La atmósfera está cambiando. Información y hechos sobre la atmósfera. Atmósfera de la Tierra. Historia de la formación atmosférica.

Aspectos de seguridad ambiental

La seguridad ambiental – la suma de condiciones bajo las cuales se logra una limitación o eliminación con base científica de los efectos nocivos de las actividades económicas sobre la vida de la población y la calidad del medio ambiente.

La seguridad ambiental se logra mediante un sistema de medidas (previsión, planificación, preparación para la implementación de un conjunto de medidas preventivas) que aseguran un nivel mínimo de impactos adversos de la naturaleza y los procesos tecnológicos de su desarrollo en la vida y la salud de las personas ( humanos) manteniendo al mismo tiempo el ritmo del desarrollo económico.

La calidad del medio ambiente se compone de la calidad de las personas. componentes de la naturaleza(aire atmosférico, clima, aguas naturales, cobertura del suelo, etc.), artículos para el hogar(producción, vivienda, servicios públicos) y condiciones socioeconómicas(nivel de ingresos, educación).

En la etapa actual del desarrollo histórico, se acostumbra distinguir dos formas de interacción entre sociedad y naturaleza:

económico– consumo de recursos naturales;

ambiental– protección del medio ambiente natural para preservar a los seres humanos y su hábitat natural.

Una persona, al consumir recursos ambientales para satisfacer sus necesidades materiales y espirituales, cambia el entorno natural, lo que comienza a afectar a la propia persona. Las actividades antropogénicas negativas se manifiestan en tres direcciones principales:

· contaminación ambiental -el proceso de introducción en el medio ambiente o la aparición en él de nuevos agentes, generalmente poco característicos, que tienen un impacto negativo sobre sus componentes.

Existen tres tipos de contaminación: física (radiación solar, radiación electromagnética, etc.), química (aerosoles, metales pesados, etc.), biológica (bacteriológica, microbiológica). Cada tipo de contaminación tiene una fuente de contaminación característica y específica. Fuente de contaminación – un objeto natural o económico que es el inicio de la entrada de un contaminante al medio ambiente. Distinguir natural Y antropogénico fuentes de contaminación. El flujo antropogénico de ecotóxicos al medio ambiente prevalece sobre el natural (50-80%) y sólo en algunos casos es comparable a él;

· agotamiento de los recursos naturales;

· destrucción del medio ambiente natural.

La escala del impacto humano sobre la naturaleza en las condiciones modernas se ha vuelto planetaria y, en términos de efecto cuantitativo, la actividad humana supera muchos procesos naturales, lo que conduce a graves consecuencias ambientales. La influencia antropogénica se extiende a todos los componentes más importantes de la biosfera: atmósfera, hidrosfera, litosfera. Pasemos a sus características detalladas.

I. Cambios en el estado de la atmósfera.

Atmósfera – envoltura gaseosa del planeta que alcanza una altitud de 1000 km. Más allá de esta distancia, la atmósfera se enrarece y pasa gradualmente al espacio exterior. La atmósfera proporciona la función respiratoria de todos los organismos vivos; determina el régimen térmico general de la superficie del planeta; protege contra la dañina radiación cósmica y ultravioleta del sol. La circulación atmosférica afecta las condiciones climáticas locales y, a través de ellas, el régimen de los ríos, indirectamente la cubierta vegetal y los procesos de formación del relieve.

Los especialistas que estudian la atmósfera identifican en ella varias zonas, ubicadas a diferentes alturas de la Tierra, dependiendo de su temperatura (Fig.).

Troposfera la capa más cercana a la superficie de la Tierra, su altura es de 9 a 16 km. En esta capa ocurren fenómenos que llamamos clima.

Estratosfera– una capa que alcanza una altura de 45-50 km. Es aquí donde se concentra la mayor parte del ozono atmosférico (20-25 km), que tiene un significado biológico extremadamente importante: proteger a los organismos vivos de la radiación ultravioleta de onda corta.

mesosfera– capa ubicada a altitudes de 50 a 80 km desde la superficie terrestre. Esta capa se caracteriza por una rápida disminución de la temperatura, por lo que en su límite superior la temperatura puede alcanzar – 100 o C.

termosfera Comienza a una altitud de más de 80 km, su límite superior alcanza los 600-800 km. Esta es la zona de vuelos de satélites terrestres artificiales y misiles balísticos intercontinentales. El límite inferior de la termosfera se caracteriza por un aumento continuo de temperatura, alcanzando +250 o C. La característica física más importante de esta capa es el aumento de la ionización, es decir. la presencia de una gran cantidad de partículas contaminadas eléctricamente, lo que permite observar las auroras.

Exosfera– capa exterior de la atmósfera. Desde aquí, los gases atmosféricos se dispersan al espacio exterior. La exosfera se diferencia del espacio exterior por la presencia de una gran cantidad de electrones libres que forman los cinturones de radiación superiores de la Tierra.

Aunque los procesos que ocurren en la atmósfera terrestre son extremadamente complejos, composición química relativamente homogéneo:

nitrógeno (N 2) – 78,1%

· oxígeno (O 2) – 20,95%

Argón (Ar) – 0,9%

· dióxido de carbono (CO 2) – 0,03%

· hidrógeno (H 2), helio (He), neón (Ne) y otros gases – 1,8*10 -4%.

La atmósfera tiene una poderosa capacidad de autopurificarse. Sin embargo, superando los límites de esta capacidad, la actividad humana altera el equilibrio existente en la naturaleza. La mayoría de las consecuencias medioambientales negativas de la actividad humana se manifiestan en la contaminación de sustancias naturales.

1. Contaminación del aire– Es un cambio en la composición física y química del aire que amenaza la salud y la vida humana, así como el hábitat natural.

En la literatura ambiental, los contaminantes se llaman Contaminantes(ecotóxicos). El grado de contaminación del aire se evalúa mediante dos grupos principales de ecotóxicos:

a) carcinógenos– benzo(a)pireno, benceno, formaldehído (cuya fuente son los gases de escape de los vehículos), así como plomo, cadmio, níquel, cromo, arsénico, disulfuro de carbono, amianto y sustancias que contienen cloro (resultado de las actividades de producción). . Carcinogénesis es la capacidad de un metal para penetrar una célula y reaccionar con una molécula de ADN, provocando anomalías cromosómicas de la célula.

b) sustancias no cancerígenas– óxidos de nitrógeno, carbono, azufre, ozono, polvo y partículas de hollín. Los contaminantes más comunes y ampliamente controlados, de los cuales, según el PNUMA, se liberan anualmente hasta 25 mil millones de toneladas, incluyen:

· dióxido de azufre y partículas de polvo – 200 millones de toneladas/año;

· óxidos de nitrógeno (N x O y) – 60 millones de toneladas/año;

· óxidos de carbono (CO y CO 2) – 8.000 millones de toneladas/año;

· hidrocarburos (C x H y) – 80 millones de toneladas/año.

En las últimas décadas se ha formado una acumulación de humo y niebla sobre centros industriales y grandes ciudades denominada niebla tóxica(del inglés humo - humo y niebla - niebla). Su estructura se puede dividir en tres niveles:

· el inferior, situado entre las casas, se forma por la liberación de los gases de escape de los vehículos y el polvo levantado;

· el del medio, alimentado por el humo de los sistemas de calefacción, se encuentra encima de las casas a una altura de 20 a 30 metros;

· de altura, a una distancia de 50 a 100 metros de la superficie de la tierra, está formado por vertidos de empresas industriales.

El smog dificulta la respiración y contribuye al desarrollo de reacciones de estrés. Es especialmente peligroso para los enfermos, los ancianos y los niños pequeños. (El smog de Londres de 1951 provocó la muerte de 3,5 mil personas en dos semanas por exacerbación de enfermedades pulmonares, cardíacas e intoxicaciones directas. Región del Ruhr en 1962. 156 personas murieron en tres días).

Componentes principales humo fotoquimico son los óxidos de nitrógeno (NO 2, N 2 O) y los hidrocarburos. La interacción de la luz solar con estos contaminantes concentrados cerca de la superficie terrestre conduce a la formación de ozono, nitratos de peroxiacetilo (PAN) y otras sustancias similares en propiedades al gas lacrimógeno. CACEROLA – sustancias orgánicas químicamente activas que irritan las membranas mucosas, los tejidos del tracto respiratorio y los pulmones humanos; decolorar el verdor de las plantas. Las altas concentraciones de ozono reducen el rendimiento de los cereales, retardan el crecimiento de las plantas y provocan la muerte de los árboles.

La acumulación de impurezas en concentración suficiente para formar fotosmog se ve facilitada por inversión de temperatura – Estado especial de la atmósfera en el que, a cierta altitud, la temperatura del aire es superior a la temperatura de las masas de aire en la capa terrestre. Esta capa de aire caliente evita la mezcla vertical y imposibilita la disipación de las emisiones tóxicas. Con la planificación urbana moderna, se crean condiciones similares en ciudades con bloques de edificios de varios pisos. La capa de inversión de aire caliente puede ubicarse a diferentes alturas, y cuanto más baja esté por encima de la mayoría de las fuentes de contaminación, más complicada será la situación.

Los niveles de contaminación fotoquímica del aire están estrechamente relacionados con los patrones de tráfico de vehículos. Durante los períodos de alta intensidad de tráfico, por la mañana y por la noche, se produce un pico de emisiones a la atmósfera de óxidos de nitrógeno e hidrocarburos, cuya reacción entre sí provoca una contaminación fotoquímica del aire.

Las altas concentraciones y la migración de impurezas en el aire atmosférico estimulan su interacción con la formación de compuestos más tóxicos, lo que conduce al efecto invernadero, la aparición de agujeros de ozono, lluvia ácida y otros problemas ambientales.

2. Efecto invernadero – Calentamiento de la atmósfera como resultado de un aumento en la cantidad de monóxido de carbono (IV) y una serie de otros gases que impiden la disipación de la energía térmica de la Tierra hacia el espacio exterior. El dióxido de carbono de la atmósfera, junto con el vapor de agua y otros minigases poliatómicos (CO 2, H 2 O, CH 4, NO 2, O 3), forma una capa sobre la superficie del planeta que permite que los rayos solares (rango óptico de radiación electromagnética) ondas) para llegar a la superficie de la Tierra, pero retrasa la radiación térmica inversa (infrarroja de onda larga). Cuanto mayor es la concentración de gases de efecto invernadero, más intensa se acumula la energía térmica en las capas superficiales de la atmósfera. Así, la participación de las moléculas de vapor de agua en la formación del efecto invernadero es del 62%; dióxido de carbono – 22%; metano – 2,5%; óxidos de nitrógeno – 4%; ozono - 7% y otros gases 2,5%.

El aumento del contenido de dióxido de carbono en la atmósfera se debe a un largo período de aumento sistemático de la quema de combustibles fósiles. La extracción de gas, petróleo y carbón, la descomposición de residuos orgánicos y el aumento del número de ganado son fuentes de metano que ingresa a la atmósfera. La escala de uso de fertilizantes nitrogenados y combustibles que contienen carbono en las centrales térmicas en la agricultura se caracteriza por la cantidad de óxidos de nitrógeno emitidos a la atmósfera. La presencia de vapor de agua en la atmósfera se debe a la intensidad de la evaporación del agua de la superficie de los océanos debido al calentamiento climático.

El efecto invernadero también se ve reforzado por los clorofluorocarbonos (freones) utilizados como disolventes, refrigerantes en unidades de refrigeración y diversos recipientes domésticos. Su influencia sobre el efecto invernadero es 1.000 veces mayor que la influencia de una cantidad igual de dióxido de carbono.

La consecuencia del efecto invernadero es un aumento de la temperatura en la superficie terrestre y el calentamiento climático. Como resultado, existe el peligro de que el hielo polar se derrita, lo que podría provocar inundaciones en las zonas costeras bajas. Además, un aumento de la temperatura del aire puede provocar una disminución de la productividad de las tierras agrícolas. desertificación(del desierto inglés - desierto). En este sentido, la población de las regiones afectadas experimentará escasez de alimentos.

3. "Agujeros de ozono" – Áreas con una reducción del 40-50% del ozono en la atmósfera..

El ozono es un compuesto de tres átomos de oxígeno (O3), formado en las capas superiores de la estratosfera y en las capas inferiores de la mesosfera a partir del oxígeno bajo la influencia de los rayos ultravioleta (UV) de la luz solar. El resultado de esta interacción es la absorción por la pantalla de ozono de aproximadamente el 99% de la radiación ultravioleta del espectro solar, que tiene una alta energía y es destructiva para todos los seres vivos. Una evaluación cuantitativa del estado del ozono en la atmósfera es el espesor de la capa de ozono, que, según la estación, la latitud y la longitud, oscila entre 2,5 y 5 milímetros relativos.

Numerosos datos indican que la capa de ozono está empezando a disminuir. El principal proceso de destrucción del ozono es causado por la influencia y el aumento de las emisiones de óxidos de nitrógeno, cuya fuente son los gases de escape de los superliners con un techo de vuelo alto, varios sistemas de cohetes, erupciones volcánicas y otros fenómenos naturales. Un grave peligro para la capa de ozono es la liberación de clorofluorocarbonos (CFC) a la atmósfera. La destrucción más grave del ozono está asociada con la producción de freones (CH 3 CL, CCL 2 F 2 y CCL 3 F), que se utilizan ampliamente como relleno en envases de aerosoles, extintores de incendios, refrigerantes en refrigeradores y acondicionadores de aire, y en la producción de espuma de poliestireno. Los freones liberados a la atmósfera se caracterizan por una gran estabilidad y permanecen en ella durante 60 a 100 años.

Al ser químicamente inertes, los freones son inofensivos para los humanos. Sin embargo, en la estratosfera, bajo la influencia de la radiación ultravioleta de onda corta del Sol, sus moléculas se descomponen y liberan cloro.

La molécula de cloro actúa como catalizador, permaneciendo inalterada en decenas de miles de actos de destrucción de las moléculas de ozono. Un átomo de cloro puede destruir 100.000 moléculas de ozono.

Una disminución del 1% en el contenido de ozono en la atmósfera conduce a un aumento del 1,5% en la intensidad de la fuerte radiación ultravioleta que incide en la superficie de nuestro planeta. Incluso una ligera disminución de la capa de ozono puede aumentar la incidencia del cáncer de piel, tener efectos adversos en las plantas y los animales y provocar cambios impredecibles en el clima global.

El problema de la influencia de los freones en el ozono estratosférico ha adquirido importancia internacional, especialmente en relación con la formación de "agujeros de ozono". Se ha adoptado un programa internacional para reducir la producción utilizando freones. Se ha desarrollado y puesto en marcha la producción industrial de los llamados refrigerantes alternativos con un coeficiente relativo bajo de actividad de ozono.

4. Lluvia ácida – precipitación (lluvia, nieve, niebla), cuya composición química se caracteriza por un bajo pH factorizar un. Para entender esta cuestión recordemos que las moléculas de agua suelen disociarse en iones hidrógeno (H+) e iones hidroxilo (OH -). Una solución con concentraciones iguales de iones hidrógeno e hidroxilo se llama neutra. La acidez de una solución se determina cuantitativamente como el logaritmo de la concentración de iones de hidrógeno, tomado con el signo opuesto. Esta cantidad se llama pH-factor. El valor de pH = 7 caracteriza al agua neutra, ni ácida ni alcalina. Una disminución del pH en 1 significa un aumento de las propiedades ácidas de la solución en 10 veces. Cuanto menor sea el valor del pH, más ácida será la solución.

La lluvia ácida es el resultado de la presencia de óxidos de azufre y óxidos de nitrógeno en la atmósfera. Las principales fuentes de estos compuestos que ingresan al aire son los procesos de combustión de combustibles fósiles que contienen azufre; fundición de metales; operación del vehículo. Bajo la influencia de la radiación ultravioleta, el óxido de azufre (IV) se convierte en óxido de azufre (VI), que reacciona con el vapor de agua atmosférico para formar ácido sulfúrico, que es muy higroscópico y puede formar niebla tóxica. Junto con los óxidos de azufre, los óxidos de nitrógeno se mezclan con los poros del agua para formar ácido nítrico. Estos dos ácidos, así como las sales de estos ácidos, provocan la lluvia ácida. Cuanto mayor es el contenido de estos ácidos en el aire, más a menudo cae lluvia ácida.

La precipitación ácida está presente en un radio de 10 a 20 km alrededor de los gigantes industriales. Las regiones más desfavorables de Rusia para las precipitaciones ácidas incluyen: la península de Kola, la vertiente oriental de la Cordillera de los Urales y la región de Taimyr. Las partículas de aerosoles ácidos tienen una baja tasa de deposición y pueden transportarse a áreas remotas a 100-1000 km de las fuentes de contaminación.

La lluvia ácida provoca la destrucción de edificios y estructuras, especialmente las de arenisca y piedra caliza. La agresividad corrosiva de la atmósfera aumenta significativamente, lo que provoca la corrosión de objetos y estructuras metálicas.

No son las precipitaciones en sí las que suponen un peligro particular, sino los procesos secundarios que provocan. Bajo la influencia de la lluvia ácida, cambian las propiedades bioquímicas del suelo, el estado del agua dulce y los bosques. Como resultado de los cambios en el pH del suelo y el agua, aumenta la solubilidad de los metales pesados ​​en ellos. Los componentes de la lluvia ácida, después de interactuar con los metales pesados, los convierten en una forma fácilmente digerible para las plantas.

Más adelante en la cadena alimentaria, los metales pesados ​​ingresan al cuerpo de peces, animales y humanos. Hasta cierto punto, los organismos están protegidos de los efectos nocivos directos de la acidez, pero la acumulación (acumulación) de metales pesados ​​​​presenta un grave peligro. La lluvia ácida, que reduce el pH del agua de los lagos, provoca la muerte de sus habitantes. Una vez en el cuerpo humano, los iones de metales pesados ​​​​se unen fácilmente a las proteínas, suprimiendo la síntesis de macromoléculas y, en general, el metabolismo en las células.

5. Reduciendo la cantidad de oxígeno (O 2). Hace más de tres mil millones de años, células simples que se alimentaban de sustancias químicas disueltas en agua evolucionaron hasta convertirse en organismos capaces de realizar la fotosíntesis y comenzaron a producir oxígeno. Hace unos dos mil millones de años, el contenido de oxígeno libre en la atmósfera terrestre comenzó a aumentar. A partir de parte del oxígeno atmosférico, bajo la influencia de la luz solar, se formó una capa protectora de ozono, después de lo cual comenzaron a desarrollarse plantas y animales terrestres. El contenido de oxígeno de la atmósfera ha sufrido cambios significativos a lo largo del tiempo a medida que han cambiado los niveles de producción y uso. (Arroz.)

En las condiciones modernas, los principales productores de oxígeno en la Tierra son las algas verdes de la superficie del océano (60%), los bosques tropicales terrestres (30%) y las plantas terrestres (10%). La posible disminución de la cantidad de oxígeno en el planeta se debe a varios motivos.

En primer lugar, un aumento en el volumen de combustibles fósiles quemados (industria, centrales térmicas, transporte). Según cálculos de expertos, el uso de todos los depósitos de carbón, petróleo y gas natural accesibles al hombre reducirá el contenido de oxígeno en el aire no más del 0,15%.

La falta de oxígeno en el aire de las ciudades contribuye a la propagación de enfermedades pulmonares y cardiovasculares entre la población.

6. Contaminación acústica – un aumento en el nivel de ruido en el aire que tiene un efecto irritante en un organismo vivo.

En la etapa actual de desarrollo del progreso científico y tecnológico, este aumento se debe a la introducción de nuevos procesos tecnológicos, un aumento en la capacidad de los equipos, la mecanización de los procesos productivos, la aparición de poderosos medios de transporte terrestre, aéreo y acuático, que ha condujo a una exposición humana casi constante a niveles de ruido elevados (60-90 dB). Esto contribuye a la aparición y desarrollo de patologías neurológicas, cardiovasculares, auditivas y otras.

En el contexto general de ruido de la ciudad, la proporción del transporte es del 60-80%. Fuentes de ruido interno: los juegos deportivos, los juegos en los parques infantiles, las operaciones de carga y descarga en las tiendas representan entre el 10 y el 20%. El régimen de ruido en los apartamentos consiste en ruido que penetra desde el exterior y que resulta del funcionamiento de equipos de ingeniería y sanitarios: ascensores, bombas, bombeo de agua, vertederos de basura, ventilación, válvulas de cierre.

7. Transparencia atmosférica reducida. debido a un aumento en el contenido de impurezas en suspensión (polvo). El polvo es una mezcla compleja de partículas. Las partículas sólidas o líquidas suspendidas en el aire se denominan aerosoles. Se perciben como humo (aerosol con partículas sólidas), niebla (aerosol con partículas líquidas), neblina o neblina.

Las causas de las principales emisiones naturales de polvo a la atmósfera son las tormentas de polvo, la erosión del suelo, la actividad volcánica y las salpicaduras del mar. Las fuentes de contaminación del aire por aerosoles artificiales son las centrales térmicas, las plantas de enriquecimiento, las plantas metalúrgicas y cementeras, los vertederos industriales, las operaciones de voladura y la construcción. Desde hace muchos años se registran altas concentraciones de aerosoles en el aire atmosférico de 50 ciudades rusas. La concentración media de materia en suspensión en las ciudades más contaminadas alcanza los 250-300 μg/m3, dos veces más que la concentración máxima permisible (MPC) diaria media de 150 μg/m3. En el año 2000, en la ciudad de Tambov, la concentración máxima de polvo en el suelo era el doble, es decir, ascendió a 2 MPC.

El polvo industrial de las ciudades industriales contiene óxidos metálicos, muchos de los cuales son tóxicos: óxidos de manganeso, plomo, molibdeno, vanadio, antimonio y telurio. Su efecto sobre un organismo vivo depende del tamaño de las partículas de polvo, su naturaleza y composición química (Fig.).

Las partículas en suspensión no sólo dificultan la respiración, provocan alergias e intoxicaciones, sino que también provocan el cambio climático porque reflejan la radiación solar y dificultan la eliminación del calor de la Tierra. El polvo acelera la destrucción de estructuras, edificios y estructuras metálicas. Una disminución de la transparencia atmosférica contribuye a la interferencia con la aviación y el transporte marítimo, lo que a menudo provoca importantes accidentes de transporte.

Información relacionada.

Atmósfera(del griego atmos - vapor y spharia - bola) - la capa de aire de la Tierra, que gira con ella. El desarrollo de la atmósfera estuvo estrechamente relacionado con los procesos geológicos y geoquímicos que ocurren en nuestro planeta, así como con las actividades de los organismos vivos.

El límite inferior de la atmósfera coincide con la superficie de la Tierra, ya que el aire penetra en los poros más pequeños del suelo y se disuelve incluso en agua.

El límite superior a una altitud de 2000-3000 km pasa gradualmente al espacio exterior.

Gracias a la atmósfera, que contiene oxígeno, la vida en la Tierra es posible. El oxígeno atmosférico se utiliza en el proceso respiratorio de humanos, animales y plantas.

Si no hubiera atmósfera, la Tierra estaría tan silenciosa como la Luna. Después de todo, el sonido es la vibración de las partículas del aire. El color azul del cielo se explica por el hecho de que los rayos del sol, al atravesar la atmósfera, como a través de una lente, se descomponen en los colores que los componen. En este caso, los rayos de colores azul y azul son los que más se dispersan.

La atmósfera atrapa la mayor parte de la radiación ultravioleta del sol, que tiene un efecto perjudicial sobre los organismos vivos. También retiene el calor cerca de la superficie de la Tierra, evitando que nuestro planeta se enfríe.

La estructura de la atmósfera.

En la atmósfera se pueden distinguir varias capas que difieren en densidad (Fig. 1).

Troposfera

Troposfera- la capa más baja de la atmósfera, cuyo espesor sobre los polos es de 8 a 10 km, en latitudes templadas - de 10 a 12 km, y por encima del ecuador - de 16 a 18 km.

Arroz. 1. La estructura de la atmósfera terrestre.

El aire de la troposfera es calentado por la superficie terrestre, es decir, por la tierra y el agua. Por lo tanto, la temperatura del aire en esta capa disminuye con la altura en promedio 0,6 °C por cada 100 m, y en el límite superior de la troposfera alcanza los -55 °C. Al mismo tiempo, en la región del ecuador en el límite superior de la troposfera, la temperatura del aire es de -70 °C, y en la región del Polo Norte, de -65 °C.

Aproximadamente el 80% de la masa de la atmósfera se concentra en la troposfera, casi todo el vapor de agua se encuentra, se producen tormentas, tormentas, nubes y precipitaciones, y se produce movimiento de aire vertical (convección) y horizontal (viento).

Podemos decir que el clima se forma principalmente en la troposfera.

Estratosfera

Estratosfera- una capa de la atmósfera ubicada sobre la troposfera a una altitud de 8 a 50 km. El color del cielo en esta capa es violeta, lo que se explica por la delgadez del aire, por lo que los rayos del sol casi no se dispersan.

La estratosfera contiene el 20% de la masa de la atmósfera. El aire en esta capa está enrarecido, prácticamente no hay vapor de agua y, por lo tanto, casi no se forman nubes ni precipitaciones. Sin embargo, en la estratosfera se observan corrientes de aire estables, cuya velocidad alcanza los 300 km/h.

Esta capa está concentrada ozono(pantalla de ozono, ozonosfera), capa que absorbe los rayos ultravioleta impidiendo que lleguen a la Tierra y protegiendo así a los organismos vivos de nuestro planeta. Gracias al ozono, la temperatura del aire en el límite superior de la estratosfera oscila entre -50 y 4-55 °C.

Entre la mesosfera y la estratosfera existe una zona de transición: la estratopausa.

mesosfera

mesosfera- una capa de la atmósfera ubicada a una altitud de 50 a 80 km. La densidad del aire aquí es 200 veces menor que en la superficie de la Tierra. El color del cielo en la mesosfera parece negro y las estrellas son visibles durante el día. La temperatura del aire desciende a -75 (-90)°C.

A una altitud de 80 km comienza. termosfera. La temperatura del aire en esta capa aumenta bruscamente hasta una altura de 250 m, y luego se vuelve constante: a una altitud de 150 km alcanza 220-240 ° C; a una altitud de 500-600 km supera los 1500 °C.

En la mesosfera y la termosfera, bajo la influencia de los rayos cósmicos, las moléculas de gas se desintegran en partículas de átomos cargadas (ionizadas), por lo que esta parte de la atmósfera se llama ionosfera- una capa de aire muy enrarecido, situada a una altitud de 50 a 1000 km, compuesta principalmente por átomos de oxígeno ionizados, moléculas de óxido de nitrógeno y electrones libres. Esta capa se caracteriza por una alta electrificación y en ella se reflejan ondas de radio largas y medianas, como en un espejo.

En la ionosfera aparecen auroras (el resplandor de gases enrarecidos bajo la influencia de partículas cargadas eléctricamente que vuelan desde el Sol) y se observan fuertes fluctuaciones en el campo magnético.

Exosfera

Exosfera- la capa exterior de la atmósfera situada por encima de los 1000 km. Esta capa también se llama esfera de dispersión, ya que aquí las partículas de gas se mueven a gran velocidad y pueden dispersarse por el espacio exterior.

Composición atmosférica

La atmósfera es una mezcla de gases compuesta por nitrógeno (78,08%), oxígeno (20,95%), dióxido de carbono (0,03%), argón (0,93%), una pequeña cantidad de helio, neón, xenón, criptón (0,01%), ozono y otros gases, pero su contenido es insignificante (Tabla 1). La composición moderna del aire de la Tierra se estableció hace más de cien millones de años, pero el fuerte aumento de la actividad productiva humana provocó su cambio. Actualmente, hay un aumento en el contenido de CO 2 de aproximadamente un 10-12%.

Los gases que forman la atmósfera desempeñan diversas funciones funcionales. Sin embargo, el significado principal de estos gases está determinado principalmente por el hecho de que absorben muy fuertemente la energía radiante y, por lo tanto, tienen un impacto significativo en el régimen de temperatura de la superficie y la atmósfera de la Tierra.

Cuadro 1. Composición química del aire atmosférico seco cerca de la superficie terrestre.

	Concentración de volumen. %	Peso molecular, unidades
Oxígeno
Dióxido de carbono
Óxido nitroso
	de 0 a 0,00001
Dióxido de azufre	de 0 a 0,000007 en verano; de 0 a 0,000002 en invierno
	De 0 a 0,000002	46,0055/17,03061
dióxido de azog
Monóxido de carbono

Nitrógeno, Es el gas más común en la atmósfera y es químicamente inactivo.

Oxígeno, a diferencia del nitrógeno, es un elemento químicamente muy activo. La función específica del oxígeno es la oxidación de la materia orgánica de organismos heterótrofos, rocas y gases poco oxidados emitidos a la atmósfera por los volcanes. Sin oxígeno no habría descomposición de la materia orgánica muerta.

El papel del dióxido de carbono en la atmósfera es extremadamente importante. Ingresa a la atmósfera como resultado de procesos de combustión, respiración de organismos vivos y descomposición y es, en primer lugar, el principal material de construcción para la creación de materia orgánica durante la fotosíntesis. Además, es de gran importancia la capacidad del dióxido de carbono para transmitir la radiación solar de onda corta y absorber parte de la radiación térmica de onda larga, lo que creará el llamado efecto invernadero, del que hablaremos a continuación.

Los procesos atmosféricos, especialmente el régimen térmico de la estratosfera, también están influenciados por ozono. Este gas sirve como absorbente natural de la radiación ultravioleta del sol y la absorción de la radiación solar provoca el calentamiento del aire. Los valores medios mensuales del contenido total de ozono en la atmósfera varían según la latitud y la época del año dentro del rango de 0,23 a 0,52 cm (este es el espesor de la capa de ozono bajo presión y temperatura del suelo). Hay un aumento del contenido de ozono desde el ecuador hacia los polos y un ciclo anual con un mínimo en otoño y un máximo en primavera.

Una propiedad característica de la atmósfera es que el contenido de los gases principales (nitrógeno, oxígeno, argón) cambia ligeramente con la altitud: a una altitud de 65 km en la atmósfera el contenido de nitrógeno es del 86%, oxígeno - 19, argón - 0,91 , a una altitud de 95 km: nitrógeno 77, oxígeno - 21,3, argón - 0,82%. La constancia de la composición del aire atmosférico vertical y horizontalmente se mantiene mediante su mezcla.

Además de gases, el aire contiene vapor de agua Y partículas sólidas. Estos últimos pueden tener origen tanto natural como artificial (antropógeno). Se trata de polen, pequeños cristales de sal, polvo de carreteras e impurezas de aerosoles. Cuando los rayos del sol penetran por la ventana, se pueden ver a simple vista.

Especialmente hay muchas partículas finas en el aire de las ciudades y los grandes centros industriales, donde a los aerosoles se suman las emisiones de gases nocivos y sus impurezas formadas durante la combustión de combustible.

La concentración de aerosoles en la atmósfera determina la transparencia del aire, lo que incide en la radiación solar que llega a la superficie terrestre. Los aerosoles más grandes son los núcleos de condensación (de lat. condensación- compactación, espesamiento) - contribuyen a la transformación del vapor de agua en gotas de agua.

La importancia del vapor de agua está determinada principalmente por el hecho de que retrasa la radiación térmica de onda larga de la superficie terrestre; representa el eslabón principal de los ciclos de humedad grandes y pequeños; aumenta la temperatura del aire durante la condensación de los lechos de agua.

La cantidad de vapor de agua en la atmósfera varía en el tiempo y el espacio. Así, la concentración de vapor de agua en la superficie terrestre oscila entre el 3% en los trópicos y el 2-10 (15)% en la Antártida.

El contenido medio de vapor de agua en la columna vertical de la atmósfera en latitudes templadas es de aproximadamente 1,6-1,7 cm (este es el espesor de la capa de vapor de agua condensado). La información sobre el vapor de agua en diferentes capas de la atmósfera es contradictoria. Se suponía, por ejemplo, que en el rango de altitud de 20 a 30 km la humedad específica aumenta fuertemente con la altitud. Sin embargo, mediciones posteriores indican una mayor sequedad de la estratosfera. Al parecer, la humedad específica en la estratosfera depende poco de la altitud y es de 2 a 4 mg/kg.

La variabilidad del contenido de vapor de agua en la troposfera está determinada por la interacción de los procesos de evaporación, condensación y transporte horizontal. Como resultado de la condensación del vapor de agua, se forman nubes y precipitaciones en forma de lluvia, granizo y nieve.

Los procesos de transición de fase del agua ocurren predominantemente en la troposfera, por lo que las nubes en la estratosfera (a altitudes de 20 a 30 km) y la mesosfera (cerca de la mesopausa), llamadas nacaradas y plateadas, se observan relativamente raramente, mientras que las nubes troposféricas. A menudo cubren alrededor del 50% de toda la superficie terrestre.

La cantidad de vapor de agua que puede contener el aire depende de la temperatura del aire.

1 m 3 de aire a una temperatura de -20 ° C no puede contener más de 1 g de agua; a 0 °C - no más de 5 g; a +10 °C - no más de 9 g; A +30 °C - no más de 30 g de agua.

Conclusión: Cuanto mayor sea la temperatura del aire, más vapor de agua puede contener.

El aire puede ser rico Y no saturado vapor de agua. Entonces, si a una temperatura de +30 °C 1 m 3 de aire contiene 15 g de vapor de agua, el aire no está saturado con vapor de agua; si 30 g - saturado.

Humedad absoluta es la cantidad de vapor de agua contenida en 1 m3 de aire. Se expresa en gramos. Por ejemplo, si dicen “la humedad absoluta es 15”, esto significa que 1 ml contiene 15 g de vapor de agua.

Humedad relativa- esta es la relación (en porcentaje) entre el contenido real de vapor de agua en 1 m 3 de aire y la cantidad de vapor de agua que puede contener 1 ml a una temperatura determinada. Por ejemplo, si la radio transmite un informe meteorológico que dice que la humedad relativa es del 70%, esto significa que el aire contiene el 70% del vapor de agua que puede contener a esa temperatura.

Cuanto mayor sea la humedad relativa, es decir Cuanto más cerca esté el aire de un estado de saturación, más probable será la precipitación.

En la zona ecuatorial se observa una humedad relativa del aire siempre alta (hasta un 90%), ya que allí la temperatura del aire permanece alta durante todo el año y se produce una gran evaporación desde la superficie de los océanos. La humedad relativa también es alta en las regiones polares, pero a bajas temperaturas incluso una pequeña cantidad de vapor de agua hace que el aire esté saturado o casi saturado. En latitudes templadas, la humedad relativa varía según las estaciones: es mayor en invierno y menor en verano.

La humedad relativa del aire en los desiertos es especialmente baja: 1 m 1 de aire contiene de dos a tres veces menos vapor de agua de lo que es posible a una temperatura determinada.

Para medir la humedad relativa se utiliza un higrómetro (del griego hygros - húmedo y metreco - mido).

Cuando se enfría, el aire saturado no puede retener la misma cantidad de vapor de agua; se espesa (se condensa) y se convierte en gotas de niebla. Se puede observar niebla en verano en una noche clara y fresca.

Nubes- Esta es la misma niebla, solo que no se forma en la superficie de la tierra, sino a cierta altura. A medida que el aire asciende, se enfría y el vapor de agua que contiene se condensa. Las pequeñas gotas de agua resultantes forman las nubes.

La formación de nubes también implica materia particular suspendido en la troposfera.

Las nubes pueden tener diferentes formas, que dependen de las condiciones de su formación (Tabla 14).

Las nubes más bajas y pesadas son los estratos. Están ubicados a una altitud de 2 km de la superficie terrestre. A una altitud de 2 a 8 km se pueden observar cúmulos más pintorescos. Las más altas y ligeras son los cirros. Se encuentran a una altitud de 8 a 18 km sobre la superficie terrestre.

Familias	tipos de nubes	Apariencia
A. Nubes superiores: por encima de 6 km	I. cirro	Hilos, fibrosos, blancos.
	II. Cirrocúmulo	Capas y crestas de pequeñas escamas y rizos, blancas.
	III. Cirrostrato	Velo blanquecino transparente
B. Nubes en niveles medios: por encima de 2 km	IV. Altocúmulo	Capas y crestas de color blanco y gris.
	V. Altoestratificado	Velo liso de color gris lechoso.
B. Nubes bajas: hasta 2 km.	VI. Nimboestrato	Capa gris sólida y informe
	VII. estratocúmulo	Capas opacas y crestas de color gris.
	VIII. en capas	Velo gris opaco
D. Nubes de desarrollo vertical: desde el nivel inferior al superior.	IX. Cúmulo	Los palos y las cúpulas son de color blanco brillante, con los bordes rasgados por el viento.
	X. cumulonimbos	Potentes masas en forma de cúmulos de color plomo oscuro.

Protección atmosférica

Las principales fuentes son las empresas industriales y los automóviles. En las grandes ciudades, el problema de la contaminación por gases en las principales rutas de transporte es muy grave. Es por eso que muchas grandes ciudades del mundo, incluido nuestro país, han introducido un control ambiental de la toxicidad de los gases de escape de los vehículos. Según los expertos, el humo y el polvo en el aire pueden reducir a la mitad el suministro de energía solar a la superficie terrestre, lo que provocará un cambio en las condiciones naturales.

Troposfera

Su límite superior está a una altitud de 8 a 10 km en latitudes polares, de 10 a 12 km en templadas y de 16 a 18 km en latitudes tropicales; menor en invierno que en verano. La capa principal inferior de la atmósfera contiene más del 80% de la masa total de aire atmosférico y aproximadamente el 90% del vapor de agua total presente en la atmósfera. En la troposfera la turbulencia y la convección están muy desarrolladas, surgen nubes y se desarrollan ciclones y anticiclones. La temperatura disminuye al aumentar la altitud con un gradiente vertical promedio de 0,65°/100 m

tropopausa

La capa de transición de la troposfera a la estratosfera, una capa de la atmósfera en la que se detiene la disminución de temperatura con la altura.

Estratosfera

Capa de la atmósfera ubicada a una altitud de 11 a 50 km. Caracterizado por un ligero cambio de temperatura en la capa de 11-25 km (capa inferior de la estratosfera) y un aumento de temperatura en la capa de 25-40 km de −56,5 a 0,8 °C (capa superior de la estratosfera o región de inversión) . Habiendo alcanzado un valor de aproximadamente 273 K (casi 0 °C) a una altitud de aproximadamente 40 km, la temperatura permanece constante hasta una altitud de aproximadamente 55 km. Esta región de temperatura constante se llama estratopausa y es el límite entre la estratosfera y la mesosfera.

estratopausa

La capa límite de la atmósfera entre la estratosfera y la mesosfera. En la distribución vertical de la temperatura hay un máximo (aproximadamente 0 °C).

mesosfera

La mesosfera comienza a una altitud de 50 km y se extiende hasta 80-90 km. La temperatura disminuye con la altura con un gradiente vertical promedio de (0,25-0,3)°/100 m. El principal proceso energético es la transferencia de calor radiante. Procesos fotoquímicos complejos que involucran radicales libres, moléculas excitadas por vibración, etc. causan luminiscencia atmosférica.

mesopausia

Capa de transición entre la mesosfera y la termosfera. En la distribución vertical de la temperatura hay un mínimo (alrededor de -90 °C).

Línea Karmán

La altura sobre el nivel del mar, que convencionalmente se acepta como el límite entre la atmósfera terrestre y el espacio. La línea Karman se encuentra a una altitud de 100 km sobre el nivel del mar.

Límite de la atmósfera terrestre.

termosfera

El límite superior es de unos 800 km. La temperatura aumenta a altitudes de 200-300 km, donde alcanza valores del orden de 1500 K, después de lo cual permanece casi constante en altitudes elevadas. Bajo la influencia de la radiación solar ultravioleta y de rayos X y la radiación cósmica, se produce la ionización del aire ("auroras"): las principales regiones de la ionosfera se encuentran dentro de la termosfera. En altitudes superiores a los 300 km predomina el oxígeno atómico. El límite superior de la termosfera está determinado en gran medida por la actividad actual del Sol. Durante los períodos de baja actividad, se produce una notable disminución del tamaño de esta capa.

termopausa

La región de la atmósfera adyacente a la termosfera. En esta región, la absorción de radiación solar es insignificante y la temperatura en realidad no cambia con la altitud.

Exosfera (esfera de dispersión)

Capas atmosféricas hasta una altitud de 120 km.

La exosfera es una zona de dispersión, la parte exterior de la termosfera, situada por encima de los 700 km. El gas en la exosfera está muy enrarecido y desde aquí sus partículas se filtran al espacio interplanetario (disipación).

Hasta una altitud de 100 km, la atmósfera es una mezcla de gases homogénea y bien mezclada. En las capas superiores, la distribución de los gases por altura depende de sus pesos moleculares; la concentración de gases más pesados ​​disminuye más rápidamente con la distancia a la superficie de la Tierra. Debido a la disminución de la densidad del gas, la temperatura desciende de 0 °C en la estratosfera a -110 °C en la mesosfera. Sin embargo, la energía cinética de las partículas individuales a altitudes de 200 a 250 km corresponde a una temperatura de ~150 °C. Por encima de los 200 km se observan importantes fluctuaciones de temperatura y densidad de gas en el tiempo y el espacio.

A una altitud de unos 2.000-3.500 km, la exosfera se convierte gradualmente en el llamado vacío del espacio cercano, que está lleno de partículas muy enrarecidas de gas interplanetario, principalmente átomos de hidrógeno. Pero este gas representa sólo una parte de la materia interplanetaria. La otra parte está formada por partículas de polvo de origen cometario y meteórico. Además de las partículas de polvo extremadamente enrarecidas, en este espacio penetra radiación electromagnética y corpuscular de origen solar y galáctico.

La troposfera representa aproximadamente el 80% de la masa de la atmósfera, la estratosfera, aproximadamente el 20%; la masa de la mesosfera no supera el 0,3%, la termosfera es menos del 0,05% de la masa total de la atmósfera. Según las propiedades eléctricas de la atmósfera, se distinguen la neutronosfera y la ionosfera. Actualmente se cree que la atmósfera se extiende hasta una altitud de 2000-3000 km.

Dependiendo de la composición del gas en la atmósfera, se distinguen la homosfera y la heterosfera. La heterosfera es una zona donde la gravedad afecta la separación de los gases, ya que su mezcla a tal altura es insignificante. Esto implica una composición variable de la heterosfera. Debajo se encuentra una parte homogénea y bien mezclada de la atmósfera llamada homósfera. El límite entre estas capas se llama turbopausa y se encuentra a una altitud de unos 120 km.

La atmósfera es lo que hace posible la vida en la Tierra. Recibimos las primeras informaciones y hechos sobre el ambiente en la escuela primaria. En la escuela secundaria nos familiarizamos más con este concepto en las lecciones de geografía.

Concepto de atmósfera terrestre.

No sólo la Tierra, sino también otros cuerpos celestes tienen atmósfera. Este es el nombre que se le da a la capa gaseosa que rodea a los planetas. La composición de esta capa de gas varía significativamente entre planetas. Veamos la información básica y los hechos sobre el también llamado aire.

Su componente más importante es el oxígeno. Algunas personas piensan erróneamente que la atmósfera terrestre está compuesta enteramente de oxígeno, pero en realidad el aire es una mezcla de gases. Contiene un 78% de nitrógeno y un 21% de oxígeno. El uno por ciento restante incluye ozono, argón, dióxido de carbono y vapor de agua. Aunque el porcentaje de estos gases es pequeño, cumplen una función importante: absorben una parte importante de la energía radiante del sol, evitando así que la luminaria convierta en cenizas toda la vida de nuestro planeta. Las propiedades de la atmósfera cambian según la altitud. Por ejemplo, a una altitud de 65 km, el nitrógeno es del 86% y el oxígeno es del 19%.

Composición de la atmósfera terrestre.

• Dióxido de carbono Necesario para la nutrición de las plantas. Aparece en la atmósfera como resultado del proceso de respiración de los organismos vivos, pudrición y combustión. Su ausencia en la atmósfera haría imposible la existencia de plantas.
• Oxígeno- un componente vital de la atmósfera para los humanos. Su presencia es una condición para la existencia de todos los organismos vivos. Constituye aproximadamente el 20% del volumen total de gases atmosféricos.
• Ozono es un absorbente natural de la radiación ultravioleta solar, que tiene un efecto perjudicial sobre los organismos vivos. La mayor parte forma una capa separada de la atmósfera: la pantalla de ozono. Recientemente, la actividad humana ha provocado que poco a poco esté empezando a colapsar, pero como es de gran importancia, se está trabajando activamente para conservarlo y restaurarlo.
• vapor de agua determina la humedad del aire. Su contenido puede variar dependiendo de varios factores: temperatura del aire, ubicación territorial, estación del año. A bajas temperaturas hay muy poco vapor de agua en el aire, tal vez menos del uno por ciento, y a altas temperaturas su cantidad alcanza el 4%.
• Además de todo lo anterior, la composición de la atmósfera terrestre siempre contiene un cierto porcentaje impurezas sólidas y líquidas. Estos son hollín, cenizas, sal marina, polvo, gotas de agua, microorganismos. Pueden llegar al aire tanto de forma natural como antropogénica.

Capas de la atmósfera

La temperatura, densidad y composición de calidad del aire no son las mismas en diferentes altitudes. Por este motivo, se acostumbra distinguir diferentes capas de la atmósfera. Cada uno de ellos tiene sus propias características. Averigüemos qué capas de la atmósfera se distinguen:

• Troposfera: esta capa de la atmósfera es la más cercana a la superficie de la Tierra. Su altura es de 8 a 10 km sobre los polos y de 16 a 18 km en los trópicos. Aquí se encuentra el 90% de todo el vapor de agua de la atmósfera, por lo que se produce una formación activa de nubes. También en esta capa se observan procesos como el movimiento del aire (viento), la turbulencia y la convección. Las temperaturas oscilan entre +45 grados al mediodía en la estación cálida en los trópicos y -65 grados en los polos.
• La estratosfera es la segunda capa más distante de la atmósfera. Ubicado a una altitud de 11 a 50 km. En la capa inferior de la estratosfera la temperatura es de aproximadamente -55ºC, alejándose de la Tierra sube a +1˚С. Esta región se llama inversión y es el límite de la estratosfera y la mesosfera.
• La mesosfera se encuentra a una altitud de 50 a 90 km. La temperatura en su límite inferior es de aproximadamente 0ºC, en el superior alcanza -80...-90 ˚С. Los meteoritos que entran en la atmósfera terrestre se queman por completo en la mesosfera, provocando que aquí se produzcan luminiscencias de aire.
• La termosfera tiene aproximadamente 700 km de espesor. La aurora boreal aparece en esta capa de la atmósfera. Aparecen por la influencia de la radiación cósmica y la radiación que emana del Sol.
• La exosfera es la zona de dispersión del aire. Aquí la concentración de gases es pequeña y poco a poco escapan al espacio interplanetario.

Se considera que el límite entre la atmósfera terrestre y el espacio exterior es de 100 km. Esta línea se llama línea de Karman.

Presión atmosférica

Cuando escuchamos el pronóstico del tiempo, a menudo escuchamos lecturas de presión barométrica. Pero, ¿qué significa la presión atmosférica y cómo puede afectarnos?

Descubrimos que el aire se compone de gases e impurezas. Cada uno de estos componentes tiene su propio peso, lo que significa que la atmósfera no carece de peso, como se creía hasta el siglo XVII. La presión atmosférica es la fuerza con la que todas las capas de la atmósfera presionan sobre la superficie de la Tierra y sobre todos los objetos.

Los científicos realizaron cálculos complejos y demostraron que la atmósfera presiona con una fuerza de 10.333 kg por metro cuadrado de superficie. Esto significa que el cuerpo humano está expuesto a la presión del aire, cuyo peso es de 12 a 15 toneladas. ¿Por qué no sentimos esto? Es nuestra presión interna la que nos salva, la que equilibra la externa. La presión de la atmósfera se puede sentir estando en un avión o en lo alto de las montañas, ya que la presión atmosférica en la altitud es mucho menor. En este caso, es posible que se produzcan molestias físicas, oídos tapados y mareos.

Se puede decir mucho sobre el ambiente que lo rodea. Conocemos muchos datos interesantes sobre ella, y algunos de ellos pueden parecer sorprendentes:

• El peso de la atmósfera terrestre es de 5.300.000.000.000.000 de toneladas.
• Promueve la transmisión del sonido. A una altitud de más de 100 km, esta propiedad desaparece debido a cambios en la composición de la atmósfera.
• El movimiento de la atmósfera es provocado por el calentamiento desigual de la superficie terrestre.
• Se utiliza un termómetro para determinar la temperatura del aire y un barómetro para determinar la presión de la atmósfera.
• La presencia de una atmósfera salva a nuestro planeta de 100 toneladas de meteoritos cada día.
• La composición del aire se mantuvo fija durante varios cientos de millones de años, pero comenzó a cambiar con el inicio de la rápida actividad industrial.
• Se cree que la atmósfera se extiende hasta una altura de 3.000 km.

La importancia de la atmósfera para los humanos.

La zona fisiológica de la atmósfera es de 5 km. A una altitud de 5000 m sobre el nivel del mar, una persona comienza a experimentar falta de oxígeno, que se expresa en una disminución de su rendimiento y un deterioro del bienestar. Esto demuestra que una persona no puede sobrevivir en un espacio donde no existe esta sorprendente mezcla de gases.

Toda la información y los hechos sobre la atmósfera sólo confirman su importancia para las personas. Gracias a su presencia, fue posible desarrollar vida en la Tierra. Ya hoy, habiendo evaluado la magnitud del daño que la humanidad es capaz de causar con sus acciones al aire que da vida, deberíamos pensar en nuevas medidas para preservar y restaurar la atmósfera.

Composición y estructura de la atmósfera.

La atmósfera es la capa gaseosa de la Tierra. La extensión vertical de la atmósfera es de más de tres radios terrestres (el radio promedio es de 6371 km) y la masa es de 5,157x10 15 toneladas, que es aproximadamente una millonésima parte de la masa de la Tierra.

La división de la atmósfera en capas en dirección vertical se basa en lo siguiente:

Composición del aire atmosférico,

Procesos físico-químicos;

Distribución de temperatura por altura;

Interacción de la atmósfera con la superficie subyacente.

La atmósfera de nuestro planeta es una mezcla mecánica de varios gases, incluido vapor de agua, así como una cierta cantidad de aerosoles. La composición del aire seco en los 100 kilómetros inferiores permanece casi constante. El aire limpio y seco, libre de vapor de agua, polvo y otras impurezas, es una mezcla de gases, principalmente nitrógeno (78% del volumen de aire) y oxígeno (21%). Un poco menos del uno por ciento es argón y hay muchos otros gases en cantidades muy pequeñas: xenón, criptón, dióxido de carbono, hidrógeno, helio, etc. (Tabla 1.1).

El nitrógeno, el oxígeno y otros componentes del aire atmosférico se encuentran siempre en estado gaseoso en la atmósfera, ya que las temperaturas críticas, es decir, las temperaturas a las que pueden estar en estado líquido, son mucho más bajas que las temperaturas observadas en la superficie de la tierra. La excepción es el dióxido de carbono. Sin embargo, para pasar a un estado líquido, además de la temperatura, también es necesario alcanzar un estado de saturación. Hay poco dióxido de carbono en la atmósfera (0,03%) y se encuentra en forma de moléculas individuales, distribuidas uniformemente entre las moléculas de otros gases atmosféricos. En los últimos 60-70 años, su contenido ha aumentado entre un 10 y un 12%, bajo la influencia de la actividad humana.

El más susceptible a cambios es el contenido de vapor de agua, cuya concentración en la superficie de la Tierra a altas temperaturas puede alcanzar el 4%. A medida que aumenta la altitud y disminuye la temperatura, el contenido de vapor de agua disminuye drásticamente (a una altitud de 1,5 a 2,0 km, a la mitad y de 10 a 15 veces desde el ecuador hasta el polo).

La masa de impurezas sólidas en los últimos 70 años en la atmósfera del hemisferio norte ha aumentado aproximadamente 1,5 veces.

La constancia de la composición gaseosa del aire se garantiza mediante la mezcla intensiva de la capa inferior de aire.

Composición del gas de las capas inferiores de aire seco (sin vapor de agua)

El papel y la importancia de los principales gases del aire atmosférico.

OXÍGENO (ACERCA DE) vital para casi todos los habitantes del planeta. Este es un gas activo. Participa en reacciones químicas con otros gases atmosféricos. El oxígeno absorbe activamente la energía radiante, especialmente las longitudes de onda muy cortas, inferiores a 2,4 micrones. Bajo la influencia de la radiación ultravioleta solar. (X< 03 µm), la molécula de oxígeno se desintegra en átomos. El oxígeno atómico, combinado con una molécula de oxígeno, forma una nueva sustancia: oxígeno triatómico o ozono(Onz). El ozono se encuentra principalmente en altitudes elevadas. Allá su Su papel para el planeta es extremadamente beneficioso. En la superficie de la Tierra, el ozono se forma durante las descargas de rayos.

A diferencia de todos los demás gases de la atmósfera, que son insípidos e inodoros, el ozono tiene un olor característico. Traducido del griego, la palabra "ozono" significa "olor acre". Después de una tormenta, este olor es agradable, se percibe como un olor a frescura. En grandes cantidades, el ozono es una sustancia tóxica. En las ciudades con un gran número de coches y, por tanto, con grandes emisiones de gases automovilísticos, el ozono se forma bajo la influencia de la luz solar en tiempo despejado o parcialmente nublado. La ciudad está envuelta en una nube de color amarillo azulado y la visibilidad empeora. Esto es smog fotoquímico.

EL NITRÓGENO (N2) es un gas neutro, no reacciona con otros gases atmosféricos y no participa en la absorción de energía radiante.

Hasta altitudes de 500 km, la atmósfera se compone principalmente de oxígeno y nitrógeno. Además, si el nitrógeno predomina en la capa inferior de la atmósfera, en las grandes altitudes hay más oxígeno que nitrógeno.

ARGÓN (Ar) es un gas neutro, no reacciona y no participa en la absorción ni emisión de energía radiante. Lo mismo ocurre con el xenón, el criptón y muchos otros gases. El argón es una sustancia pesada; hay muy poco en las capas altas de la atmósfera.

El DIÓXIDO DE CARBONO (CO2) en la atmósfera es en promedio del 0,03%. Este gas es muy necesario para las plantas y ellas lo absorben activamente. La cantidad real en el aire puede variar ligeramente. En las zonas industriales, su importe puede aumentar hasta el 0,05%. En las zonas rurales, por encima de los bosques y los campos, hay menos. Sobre la Antártida hay aproximadamente un 0,02% de dióxido de carbono, es decir, casi uz menos que la cantidad promedio en la atmósfera. La misma cantidad e incluso menos sobre el mar: 0,01 - 0,02%, ya que el agua absorbe intensamente el dióxido de carbono.

En la capa de aire directamente adyacente a la superficie terrestre, la cantidad de dióxido de carbono también varía diariamente.

Hay más por la noche y menos durante el día. Esto se explica por el hecho de que durante el día las plantas absorben dióxido de carbono, pero no durante la noche. Las plantas del planeta toman alrededor de 550 mil millones de toneladas de oxígeno de la atmósfera durante todo el año y le devuelven alrededor de 400 mil millones de toneladas de oxígeno.

El dióxido de carbono es completamente transparente a los rayos de onda corta del sol, pero absorbe intensamente la radiación infrarroja térmica de la Tierra. Relacionado con esto está el problema del efecto invernadero, sobre el que periódicamente estallan debates en las páginas de la prensa científica y, principalmente, en los medios de comunicación.

EL HELIO (Él) es un gas muy ligero. Ingresa a la atmósfera desde la corteza terrestre como resultado de la desintegración radiactiva del torio y el uranio. El helio se escapa al espacio exterior. La tasa de disminución del helio corresponde a la tasa de su entrada desde las entrañas de la Tierra. Desde una altitud de 600 km a 16.000 km, nuestra atmósfera se compone principalmente de helio. Esta es la “corona de helio de la Tierra”, según Vernadsky. El helio no reacciona con otros gases atmosféricos y no participa en el intercambio de calor radiante.

EL HIDRÓGENO (Hg) es un gas aún más ligero. Hay muy poco cerca de la superficie de la Tierra. Se eleva a las capas superiores de la atmósfera. En la termosfera y la exosfera, el hidrógeno atómico se convierte en el componente dominante. El hidrógeno es la capa más externa y superior de nuestro planeta. Por encima de los 16.000 km hasta el límite superior de la atmósfera, es decir, hasta altitudes de 30 a 40 mil km, predomina el hidrógeno. Así, la composición química de nuestra atmósfera con la altitud se acerca a la composición química del Universo, en el que el hidrógeno y el helio son los elementos más comunes. En la parte más exterior y extremadamente enrarecida de la atmósfera superior, el hidrógeno y el helio escapan de la atmósfera. Para ello, sus átomos individuales tienen velocidades suficientemente altas.