Atmosfäär (kreeka keelest ατμός - "aur" ja σφαῖρα - "kera") - taevakeha gaasiline kest, mida hoiab selle ümber gravitatsioon. Atmosfäär - planeedi gaasiline kest, mis koosneb erinevate gaaside, veeauru ja tolmu segust. Ainevahetus Maa ja Kosmose vahel toimub atmosfääri kaudu. Maa võtab vastu kosmilist tolmu ja meteoriidimaterjali, kaotab kõige kergemad gaasid: vesiniku ja heeliumi. Maa atmosfäär on läbi imbunud võimsast Päikese kiirgusest, mis määrab planeedi pinna soojusrežiimi, põhjustades molekulide dissotsiatsiooni. atmosfääri gaasid ja aatomite ionisatsioon.
Maa atmosfäär sisaldab hapnikku, mida enamik elusorganisme kasutab hingamiseks, ja süsihappegaasi, mida fotosünteesi käigus tarbivad taimed, vetikad ja sinivetikad. Atmosfäär on ka planeedi kaitsekiht, mis kaitseb selle elanikke päikese eest. ultraviolettkiirgust.
Kõigil massiivsetel kehadel on atmosfäär - maapealsed planeedid, gaasihiiglased.
Atmosfääri koostis
Atmosfäär on gaaside segu, mis koosneb lämmastikust (78,08%), hapnikust (20,95%), süsinikdioksiidist (0,03%), argoonist (0,93%), mitte. suur hulk heelium, neoon, ksenoon, krüptoon (0,01%), 0,038% süsinikdioksiid ja väike kogus vesinik, heelium, muud väärisgaasid ja saasteained.
Maa õhu kaasaegne koostis pandi paika enam kui sada miljonit aastat tagasi, kuid järsult suurenenud inimtootmisaktiivsus viis sellegipoolest selle muutumiseni. Praegu on CO 2 sisalduse tõus umbes 10-12%.Atmosfääri moodustavad gaasid täidavad erinevaid funktsionaalseid rolle. Nende gaaside põhilise tähtsuse määrab aga eelkõige see, et nad neelavad väga tugevalt kiirgusenergiat ja avaldavad seega olulist mõju temperatuuri režiim Maa pind ja atmosfäär.
Planeedi atmosfääri esialgne koostis sõltub tavaliselt päikese keemilistest ja soojuslikest omadustest planeetide tekke ja sellele järgneva väliste gaaside eraldumise ajal. Seejärel areneb gaasiümbrise koostis erinevate tegurite mõjul.
Veenuse ja Marsi atmosfäär on enamasti süsinikdioksiid, millele on lisatud vähesel määral lämmastikku, argooni, hapnikku ja muid gaase. Maa atmosfäär on suuresti selles elavate organismide toode. Madala temperatuuriga gaasihiiglased – Jupiter, Saturn, Uraan ja Neptuun – suudavad hoida valdavalt madala temperatuuriga gaase. molekulmass- vesinik ja heelium. Kõrge temperatuuriga gaasihiiglased, nagu Osiris või 51 Pegasi b, vastupidi, ei suuda seda hoida ja nende atmosfääri molekulid on ruumis laiali. See protsess on aeglane ja pidev.
lämmastik, kõige levinum gaas atmosfääris, keemiliselt vähe aktiivne.
Hapnik, erinevalt lämmastikust, on keemiliselt väga aktiivne element. Hapniku spetsiifiline funktsioon on heterotroofsete organismide orgaanilise aine oksüdeerimine, kivid ja vulkaanide poolt atmosfääri paisatavad alaoksüdeeritud gaasid. Ilma hapnikuta ei toimuks surnud orgaanilise aine lagunemist.
Atmosfääri struktuur
Atmosfääri struktuur koosneb kahest osast: sisemine – troposfäär, stratosfäär, mesosfäär ja termosfäär ehk ionosfäär ning välimine – magnetosfäär (eksosfäär).
1) Troposfäär- see on atmosfääri alumine osa, kuhu on koondunud 3/4 s.t. ~ 80% kogu maakera atmosfäärist. Selle kõrguse määrab maapinna ja ookeani kuumenemisest tingitud vertikaalsete (tõusvate või laskuvate) õhuvoolude intensiivsus, seega on troposfääri paksus ekvaatoril 16-18 km, parasvöötme laiuskraadidel 10-11 km. , ja pooluste juures - kuni 8 km. Õhutemperatuur troposfääris kõrgusel langeb 0,6ºС iga 100 m kohta ja jääb vahemikku +40 kuni -50ºС.
2) Stratosfäär asub troposfääri kohal ja on kuni 50 km kõrgusel planeedi pinnast. Temperatuur kuni 30 km kõrgusel on konstantne -50ºС. Siis hakkab see tõusma ja ulatub 50 km kõrgusel +10ºС.
Biosfääri ülemine piir on osooniekraan.
Osoonikilp on stratosfääris paiknev atmosfäärikiht, mis asub erineva kõrgusega Maapinnast ja mille maksimaalne osoonitihedus on 20-26 km kõrgusel.
Osoonikihi kõrgus poolustel on hinnanguliselt 7-8 km, ekvaatoril 17-18 km ja maksimaalne kõrgus osooni olemasolu - 45-50 km. Osooniekraani kohal on elu võimatu päikese karmi ultraviolettkiirguse tõttu. Kui surute kõik osoonimolekulid kokku, saate planeedi ümber umbes 3 mm kihi.
3) Mesosfäär– selle kihi ülemine piir asub kuni 80 km kõrgusel. Selle peamine omadus on temperatuuri järsk langus -90ºС ülemise piiri juures. Siin on fikseeritud jääkristallidest koosnevad hõbedased pilved.
4) ionosfäär (termosfäär) - asub kuni 800 km kõrgusel ja seda iseloomustab oluline temperatuuri tõus:
150km temperatuur +240ºС,
200km temperatuur +500ºС,
600km temperatuur +1500ºС.
Päikese ultraviolettkiirguse mõjul on gaasid ioniseeritud olekus. Ionisatsiooni seostatakse gaaside kuma ja aurorade esinemisega.
Ionosfääril on võime korduvalt peegeldada raadiolaineid, mis tagab planeedil pikamaa raadioside.
5) Eksosfäär- asub üle 800 km ja ulatub kuni 3000 km kaugusele. Siin on temperatuur >2000ºС. Gaasi liikumise kiirus läheneb kriitilisele ~ 11,2 km/sek. Domineerivad vesiniku ja heeliumi aatomid, mis moodustavad Maa ümber helendava krooni, mis ulatub 20 000 km kõrgusele.
Atmosfääri funktsioonid
1) Termoreguleeriv – ilm ja kliima Maal sõltub soojuse jaotusest, rõhust.
2) Elu toetav.
3) Troposfääris toimub globaalne õhumasside vertikaalne ja horisontaalne liikumine, mis määrab veeringe, soojusülekande.
4) Peaaegu kõik pinna geoloogilised protsessid on tingitud atmosfääri, litosfääri ja hüdrosfääri koosmõjust.
5) Kaitsev – atmosfäär kaitseb maad kosmose, päikesekiirguse ja meteoriiditolmu eest.
Atmosfääri funktsioonid. Ilma atmosfäärita oleks elu Maal võimatu. Inimene tarbib päevas 12-15 kg. õhku, hingates iga minuti järel 5–100 liitrit, mis ületab oluliselt keskmist ööpäevast toidu- ja veevajadust. Lisaks kaitseb atmosfäär inimest usaldusväärselt ohtude eest, mis teda kosmosest ähvardavad: see ei lase meteoriite läbi, kosmiline kiirgus. Inimene võib elada viis nädalat ilma toiduta, viis päeva ilma veeta ja viis minutit ilma õhuta. Inimeste normaalne elu nõuab mitte ainult õhku, vaid ka selle teatud puhtust. Õhukvaliteedist sõltub inimeste tervis, taimestiku ja loomastiku seisund, hoonete ja rajatiste konstruktsioonide tugevus ja vastupidavus. Saastunud õhk kahjustab vett, maad, merd, pinnast. Atmosfäär määrab valguse ja reguleerib maa soojusrežiime, aitab kaasa soojuse ümberjaotumisele maakeral. Gaasiümbris kaitseb Maad liigse jahutamise ja kuumutamise eest. Kui meie planeeti ei ümbritseks õhukest, siis ühe päeva jooksul ulatuks temperatuurikõikumiste amplituud 200 C. Atmosfäär päästab kõike Maal elavat hävitava ultraviolett-, röntgeni- ja kosmilise kiirte eest. Atmosfääri tähtsus valguse levimisel on suur. Tema õhk puruneb Päikesekiired miljoniks väikeseks kiireks, hajutab need ja loob ühtlase valgustuse. Atmosfäär toimib helide juhina.
atmosfääri keskkonnasaaste
Atmosfääriõhk - vajalik loodusvara. Hapnikku, mis on osa atmosfäärist, kasutavad elusorganismid hingamisprotsessis. Seda kasutatakse mis tahes kütuse põletamisel erinevates tööstusettevõtetes ja mootorites. Atmosfäär on lennunduses kasutatav oluline sidetee.
Peamised õhutarbijad looduses on Maa taimestik ja loomastik. Arvatakse, et kogu õhuookean läbib maismaaorganisme umbes kümne aastaga.
Atmosfäär on läbi imbunud võimsa päikesekiirgusega, mis reguleerib Maa soojusrežiimi, aitab kaasa soojuse ümberjaotumisele üle maakera. Päikese kiirgusenergia on praktiliselt ainus Maa pinna soojusallikas. See energia neeldub osaliselt atmosfääris. Maale jõudev energia neeldub osaliselt pinnasesse ja vette ning peegeldub osaliselt nende pinnalt atmosfääri. Pole raske ette kujutada, milline oleks Maa temperatuurirežiim ilma atmosfäärita: öösel ja talvel jahtuks see päikesekiirguse mõjul tugevalt ning suvel ja päeval kuumeneks päikese mõjul üle. kiirgus, nagu juhtub Kuul, kus puudub atmosfäär.
Tänu Maa atmosfäärile ei toimu järske üleminekuid külmalt kuumusele ja vastupidi. .
Kui Maad ei ümbritseks atmosfäär, siis ühe ööpäeva jooksul ulatuks temperatuurikõikumiste amplituud 200 C-ni: päeval ca +100 C, öösel ca 100 C. Veelgi suurem vahe oleks talvise ja suve temperatuuride vahel. Aga tänu atmosfäärile keskmine temperatuur Maa umbes +15 "S.
Atmosfäär -- usaldusväärne kilp, mis säästab kõiki Maal elavaid organisme kahjulike ultraviolett-, röntgeni- ja kosmiliste kiirte eest, mis on osaliselt hajutatud ja osaliselt neelduvad. ülemised kihid.
Atmosfääri kaudu toimub ainete vahetus Maa ja Kosmose vahel. Samal ajal kaotab Maa kõige kergemad gaasid – vesiniku ja heeliumi ning võtab vastu kosmilist tolmu ja meteoriite. Atmosfäär kaitseb meid tähejäätmete eest. Meteoriitide suurused ei ületa enamikul juhtudel hernest; nad on mõju all gravitatsiooni põrkuvad atmosfääri tohutu kiirusega 11–64 km/s, õhuga hõõrdumise tõttu kuumenevad ja põlevad enamasti 60–70 km kõrgusel Maa pinnast. Päikese kiirgusenergia on praktiliselt ainus Maa pinna soojusallikas. See energia neeldub osaliselt atmosfääris. Maale jõudev energia neeldub osaliselt pinnasesse ja vette ning peegeldub osaliselt nende pinnalt atmosfääri. Pole raske ette kujutada, milline oleks Maa temperatuurirežiim ilma atmosfäärita: öösel ja talvel jahtuks see päikesekiirguse mõjul tugevalt ning suvel ja päeval kuumeneks päikese mõjul üle. kiirgus, nagu juhtub Kuul, kus puudub atmosfäär.
Tänu Maa atmosfäärile ei toimu järske üleminekuid külmalt kuumusele ja vastupidi. Kui Maad ei ümbritseks atmosfäär, siis ühe ööpäeva jooksul ulatuks temperatuurikõikumiste amplituud 200 C-ni: päeval ca +100 C, öösel ca 100 C. Veelgi suurem vahe oleks talvise ja suve temperatuuride vahel. Kuid tänu atmosfäärile on Maa keskmine temperatuur umbes +15 "C.
Kõige olulisem kaitseväärtus on osoonkaitse. See asub stratosfääris, 20-50 km kõrgusel Maa pinnast. Osooni koguhulk atmosfääris on hinnanguliselt 3,3 miljardit tonni.Selle kihi paksus on suhteliselt väike: tavatingimustes 2 mm ekvaatoril kuni 4 mm poolustel. Osoonikilbi põhiväärtus on kaitsta elusorganisme ultraviolettkiirguse eest.
Atmosfäär on usaldusväärne kilp, mis päästab kõiki Maal elavaid organisme kahjulike ultraviolett-, röntgeni- ja kosmiliste kiirte eest, mis on osaliselt hajutatud ja osaliselt neelduvad selle ülemistes kihtides. Atmosfääri kaudu toimub ainete vahetus Maa ja Kosmose vahel. Samal ajal kaotab Maa kõige kergemad gaasid – vesiniku ja heeliumi ning võtab vastu kosmilist tolmu ja meteoriite. .
Atmosfäär kaitseb meid tähejäätmete eest. Meteoriitide suurused ei ületa enamikul juhtudel hernest; gravitatsiooni mõjul põruvad nad atmosfääri tohutu kiirusega 11-64 km/s, õhu vastu hõõrdudes kuumenevad ja põlevad enamasti 60-70 km kõrgusel Maa pinnast. Õhkkond mängib suur tähtsus valguse jaotuses. Õhk purustab päikesekiired miljoniteks väikesteks kiirteks, hajutab need ja loob meile harjumuspärase ühtlase valgustuse.
Kättesaadavus õhukest annab meie taevale sinise värvi, kuna õhu põhielementide ja selles sisalduvate lisandite molekulid hajutavad peamiselt lühikese lainepikkusega kiiri, st sinist, sinist, violetset. Mõnikord ei ole taeva värvus atmosfääris leiduvate lisandite tõttu puhas sinine. Üles tõustes väheneb õhu tihedus ja saastatus, st. hajuvate osakeste arv, taeva värvus muutub tumedamaks, muutub sügavsiniseks ja stratosfääris - must-violetseks. Atmosfäär on keskkond, milles helid levivad. Ilma õhuta oleks Maa vaikne. Me ei kuuleks üksteist ega ka merekohinat, tuult, metsa jne. .
Ionosfäär hõlbustab raadiosignaalide edastamist ja raadiolainete levikut.
Pikka aega arvati, et õhul pole massi. Alles 17. sajandil tõestati, et 1 m 3 kuiva õhu mass, kui seda kaalutakse merepinnal temperatuuril 0 ° C, on 1293 g ja maapinna iga ruutsentimeetri kohta on 1033 g õhku.
Inimese peopesa kogeb õhurõhku jõuga umbes 1471 N ja õhk surub kogu inimkehale jõuga 1471 * 103 N. Me ei märka seda gravitatsiooni ainult seetõttu, et kõik meie keha koed on samuti küllastunud. õhk, mis tasakaalustab välist rõhku. Kui see tasakaal on häiritud, siis meie enesetunne halveneb: pulss kiireneb, ilmnevad loidus, ükskõiksus jne. Inimene kogeb samu aistinguid mäkke ronides või suurde sügavusse sukeldudes, samuti lennuki õhkutõusmisel ja maandumisel. Ülaosas õhurõhk ja selle mass vähenevad: 20 km kõrgusel on 1 m 3 õhu mass 43 g ja 40 km kõrgusel - 4 g. Päikese kiirgusenergia on praktiliselt ainus soojusallikas Maa pinnal. See energia neeldub osaliselt atmosfääris. Maale jõudev energia neeldub osaliselt pinnasesse ja vette ning peegeldub osaliselt nende pinnalt atmosfääri. Pole raske ette kujutada, milline oleks Maa temperatuurirežiim ilma atmosfäärita: öösel ja talvel jahtuks see päikesekiirguse mõjul tugevalt ning suvel ja päeval kuumeneks päikese mõjul üle. kiirgus, nagu juhtub Kuul, kus puudub atmosfäär.
Kõik atmosfääris arenevad protsessid toimuvad tänu Päikese energiale. Tänu sellele aurustub Maa pinnalt aastas miljardeid tonne vett. Atmosfäär mängib maakeral niiskuse ümberjaotamise rolli.
Atmosfääri füüsikalised omadused ja olek muutuvad: 1) ajas - päeva, aastaaegade, aastate jooksul; 2) ruumis - sõltuvalt kõrgusest merepinnast, laiuskraadist ja kaugusest ookeanist.
Atmosfäär sisaldab alati teatud koguses lisandeid. Saasteallikad võivad olla looduslikud või tehislikud. Looduslikud allikad on: tolm (taimne, vulkaaniline ja kosmiline päritolu), tolmutormid, osakesed meresool, ilmastikumõjud, udu, metsa- ja stepitulekahjude aurud ja gaasid, mitmesugused taimset, loomset ja mikrobioloogilist päritolu tooted jne. Looduslikud õhusaasteallikad on selline hirmuäratav loodusnähtus nagu vulkaanipurse. Tavaliselt on see katastroofiline. Kui vulkaanid purskavad, eraldub atmosfääri tohutul hulgal gaase, veeauru, tahkeid osakesi, tuhka ja tolmu, tekib atmosfääri termiline saastatus, kuna õhku paisatakse kõrgelt kuumutatud aineid. .
Nende temperatuur on selline, et nad põletavad kõik, mis nende teel on. Pärast vulkaanilise aktiivsuse nõrgenemist taastub järk-järgult üldine gaaside tasakaal atmosfääris.
Suured metsa- ja stepitulekahjud saastavad oluliselt atmosfääri. Enamasti esinevad need kuivadel aastatel. Tulekahjude suits levis laiadele aladele. Tolmutormid tekivad seoses maapinnalt tõstetud tugevate tuulte edasikandumisega väikseimad osakesed mulda. tugevad tuuled- tornaadod, orkaanid - tõstavad õhku suuri kivitükke, kuid need ei püsi õhus kaua. Tugevate tormide ajal tõuseb õhku kuni 50 miljonit tonni tolmu. Tolmutormide põhjuseks on põud, kuivad tuuled, mis tekivad intensiivse kündmise, karjatamise ja metsade hävitamise tõttu. Tolmutormid on kõige sagedasemad stepi-, poolkõrbe- ja kõrbepiirkondades. Vulkaanipursete, tulekahjude ja tolmutormidega seotud katastroofilised nähtused viivad Maa ümber kerkiva valguskilbi tekkimiseni, mis mõnevõrra muudab planeedi soojusbilanssi. Kuid enamasti on need nähtused lokaalset laadi. Ilmastikumõjude ja orgaaniliste ainete lagunemisega kaasnev õhusaaste on väga ebaoluline kohalik iseloom. .
Looduslikud saasteallikad on kas hajutatud, nagu kosmiline tolm, või lühiajalised looduslikud, nagu metsa- ja stepitulekahjud, vulkaanipursked jne. Looduslikest allikatest põhjustatud õhusaaste tase on taustal ja muutub aja jooksul vähe. Kunstlik reostus on atmosfäärile kõige ohtlikum. Kõige stabiilsemad kõrge saastekontsentratsiooniga tsoonid tekivad aktiivse inimtegevuse kohtades. Antropogeenset reostust iseloomustavad mitmesugused liigid ja palju allikaid. Looduslikud õhusaasteallikad on selline hirmuäratav loodusnähtus nagu vulkaanipurse. Tavaliselt on see katastroofiline. Kui vulkaanid purskavad, eraldub atmosfääri tohutul hulgal gaase, veeauru, tahkeid osakesi, tuhka ja tolmu, tekib atmosfääri termiline saastatus, kuna õhku paisatakse kõrgelt kuumutatud aineid. Nende temperatuur on selline, et nad põletavad kõik, mis nende teel on. Pärast vulkaanilise aktiivsuse nõrgenemist taastub järk-järgult üldine gaaside tasakaal atmosfääris. .
Õhusaaste probleem pole uus. Rohkem kui kaks sajandit tagasi hakkasid tõsised mured paljude Euroopa riikide suurtes tööstuskeskustes õhusaastet tekitama. Sellel reostusel oli aga pikka aega kohalik iseloom. Suits ja tahm saastunud suhteliselt väikesed alad atmosfääris ja lahjendati kergesti massiga puhas õhk ajal, mil tehaseid ja tehaseid oli vähe ning keemiliste elementide kasutamine oli piiratud. Kui 20. sajandi alguses Tööstuses kasutati 19 keemilist elementi, sajandi keskel kasutati juba umbes 50 elementi, praegusel ajal - peaaegu kõiki perioodilisuse tabeli elemente. See mõjutas oluliselt tööstusheidete koostist ja tõi kaasa atmosfääri kvalitatiivselt uue saastamise rask- ja haruldaste metallide aerosoolide, sünteetiliste ühendite, radioaktiivsete, kantserogeensete, bakterioloogiliste ja muude looduses mitteesinevate ja mittetekkivate ainetega.
Tööstuse ja transpordi kiire kasv tähendab, et seda heitkogust ei ole enam võimalik hajutada. Nende kontsentratsioon suureneb, mis toob kaasa ohtlikud ja isegi surmavad tagajärjed biosfäärile. See probleem muutus eriti teravaks 20. sajandi teisel poolel, s.o teadus- ja tehnikarevolutsiooni perioodil, mida iseloomustas ülikõrge kasvutempo. tööstuslik tootmine, elektri tootmine ja tarbimine, tootmine ja kasutamine paljudes sõidukites.
Peamise õhusaaste tekitavad mitmed tööstusharud, autotransport ja soojusenergeetika. Lisaks jaguneb nende osalus atmosfäärisaastes järgmiselt: must- ja värviline metallurgia, naftatootmine, naftakeemia, ehitusmaterjalide tootmine, keemiatööstus- kolmkümmend% ; soojusenergeetika - 30%, autotransport - 40%.
Enamlevinud atmosfääri saastavad mürgised ained on: süsinikoksiid CO, vääveldioksiid SO 2, süsinikdioksiid CO 2, lämmastikoksiidid NO x, süsivesinikud C p N m ja tolm. Ligikaudne suhteline koostis kahjulikud ained suurte tööstuslinnade atmosfääris on: CO - 45%, SO - 18%, CH - 15%, tolm - 12%. .
Lisaks nendele ainetele leidub saastunud atmosfääriõhus ka teisi mürgisemaid aineid, kuid väiksemas koguses. Näiteks elektroonikatehaste ventilatsiooniheitmed sisaldavad vesinikfluoriid-, väävel-, kroom- ja muude mineraalhapete aure, orgaanilisi lahusteid jm. Praegu reostab atmosfääri üle 500 kahjuliku aine ja nende arv suureneb. Kunstlik reostus on atmosfäärile kõige ohtlikum. Kõige stabiilsemad kõrge saastekontsentratsiooniga tsoonid tekivad aktiivse inimtegevuse kohtades. Antropogeenset reostust iseloomustavad mitmesugused liigid ja palju allikaid. Looduslikud õhusaasteallikad on selline hirmuäratav loodusnähtus nagu vulkaanipurse. Tavaliselt on see katastroofiline. Kui vulkaanid purskavad, eraldub atmosfääri tohutul hulgal gaase, veeauru, tahkeid osakesi, tuhka ja tolmu, tekib atmosfääri termiline saastatus, kuna õhku paisatakse kõrgelt kuumutatud aineid. Nende temperatuur on selline, et nad põletavad kõik, mis nende teel on. Pärast vulkaanilise aktiivsuse nõrgenemist taastub järk-järgult üldine gaaside tasakaal atmosfääris.
Atmosfäär on meie planeedi gaasiline kest, mis pöörleb koos Maaga. Atmosfääris leiduvat gaasi nimetatakse õhuks. Atmosfäär on kontaktis hüdrosfääriga ja katab osaliselt litosfääri. Kuid ülemist piiri on raske määrata. Tavaliselt eeldatakse, et atmosfäär ulatub ülespoole umbes kolm tuhat kilomeetrit. Seal voolab see sujuvalt õhuvabasse ruumi.
Moodustamine keemiline koostisõhkkond sai alguse umbes neli miljardit aastat tagasi. Algselt koosnes atmosfäär ainult kergetest gaasidest – heeliumist ja vesinikust. Teadlaste sõnul olid Maa ümber gaasikooriku tekkimise esialgsed eeldused vulkaanipursked, mis koos laavaga eraldasid tohutul hulgal gaase. Seejärel algas gaasivahetus veeruumidega, elusorganismidega, nende tegevuse saadustega. Õhu koostis muutus järk-järgult ja kaasaegne vorm asutatud mitu miljonit aastat tagasi.
Atmosfääri põhikomponendid on lämmastik (umbes 79%) ja hapnik (20%). Ülejäänud protsendi (1%) moodustavad järgmised gaasid: argoon, neoon, heelium, metaan, süsinikdioksiid, vesinik, krüptoon, ksenoon, osoon, ammoniaak, vääveldioksiid ja lämmastik, dilämmastikoksiid ja süsinikmonooksiid, mis sisalduvad selles ühes protsendis.
Lisaks sisaldab õhk veeauru ja tahkeid osakesi (taimede õietolm, tolm, soolakristallid, aerosoollisandid).
AT viimastel aegadel teadlased märgivad mõne õhu koostisaine mitte kvalitatiivset, vaid kvantitatiivset muutust. Ja selle põhjuseks on inimene ja tema tegevus. Ainult viimase 100 aastaga on süsihappegaasi sisaldus oluliselt suurenenud! See on täis palju probleeme, millest globaalseim on kliimamuutus.
Atmosfäär mängib Maa kliima ja ilmastiku kujundamisel üliolulist rolli. Palju oleneb päikesevalgusest, aluspinna iseloomust ja atmosfääri tsirkulatsioonist.
Vaatame tegureid järjekorras.
1. Atmosfäär edastab päikesekiirte soojust ja neelab kahjulikku kiirgust. Vanad kreeklased teadsid, et Päikesekiired langevad Maa eri osadele erinevate nurkade all. Sõna "kliima" tähendab vanakreeka keelest tõlkes "kalle". Nii et ekvaatoril langevad päikesekiired peaaegu vertikaalselt, sest siin on väga palav. Mida lähemal poolustele, seda suurem on kaldenurk. Ja temperatuur langeb.
2. Maa ebaühtlase kuumenemise tõttu tekivad atmosfääris õhuvoolud. Need liigitatakse suuruse järgi. Kõige väiksemad (kümned ja sajad meetrid) on kohalikud tuuled. Sellele järgnevad mussoon- ja passaattuuled, tsüklonid ja antitsüklonid, planeetide frontaalvööndid.
Kõik need õhumassid liiguvad pidevalt. Mõned neist on üsna staatilised. Näiteks passaattuuled, mis puhuvad subtroopikast ekvaatori poole. Teiste liikumine sõltub suuresti õhurõhust.
3. Atmosfäärirõhk on veel üks kliima teket mõjutav tegur. See on õhurõhk maapinnal. Teatavasti liiguvad õhumassid kõrge atmosfäärirõhuga alalt ala poole, kus see rõhk on madalam.
Kokku on 7 tsooni. Ekvaator – tsoon madal rõhk. Lisaks mõlemal pool ekvaatorit kuni kolmekümnenda laiuskraadini - piirkond kõrgsurve. 30° kuni 60° - jälle madal rõhk. Ja 60°-st poolusteni - kõrgrõhu tsoon. Nende tsoonide vahel ringlevad õhumassid. Need, mis lähevad merelt maale, toovad vihma ja halva ilma ning need, mis puhuvad mandritelt, toovad selge ja kuiva ilma. Õhuvoolude põrkuvates kohtades tekivad atmosfääri frondid, mida iseloomustavad sademed ja sombune tuuline ilm.
Teadlased on tõestanud, et isegi inimese heaolu sõltub atmosfäärirõhust. Rahvusvaheliste standardite kohaselt on normaalne atmosfäärirõhk 760 mm Hg. kolonnis 0 °C juures. See arv on arvutatud nende maa-alade kohta, mis on peaaegu merepinnaga ühes tasapinnas. Rõhk väheneb kõrgusega. Seetõttu näiteks Peterburi jaoks 760 mm Hg. - on norm. Kuid kõrgemal asuva Moskva jaoks on normaalne rõhk 748 mm Hg.
Rõhk ei muutu mitte ainult vertikaalselt, vaid ka horisontaalselt. Seda on eriti tunda tsüklonite läbimise ajal.
Õhkkond meenutab kihiline kook. Ja igal kihil on oma omadused.
. Troposfäär on Maale kõige lähemal asuv kiht. Selle kihi "paksus" muutub ekvaatorist eemaldudes. Ekvaatori kohal ulatub kiht ülespoole 16-18 km, parasvöötmes - 10-12 km, poolustel - 8-10 km.
Siin on 80% õhu kogumassist ja 90% veeaurust. Siin tekivad pilved, tekivad tsüklonid ja antitsüklonid. Õhutemperatuur sõltub piirkonna kõrgusest. Keskmiselt langeb see 0,65°C iga 100 meetri kohta.
. tropopaus- atmosfääri üleminekukiht. Selle kõrgus on mitusada meetrit kuni 1-2 km. Õhutemperatuur on suvel kõrgem kui talvel. Nii näiteks talvel pooluste kohal -65 ° C. Ja ekvaatori kohal on igal aastaajal -70 ° C.
. Stratosfäär- see on kiht, mille ülemine piir kulgeb 50-55 kilomeetri kõrgusel. Turbulents on siin väike, veeauru sisaldus õhus on tühine. Aga palju osooni. Selle maksimaalne kontsentratsioon on 20-25 km kõrgusel. Stratosfääris hakkab õhutemperatuur tõusma ja jõuab +0,8 ° C. See on tingitud asjaolust, et osoonikiht interakteerub ultraviolettkiirgusega.
. Stratopaus- madal vahekiht stratosfääri ja sellele järgneva mesosfääri vahel.
. Mesosfäär- selle kihi ülemine piir on 80-85 kilomeetrit. Siin toimuvad keerulised fotokeemilised protsessid, mis hõlmavad vabu radikaale. Just nemad annavad meie planeedile selle õrna sinise kuma, mida kosmosest nähakse.
Enamik komeete ja meteoriite põleb mesosfääris ära.
. mesopaus- järgmine vahekiht, mille õhutemperatuur on vähemalt -90 °.
. Termosfäär- alumine piir algab 80–90 km kõrguselt ja kihi ülemine piir möödub ligikaudu 800 km märgist. Õhutemperatuur tõuseb. See võib varieeruda vahemikus +500° C kuni +1000° C. Päevasel ajal ulatuvad temperatuurikõikumised sadadesse kraadidesse! Kuid siinne õhk on nii haruldane, et mõiste "temperatuur" mõistmine, nagu me seda ette kujutame, pole siin kohane.
. Ionosfäär- ühendab mesosfääri, mesopausi ja termosfääri. Siinne õhk koosneb peamiselt hapniku- ja lämmastikumolekulidest, samuti kvaasineutraalsest plasmast. Päikesekiired, mis langevad ionosfääri, ioniseerivad tugevalt õhumolekule. Alumises kihis (kuni 90 km) on ionisatsiooniaste madal. Mida kõrgem, seda suurem on ionisatsioon. Niisiis koonduvad elektronid 100–110 km kõrgusel. See aitab kaasa lühikeste ja keskmiste raadiolainete peegeldumisele.
Ionosfääri kõige olulisem kiht on ülemine, mis asub 150-400 km kõrgusel. Selle eripära on see, et see peegeldab raadiolaineid ja see aitab kaasa raadiosignaalide edastamisele pikkade vahemaade tagant.
Just ionosfääris esineb selline nähtus nagu aurora.
. Eksosfäär- koosneb hapniku-, heeliumi- ja vesinikuaatomitest. Selle kihi gaas on väga haruldane ja sageli pääsevad vesinikuaatomid kosmosesse. Seetõttu nimetatakse seda kihti "hajutustsooniks".
Esimene teadlane, kes väitis, et meie atmosfääril on kaal, oli itaallane E. Torricelli. Ostap Bender näiteks kurvastas romaanis "Kuldvasikas", et iga inimest vajutas 14 kg kaaluv õhusammas! Kuid suurepärane strateeg eksis veidi. Täiskasvanud inimene kogeb survet 13-15 tonni! Aga seda raskust me ei tunneta, sest atmosfäärirõhku tasakaalustab inimese siserõhk. Meie atmosfääri kaal on 5 300 000 000 000 000 tonni. See arv on kolossaalne, kuigi see on vaid miljondik meie planeedi kaalust.
Ümbritsev maailm moodustub kolmest väga erinevad osad: maa, vesi ja õhk. Igaüks neist on omamoodi ainulaadne ja huvitav. Nüüd räägime neist ainult viimasest. Mis on atmosfäär? Kuidas see tekkis? Millest see tehtud on ja millisteks osadeks on jagatud? Kõik need küsimused on äärmiselt huvitavad.
Nimetus "atmosfäär" on moodustatud kahest kreeka päritolu sõnast, vene keelde tõlgituna tähendavad need "auru" ja "palli". Ja kui vaadata täpset määratlust, siis võib lugeda järgmist: "Atmosfäär on planeedi Maa õhukest, mis tormab koos sellega avakosmoses." See arenes paralleelselt planeedil toimunud geoloogiliste ja geokeemiliste protsessidega. Ja tänapäeval sõltuvad sellest kõik elusorganismides toimuvad protsessid. Ilma atmosfäärita muutuks planeet elutuks kõrbeks nagu Kuu.
Küsimus, mis on atmosfäär ja milliseid elemente see sisaldab, on huvitanud inimesi pikka aega. Selle kesta põhikomponendid olid teada juba 1774. aastal. Need paigaldas Antoine Lavoisier. Ta leidis, et atmosfääri koostis moodustub enamasti lämmastikust ja hapnikust. Aja jooksul on selle komponente viimistletud. Ja nüüd teame, et see sisaldab palju rohkem gaase, samuti vett ja tolmu.
Mõelgem üksikasjalikumalt, millest koosneb Maa atmosfäär selle pinna lähedal. Kõige tavalisem gaas on lämmastik. See sisaldab veidi rohkem kui 78 protsenti. Kuid vaatamata nii suurele kogusele ei ole õhus olev lämmastik praktiliselt aktiivne.
Suuruselt järgmine ja tähtsaim element on hapnik. See gaas sisaldab peaaegu 21% ja see näitab lihtsalt väga kõrget aktiivsust. Selle spetsiifiline ülesanne on oksüdeerida surnud orgaanilist ainet, mis selle reaktsiooni tulemusena laguneb.
Kolmas gaas, mis on atmosfääri osa, on argoon. See on veidi alla ühe protsendi. Sellele järgneb süsihappegaas neooniga, heelium metaaniga, krüptoon vesinikuga, ksenoon, osoon ja isegi ammoniaak. Kuid neid on nii vähe, et selliste komponentide protsent on võrdne sajandikute, tuhandikute ja miljondikega. Neist vaid süsinikdioksiid mängib olulist rolli, kuna see on nii ehitusmaterjal mida taimed vajavad fotosünteesiks. Teine tema oma oluline funktsioon eesmärk on blokeerida kiirgus ja neelata osa päikese soojusest.
Teine haruldane, kuid oluline gaas, osoon, on olemas päikeselt tuleva ultraviolettkiirguse püüdmiseks. Tänu sellele omadusele on kogu elu planeedil usaldusväärselt kaitstud. Teisest küljest mõjutab osoon stratosfääri temperatuuri. Tänu sellele, et see neelab seda kiirgust, õhku soojendatakse.
Atmosfääri kvantitatiivse koostise püsivust säilitatakse pideva segamise teel. Selle kihid liiguvad nii horisontaalselt kui ka vertikaalselt. Nii et igal pool gloobus piisavalt hapnikku ja pole liigset süsihappegaasi.
Tuleb märkida, et õhuruumis on võimalik tuvastada auru ja tolmu. Viimane koosneb õietolmust ja mullaosakestest, linnas liituvad nendega heitgaaside tahkete osakeste heitkoguste lisandid.
Kuid atmosfääris on palju vett. Teatud tingimustel see kondenseerub, tekivad pilved ja udu. Tegelikult on see sama asi, ainult esimesed paistavad kõrgel Maa pinnast ja viimane levib seda mööda. Pilved võtavad erineva kuju. See protsess sõltub kõrgusest Maa kohal.
Kui need tekkisid maapinnast 2 km kõrgusel, nimetatakse neid kihilisteks. Just nende käest sajab maapinnale vihm või lund. Rünkpilved tekivad nende kohale kuni 8 km kõrguseni. Nad on alati kõige ilusamad ja maalilisemad. Just neid uuritakse ja mõeldakse, millised nad välja näevad. Kui sellised moodustised tekivad järgmise 10 km jooksul, on need väga kerged ja õhulised. Nende nimi on cirrus.
Kuigi nende temperatuurid on üksteisest väga erinevad, on väga raske öelda, millisel konkreetsel kõrgusel üks kiht algab ja teine lõpeb. See jaotus on väga tinglik ja ligikaudne. Kuid atmosfääri kihid on endiselt olemas ja täidavad oma ülesandeid.
Õhukesta madalaimat osa nimetatakse troposfääriks. Selle paksus suureneb poolustelt ekvaatorile liikudes 8 km-lt 18 km-le. See on atmosfääri kõige soojem osa, kuna õhku selles kuumutatakse maapinnalt. Suurem osa veeaurust on koondunud troposfääri, mistõttu tekivad seal pilved, sajab sademeid, müristab äikest ja puhub tuul.
Järgmine kiht on umbes 40 km paksune ja seda nimetatakse stratosfääriks. Kui vaatleja liigub sellesse õhuosasse, avastab ta, et taevas on muutunud lillaks. Selle põhjuseks on aine madal tihedus, mis praktiliselt ei hajuta päikesekiiri. Just selles kihis lendavad reaktiivlennukid. Nende jaoks on seal kõik avatud ruumid avatud, kuna pilvi praktiliselt pole. Stratosfääri sees on kiht, mis koosneb suurest kogusest osoonist.
Sellele järgneb stratopaus ja mesosfäär. Viimase paksus on umbes 30 km. Seda iseloomustab õhutiheduse ja temperatuuri järsk langus. Taevas tundub vaatlejale must. Siin saate isegi päeva jooksul tähti vaadata.
Atmosfääri struktuur jätkub kihiga, mida nimetatakse termosfääriks - kõigist teistest pikim, selle paksus ulatub 400 km-ni. Seda kihti iseloomustab tohutu temperatuur, mis võib ulatuda 1700 ° C-ni.
Kaks viimast sfääri ühendatakse sageli üheks ja nimetatakse seda ionosfääriks. See on tingitud asjaolust, et neis toimuvad reaktsioonid ioonide vabanemisega. Just need kihid võimaldavad teil jälgida sellist loodusnähtust nagu virmalised.
Järgmised 50 km Maast on reserveeritud eksosfäärile. See on atmosfääri välimine kest. Selles hajuvad õhuosakesed kosmosesse. Ilmasatelliidid liiguvad tavaliselt selles kihis.
Maa atmosfäär lõpeb magnetosfääriga. Just tema kaitses enamikku planeedi tehissatelliitidest.
Pärast kõike seda, mis on öeldud, ei tohiks tekkida küsimust, milline on atmosfäär. Kui selle vajalikkuses on kahtlusi, siis on neid lihtne hajutada.
Atmosfääri põhiülesanne on kaitsta planeedi pinda ülekuumenemise eest päeval ja liigne jahutamine öösel. Selle kesta järgmine tähtsus, mida keegi ei vaidle vastu, on varustada kõiki elusolendeid hapnikuga. Ilma selleta nad lämbuksid.
Enamik meteoriite põleb ülemistes kihtides ära, jõudmata kunagi Maa pinnale. Ja inimesed saavad imetleda lendavaid tulesid, pidades neid segi langevateks tähtedeks. Ilma atmosfäärita oleks kogu Maa kraatreid täis. Ja päikesekiirguse eest kaitsmisest on juba eespool juttu.
Väga negatiivne. Selle põhjuseks on inimeste kasvav aktiivsus. Peamine osa kõigist negatiivsed punktid moodustab tööstus ja transport. Muide, just autod eraldavad peaaegu 60% kõigist atmosfääri tungivatest saasteainetest. Ülejäänud nelikümmend jagunevad energeetika ja tööstuse, aga ka jäätmete hävitamise tööstuste vahel.
Iga päev õhu koostist täiendavate kahjulike ainete loetelu on väga pikk. Transpordi tõttu atmosfääris on: lämmastik ja väävel, süsinik, sinine ja tahm, samuti tugev kantserogeen, mis põhjustab nahavähki - bensopüreen.
Tööstus moodustab keemilised elemendid: vääveldioksiid, süsivesinik ja vesiniksulfiid, ammoniaak ja fenool, kloor ja fluor. Kui protsess jätkub, siis peagi vastused küsimustele: “Mis on atmosfäär? Millest see koosneb? saab olema täiesti erinev.
Maa olemasolul on atmosfääri tähtsus tohutu. Kui jätame oma planeedi ilma atmosfäärist, surevad kõik elusorganismid. Selle mõju võib võrrelda klaasi rolliga kasvuhoones, mis laseb läbi valguskiiri ega eralda soojust tagasi. Seega kaitseb atmosfäär Maa pinda liigse kuumenemise ja jahtumise eest.
Maakera õhukest on kaitsekiht, mis päästab kogu elu korpuskulaarse ja lühilainelise päikesekiirguse eest. Kõik toimub atmosfääris ilm kus inimesed elavad ja töötavad. Et seda uurida maa kest rajatakse meteoroloogiajaamad. Meteoroloogid jälgivad ööpäevaringselt iga ilmaga atmosfääri alumise kihi seisundit ja salvestavad oma vaatlusi. Mitu korda päevas (mõnes piirkonnas iga tund) mõõdavad jaamad temperatuuri, õhuniiskust, rõhku, tuvastavad pilvede olemasolu, tuule suunda, igasuguseid heli- ja elektrinähtusi, mõõdavad tuule kiirust ja sademeid. Meteoroloogiajaamad on hajutatud üle kogu meie planeedi: polaaraladel, troopikas, mägismaal, tundras. Vaatlusi tehakse ka meredel ja ookeanidel eriotstarbeliste laevade spetsiaalselt ehitatud seadmetel asuvatest jaamadest. 
Alates 20. sajandi algusest hakati mõõtma keskkonna oleku parameetrid vabas atmosfääris. Selleks käivitatakse raadiosondid. Nad on võimelised tõusma 25-35 km kõrgusele ning raadioseadmete abil saata Maa pinnale andmeid rõhu, temperatuuri, tuule kiiruse ja õhuniiskuse kohta. AT kaasaegne maailm kasutavad sageli meteoroloogilisi satelliite ja rakette. Need on varustatud televiisoritega, mis reprodutseerivad täpselt pilte planeedi pinnast ja pilvedest.
Seotud sisu:
.jpg)
