Каковы основные свойства атмосферы


Слово атмосфера происходит от греческих слов atmos, что означает водяной пар, и sphaira, что значит — сфера, шар. Теперь этим термином называют газовую оболочку, окружающую земной шар.

Воздух или вещество, составляющее атмосферу, является механической смесью различных газов. Проба чистого и сухого воздуха содержит около 78% (по объёму) азота, 21% кислорода и около 1% аргона. Кроме того, в ней содержится около 0,03% углекислоты.

Азот, кислород, аргон и углекислота составляют 99,99% сухого и чистого воздуха. Остающаяся 0,01% содержит следы газов: неона, криптона, гелия, озона, ксенона и водорода. Они находятся в воздухе в таких незначительных количествах, что не имеют практического значения при исследованиях явлений погоды.

Количество углекислоты не вполне постоянно. Она непрерывно поглощается растительностью и также непрерывно производится животными и образуется при сгорании топлива, вулканической деятельностью и при процессах разложения в почве. Хотя все эти процессы не всегда уравновешены между собой, количество углекислоты в атмосфере остаётся почти постоянным, так как океаны, растворяя избыток углекислоты, эффективно регулируют её количество.


Количество озона в нижних слоях атмосферы невелико. Оно достигает максимума на высотах между 10 и 25 км. Здесь количество его подвержено значительным колебаниям.

За исключением указанных изменений содержания углекислоты и озона, состав атмосферы очень постоянен как по распределению вдоль земной поверхности, так и при поднятии вверх, во всяком случае, до высот, достигнутых приборами.

Воздух содержит в себе также водяной пар, находящийся в нём в переменных количествах. Во многих отношениях водяной пар является самой важной составной частью атмосферы.

Количество водяного пара, находящегося в воздухе, всецело зависит от его температуры. Чем выше температура воздуха, тем большее количество водяного пара может в нём содержаться. Воздух считается насыщенным тогда, когда количество водяного пара достигает в нём возможного при этой температуре максимума. Если воздух охладится настолько, что его температура окажется ниже температуры насыщения его водяным паром, то происходит конденсация последнего, заключающаяся в превращении пузырьков водяного пара в водяные капельки, или—при температуре ниже нуля—в ледяные кристаллы.

Мелкие водяные капли и кристаллы поддерживаются в воздухе восходящими воздушными потоками. При особых условиях, которые будут описаны ниже, эти мельчайшие капли или ледяные кристаллы соединяются и образуют большие капли или хлопья снега. Если они достигают таких размеров, что восходящие потоки уже не могут удержать их в воздухе, то они падают вниз в виде дождя или снега.


Примеси

Кроме названных составных частей, воздух содержит в себе также переменное количество примесей. К их числу относятся: пыль, сажа, соль.

Главным источником пыли являются засушливые районы, например, пустыни и степи. Более крупные частицы, поднимаемые ветрами вверх, никогда не уносятся далеко от места своего происхождения, но мелкие частицы пыли уносятся далеко и рассеиваются по всей нижней части атмосферы. Воздушные массы, прошедшие над субтропическими континентами, обычно содержат значительное количество пыли. Полярные воздушные массы относительно чисты.

Промышленные районы, действующие вулканы и возникающие иногда лесные пожары представляют собой главные источники сажи. Если топливо сгорает при высокой температуре, то водород и кислород соединяются и дают водяной пару а углерод и кислород при соединении образуют углекислый газ; и тот и другой являются нормальными составными частями атмосферы.


Если же сгорание топлива происходит при низкой температуре, соединение углерода и кислорода затрудняется, не полностью сгоревшие частицы угля уносятся вверх поднимающимся воздухом и сгущаются в сажу.

Наблюдения обнаруживают, что в воздухе обычно содержится значительное количество соли. Под действием ветра брызги с — поверхности океанов уносятся вверх; здесь вода постепенно испаряется, и в воздухе в виде мельчайших частиц остаётся соль.

Частицы, загрязняющие воздух и тем самым приводящие к его помутнению, настолько мелки, что они не видимы простым глазом, но, вызванное ими, ухудшение видимости и изменение окраски отдалённых предметов хорошо заметно. Сквозь помутнение удалённые объекты, если они темны (горы), видны, как через тонкую вуаль светло-голубого цвета. Если же они белы (например, покрытые снегом горы или облака у горизонта), то вуаль приобретает желтоватую окраску. На некотором расстоянии, зависящем от степени помутнения, все детали исчезают, и объекты вырисовываются на фоне неба в виде силуэтов. Чем сильнее помутнение, тем короче расстояние, па котором исчезают все детали объекта.

Присутствие пыли в атмосфере влияет не только на видимость предметов: при отсутствии в воздухе пыли он был бы совершенно чист и в нём не происходило бы заметной конденсации водяного пара. Последняя происходит при охлаждении воздуха до температуры насыщения на определённых активных (гигроскопических) ядрах. Наиболее активными ядрами конденсации являются частицы соли из океанов и продукты горения. Наблюдения показывают, что такие частицы постоянно находятся в атмосфере в большом количестве.

Структура атмосферы


Воздух чрезвычайно подвижен и сжимаем. Хотя он очень лёгок, но всё же обладает определённым весом. При обычном давлении и температуре вес объёма воздуха, взятого у земной поверхности, составляет около 1/800 веса такого же объёма воды. 1 куб. метр воздуха весит около 1,3 килограмма.

Столб воздуха от земной поверхности до границы атмосферы оказывает на земную поверхность давление, эквивалентное весу столба воды высотой приблизительно в 10 м или весу столба ртути высотой всего в 76 см. Поэтому для измерения давления атмосферы применяются ртутные барометры.

Атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты. Если измерить вес воздушного столба между двумя точками, находящимися на одной вертикали, то, зная температуру и давления в этих точках, можно вычислить разность высот между ними. При нормальном распределении температуры давление становится простой функцией высоты, и его соотношение позволило сконструировать для определения высоты специальные барометры—высотомеры (альтиметры), на шкале которых вместо давления прямо указана высота. Такие приборы теперь широко применяются в авиации.


Так как атмосферное давление равно весу воздушного столба, то с увеличением высоты оно должно постепенно уменьшаться и приближаться к нулю. Также будет меняться и плотность воздуха. Однако, атмосфера не имеет резкой верхней границы, она постепенно переходит в безвоздушное пространство.

Несмотря на то что атмосфера достигает больших высот, только её нижняя часть оказывает влияние на погоду. Наиболее высокие облака редко наблюдаются выше 10 км над земной поверхностью. 50% общего веса атмосферы и около 90% общего содержания влаги остаются в пределах нижних 5 км.

Стратификация атмосферы

Как выяснено, что температура воздуха уменьшается с высотой до 11 км, а затем остаётся постоянной. Величина убывания температуры с высотой называется вертикальным температурным градиентом. Нижняя часть атмосферы, характеризуемая значительной величиной температурного градиента, называется тропосферой. Более высокая часть атмосферы, отличающаяся почти полной неизменностью температуры, называется стратосферой. Переходный слой, отделяющий стратосферу от тропосферы, называется тропопаузой.

Высота тропопаузы над земной поверхностью зависит от широты места и времени года. Она также меняется в связи с характером погоды: над областями с низким давлением (циклонами) тропопауза, как правило, ниже, над областями с высоким давлением (антициклонами)— выше. На рис. 2 показана обычная высота тропопаузы и среднее распределение температуры в нижней части атмосферы. Следует отметить, что температура стратосферы от полюсов к экватору уменьшается.


Наибольшая высота, которой достигли метеорологические приборы, равна приблизительно 36 км. Непосредственные наблюдения, произведенные ниже 36 км, новейшие исследования радиации, метеоров, полярных сияний, распространения звука, радиоволн и т. п. позволяют сделать некоторые выводы о структуре верхних слоёв атмосферы. Наши современные знания о стратификации атмосферы можно коротко резюмировать следующим образом.

В тропосфере температура понижается с высотой приблизительно на 0,6 градуса на каждые 100 м. Тропосфера относительно неустойчива, в ней часто образуются вертикальные течения, приводящие к конденсации водяного пара и появлению облаков и осадков. Все обычные явления погоды развиваются внутри тропосферы и главным образом в её нижней половине.

Выше тропопаузы температура остаётся постоянной или даже растёт с высотой. Это установлено, по крайней мере, до тех высот, которые были достигнуты метеорологическими приборами. Над тропопаузой мы встречаем слой, особенно богатый озоном. Новейшие исследования Добсона (Dobson) и других обнаружили заметную связь между количеством озона над тропопаузой и погодой у земной поверхности. Стратосфера обычно безоблачна, хотя иногда, в связи с наличием озона, там наблюдается особый тип облаков (перламутровые облака). Пространство между тропопаузой и слоем озона всегда безоблачно; а так как воздух внутри этого слоя чрезвычайно устойчив, то в нижней стратосфере лётные условия больше всего приближаются к идеальным.


Статистические исследования показывают, что метеоры исчезают преимущественно на высоте от 80 до 40 километров над земной поверхностью. Этот факт вместе с результатами исследования звуковых волн, по видимому, указывает на то, что температура слоя между 40 и 80 км очень высока (60—70° С).
На высоте около 60 км находится слой, который имеет тенденцию поглощать радиоволны. Так как этот слой образуется под действием солнечных лучей, то ночью радиус слышимости радиостанций, особенно—коротковолновых, увеличивается.

Выше 80 км находится так называемая ионосфера. В нижней её части изредка встречаются светящиеся облака. Ионосфера характеризуется наличием нескольких электропроводящих слоёв, из которых наиболее важен слой Коннелли-Хевисайда (Kemielly-Heaviside), или £-слой. Он отражает радиоволны обратно к земной поверхности, и именно этим объясняется большой радиус действия радиостанций. Слой Кэннелли-Хевисайда очень отчётлив и в нормальных условиях находится между 90 и 130 км. Выше него лежит так называемый слой Аппльтона (Appleton) или F-слой. Он выражен слабее, и высота его непостоянна; иногда он распадается на несколько расплывчатых слоёв.


Полярные сияния и родственные им явления часто наблюдаются в нижней части ионосферы. Новейшие измерения Штермера (Stormer) показали, что полярные сияния встречаются до 1200 км над земной поверхностью. Это свидетельствует о наличии атмосферы в измеримых количествах даже на таких больших высотах.

Источник: www.polnaja-jenciklopedija.ru

Каковы основные свойства атмосферы

Тропосфера

Её верхняя граница находится на высоте 8—10 км в полярных, 10—12 км в умеренных и 16—18 км в тропических широтах; зимой ниже, чем летом. Нижний, основной слой атмосферы содержит более 80 % всей массы атмосферного воздуха и около 90 % всего имеющегося в атмосфере водяного пара. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны. Температура убывает с ростом высоты со средним вертикальным градиентом 0,65°/100 м

Тропопауза

Переходный слой от тропосферы к стратосфере, слой атмосферы, в котором прекращается снижение температуры с высотой.

Стратосфера

Слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11—25 км (нижний слой стратосферы) и повышение её 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 около 273 К (почти 0 °C), температура остаётся постоянной до высоты около 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой.


Стратопауза

Мезосфера

Мезопауза

Переходный слой между мезосферой и термосферой. В вертикальном распределении температуры имеет место минимум (около —90 °C).

Линия Кармана

Высота над уровнем моря, которая условно принимается в качестве границы между атмосферой Земли и космосом. Линия Кармана находится на высоте 100 км над уровнем моря.

Граница атмосферы Земли

Принято считать, что граница атмосферы Земли и ионосферы находится на высоте 118 километров. Это показывает анализ параметров движения высокоэнергетических частиц, перемещающихся в атмосфере и ионосфере.

Термосфера

Термопауза

Область атмосферы прилегающая сверху к термосфере. В этой области поглощение солнечного излучения незначительно и температура фактически не меняется с высотой.

 

Экзосфера (сфера рассеяния)

Экзосфера — зона рассеяния, внешняя часть термосферы, расположенная выше 700 км. Газ в экзосфере сильно разрежен, и отсюда идёт утечка его частиц в межпланетное пространство (диссипация).


До высоты 100 км атмосфера представляет собой гомогенную хорошо перемешанную смесь газов. В более высоких слоях распределение газов по высоте зависит от их молекулярных масс, концентрация более тяжёлых газов убывает быстрее по мере удаления от поверхности Земли. Вследствие уменьшения плотности газов температура понижается от 0 °C в стратосфере до −110 °C в мезосфере. Однако кинетическая энергия отдельных частиц на высотах 200—250 км соответствует температуре ~150 °C. Выше 200 км наблюдаются значительные флуктуации температуры и плотности газов во времени и пространстве.

На высоте около 2000—3500 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 чрезвычайно разреженных пылевидных 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, так как их перемешивание на такой высоте незначительно. Отсюда следует переменный состав гетеросферы. Ниже её лежит хорошо перемешанная, однородная по составу часть атмосферы, называемая гомосфера. Граница между этими слоями называется турбопаузой, она лежит на высоте около 120 км.

Источник: meteoinfo.ru

Состав воздуха Земли — объяснение для детей

Среди газов различают:

  • Азот – 78%.
  • Кислород – 21%.
  • Аргон – 0.93%.
  • Двуокись углерода – 0.038%.
  • В небольших количествах есть также водяной пар и прочие примеси газов.

Атмосферные слои Земли — объяснение для детей

Родители или учителя в школе должны напомнить, что земная атмосфера делится на 5 уровней: экзосфера, термосфера, мезосфера, стратосфера и тропосфера. С каждым слоем атмосфера растворяется все больше, пока газы окончательно не рассеются в пространстве.

Тропосфера – находится ближе всего к поверхности. С толщиною в 7-20 км она составляет половину земной атмосферы. Чем ближе к Земле, тем сильнее прогревается воздух. Здесь собран почти весь водяной пар и пыль. Дети могут не удивляться, что именно на этом уровне плавают облака.

Каковы основные свойства атмосферы

Стратосфера начинается от тропосферы и поднимается на 50 км над поверхностью. Здесь много озона, нагревающего атмосферу и спасающего от вредного солнечного излучения. Воздух в 1000 раз тоньше, чем над уровнем моря и необычайно сухой. Именно поэтому здесь прекрасно себя чувствуют самолеты.

Мезосфера: от 50 км до 85 км над поверхностью. Вершина называется мезопаузой и выступает наиболее прохладным местом в земной атмосфере (-90°C). Ее очень сложно исследовать, потому что туда не могут подобраться реактивные самолеты, а орбитальная высота спутников чересчур высока. Ученые лишь знают, что именно здесь сгорают метеоры.

Термосфера: 90 км и между 500-1000 км. Температура достигает 1500°C. Ее считают частью земной атмосферы, но важно объяснить детям , что плотность воздуха здесь настолько низкая, что большая часть воспринимается уже как космическое пространство. Фактически именно здесь размещаются космические шаттлы и Международная космическая станция. Кроме того, здесь образуются полярные сияния. Заряженные космические частицы соприкасаются с атомами и молекулами термосферы, переводя их на более высокий энергетический уровень. Благодаря этому мы и видим эти фотоны света в виде полярного сияния.

Каковы основные свойства атмосферыЭкзосфера – наивысший слой. Невероятно тонкая линия слияния атмосферы с космосом. Состоит из широко рассеянных водородных и гелиевых частичек.

Климат и погода Земли — объяснение для детей

Для самых маленьких нужно объяснить , что Земле удается удерживать множество живых видов благодаря региональному климату, который представлен экстремальным холодом на полюсах и тропическим теплом на экваторе. Дети должны знать, что региональный климат – это погода, которая в конкретном участке остается неизменной 30 лет. Конечно, иногда она может меняться на несколько часов, но по больше части остается стабильной.

Кроме того, выделяют и глобальный земной климат – средний показатель регионального. Он изменялся в течении всей человеческой истории. Сегодня наблюдается стремительное потепление. Ученые бьют тревогу, так как парниковые газы, вызванные человеческой деятельностью, удерживают тепло в атмосфере, рискуя превратить нашу планету в Венеру.

Атмосфера представляет собой внешнюю оболочку небесных тел. На разных планетах она отличается по составу, химическим и физическим свойствам. Каковы основные свойства атмосферы Земли? Из чего она состоит? Как и когда возникла? Узнаем об этом далее.

Образование атмосферы

Атмосфера — это смесь газов, которые окутывают планету снаружи и удерживаются за счет её гравитационных сил. В момент образования наша планета ещё не имела газовой оболочки. Она сформировалась несколько позже и успела неоднократно поменяться. До конца неизвестно, каковы основные свойства атмосферы были тогда.

Ученые предполагают, что самая первая атмосфера была подхвачена из солнечной туманности и состояла из гелия и водорода. Высокие температуры планеты и воздействие солнечного ветра быстро разрушили эту оболочку.

Следующая атмосфера образовалась благодаря вулканам, которые высвободили газы из Она была тонкой и состояла из парниковых газов (метана, углекислого газа, аммиака), водяного пара и кислот.

Два миллиарда лет назад состояние атмосферы начало трансформироваться в теперешнее. Участие в этом принимали внешние процессы (выветривание, активность Солнца) на планете и первые бактерии и водоросли, за счет выделения ими кислорода.

Состав и свойства атмосферы

Газовая оболочка нашей планеты не имеет четкого края. Её внешний контур размыт и постепенно переходит в космическое пространство, сливаясь с ним в однородную массу. Внутренний край оболочки соприкасается с земной корой и гидросферой Земли.

То, каковы основные свойства атмосферы, во многом определяется её составом. В большинстве своем он представлен газами. Основная доля приходится на азот (75,5 %) и кислород (23,1 %). Кроме них атмосферный воздух состоит из аргона, углекислого газа, водорода, метана, гелия, ксенона и т. д.

Каковы основные свойства атмосферы

Концентрация веществ практически не изменяется. Непостоянные значения характерны для воды и определяется количеством растительности. Вода содержится в виде водяного пара. Её количество варьируется в зависимости от географических широт и составляет до 2,5 %. В атмосфере также присутствуют продукты горения, морская соль, примеси пыли, лед в виде мелких кристаллов.

Физические свойства атмосферы

Главные свойства атмосферы — давление, влажность, температура и плотность. В каждом из слоев атмосферы их значения отличаются. Воздух оболочки Земли — это множество молекул различных веществ. Силы притяжения удерживают их в пределах планеты, стягивая ближе к её поверхности.

Каковы основные свойства атмосферы

Внизу молекул больше всего, поэтому плотность и давление там больше. С высотой они уменьшаются, а в космическом пространстве становятся практически незаметными. В нижних слоях атмосферы давление уменьшается на 1 мм рт. ст. через каждые 10 метров.

В отличие от поверхности планеты, атмосфера не нагревается Солнцем. Поэтому чем ближе к Земле, тем температура больше. На каждые сто метров она снижается примерно на 0,6 градуса. В верхней части тропосферы она достигает -56 градусов.

На параметры воздуха сильно влияет содержание в нем воды, то есть влажность. Общая масса воздуха планеты составляет (5,1-5,3)·10 18 кг, где доля водяного пара — 1,27·10 16 кг. Так как свойства атмосферы на разных участках отличаются, выведены стандартные значения, которые приняты за «нормальные условия» на поверхности Земли:

Строение газовой оболочки Земли

Характер газовой оболочки изменяется с высотой. В зависимости от того, каковы основные свойства атмосферы, её разделяют на несколько слоев:

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

Главным параметром для разграничения является температура. Между слоями выделяют пограничные области, названные паузами, в которых фиксируется постоянный показатель температуры.

Тропосфера — самый низкий слой. Его граница проходит на высоте от 8 до 18 километров, в зависимости от широты. Выше всего она на линии экватора. Примерно 80 % массы воздуха атмосферы приходится именно на тропосферу.

Внешний слой атмосферы представлен экзосферой. Её нижняя граница и толщина зависят от активности Солнца. На Земле экзосфера начинается на высоте от 500 до 1000 километров и доходит до ста тысяч километров. Внизу она насыщена кислородом и азотом, вверху — водородом и другими легкими газами.

Роль атмосферы

Атмосфера — это воздух, которым мы дышим. Без него человек не проживет и пяти минут. Он насыщает все клетки растений и животных, способствуя обмену энергиями между организмом и внешней средой.

Атмосфера является фильтром планеты. Проходя через неё, солнечная радиация рассеивается. Это уменьшает её интенсивность и вред, который она может нанести в концентрированном виде. Оболочка играет роль щита Земли, в верхних слоях которого сгорают многие метеориты и кометы, не долетая до поверхности планеты.

Каковы основные свойства атмосферы

Температура, плотность, влажность и давление атмосферы формируют климат и погодные условия. Атмосфера участвует в распределении тепла на планете. Без неё температура колебалась бы в пределах двухсот градусов.

Оболочка Земли участвует в круговороте веществ, является средой обитания части живых существ, способствует передаче звуков. Её отсутствие сделало бы невозможным существование жизни на планете.

Состав и строение атмосферы.

Атмосфера – газовая оболочка Земли. Вертикальная протяженность атмосферы более трех земных радиусов (средний радиус равен 6371 км) а масса — 5,157х10 15 т, что составляет примерно миллионную от массы Земли.

В основу деления атмосферы на слои в вертикальном направлении положено следующее:

Состав атмосферного воздуха,

Физико-химические процессы;

Распределение температуры по высоте;

Взаимодействие атмосферы с подстилающей поверхностью.

Атмосфера нашей планеты представляет собой механическую смесь различных газов, в том числе водяного пара, а также некоторого количества аэрозолей. Состав сухого воздуха в нижнем 100 км остается практически постоянным. Чистый и сухой воздух, в ко­тором нет водяного пара, пыли и других примесей, представляет со­бой смесь газов, главным образом азота (78 % объема воздуха) и ки­слорода (21 %). Немного менее одного процента составляет аргон и в очень малых количествах находится множество других газов — ксе­нон, криптон, углекислый газ, водород, гелий и др. (табл. 1.1).

Азот, кислород и другие составляющие атмосферного воздуха нахо­дятся в атмосфере всегда в газообразном состоянии, так как критические температуры, то есть температуры, при которых они могут находиться в жидком состоянии, много ниже температур, наблюдаемых у поверхно­сти Земли. Исключение составляет углекислый газ. Однако для перехода в жидкое состояние кроме температуры необходимо еще достижение состояния насыщения. В атмосфере углекислого газа немного (0,03 %) и он находится в виде отдельных молекул, равномерно распределенных среди молекул других атмосферных газов. За последние 60-70 лет его содержание увеличилось на 10-12%, под влиянием деятельности человека.

Больше других подвержено изменению содержание водяного пара, концентрация которого у поверхности Земли при высокой температуре может достигать 4%. С увеличением высоты и понижением температуры содержание водяного пара резко убывает (на высоте 1,5-2,0 км – наполовину и в 10-15 раз от экватора к полюсу).

Масса твердых примесей за последние 70 лет в атмосфере северного полушария возросла примерно в 1,5 раза.

Постоянство газового состава воздуха обеспечивается интенсив­ным перемешиванием нижнего слоя воздуха.

Газовый состав нижних слоев сухого воздуха (без водяного пара)

Роль и значение основных газов атмосферного воздуха

КИСЛОРОД (О) жизненно необходим почти для всех обитателей планеты. Это активный газ. Он участвует в химических реакциях с другими газами атмосферы. Кислород активно поглощает лучистую энергию, особенно очень короткие волны длиной менее 2.4 мкм. Под действием солнечного ультрафиолетового излучения (X < 03 мкм), молекула кислорода распадается на атомы. Атомарный кислород, со­единяясь с молекулой кислорода, образует новое вещество — трех­атомный кислород или озон (Оз). Озон в основном находится на больших высотах. Там его роль для планеты исключительно благо­творна. У поверхности Земли озон образуется при грозовых разрядах.

В отличие от всех других газов в атмосфере, которые не имеют ни вкуса, ни запаха, озон имеет характерный запах. В переводе с грече­ского языка слово «озон» означает «остро пахнущий». После грозы этот запах приятен, он воспринимается как запах свежести. В больших количествах озон является отравляющим веществом. В городах с большим количеством автомобилей, а значит и большими выбросами автомобильных газов, в безоблачную или малооблачную погоду под действием солнечных лучей образуется озон. Город окутывается жел­то-синим облаком, видимость ухудшается. Это фотохимический смог.

АЗОТ (N2) — нейтральный газ, он, не вступает в реакции с други­ми газами атмосферы, не участвует в поглощении лучистой энергии.

До высот 500 км атмосфера в основном состоит из кислорода и азота. При этом, если в нижнем слое атмосферы преобладает азот, то на больших высотах кислорода больше, чем азота.

АРГОН (Аг) — нейтральный газ, в реакции не вступает, в погло­щении и излучении лучистой энергии не участвует. Аналогично — ксенон, криптон и многие другие газы. Аргон — тяжелое вещество, в высоких слоях атмосферы его очень мало.

УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА (С02) в атмосфере в среднем 0,03 %. Этот газ очень необходим растениям и активно ими поглощается. Фактиче­ское количество его в воздухе может несколько изменяться. В индуст­риальных районах его количество может увеличиваться до 0.05 %. В сельской местности, над лесами, полями его меньше. Над Антаркти­дой примерно 0,02 % углекислого газа, т. е. почти на Уз меньше сред­него его количества в атмосфере. Столько же и даже меньше его над морем — 0.01 — 0.02 %, так как углекислый газ интенсивно поглоща­ется водой.

В слое воздуха, который непосредственно примыкает к земной по­верхности, количество углекислого газа испытывает и суточные коле­бания.

Ночью его больше, днем меньше. Объясняется это тем, что в светлое время суток углекислый газ поглощается растениями, а ночью нет. Растения планеты на протяжении года берут из атмосферы около 550 млрд. т. и возвращают в нее около 400 млрд. т. кислорода.

Углекислый газ полностью прозрачен для солнечных коротковол­новых лучей, но интенсивно поглощает тепловое инфракрасное излу­чение Земли. С этим связана проблема парникового эффекта, по пово­ду которого периодически разгораются дискуссии на страницах науч­ной печати, а, главным образом, в массмедиа.

ГЕЛИЙ (Не) — очень легкий газ. Он поступает в атмосферу из земной коры в результате радиоактивного распада тория и урана. Ге­лий улетучивается в космическое пространство. Скорость убывания гелия соответствует скорости поступления его из недр Земли. От вы­соты 600 км до 16000 км наша атмосфера состоит главным образом из гелия. Это «гелиевая корона Земли» по выражению Вернадского. Ге­лий не вступает в реакции с другими газами атмосферы, не участвует в лучистом теплообмене.

ВОДОРОД (Нг) еще более легкий газ. У поверхности Земли его очень мало. Он поднимается в верхние слои атмосферы. В термосфере и экзосфере атомарный водород становится доминирующим компо­нентом. Водород — это самая верхняя, самая дальняя оболочка нашей планеты. Выше 16000 км до верхней границы атмосферы, то есть до высот 30 — 40 тыс. км, преобладает водород. Таким образом, химиче­ский состав нашей атмосферы с высотой приближается к химическо­му составу Вселенной, в которой водород и гелий — наиболее рас­пространенные элементы. В самой внешней, крайне разряженной части верхней атмосферы, происходит убегание из атмосферы водорода и гелия. Отдельные их атомы имеют для этого достаточно большие скорости.

Окружающий мир образован из трех очень разных частей: земли, воды и воздуха. Каждая из них по-своему уникальна и интересна. Сейчас речь пойдет только о последней из них. Что такое атмосфера? Как она возникла? Из чего состоит и на какие части делится? Все эти вопросы чрезвычайно интересны.

Само название «атмосфера» образовано из двух слов греческого происхождения, в переводе на русский они означают «пар» и «шар». А если посмотреть точное определение, то можно прочитать следующее: «Атмосфера — это воздушная оболочка планеты Земля, которая несется вместе с ней в космическом пространстве». Она развивалась параллельно геологическим и геохимическим процессам, которые происходили на планете. И сегодня от нее зависят все процессы, протекающие в живых организмах. Без атмосферы планета стала бы безжизненной пустыней, подобной Луне.

Из чего она состоит?

Вопросом о том, что такое атмосфера и какие элементы в нее входят, заинтересовал людей уже давно. Основные составляющие этой оболочки были известны уже в 1774 году. Их установил Антуан Лавуазье. Он обнаружил, что состав атмосферы большей частью образован из азота и кислорода. С течением времени ее составляющие уточнялись. И теперь известно, что в ней находятся еще многие другие газы, а также вода и пыль.

Рассмотрим более подробно то, из чего состоит атмосфера Земли возле ее поверхности. Самый распространенный газ — азот. Его содержится немного больше 78 процентов. Но, несмотря на такое большое количество, в воздухе азот практически не активен.

Каковы основные свойства атмосферы

Следующий по количеству и очень важный по значению элемент — кислород. Этого газа содержится почти 21%, и он как раз проявляет очень высокую активность. Его специфическая функция состоит в окислении мертвого органического вещества, которое в результате этой реакции разлагается.

Газы с низким содержанием, но важным значением

Третий газ, который входит в состав атмосферы, — аргон. Его чуть-чуть меньше, чем один процент. После него идут углекислый газ с неоном, гелий с метаном, криптон с водородом, ксенон, озон и даже аммиак. Но их содержится настолько мало, что процентное содержание таких компонентов равняется сотым, тысячным и миллионным частям. Из них только углекислый газ играет существенную роль, поскольку он является строительным материалом, который необходим растениям для фотосинтеза. Другая его важная функция состоит в том, чтобы не пропускать радиацию и поглощать часть солнечного тепла.

Каковы основные свойства атмосферы

Еще один малочисленный, но важный газ — озон существует для удержания ультрафиолетового излучения, идущего от Солнца. Благодаря этому свойству все живое на планете надежно защищено. С другой стороны, озон влияет на температуру стратосферы. Из-за того, что он поглощает это излучение, происходит нагревание воздуха.

Постоянство количественного состава атмосферы поддерживается безостановочным перемешиванием. Ее слои перемещаются как по горизонтали, так и по вертикали. Поэтому в любом месте земного шара достаточно кислорода и нет избытка углекислого газа.

Что еще присутствует в воздухе?

Следует отметить, что в воздушном пространстве можно обнаружить пар и пыль. Последняя состоит из пыльцы и частичек почвы, в городе к ним присоединяются примеси твердых выбросов из выхлопных газов.

А вот воды в атмосфере много. При определенных условиях она конденсируется, и появляются облака и туман. По сути это одно и то же, только первые появляются высоко над поверхностью Земли, а последний стелется по ней. Облака принимают разнообразную форму. Этот процесс зависит от высоты над Землей.

Если они образовались в 2 км над сушей, то их называют слоистыми. Именно из них проливается на землю дождь или падает снег. Над ними до высоты 8 км формируются кучевые облака. Они всегда самые красивые и живописные. Именно их рассматривают и гадают, на что они похожи. Если такие образования появятся на следующих 10 км, они будут очень легкими и воздушными. Их название перистые.

Каковы основные свойства атмосферы

На какие слои делится атмосфера?

Хотя они и имеют сильно отличающиеся друг от друга температуры, очень сложно сказать, на какой конкретной высоте начинается один слой и заканчивается другой. Это деление весьма условное и носит приблизительный характер. Однако слои атмосферы все же существуют и выполняют свои функции.

Самая нижняя часть воздушной оболочки названа тропосферой. Ее толщина увеличивается при перемещении от полюсов к экватору с 8 до18 км. Это самая теплая часть атмосферы, поскольку воздух в ней нагревается от земной поверхности. Большая часть водяного пара сосредоточена в тропосфере, поэтому в ней образуются тучи, выпадают осадки, гремят грозы и дуют ветра.

Следующий слой имеет толщину около 40 км и называется стратосферой. Если наблюдатель переместится в эту часть воздуха, то обнаружит, что небо стало фиолетовым. Это объясняется малой плотностью вещества, которое практически не рассеивает солнечные лучи. Именно в этом слое летают реактивные самолеты. Для них там открыты все просторы, поскольку практически нет облаков. Внутри стратосферы имеется слой, состоящий из большого количества озона.

Каковы основные свойства атмосферы

После нее идут стратопауза и мезосфера. Последняя имеет толщину около 30 км. Она характеризуется резким понижением плотности воздуха и его температуры. Небо для наблюдателя видится в черном цвете. Здесь можно даже днем наблюдать звезды.

Слои, в которых практически нет воздуха

Продолжает строение атмосферы слой под названием термосфера — самая протяженная из всех остальных, ее толщина достигает 400 км. Этот слой отличается огромной температурой, которая может достигать 1700 °C.

Последние две сферы часто объединяют в одну и называют его ионосферой. Это связано с тем, что в них протекают реакции с выделением ионов. Именно эти слои позволяют наблюдать такое явление природы, как северное сияние.

Каковы основные свойства атмосферы

Следующие 50 км от Земли отведены экзосфере. Это внешняя оболочка атмосферы. В ней происходит рассеивание частиц воздуха в космос. В этом слое обычно перемещаются спутники погоды.

Атмосфера Земли заканчивается магнитосферой. Именно она приютила большинство искусственных спутников планеты.

После всего сказанного, не должно остаться вопросов о том, что такое атмосфера. Если возникли сомнения в ее необходимости, то их легко развеять.

Значение атмосферы

Главная функция атмосферы заключается в защите поверхности планеты от перегрева в дневное время и чрезмерного остывания ночью. Следующее важное значение этой оболочки, которое никто не будет оспаривать, в том, чтобы снабжать кислородом всех живых существ. Без этого они задохнулись бы.

Большинство метеоритов сгорают в верхних слоях, так и не долетев до поверхности Земли. И люди могут любоваться летящими огнями, принимая их за падающие звезды. Без атмосферы вся Земля была бы усеяна кратерами. А о защите от солнечного излучения уже говорилось выше.

Как влияет человек на атмосферу?

Очень негативно. Это связано с разрастающейся деятельностью людей. Основная доля всех отрицательных моментов приходится на промышленность и транспорт. Кстати, именно автомобили выделяют почти 60% всех загрязняющих веществ, которые проникают в слои атмосферы. Оставшиеся сорок делят между собой энергетика и промышленность, а также отрасли по уничтожению отходов.

Каковы основные свойства атмосферы

Список вредных веществ, которые ежедневно пополняют состав воздуха, очень длинный. Из-за транспорта в атмосфере оказываются: азот и сера, углерод, синец и сажа, а также сильный канцероген, вызывающий рак кожи — бензопирен.

На долю промышленности приходятся такие химические элементы: сернистый газ, углеводород и сероводород, аммиак и фенол, хлор и фтор. Если процесс будет продолжаться, то скоро ответы на вопросы: «Что такое атмосфера? Из чего она состоит?» будут совсем другими.

Предыдущая статья: Капитан 1 ранга осипенко петр дмитриевич Следующая статья: Алексей Маслов, главнокомандующий Сухопутными войсками, генерал-полковник: «Сухопутные группировки — единственное средство контролировать территорию»

Источник: anyost.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.