Το υψηλότερο ποσοστό στην ατμόσφαιρα είναι. Ατμόσφαιρα της γης

Σε αντίθεση με τους ζεστούς και κρύους πλανήτες του δικού μας Ηλιακό σύστημα, στον πλανήτη Γη υπάρχουν συνθήκες που καθιστούν δυνατή τη ζωή σε μια συγκεκριμένη μορφή. Μία από τις βασικές προϋποθέσεις είναι η σύνθεση της ατμόσφαιρας, η οποία δίνει σε όλα τα έμβια όντα τη δυνατότητα να αναπνέουν ελεύθερα και προστατεύει από τη θανατηφόρα ακτινοβολία που βασιλεύει στο διάστημα.

Από τι αποτελείται η ατμόσφαιρα

Η ατμόσφαιρα της Γης αποτελείται από πολλά αέρια. Βασικά που είναι 77%. Το αέριο, χωρίς το οποίο η ζωή στη Γη είναι αδιανόητη, καταλαμβάνει πολύ μικρότερο όγκο, η περιεκτικότητα του αέρα σε οξυγόνο είναι ίση με το 21% του συνολικού όγκου της ατμόσφαιρας. Το τελευταίο 2% είναι μείγμα διάφορα αέριασυμπεριλαμβανομένου αργού, ηλίου, νέον, κρυπτόν και άλλων.

Η ατμόσφαιρα της Γης ανεβαίνει σε ύψος 8 χιλιάδων χιλιομέτρων. Αέρας κατάλληλος για αναπνοή υπάρχει μόνο στο κατώτερο στρώμα της ατμόσφαιρας, στην τροπόσφαιρα, που φτάνει τα 8 km στους πόλους, προς τα πάνω και τα 16 km πάνω από τον ισημερινό. Με την αύξηση του υψομέτρου, ο αέρας γίνεται πιο σπάνιος και τόσο περισσότερο γίνεται αισθητή η έλλειψη οξυγόνου. Για να εξετάσουμε σε ποιο βαθμό βρίσκεται η περιεκτικότητα του αέρα σε οξυγόνο διαφορετικά ύψη, θα δώσουμε ένα παράδειγμα. Στην κορυφή του Έβερεστ (υψόμετρο 8848 m), ο αέρας περιέχει αυτό το αέριο 3 φορές λιγότερο από ό,τι πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας. Ως εκ τούτου, οι κατακτητές των ψηλών βουνών - ορειβάτες - μπορούν να ανέβουν στην κορυφή του μόνο με μάσκες οξυγόνου.

Το οξυγόνο είναι η κύρια προϋπόθεση για την επιβίωση στον πλανήτη

Στην αρχή της ύπαρξης της Γης, ο αέρας που την περιέβαλλε δεν είχε αυτό το αέριο στη σύνθεσή του. Αυτό ήταν αρκετά κατάλληλο για τη ζωή των απλούστερων - μονοκύτταρων μορίων που επέπλεαν στον ωκεανό. Δεν χρειάζονταν οξυγόνο. Η διαδικασία ξεκίνησε πριν από περίπου 2 εκατομμύρια χρόνια, όταν οι πρώτοι ζωντανοί οργανισμοί, ως αποτέλεσμα της αντίδρασης της φωτοσύνθεσης, άρχισαν να απελευθερώνουν μικρές δόσεις αυτού του αερίου, που ελήφθησαν ως αποτέλεσμα χημικών αντιδράσεων, πρώτα στον ωκεανό και μετά στην ατμόσφαιρα. . Η ζωή αναπτύχθηκε στον πλανήτη και πήρε διάφορες μορφές, οι περισσότερες από τις οποίες δεν έχουν επιβιώσει μέχρι την εποχή μας. Μερικοί οργανισμοί έχουν προσαρμοστεί με τον καιρό στη ζωή με το νέο αέριο.

Έμαθαν να χρησιμοποιούν τη δύναμή του με ασφάλεια μέσα στο κελί, όπου λειτουργούσε ως μονάδα παραγωγής ενέργειας, προκειμένου να εξάγουν ενέργεια από τα τρόφιμα. Αυτός ο τρόπος χρήσης του οξυγόνου ονομάζεται αναπνοή και το κάνουμε κάθε δευτερόλεπτο. Ήταν η αναπνοή που κατέστησε δυνατή την εμφάνιση πιο πολύπλοκων οργανισμών και ανθρώπων. Κατά τη διάρκεια εκατομμυρίων ετών, η περιεκτικότητα του αέρα σε οξυγόνο έχει εκτοξευθεί στο σημερινό επίπεδο - περίπου 21%. Η συσσώρευση αυτού του αερίου στην ατμόσφαιρα συνέβαλε στη δημιουργία του στρώματος του όζοντος σε υψόμετρο 8-30 km από την επιφάνεια της γης. Μαζί με αυτό, ο πλανήτης έλαβε προστασία από τις βλαβερές συνέπειες των υπεριωδών ακτίνων. Η περαιτέρω εξέλιξη των μορφών ζωής στο νερό και στην ξηρά αυξήθηκε γρήγορα ως αποτέλεσμα της αυξημένης φωτοσύνθεσης.

Αναερόβια ζωή

Ενώ ορισμένοι οργανισμοί έχουν προσαρμοστεί στα αυξανόμενα επίπεδα αερίων, πολλές από τις απλούστερες μορφές ζωής που έχουν υπάρξει στη Γη έχουν εξαφανιστεί. Άλλοι οργανισμοί επιβίωσαν κρυμμένοι από το οξυγόνο. Μερικά από αυτά σήμερα ζουν στις ρίζες των οσπρίων, χρησιμοποιώντας άζωτο από τον αέρα για την κατασκευή αμινοξέων για τα φυτά. Ο θανατηφόρος οργανισμός της αλλαντίασης είναι ένας ακόμη «πρόσφυγας» από το οξυγόνο. Επιβιώνει άνετα σε κονσερβοποιημένα τρόφιμα συσκευασμένα σε κενό.

Ποιο επίπεδο οξυγόνου είναι το βέλτιστο για τη ζωή

Τα πρόωρα μωρά, των οποίων οι πνεύμονες δεν έχουν ακόμη ανοιχτεί πλήρως για να αναπνεύσουν, πηγαίνουν σε ειδικές θερμοκοιτίδες. Σε αυτά, η περιεκτικότητα του αέρα σε οξυγόνο είναι μεγαλύτερη κατ' όγκο και αντί για το συνηθισμένο 21%, το επίπεδό του ορίζεται στο 30-40%. Παιδιά που έχουν σοβαρά προβλήματααναπνοής, περιβάλλονται από αέρα με 100% επίπεδα οξυγόνου για την αποφυγή βλάβης στον εγκέφαλο του παιδιού. Η ύπαρξη σε τέτοιες συνθήκες βελτιώνει το καθεστώς οξυγόνου των ιστών που βρίσκονται σε κατάσταση υποξίας, ομαλοποιεί τις ζωτικές τους λειτουργίες. Αλλά η υπερβολική ποσότητα του στον αέρα είναι εξίσου επικίνδυνη με την έλλειψη. Το υπερβολικό οξυγόνο στο αίμα ενός παιδιού μπορεί να βλάψει τα αιμοφόρα αγγεία στα μάτια και να προκαλέσει απώλεια όρασης. Αυτό δείχνει τη δυαδικότητα των ιδιοτήτων του αερίου. Πρέπει να το αναπνεύσουμε για να ζήσουμε, αλλά η περίσσεια του μπορεί μερικές φορές να γίνει δηλητηριώδης για το σώμα.

Διαδικασία οξείδωσης

Όταν το οξυγόνο συνδυάζεται με υδρογόνο ή άνθρακα, εμφανίζεται μια αντίδραση που ονομάζεται οξείδωση. Αυτή η διαδικασία προκαλεί την αποσύνθεση των οργανικών μορίων που αποτελούν τη βάση της ζωής. Στο ανθρώπινο σώμα, η οξείδωση λαμβάνει χώρα ως εξής. Τα ερυθρά αιμοσφαίρια συλλέγουν οξυγόνο από τους πνεύμονες και το μεταφέρουν σε όλο το σώμα. Υπάρχει μια διαδικασία καταστροφής των μορίων της τροφής που τρώμε. Αυτή η διαδικασία απελευθερώνει ενέργεια, νερό και αφήνει διοξείδιο του άνθρακα. Το τελευταίο απεκκρίνεται από τα αιμοσφαίρια πίσω στους πνεύμονες και το εκπνέουμε στον αέρα. Ένα άτομο μπορεί να πνιγεί εάν εμποδίζεται να αναπνεύσει για περισσότερο από 5 λεπτά.

Αναπνοή

Λάβετε υπόψη την περιεκτικότητα του εισπνεόμενου αέρα σε οξυγόνο. Ο ατμοσφαιρικός αέρας που εισέρχεται από το εξωτερικό στους πνεύμονες όταν εισπνέεται ονομάζεται εισπνεόμενος και ο αέρας που βγαίνει μέσω αναπνευστικό σύστημαόταν εκπνέεις - εξέπνευσε.

Είναι ένα μείγμα αέρα που γεμίζει τις κυψελίδες με αυτό στους αεραγωγούς. Χημική σύνθεσηαέρα που υγιές άτομοεισπνέει και εκπνέει σε φυσικές συνθήκες, πρακτικά δεν αλλάζει και εκφράζεται σε τέτοιους αριθμούς.

Το οξυγόνο είναι το κύριο συστατικό του αέρα για τη ζωή. Οι αλλαγές στην ποσότητα αυτού του αερίου στην ατμόσφαιρα είναι μικρές. Αν στη θάλασσα η περιεκτικότητα του αέρα σε οξυγόνο περιέχει έως και 20,99%, τότε ακόμη και στον πολύ μολυσμένο αέρα των βιομηχανικών πόλεων το επίπεδό του δεν πέφτει κάτω από 20,5%. Τέτοιες αλλαγές δεν αποκαλύπτουν την επίδραση στο ανθρώπινο σώμα. Οι φυσιολογικές διαταραχές εμφανίζονται όταν το ποσοστό οξυγόνου στον αέρα πέσει στο 16-17%. Ταυτόχρονα, υπάρχει ένα προφανές που οδηγεί σε απότομη πτώση της ζωτικής δραστηριότητας και με περιεκτικότητα σε οξυγόνο 7-8% στον αέρα, είναι δυνατή μια θανατηφόρα έκβαση.

Ατμόσφαιρα σε διαφορετικές εποχές

Η σύνθεση της ατμόσφαιρας πάντα επηρέαζε την εξέλιξη. Σε διαφορετικά γεωλογικούς χρόνουςλόγω φυσικών καταστροφών, το επίπεδο οξυγόνου αυξάνεται ή πέφτει, και αυτό συνεπαγόταν μια αλλαγή στο βιοσύστημα. Πριν από περίπου 300 εκατομμύρια χρόνια, το περιεχόμενό του στην ατμόσφαιρα αυξήθηκε στο 35%, ενώ ο πλανήτης αποικίστηκε από γιγάντια έντομα. Η μεγαλύτερη εξαφάνιση ζωντανών πραγμάτων στην ιστορία της Γης συνέβη πριν από περίπου 250 εκατομμύρια χρόνια. Κατά τη διάρκειά της σκοτώθηκαν πάνω από το 90% των κατοίκων του ωκεανού και το 75% των κατοίκων της ξηράς. Μια από τις εκδοχές της μαζικής εξαφάνισης λέει ότι ο λόγος για αυτό ήταν η χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο στον αέρα. Η ποσότητα αυτού του αερίου έπεσε στο 12%, και αυτό βρίσκεται στην χαμηλότερη ατμόσφαιρα σε υψόμετρο 5300 μέτρων. Στην εποχή μας, η περιεκτικότητα σε οξυγόνο στον ατμοσφαιρικό αέρα φτάνει το 20,9%, που είναι 0,7% χαμηλότερη από ό,τι πριν από 800 χιλιάδες χρόνια. Τα στοιχεία αυτά επιβεβαιώνονται από επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον, οι οποίοι εξέτασαν δείγματα από τη Γροιλανδία και πάγος του Ατλαντικούσχηματίστηκε εκείνη την εποχή. Το παγωμένο νερό έχει εξοικονομήσει φυσαλίδες αέρα και αυτό το γεγονός βοηθά στον υπολογισμό του επιπέδου οξυγόνου στην ατμόσφαιρα.

Τι υπακούει το επίπεδό του στον αέρα

Η ενεργή απορρόφησή του από την ατμόσφαιρα μπορεί να προκληθεί από την κίνηση των παγετώνων. Απομακρυνόμενοι, αποκαλύπτουν γιγάντιες περιοχές οργανικών στρωμάτων που καταναλώνουν οξυγόνο. Ένας άλλος λόγος μπορεί να είναι η ψύξη των νερών του Παγκόσμιου Ωκεανού: σε χαμηλές θερμοκρασίες, τα βακτήρια του απορροφούν πιο ενεργά το οξυγόνο. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι το βιομηχανικό άλμα και μαζί με αυτό η καύση τεράστιων ποσοτήτων καυσίμων δεν έχει μεγάλο αντίκτυπο. Οι ωκεανοί του κόσμου ψύχονται για 15 εκατομμύρια χρόνια και η ποσότητα ζωτικής σημασίας στην ατμόσφαιρα έχει μειωθεί ανεξάρτητα από την ανθρώπινη επίδραση. Πιθανώς, ορισμένες φυσικές διεργασίες λαμβάνουν χώρα στη Γη, που οδηγούν στο γεγονός ότι η κατανάλωση οξυγόνου γίνεται υψηλότερη από την παραγωγή του.

Η ανθρώπινη επίδραση στη σύνθεση της ατμόσφαιρας

Ας μιλήσουμε για την ανθρώπινη επίδραση στη σύνθεση του αέρα. Το επίπεδο που έχουμε σήμερα είναι ιδανικό για ζωντανούς οργανισμούς, η περιεκτικότητα του αέρα σε οξυγόνο είναι 21%. Προσδιορίζεται η ισορροπία αυτού και άλλων αερίων κύκλος ζωήςστη φύση: τα ζώα εκπνέουν διοξείδιο του άνθρακα, τα φυτά το χρησιμοποιούν και απελευθερώνουν οξυγόνο.

Αλλά δεν υπάρχει καμία εγγύηση ότι αυτό το επίπεδο θα είναι πάντα σταθερό. Η ποσότητα του διοξειδίου του άνθρακα που απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα αυξάνεται. Αυτό οφείλεται στη χρήση καυσίμων από την ανθρωπότητα. Και, όπως γνωρίζετε, σχηματίστηκε από απολιθώματα οργανικής προέλευσης και το διοξείδιο του άνθρακα εισέρχεται στον αέρα. Εν τω μεταξύ, τα περισσότερα μεγάλα φυτάο πλανήτης μας, τα δέντρα, καταστρέφονται με αυξανόμενο ρυθμό. Σε ένα λεπτό εξαφανίζονται χιλιόμετρα δάσους. Αυτό σημαίνει ότι μέρος του οξυγόνου στον αέρα πέφτει σταδιακά και οι επιστήμονες κρούουν ήδη τον κώδωνα του κινδύνου. Η ατμόσφαιρα της Γης δεν είναι μια ατελείωτη αποθήκη και το οξυγόνο δεν εισέρχεται σε αυτήν από έξω. Αναπτύχθηκε συνεχώς μαζί με την ανάπτυξη της Γης. Πρέπει να θυμόμαστε συνεχώς ότι αυτό το αέριο παράγεται από τη βλάστηση κατά τη φωτοσύνθεση μέσω της κατανάλωσης διοξείδιο του άνθρακα... Και οποιαδήποτε σημαντική μείωση της βλάστησης με τη μορφή καταστροφής των δασών θα μειώσει αναπόφευκτα την είσοδο οξυγόνου στην ατμόσφαιρα, διαταράσσοντας έτσι την ισορροπία της.

Η ατμόσφαιρα είναι αυτή που κάνει δυνατή τη ζωή στη Γη. Παίρνουμε τις πρώτες πληροφορίες και στοιχεία για την ατμόσφαιρα μέσα δημοτικό σχολείο... Στο γυμνάσιο, ήδη γνωρίζουμε αυτή την έννοια με περισσότερες λεπτομέρειες στα μαθήματα γεωγραφίας.

Η έννοια της γήινης ατμόσφαιρας

Η ατμόσφαιρα είναι παρούσα όχι μόνο για τη Γη, αλλά και για άλλα ουράνια σώματα. Αυτό είναι το όνομα του κελύφους αερίου που περιβάλλει τους πλανήτες. Η σύνθεση αυτού του στρώματος αερίου διαφέρει σημαντικά από πλανήτη σε πλανήτη. Ας ρίξουμε μια ματιά στις βασικές πληροφορίες και στοιχεία για τον κατά τα άλλα λεγόμενο αέρα.

Το πιο σημαντικό μέρος του είναι το οξυγόνο. Μερικοί άνθρωποι πιστεύουν λανθασμένα ότι η ατμόσφαιρα της γης αποτελείται εξ ολοκλήρου από οξυγόνο, αλλά στην πραγματικότητα ο αέρας είναι ένα μείγμα αερίων. Περιέχει 78% άζωτο και 21% οξυγόνο. Το υπόλοιπο ένα τοις εκατό περιλαμβάνει όζον, αργό, διοξείδιο του άνθρακα, υδρατμούς. Αφήστε το ποσοστό αυτών των αερίων να είναι μικρό, αλλά εκτελούν μια σημαντική λειτουργία - απορροφούν σημαντικό μέρος της ηλιακής ακτινοβολίας ενέργειας, εμποδίζοντας έτσι το φωτιστικό να μετατρέψει όλη τη ζωή στον πλανήτη μας σε τέφρα. Οι ιδιότητες της ατμόσφαιρας αλλάζουν με το υψόμετρο. Για παράδειγμα, σε υψόμετρο 65 km, το άζωτο είναι 86% και το οξυγόνο είναι 19%.

Σύνθεση της ατμόσφαιρας της Γης

• Διοξείδιο του άνθρακααπαραίτητο για τη διατροφή των φυτών. Στην ατμόσφαιρα, εμφανίζεται ως αποτέλεσμα της διαδικασίας αναπνοής των ζωντανών οργανισμών, της αποσύνθεσης και της καύσης. Η απουσία του στη σύνθεση της ατμόσφαιρας θα καθιστούσε αδύνατη την ύπαρξη οποιωνδήποτε φυτών.
• Οξυγόνο- ζωτικό συστατικό της ατμόσφαιρας για τον άνθρωπο. Η παρουσία του είναι προϋπόθεση για την ύπαρξη όλων των ζωντανών οργανισμών. Αποτελεί περίπου το 20% του συνολικού όγκου των ατμοσφαιρικών αερίων.
• Οζο- Είναι φυσικός απορροφητής της ηλιακής υπεριώδους ακτινοβολίας, που επηρεάζει αρνητικά τους ζωντανούς οργανισμούς. Το μεγαλύτερο μέρος του σχηματίζει ένα ξεχωριστό στρώμα της ατμόσφαιρας - την οθόνη του όζοντος. Πρόσφατα, η ανθρώπινη δραστηριότητα οδηγεί στο γεγονός ότι αρχίζει να καταρρέει σταδιακά, αλλά δεδομένου ότι είναι μεγάλης σημασίας, βρίσκεται σε εξέλιξη ενεργή εργασία για τη διατήρηση και την αποκατάστασή της.
• Υδρατμοίκαθορίζει την υγρασία του αέρα. Το περιεχόμενό του μπορεί να διαφέρει ανάλογα με διάφορους παράγοντες: θερμοκρασία αέρα, εδαφική τοποθεσία, εποχή. Σε χαμηλή θερμοκρασία, υπάρχουν πολύ λίγοι υδρατμοί στον αέρα, μπορεί να είναι λιγότερο από ένα τοις εκατό και σε υψηλή θερμοκρασία, η ποσότητα του φτάνει το 4%.
• Εκτός από όλα τα παραπάνω, ένα ορισμένο ποσοστό υπάρχει πάντα στη σύνθεση της ατμόσφαιρας της γης στερεές και υγρές ακαθαρσίες... Αυτά είναι αιθάλη, στάχτη, θαλασσινό αλάτι, σκόνη, σταγονίδια νερού, μικροοργανισμοί. Μπορούν να εισέλθουν στον αέρα τόσο φυσικά όσο και ανθρωπογενή.

Στρώματα της ατμόσφαιρας

Και θερμοκρασία, και πυκνότητα, και ποιοτική σύνθεσηο αέρας δεν είναι ίδιος σε διαφορετικά ύψη. Εξαιτίας αυτού, συνηθίζεται να διακρίνουμε διαφορετικά στρώματα της ατμόσφαιρας. Κάθε ένα από αυτά έχει τα δικά του χαρακτηριστικά. Ας μάθουμε ποια στρώματα της ατμόσφαιρας διακρίνονται:

• Τροπόσφαιρα - Αυτό το στρώμα της ατμόσφαιρας είναι πιο κοντά στην επιφάνεια της Γης. Το ύψος του είναι 8-10 km πάνω από τους πόλους και 16-18 km στους τροπικούς. Περιέχει το 90% όλων των υδρατμών που βρίσκονται στην ατμόσφαιρα, επομένως, υπάρχει ενεργός σχηματισμός νεφών. Επίσης σε αυτό το στρώμα παρατηρούνται διεργασίες όπως κίνηση αέρα (άνεμος), αναταράξεις, συναγωγή. Η θερμοκρασία κυμαίνεται από +45 βαθμούς το μεσημέρι στη ζεστή εποχή στις τροπικές περιοχές έως -65 βαθμούς στους πόλους.
• Η στρατόσφαιρα είναι το δεύτερο πιο απομακρυσμένο στρώμα της ατμόσφαιρας. Βρίσκεται σε υψόμετρο από 11 έως 50 χλμ. Στο κατώτερο στρώμα της στρατόσφαιρας, η θερμοκρασία είναι περίπου -55· προς την απόσταση από τη Γη, ανεβαίνει στους + 1˚С. Αυτή η περιοχή ονομάζεται αναστροφή και είναι το όριο μεταξύ της στρατόσφαιρας και της μεσόσφαιρας.
• Η μεσόσφαιρα βρίσκεται σε υψόμετρο από 50 έως 90 χιλιόμετρα. Η θερμοκρασία στο κάτω όριο του είναι περίπου 0, στην κορυφή φτάνει τους -80 ...- 90 ˚С. Οι μετεωρίτες που εισέρχονται στην ατμόσφαιρα της Γης καίγονται εντελώς στη μεσόσφαιρα, εξαιτίας αυτού, ο αέρας λάμπει εδώ.
• Η θερμόσφαιρα έχει πάχος περίπου 700 km. Το βόρειο σέλας εμφανίζεται σε αυτό το στρώμα της ατμόσφαιρας. Εμφανίζονται λόγω της δράσης της κοσμικής ακτινοβολίας και της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από τον Ήλιο.
• Η εξώσφαιρα είναι μια ζώνη διασποράς του αέρα. Εδώ η συγκέντρωση των αερίων είναι χαμηλή και συμβαίνει σταδιακή διαφυγή τους στον διαπλανητικό χώρο.

Το όριο μεταξύ της ατμόσφαιρας της γης και του διαστήματος θεωρείται ότι είναι ένα όριο 100 km. Αυτή η γραμμή ονομάζεται γραμμή τσέπης.

Ατμοσφαιρική πίεση

Όταν ακούμε την πρόγνωση του καιρού, ακούμε συχνά μετρήσεις βαρομετρικής πίεσης. Τι σημαίνει όμως η ατμοσφαιρική πίεση και πώς μπορεί να μας επηρεάσει;

Καταλάβαμε ότι ο αέρας αποτελείται από αέρια και ακαθαρσίες. Κάθε ένα από αυτά τα συστατικά έχει το δικό του βάρος, πράγμα που σημαίνει ότι η ατμόσφαιρα δεν είναι αβαρής, όπως πίστευαν μέχρι τον 17ο αιώνα. Ατμοσφαιρική πίεση είναι η δύναμη με την οποία όλα τα στρώματα της ατμόσφαιρας πιέζουν την επιφάνεια της Γης και όλα τα αντικείμενα.

Οι επιστήμονες έκαναν πολύπλοκους υπολογισμούς και το απέδειξαν τετραγωνικό μέτροπεριοχή, η ατμόσφαιρα πιέζει με δύναμη 10 333 kg. Αυτό σημαίνει ότι το ανθρώπινο σώμα υπόκειται σε πίεση αέρα, το βάρος του οποίου είναι 12-15 τόνοι. Γιατί δεν το νιώθουμε; Μας σώζει το δικό του εσωτερική πίεση, που εξισορροπεί το εξωτερικό. Μπορείτε να νιώσετε την πίεση της ατμόσφαιρας όταν βρίσκεστε σε αεροπλάνο ή ψηλά στα βουνά, καθώς η ατμοσφαιρική πίεση σε υψόμετρο είναι πολύ χαμηλότερη. Σε αυτή την περίπτωση, είναι πιθανή η σωματική δυσφορία, το μπλοκάρισμα του αυτιού και η ζάλη.

Πολλά μπορούν να ειπωθούν για τη γύρω ατμόσφαιρα. Ξέρουμε πολλά για αυτήν ενδιαφέροντα γεγονότακαι μερικά από αυτά μπορεί να φαίνονται εκπληκτικά:

• Το βάρος της γήινης ατμόσφαιρας είναι 5.300.000.000.000.000 τόνοι.
• Συμβάλλει στη μετάδοση του ήχου. Σε υψόμετρο άνω των 100 km, αυτή η ιδιότητα εξαφανίζεται λόγω αλλαγής της σύστασης της ατμόσφαιρας.
• Η κίνηση της ατμόσφαιρας προκαλείται από την ανομοιόμορφη θέρμανση της επιφάνειας της Γης.
• Ένα θερμόμετρο χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας του αέρα και ένα βαρόμετρο χρησιμοποιείται για να προσδιορίσει την ισχύ της ατμοσφαιρικής πίεσης.
• Η παρουσία της ατμόσφαιρας σώζει τον πλανήτη μας από 100 τόνους μετεωριτών καθημερινά.
• Η σύνθεση του αέρα ήταν σταθερή για αρκετές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, αλλά άρχισε να αλλάζει με την έναρξη της έντονης βιομηχανικής δραστηριότητας.
• Πιστεύεται ότι η ατμόσφαιρα εκτείνεται προς τα πάνω σε υψόμετρο 3000 km.

Η αξία της ατμόσφαιρας για τον άνθρωπο

Η φυσιολογική ζώνη της ατμόσφαιρας είναι 5 km. Σε υψόμετρο 5000 m πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, ένα άτομο αρχίζει να εκδηλώνει πείνα με οξυγόνο, η οποία εκφράζεται σε μείωση της απόδοσής του και επιδείνωση της ευημερίας. Αυτό δείχνει ότι ένα άτομο δεν μπορεί να επιβιώσει σε ένα χώρο χωρίς αυτό το εκπληκτικό μείγμα αερίων.

Όλες οι πληροφορίες και τα γεγονότα για την ατμόσφαιρα επιβεβαιώνουν μόνο τη σημασία της για τους ανθρώπους. Χάρη στην παρουσία του, κατέστη δυνατή η ανάπτυξη της ζωής στη Γη. Ήδη σήμερα, έχοντας εκτιμήσει την κλίμακα της βλάβης που μπορεί να προκαλέσει η ανθρωπότητα στον ζωογόνο αέρα με τις πράξεις της, θα πρέπει να σκεφτούμε περαιτέρω μέτρα για τη διατήρηση και την αποκατάσταση της ατμόσφαιρας.

Ατμόσφαιρα (από τα ελληνικά ατμός - "ατμός" και σφαῖρα - "σφαίρα") - κέλυφος αερίου ουράνιο σώμακρατιέται κοντά του από τη βαρύτητα. Η ατμόσφαιρα είναι το αέριο περίβλημα του πλανήτη, που αποτελείται από ένα μείγμα διαφόρων αερίων, υδρατμών και σκόνης. Η ανταλλαγή ύλης μεταξύ της Γης και του Κόσμου πραγματοποιείται μέσω της ατμόσφαιρας. Η Γη δέχεται κοσμική σκόνη και υλικό μετεωρίτη, χάνει τα ελαφρύτερα αέρια: υδρογόνο και ήλιο. Η ατμόσφαιρα της Γης διαπερνάται από και μέσα από την ισχυρή ακτινοβολία του Ήλιου, η οποία καθορίζει το θερμικό καθεστώς της επιφάνειας του πλανήτη, προκαλώντας τη διάσταση των μορίων των ατμοσφαιρικών αερίων και τον ιονισμό των ατόμων.

Η ατμόσφαιρα της Γης περιέχει οξυγόνο, το οποίο χρησιμοποιείται από τους περισσότερους ζωντανούς οργανισμούς για την αναπνοή, και διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο καταναλώνεται από τα φυτά, τα φύκια και τα κυανοβακτήρια κατά τη φωτοσύνθεση. Η ατμόσφαιρα είναι επίσης προστατευτικό στρώμαπλανήτη, προστατεύοντας τους κατοίκους του από την ηλιακή υπεριώδη ακτινοβολία.

Όλα τα ογκώδη σώματα - επίγειοι πλανήτες, γίγαντες αερίων έχουν ατμόσφαιρα.

Σύνθεση της ατμόσφαιρας

Η ατμόσφαιρα είναι ένα μείγμα αερίων, που αποτελείται από άζωτο (78,08%), οξυγόνο (20,95%), διοξείδιο του άνθρακα (0,03%), αργό (0,93%), όχι ένας μεγάλος αριθμόςήλιο, νέο, ξένο, κρυπτό (0,01%), 0,038% διοξείδιο του άνθρακα και μικρές ποσότητες υδρογόνου, ηλίου, άλλων ευγενών αερίων και ρύπων.

Η σύγχρονη σύνθεση του αέρα της Γης καθιερώθηκε πριν από περισσότερα από εκατό εκατομμύρια χρόνια, αλλά η δραματικά αυξημένη παραγωγική δραστηριότητα του ανθρώπου οδήγησε ακόμα στην αλλαγή της. Επί του παρόντος, σημειώνεται αύξηση της περιεκτικότητας σε CO 2 κατά περίπου 10-12% Τα αέρια που εισέρχονται στην ατμόσφαιρα έχουν διαφορετικούς λειτουργικούς ρόλους. Ωστόσο, η κύρια σημασία αυτών των αερίων καθορίζεται κυρίως από το γεγονός ότι απορροφούν πολύ έντονα την ενέργεια ακτινοβολίας και επομένως έχουν σημαντική επίδραση στο καθεστώς θερμοκρασίας της επιφάνειας και της ατμόσφαιρας της Γης.

Η αρχική σύνθεση της ατμόσφαιρας του πλανήτη εξαρτάται συνήθως από τις χημικές και θερμοκρασιακές ιδιότητες του ήλιου κατά το σχηματισμό των πλανητών και την επακόλουθη απελευθέρωση εξωτερικών αερίων. Στη συνέχεια, η σύνθεση του περιβλήματος του αερίου εξελίσσεται υπό την επίδραση διαφόρων παραγόντων.

Οι ατμόσφαιρες της Αφροδίτης και του Άρη είναι κυρίως διοξείδιο του άνθρακα με μικρές προσθήκες αζώτου, αργού, οξυγόνου και άλλων αερίων. Η ατμόσφαιρα της Γης είναι σε μεγάλο βαθμό προϊόν των οργανισμών που ζουν σε αυτήν. Χαμηλή θερμοκρασία γίγαντες αερίου- Ο Δίας, ο Κρόνος, ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας - μπορούν να χωρέσουν κυρίως αέρια με χαμηλό μοριακό βάρος - υδρογόνο και ήλιο. Οι γίγαντες αερίων υψηλής θερμοκρασίας όπως ο Osiris ή το 51 Pegasi b, αντίθετα, δεν μπορούν να το κρατήσουν και τα μόρια της ατμόσφαιράς τους διασκορπίζονται στο διάστημα. Αυτή η διαδικασία είναι αργή και συνεχής.

Αζωτο,το πιο διαδεδομένο αέριο στην ατμόσφαιρα, δεν είναι χημικά ενεργό.

Οξυγόνο, σε αντίθεση με το άζωτο, είναι ένα πολύ ενεργό χημικό στοιχείο. Η ειδική λειτουργία του οξυγόνου είναι η οξείδωση οργανική ύληετερότροφους οργανισμούς, βράχουςκαι υποοξειδωμένα αέρια που εκπέμπονται στην ατμόσφαιρα από τα ηφαίστεια. Χωρίς οξυγόνο, δεν θα υπήρχε αποσύνθεση της νεκρής οργανικής ύλης.

Δομή της ατμόσφαιρας

Η δομή της ατμόσφαιρας αποτελείται από δύο μέρη: την εσωτερική τροπόσφαιρα, τη στρατόσφαιρα, τη μεσόσφαιρα και τη θερμόσφαιρα, ή την ιονόσφαιρα, και το εξωτερικό - τη μαγνητόσφαιρα (εξώσφαιρα).

1) Τροπόσφαιρα- αυτό είναι το κάτω μέρος της ατμόσφαιρας, στο οποίο συγκεντρώνεται το 3 \ 4, δηλ. ~ 80% της συνολικής ατμόσφαιρας της γης. Το ύψος του καθορίζεται από την ένταση των κατακόρυφων (αύξουσας ή φθίνουσας) ρευμάτων αέρα που προκαλούνται από τη θέρμανση της επιφάνειας της γης και του ωκεανού, επομένως το πάχος της τροπόσφαιρας στον ισημερινό είναι 16-18 km, σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη 10-11 km, και στους πόλους - έως 8 χλμ. Η θερμοκρασία του αέρα στην τροπόσφαιρα σε υψόμετρο μειώνεται κατά 0,6 ° C για κάθε 100 m και κυμαίνεται από +40 έως - 50 ° C.

2) Στρατόσφαιραβρίσκεται πάνω από την τροπόσφαιρα και έχει ύψος έως και 50 km από την επιφάνεια του πλανήτη. Η θερμοκρασία σε υψόμετρα έως 30 km είναι σταθερή -50 ° C. Στη συνέχεια αρχίζει να ανεβαίνει και σε υψόμετρο 50 km φτάνει τους + 10ºС.

Το ανώτερο όριο της βιόσφαιρας είναι η οθόνη του όζοντος.

Το πλέγμα του όζοντος είναι ένα στρώμα της ατμόσφαιρας εντός της στρατόσφαιρας, που βρίσκεται σε διαφορετικά ύψη από την επιφάνεια της Γης και έχει μέγιστη πυκνότητα όζοντος σε υψόμετρο 20-26 km.

Το ύψος της στιβάδας του όζοντος στους πόλους υπολογίζεται στα 7-8 km, στον ισημερινό στα 17-18 km και το μέγιστο ύψος της παρουσίας του όζοντος είναι 45-50 km. Πάνω από την οθόνη του όζοντος, η ζωή είναι αδύνατη λόγω της σκληρής υπεριώδους ακτινοβολίας του ήλιου. Εάν συμπιέσετε όλα τα μόρια του όζοντος, θα έχετε ένα στρώμα ~ 3 mm γύρω από τον πλανήτη.

3) Μεσόσφαιρα- το ανώτερο όριο αυτού του στρώματος βρίσκεται σε ύψος μέχρι 80 km. Το κύριο χαρακτηριστικό του είναι η απότομη πτώση της θερμοκρασίας -90 ° C στο ανώτερο όριο. Εδώ καταγράφονται νυχτερινά νέφη που αποτελούνται από κρυστάλλους πάγου.

4) Ιονόσφαιρα (θερμόσφαιρα) -βρίσκεται σε υψόμετρο 800 km και χαρακτηρίζεται από σημαντική αύξηση της θερμοκρασίας:

150 km θερμοκρασία + 240 ° C,

Θερμοκρασία 200 km + 500 ° C,

Θερμοκρασία 600 km + 1500 ° C.

Υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας από τον Ήλιο, τα αέρια βρίσκονται σε ιονισμένη κατάσταση. Ο ιονισμός συνδέεται με τη λάμψη των αερίων και την εμφάνιση σέλας.

Η ιονόσφαιρα έχει την ικανότητα να ανακλά επανειλημμένα ραδιοκύματα, γεγονός που παρέχει ραδιοεπικοινωνίες σε μεγάλες αποστάσεις στον πλανήτη.

5) Εξώσφαιρα- βρίσκεται πάνω από 800 km και εκτείνεται έως και 3000 km. Εδώ η θερμοκρασία είναι > 2000 ° C. Η ταχύτητα κίνησης των αερίων πλησιάζει τα κρίσιμα ~ 11,2 km/sec. Κυριαρχούν άτομα υδρογόνου και ηλίου, τα οποία σχηματίζουν ένα φωτεινό στέμμα γύρω από τη Γη, που εκτείνεται σε υψόμετρο 20.000 km.

Λειτουργίες ατμόσφαιρας

1) Θερμορύθμιση - ο καιρός και το κλίμα στη Γη εξαρτώνται από την κατανομή της θερμότητας, την πίεση.

2) Υποστήριξη ζωής.

3) Στην τροπόσφαιρα, υπάρχει μια παγκόσμια κατακόρυφη και οριζόντια κίνηση των μαζών του αέρα, η οποία καθορίζει τον κύκλο του νερού, την ανταλλαγή θερμότητας.

4) Σχεδόν όλες οι επιφάνειες γεωλογικές διεργασίεςπου προκαλείται από την αλληλεπίδραση της ατμόσφαιρας, της λιθόσφαιρας και της υδρόσφαιρας.

5) Προστατευτικό - η ατμόσφαιρα προστατεύει τη γη από το διάστημα, την ηλιακή ακτινοβολία και τη σκόνη μετεωριτών.

Λειτουργίες της ατμόσφαιρας... Χωρίς την ατμόσφαιρα, η ζωή στη Γη θα ήταν αδύνατη. Ένα άτομο καταναλώνει 12-15 κιλά καθημερινά. αέρα, εισπνέοντας κάθε λεπτό από 5 έως 100 λίτρα, που υπερβαίνει σημαντικά τη μέση ημερήσια ανάγκη σε τροφή και νερό. Επιπλέον, η ατμόσφαιρα προστατεύει αξιόπιστα ένα άτομο από τους κινδύνους που τον απειλούν από το διάστημα: δεν επιτρέπει στους μετεωρίτες και την κοσμική ακτινοβολία να περάσουν. Ένας άνθρωπος μπορεί να ζήσει χωρίς φαγητό για πέντε εβδομάδες, χωρίς νερό για πέντε ημέρες, χωρίς αέρα για πέντε λεπτά. Η κανονική ανθρώπινη δραστηριότητα απαιτεί όχι μόνο αέρα, αλλά και μια ορισμένη καθαρότητά του. Η υγεία των ανθρώπων, η κατάσταση της χλωρίδας και της πανίδας, η αντοχή και η ανθεκτικότητα των κατασκευών των κτιρίων και των κατασκευών εξαρτώνται από την ποιότητα του αέρα. Ο μολυσμένος αέρας είναι επιζήμιος για τα νερά, τη γη, τις θάλασσες, το έδαφος. Η ατμόσφαιρα καθορίζει το φως και ρυθμίζει τις θερμικές συνθήκες της γης, συμβάλλει στην ανακατανομή της θερμότητας στον πλανήτη. Το κέλυφος αερίου προστατεύει τη Γη από την υπερβολική ψύξη και θέρμανση. Εάν ο πλανήτης μας δεν περιβαλλόταν από ένα κέλυφος αέρα, τότε μέσα σε μια μέρα το πλάτος των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας θα έφτανε τους 200 C. Η ατμόσφαιρα σώζει οτιδήποτε ζει στη Γη από τις καταστροφικές υπεριώδεις, ακτίνες Χ και κοσμικές ακτίνες. Η ατμόσφαιρα έχει μεγάλη σημασία στη διανομή του φωτός. Ο αέρας του σπάει τις ακτίνες του ήλιου σε ένα εκατομμύριο μικρές ακτίνες, τις διασκορπίζει και δημιουργεί ομοιόμορφο φωτισμό. Η ατμόσφαιρα χρησιμεύει ως αγωγός για τους ήχους.

10,045 × 10 3 J / (kg * K) (στην περιοχή θερμοκρασίας από 0-100 ° C), C v 8,3710 * 10 3 J / (kg * K) (0-1500 ° C). Η διαλυτότητα του αέρα στο νερό στους 0 ° C είναι 0,036%, στους 25 ° C - 0,22%.

Σύνθεση της ατμόσφαιρας

Η ιστορία του σχηματισμού της ατμόσφαιρας

Πρώιμη ιστορία

Προς το παρόν, η επιστήμη δεν μπορεί να εντοπίσει με απόλυτη ακρίβεια όλα τα στάδια του σχηματισμού της Γης. Σύμφωνα με την πιο κοινή θεωρία, η ατμόσφαιρα της Γης με την πάροδο του χρόνου ήταν σε τέσσερις διαφορετικές συνθέσεις. Αρχικά αποτελούνταν από ελαφρά αέρια (υδρογόνο και ήλιο) που συλλαμβάνονταν από το διαπλανητικό διάστημα. Αυτό είναι το λεγόμενο πρωταρχική ατμόσφαιρα... Στο επόμενο στάδιο, η ενεργή ηφαιστειακή δραστηριότητα οδήγησε σε κορεσμό της ατμόσφαιρας με αέρια εκτός του υδρογόνου (υδρογονάνθρακες, αμμωνία, υδρατμοί). Έτσι σχηματίστηκε δευτερεύουσα ατμόσφαιρα... Η ατμόσφαιρα ήταν αναζωογονητική. Επιπλέον, η διαδικασία σχηματισμού της ατμόσφαιρας προσδιορίστηκε από τους ακόλουθους παράγοντες:

• συνεχής διαρροή υδρογόνου στον διαπλανητικό χώρο.
• χημικές αντιδράσεις στην ατμόσφαιρα υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας, εκκενώσεων κεραυνών και ορισμένων άλλων παραγόντων.

Σταδιακά, αυτοί οι παράγοντες οδήγησαν στο σχηματισμό τριτογενής ατμόσφαιρα, που χαρακτηρίζεται από πολύ χαμηλότερη περιεκτικότητα σε υδρογόνο και πολύ υψηλότερη περιεκτικότητα σε άζωτο και διοξείδιο του άνθρακα (που σχηματίζεται ως αποτέλεσμα χημικών αντιδράσεων από αμμωνία και υδρογονάνθρακες).

Η ανάδυση της ζωής και του οξυγόνου

Με την εμφάνιση στη Γη ζωντανών οργανισμών ως αποτέλεσμα της φωτοσύνθεσης, συνοδευόμενη από την απελευθέρωση οξυγόνου και την απορρόφηση του διοξειδίου του άνθρακα, η σύνθεση της ατμόσφαιρας άρχισε να αλλάζει. Υπάρχουν, ωστόσο, δεδομένα (ανάλυση της ισοτοπικής σύστασης του ατμοσφαιρικού οξυγόνου και που απελευθερώνεται κατά τη φωτοσύνθεση), που μαρτυρούν τη γεωλογική προέλευση του ατμοσφαιρικού οξυγόνου.

Αρχικά, το οξυγόνο ξοδεύτηκε για την οξείδωση ανηγμένων ενώσεων - υδρογονάνθρακες, τη σιδηρούχα μορφή σιδήρου που περιέχεται στους ωκεανούς κ.λπ. Στο τέλος αυτού του σταδίου, η περιεκτικότητα σε οξυγόνο στην ατμόσφαιρα άρχισε να αυξάνεται.

Στη δεκαετία του 1990, πραγματοποιήθηκαν πειράματα για τη δημιουργία ενός κλειστού οικολογικού συστήματος («Βιόσφαιρα 2»), κατά το οποίο δεν ήταν δυνατή η δημιουργία ενός σταθερού συστήματος με ενιαία σύνθεση αέρα. Η επίδραση των μικροοργανισμών έχει οδηγήσει σε μείωση των επιπέδων οξυγόνου και αύξηση της ποσότητας διοξειδίου του άνθρακα.

Αζωτο

Ο σχηματισμός μεγάλης ποσότητας N 2 οφείλεται στην οξείδωση της πρωτογενούς ατμόσφαιρας αμμωνίας-υδρογόνου από το μοριακό O 2, το οποίο άρχισε να ρέει από την επιφάνεια του πλανήτη ως αποτέλεσμα της φωτοσύνθεσης, όπως υποτίθεται, πριν από περίπου 3 δισεκατομμύρια χρόνια (σύμφωνα με άλλη εκδοχή, το ατμοσφαιρικό οξυγόνο είναι γεωλογικής προέλευσης). Το άζωτο οξειδώνεται σε ΝΟ ανώτερα στρώματαατμόσφαιρα, χρησιμοποιείται στη βιομηχανία και δεσμεύεται από βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο, ενώ το N 2 απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα ως αποτέλεσμα της απονιτροποίησης των νιτρικών αλάτων και άλλων ενώσεων που περιέχουν άζωτο.

Το άζωτο N 2 είναι αδρανές αέριο και αντιδρά μόνο υπό συγκεκριμένες συνθήκες (για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια ενός κεραυνού). Μπορεί να οξειδωθεί και να μετατραπεί σε βιολογική μορφή από κυανοβακτήρια, ορισμένα βακτήρια (για παράδειγμα, οζίδιο, σχηματίζοντας μια ριζοβιακή συμβίωση με τα όσπρια).

Η οξείδωση του μοριακού αζώτου με ηλεκτρικές εκκενώσεις χρησιμοποιείται στη βιομηχανική παραγωγή αζωτούχα λιπάσματα, οδήγησε επίσης στον σχηματισμό μοναδικών κοιτασμάτων άλατος στην έρημο Ατακάμα της Χιλής.

ευγενή αέρια

Η καύση του καυσίμου είναι η κύρια πηγή ρυπογόνων αερίων (CO, NO, SO 2). Το διοξείδιο του θείου οξειδώνεται από το O 2 του αέρα σε SO 3 στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, το οποίο αλληλεπιδρά με ατμούς H 2 O και NH 3, και το προκύπτον H 2 SO 4 και (NH 4) 2 SO 4 επιστρέφουν σε την επιφάνεια της γης μαζί με τις βροχοπτώσεις. Η χρήση κινητήρων εσωτερικής καύσης οδηγεί σε σημαντική ρύπανση της ατμόσφαιρας με οξείδια του αζώτου, υδρογονάνθρακες και ενώσεις Pb.

Η ρύπανση της ατμόσφαιρας με αεροζόλ προκαλείται και από τα δύο φυσικά αίτια (ηφαιστειακή έκρηξη, καταιγίδες σκόνης, μετατόπιση θαλασσινό νερόκαι σωματίδια φυτικής γύρης κ.λπ.), και ανθρώπινες οικονομικές δραστηριότητες (εξόρυξη μεταλλευμάτων και οικοδομικών υλικών, καύση καυσίμων, παραγωγή τσιμέντου κ.λπ.). Η έντονη μεγάλης κλίμακας απομάκρυνση σωματιδίων στην ατμόσφαιρα είναι ένα από τα πιθανούς λόγουςκλιματική αλλαγή του πλανήτη.

Η δομή της ατμόσφαιρας και τα χαρακτηριστικά των μεμονωμένων κελυφών

Η φυσική κατάσταση της ατμόσφαιρας καθορίζεται από τον καιρό και το κλίμα. Οι κύριες παράμετροι της ατμόσφαιρας: πυκνότητα αέρα, πίεση, θερμοκρασία και σύνθεση. Με την αύξηση του υψομέτρου, η πυκνότητα του αέρα και η ατμοσφαιρική πίεση μειώνονται. Η θερμοκρασία αλλάζει επίσης με τις αλλαγές στο υψόμετρο. Η κατακόρυφη δομή της ατμόσφαιρας χαρακτηρίζεται από διαφορετικές θερμοκρασιακές και ηλεκτρικές ιδιότητες, διαφορετικές συνθήκες αέρα. Ανάλογα με τη θερμοκρασία στην ατμόσφαιρα, διακρίνονται τα ακόλουθα κύρια στρώματα: τροπόσφαιρα, στρατόσφαιρα, μεσόσφαιρα, θερμόσφαιρα, εξώσφαιρα (σφαίρα σκέδασης). Οι μεταβατικές περιοχές της ατμόσφαιρας μεταξύ γειτονικών κελυφών ονομάζονται τροπόπαυση, στρατόπαυση κ.λπ., αντίστοιχα.

Τροποσφαίρα

Στρατόσφαιρα

Στη στρατόσφαιρα, το μεγαλύτερο μέρος του τμήματος μικρού μήκους κύματος της υπεριώδους ακτινοβολίας (180-200 nm) διατηρείται και λαμβάνει χώρα ο μετασχηματισμός της ενέργειας βραχέων κυμάτων. Υπό την επίδραση αυτών των ακτίνων, τα μαγνητικά πεδία αλλάζουν, τα μόρια αποσυντίθενται, ο ιονισμός συμβαίνει, ο νέος σχηματισμός αερίων και άλλα χημικές ενώσεις... Αυτές οι διεργασίες μπορούν να παρατηρηθούν με τη μορφή βόρειων φώτων, κεραυνών και άλλης λάμψης.

Στη στρατόσφαιρα και τα υψηλότερα στρώματα, υπό την επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας, τα μόρια αερίου διασπώνται - σε άτομα (πάνω από 80 km CO 2 και H 2 διασπώνται, πάνω από 150 km - O 2, πάνω από 300 km - H 2). Σε υψόμετρο 100-400 km, ιονισμός αερίων συμβαίνει επίσης στην ιονόσφαιρα· σε υψόμετρο 320 km, η συγκέντρωση των φορτισμένων σωματιδίων (O + 2, O - 2, N + 2) είναι ~ 1/300 του συγκέντρωση ουδέτερων σωματιδίων. Οι ελεύθερες ρίζες υπάρχουν στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας - OH, HO 2 κ.λπ.

Δεν υπάρχει σχεδόν καθόλου υδρατμός στη στρατόσφαιρα.

Μεσόσφαιρα

Σε υψόμετρο 100 km, η ατμόσφαιρα είναι ένα ομοιογενές, καλά αναμεμειγμένο μείγμα αερίων. Στα υψηλότερα στρώματα, η κατανομή των αερίων κατά μήκος του ύψους εξαρτάται από τις μοριακές τους μάζες, η συγκέντρωση των βαρύτερων αερίων μειώνεται ταχύτερα με την απόσταση από την επιφάνεια της Γης. Λόγω της μείωσης της πυκνότητας των αερίων, η θερμοκρασία μειώνεται από 0 ° C στη στρατόσφαιρα σε -110 ° C στη μεσόσφαιρα. Ωστόσο, η κινητική ενέργεια των μεμονωμένων σωματιδίων σε υψόμετρα 200-250 km αντιστοιχεί σε θερμοκρασία ~ 1500 ° C. Πάνω από τα 200 km, παρατηρούνται σημαντικές διακυμάνσεις στη θερμοκρασία και την πυκνότητα των αερίων στο χρόνο και στο χώρο.

Σε υψόμετρο περίπου 2000-3000 km, η εξώσφαιρα περνά σταδιακά στο λεγόμενο κενό κοντά στο διάστημα, το οποίο είναι γεμάτο με εξαιρετικά σπάνια σωματίδια διαπλανητικού αερίου, κυρίως άτομα υδρογόνου. Αλλά αυτό το αέριο είναι μόνο ένα κλάσμα της διαπλανητικής ύλης. Ένα άλλο μέρος αποτελείται από σωματίδια που μοιάζουν με σκόνη, κομήτης και μετεωρικής προέλευσης. Εκτός από αυτά τα εξαιρετικά σπάνια σωματίδια, στον χώρο αυτό διεισδύει ηλεκτρομαγνητική και σωματική ακτινοβολία ηλιακής και γαλαξιακής προέλευσης.

Η τροπόσφαιρα αντιπροσωπεύει περίπου το 80% της μάζας της ατμόσφαιρας, η στρατόσφαιρα - περίπου το 20%. η μάζα της μεσόσφαιρας δεν είναι μεγαλύτερη από 0,3%, η θερμόσφαιρα είναι μικρότερη από 0,05% της συνολικής μάζας της ατμόσφαιρας. Με βάση τις ηλεκτρικές ιδιότητες στην ατμόσφαιρα, διακρίνονται η ουδετερόσφαιρα και η ιονόσφαιρα. Προς το παρόν, πιστεύεται ότι η ατμόσφαιρα εκτείνεται σε υψόμετρο 2000-3000 km.

Ανάλογα με τη σύσταση του αερίου στην ατμόσφαιρα, ομόσφαιρακαι ετερόσφαιρα. Ετερόσφαιρα- αυτή είναι η περιοχή όπου η βαρύτητα επηρεάζει τον διαχωρισμό των αερίων, αφού η ανάμειξή τους σε αυτό το ύψος είναι αμελητέα. Εξ ου και η μεταβλητή σύσταση της ετερόσφαιρας. Κάτω από αυτό βρίσκεται ένα καλά αναμεμειγμένο, ομοιογενές τμήμα της ατμόσφαιρας που ονομάζεται ομοσφαίρα. Το όριο μεταξύ αυτών των στρωμάτων ονομάζεται turbopause· βρίσκεται σε υψόμετρο περίπου 120 km.

Ιδιότητες της ατμόσφαιρας

Ήδη σε υψόμετρο 5 χιλιομέτρων πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, ένα ανεκπαίδευτο άτομο εμφανίζει πείνα με οξυγόνο και χωρίς προσαρμογή, η ικανότητα εργασίας του ατόμου μειώνεται σημαντικά. Εδώ τελειώνει η φυσιολογική ζώνη της ατμόσφαιρας. Η ανθρώπινη αναπνοή γίνεται αδύνατη σε υψόμετρο 15 χιλιομέτρων, αν και η ατμόσφαιρα περιέχει οξυγόνο μέχρι περίπου 115 χιλιόμετρα.

Η ατμόσφαιρα μας τροφοδοτεί με το οξυγόνο που χρειαζόμαστε για να αναπνεύσουμε. Ωστόσο, λόγω της πτώσης της συνολικής πίεσης της ατμόσφαιρας καθώς ανεβαίνει στο υψόμετρο, μειώνεται ανάλογα και η μερική πίεση του οξυγόνου.

Οι ανθρώπινοι πνεύμονες περιέχουν συνεχώς περίπου 3 λίτρα κυψελιδικού αέρα. Η μερική πίεση του οξυγόνου στον κυψελιδικό αέρα σε φυσιολογική κατάσταση ατμοσφαιρική πίεσηείναι 110 mm Hg. Άρθ., η πίεση του διοξειδίου του άνθρακα είναι 40 mm Hg. Art., και υδρατμοί -47 mm Hg. Τέχνη. Με την αύξηση του υψομέτρου, η πίεση του οξυγόνου πέφτει και η συνολική πίεση των υδρατμών και του διοξειδίου του άνθρακα στους πνεύμονες παραμένει σχεδόν σταθερή - περίπου 87 mm Hg. Τέχνη. Η ροή του οξυγόνου στους πνεύμονες θα σταματήσει εντελώς όταν η πίεση του περιβάλλοντος αέρα γίνει ίση με αυτήν την τιμή.

Σε υψόμετρο περίπου 19-20 km, η ατμοσφαιρική πίεση πέφτει στα 47 mm Hg. Τέχνη. Επομένως, σε αυτό το ύψος, το νερό και το διάμεσο υγρό αρχίζουν να βράζουν στο ανθρώπινο σώμα. Έξω από την καμπίνα υπό πίεση, σε αυτά τα ύψη, ο θάνατος επέρχεται σχεδόν ακαριαία. Έτσι, από την άποψη της ανθρώπινης φυσιολογίας, το "διάστημα" ξεκινά ήδη σε υψόμετρο 15-19 km.

Πυκνά στρώματα αέρα - τροπόσφαιρα και στρατόσφαιρα - μας προστατεύουν από τις καταστροφικές συνέπειες της ακτινοβολίας. Με επαρκή αραίωση του αέρα, σε υψόμετρα άνω των 36 km, η ιονίζουσα ακτινοβολία - πρωτογενείς κοσμικές ακτίνες - έχει έντονη επίδραση στο σώμα. σε υψόμετρα άνω των 40 χλμ. λειτουργεί το επικίνδυνο για τον άνθρωπο υπεριώδες τμήμα του ηλιακού φάσματος.

Ατμόσφαιρα(από την ελληνική ατμόσφαιρα - ατμός και σφάρια - μπάλα) - το κέλυφος αέρα της Γης, που περιστρέφεται μαζί του. Η ανάπτυξη της ατμόσφαιρας συνδέθηκε στενά με τις γεωλογικές και γεωχημικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στον πλανήτη μας, καθώς και με τις δραστηριότητες των ζωντανών οργανισμών.

Το κατώτερο όριο της ατμόσφαιρας συμπίπτει με την επιφάνεια της Γης, αφού ο αέρας διεισδύει στους μικρότερους πόρους του εδάφους και διαλύεται ακόμη και στο νερό.

Το ανώτερο όριο σε υψόμετρο 2000-3000 km περνά σταδιακά στο διάστημα.

Χάρη στην ατμόσφαιρα, η οποία περιέχει οξυγόνο, είναι δυνατή η ζωή στη Γη. Το ατμοσφαιρικό οξυγόνο χρησιμοποιείται στη διαδικασία της αναπνοής από ανθρώπους, ζώα και φυτά.

Αν δεν υπήρχε ατμόσφαιρα, η γη θα ήταν τόσο ήσυχη όσο το φεγγάρι. Άλλωστε, ο ήχος είναι η δόνηση των σωματιδίων του αέρα. Το μπλε χρώμα του ουρανού εξηγείται από το γεγονός ότι οι ακτίνες του ήλιου, περνώντας από την ατμόσφαιρα, σαν μέσα από φακό, αποσυντίθενται στα συστατικά τους χρώματα. Ταυτόχρονα, οι ακτίνες των μπλε και μπλε χρωμάτων είναι διάσπαρτες περισσότερο από όλα.

Η ατμόσφαιρα παγιδεύει το μεγαλύτερο μέρος της υπεριώδους ακτινοβολίας του ήλιου, η οποία έχει επιζήμια επίδραση στους ζωντανούς οργανισμούς. Διατηρεί επίσης θερμότητα στην επιφάνεια της Γης, εμποδίζοντας τον πλανήτη μας να κρυώσει.

Η δομή της ατμόσφαιρας

Στην ατμόσφαιρα διακρίνονται πολλά στρώματα, τα οποία διαφέρουν ως προς την πυκνότητα και την πυκνότητα (Εικ. 1).

Τροποσφαίρα

Τροποσφαίρα- το χαμηλότερο στρώμα της ατμόσφαιρας, το πάχος του οποίου είναι 8-10 km πάνω από τους πόλους, 10-12 km σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη και 16-18 km πάνω από τον ισημερινό.

Ρύζι. 1. Η δομή της ατμόσφαιρας της Γης

Ο αέρας στην τροπόσφαιρα θερμαίνεται από την επιφάνεια της γης, δηλαδή από τη γη και το νερό. Ως εκ τούτου, η θερμοκρασία του αέρα σε αυτό το στρώμα μειώνεται με το ύψος κατά μέσο όρο 0,6 ° C για κάθε 100 m. Στο ανώτερο όριο της τροπόσφαιρας, φτάνει τους -55 ° C. Ταυτόχρονα, στην ισημερινή περιοχή στο άνω όριο της τροπόσφαιρας, η θερμοκρασία του αέρα είναι -70 ° C και στην περιοχή του Βόρειου Πόλου -65 ° C.

Στην τροπόσφαιρα, περίπου το 80% της μάζας της ατμόσφαιρας είναι συγκεντρωμένο, βρίσκονται σχεδόν όλοι οι υδρατμοί, εμφανίζονται καταιγίδες, καταιγίδες, σύννεφα και βροχοπτώσεις, καθώς και κάθετη (συναγωγή) και οριζόντια (άνεμος) κίνηση του αέρα.

Μπορούμε να πούμε ότι ο καιρός σχηματίζεται κυρίως στην τροπόσφαιρα.

Στρατόσφαιρα

Στρατόσφαιρα- το στρώμα της ατμόσφαιρας που βρίσκεται πάνω από την τροπόσφαιρα σε υψόμετρο 8 έως 50 km. Το χρώμα του ουρανού σε αυτό το στρώμα φαίνεται μωβ, γεγονός που εξηγείται από τη σπανίωση του αέρα, λόγω του οποίου οι ακτίνες του ήλιου σχεδόν δεν διασκορπίζονται.

Η στρατόσφαιρα περιέχει το 20% της μάζας της ατμόσφαιρας. Ο αέρας σε αυτό το στρώμα είναι αραιωμένος, πρακτικά δεν υπάρχουν υδρατμοί και επομένως δεν σχηματίζονται σχεδόν καθόλου σύννεφα και βροχόπτωση. Ωστόσο, στη στρατόσφαιρα παρατηρούνται σταθερά ρεύματα αέρα, η ταχύτητα των οποίων φτάνει τα 300 km/h.

Αυτό το στρώμα είναι συγκεντρωμένο όζο(οθόνη όζοντος, οζονόσφαιρα), ένα στρώμα που απορροφά τις υπεριώδεις ακτίνες, εμποδίζοντάς τις να φτάσουν στη Γη και έτσι προστατεύοντας τους ζωντανούς οργανισμούς στον πλανήτη μας. Χάρη στο όζον, η θερμοκρασία του αέρα στο ανώτερο όριο της στρατόσφαιρας κυμαίνεται από -50 έως 4-55 ° C.

Μεταξύ της μεσόσφαιρας και της στρατόσφαιρας, υπάρχει μια μεταβατική ζώνη - η στρατόπαυση.

Μεσόσφαιρα

Μεσόσφαιρα- το στρώμα της ατμόσφαιρας που βρίσκεται σε υψόμετρο 50-80 km. Η πυκνότητα του αέρα εδώ είναι 200 ​​φορές μικρότερη από ό,τι στην επιφάνεια της Γης. Ο ουρανός στη μεσόσφαιρα φαίνεται να είναι μαύρος και τα αστέρια είναι ορατά κατά τη διάρκεια της ημέρας. Η θερμοκρασία του αέρα πέφτει στους -75 (-90) ° C.

Σε υψόμετρο 80 χλμ. ξεκινά θερμόσφαιρα.Η θερμοκρασία του αέρα σε αυτό το στρώμα αυξάνεται απότομα σε υψόμετρο 250 m και στη συνέχεια γίνεται σταθερή: σε υψόμετρο 150 km, φτάνει τους 220-240 ° C. σε υψόμετρο 500-600 km, ξεπερνά τους 1500 ° C.

Στη μεσόσφαιρα και τη θερμόσφαιρα, υπό τη δράση των κοσμικών ακτίνων, τα μόρια αερίου διασπώνται σε φορτισμένα (ιονισμένα) σωματίδια ατόμων, επομένως αυτό το τμήμα της ατμόσφαιρας ονομάστηκε ιονόσφαιρα- ένα στρώμα πολύ σπάνιου αέρα, που βρίσκεται σε υψόμετρο 50 έως 1000 km, που αποτελείται κυρίως από ιονισμένα άτομα οξυγόνου, μόρια οξειδίου του αζώτου και ελεύθερα ηλεκτρόνια. Αυτό το στρώμα χαρακτηρίζεται από υψηλή ηλεκτροδότηση και τα μακρά και μεσαία ραδιοκύματα αντανακλώνται από αυτό, όπως από έναν καθρέφτη.

Στην ιονόσφαιρα, εμφανίζονται σέλας - η λάμψη των σπανίων αερίων υπό την επίδραση ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων που πετούν από τον Ήλιο - και παρατηρούνται έντονες διακυμάνσεις στο μαγνητικό πεδίο.

Εξώσφαιρα

Εξώσφαιρα- το εξωτερικό στρώμα της ατμόσφαιρας, που βρίσκεται πάνω από 1000 km. Αυτό το στρώμα ονομάζεται επίσης σφαίρα σκέδασης, καθώς τα σωματίδια αερίου κινούνται εδώ με μεγάλη ταχύτητα και μπορούν να διασκορπιστούν στο διάστημα.

Σύνθεση της ατμόσφαιρας

Η ατμόσφαιρα είναι ένα μείγμα αερίων, που αποτελείται από άζωτο (78,08%), οξυγόνο (20,95%), διοξείδιο του άνθρακα (0,03%), αργό (0,93%), μικρή ποσότητα ηλίου, νέον, ξένο, κρυπτό (0,01%) , όζον και άλλα αέρια, αλλά η περιεκτικότητά τους είναι αμελητέα (Πίνακας 1). Η σύγχρονη σύνθεση του αέρα της Γης καθιερώθηκε πριν από περισσότερα από εκατό εκατομμύρια χρόνια, αλλά η δραματικά αυξημένη παραγωγική δραστηριότητα του ανθρώπου οδήγησε ακόμα στην αλλαγή της. Επί του παρόντος, σημειώνεται αύξηση της περιεκτικότητας σε CO 2 κατά περίπου 10-12%.

Τα αέρια στην ατμόσφαιρα έχουν διαφορετικούς λειτουργικούς ρόλους. Ωστόσο, η κύρια σημασία αυτών των αερίων καθορίζεται κυρίως από το γεγονός ότι απορροφούν πολύ έντονα την ενέργεια ακτινοβολίας και επομένως έχουν σημαντική επίδραση στο καθεστώς θερμοκρασίας της επιφάνειας και της ατμόσφαιρας της Γης.

Πίνακας 1. Χημική σύνθεση του ξηρού ατμοσφαιρικού αέρα κοντά στην επιφάνεια της γης

	Συγκέντρωση όγκου. %	Μοριακό βάρος, μονάδες
Οξυγόνο
Διοξείδιο του άνθρακα
Οξείδιο του αζώτου
	από 0 έως 0,00001
Διοξείδιο του θείου	από 0 έως 0,000007 το καλοκαίρι. από 0 έως 0,000002 το χειμώνα
	Από 0 έως 0,000002	46,0055/17,03061
Διοξείδιο του Αζόγκ
Μονοξείδιο του άνθρακα

Αζωτο,το πιο διαδεδομένο αέριο στην ατμόσφαιρα, δεν είναι χημικά ενεργό.

Οξυγόνο, σε αντίθεση με το άζωτο, είναι ένα πολύ ενεργό χημικό στοιχείο. Η ειδική λειτουργία του οξυγόνου είναι η οξείδωση της οργανικής ύλης ετερότροφων οργανισμών, πετρωμάτων και υποοξειδωμένων αερίων που εκπέμπονται στην ατμόσφαιρα από τα ηφαίστεια. Χωρίς οξυγόνο, δεν θα υπήρχε αποσύνθεση της νεκρής οργανικής ύλης.

Ο ρόλος του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα είναι εξαιρετικά μεγάλος. Εισέρχεται στην ατμόσφαιρα ως αποτέλεσμα των διαδικασιών καύσης, της αναπνοής των ζωντανών οργανισμών, της αποσύνθεσης και είναι, πρώτα απ 'όλα, η κύρια ΥΛΙΚΟ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣγια τη δημιουργία οργανικής ύλης στη φωτοσύνθεση. Επιπλέον, η ιδιότητα του διοξειδίου του άνθρακα έχει μεγάλη σημασία για τη μετάδοση της ηλιακής ακτινοβολίας βραχέων κυμάτων και την απορρόφηση μέρους της θερμικής ακτινοβολίας μεγάλων κυμάτων, η οποία θα δημιουργήσει το λεγόμενο φαινόμενο του θερμοκηπίου, το οποίο θα συζητηθεί παρακάτω.

Η επίδραση στις ατμοσφαιρικές διεργασίες, ιδιαίτερα στο θερμικό καθεστώς της στρατόσφαιρας, ασκείται επίσης από όζο.Αυτό το αέριο χρησιμεύει ως φυσικός απορροφητής της υπεριώδους ακτινοβολίας από τον ήλιο και η απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας οδηγεί στη θέρμανση του αέρα. Οι μέσες μηνιαίες τιμές της συνολικής περιεκτικότητας σε όζον στην ατμόσφαιρα ποικίλλουν ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος της περιοχής και την εποχή του έτους στην περιοχή από 0,23-0,52 cm (αυτό είναι το πάχος της στιβάδας του όζοντος σε πίεση εδάφους και θερμοκρασία) . Παρατηρείται αύξηση της περιεκτικότητας σε όζον από τον ισημερινό στους πόλους και ετήσια διακύμανση με ελάχιστη το φθινόπωρο και μέγιστη την άνοιξη.

Μια χαρακτηριστική ιδιότητα της ατμόσφαιρας είναι ότι η περιεκτικότητα των κύριων αερίων (άζωτο, οξυγόνο, αργό) αλλάζει ασήμαντα με το ύψος: σε υψόμετρο 65 km στην ατμόσφαιρα, η περιεκτικότητα σε άζωτο είναι 86%, οξυγόνο είναι 19, αργό είναι 0,91, και σε υψόμετρο 95 km - άζωτο 77, οξυγόνο - 21,3, αργό - 0,82%. Η σταθερότητα της σύστασης του ατμοσφαιρικού αέρα κατακόρυφα και οριζόντια διατηρείται με την ανάμιξή του.

Εκτός από αέρια, ο αέρας περιέχει υδρατμούςκαι στερεά σωματίδια.Το τελευταίο μπορεί να είναι τόσο φυσικής όσο και τεχνητής (ανθρωπογενούς) προέλευσης. Αυτά είναι γύρη, μικροσκοπικοί κρύσταλλοι αλατιού, σκόνη δρόμου, ακαθαρσίες αεροζόλ. Όταν οι ακτίνες του ήλιου μπαίνουν στο παράθυρο, φαίνονται με γυμνό μάτι.

Υπάρχουν ιδιαίτερα πολλά στερεά σωματίδια στον αέρα των πόλεων και των μεγάλων βιομηχανικών κέντρων, όπου οι εκπομπές επιβλαβών αερίων και οι ακαθαρσίες τους που σχηματίζονται κατά την καύση του καυσίμου προστίθενται στα αερολύματα.

Η συγκέντρωση των αερολυμάτων στην ατμόσφαιρα καθορίζει τη διαφάνεια του αέρα, η οποία επηρεάζει την ηλιακή ακτινοβολία που φτάνει στην επιφάνεια της Γης. Τα μεγαλύτερα αερολύματα είναι οι πυρήνες συμπύκνωσης (από λατ. συμπύκνωση- συμπύκνωση, πύκνωση) - συμβάλλουν στη μετατροπή των υδρατμών σε σταγονίδια νερού.

Η τιμή των υδρατμών καθορίζεται κυρίως από το γεγονός ότι καθυστερεί τη θερμική ακτινοβολία μεγάλων κυμάτων της επιφάνειας της γης. αντιπροσωπεύει τον κύριο σύνδεσμο μεγάλων και μικρών κύκλων υγρασίας. αυξάνει τη θερμοκρασία του αέρα κατά τη συμπύκνωση των κρεβατιών νερού.

Η ποσότητα των υδρατμών στην ατμόσφαιρα αλλάζει με την πάροδο του χρόνου και του χώρου. Έτσι, η συγκέντρωση των υδρατμών στην επιφάνεια της γης κυμαίνεται από 3% στις τροπικές περιοχές έως 2-10 (15)% στην Ανταρκτική.

Η μέση περιεκτικότητα σε υδρατμούς στην κατακόρυφη στήλη της ατμόσφαιρας σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη είναι περίπου 1,6-1,7 cm (αυτό είναι το πάχος ενός στρώματος συμπυκνωμένου υδρατμού). Οι πληροφορίες για τους υδρατμούς σε διαφορετικά στρώματα της ατμόσφαιρας είναι αντιφατικές. Θεωρήθηκε, για παράδειγμα, ότι στο υψόμετρο από 20 έως 30 km, η ειδική υγρασία αυξάνεται έντονα με το ύψος. Ωστόσο, οι μετέπειτα μετρήσεις δείχνουν μεγαλύτερη ξηρότητα της στρατόσφαιρας. Προφανώς, η ειδική υγρασία στη στρατόσφαιρα εξαρτάται ελάχιστα από το ύψος και ανέρχεται σε 2-4 mg/kg.

Η μεταβλητότητα της περιεκτικότητας σε υδρατμούς στην τροπόσφαιρα καθορίζεται από την αλληλεπίδραση των διαδικασιών εξάτμισης, συμπύκνωσης και οριζόντιας μεταφοράς. Ως αποτέλεσμα της συμπύκνωσης των υδρατμών, σχηματίζονται σύννεφα και πέφτουν βροχοπτώσεις με τη μορφή βροχής, χαλαζιού και χιονιού.

Οι διεργασίες των μεταπτώσεων φάσης του νερού συμβαίνουν κυρίως στην τροπόσφαιρα, γι' αυτό και τα σύννεφα στη στρατόσφαιρα (σε υψόμετρα 20-30 km) και στη μεσόσφαιρα (κοντά στη μεσόπαυση), που ονομάζονται nacreous και silvery, παρατηρούνται σχετικά σπάνια, ενώ η τροπόσφαιρα τα σύννεφα συχνά καλύπτουν περίπου το 50% της συνολικής επιφάνειας της γης.

Η ποσότητα των υδρατμών που μπορεί να περιέχεται στον αέρα εξαρτάται από τη θερμοκρασία του αέρα.

1 m 3 αέρα σε θερμοκρασία -20 ° C μπορεί να περιέχει όχι περισσότερο από 1 g νερό. σε 0 ° C - όχι περισσότερο από 5 g. στους +10 ° C - όχι περισσότερο από 9 g. στους +30 ° C - όχι περισσότερο από 30 g νερού.

Συμπέρασμα:Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του αέρα, τόσο περισσότερους υδρατμούς μπορεί να περιέχει.

Ο αέρας μπορεί να είναι κορεσμένακαι όχι κορεσμέναυδρατμούς. Έτσι, εάν σε θερμοκρασία +30 ° C 1 m 3 αέρα περιέχει 15 g υδρατμούς, ο αέρας δεν είναι κορεσμένος με υδρατμούς. εάν είναι κορεσμένα 30 γρ.

Απόλυτη υγρασίαΕίναι η ποσότητα υδρατμών που περιέχεται σε 1 m 3 αέρα. Εκφράζεται σε γραμμάρια. Για παράδειγμα, αν λένε "η απόλυτη υγρασία είναι 15", τότε αυτό σημαίνει ότι 1 m L περιέχει 15 g υδρατμούς.

Σχετική υγρασίαΕίναι η αναλογία (σε ποσοστό) της πραγματικής περιεκτικότητας σε υδρατμούς σε 1 m 3 αέρα προς την ποσότητα υδρατμών που μπορεί να περιέχεται σε 1 ml L σε μια δεδομένη θερμοκρασία. Για παράδειγμα, εάν το ραδιόφωνο κατά την εκπομπή του δελτίου καιρού είπε ότι η σχετική υγρασία είναι 70%, αυτό σημαίνει ότι ο αέρας περιέχει το 70% των υδρατμών που μπορεί να συγκρατήσει σε μια δεδομένη θερμοκρασία.

Όσο μεγαλύτερη είναι η σχετική υγρασία του αέρα, δηλ. Όσο πιο κοντά είναι ο αέρας στον κορεσμό, τόσο πιο πιθανή είναι η βροχόπτωση.

Στην ισημερινή ζώνη παρατηρείται πάντα υψηλή (έως 90%) σχετική υγρασία αέρα, καθώς διατηρεί θερμότητααέρα και υπάρχει πολλή εξάτμιση από την επιφάνεια των ωκεανών. Η ίδια υψηλή σχετική υγρασία και στις πολικές περιοχές, αλλά επειδή σε χαμηλές θερμοκρασίες, ακόμη και μια μικρή ποσότητα υδρατμών κάνει τον αέρα κορεσμένο ή κοντά στον κορεσμό. Σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη, η σχετική υγρασία αλλάζει με τις εποχές - το χειμώνα είναι υψηλότερη, το καλοκαίρι είναι χαμηλότερη.

Ιδιαίτερα χαμηλή σχετική υγρασία στις ερήμους: 1 m 1 αέρα περιέχει δύο έως τρεις φορές λιγότερο από την ποσότητα υδρατμών που είναι δυνατή σε μια δεδομένη θερμοκρασία.

Για να μετρήσετε τη σχετική υγρασία χρησιμοποιήστε υγρόμετρο (από τα ελληνικά. Hygros - υγρό και metreco - μετράω).

Όταν ψύχεται, ο κορεσμένος αέρας δεν μπορεί να συγκρατήσει την ίδια ποσότητα υδρατμών· πυκνώνει (συμπυκνώνεται), μετατρέποντας σε σταγονίδια ομίχλης. Η ομίχλη μπορεί να παρατηρηθεί το καλοκαίρι σε μια καθαρή δροσερή νύχτα.

σύννεφα- αυτή είναι η ίδια ομίχλη, μόνο που σχηματίζεται όχι στην επιφάνεια της γης, αλλά σε ένα ορισμένο ύψος. Ανυψώνοντας, ο αέρας ψύχεται και οι υδρατμοί σε αυτόν συμπυκνώνονται. Οι μικροσκοπικές σταγόνες νερού που προκύπτουν αποτελούν τα σύννεφα.

Στο σχηματισμό νεφών εμπλέκονται και στερεά σωματίδιααιωρείται στην τροπόσφαιρα.

Τα σύννεφα μπορούν να έχουν διαφορετικό σχήμα, που εξαρτάται από τις συνθήκες σχηματισμού τους (Πίνακας 14).

Τα χαμηλότερα και βαρύτερα σύννεφα είναι τα στρώματα. Βρίσκονται σε υψόμετρο 2 km από την επιφάνεια της γης. Σε υψόμετρο 2 έως 8 χλμ., παρατηρούνται πιο γραφικά σύννεφα. Τα υψηλότερα και ελαφρύτερα είναι τα σύννεφα κίρους. Βρίσκονται σε υψόμετρο από 8 έως 18 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της γης.

Οικογένειες	Γέννηση στα σύννεφα	Εξωτερική εμφάνιση
Α. Σύννεφα του ανώτερου στρώματος - πάνω από 6 km	Ι. Cirrus	Νηματόμορφο, ινώδες, λευκό
	II. Cirrocumulus	Στρώματα και ραβδώσεις από λεπτές νιφάδες και μπούκλες, λευκό
	III. Cirrostratus	Διαφανές υπόλευκο πέπλο
Β. Μεσαία σύννεφα - πάνω από 2 χλμ	IV. Υψοσρείτης	Ραφές και ραβδώσεις λευκού και γκρι χρώματος
	V. Υψηλή στρώση	Ένα ομοιόμορφο πέπλο από γαλακτώδες γκρι
Β. Σύννεφα χαμηλού επιπέδου - έως 2 km	Vi. Nimbostratus	Συμπαγές άμορφο γκρι στρώμα
	Vii. Stratocumulus	Μη ημιδιαφανή γκρίζα στρώματα και ραβδώσεις
	VIII. Πολυεπίπεδη	Ένα αδιαφανές σάβανο γκρι
Δ. Σύννεφα κατακόρυφης ανάπτυξης - από την κάτω προς την ανώτερη βαθμίδα	IX. Πυκνό σύννεφο	Τα μπαστούνια και οι θόλοι είναι φωτεινά λευκά, με σκισμένα άκρα στον άνεμο
	X. Cumulonimbus	Ισχυρές σωρευτικές μάζες, σκούρο μόλυβδο

Προστασία της ατμόσφαιρας

Η κύρια πηγή είναι βιομηχανικές επιχειρήσειςκαι αυτοκίνητα. Στις μεγάλες πόλεις, το πρόβλημα της ρύπανσης από αέριο στους κύριους συγκοινωνιακούς δρόμους είναι πολύ οξύ. Γι' αυτό σε πολλά μεγάλες πόλειςο κόσμος, συμπεριλαμβανομένης της χώρας μας, εισήγαγε περιβαλλοντικό έλεγχο της τοξικότητας των καυσαερίων των οχημάτων. Σύμφωνα με τους ειδικούς, ο καπνός και η σκόνη του αέρα μπορεί να μειώσουν στο μισό την παροχή ηλιακής ενέργειας στην επιφάνεια της γης, κάτι που θα οδηγήσει σε αλλαγή των φυσικών συνθηκών.