu particulele individuale în starea lor obișnuită predomină aici, ci plasma, cel mai adesea complet ionizată.

Importanța atmosferei în viața Pământului

Așa arată toate nivelurile principale ale structurii atmosferei planetei noastre. Schema sa detaliată poate include și alte regiuni, dar acestea au deja o importanță secundară.

Este important de reținut că Atmosfera joacă un rol crucial pentru viața de pe Pământ. O mulțime de ozon din stratosfera sa permite florei și faunei să scape de efectele mortale ale radiațiilor și radiațiilor din spațiu.

De asemenea, aici se formează vremea, se produc toate fenomenele atmosferice, se ridică și mor cicloanele, vânturile, se stabilește cutare sau cutare presiune. Toate acestea au un impact direct asupra stării omului, a tuturor organismelor vii și a plantelor.

Cel mai apropiat strat, troposfera, ne oferă posibilitatea de a respira, saturează toată viața cu oxigen și îi permite să trăiască. Chiar și micile abateri ale structurii și compoziției atmosferei pot avea cel mai dăunător efect asupra tuturor viețuitoarelor.

De aceea, acum este lansată o astfel de campanie împotriva emisiilor nocive de la mașini și producție, ecologistii trag un semnal de alarmă cu privire la grosimea stratului de ozon, Partidul Verzilor și alții ca acesta pledează pentru conservarea maximă a naturii. Acesta este singurul mod de a prelungi viața normală pe pământ și de a nu o face insuportabilă din punct de vedere climatic.

STRATURILE SUPERIOARE ALE ATMOSFEREI

STRATURILE SUPERIOARE ALE ATMOSFEREI, straturi ale atmosferei de la 50 km și mai sus, lipsite de perturbații cauzate de vreme. Include MESOSFERĂ, TERMOSFERĂ și IONOSFERĂ. La această altitudine, aerul este rarefiat, temperatura variază de la -1100 ° C la un nivel scăzut până la 250 ° -1500 ° C la un nivel superior. Comportarea straturilor superioare ale atmosferei este puternic influențată de astfel de fenomene extraterestre precum RADIAȚIA solară și COSMICĂ, sub influența cărora moleculele de gaz atmosferice sunt ionizate și formează ionosfera, precum și fluxurile atmosferice care provoacă turbulențe.

Dicționar enciclopedic științific și tehnic.

Vezi ce este „STRATURI SUPERIOARE ALE ATMOSFEREI” în alte dicționare:

- (vezi Atmosferă, Aer) se măsoară cu un barometru și un hipsotermometru (vezi). În curs de ridicare în sus de la suprafaţa terestră D. scade; dar în fiecare caz dat, cantitatea de reducere a presiunii poate fi diferită și depinde de ...... Dicţionar Enciclopedic F.A. Brockhaus și I.A. Efron

Straturile superioare ale atmosferei Pământului, variind de la 50 la 80 km, se caracterizează printr-un conținut semnificativ de ioni și electroni liberi. Ionizarea crescută a aerului în I. este rezultatul acțiunii radiațiilor ultraviolete și de raze X de la Soare asupra moleculelor ... ... Dicţionar astronomic

Un înveliș gazos care înconjoară un corp ceresc. Caracteristicile sale depind de dimensiunea, masa, temperatura, viteza de rotație și compoziția chimică a unui corp ceresc dat și sunt, de asemenea, determinate de istoria formării sale din momentul nașterii sale. ... ... Enciclopedia Collier

Pământ- (Pământ) Planeta Pământ Structura Pământului, evoluția vieții pe Pământ, flora și fauna, Pământul în sistemul solar Cuprins Cuprins Secțiunea 1. Generalități despre planeta Pământ. Secțiunea 2. Pământul ca planetă. Secțiunea 3. Structura Pământului. Secțiunea 4…… Enciclopedia investitorului

Structura norilor din atmosfera lui Venus, fotografiată de sonda Pioneer Venus 1 în 1979. Forma caracteristică a norilor sub forma literei V este cauzată de vânturile puternice din apropierea ecuatorului... Wikipedia

Soarele și corpurile cerești care se învârt în jurul lui 9 planete, mai mult de 63 de sateliți, patru inele de planete gigantice, zeci de mii de asteroizi, o multitudine de meteoroizi cu dimensiuni variind de la bolovani la particule de praf, precum și milioane de comete. ÎN… … Enciclopedia Collier

I Atmosfera Pământului (din greacă atmos steam and sphaira ball), învelișul gazos care înconjoară Pământul. A. Se obișnuiește să se considere acea zonă din jurul Pământului în care mediul gazos se rotește împreună cu Pământul ca un singur întreg. Masa lui A. este de aproximativ 5,15 1015 ......

- (din grecescul atmos - abur și sphaira - bilă), o înveliș gazos care înconjoară Pământul. A. Se obișnuiește să se considere acea zonă din jurul Pământului în care mediul gazos se rotește împreună cu Pământul ca un singur întreg. Masa lui A. este de aproximativ 5,15 1015 tone. A. furnizează ...... Marea Enciclopedie Sovietică

Acest termen are alte semnificații, vezi Câini în spațiu (sensuri) ... Wikipedia

Acest termen are alte semnificații, vezi Vânt (sensuri). Un șosete de vânt este cel mai simplu dispozitiv pentru determinarea vitezei și direcției vântului utilizat pe aerodromuri... Wikipedia

Cărți

• Cântecul nisipului, Vasily Voronkov. Orașele care au supraviețuit catastrofei au fost înconjurate de nisipuri moarte de sute de ani. Din cauza radiațiilor puternice, navele trebuie să se ridice în atmosfera superioară pentru a traversa orașul de despărțire...

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

tropopauza

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

Stratosferă

Stratul atmosferei situat la o altitudine de 11 până la 50 km. O ușoară modificare a temperaturii în stratul de 11-25 km (stratul inferior al stratosferei) și creșterea acesteia în stratul de 25-40 km de la -56,5 la 0,8 ° (stratosfera superioară sau regiunea de inversare) sunt tipice. Atinsă o valoare de aproximativ 273 K (aproape 0 °C) la o altitudine de aproximativ 40 km, temperatura rămâne constantă până la o altitudine de aproximativ 55 km. Această regiune de temperatură constantă se numește stratopauză și este granița dintre stratosferă și mezosferă.

Stratopauza

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

Mezosfera

Atmosfera Pământului

Limita atmosferei Pământului

Termosferă

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

Termopauza

Regiunea atmosferei deasupra termosferei. În această regiune, absorbția radiației solare este nesemnificativă și temperatura nu se modifică efectiv cu înălțimea.

Exosfera (sfera de dispersie)

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

La o altitudine de aproximativ 2000-3500 km, exosfera trece treptat în așa-numita în apropierea vidului spațial, care este umplut cu particule foarte rarefiate de gaz interplanetar, în principal atomi de hidrogen. Dar acest gaz este doar o parte din materia interplanetară. Cealaltă parte este compusă din particule asemănătoare prafului de origine cometă și meteorică. Pe lângă particulele extrem de rarefiate asemănătoare prafului, în acest spațiu pătrunde radiația electromagnetică și corpusculară de origine solară și galactică.

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

În funcție de compoziția gazului din atmosferă, ele emit homosferăȘi heterosferă. heterosferă- aceasta este o zonă în care gravitația afectează separarea gazelor, deoarece amestecarea lor la o astfel de înălțime este neglijabilă. De aici urmează compoziția variabilă a heterosferei. Sub ea se află o parte bine amestecată, omogenă a atmosferei, numită homosferă. Limita dintre aceste straturi se numește turbopauză, se află la o altitudine de aproximativ 120 km.

Proprietăți fiziologice și alte proprietăți ale atmosferei

Deja la o altitudine de 5 km deasupra nivelului mării, o persoană neantrenată dezvoltă foamete de oxigen și, fără adaptare, performanța unei persoane este redusă semnificativ. Aici se termină zona fiziologică a atmosferei. Respirația omului devine imposibilă la o altitudine de 9 km, deși până la aproximativ 115 km atmosfera conține oxigen.

Atmosfera ne oferă oxigenul de care avem nevoie pentru a respira. Cu toate acestea, din cauza scăderii presiunii totale a atmosferei pe măsură ce vă ridicați la o înălțime, presiunea parțială a oxigenului scade în mod corespunzător.

În straturile rarefiate de aer, propagarea sunetului este imposibilă. Până la altitudini de 60-90 km, este încă posibilă utilizarea rezistenței aerului și a portanței pentru zborul aerodinamic controlat. Dar pornind de la altitudini de 100-130 km, conceptele numărului M și bariera sonoră familiare fiecărui pilot își pierd sensul: trece linia condiționată Karman, dincolo de care începe zona zborului pur balistic, care poate fi controlat numai cu ajutorul forţelor reactive.

La altitudini de peste 100 km, atmosferei îi lipsește și o altă proprietate remarcabilă - capacitatea de a absorbi, conduce și transfera energia termică prin convecție (adică prin amestecarea aerului). Aceasta înseamnă că diverse elemente de echipamente, echipamente ale stației spațiale orbitale nu vor putea fi răcite din exterior în modul în care se face de obicei pe un avion - cu ajutorul jeturilor de aer și radiatoarelor de aer. La o astfel de înălțime, ca și în spațiu în general, singura modalitate de a transfera căldura este radiația termică.

Istoria formării atmosferei

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

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

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

Azot

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

Azotul N 2 intră în reacții numai în condiții specifice (de exemplu, în timpul unei descărcări de fulgere). Oxidarea azotului molecular de către ozon în timpul descărcărilor electrice este utilizată în cantități mici în producția industrială de îngrășăminte cu azot. Poate fi oxidat cu un consum redus de energie și transformat într-o formă biologic activă de către cianobacteriile (alge albastre-verzi) și bacteriile nodulare care formează simbioză rizobială cu leguminoasele, așa-numitele. gunoi de grajd verde.

Oxigen

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

gaze nobile

Poluarea aerului

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

Arderea combustibilului este principala sursă de gaze poluante (СО,, SO 2). Dioxidul de sulf este oxidat de oxigenul atmosferic la SO 3 în atmosfera superioară, care la rândul său interacționează cu vaporii de apă și amoniacul, iar acidul sulfuric (H 2 SO 4 ) și sulfatul de amoniu ((NH 4 ) 2 SO 4 ) care rezultă revin la suprafața Pământului sub forma unui așa-numit. ploaie acidă. Utilizarea motoarelor cu ardere internă conduce la o poluare semnificativă a aerului cu oxizi de azot, hidrocarburi și compuși de plumb (tetraetil plumb Pb (CH 3 CH 2) 4)).

Poluarea atmosferei cu aerosoli este cauzată atât de cauze naturale (erupții vulcanice, furtuni de praf, antrenarea picăturilor de apă de mare și a polenului vegetal etc.), cât și de activitatea economică umană (exploatarea minereurilor și a materialelor de construcție, arderea combustibililor, producția de ciment etc.). .). Eliminarea intensă pe scară largă a particulelor solide în atmosferă este una dintre posibilele cauze ale schimbărilor climatice de pe planetă.

Vezi si

• Jacchia (model de atmosferă)

Note

Legături

Literatură

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

YouTube enciclopedic

1 / 5

✪ Nava spațială Pământului (Episodul 14) - Atmosferă

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

✪ Intrarea în atmosfera Pământului a navei spațiale „Soyuz TMA-8”

✪ Structura atmosferei, sensul, studiul

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

Subtitrări

Limita atmosferei

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

Conform definiției propuse de Federația Internațională a Aviației, granița dintre atmosferă și spațiu este trasată de-a lungul liniei Karmana, situată la o altitudine de aproximativ 100 km, deasupra căreia zborurile aeriene devin complet imposibile. NASA folosește marca de 122 de kilometri (400.000 de picioare) ca limită a atmosferei, unde navetele trec de la manevrele de propulsie la cele aerodinamice.

Proprietăți fizice

Pe lângă gazele enumerate în tabel, atmosfera conține Cl 2 (\displaystyle (\ce (Cl2))) , SO 2 (\displaystyle (\ce (SO2))) , NH 3 (\displaystyle (\ce (NH3))) , CO (\displaystyle ((\ce (CO)))) , O 3 (\displaystyle ((\ce (O3)))) , NU 2 (\displaystyle (\ce (NO2))), hidrocarburi , HCl (\displaystyle (\ce (HCl))) , HF (\displaystyle (\ce (HF))) , HBr (\displaystyle (\ce (HBr))) , HI (\displaystyle ((\ce (HI)))), cupluri Hg (\displaystyle (\ce (Hg))) , I 2 (\displaystyle (\ce (I2))) , Br 2 (\displaystyle (\ce (Br2))), precum și multe alte gaze în cantități mici. În troposferă există în mod constant o cantitate mare de particule solide și lichide în suspensie (aerosol). Cel mai rar gaz din atmosfera Pământului este Rn (\displaystyle (\ce (Rn))) .

Structura atmosferei

stratul limită al atmosferei

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

troposfera

Limita sa superioară se află la o altitudine de 8-10 km în latitudini polare, 10-12 km în latitudinile temperate și 16-18 km în latitudini tropicale; mai scăzut iarna decât vara.
Stratul principal inferior al atmosferei conține mai mult de 80% din masa totală a aerului atmosferic și aproximativ 90% din toți vaporii de apă prezenți în atmosferă. Turbulența și convecția sunt puternic dezvoltate în troposferă, apar norii, se dezvoltă cicloni și anticicloni. Temperatura scade cu altitudinea cu un gradient vertical mediu de 0,65°/100 metri.

tropopauza

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

Stratosferă

Stratul atmosferei situat la o altitudine de 11 până la 50 km. O ușoară modificare a temperaturii în stratul de 11-25 km (stratul inferior al stratosferei) și creșterea acesteia în stratul de 25-40 km de la minus 56,5 la plus 0,8 °C (stratosfera superioară sau regiunea de inversare) sunt tipice. Atinsă o valoare de aproximativ 273 K (aproape 0 °C) la o altitudine de aproximativ 40 km, temperatura rămâne constantă până la o altitudine de aproximativ 55 km. Această regiune de temperatură constantă se numește stratopauză și este granița dintre stratosferă și mezosferă.

Stratopauza

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

Mezosfera

Termosferă

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

Termopauza

Regiunea atmosferei deasupra termosferei. În această regiune, absorbția radiației solare este nesemnificativă și temperatura nu se modifică efectiv cu înălțimea.

Exosfera (sfera de dispersie)

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

La o altitudine de aproximativ 2000-3500 km, exosfera trece treptat în așa-numita în apropierea vidului spațial, care este umplut cu particule rare de gaz interplanetar, în principal atomi de hidrogen. Dar acest gaz este doar o parte din materia interplanetară. Cealaltă parte este compusă din particule asemănătoare prafului de origine cometă și meteorică. Pe lângă particulele extrem de rarefiate asemănătoare prafului, în acest spațiu pătrunde radiația electromagnetică și corpusculară de origine solară și galactică.

Revizuire

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

Pe baza proprietăților electrice din atmosferă, ele emit neutrosferaȘi ionosferă .

În funcție de compoziția gazului din atmosferă, ele emit homosferăȘi heterosferă. heterosferă- aceasta este o zonă în care gravitația afectează separarea gazelor, deoarece amestecarea lor la o astfel de înălțime este neglijabilă. De aici urmează compoziția variabilă a heterosferei. Sub ea se află o parte bine amestecată, omogenă a atmosferei, numită homosferă. Limita dintre aceste straturi se numește turbopauză, se află la o altitudine de aproximativ 120 km.

Alte proprietăți ale atmosferei și efecte asupra corpului uman

Deja la o altitudine de 5 km deasupra nivelului mării, o persoană neantrenată dezvoltă foamete de oxigen și, fără adaptare, performanța unei persoane este redusă semnificativ. Aici se termină zona fiziologică a atmosferei. Respirația omului devine imposibilă la o altitudine de 9 km, deși până la aproximativ 115 km atmosfera conține oxigen.

Atmosfera ne oferă oxigenul de care avem nevoie pentru a respira. Cu toate acestea, din cauza scăderii presiunii totale a atmosferei pe măsură ce vă ridicați la o înălțime, presiunea parțială a oxigenului scade în mod corespunzător.

Istoria formării atmosferei

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

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

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

Azot

Formarea unei cantități mari de azot se datorează oxidării atmosferei de amoniac-hidrogen de către oxigenul molecular. O 2 (\displaystyle (\ce (O2))), care a început să vină de pe suprafața planetei ca urmare a fotosintezei, începând cu 3 miliarde de ani în urmă. De asemenea, azot N 2 (\displaystyle (\ce (N2))) este eliberat în atmosferă ca urmare a denitrificării nitraților și a altor compuși care conțin azot. Azotul este oxidat de ozon la NU (\displaystyle ((\ce (NU))))în straturile superioare ale atmosferei.

Azot N 2 (\displaystyle (\ce (N2))) intră în reacții numai în condiții specifice (de exemplu, în timpul unei descărcări de fulgere). Oxidarea azotului molecular de către ozon în timpul descărcărilor electrice este utilizată în cantități mici în producția industrială de îngrășăminte cu azot. Poate fi oxidat cu un consum redus de energie și transformat într-o formă biologic activă de către cianobacteriile (alge albastre-verzi) și bacteriile nodulare care formează o simbioză rizobială cu plantele leguminoase, care pot fi plante eficiente de gunoi verzi, care nu epuizează, ci îmbogățesc sol cu ​​îngrășăminte naturale.

Oxigen

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

gaze nobile

Poluarea aerului

Recent, omul a început să influențeze evoluția atmosferei. Rezultatul activității umane a fost o creștere constantă a conținutului de dioxid de carbon din atmosferă datorită arderii combustibililor hidrocarburi acumulați în epocile geologice anterioare. Cantități enorme sunt consumate în fotosinteză și absorbite de oceanele lumii. Acest gaz pătrunde în atmosferă datorită descompunerii rocilor carbonatice și a substanțelor organice de origine vegetală și animală, precum și din cauza vulcanismului și a activităților de producție umană. În ultimii 100 de ani conținut CO 2 (\displaystyle (\ce (CO2)))în atmosferă a crescut cu 10%, cea mai mare parte (360 de miliarde de tone) provenind din arderea combustibilului. Dacă rata de creștere a arderii combustibilului continuă, atunci în următorii 200-300 de ani cantitatea CO 2 (\displaystyle (\ce (CO2))) se dublează în atmosferă şi poate duce la