Atmosfären förändras. Information och fakta om atmosfären. Jordens atmosfär. Atmosfärsbildningens historia

Miljösäkerhetsaspekter

Miljösäkerhet – summan av förhållanden under vilka en vetenskapligt grundad begränsning eller eliminering av ekonomisk verksamhets skadliga effekter på befolkningens liv och miljöns kvalitet uppnås.

Miljösäkerhet uppnås genom ett system av åtgärder (prognoser, planering, förberedelser för genomförandet av en uppsättning förebyggande åtgärder) som säkerställer en miniminivå av negativa effekter av naturen och de tekniska processerna för dess utveckling på människors liv och hälsa ( människor) samtidigt som takten i den ekonomiska utvecklingen bibehålls.

Miljökvaliteten består av individens kvalitet beståndsdelar i naturen(atmosfärisk luft, klimat, naturliga vatten, jordtäcke, etc.), husgeråd(produktion, bostäder, offentliga bekvämligheter) och socioekonomiska förhållanden(inkomstnivå, utbildning).

På det nuvarande stadiet av historisk utveckling är det vanligt att skilja mellan två former av interaktion mellan samhälle och natur:

ekonomisk– Konsumtion av naturresurser.

miljö-– Skydd av den naturliga miljön för att bevara människor och deras naturliga livsmiljöer.

En person, som konsumerar miljöresurser för att tillfredsställa sina materiella och andliga behov, förändrar den naturliga miljön, vilket börjar påverka personen själv. Negativa antropogena aktiviteter visar sig i tre huvudriktningar:

· miljöförorening -processen att införa i miljön eller uppkomsten i den av nya, vanligtvis okarakteristiska medel som har en negativ inverkan på dess komponenter.

Det finns tre typer av föroreningar: fysisk (solstrålning, elektromagnetisk strålning, etc.), kemisk (aerosoler, tungmetaller, etc.), biologiska (bakteriologiska, mikrobiologiska). Varje typ av förorening har en karakteristisk och specifik föroreningskälla. Föroreningskälla – ett naturligt eller ekonomiskt föremål som är början på att en förorening kommer in i miljön. Skilja på naturlig Och antropogen föroreningskällor. Det antropogena flödet av ekotoxiska ämnen till miljön överväger det naturliga (50-80 %) och är endast i vissa fall jämförbart med det;

· utarmning av naturresurser;

· förstörelse av den naturliga miljön.

Omfattningen av mänsklig påverkan på naturen har blivit planetarisk under moderna förhållanden, och när det gäller kvantitativ effekt överstiger mänsklig aktivitet många naturliga processer, vilket leder till allvarliga miljökonsekvenser. Antropogen påverkan sträcker sig till alla de viktigaste komponenterna i biosfären: atmosfär, hydrosfär, litosfär. Låt oss gå vidare till deras detaljerade egenskaper.

I. Förändringar i atmosfärens tillstånd.

Atmosfär – gasformigt hölje av planeten som når en höjd av 1000 km. Bortom detta avstånd blir atmosfären sällsynt och passerar gradvis ut i rymden. Atmosfären tillhandahåller andningsfunktionen hos alla levande organismer; bestämmer den allmänna termiska regimen för planetens yta; skyddar mot skadlig kosmisk och ultraviolett strålning från solen. Atmosfärisk cirkulation påverkar lokala klimatförhållanden, och genom dem flodernas regim, indirekt vegetationstäcket och processerna för reliefbildning.

Specialister som studerar atmosfären identifierar flera zoner i den, belägna på olika höjder från jorden, beroende på deras temperatur (Fig.).

Troposfär det närmaste lagret till jordens yta, dess höjd är 9-16 km. I detta lager uppstår fenomen som vi kallar väder.

Stratosfär– ett lager som når en höjd av 45-50 km. Det är här som huvuddelen av atmosfäriskt ozon (20-25 km) koncentreras, vilket har extremt viktig biologisk betydelse - skyddar levande organismer från kortvågig ultraviolett strålning.

Mesosfären– lager beläget på höjder av 50-80 km från jordens yta. Detta lager kännetecknas av en snabb temperaturminskning, så vid dess övre gräns kan temperaturen nå – 100 o C.

Termosfär börjar på en höjd av mer än 80 km, dess övre gräns når 600-800 km. Detta är området för flygningar av konstgjorda jordsatelliter och interkontinentala ballistiska missiler. Termosfärens nedre gräns kännetecknas av en kontinuerlig ökning av temperaturen, som når +250 o C. Den viktigaste fysiska egenskapen hos detta lager är ökad jonisering, d.v.s. närvaron av ett stort antal elektriskt infekterade partiklar, vilket gör det möjligt att observera norrsken.

Exosfär– atmosfärens yttre skikt. Härifrån sprids atmosfäriska gaser ut i rymden. Exosfären skiljer sig från yttre rymden i närvaro av ett stort antal fria elektroner som bildar jordens övre strålningsbälten.

Även om de processer som sker i jordens atmosfär är extremt komplexa, är det kemisk sammansättning relativt homogen:

kväve (N 2) – 78,1 %

· syre (O 2) – 20,95 %

Argon (Ar) – 0,9 %

· koldioxid (CO 2) – 0,03 %

· väte (H 2), helium (He), neon (Ne) och andra gaser – 1,8*10 -4%.

Atmosfären har en kraftfull förmåga att självrena sig. Men genom att överskrida gränserna för denna förmåga förändrar mänsklig aktivitet den existerande balansen i naturen. De flesta av de miljömässigt negativa konsekvenserna av mänsklig aktivitet manifesteras i förorening av naturliga ämnen.

1. Luftföroreningar– är en förändring av luftens fysiska och kemiska sammansättning som hotar människors hälsa och liv, såväl som den naturliga livsmiljön.

I miljölitteraturen kallas föroreningar Föroreningar(ekotoxiska ämnen). Graden av luftföroreningar bedöms av två huvudgrupper av ekotoxiska ämnen:

a) cancerframkallande ämnen– bens(a)pyren, bensen, formaldehyd (vars källa är fordonsavgaser), samt bly, kadmium, nickel, krom, arsenik, koldisulfid, asbest, klorhaltiga ämnen (resultat av produktionsverksamhet) . Carcinogenesär en metalls förmåga att penetrera en cell och reagera med en DNA-molekyl, vilket leder till kromosomavvikelser i cellen.

b) icke-cancerframkallande ämnen– oxider av kväve, kol, svavel, ozon, damm och sotpartiklar. De vanligaste och mest kontrollerade föroreningarna, av vilka enligt UNEP upp till 25 miljarder ton släpps ut årligen, inkluderar:

· svaveldioxid och dammpartiklar – 200 miljoner ton/år;

· kväveoxider (N x O y) – 60 miljoner ton/år;

· koloxider (CO och CO 2) – 8000 miljoner ton/år;

· kolväten (C x H y) – 80 miljoner ton/år.

Under de senaste decennierna har en ansamling av rök och dimma bildats över industricentra och stora städer som kallas smog(från engelskan smoke - smoke and fog - fog). Dess struktur kan delas in i tre nivåer:

· den nedre, som ligger mellan husen, bildas av utsläpp av fordonsavgaser och upphöjt damm;

· den mellersta, matad av röken från värmesystem, ligger ovanför husen på en höjd av 20-30 meter;

· hög, på ett avstånd av 50-100 meter från jordens yta, består av utsläpp från industriföretag.

Smog försvårar andningen och bidrar till utvecklingen av stressreaktioner. Det är särskilt farligt för sjuka, äldre och små barn. (Londonsmoggen 1951 orsakade 3,5 tusen människors död på grund av exacerbation av lung-, hjärtsjukdomar och direkt förgiftning på två veckor. Ruhr-regionen 1962. 156 människor dog på tre dagar).

Huvudkomponenter fotokemisk smogär kväveoxider (NO 2, N 2 O) och kolväten. Samspelet mellan solljus och dessa föroreningar, koncentrerat nära jordens yta, leder till bildning av ozon, peroxiacetylnitrat (PAN) och andra ämnen som i egenskaper liknar tårgas. PANORERA – kemiskt aktiva organiska ämnen som irriterar slemhinnor, vävnader i andningsvägarna och mänskliga lungor; missfärga växternas grönska. Höga ozonkoncentrationer minskar spannmålsavkastningen, saktar ner växternas tillväxt och orsakar träddöd.

Ansamlingen av föroreningar i tillräcklig koncentration för att bilda photosmog underlättas av temperaturinversion – ett speciellt tillstånd i atmosfären där lufttemperaturen på en viss höjd är högre än temperaturen på luftmassorna i markskiktet. Detta lager av varm luft förhindrar vertikal blandning och gör det omöjligt för giftiga utsläpp att skingras. Med modern stadsplanering skapas liknande förutsättningar i städer med kvarter av flervåningshus. Inversionslagret av varm luft kan placeras på olika höjder, och ju lägre det är beläget ovanför de flesta föroreningskällor, desto mer komplicerad är situationen.

Nivåer av fotokemisk luftförorening är nära relaterade till fordonstrafikmönster. Under perioder med hög trafikintensitet på morgonen och kvällen är det en topp i utsläppen av kväveoxider och kolväten till atmosfären, vars reaktion med varandra orsakar fotokemiska luftföroreningar.

Höga koncentrationer och migration av föroreningar i atmosfärens luft stimulerar deras interaktion med bildningen av mer giftiga föreningar, vilket leder till växthuseffekten, uppkomsten av ozonhål, surt regn och andra miljöproblem.

2. Växthuseffekt – uppvärmning av atmosfären till följd av en ökning av mängden kolmonoxid (IV) och ett antal andra gaser som förhindrar att jordens termiska energi försvinner ut i rymden. Atmosfärens koldioxid bildar, tillsammans med vattenånga och andra polyatomära minigaser (CO 2, H 2 O, CH 4, NO 2, O 3), ett lager ovanför planetens yta som tillåter solstrålar (optisk räckvidd för elektromagnetisk vågor) för att nå jordens yta, men fördröjer omvänd termisk (långvågig infraröd) strålning. Ju högre koncentrationen av växthusgaser är, desto mer intensiv ackumuleras den termiska energin i atmosfärens ytskikt. Således är andelen vattenånga molekyler i bildandet av växthuseffekten 62 %; koldioxid - 22%; metan – 2,5%; kväveoxider - 4%; ozon - 7% och andra gaser 2,5%.

Ökningen av koldioxidhalten i atmosfären beror på en lång period av systematiskt ökad förbränning av fossila bränslen. Utvinning av gas, olja och kol, sönderfall av organiska rester och ökningen av antalet nötkreatur är källor till metan som kommer ut i atmosfären. Omfattningen av användningen av kvävegödselmedel och kolhaltiga bränslen i värmekraftverk inom jordbruket kännetecknas av mängden kväveoxider som släpps ut i atmosfären. Närvaron av vattenånga i atmosfären beror på intensiteten av vattenavdunstning från havsytan på grund av klimatuppvärmningen.

Växthuseffekten förstärks också av klorfluorkolväten (freoner) som används som lösningsmedel, kylmedel i kylaggregat och olika hushållsbehållare. Deras påverkan på växthuseffekten är 1000 gånger starkare än påverkan av en lika stor mängd koldioxid.

Konsekvensen av växthuseffekten är en ökning av temperaturen på jordens yta och klimatuppvärmningen. Som ett resultat finns det risk för att polarisen smälter, vilket kan orsaka översvämningar av låglänta kustlandområden. Dessutom kan en ökning av lufttemperaturen leda till en minskning av produktiviteten på jordbruksmark - ökenspridning(från den engelska öknen - desert). I detta avseende kommer befolkningen i de relevanta regionerna att uppleva livsmedelsbrist.

3. "Ozonhål" – områden med 40-50 % reduktion av ozon i atmosfären.

Ozon är en förening av tre syreatomer (O3), som bildas i de övre skikten av stratosfären och de nedre skikten av mesosfären från syre under påverkan av ultravioletta (UV) strålar från solljus. Resultatet av denna interaktion är att ozonskärmen absorberar cirka 99 % av solspektrumets UV-strålning, som har hög energi och är destruktiv för allt levande. En kvantitativ bedömning av ozontillståndet i atmosfären är ozonskiktets tjocklek, som beroende på årstid, latitud och longitud varierar från 2,5 till 5 relativa millimeter.

Många data tyder på att ozonskiktet börjar minska. Huvudprocessen för ozonförstöring orsakas av påverkan och ökningen av utsläppen av kväveoxider, vars källa är avgaserna från superliners med högt flygtak, olika raketsystem, vulkanutbrott och andra naturfenomen. En allvarlig fara för ozonskiktet är utsläpp av klorfluorkolväten (CFC) i atmosfären. Den allvarligaste ozonförstörelsen är förknippad med produktionen av freoner (CH 3 CL, CCL 2 F 2 och CCL 3 F), som används i stor utsträckning som fyllmedel i aerosolförpackningar, brandsläckare, köldmedier i kylskåp och luftkonditioneringsapparater och i tillverkning av polystyrenskum. Freoner som släpps ut i atmosfären kännetecknas av stor stabilitet och förblir i den i 60-100 år.

Freoner är kemiskt inerta och är ofarliga för människor. Men i stratosfären, under påverkan av kortvågig ultraviolett strålning från solen, sönderfaller deras molekyler och frigör klor.

Klormolekylen fungerar som en katalysator och förblir oförändrad i tiotusentals handlingar av förstörelse av ozonmolekyler. En kloratom kan förstöra 100 000 ozonmolekyler.

En minskning av ozonhalten i atmosfären med 1 % leder till en 1,5 % ökning av intensiteten av hård UV-strålning som faller in på vår planets yta. Även en liten minskning av ozonskiktet kan öka förekomsten av hudcancer, ha en negativ effekt på växter och djur och orsaka oförutsägbara förändringar i det globala klimatet.

Problemet med freoners påverkan på stratosfäriskt ozon har fått internationell betydelse, särskilt i samband med bildandet av "ozonhål". Ett internationellt program har antagits för att minska produktionen med freoner. Industriell produktion av så kallade alternativa köldmedier med låg relativ ozonaktivitetskoefficient har utvecklats och lanserats.

4. Surt regn – nederbörd (regn, snö, dimma), vars kemiska sammansättning kännetecknas av en låg pH faktor a. För att förstå denna fråga, låt oss komma ihåg att vattenmolekyler vanligtvis dissocierar till vätejoner (H +) och hydroxyljoner (OH -). En lösning med lika koncentrationer av väte och hydroxyljoner kallas neutral. Surheten i en lösning bestäms kvantitativt som logaritmen för koncentrationen av vätejoner, taget med motsatt tecken. Denna mängd kallas pH-faktor. pH-värdet = 7 kännetecknar neutralt vatten – varken surt eller basiskt. En minskning av pH med 1 innebär en ökning av lösningens sura egenskaper med 10 gånger. Ju lägre pH-värde, desto surare är lösningen.

Surt regn är resultatet av närvaron av svaveloxider och kväveoxider i atmosfären. De huvudsakliga källorna till dessa föreningar som kommer in i luften är förbränningsprocesserna av fossila bränslen som innehåller svavel; metallsmältning; fordonsdrift. Under påverkan av UV-strålning omvandlas svaveloxid (IV) till svaveloxid (VI), som reagerar med atmosfärisk vattenånga och bildar svavelsyra, som är mycket hygroskopisk och kan bilda giftig dimma. Tillsammans med svaveloxider blandas kväveoxider med vattnets porer för att bilda salpetersyra. Dessa två syror, liksom salterna av dessa syror, orsakar surt regn. Ju högre innehåll av dessa syror i luften, desto oftare faller surt regn.

Sur nederbörd finns inom en radie av 10-20 km runt industrijättar. De mest ogynnsamma regionerna i Ryssland för sur nederbörd inkluderar: Kolahalvön, den östra sluttningen av Uralområdet och Taimyr-regionen. Sura aerosolpartiklar har låg nedfallshastighet och kan transporteras till avlägsna områden 100-1000 km från föroreningskällor.

Surt regn leder till förstörelse av byggnader och strukturer, särskilt de som är gjorda av sandsten och kalksten. Atmosfärens korrosiva aggressivitet ökar avsevärt, vilket orsakar korrosion av metallföremål och strukturer.

Det är inte nederbörden i sig som utgör en särskild fara, utan de sekundära processer den orsakar. Under påverkan av surt regn förändras jordens biokemiska egenskaper, sötvattens och skogars tillstånd. Som ett resultat av förändringar i pH i mark och vatten ökar lösligheten av tungmetaller i dem. Komponenterna i surt regn, efter att ha interagerat med tungmetaller, omvandlar dem till en form som är lättsmält av växter.

Längre fram i näringskedjan kommer tungmetaller in i fiskar, djur och människors kroppar. Till vissa gränser är organismer skyddade från de direkta skadliga effekterna av surhet, men ansamling (ackumulering) av tungmetaller utgör en allvarlig fara. Surt regn, som minskar pH i sjövatten, leder till att deras invånare dör. Väl i människokroppen binder tungmetalljoner lätt till proteiner, vilket undertrycker syntesen av makromolekyler och i allmänhet metabolism i celler.

5. Minska mängden syre (O 2). För mer än tre miljarder år sedan utvecklades enkla celler som livnär sig på kemikalier lösta i vatten till organismer som kan fotosyntes och började producera syre. För ungefär två miljarder år sedan började innehållet av fritt syre i jordens atmosfär att öka. Ett skyddande ozonskikt bildades av en del av atmosfärens syre under påverkan av solljus, varefter landväxter och djur började utvecklas. Atmosfärens syrehalt har genomgått betydande förändringar över tiden eftersom nivåerna av dess produktion och användning har förändrats. (Ris.)

Under moderna förhållanden är de främsta producenterna av syre på jorden gröna alger på havsytan (60 %), tropiska markskogar (30 %) och markväxter (10 %). Den möjliga minskningen av mängden syre på planeten beror på flera skäl.

för det första, en ökning av volymen av brända fossila bränslen (industri, värmekraftverk, transport). Enligt expertberäkningar kommer användningen av alla fyndigheter av kol, olja och naturgas som är tillgängliga för människor att minska syrehalten i luften med högst 0,15 %.

Bristen på syre i städernas luft bidrar till spridningen av lung- och hjärt- och kärlsjukdomar bland befolkningen.

6. Akustisk förorening – en ökning av ljudnivån i luften som har en irriterande effekt på en levande organism.

I det nuvarande utvecklingsstadiet av vetenskapliga och tekniska framsteg beror denna ökning på införandet av nya tekniska processer, en ökning av utrustningskapaciteten, mekanisering av produktionsprocesser, framväxten av kraftfulla medel för land-, luft- och vattentransporter, vilket har ledde till nästan konstant mänsklig exponering för höga (60-90 dB) bullernivåer. Detta bidrar till uppkomsten och utvecklingen av neurologiska, kardiovaskulära, auditiva och andra patologier.

I stadens totala bullerbakgrund är andelen transporter 60-80 %. Interna bullerkällor: sportspel, spel på lekplatser, lossning och lastning i butiker står för 10-20%. Bullerregimen i lägenheter består av buller som tränger in från utsidan och härrör från driften av ingenjörs- och sanitetsutrustning: hissar, pumpar, vattenpumpning, sopnedkast, ventilation, avstängningsventiler.

7. Minskad atmosfärisk transparens på grund av en ökning av innehållet av suspenderade föroreningar (damm). Damm är en komplex blandning av partiklar. Fasta eller flytande partiklar suspenderade i luften kallas aerosoler. De uppfattas som rök (aerosol med fasta partiklar), dimma (aerosol med flytande partiklar), dis eller dis.

Orsakerna till de huvudsakliga naturliga utsläppen av damm till atmosfären är dammstormar, jorderosion, vulkanisk aktivitet och havssprej. Källor till konstgjorda aerosolluftföroreningar är värmekraftverk, anrikningsanläggningar, metallurgiska och cementanläggningar, industriella soptippar, sprängning och konstruktion. Höga koncentrationer av aerosoler har registrerats i atmosfären i 50 ryska städer under många år. Den genomsnittliga koncentrationen av suspenderat material i de mest förorenade städerna når 250-300 μg/m3, vilket är två gånger högre än den genomsnittliga dagliga högsta tillåtna koncentrationen (MPC) på 150 μg/m3. År 2000, i staden Tambov, var den maximala enstaka markkoncentrationen av damm dubbelt så hög, d.v.s. det uppgick till 2 MPC.

Industridamm från industristäder innehåller metalloxider, av vilka många är giftiga: oxider av mangan, bly, molybden, vanadin, antimon, tellur. Deras effekt på en levande organism beror på dammpartiklarnas storlek, deras natur och kemiska sammansättning (Fig.).

Suspenderade partiklar försvårar inte bara andningen, orsakar allergier och förgiftningar, utan leder också till klimatförändringar eftersom de reflekterar solstrålningen och gör det svårt att ta bort värme från jorden. Damm påskyndar förstörelsen av metallkonstruktioner, byggnader och strukturer. En minskad atmosfärisk transparens bidrar till störningar för flyg och sjöfart, vilket ofta orsakar stora transportolyckor.

Relaterad information.

Atmosfär(från den grekiska atmosfären - ånga och spharia - boll) - jordens luftskal som roterar med det. Atmosfärens utveckling var nära relaterad till de geologiska och geokemiska processerna som förekommer på vår planet, såväl som till levande organismers aktiviteter.

Atmosfärens nedre gräns sammanfaller med jordens yta, eftersom luft tränger in i de minsta porerna i jorden och löses även i vatten.

Den övre gränsen på en höjd av 2000-3000 km övergår gradvis till yttre rymden.

Tack vare atmosfären, som innehåller syre, är liv på jorden möjligt. Atmosfäriskt syre används i andningsprocessen hos människor, djur och växter.

Om det inte fanns någon atmosfär skulle jorden vara lika tyst som månen. När allt kommer omkring är ljud vibrationen av luftpartiklar. Den blå färgen på himlen förklaras av det faktum att solens strålar, som passerar genom atmosfären, som genom en lins, sönderdelas i sina beståndsfärger. I det här fallet är strålarna av blå och blå färger mest utspridda.

Atmosfären fångar det mesta av solens ultravioletta strålning, vilket har en skadlig effekt på levande organismer. Det behåller också värme nära jordens yta, vilket hindrar vår planet från att svalna.

Atmosfärens struktur

I atmosfären kan flera lager urskiljas, olika i densitet (Fig. 1).

Troposfär

Troposfär- det lägsta lagret av atmosfären, vars tjocklek ovanför polerna är 8-10 km, i tempererade breddgrader - 10-12 km och över ekvatorn - 16-18 km.

Ris. 1. Strukturen av jordens atmosfär

Luften i troposfären värms upp av jordytan, det vill säga av land och vatten. Därför minskar lufttemperaturen i detta lager med höjden med i genomsnitt 0,6 °C för varje 100 m. Vid troposfärens övre gräns når den -55 °C. Samtidigt, i området för ekvatorn vid troposfärens övre gräns, är lufttemperaturen -70 °C och i regionen av nordpolen -65 °C.

Cirka 80 % av atmosfärens massa är koncentrerad i troposfären, nästan all vattenånga är lokaliserad, åskväder, stormar, moln och nederbörd förekommer, och vertikal (konvektion) och horisontell (vind) rörelse av luft uppstår.

Vi kan säga att vädret huvudsakligen bildas i troposfären.

Stratosfär

Stratosfär- ett skikt av atmosfären som ligger ovanför troposfären på en höjd av 8 till 50 km. Himlens färg i detta lager ser lila ut, vilket förklaras av luftens tunnhet, på grund av vilken solens strålar nästan inte sprids.

Stratosfären innehåller 20 % av atmosfärens massa. Luften i detta lager är sällsynt, det finns praktiskt taget ingen vattenånga, och därför bildas nästan inga moln och nederbörd. Men stabila luftströmmar observeras i stratosfären, vars hastighet når 300 km/h.

Detta skikt är koncentrerat ozon(ozonskärm, ozonosfär), ett lager som absorberar ultravioletta strålar, hindrar dem från att nå jorden och skyddar därigenom levande organismer på vår planet. Tack vare ozon varierar lufttemperaturen vid stratosfärens övre gräns från -50 till 4-55 °C.

Mellan mesosfären och stratosfären finns en övergångszon - stratopausen.

Mesosfären

Mesosfären- ett lager av atmosfären som ligger på en höjd av 50-80 km. Luftdensiteten här är 200 gånger mindre än vid jordens yta. Färgen på himlen i mesosfären ser svart ut och stjärnor är synliga under dagen. Lufttemperaturen sjunker till -75 (-90)°C.

På en höjd av 80 km börjar termosfär. Lufttemperaturen i detta lager stiger kraftigt till en höjd av 250 m och blir sedan konstant: på en höjd av 150 km når den 220-240 ° C; på en höjd av 500-600 km överstiger 1500 °C.

I mesosfären och termosfären, under inverkan av kosmiska strålar, sönderfaller gasmolekyler till laddade (joniserade) partiklar av atomer, så denna del av atmosfären kallas jonosfär- ett lager av mycket förtärnad luft, beläget på en höjd av 50 till 1000 km, huvudsakligen bestående av joniserade syreatomer, kväveoxidmolekyler och fria elektroner. Detta lager kännetecknas av hög elektrifiering, och långa och medelstora radiovågor reflekteras från det, som från en spegel.

I jonosfären uppträder norrsken - glöden från förtärnade gaser under påverkan av elektriskt laddade partiklar som flyger från solen - och skarpa fluktuationer i magnetfältet observeras.

Exosfär

Exosfär- det yttre lagret av atmosfären som ligger över 1000 km. Detta skikt kallas även spridningssfären, eftersom gaspartiklar rör sig här med hög hastighet och kan spridas ut i rymden.

Atmosfärisk sammansättning

Atmosfären är en blandning av gaser som består av kväve (78,08%), syre (20,95%), koldioxid (0,03%), argon (0,93%), en liten mängd helium, neon, xenon, krypton (0,01%), ozon och andra gaser, men deras innehåll är försumbart (tabell 1). Den moderna sammansättningen av jordens luft etablerades för mer än hundra miljoner år sedan, men den kraftigt ökade mänskliga produktionsaktiviteten ledde ändå till dess förändring. För närvarande sker en ökning av CO 2 -halten med cirka 10-12%.

Gaserna som utgör atmosfären fyller olika funktionella roller. Men den huvudsakliga betydelsen av dessa gaser bestäms främst av det faktum att de mycket starkt absorberar strålningsenergi och därigenom har en betydande inverkan på temperaturregimen på jordens yta och atmosfär.

Tabell 1. Kemisk sammansättning av torr atmosfärisk luft nära jordytan

	Volymkoncentration. %	Molekylvikt, enheter
Syre
Koldioxid
Lustgas
	från 0 till 0,00001
Svaveldioxid	från 0 till 0,000007 på sommaren; från 0 till 0,000002 på vintern
	Från 0 till 0,000002	46,0055/17,03061
Azogdioxid
Kolmonoxid

Kväve, Den vanligaste gasen i atmosfären, den är kemiskt inaktiv.

Syre, till skillnad från kväve, är ett kemiskt mycket aktivt grundämne. Syrets specifika funktion är oxidation av organiskt material från heterotrofa organismer, stenar och underoxiderade gaser som släpps ut i atmosfären av vulkaner. Utan syre skulle det inte finnas någon nedbrytning av dött organiskt material.

Koldioxidens roll i atmosfären är extremt stor. Det kommer in i atmosfären som ett resultat av förbränningsprocesser, andning av levande organismer och förfall och är först och främst det huvudsakliga byggmaterialet för att skapa organiskt material under fotosyntesen. Dessutom är koldioxidens förmåga att överföra kortvågig solstrålning och absorbera en del av den termiska långvågsstrålningen av stor betydelse, vilket kommer att skapa den så kallade växthuseffekten, som kommer att diskuteras nedan.

Atmosfäriska processer, särskilt stratosfärens termiska regim, påverkas också av ozon. Denna gas fungerar som en naturlig absorbator av ultraviolett strålning från solen, och absorptionen av solstrålning leder till uppvärmning av luften. Genomsnittliga månadsvärden för det totala ozoninnehållet i atmosfären varierar beroende på latitud och tid på året inom intervallet 0,23-0,52 cm (detta är ozonskiktets tjocklek vid marktryck och temperatur). Det finns en ökning av ozonhalten från ekvatorn till polerna och en årscykel med ett minimum på hösten och ett maximum på våren.

En karakteristisk egenskap hos atmosfären är att innehållet i huvudgaserna (kväve, syre, argon) ändras något med höjden: på en höjd av 65 km i atmosfären är kvävehalten 86%, syre - 19, argon - 0,91 , på en höjd av 95 km - kväve 77, syre - 21,3, argon - 0,82%. Konstantiteten hos atmosfärsluftens sammansättning vertikalt och horisontellt bibehålls genom dess blandning.

Förutom gaser innehåller luften vattenånga Och fasta partiklar. Den senare kan ha både naturligt och artificiellt (antropogent) ursprung. Dessa är pollen, små saltkristaller, vägdamm och aerosolföroreningar. När solens strålar tränger in i fönstret kan de ses med blotta ögat.

Det finns särskilt många partiklar i luften i städer och stora industricentra, där utsläpp av skadliga gaser och deras föroreningar som bildas vid bränsleförbränning läggs till aerosoler.

Koncentrationen av aerosoler i atmosfären bestämmer luftens genomskinlighet, vilket påverkar solstrålningen som når jordens yta. De största aerosolerna är kondensationskärnor (från lat. kondensatio- packning, förtjockning) - bidra till omvandlingen av vattenånga till vattendroppar.

Betydelsen av vattenånga bestäms i första hand av att den fördröjer långvågig värmestrålning från jordytan; representerar huvudlänken mellan stora och små fuktcykler; ökar lufttemperaturen vid kondensering av vattenbäddar.

Mängden vattenånga i atmosfären varierar i tid och rum. Koncentrationen av vattenånga vid jordens yta varierar alltså från 3 % i tropikerna till 2-10 (15) % i Antarktis.

Det genomsnittliga innehållet av vattenånga i atmosfärens vertikala kolumn på tempererade breddgrader är cirka 1,6-1,7 cm (detta är tjockleken på lagret av kondenserad vattenånga). Information om vattenånga i olika skikt av atmosfären är motsägelsefull. Man antog till exempel att i höjdområdet från 20 till 30 km ökar den specifika luftfuktigheten kraftigt med höjden. Efterföljande mätningar indikerar dock större torrhet i stratosfären. Tydligen beror den specifika luftfuktigheten i stratosfären lite på höjden och är 2-4 mg/kg.

Variabiliteten av vattenånginnehållet i troposfären bestäms av växelverkan mellan processerna för avdunstning, kondensation och horisontell transport. Som ett resultat av kondensering av vattenånga bildas moln och nederbörd faller i form av regn, hagel och snö.

Processerna med fasövergångar av vatten sker övervägande i troposfären, varför moln i stratosfären (på höjder av 20-30 km) och mesosfären (nära mesopausen), kallade pärlemorskimrande och silverfärgade, observeras relativt sällan, medan troposfäriska moln täcker ofta cirka 50 % av hela jordens yta.

Mängden vattenånga som kan finnas i luften beror på lufttemperaturen.

1 m 3 luft vid en temperatur av -20 ° C kan inte innehålla mer än 1 g vatten; vid 0 °C - högst 5 g; vid +10 °C - inte mer än 9 g; vid +30 °C - högst 30 g vatten.

Slutsats: Ju högre lufttemperatur, desto mer vattenånga kan den innehålla.

Luften kan vara rik Och inte mättad vattenånga. Så om vid en temperatur av +30 °C 1 m 3 luft innehåller 15 g vattenånga, är luften inte mättad med vattenånga; om 30 g - mättad.

Absolut fuktighetär mängden vattenånga som finns i 1 m3 luft. Det uttrycks i gram. Till exempel, om de säger "absolut luftfuktighet är 15", betyder det att 1 mL innehåller 15 g vattenånga.

Relativ luftfuktighet- detta är förhållandet (i procent) mellan det faktiska innehållet av vattenånga i 1 m 3 luft och mängden vattenånga som kan finnas i 1 m L vid en given temperatur. Om radion till exempel sänder en väderrapport om att den relativa luftfuktigheten är 70 % betyder det att luften innehåller 70 % av den vattenånga den kan hålla vid den temperaturen.

Ju högre relativ luftfuktighet, d.v.s. Ju närmare luften är ett tillstånd av mättnad, desto mer sannolikt är nederbörd.

Alltid hög (upp till 90%) relativ luftfuktighet observeras i ekvatorialzonen, eftersom lufttemperaturen förblir hög där under hela året och stor avdunstning sker från havsytan. Den relativa luftfuktigheten är också hög i polarområdena, men eftersom vid låga temperaturer även en liten mängd vattenånga gör luften mättad eller nästan mättad. På tempererade breddgrader varierar den relativa luftfuktigheten med årstiderna - den är högre på vintern, lägre på sommaren.

Den relativa luftfuktigheten i öknar är särskilt låg: 1 m 1 luft där innehåller två till tre gånger mindre vattenånga än vad som är möjligt vid en given temperatur.

För att mäta relativ luftfuktighet används en hygrometer (från grekiskans hygros - våt och metreco - jag mäter).

När den kyls kan mättad luft inte behålla samma mängd vattenånga, den tjocknar (kondenserar) och förvandlas till dimdroppar. Dimma kan observeras på sommaren på en klar, sval natt.

Moln- det här är samma dimma, bara den bildas inte på jordens yta, utan på en viss höjd. När luften stiger svalnar den och vattenångan i den kondenseras. De resulterande små dropparna av vatten utgör moln.

Molnbildning involverar också partiklar upphängd i troposfären.

Moln kan ha olika former, vilket beror på förhållandena för deras bildning (tabell 14).

De lägsta och tyngsta molnen är stratus. De ligger på en höjd av 2 km från jordens yta. På en höjd av 2 till 8 km kan mer pittoreska cumulusmoln observeras. De högsta och lättaste är cirrusmoln. De ligger på en höjd av 8 till 18 km över jordens yta.

Familjer	Typer av moln	Utseende
A. Övre moln - över 6 km	I. Cirrus	Trådliknande, fibrös, vit
	II. Cirrocumulus	Lager och åsar av små flingor och lockar, vita
	III. Cirrostratus	Genomskinlig vitaktig slöja
B. Mellanliggande moln - över 2 km	IV. Altocumulus	Lager och åsar av vit och grå färg
	V. Altostratifierad	Slät slöja av mjölkgrå färg
B. Låga moln - upp till 2 km	VI. Nimbostratus	Fast formlöst grått lager
	VII. Stratocumulus	Icke-transparenta lager och åsar av grå färg
	VIII. Skiktad	Ej genomskinlig grå slöja
D. Moln av vertikal utveckling - från den nedre till den övre nivån	IX. Stackmoln	Klubbar och kupoler är ljusa vita, med rivna kanter i vinden
	X. Cumulonimbus	Kraftfulla cumulusformade massor av mörk blyfärg

Atmosfäriskt skydd

De huvudsakliga källorna är industriföretag och bilar. I stora städer är problemet med gasföroreningar på de viktigaste transportvägarna mycket akuta. Det är därför många stora städer runt om i världen, inklusive vårt land, har infört miljökontroll av toxiciteten hos fordonsavgaser. Enligt experter kan rök och damm i luften minska tillförseln av solenergi till jordytan med hälften, vilket kommer att leda till en förändring av de naturliga förhållandena.

Troposfär

Dess övre gräns är på en höjd av 8-10 km i polar, 10-12 km i tempererade och 16-18 km i tropiska breddgrader; lägre på vintern än på sommaren. Atmosfärens nedre huvudskikt innehåller mer än 80 % av den totala massan av atmosfärisk luft och cirka 90 % av den totala vattenångan som finns i atmosfären. Turbulens och konvektion är högt utvecklad i troposfären, moln uppstår och cykloner och anticykloner utvecklas. Temperaturen minskar med ökande höjd med en genomsnittlig vertikal gradient på 0,65°/100 m

Tropopaus

Övergångsskiktet från troposfären till stratosfären, ett skikt av atmosfären där temperaturminskningen med höjden upphör.

Stratosfär

Ett lager av atmosfären som ligger på en höjd av 11 till 50 km. Kännetecknas av en liten temperaturförändring i 11-25 km skiktet (det nedre skiktet av stratosfären) och en ökning av temperaturen i 25-40 km skiktet från -56,5 till 0,8 ° C (övre skiktet av stratosfären eller inversionsregionen) . Efter att ha nått ett värde av cirka 273 K (nästan 0 °C) på en höjd av cirka 40 km, förblir temperaturen konstant upp till en höjd av cirka 55 km. Denna region med konstant temperatur kallas stratopaus och är gränsen mellan stratosfären och mesosfären.

Stratopaus

Atmosfärens gränsskikt mellan stratosfären och mesosfären. I den vertikala temperaturfördelningen finns ett maximum (ca 0 °C).

Mesosfären

Mesosfären börjar på en höjd av 50 km och sträcker sig till 80-90 km. Temperaturen minskar med höjden med en genomsnittlig vertikal gradient på (0,25-0,3)°/100 m. Den huvudsakliga energiprocessen är strålningsvärmeöverföring. Komplexa fotokemiska processer som involverar fria radikaler, vibrationsexiterade molekyler etc. orsakar atmosfärisk luminescens.

Mesopause

Övergångsskikt mellan mesosfären och termosfären. Det finns ett minimum i den vertikala temperaturfördelningen (ca -90 °C).

Karman Line

Höjden över havet, som är konventionellt accepterad som gränsen mellan jordens atmosfär och rymden. Karmanlinjen ligger på en höjd av 100 km över havet.

Gräns ​​för jordens atmosfär

Termosfär

Den övre gränsen är ca 800 km. Temperaturen stiger till höjder på 200-300 km, där den når värden i storleksordningen 1500 K, varefter den förblir nästan konstant till höga höjder. Under påverkan av ultraviolett och röntgensolstrålning och kosmisk strålning sker jonisering av luften ("auroras") - jonosfärens huvudregioner ligger inuti termosfären. På höjder över 300 km dominerar atomärt syre. Termosfärens övre gräns bestäms till stor del av solens nuvarande aktivitet. Under perioder med låg aktivitet sker en märkbar minskning av storleken på detta lager.

Termopaus

Området i atmosfären som gränsar till termosfären. I denna region är absorptionen av solstrålning försumbar och temperaturen förändras faktiskt inte med höjden.

Exosfär (spridningssfär)

Atmosfäriska lager upp till en höjd av 120 km

Exosfären är en spridningszon, den yttre delen av termosfären, belägen över 700 km. Gasen i exosfären är mycket sällsynt, och härifrån läcker dess partiklar in i det interplanetära rummet (förlust).

Upp till en höjd av 100 km är atmosfären en homogen, välblandad blandning av gaser. I högre lager beror fördelningen av gaser efter höjd på deras molekylvikter, koncentrationen av tyngre gaser minskar snabbare med avståndet från jordens yta. På grund av minskningen av gasdensiteten sjunker temperaturen från 0 °C i stratosfären till −110 °C i mesosfären. Den kinetiska energin hos enskilda partiklar på höjder av 200-250 km motsvarar dock en temperatur på ~150 °C. Över 200 km observeras betydande fluktuationer i temperatur och gasdensitet i tid och rum.

På en höjd av cirka 2000-3500 km övergår exosfären gradvis till det så kallade rumsnära vakuumet, som är fyllt med mycket förtärnade partiklar av interplanetär gas, främst väteatomer. Men denna gas representerar bara en del av den interplanetära materien. Den andra delen består av dammpartiklar av kometärt och meteoriskt ursprung. Förutom extremt sällsynta dammpartiklar tränger elektromagnetisk och korpuskulär strålning av sol- och galaktiskt ursprung in i detta utrymme.

Troposfären står för cirka 80% av atmosfärens massa, stratosfären - cirka 20%; massan av mesosfären är inte mer än 0,3%, termosfären är mindre än 0,05% av den totala massan av atmosfären. Baserat på de elektriska egenskaperna i atmosfären särskiljs neutronosfären och jonosfären. Man tror för närvarande att atmosfären sträcker sig till en höjd av 2000-3000 km.

Beroende på sammansättningen av gasen i atmosfären särskiljs homosfär och heterosfär. Heterosfären är ett område där gravitationen påverkar separationen av gaser, eftersom deras blandning på en sådan höjd är försumbar. Detta innebär en varierande sammansättning av heterosfären. Under den ligger en välblandad, homogen del av atmosfären som kallas homosfären. Gränsen mellan dessa skikt kallas turbopaus, den ligger på en höjd av cirka 120 km.

Atmosfären är det som gör livet möjligt på jorden. Vi får den allra första informationen och fakta om stämningen i grundskolan. På gymnasiet blir vi mer bekanta med detta koncept på geografilektionerna.

Begreppet jordens atmosfär

Inte bara jorden, utan även andra himlakroppar har en atmosfär. Detta är namnet på det gasformiga skalet som omger planeterna. Sammansättningen av detta gaslager varierar avsevärt mellan planeterna. Låt oss titta på grundläggande information och fakta om annars kallad luft.

Dess viktigaste komponent är syre. Vissa tror felaktigt att jordens atmosfär helt består av syre, men i själva verket är luft en blandning av gaser. Den innehåller 78 % kväve och 21 % syre. Den återstående procenten inkluderar ozon, argon, koldioxid och vattenånga. Även om andelen av dessa gaser är liten, fyller de en viktig funktion - de absorberar en betydande del av solstrålningsenergin och hindrar därigenom armaturen från att förvandla allt liv på vår planet till aska. Atmosfärens egenskaper förändras beroende på höjd. Till exempel, på en höjd av 65 km, är kväve 86% och syre är 19%.

Sammansättningen av jordens atmosfär

• Koldioxid nödvändig för växtnäring. Det uppträder i atmosfären som ett resultat av andningsprocessen hos levande organismer, ruttnande och förbränning. Dess frånvaro i atmosfären skulle göra förekomsten av några växter omöjlig.
• Syre- en viktig komponent i atmosfären för människor. Dess närvaro är ett villkor för existensen av alla levande organismer. Den utgör cirka 20 % av den totala volymen av atmosfäriska gaser.
• Ozonär en naturlig absorbator av ultraviolett solstrålning, som har en skadlig effekt på levande organismer. Det mesta bildar ett separat lager av atmosfären - ozonskärmen. Den senaste tiden har mänsklig aktivitet lett till att den gradvis börjar kollapsa, men eftersom den är av stor betydelse pågår ett aktivt arbete för att bevara och återställa den.
• vattenånga bestämmer luftfuktigheten. Dess innehåll kan variera beroende på olika faktorer: lufttemperatur, territoriellt läge, årstid. Vid låga temperaturer finns det mycket lite vattenånga i luften, kanske mindre än en procent, och vid höga temperaturer når dess mängd 4%.
• Utöver allt ovanstående innehåller sammansättningen av jordens atmosfär alltid en viss procentandel fasta och flytande föroreningar. Dessa är sot, aska, havssalt, damm, vattendroppar, mikroorganismer. De kan komma upp i luften både naturligt och antropogent.

Lager av atmosfären

Luftens temperatur, densitet och kvalitetssammansättning är inte densamma på olika höjder. På grund av detta är det vanligt att särskilja olika lager av atmosfären. Var och en av dem har sina egna egenskaper. Låt oss ta reda på vilka lager av atmosfären som särskiljs:

• Troposfären - detta lager av atmosfären är närmast jordens yta. Dess höjd är 8-10 km över polerna och 16-18 km i tropikerna. 90 % av all vattenånga i atmosfären finns här, så aktiv molnbildning uppstår. Även i detta lager observeras processer som luft (vind) rörelse, turbulens och konvektion. Temperaturerna varierar från +45 grader vid middagstid under den varma årstiden i tropikerna till -65 grader vid polerna.
• Stratosfären är det näst mest avlägsna lagret i atmosfären. Ligger på en höjd av 11 till 50 km. I det nedre lagret av stratosfären är temperaturen ungefär -55, när den flyttas bort från jorden stiger den till +1˚С. Denna region kallas en inversion och är gränsen mellan stratosfären och mesosfären.
• Mesosfären ligger på en höjd av 50 till 90 km. Temperaturen vid dess nedre gräns är cirka 0, vid den övre når den -80...-90 ˚С. Meteoriter som kommer in i jordens atmosfär brinner helt upp i mesosfären, vilket gör att luftglöd uppstår här.
• Termosfären är cirka 700 km tjock. Norrskenet visas i detta lager av atmosfären. De uppträder på grund av inverkan av kosmisk strålning och strålning som kommer från solen.
• Exosfären är zonen för luftspridning. Här är koncentrationen av gaser liten och de flyr gradvis ut i det interplanetära rymden.

Gränsen mellan jordens atmosfär och yttre rymden anses vara 100 km. Denna linje kallas Karmanlinjen.

Atmosfärstryck

När vi lyssnar på väderprognosen hör vi ofta barometertryck. Men vad betyder atmosfärstryck och hur kan det påverka oss?

Vi kom på att luft består av gaser och föroreningar. Var och en av dessa komponenter har sin egen vikt, vilket gör att atmosfären inte är viktlös, som man trodde fram till 1600-talet. Atmosfäriskt tryck är den kraft med vilken alla skikt av atmosfären trycker på jordens yta och på alla föremål.

Forskare utförde komplexa beräkningar och bevisade att atmosfären pressar med en kraft på 10 333 kg per kvadratmeter yta. Detta innebär att människokroppen utsätts för lufttryck, vars vikt är 12-15 ton. Varför känner vi inte detta? Det är vårt inre tryck som räddar oss, som balanserar det yttre. Du kan känna trycket från atmosfären när du är på ett flygplan eller högt uppe i bergen, eftersom atmosfärstrycket på höjden är mycket lägre. I det här fallet är fysiskt obehag, blockerade öron och yrsel möjliga.

Mycket kan sägas om den omgivande atmosfären. Vi vet många intressanta fakta om henne, och några av dem kan verka överraskande:

• Vikten av jordens atmosfär är 5 300 000 000 000 000 ton.
• Det främjar ljudöverföring. På en höjd av mer än 100 km försvinner denna egenskap på grund av förändringar i atmosfärens sammansättning.
• Atmosfärens rörelse framkallas av ojämn uppvärmning av jordens yta.
• En termometer används för att bestämma lufttemperaturen och en barometer används för att bestämma atmosfärens tryck.
• Närvaron av en atmosfär räddar vår planet från 100 ton meteoriter varje dag.
• Luftens sammansättning var fixerad i flera hundra miljoner år, men började förändras med början av snabb industriell aktivitet.
• Atmosfären tros sträcka sig uppåt till en höjd av 3000 km.

Atmosfärens betydelse för människor

Atmosfärens fysiologiska zon är 5 km. På en höjd av 5000 m över havet börjar en person uppleva syresvält, vilket uttrycks i en minskning av hans prestation och försämring av välbefinnande. Detta visar att en person inte kan överleva i ett utrymme där det inte finns denna fantastiska blandning av gaser.

All information och fakta om atmosfären bekräftar bara dess betydelse för människor. Tack vare dess närvaro blev det möjligt att utveckla liv på jorden. Redan idag, efter att ha bedömt omfattningen av skada som mänskligheten kan orsaka genom sina handlingar till den livgivande luften, bör vi fundera på ytterligare åtgärder för att bevara och återställa atmosfären.

Atmosfärens sammansättning och struktur.

Atmosfären är jordens gasformiga skal. Atmosfärens vertikala utsträckning är mer än tre jordradier (medelradien är 6371 km) och massan är 5,157x10 15 ton, vilket är ungefär en miljondel av jordens massa.

Uppdelningen av atmosfären i lager i vertikal riktning baseras på följande:

Sammansättning av atmosfärisk luft,

Fysikalisk-kemiska processer;

Temperaturfördelning efter höjd;

Interaktion mellan atmosfären och den underliggande ytan.

Atmosfären på vår planet är en mekanisk blandning av olika gaser, inklusive vattenånga, såväl som en viss mängd aerosoler. Sammansättningen av torr luft i de nedre 100 km förblir nästan konstant. Ren och torr luft, fri från vattenånga, damm och andra föroreningar, är en blandning av gaser, främst kväve (78 % av luftvolymen) och syre (21 %). Lite mindre än en procent är argon och det finns många andra gaser i mycket små mängder - xenon, krypton, koldioxid, väte, helium etc. (Tabell 1.1).

Kväve, syre och andra komponenter i atmosfärisk luft är alltid i ett gasformigt tillstånd i atmosfären, eftersom de kritiska temperaturerna, det vill säga de temperaturer vid vilka de kan vara i flytande tillstånd, är mycket lägre än de temperaturer som observeras vid ytan av jorden. Undantaget är koldioxid. Men för att övergå till ett flytande tillstånd, förutom temperatur, är det också nödvändigt att uppnå ett tillstånd av mättnad. Det finns lite koldioxid i atmosfären (0,03 %) och den finns i form av enskilda molekyler, jämnt fördelade bland molekylerna av andra atmosfäriska gaser. Under de senaste 60-70 åren har dess innehåll ökat med 10-12%, under påverkan av mänsklig aktivitet.

Det mest mottagliga för förändringar är innehållet av vattenånga, vars koncentration på jordens yta vid höga temperaturer kan nå 4%. Med ökande höjd och sjunkande temperatur minskar innehållet av vattenånga kraftigt (på en höjd av 1,5-2,0 km - med hälften och 10-15 gånger från ekvatorn till polen).

Massan av fasta föroreningar under de senaste 70 åren i atmosfären på norra halvklotet har ökat cirka 1,5 gånger.

Konstantiteten hos luftens gassammansättning säkerställs genom intensiv blandning av det undre luftlagret.

Gassammansättningen av de nedre lagren av torr luft (utan vattenånga)

Rollen och betydelsen av de viktigaste gaserna i atmosfärisk luft

SYRE (HANDLA OM) avgörande för nästan alla invånare på planeten. Detta är en aktiv gas. Det deltar i kemiska reaktioner med andra atmosfäriska gaser. Syre absorberar aktivt strålningsenergi, särskilt mycket korta våglängder mindre än 2,4 mikron. Under påverkan av ultraviolett solstrålning (X< 03 µm), sönderfaller syremolekylen till atomer. Atomiskt syre, i kombination med en syremolekyl, bildar ett nytt ämne - triatomärt syre eller ozon(Uns). Ozon finns främst på höga höjder. där hans roll för planeten är extremt fördelaktig. På jordens yta bildas ozon vid blixtnedslag.

Till skillnad från alla andra gaser i atmosfären, som är smak- och luktfria, har ozon en karakteristisk lukt. Översatt från grekiska betyder ordet "ozon" "stickande lukt". Efter ett åskväder är denna doft behaglig, den uppfattas som lukten av friskhet. I stora mängder är ozon ett giftigt ämne. I städer med ett stort antal bilar, och därför stora utsläpp av bilgaser, bildas ozon under påverkan av solljus i klart eller delvis molnigt väder. Staden är höljd i ett gulblått moln, sikten försämras. Detta är fotokemisk smog.

KVÄVE (N2) är en neutral gas, den reagerar inte med andra atmosfäriska gaser och deltar inte i absorptionen av strålningsenergi.

Upp till 500 km höjder består atmosfären huvudsakligen av syre och kväve. Dessutom, om kväve dominerar i det nedre lagret av atmosfären, finns det på höga höjder mer syre än kväve.

ARGON (Ar) är en neutral gas, reagerar inte och deltar inte i absorption eller emission av strålningsenergi. På samma sätt - xenon, krypton och många andra gaser. Argon är ett tungt ämne, det finns mycket lite av det i de höga skikten av atmosfären.

KOLDIOXID (CO2) i atmosfären är i genomsnitt 0,03 %. Denna gas är mycket nödvändig för växter och absorberas aktivt av dem. Den faktiska mängden av det i luften kan variera något. I industriområden kan dess mängd öka till 0,05 %. På landsbygden, ovanför skogar och åkrar finns det mindre av det. Över Antarktis finns det cirka 0,02 % koldioxid, dvs nästan Uz mindre än den genomsnittliga mängden i atmosfären. Samma mängd och ännu mindre över havet - 0,01 - 0,02%, eftersom koldioxid absorberas intensivt av vatten.

I luftskiktet som ligger i direkt anslutning till jordens yta upplever mängden koldioxid också dagliga fluktuationer.

Det är mer av det på natten, mindre på dagen. Detta förklaras av det faktum att under dagsljuset absorberas koldioxid av växter, men inte på natten. Växter på planeten tar cirka 550 miljarder ton syre från atmosfären under hela året och återför cirka 400 miljarder ton syre till den.

Koldioxid är helt transparent för solens kortvågiga strålar, men absorberar intensivt jordens termiska infraröda strålning. Relaterat till detta är problemet med växthuseffekten, om vilken diskussioner periodvis blossar upp på sidorna i den vetenskapliga pressen, och främst i massmedia.

HELIUM (Han) är en mycket lätt gas. Det kommer in i atmosfären från jordskorpan som ett resultat av det radioaktiva sönderfallet av torium och uran. Helium flyr ut i rymden. Minskningshastigheten för helium motsvarar hastigheten för dess inträde från jordens tarmar. Från en höjd av 600 km till 16 000 km består vår atmosfär huvudsakligen av helium. Detta är "jordens heliumkrona", enligt Vernadsky. Helium reagerar inte med andra atmosfäriska gaser och deltar inte i strålningsvärmeväxlingen.

VÄTE (Hg) är en ännu lättare gas. Det finns väldigt lite av det nära jordens yta. Det stiger till de övre lagren av atmosfären. I termosfären och exosfären blir atomärt väte den dominerande komponenten. Väte är det översta, yttersta skalet på vår planet. Över 16 000 km till atmosfärens övre gräns, det vill säga upp till höjder av 30 - 40 tusen km, dominerar väte. Således närmar sig den kemiska sammansättningen av vår atmosfär med höjd den kemiska sammansättningen av universum, där väte och helium är de vanligaste elementen. I den yttersta, extremt sällsynta delen av den övre atmosfären, flyr väte och helium från atmosfären. Deras individuella atomer har tillräckligt höga hastigheter för detta.