Воздух на земле


Давайте разберёмся, что это такое? Как известно нашу планету окружает оболочка, которая состоит преимущественно из газов. Атмосфера Земли представляет собой именно эту оболочку. Стоит отметить, что она относится к одной из так называемых геосфер.
Важно, что атмосфера планеты является как бы её продолжением. Потому как газовая масса движется вместе с Землёй. И лишь постепенно, можно сказать, плавно перетекает в космическое пространство.

Схема атмосферы Земли
Схема атмосферы Земли

Из чего состоит атмосфера Земли

Оказывается, атмосфера планеты Земля возникла благодаря двум факторам:

  • падения космических объектов на поверхность нашей планеты. А точнее испарение веществ, из которых состоят эти тела;
  • дегазация земной мантии. Проще говоря, газовые выделения, которые происходят при извержениях вулканов.

Однако, важную роль сыграло наличие воды, флоры и фауны на планете. Потому что всё это привело к появлению биосферы, а также изменению атмосферы.
По данным учёных, в состав атмосферы входят газы и разные примеси. Например, такие, как пыль, частицы воды, кристаллы льда, морские соли и продукты горения.

Атмосфера Земли и её строение

Безусловно, что окружающая нас газовая сфера является не просто тонким слоем воды и воздуха планеты. Это некое облачное одеяло. Оно укрывает и защищает нас от воздействия сил космоса. На данный момент, выделили определённые слои, из которых состоит атмосфера Земли. Ниже рассмотрим их подробнее.

Тропосфера

Это основной, к тому же, нижний слой воздушной оболочки. Вдобавок, в его составе более 80% общей массы воздуха, и примерно 90% всего водяного пара, который есть во всей атмосфере. С учётом географической широты верхняя граница данной окружной части может располагаться на высоте от 8 до 18 км.
Интересно, что в тропосфере ярко выражены конвекция и турбулентность. Более того, именно в этой части происходит образование облаков, создание циклонов и антициклонов. Также учёные отметили характерную особенность данного атмосферного слоя: чем выше — тем меньше температура воздуха.
Между прочим, нижняя зона тропосферы является пограничным слоем. По толщине он примерно 1-2 км. Как оказалось, он тесно связан с поверхностью нашей планеты. Действительно, в нём свойства и состояние земной сферы оказывают влияние на всю окружающую оболочку.


Тропосфера
Тропосфера

Тропопауза

Так называют переходную область между тропосферой и стратосферой. Проще говоря, плавное перевоплощение от одного к другому. Интересно, что здесь отмечается приостановка понижения температуры воздуха с повышением высоты.

Стратосфера как область атмосферы Земли

Данный атмосферный участок находится на высоте от 11 до 50 км. Важно, что именно тут лежит озоновый слой. А он, как известно, оберегает нас от ультрафиолетового излучения.
Сратосфера составляет примерно 20% общей массы земной оболочки.
Характерной особенностью является то, что в нижней части (11-25 км) наблюдается небольшое изменение температуры, а в верхней (25-40 км), наоборот, её активное повышение. К слову сказать, верхнюю часть называют областью инверсии.

Стратосфера
Стратосфера

Стратопауза

Что примечательно, на уровне 40 км температура равняется 00С, и сохраняется до 55 км. Эта территория носит название стратопауза. Между прочим, она представляет край стратосферы, и переход от неё к мезосфере.


Мезосфера

Собственно, она берёт своё начало на уровне 50 км. А верхняя граница её располагается на 80-90 км. По данным учёных, температура в мезосфере снижается с повышением высоты. Однако здесь протекает лучистый теплообмен. Кроме того, сложные фотохимические процессы порождают свечение атмосферы Земли.
Доля мезосферы относительно общей массы составляет не больше 0,3%.

Мезосферные серебристые облака
Мезосферные серебристые облака

Мезопауза

Это переходный участок от мезосферы до термосферы. Стоит отметить, что температурный фон минимальный (примерно -90°С).

Линия Кармана

На самом деле, это точка вершины над уровнем моря. К тому же, её принято принимать за границу участка от атмосферы Земли до самого космоса. Установлено, что линия Кармана лежит на высоте 100 км от уровня моря.

Линия кармана
Линия кармана

Атмосфера Земли и её термосфера

Можно сказать, что она является самым верхней границей воздушной зоны планеты (приблизительно 800 км). Но температура всей области разная. Например, до 200-300 км наблюдается её повышение до 1500 К, а после держится в одном значении.


Полярное сияние из космоса
Полярное сияние из космоса

Интересно, что на этом участке отмечают полярные сияния. По всей вероятности они появляются в результате ионизации воздуха. Которые, в свою очередь, возникают под действием радиации Солнца и космического излучения. Между прочим, главные и основные области ионосферы располагаются как раз здесь.
Кроме того, на высоте выше 300 км присутствует большое количество атомарного кислорода.
К удивлению, верхняя граница термосферы может изменяться в размерах. Это связано, главным образом, с солнечной активностью. Так, к примеру, в момент низкой активности происходит его уменьшение, и наоборот.
От общей атмосферной массы Земли на термосферу приходится чуть меньше 0,05%.

Термопауза

Собственно говоря, это область, которая расположена сверху от термосферы. Здесь наблюдается небольшое поглощение излучения Солнца. Притом установлено, что температура остаётся неизменной.

Экзосфера

По-другому её также называют сферой рассеяния. Более того, она является внешней частью термосферы. В данной зоне в вышей степени разреженный газ. По этой причине происходит утечка его элементов в космос.
На уровне 2000-3000 км экзосфера медленно сливается с межпланетной территорией. Поэтому часто этот участок называют ближнекосмическим вакуумом. В нём пространство заполнено редкими частицами газа, в основном атомами водорода.


Спутники системы GPS и ГЛОНАСС находятся в экзосфере
Спутники системы GPS и ГЛОНАСС находятся в экзосфере

Из чего ещё состоит атмосфера Земли

Помимо территориальных воздушных земельных слоев, различают ионосферу и нейтросферу. Они делятся по электрическим свойствам. Как уже было сказано, ионосфера преимущественно находится в термосфере. И связана она с ионизацией воздуха. Но что такое нейтросфера понятно не всем. Проще говоря, это нижняя часть атмосферного слоя. В ней преобладают незаряженные частицы воздуха Земли.

Прорыв через атмосферу
Прорыв через атмосферу

Более того, в окружающей нас воздушной оболочке, учёные выделили две области:
1) Гетеросфера — участок, где силы гравитации влияют на газы. Таким образом происходит их небольшое перемешивание. По этой причине состав гетеросферы переменный.
2) Гомосфера — область под гетеросферой, где отмечают сильно перемешанные газы. Поэтому состав однородный.
Вдобавок существует граница между этими зонами. Её называют турбопаузой. Её территория простирается на высоте 120 км.


Как видно, атмосфера планеты Земля довольно интересная по своей структуре. Хотя нельзя сказать, что прямо сложная. По всей вероятности, мы её довольно хорошо изучили. Но Вселенная и природа всегда преподносят нам сюрпризы.

Источник: kosmosgid.ru

1. Воздух, его состав

Мы часто говорим «на столе стоит пустой стакан», но на самом деле он не пустой, а наполненный воздухом.

Стакан, наполненный воздухом 

Рис. 1. Стакан, наполненный воздухом (Источник)

Воздух – это смесь газов. В состав воздуха входят азот, кислород, углекислый газ и некоторые другие газы. Постоянные составные газы воздуха – это кислород, углекислый газ и азот. Но кроме постоянных газов в воздухе могут находиться примеси, содержание которых непостоянно. Это водяные пары, микробы, частицы дыма, пыли и соли, пыльца растений.

Чтобы лучше понять количественный состав воздуха, представим, что в 100 литрах воздуха содержится 78 литров азота, 21 литр кислорода, 1 литр углекислого газа и немного других примесей.


Состав воздуха 

Рис. 2. Состав воздуха (Источник)

 

2. Кислород, его свойства, опыты

Кислород необходим для дыхания человека, животных и растений. Растворенный в воде кислород расходуется при дыхании обитателями водоемов.

Человек или животное вдыхает воздух, где содержится кислород, а выдыхает воздух с большим количеством углекислого газа.

Дыхание 

Рис. 3. Дыхание (Источник) 

Часто можно услышать фразу «в комнате душно», так происходит, если помещение долгое время не проветривалось и большая часть кислорода уже израсходовалась.

Кислород поддерживает горение. Если горящую свечу накрыть стеклянной банкой, свеча будет гореть еще некоторое время, а потом погаснет.

Горение фитиля свечи 


Рис. 4. Горение фитиля свечи (Источник)

Так произойдет, потому что горящая свеча израсходует кислород в банке, который поддерживал ее горение, но стало много углекислого газа.

Этот опыт доказывает, что кислород поддерживает горение. Углекислый газ выделяется при любом горении – дров, угля, нефти, табака, и других горючих веществ, и горения не поддерживает.

Используя знания об этом свойстве кислорода, мы сможем помочь человеку, если у него загорелась одежда: необходимо накрыть огонь плотной тканью, чтобы не поступал кислород.

3. Постоянный состав воздуха

Состав воздуха постоянен, это важное условие жизни на Земле. Но ведь во всех странах мира ежегодно сжигаются миллиарды тонн топлива, выделяя в атмосферу огромное количество углекислого газа и расходуя кислород.

Выхлопные газы автомобилей 

Рис. 5. Выхлопные газы автомобилей (Источник)

То же самое происходит на производствах, при пожарах.

Лесной пожар

Рис. 6. Лесной пожар (Источник)

Люди, животные, растения и даже микробы дышат и также поглощают кислород, а выделяют углекислый газ.

Дыхание живого существа 

Рис. 7. Дыхание живого существа (Источник)

4. Непостоянные составные части воздуха


Но при этом состав воздуха на планете в целом остается постоянным. Это результат работы зеленых растений, которые являются главным источником пополнения запасов кислорода на Земле.

Зеленые растения 

Рис. 8. Зеленые растения (Источник)

В растениях под воздействием солнечного света из углекислого газа и воды образуются питательные вещества и кислород. Чем больше зеленых растений, тем чище воздух, поэтому в лесу так легко дышится.

Как было сказано, не все составляющие воздуха являются постоянными. Наличие и количество частичек пыли, пыльцы растений, соли других примесей зависит от местности и времени года.

Эти частицы появляются из дыма вулканов, пустынь, океанов, почвы, цветущих растений. В конце июня, например, появляется тополиный пух, а во время активного цветения растений, в воздухе много пыльцы.

Дым вулкана

Рис. 9. Дым вулкана (Источник)


Песчинки пустынь

Рис. 10. Песчинки пустынь (Источник)

Частички морской соли

Рис. 11. Частички морской соли (Источник)

Частички почвы

Рис. 12. Частички почвы (Источник)

Пыльца растений

Рис. 13. Пыльца растений (Источник)

Тополиный пух

Рис. 14. Тополиный пух (Источник)

Источник: interneturok.ru

Что такое атмосфера

Это газовая оболочка, которая окружает небесные тела. Атмосфера – не прерогатива Земли. В Солнечной системе газовый слой присутствует у всех планет. Исключение составляет только Меркурий. Особенно толстый слой атмосферы окружает так называемые газовые планеты. Удерживается она за счет силы притяжения.

Планета Земля (Фото из открытого источника)

Определить на глаз, что конкретно в этом месте заканчивается слой атмосферы и начинается межпланетное пространство, невозможно.

Поэтому под этим названием понимают область вокруг планеты (или другого небесного тела), в которой газ вращается вместе с родным космическим телом.

По сути, получается крепкая единая связка.

Поскольку речь в статье идет о земной атмосфере, рассмотрим подробно ее строение. Газовая оболочка не однородна, ученые выделяют отдельные слои. Каждый играет собственную роль и отличается составом.

Состав

Самый удаленный слой, непосредственно граничащий с межпланетным пространством, — экзосфера. В нее попадают, если поднимаются на высоту около 1.000 километров. По сути, это уже внешний слой. Здесь отдельные частицы движутся очень быстро. Плюс сила притяжения снижается, поэтому они способны покидать границы атмосферы и улетать в космос.

Северное сияние (Фото из открытого источника)

Ниже расположена ионосфера, которая считается верхним слоем. Начинается с 80 километров. Это область «обитания» заряженных частиц. Здесь происходят резкие и серьезные магнитные колебания. Чудесные северные сияния, наблюдаемые с поверхности Земли в некоторых регионах, тоже играют красками в ионосфере.

Далее следует мезосфера. Это разреженный слой, расположенный на отметке в 80 километров.

Начиная с 8 километров и до 55 (это максимально широкие границы, в некоторых местах слой намного уже) распространяется стратосфера. Здесь лежит слой озона, о котором речь пойдет далее. На долю стратосферы приходится пятая часть массы земной атмосферы.

Тропосфера – слой, с которым контактируют все люди. Ее высота от 8 до 16 километров. Именно ее воздухом мы дышим, здесь формируются осадки и концентрируется весь водяной пар. Воздух может перемещаться во всех направлениях (вертикально и горизонтально).

Из сказанного выше понятно, что толщина слоев атмосферы не одинакова в разных частях планеты. Плюс она изменяется в зависимости от многих условий.

Атмосфера – один из важнейших факторов зарождения, развития и сохранения жизни на Земле. Без нее чуда жизни на планете никогда бы не случилось. Так чем же она так уникальна, почему нужна и требует бережного отношения?

Люди дышат воздухом

Многоклеточные животные не могут существовать без кислорода. Если взять слои атмосферы, включая тропосферу, то в них будет 20% этого ценнейшего газа. Около 80% приходится на азот, в гораздо более незначительных количествам присутствуют аргон, углекислый газ, совсем немного озона и инертных газов.

Считается, что жизнь на планете зародилась в виде бактерий, поглощающих азот. Затем появились микроорганизмы и растения, активно выделяющие кислород как побочный продукт. Близкие к окружающим нас сейчас формы жизни появились после того, как концентрация кислорода достигла всего одного процента.

Вид на Землю с космоса (Фото из открытого источника)

Указанная выше доля углекислого газа в атмосфере кажется ничтожной. Но сейчас она неуклонно увеличивается. И причина тому – деятельность человека.

Надо понимать, если газа станет всего на 0,1 процента больше, животные не смогут дышать, здоровье же людей окажется под угрозой.

Озоновый щит

Солнце необходимо для жизни на планете. Но оно же легко может погубить все живое. Между нами и смертоносным излучением стоит тонкий озоновый слой. Именно он поглощает и отражает вредные ультрафиолетовые лучи и радиацию, пропускает только нужное.

Кстати, благодаря озону мы видим голубое небо. Дело в том, что из всей видимой части спектра меньше всего поглощается голубой. Если подниматься вертикально, то при удалении от планеты небо постепенно темнеет. В космосе оно совершенно черное. Сама атмосфера прозрачна, поэтому мы можем хорошо видеть окружающий мир.

Согревающая шуба

Если бы не было атмосферы, температура на планете была бы крайне некомфортной. Нагреваясь, поверхность Земли начинает отдавать тепло обратно. Логично предположить, что это вызвало бы охлаждение. Однако этого не происходит. Здесь в игру вступает углекислый газ, а также мельчайшие частицы водяного пара. Именно они улавливают инфракрасное излучение и возвращают его обратно. В результате температура на Земле остается постоянной, зависит только от перемен времен года, то есть интенсивности солнечного излучения.

Поверхность Земли (Фото из открытого источника)

Отсюда становится понятной схема развития «парникового эффекта». Если доля углекислого газа увеличивается, нагрев земной поверхности происходит более интенсивно. Далее следуют изменения климата и соответствующие реакции планеты на происходящее.

Добавим, что озоновый слой подвержен разрушению. На него воздействуют химические вещества, в избытке вырабатываемые промышленностью.

Земной щит

Падение метеорита на землю кажется нам чем-то экстраординарным. Но на самом деле, каждый год на планету летят тонны мусора и космических тел разных размеров. Очень редко они производят разрушения. В большинстве случаев сгорают на подлете к поверхности или распадаются на незначительные фрагменты.

Приближение метеорита (Фото используется по стандартной лицензии ©iplanets.ru)

Атмосфера только кажется невесомой. На самом деле, сила трения космического тела, влетающего в нее на огромной скорости, очень велика. Оно мгновенно раскаляется и буквально сгорает, не успевая нанести живым существам никакого вреда.

Как видно, без атмосферы невозможно существование на Земле. Но и при любых изменениях состава газовой оболочки жизнь попадет под угрозу.

Поэтому ученые и общественные активисты так рьяно выступают за принятие законов и программ по сохранению окружающей среды. Пришло время внести свой вклад в наше общее будущее.

Читать еще: Китайские исследования космоса: новая база на Луне

Источник: zen.yandex.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

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