Изобразите графически строение атмосферы


Атмосфера поверхности земли

Изобразите графически строение атмосферы

Оболочка, которая покрывает нашу землю, называется атмосферой. Слово «атмосфера» в переводе с греческого означает — atmos — пар и spharia — шар. Формирование ее началось много миллиардов лет назад. Изначально она состояла из гелия и водорода, но в результате природных явлений, в которых принимали участие вулканы, атмосфера приобрела другой состав. Вулканы, во время извержения, выбрасывали газы, которые, впоследствии, вошли в состав атмосферы. Начался газообмен с водой, живыми организмами.

Атмосфера состоит из нескольких слоев, которые обеспечивают парниковый эффект: впускает тепло и не выпускает назад. Простирается атмосфера на несколько тысяч километров над землей и далее плавно переходит в космос. Воздух, которым мы дышим, тоже находится в атмосфере. Теперь, представьте, что было бы, если бы не было атмосферы.

Все природные явления, дождь, снег, гроза, ураганы, происходят в атмосфере.

Изобразите графически строение атмосферы


Значение атмосферы для земли

Трудно переоценить значение атмосферы земли.

  • Газовая оболочка способствует тому, что, земля не остывает ночью и не нагревается сильно днем. Луна, например, лишена атмосферы, поэтому на ней нет таких благоприятных условий.
  • Метеориты, которые время от времени, летят в сторону земли, сгорают в слоях атмосферы, чем защищают ее от удара.
  • Ультрафиолет, который исходит от солнца, не доходит в полном объеме до земли, так как в качестве защиты выступает атмосфера. Ультрафиолетовые лучи, в большом количестве, очень вредны для всего живого.
  • Одной из составляющей атмосферы является кислород, которым мы дышим.
  • Вода свершает кругооборот в атмосфере, воздушные массы движутся — благодаря этому, поддерживается влажность и температура, комфортные для жизни.

Изобразите графически строение атмосферы

Атмосфера для жизни на земле


Изобразите графически строение атмосферы

Атмосфера, в результате эволюции, прошла большой путь, прежде чем создались условия, благоприятные для всего живого. Если говорить о том, в какой части атмосферы, человек может дышать, это зона не превышает 5 км над уровнем моря. Выше этой отметки наступает кислородное голодание.

Ежедневно, метеориты, массой около 100 тон, летят в сторону Земли. Атмосфера надежно защищает Землю от них.

Если бы не было атмосферы, на земле отсутствовал бы звук, который вызван колебаниями частиц воздуха. Тепло на земле, тоже благодаря атмосфере, так как атмосфера не дает теплу уйти в открытый космос. Небо голубого цвета потому, что лучи солнца, проходя через атмосферу, как через линзу, разлагаются на цвета.

Строение атмосферы земли

Изобразите графически строение атмосферы

Между слоями атмосферы нет четких границ. Между ними есть пространства, которые считаются переходными. Переходные зоны между слоями, принято называть карманами. Здесь происходят основные изменения. Разные уровни атмосферы характерны определенными свойствами — температурой, плотностью, составом воздуха.


  1. Тропосфера
  2. Стратосфера
  3. Мезосфера
  4. Термосфера
  5. Экзосфера
  6. Ионосфера

Пространства между слоями, называются — тропопауза, стратопауза, мезопауза. Именно здесь осуществляется переход от одного слоя к другому.

Космический корабль, шаттл, находится в»кармане». На фото видны все слои атмосферы.

Шаттл на линии Кармана. На фото отчетливо видны все слои атмосферы

Слои атмосферы земли по порядку от поверхности земли

Изобразите графически строение атмосферы

Тропосфера — самый близкий к земле слой атмосферы, характерный высокой плотностью, Именно в этой части мы сейчас находимся. Именно здесь происходят все погодные изменения, формируются облака, образуются ветра. Чем выше вверх, в тропосфере температура понижается. На фотографии ниже — слои атмосферы, самый нижний — тропосфера.


Слои атмосферы из космоса. Самый нижний, оранжевый слой — тропосфера.

Стратосфера — этот слой характерен большим содержанием азота. Облаков здесь почти нет, так как очень маленькое содержание пара. В отличие от тропосферы, температура повышается с набором высоты. Именно здесь совершают свои полеты самолеты. Разряженный воздух и низкая температура, позволяют экономить топливо.

Изобразите графически строение атмосферы

Мезосфера — самый малоизученный слой. Летать могут здесь только самолеты с ракетным двигателем и то не больше 15-ти минут. Здесь давление газов очень маленькое и летательный аппарат зависнет в воздухе. В этом слое происходят фото-химические процессы, именно здесь обеспечивается голубое сияние неба.

Изобразите графически строение атмосферы


Термосфера —  самый протяженный слой атмосферы. Здесь температура достигает +2000 градусов. Но ощущается как очень холодная. Это происходит потому, что молекул газа очень мало для переноса тепла. Термосфера, это, по сути, открытый космос. Именно в этот слой был запущен первый спутник с Юрием Гагариным на борту. В этом слое летают спутники, которые изучают поверхность Земли.

Изобразите графически строение атмосферы

Экзосфера — самый верхний слой, после которого начинается космос. Состоит в основном из водорода. Через этот слой  происходит улетучивание газов в атмосферу.

Изобразите графически строение атмосферы

Ионосфера — смесь газов в этом слое очень маленькая. Поэтому воздух здесь разряженный и полеты космических кораблей невозможны. Ионосфера состоит из трех слоев, каждый из которых имеет свои характеристики. Недавние исследования показали, что ионосфера отражает радиоволны и тем самым, способствует передаче коротковолновых радиосигналов.

Изобразите графически строение атмосферы


Состав атмосферы земли

Атмосфера земли имеет состав, который состоит из газов, пыли, солей, продуктов горения, различных примесей. Основная составляющая — это газы. Состав газов не является постоянной величиной и все время меняется.

 

Изобразите графически строение атмосферы

  • Углекислый газ является важным компонентом. Он необходим растениям, которые его поглощают, а выделяют кислород. Так же он образуется от горения и гниения. Если бы не было углекислого газа, растения не смогли бы жить.
  • Кислород — играет большую и, даже, главную роль в жизни человека и животных. Без кислорода не было бы жизни на земле.

  • Водяной пар — содержание его в атмосфере колеблется от 1 до 4 процентов. Это зависит от температуры воздуха. При низкой температуре его количество уменьшается, а при высокой, увеличивается.
  • Наличие других газов, в атмосфере, очень мало. Неон, гелий, метан, водород и др. — менее 1 процента.
  • Азот — его концентрация самая большая, это самый малоактивный газ. Человек при дыхании, вдыхает, в том числе, и азот, но организм человека, азот не усваивает. В атмосфере он необходим, чтобы разбавить кислород, так как, в чистом виде, кислород опасен.
  • Озон — защищает нас от ультрафиолета. Но, наше время, в результате деятельности человека, характерно разрушением озонового слоя. Ведется очень важная работа, всеми странами мира, по его восстановлению.

Изобразите графически строение атмосферы

В результате деятельности человека — развитие промышленности, переработке природных ресурсов, в атмосферу выбрасывается много вредных веществ, которые образуют озоновые дыры. В озоновые дыры проникают ультрафиолетовые лучи и пагубно влияют на все живое. Ученые всего мира решают эту проблему.

Озоновая дыра в атмосфере над Антарктидой

Высота атмосферы земли


Изобразите графически строение атмосферы

Слои атмосферы находятся на разном уровне от земли и уходят вверх на определенное количество километров.

Тропосфера — в самой верхней точке достигает 18 км — на тропической широте. В широтах полярных — 8-10 км,

Изобразите графически строение атмосферы

Стратосфера — распространяется на высоту 50-55 км, этот слой характерен большим количеством озона. Температура здесь повышается и достигает отметки 0,8 градусов.

Изобразите графически строение атмосферы

Мезосфера — находится на высоте — 80-85 км. Наличие свободных радикалов обеспечивает северное сияние.

Изобразите графически строение атмосферы

Термосфера — начинается с 80-го километра и распространяется дальше на 800 км. Воздух здесь способен нагреваться до 1000 градусов тепла. Колебания температуры — 100 градусов в ту или другую сторону.


Изобразите графически строение атмосферы

Ионосфера — объединение термосферы и мезосферы.

Изобразите графически строение атмосферы

Масса атмосферы земли

Как и всякое физическое тело, атмосфера имеет вес. По сравнению с массой земли, масса атмосферы очень мала  и она составляет всего лишь одну миллионную долю от массы земли — 5,15*1015 т., т.е., приблизительно 5 квадриллионов миллионов тонн!

Изобразите графически строение атмосферы
Масса кислорода в атмосфере земли

Содержание кислорода в атмосфере оптимально для жизнедеятельности человека. Его количество составляет 21 процент. Масса кислорода в атмосфере Земли: 5.15 * * 0.231 = 1.08 * кг. Избыток как и недостаток его, влияет пагубно на человека. Большое количество кислорода в составе атмосферы, может привести к разрушению тканей и слепоте. Недостаток кислорода ведет к летальным последствиям. Уравновешивают уровень кислорода растения, которые вдыхают углекислый газ, а выдыхают кислород. Если кислород вступает в реакцию с водородом и углеродом, получается окисление. Например, со временем странницы книг желтеют — это результат окисления.


Изобразите графически строение атмосферы

Небо над землей голубого цвета, благодаря, кислороду, так как он рассеивает солнечные лучи. Из космоса видно, что землю окутывает дымка голубого цвета.

Азот в атмосфере земли

Изобразите графически строение атмосферы

Азот в составе атмосферы составляет самый большой процент из всех газов — 78 процентов. Образовался он, путем выделения горных пород, извержения вулканов. Молекулы азота обладают малой скоростью и низкой способностью соединяться с другими веществами. В результате, азот накапливался длительное время в атмосфере и является «разбавителем» кислорода. Если бы не было азота, от одной искры на земле сгорела бы вся растительность.

Вода в атмосфере земли

Вода и все ее составляющие, несомненно, играют важную роль, как на земле, так и в атмосфере. Она может находиться в трех состояниях — жидком, газообразном и твердом. Жидкое — дождь, газообразное — пар,твердое — лед. Не смотря на то, что ее соотношение в атмосфере очень мало, значение ее огромное.

  • Облака и пар задерживают и поглощают радиацию, которая идет от солнца.
  • Задерживают тепло в виде испарения, которое идет от земли.
  • Погоду и климат определяет вода, которая находится в атмосфере.

Распределение воды в атмосфере очень неравномерно. Например, над пустынями она составляет 0,01%, над другими регионами — до 4%. Общая масса ее составляет приблизительно 400 тысяч пирамид Хеопса, 1,5 триллиона тонн. Непрерывно происходит круговорот воды — на землю льется дождь, восполняя водой, реки и моря, а с водоемов вода, наоборот, испаряется и поднимается вверх.

Эволюция атмосферы земли

Изобразите графически строение атмосферы

Земля сформировалась 4,5 миллиардов лет назад. С ее развитием формировалась и атмосфера. Ее состав поначалу, конечно же, был другой. Только в процессе эволюции, сложных химических процессов, атмосфера смогла достичь того состояния, в котором находится сейчас.

В далекие времена, атмосфера земли была очень тонкая. Метеориты, которые падали на землю, образовывали круглые озера. Это видно на картинке.

Молодая Земля

Первыми элементами, которые окружали нашу планету, были гелий и водород. Концентрация их в атмосфере была очень мала, кроме того, эти подвижные вещества, с легкостью улетали в космос, что до сих пор они и делают. Внутри земли находилось много веществ, которые стремились вырваться наружу. Не малую роль в этом сыграли вулканы. Сера, аммиак, метан, углекислый газ — было выброшено вулканами в огромном количестве. Метан с аммиаком разлагались на азот, который сейчас занимает львиную долю в атмосфере.

Вулканы — одни из главных участников формирования атмосферы

Появление кислорода в корне изменило состояние планеты, началась настоящая революция. Вулканы выбрасывали в том числе, водяной пар, который расщеплялся, под действием ультрафиолета, на водород и кислород. Но кислород не задерживался надолго в атмосфере и улетучивался. Изменили ситуацию живые организмы, которые появились, так как они начали выделять кислород. В результате, за два миллиарда лет, концентрация кислорода достигла 21 процент.

Живые организмы использовали углерод для построения своих скелетов. В следствии этого, углекислого газа в атмосфере стало гораздо меньше, а недра земли пополнились органическими материалами и ископаемыми. На фотографии ниже — известняк с останками беспозвоночных древних организмов.

Известняк с останками древних безпозвоночных организмов

Миллионы лет менялась атмосфера земли.

Источник: luckclub.ru

Из каких газов состоит атмосфера Земли

Воздух, содержащийся в атмосфере, представляет собой смесь газов. Среди них азот, кислород, углекислый газ, инертные газы, другие составные части. Содержание газов в процентном отношении показано в таблице.

В состав других газов входит углекислый газ, инертные газы, прочие газообразные и другие вещества. Содержание азота, кислорода и углекислого газа поддерживается на постоянном уровне.

Переменный состав имеют водяные пары, пыль, другие газы. Состав примесей воздуха определяется для конкретного места и зависит от разных причин.

Строение атмосферы

Воздушная оболочка не имеет чёткой границы. Воздух проникает в земную кору. Но нижней границей всё же считают земную поверхность. Условная верхняя граница атмосферы находится на высоте 1000 км. Выше этой отметки до Солнца располагается космическое пространство.

Схема строения атмосферы

Рис. 1. Схема строения атмосферы.

Сфера неоднородна по составу. Выделяют слои атмосферы. Если разместить их по порядку от Земли, они будут выглядеть так:

  • тропосфера;
  • стратосфера;
  • верхние слои атмосферы.

В тропосфере содержится почти весь водяной пар и 80 % кислорода. Толщина слоя неодинакова на разных широтах. Над экватором слой простирается на 18 км от земной поверхности. В районе полюсов — на 10 км.

Содержание кислорода остаётся постоянным, несмотря на активное использование. Главными поставщиками кислорода являются растения. Они вырабатывают кислород в процессе фотосинтеза.

Главные производители кислорода

Рис. 2. Главные производители кислорода.

Тропосфера является самым плотным слоем. Здесь формируется погода.

Выше тропосферы расположена стратосфера. Она простирается до высоты 50–55 км. Здесь нет водяных паров. Кислорода очень мало, воздух разрежённый. Такая характеристика слоя говорит о том, что этим воздухом невозможно дышать.

В нижней части стратосферы расположен озоновый слой, состоящий из озона. Он очень важен для планеты, так как задерживает ультрафиолетовые лучи. В небольших количествах лучи полезны. Большое количество ультрафиолетовых лучей губительно для всего живого.

Потребители кислорода

Рис. 3. Потребители кислорода.

Выше стратосферы расположены высокие слои атмосферы. Здесь находятся «следы воздуха», то есть его практически нет. Этот слой постепенно переходит в космическое пространство.

Источник: obrazovaka.ru

Основные свойства атмосферы

Космическое пространство — источник угроз для живых организмов. При отсутствии воздушной оболочки метеориты не сгорали бы, а падали на поверхность Земли. Другая серьёзная угроза — ультрафиолетовое излучение солнца, способное уничтожить флору и фауну. Слои атмосферы обеспечивают комфортную жизнь для сотен тысяч видов организмов.

Первичная газообразная оболочка стала зарождаться с момента появления Земли и со временем превратилась в сложную структуру с множеством функций. Так, благодаря воздушному слою образуются облака. Они, в свою очередь, отражают солнечные лучи и возвращают тепло на землю. Этот процесс повторяется многократно, поэтому у поверхности планеты сохраняется комфортная температура. Без атмосферных слоёв на Земле было бы в среднем на 30 градусов холоднее, чем сейчас.

В нескольких слоях оболочки происходит круговорот воды. Над всей планетой перемещаются тёплые и холодные потоки воздуха. Эти процессы уравновешивают климат на земном шаре. Без атмосферы разница температур на экваторе и у полюсов была бы колоссальной. Разнообразие форм живой и неживой природы образовалось благодаря уникальным климатическим условиям, которые стали результатом перемещения газообразных структур.

Общая масса всех слоёв, входящих в состав атмосферы, составляет 5,2×10 18кг. Газообразные вещества окружают планету, распространяясь на многие тысячи километров от поверхности. Слои атмосферы:

  • тропосфера;
  • стратосфера;
  • мезосфера;
  • термосфера;
  • экзосфера;
  • ионосфера.

Они располагаются именно в таком порядке и вращаются вместе с планетой. Те, что находятся выше, движутся с другой скоростью. Верхним слоем считают экзосферу, но некоторые учёные причисляют к атмосфере также ионосферу.

Состав воздушной оболочки

Воздух представляет собой неоднородную смесь газов. В нижних оболочках можно насчитать 12 видов. На большей высоте присутствуют практически все элементы химической таблицы Менделеева. Все они находятся в газообразном состоянии.

Больше всего в атмосфере кислорода, окрашивающего воздушную оболочку в голубой цвет. Этот эффект объясняется тем, что воздух лучше всего рассеивает короткие лучи, образующие синюю часть спектра. Интересно, что Земля из космоса выглядит голубой, а на огромном расстоянии кажется синей точкой. Кроме кислорода, в составе воздушной оболочки присутствуют такие элементы:

  • водород;
  • гелий;
  • неон;
  • криптон;
  • аргон;
  • радон;
  • ксенон.

Благородные газы проникают на поверхность во время вулканических извержений и поднимаются в верхние слои. Состав и строение атмосферы всё время изменяется, но в масштабах планеты эти процессы незначительны.

Даже если количество кислорода уменьшится в 100 раз, это не приведёт к разрушению озонового слоя. Однако деятельность человека угрожает не столько существованию планеты, сколько самой цивилизации. Уже сейчас над некоторыми крупными городами постоянно присутствуют облака смога, хорошо заметные из космического пространства. Также учёных тревожит возникновение озоновых дыр, которых с каждым годом становится больше.

Физические характеристики тропосферы

Каждый из основных слоёв обладает особыми характеристиками. Тропосфера — самая плотная оболочка, первая по счёту от поверхности планеты. На полюсах она распространяется на 7 км от поверхности, а у экватора — на 20 км. Разница обусловлена тем, что планета не круглая, а немного сплющенная, так как на неё воздействует центробежная сила. Чем теплее воздух, тем больше размер тропосферы.

Этот слой — наиболее продуктивный и динамичный. В нём формируются тучи, образуются ветра, циклоны и антициклоны. В тропосфере обитает большая часть видов, образующих живую природу. Температура воздуха в этой части оболочки понижается на 0,5−0,7 градуса с увеличением высоты на каждые 100 метров. Скорость ветра изменяется на 2−3 км/с на 1 км высоты.

В тропопаузе температура остаётся неизменной. Нижняя часть тропосферы примыкает к литосфере и образует приграничный слой. Его роль заключается в аккумуляции и передача тепла на высоту. Водообмен также происходит в приграничном слое. В течение 8−12 дней совершается полный оборот воды. Таким образом, тропосфера играет роль огромного фильтра.

В составе этого слоя выделяют гомосферу — пространство, где находится и осуществляет деятельность человек.

Описание стратосферы

Стратосферой называют воздушный слой, который начинается на высоте 50 км у экватора и около 8 км — у полюсов. В переводе с греческого stratus означает «слой, настил». Эта зона очень разреженная, в ней очень мало частиц воды. Давление воздуха в верхней части стратосферы в 100 раз ниже, чем у поверхности, а в нижней — в 10 раз.

Температура воздуха с набором высоты возрастает: если в нижней части воздушного слоя она составляет -56 градусов, то в верхней — от -1 до 0. Прекращение нагрева воздуха наблюдается в стратопаузе — пограничном слое между мезосферой и стратосферой.

В стратосфере летают самолёты, чья скорость выше звуковой, и пассажирские лайнеры. Такая высота выбрана потому, что в нижних слоях стратосферы наблюдается стабильность воздушных потоков, а благодаря низкой температуре снижаются затраты топлива. Движение происходит в условиях малого аэродинамического сопротивления.

Однако есть предел: самолёт может подняться только до определённой высоты. В какой-то момент воздуха становится слишком мало, а он нужен, чтобы работали реактивные двигатели. В высоких слоях стратосферы самолету, чтобы получить приток воздуха, приходится перемещаться быстрее скорости звука. Поэтому на самую большую высоту залетают только боевые и сверхзвуковые пассажирские лайнеры, например, «Конкорд».

В стратосфере присутствуют метеорологические зонды. Они закреплены на огромных воздушных шарах и находятся в зависшем положении. Задача зондов — сбор информации о состоянии тропосферы и о происходящих изменениях.

Из живых организмов в стратосфере можно обнаружить бактерии, например, аэропланктон. Но не только микроорганизмы способны выживать на такой большой высоте: был случай, когда в двигатель самолёта попала крупная птица — гриф. Также известно, что утки, совершая сезонные перелёты, перемещаются над Эверестом.

Мировой рекорд по пребыванию на высоте установил вице-президент Google — американец Алан Юстас. Он поднялся на высоту 41 км и спрыгнул с парашютом. Чтобы оторваться от шара, пришлось привести в действие небольшое взрывное устройство. Во время свободного падения он развил скорость 1342 км/ч — это быстрее, чем движется звук.

Озоновый слой

Слой озона разделяет мезосферу и стратосферу. Благодаря ему большая часть ультрафиолетовых лучей не достигает поверхности земли, а поглощается и отражается. Выше озонового слоя условия таковы, что там не могут жить никакие организмы, в том числе самые стойкие бактерии и вирусы. Всё живое убивают неблагоприятные факторы, а именно:

  • космическое излучение;
  • низкая температура;
  • давление.

Созданию озонового слоя поспособствовали бактерии, которая много тысяч лет выделяли кислород. Поднимаясь в высокие слои, молекулы вступали в фотохимическую реакцию, и в результате молекулы O2 преобразовывались в O3.

Озон — вещество, созданное при участии ультрафиолета. При этом оно защищает всё живое на планете от этого губительного излучения. Поглощая солнечные лучи, озон нагревается сам и повышает температуру окружающей атмосферы. Таким образом, этот газ частично способствует поддержанию благоприятного микроклимата на Земле.

Особенности мезосферы

Мезосфера — слой, расположенный в промежутке между 45 и 90 километрами. Его верхняя часть называется мезопаузой и является самым холодным местом: воздух здесь охлаждается до -143 градусов.

Этот участок атмосферы пока не очень хорошо изучен. Это обусловлено слишком малым давлением газов: оно в несколько тысяч раз ниже того, что наблюдается у поверхности планеты. Воздушные шары, поднявшись до определённой точки, не летят выше, а зависают. Использовать для изучения мезосферы самолёты с реактивными двигателями тоже не получается, так как принцип их движения в условиях, когда газ сильно разрежен, утрачивает смысл. Аэродинамика корпуса и крыльев становится бесполезной.

Перемещаться в мезосфере могут только ракетопланы или ракеты. К первым относят самолёты, оснащённые ракетными двигателями. Одна из таких машин — X-15. Это самый быстрый ракетоплан, сумевший подняться на высоту 108 км. Однако такие аппараты летят слишком быстро, а за короткое время не удаётся провести основательного изучения воздушного слоя. Летательные аппараты либо движутся выше, либо опускаются, в обоих случаях покидая мезосферу.

Суборбитальные зонды и спутники не получается использовать для исследований в мезосфере, так как они замедляются под влиянием давления. Оно очень низкое, однако препятствует движению, а иногда и сжигает аппараты.

В этом же слое сгорают и метеориты. Наблюдатели, находящиеся на земле, видят своеобразное свечение.

Помимо этого, каждый день на Землю оседает от 100 до 9−10 тыс. тонн космической пыли. Эти частицы оказывают некоторое влияние на дождеобразование, хотя кардинально изменить циркуляцию атмосферы они неспособны.

Термосфера и экзосфера

Общая высота атмосферы Земли составляет около 100 км. На этом уровне проходит условная граница, отделяющая планету от космоса. Её называют линией Кармана. На высоте более 100 км есть газы, но их количество ничтожно мало. Полёты на таком расстоянии от поверхности относятся к космическим.

Линия Кармана одновременно является нижней границей термосферы — самого протяжённого воздушного слоя. Эта часть атмосферной оболочки простирается до высоты 800 км над уровнем моря. Температура здесь достигает 1800 градусов. Насколько это много, можно понять, если вспомнить, что железо плавится уже при 1538 °C.

Однако космические аппараты в термосфере не разрушаются, потому что содержание газов в нем низкое. Отдельные частицы обладают огромной энергией, но они находятся на большом расстоянии друг от друга. Летательные аппараты находятся в вакууме. При этом возникает необходимость отводить избыточное тепло, которое выделяется при работе двигателей и других механизмов. Тепловыделение достигается за счёт работы радиаторов. Ими оснащают все космические корабли.

Экзосфера — последний атмосферный слой, нижняя граница которого проходит на высоте 700−800 км. Эта часть оболочки очень разреженная и состоит в основном из атомов водорода. В малом количестве присутствуют ионы азота и кислорода (менее сотых долей процента).

Простираясь на 100 тыс. км, экзосфера плавно переходит в геокорону. По сравнению с нижними слоями атмосферы, концентрация частиц здесь меньше в миллионы раз.

Источник: nauka.club

АТМОСФЕРА

Атмосфера — газовая оболочка, окружающая планету Земля и вращающаяся вместе с ней. Совокупность разделов физики и химии, изучающих атмосферу, принято называть физикой атмосферы. Атмосфера определяет погоду на поверхности Земли, изучением погоды занимается метеорология, а длительными вариациями климата — климатология.

атмосфера

Толщина атмосферы 1500 км от поверхности Земли. Суммарная масса воздуха, то есть смеси газов, составляющих атмосферу: около 5,3 * 1015 т. Молекулярная масса чистого сухого воздуха составляет 29. Давление при 0°С на уровне моря 101 325 Па, или 760 мм. рт. ст.; критическая температура  140,7 °С; критическое давление 3,7 МПа. Растворимость воздуха в воде при 0 °С — 0,036 %, при 25 °С — 0,22 %.

Атмосферное давление — давление атмосферного воздуха на находящиеся в нем предметы и земную поверхность. Нормальным атмосферным давлением является показатель в 760 мм рт. ст. (101 325 Па). При повышении высоты на каждый километр давление падает на 100 мм.

Строение атмосферы.

Физическое состояние атмосферы определяется погодой и климатом. Основные параметры атмосферы: плотность воздуха, давление, температура и состав. С увеличением высоты плотность воздуха и атмосферное давление уменьшаются. Температура меняется также в зависимости от изменения высоты. Вертикальное строение атмосферы характеризуется различными температурными и электрическими свойствами, разным состоянием воздуха. В зависимости от температуры в атмосфере различают следующие основные слои: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу (сферу рассеяния). Переходные области атмосферы между соседними оболочками называют соответственно тропопауза, стратопауза и т.д.

строение атмосферы

 

Тропосфера — нижний, основной, наиболее изученный слой атмосферы, высотой в полярных областях 8—10 км, в умеренных широтах до 10—12 км, на экваторе — 16—18 км. В тропосфере сосредоточено примерно 80—90 % всей массы атмосферы и почти все водяные пары. При подъеме через каждые 100 м температура в тропосфере понижается в среднем на 0,65 °С и достигает —53 °С в верхней части. Этот верхний слой тропосферы называют тропопаузой. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, сосредоточена преобладающая часть водяного пара, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны.

Стратосфера — слой атмосферы, располагающийся на высоте 11—50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11—25 км (нижний слой стратосферы) и повышение ее в слое 25—40 км от —56,5 до 0,8 °С (верхний слой стратосферы или область инверсии). Достигнув на высоте около 40 км значения 273 К (0 °С), температура остается постоянной до высоты 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой.

Именно в стратосфере располагается слой озоносферы («озоновый слой», на высоте от 15—20 до 55— 60 км), который определяет верхний предел жизни в биосфере. Важный компонент стратосферы и мезосферы — озон, образующийся в результате фотохимических реакций наиболее интенсивно на высоте равной 30 км. Общая масса озона составила бы при нормальном давлении слой толщиной 1,7—4 мм, но и этого достаточно для поглощения губительного для жизни ультрафиолетового излучения Солнца. Озон (О3) — аллотропия кислорода, образуется в результате следующей химической реакции, обычно после дождя, когда полученное соединение поднимается в верхние слои тропосферы; озон имеет специфический запах.

В стратосфере задерживается большая часть коротковолновой части ультрафиолетового излучения (180—200 нм) и происходит трансформация энергии коротких волн. Под влиянием этих лучей изменяются магнитные поля, распадаются молекулы, происходит ионизация, новообразование газов и других химических соединений. Эти процессы можно наблюдать в виде северных сияний, зарниц, и других свечений. В стратосфере почти нет водяного пара.

Мезосфера начинается на высоте 50 км и простирается до 80—90 км. Температура воздуха до высоты 75—85 км понижается до 88 °С. Верхней границей мезосферы является мезопауза.

Термосфера (другое название — ионосфера) — слой атмосферы, следующий за мезосферой, — начинается на высоте 80—90 км и простирается до 800 км. Температура воздуха в термосфере быстро и неуклонно возрастает и достигает нескольких сотен и даже тысяч градусов.

Экзосфера — зона рассеяния, внешняя часть термосферы, расположенная выше 800 км. Газ в экзосфере сильно разрежен, и отсюда идет утечка его частиц в межпланетное пространство (диссипация).

изменение температуры и давления

Структура атмосферы

До высоты 100 км атмосфера представляет собой гомогенную (однофазную), хорошо перемешанную смесь газов. В более высоких слоях распределение газов по высоте зависит от их молекулярных масс, концентрация более тяжелых газов убывает быстрее по мере удаления от поверхности Земли. Вследствие уменьшения плотности газов температура понижается от 0 °С в стратосфере до -110 °С в мезосфере.

На высоте около 2000—3000 км экзосфера постепенно переходит в так называемый ближнекосмический вакуум, который заполнен сильно разреженными частицами межпланетного газа, главным образом атомами водорода. Но этот газ представляет собой лишь часть межпланетного вещества. Другую часть составляют пылевидные частицы кометного и метеорного происхождения. Кроме этих чрезвычайно разреженных частиц, в это пространство проникает электромагнитная и корпускулярная радиация солнечного и галактического происхождения.

На долю тропосферы приходится около 80 % массы атмосферы, на долю стратосферы — около 20 %; масса мезосферы — не более 0,3 %, термосферы — менее 0,05 % от общей массы атмосферы. На основании электрических свойств в атмосфере выделяют нейтросферу и ионосферу. В настоящее время считают, что атмосфера простирается до высоты 2000—3000 км.

В зависимости от состава газа в атмосфере выделяют гомосферу и гетеросферу. Гетеросфера — это область, где гравитация оказывает влияние на разделение газов, т.к. их перемешивание на такой высоте незначительно. Отсюда следует переменный состав гетеросферы. Ниже ее лежит хорошо перемешанная, однородная по составу часть атмосферы называемая гомосферой. Граница между этими слоями называется турбопаузой, она лежит на высоте около 120 км.

строение атмосферы

Состав атмосферы

Атмосфера Земли — воздушная оболочка Земли, состоящая в основном из газов и различных примесей (пыль, капли воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения), количество которых непостоянно. Основным газами являются азот (78 %), кислород (21 %) и аргон (0,93 %). Концентрация газов, составляющих атмосферу, практически постоянна, за исключением углекислого газа CO2 (0,03 %).

Также в атмосфере содержатся SO2, СН4, N, СО, углеводороды, НСl, НF, пары Hg, I2, а также NO и многие другие газы в незначительных количествах. В тропосфере постоянно находится большое количество взвешенных твердых и жидких частиц (аэрозоль).

Таблица «Атмосфера»

атмосфера таблица

атмосфера таблица 2

 

Источник: uchitel.pro

Атмосфера – воздушная оболочка земного шара, вращающаяся вместе с Землёй. Верхнюю границу атмосферы условно проводят на высотах 150-200 км. Нижняя граница – поверхность Земли.

АтмосфераАтмосферный воздух представляет собой смесь газов. Большая часть его объёма в приземном слое воздуха приходится на азот (78%) и кислород (21%). Кроме того, в воздухе содержатся инертные газы (аргон, гелий, неон и др.), углекислый газ (0,03), водяной пар и различные твёрдые частицы (пыль, сажа, кристаллы солей).

Воздух бесцветен, а цвет неба объясняется особенностями рассеивания световых волн.

Атмосфера состоит из нескольких слоёв: тропосферы, стратосферы, мезосферы и термосферы.

Нижний приземной слой воздуха называется тропосферой. На различных широтах её мощность неодинакова. Тропосфера повторяет форму планеты и участвует вместе с Землёй в осевом вращении.  У экватора мощность атмосферы колеблется от 10 до 20 км. У экватора она больше, а  у полюсов – меньше. Тропосфера характеризуется максимальной плотностью воздуха, в неё сосредоточено 4/5 массы всей атмосферы. Тропосфера определяет погодные условия: здесь формируются различные воздушные массы, образуются облака и осадки, происходит интенсивное горизонтальное и вертикальное движение воздуха.

Над тропосферой, до высоты 50 км, располагается стратосфера. Она характеризуется меньшей плотностью воздуха, в ней отсутствует водяной пар. В нижней части стратосферы на высотах около 25 км. расположен «озоновый экран» – слой атмосферы с повышенной концентрацией озона, который поглощает ультрафиолетовое излучение, гибельное для организмов.

На высоте 50 до 80-90 км простирается мезосфера. С увеличением высоты температура понижается со средним вертикальным градиентом (0,25-0,3)° / 100 м, а плотность воздуха уменьшается. Основным энергетическим процессом является лучистый теплообмен. Свечение атмосферы обусловлены сложными фотохимическими процессами с участием радикалов, колебательно возбуждённых молекул.

Термосфера располагается на высоте 80-90 до 800 км. Плотность воздуха здесь минимальная, степень ионизации воздуха очень велика. Температура изменяется в зависимости от активности Солнца. В связи с большим количеством заряженных частиц здесь наблюдаются полярные сияния и магнитные бури.

АтмосфераАтмосфера имеет огромное значение для природы Земли. Без кислорода  невозможно дыхание живых организмов. Её озоновый слой защищает всё живое от губительных ультрафиолетовых лучей. Атмосфера сглаживает колебание температур: поверхность Земли не переохлаждается ночью и не перегревается днём. В плотных слоях атмосферного воздуха не достигая поверхности планеты, сгорают от терния метеориты.

Атмосфера взаимодействует со всеми оболочками земли. С её помощью осуществляется обмен теплом и влагой между океаном и сушей. Без атмосферы не было бы облаков, осадков, ветров.

Значительное неблагоприятное влияние на атмосферу оказывает хозяйственная деятельность человека. Происходит загрязнение атмосферного воздуха, что приводит к увеличению концентрации оксида углерода (CO2). А это способствует глобальному потеплению климата и усиливает «парниковый эффект». Озоновый слой Земли разрушается из-за отходов производств и работы транспорта.

Атмосфера нуждается в охране. В развитых странах осуществляется комплекс мер по защите атмосферного воздуха от загрязнения.

Остались вопросы? Хотите знать больше об атмосфере?
Чтобы получить помощь репетитора – зарегистрируйтесь.

© blog.tutoronline.ru, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Источник: blog.tutoronline.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.