Zemská atmosféra je plynný obal našej planéty. Mimochodom, takmer všetky nebeské telesá majú podobné škrupiny, počnúc planétami slnečná sústava a končiac veľkými asteroidmi. závisí od mnohých faktorov – veľkosti jeho rýchlosti, hmotnosti a mnohých ďalších parametrov. Ale iba škrupina našej planéty obsahuje zložky, ktoré nám umožňujú žiť.

Zemská atmosféra: stručná história vznik

Predpokladá sa, že na začiatku svojej existencie naša planéta nemala vôbec žiadny plynový obal. Ale mladý, novovzniknutý nebeské teleso neustále sa vyvíjal. Primárna atmosféra Zeme vznikla v dôsledku neustálych sopečných erupcií. Takto sa za mnoho tisíc rokov okolo Zeme vytvoril obal z vodnej pary, dusíka, uhlíka a iných prvkov (okrem kyslíka).

Keďže množstvo vlhkosti v atmosfére je obmedzené, jej prebytok sa zmenil na zrážky – tak vznikli moria, oceány a iné vodné plochy. IN vodné prostredie Objavili sa a vyvinuli sa prvé organizmy, ktoré obývali planétu. Väčšina z nich patrila k rastlinným organizmom, ktoré produkujú kyslík prostredníctvom fotosyntézy. Atmosféra Zeme sa teda začala napĺňať týmto vitálom potrebný plyn. A v dôsledku nahromadenia kyslíka sa vytvorila ozónová vrstva, ktorá chránila planétu pred škodlivými účinkami ultrafialového žiarenia. Práve tieto faktory vytvorili všetky podmienky pre našu existenciu.

Štruktúra zemskej atmosféry

Ako viete, plynový obal našej planéty pozostáva z niekoľkých vrstiev - troposféra, stratosféra, mezosféra, termosféra. Nie je možné nakresliť jasné hranice medzi týmito vrstvami - všetko závisí od ročného obdobia a zemepisnej šírky planéty.

Troposféra je spodná časť plynového obalu, ktorej výška je v priemere od 10 do 15 kilometrov. Tu sa koncentruje väčšina vlhkosti, mimochodom, práve tu sa nachádza všetka vlhkosť a tvoria sa oblaky. Vďaka obsahu kyslíka podporuje troposféra životnú aktivitu všetkých organizmov. Okrem toho má rozhodujúce pri formovaní poveternostných a klimatických vlastností územia - tu sa netvorí len oblačnosť, ale aj vetry. Teplota klesá s nadmorskou výškou.

Stratosféra – začína od troposféry a končí vo výške 50 až 55 kilometrov. Tu teplota stúpa s nadmorskou výškou. Táto časť atmosféry neobsahuje prakticky žiadnu vodnú paru, ale má ozónovú vrstvu. Niekedy si tu môžete všimnúť tvorbu „perlových“ oblakov, ktoré je možné vidieť iba v noci - predpokladá sa, že sú reprezentované vysoko kondenzovanými kvapkami vody.

Mezosféra siaha až do výšky 80 kilometrov. V tejto vrstve môžete pri pohybe nahor zaznamenať prudký pokles teploty. Veľmi rozvinutá je tu aj turbulencia. Mimochodom, v mezosfére tzv. nočné svietiace oblaky“, ktoré pozostávajú z malých ľadových kryštálikov – tie môžete vidieť len v noci. Zaujímavosťou je, že na hornej hranici mezosféry sa prakticky nenachádza vzduch – je ho 200-krát menej ako pri zemskom povrchu.

Termosféra je horná vrstva zemského plynového obalu, v ktorej je zvykom rozlišovať medzi ionosférou a exosférou. Zaujímavosťou je, že teplota tu veľmi prudko stúpa s nadmorskou výškou – vo výške 800 kilometrov od zemského povrchu je to viac ako 1000 stupňov Celzia. Ionosféra sa vyznačuje vysoko riedkym vzduchom a obrovským obsahom aktívnych iónov. Pokiaľ ide o exosféru, táto časť atmosféry plynule prechádza do medziplanetárneho priestoru. Stojí za zmienku, že termosféra neobsahuje vzduch.

Možno poznamenať, že zemská atmosféra je veľmi dôležitou súčasťou našej planéty, ktorá zostáva rozhodujúcim faktorom pri vzniku života. Zabezpečuje životnú aktivitu, udržiava existenciu hydrosféry (vodného obalu planéty) a chráni pred ultrafialovým žiarením.

Štruktúra a zloženie zemskej atmosféry, treba povedať, neboli vždy konštantné hodnoty v jednom alebo druhom období vývoja našej planéty. Dnes je vertikálna štruktúra tohto prvku, ktorý má celkovú „hrúbku“ 1,5-2,0 tisíc km, reprezentovaná niekoľkými hlavnými vrstvami, vrátane:

1. Troposféra.
2. Tropopauza.
3. Stratosféra.
4. Stratopauza.
5. Mezosféra a mezopauza.
6. Termosféra.
7. Exosféra.

Základné prvky atmosféry

Troposféra je vrstva, v ktorej sa pozorujú silné vertikálne a horizontálne pohyby, práve tu sa vytvára počasie, sedimentárne javy a klimatické podmienky. Rozprestiera sa 7-8 kilometrov od povrchu planéty takmer všade, s výnimkou polárnych oblastí (tam až 15 km). V troposfére dochádza k postupnému znižovaniu teploty, približne o 6,4 °C s každým kilometrom nadmorskej výšky. Tento ukazovateľ sa môže líšiť pre rôzne zemepisné šírky a ročné obdobia.

Zloženie zemskej atmosféry v tejto časti predstavujú tieto prvky a ich percentá:

Dusík - asi 78 percent;

Kyslík – takmer 21 percent;

Argón - asi jedno percento;

Oxid uhličitý - menej ako 0,05%.

Jednotné zloženie do nadmorskej výšky 90 kilometrov

Okrem toho tu môžete nájsť prach, kvapky vody, vodnú paru, splodiny horenia, ľadové kryštály, morské soli, množstvo aerosólových častíc atď. Toto zloženie zemskej atmosféry možno pozorovať až do výšky približne deväťdesiat kilometrov, takže vzduch je približne rovnaké v chemickom zložení nielen v troposfére, ale aj v nadložných vrstvách. Tam je však atmosféra zásadne iná fyzikálne vlastnosti. Vrstva, ktorá má spoločné chemické zloženie, sa nazýva homosféra.

Aké ďalšie prvky tvoria zemskú atmosféru? V percentách (objemovo, v suchom vzduchu) plyny ako kryptón (asi 1,14 x 10-4), xenón (8,7 x 10-7), vodík (5,0 x 10-5), metán (asi 1,7 x 10-5) sú tu zastúpené 4), oxid dusný (5,0 x 10 -5) atď. V hmotnostných percentách je najviac uvedených zložiek oxid dusný a vodík, potom hélium, kryptón atď.

Fyzikálne vlastnosti rôznych vrstiev atmosféry

Fyzikálne vlastnosti troposféry úzko súvisia s jej blízkosťou k povrchu planéty. Odtiaľ je odrazené slnečné teplo vo forme infračervených lúčov nasmerované späť nahor, čo zahŕňa procesy vedenia a konvekcie. Preto teplota klesá so vzdialenosťou od zemského povrchu. Tento jav je pozorovaný do výšky stratosféry (11-17 km), potom sa teplota takmer nemení do 34-35 km a potom teplota opäť stúpa do nadmorských výšok 50 km (horná hranica stratosféry) . Medzi stratosférou a troposférou je tenká medzivrstva tropopauzy (do 1-2 km), kde sú nad rovníkom pozorované konštantné teploty - asi mínus 70 °C a nižšie. Nad pólmi sa tropopauza v lete „vyhreje“ na mínus 45°C v zime, teploty tu kolíšu okolo -65°C.

Zloženie plynu zemskej atmosféry zahŕňa nasledujúce dôležitý prvok ako ozón. Na povrchu je ho relatívne málo (desať až mínus šiesta mocnina jedného percenta), keďže plyn vzniká vplyvom slnečného žiarenia z atómového kyslíka v horných častiach atmosféry. Najviac ozónu je najmä v nadmorskej výške okolo 25 km a celá „ozónová clona“ sa nachádza v oblastiach od 7 do 8 km na póloch, od 18 km na rovníku a celkovo do päťdesiat kilometrov nad morom. povrchu planéty.

Atmosféra chráni pred slnečným žiarením

Zloženie ovzdušia v zemskej atmosfére hrá veľmi dôležitú úlohu pri zachovaní života, už od jedinca chemické prvky a kompozície úspešne obmedzujú prístup slnečného žiarenia k zemskému povrchu a ľuďom, zvieratám a rastlinám žijúcim na ňom. Napríklad molekuly vodnej pary účinne absorbujú takmer všetky rozsahy infračerveného žiarenia, s výnimkou dĺžok v rozsahu od 8 do 13 mikrónov. Ozón pohlcuje ultrafialové žiarenie až do vlnovej dĺžky 3100 A. Bez jeho tenkej vrstvy (v priemere len 3 mm, ak sa umiestni na povrch planéty) je možné použiť iba vodu v hĺbke viac ako 10 metrov a podzemné jaskyne, kde slnečné žiarenie neprenikne. dosah je možné obývať.

Nula Celzia v stratopauze

Medzi nasledujúcimi dvoma úrovňami atmosféry, stratosférou a mezosférou, sa nachádza pozoruhodná vrstva – stratopauza. Zodpovedá približne výške ozónových maxím a teplota je tu pre človeka relatívne príjemná – okolo 0°C. Nad stratopauzou, v mezosfére (začína niekde vo výške 50 km a končí vo výške 80-90 km), je opäť pozorovaný pokles teploty s rastúcou vzdialenosťou od zemského povrchu (na mínus 70-80 °C ). Meteory zvyčajne úplne zhoria v mezosfére.

V termosfére - plus 2000 K!

Chemické zloženie zemskej atmosféry v termosfére (začína po mezopauze od nadmorských výšok cca 85-90 až 800 km) predurčuje možnosť takého javu, akým je postupné zahrievanie vrstiev veľmi riedkeho „vzduchu“ vplyvom slnečného žiarenia. . V tejto časti „vzduchovej pokrývky“ planéty sa teploty pohybujú od 200 do 2000 K, ktoré sa získavajú ionizáciou kyslíka (atómový kyslík sa nachádza nad 300 km), ako aj rekombináciou atómov kyslíka na molekuly. , sprevádzané uvoľňovaním veľkého množstva tepla. Termosféra je miesto, kde sa vyskytujú polárne žiary.

Nad termosférou je exosféra - vonkajšia vrstva atmosféry, z ktorej môžu unikať ľahké a rýchlo sa pohybujúce atómy vodíka. kozmického priestoru. Chemické zloženie zemskej atmosféry je tu reprezentované väčšinou jednotlivými atómami kyslíka v spodných vrstvách, atómami hélia v stredných vrstvách a takmer výlučne atómami vodíka v horných vrstvách. Tu dominujú vysoké teploty- asi 3000 K a nie je tam žiadny atmosférický tlak.

Ako sa formovala zemská atmosféra?

Ale, ako už bolo spomenuté vyššie, planéta nemala vždy také zloženie atmosféry. Celkovo existujú tri koncepty pôvodu tohto prvku. Prvá hypotéza naznačuje, že atmosféra bola získaná procesom akrécie z protoplanetárneho oblaku. Dnes je však táto teória značne kritizovaná, pretože takáto primárna atmosféra mala byť zničená slnečným „vetrom“ z hviezdy v našej planetárnej sústave. Okrem toho sa predpokladá, že prchavé prvky nebolo možné udržať v zóne formovania terestrických planét kvôli príliš vysokým teplotám.

Zlúčenina primárna atmosféra Zem, ako naznačuje druhá hypotéza, mohla vzniknúť v dôsledku aktívneho bombardovania povrchu asteroidmi a kométami, ktoré prileteli z blízkosti Slnečnej sústavy skorých štádiách rozvoj. Potvrdiť alebo vyvrátiť tento koncept je dosť ťažké.

Experiment na IDG RAS

Najpravdepodobnejšia sa zdá byť tretia hypotéza, ktorá sa domnieva, že atmosféra sa objavila v dôsledku uvoľnenia plynov z plášťa zemskej kôry približne pred 4 miliardami rokov. Tento koncept bol testovaný v Ústave geografie Ruskej akadémie vied počas experimentu s názvom „Carev 2“, keď sa vzorka látky meteorického pôvodu zahrievala vo vákuu. Potom bolo zaznamenané uvoľňovanie plynov ako H 2, CH 4, CO, H 2 O, N 2 atď. Preto vedci správne predpokladali, že chemické zloženie primárnej atmosféry Zeme zahŕňa vodu a oxid uhličitý, fluorovodík (. HF), plynný oxid uhoľnatý (CO), sírovodík (H 2 S), zlúčeniny dusíka, vodík, metán (CH 4), pary amoniaku (NH 3), argón atď. Na vzniku sa podieľala vodná para z primárnej atmosféry hydrosféry bol oxid uhličitý vo väčšej miere vo viazanom stave v organických látkach a horninách, dusík prechádzal do zloženia súčasného ovzdušia a tiež opäť do sedimentárnych hornín a organických látok.

Zloženie primárnej atmosféry Zeme by to nedovolilo moderných ľudí byť v nej bez dýchacích prístrojov, keďže vtedy tam nebol kyslík v požadovanom množstve. Tento prvok sa objavil vo významných množstvách pred jeden a pol miliardou rokov a predpokladá sa, že súvisí s vývojom procesu fotosyntézy v modrozelených a iných riasach, ktoré sú najstaršími obyvateľmi našej planéty.

Minimálne množstvo kyslíka

O tom, že zloženie zemskej atmosféry bolo spočiatku takmer bezkyslíkaté, svedčí fakt, že v najstarších (katarchejských) horninách sa nachádza ľahko oxidovateľný, ale nezoxidovaný grafit (uhlík). Následne sa páskoval tzv železné rudy, ktorý zahŕňal vrstvy obohatených oxidov železa, čo znamená, že sa na planéte objavil silný zdroj kyslíka v molekulárnej forme. Ale tieto prvky boli nájdené len periodicky (možno rovnaké riasy alebo iní producenti kyslíka sa objavili na malých ostrovoch v púšti bez kyslíka), zatiaľ čo zvyšok sveta bol anaeróbny. Toto podporuje skutočnosť, že ľahko oxidovateľný pyrit bol nájdený vo forme kamienkov spracovaných prúdom bez stôp chemické reakcie. Keďže tečúce vody nemožno zle prevzdušňovať, vyvinul sa názor, že atmosféra pred kambriom obsahovala menej ako jedno percento dnešného kyslíkového zloženia.

Revolučná zmena v zložení vzduchu

Približne v polovici prvohôr (pred 1,8 miliardami rokov) nastala „kyslíková revolúcia“, keď svet prešiel na aeróbne dýchanie, počas ktorého možno z jednej molekuly živiny (glukózy) získať 38 a nie dve (ako napr. anaeróbne dýchanie) jednotky energie. Zloženie zemskej atmosféry, pokiaľ ide o kyslík, začalo presahovať jedno percento toho, čo je dnes, a začala sa objavovať ozónová vrstva, ktorá chráni organizmy pred žiarením. Práve od nej sa napríklad také starodávne zvieratá, ako sú trilobity, „schovali“ pod hrubé škrupiny. Odvtedy až do našej doby sa obsah hlavného „dýchacieho“ prvku postupne a pomaly zvyšoval, čím sa zabezpečila rôznorodosť vývoja foriem života na planéte.

Zloženie atmosféry. Vzdušný obal našej planéty - atmosféru chráni zemský povrch pred škodlivými účinkami ultrafialového žiarenia zo Slnka na živé organizmy. Tiež chráni Zem pred kozmickými časticami - prachom a meteoritmi.

Atmosféru tvorí mechanická zmes plynov: 78 % jej objemu tvorí dusík, 21 % kyslík a menej ako 1 % hélium, argón, kryptón a iné inertné plyny. Množstvo kyslíka a dusíka vo vzduchu sa prakticky nemení, pretože dusík sa takmer nespája s inými látkami, a kyslík, ktorý je síce veľmi aktívny a vynakladá sa na dýchanie, oxidáciu a spaľovanie, ale rastliny ho neustále dopĺňajú.

Až do nadmorskej výšky približne 100 km zostáva percento týchto plynov prakticky nezmenené. Je to spôsobené tým, že vzduch sa neustále mieša.

Okrem spomínaných plynov obsahuje atmosféra asi 0,03 % oxidu uhličitého, ktorý sa zvyčajne sústreďuje v blízkosti zemského povrchu a je rozmiestnený nerovnomerne: v mestách, priemyselných centrách a oblastiach sopečnej činnosti sa jeho množstvo zvyšuje.

V atmosfére je vždy určité množstvo nečistôt – vodná para a prach. Obsah vodnej pary závisí od teploty vzduchu: čím vyššia je teplota, tým viac pary vzduch dokáže zadržať. V dôsledku prítomnosti parnej vody vo vzduchu sú možné atmosférické javy ako dúha, lom slnečného svetla atď.

Prach sa do atmosféry dostáva pri sopečných erupciách, pieskových a prachových búrkach, pri nedokonalom spaľovaní paliva v tepelných elektrárňach a pod.

Štruktúra atmosféry. Hustota atmosféry sa mení s nadmorskou výškou: je najvyššia na povrchu Zeme a klesá, keď stúpa. Vo výške 5,5 km je teda hustota atmosféry 2-krát a vo výške 11 km je 4-krát menšia ako v povrchovej vrstve.

V závislosti od hustoty, zloženia a vlastností plynov sa atmosféra delí na päť sústredných vrstiev (obr. 34).

Ryža. 34. Vertikálny rez atmosféry (stratifikácia atmosféry)

1. Spodná vrstva je tzv troposféra. Jeho horná hranica prechádza v nadmorskej výške 8-10 km na póloch a 16-18 km na rovníku. Troposféra obsahuje až 80 % celkovej hmotnosti atmosféry a takmer všetku vodnú paru.

Teplota vzduchu v troposfére klesá s výškou o 0,6 °C každých 100 m a na jej hornej hranici je -45-55 °C.

Vzduch v troposfére sa neustále mieša a pohybuje sa rôznymi smermi. Iba tu sú pozorované hmly, dažde, snehové zrážky, búrky, búrky a iné poveternostné javy.

2. Nachádza sa vyššie stratosféra, ktorá siaha do nadmorskej výšky 50-55 km. Hustota vzduchu a tlak v stratosfére sú zanedbateľné. Riedky vzduch pozostáva z rovnakých plynov ako v troposfére, obsahuje však viac ozónu. Najvyššia koncentrácia ozónu je pozorovaná v nadmorskej výške 15-30 km. Teplota v stratosfére stúpa s nadmorskou výškou a na jej hornej hranici dosahuje 0 °C a viac. Ozón totiž pohlcuje krátkovlnnú energiu zo slnka, čím sa vzduch ohrieva.

3. Leží nad stratosférou mezosféra, siaha do nadmorskej výšky 80 km. Tam teplota opäť klesá a dosahuje -90 °C. Hustota vzduchu je tam 200-krát menšia ako na povrchu Zeme.

4. Nad mezosférou sa nachádza termosféra(od 80 do 800 km). Teplota v tejto vrstve stúpa: vo výške 150 km na 220 °C; vo výške 600 km až 1500 °C. Atmosférické plyny (dusík a kyslík) sú v ionizovanom stave. Vplyvom krátkovlnného slnečného žiarenia sa jednotlivé elektróny oddeľujú od obalov atómov. Výsledkom je, že v tejto vrstve - ionosféra objavujú sa vrstvy nabitých častíc. Ich najhustejšia vrstva sa nachádza v nadmorskej výške 300-400 km. Slnečné lúče sa tam kvôli nízkej hustote nerozptyľujú, takže obloha je čierna, jasne na nej žiaria hviezdy a planéty.

V ionosfére sú polárne svetlá, mocný elektrické prúdy, ktoré spôsobujú poruchy v magnetickom poli Zeme.

5. Nad 800 km je vonkajší plášť - exosféra. Rýchlosť pohybu jednotlivých častíc v exosfére sa blíži ku kritickej hodnote - 11,2 mm/s, takže jednotlivé častice dokážu prekonať gravitácie a ísť do vesmíru.

Význam atmosféry.Úloha atmosféry v živote našej planéty je mimoriadne veľká. Bez nej by bola Zem mŕtva. Atmosféra chráni zemský povrch pred extrémnym zahrievaním a ochladzovaním. Jeho účinok možno prirovnať k úlohe skla v skleníkoch: prepúšťa slnečné lúče a bráni tepelným stratám.

Atmosféra chráni živé organizmy pred krátkovlnným a korpuskulárnym žiarením zo Slnka. Atmosféra je prostredie, kde dochádza k poveternostným javom, s ktorým všetko súvisí ľudská činnosť. Štúdium tejto škrupiny sa vykonáva na meteorologických staniciach. Vo dne aj v noci za každého počasia meteorológovia sledujú stav spodnej vrstvy atmosféry. Štyrikrát denne a na mnohých staniciach každú hodinu merajú teplotu, tlak, vlhkosť vzduchu, zaznamenávajú oblačnosť, smer a rýchlosť vetra, množstvo zrážok, elektrické a zvukové javy v atmosfére. Meteorologické stanice sa nachádzajú všade: v Antarktíde a v tropických dažďových pralesoch, na vysoké hory a v obrovských priestoroch tundry. Pozorovania oceánov sa vykonávajú aj zo špeciálne postavených lodí.

Od 30-tych rokov. XX storočia pozorovania začali vo voľnej atmosfére. Začali vypúšťať rádiosondy, ktoré stúpajú do výšky 25-35 km a pomocou rádiových zariadení prenášajú na Zem informácie o teplote, tlaku, vlhkosti vzduchu a rýchlosti vetra. V súčasnosti sú široko používané aj meteorologické rakety a satelity. Tí druhí majú televízne inštalácie, ktoré prenášajú obraz zemského povrchu a oblakov.

| |
5. Vzduchová škrupina zeme§ 31. Ohrievanie atmosféry

Každý, kto letel v lietadle, je zvyknutý na takúto správu: „náš let sa koná vo výške 10 000 m, vonkajšia teplota je 50 ° C. Zdá sa, že to nie je nič zvláštne. Čím ďalej od povrchu Zeme ohrievaného Slnkom, tým je chladnejšie. Mnoho ľudí si myslí, že teplota s nadmorskou výškou neustále klesá a že teplota postupne klesá a blíži sa k teplote vesmíru. Mimochodom, vedci si to mysleli až do konca 19. storočia.

Pozrime sa bližšie na rozloženie teploty vzduchu na Zemi. Atmosféra je rozdelená do niekoľkých vrstiev, ktoré odrážajú predovšetkým charakter teplotných zmien.

Spodná vrstva atmosféry je tzv troposféra, čo znamená „sféra rotácie“ Všetky zmeny počasia a klímy sú výsledkom fyzikálnych procesov, vyskytujúce sa práve v tejto vrstve. Horná hranica tejto vrstvy sa nachádza tam, kde je pokles teploty s výškou nahradený jej nárastom - približne vo výške 15-16 km nad rovníkom a 7-8 km nad pólmi. Rovnako ako samotná Zem, aj atmosféra je vplyvom rotácie našej planéty do istej miery sploštená nad pólmi a nafúknutá nad rovníkom. Tento efekt sa však oveľa silnejšie prejavuje v atmosfére ako v pevnom obale Zeme. V smere od povrchu Zeme k hornej hranici troposféry teplota vzduchu klesá. Nad rovníkom je minimálna teplota vzduchu okolo -62°C a nad pólmi okolo -45°C. V miernych zemepisných šírkach je viac ako 75 % hmotnosti atmosféry v troposfére. V trópoch sa asi 90 % hmotnosti atmosféry nachádza v troposfére.

V roku 1899 bolo objavené minimum vo vertikálnom teplotnom profile v určitej nadmorskej výške a potom sa teplota mierne zvýšila. Začiatok tohto nárastu znamená prechod do ďalšej vrstvy atmosféry – do stratosféra, čo znamená „guľa vrstvy“. zvláštnosťou je najmä prudké zvýšenie teploty vzduchu Toto zvýšenie teploty sa vysvetľuje reakciou tvorby ozónu, ktorá je jednou z hlavných chemických reakcií prebiehajúcich v atmosfére.

Väčšina ozónu je sústredená v nadmorských výškach približne 25 km, ale vo všeobecnosti je ozónová vrstva veľmi rozšírená vrstva pokrývajúca takmer celú stratosféru. Interakcia kyslíka s ultrafialovým žiarením je jedným z prospešných procesov v zemskej atmosfére, ktoré prispievajú k zachovaniu života na Zemi. Absorpcia tejto energie ozónom bráni jej nadmernému prúdeniu na zemský povrch, kde sa vytvára práve taká úroveň energie, ktorá je vhodná na existenciu. pozemské formyživota. Ozonosféra pohlcuje časť žiarivej energie prechádzajúcej atmosférou. V dôsledku toho sa v ozonosfére ustanoví vertikálny gradient teploty vzduchu približne 0,62 °C na 100 m, t.j. teplota stúpa s nadmorskou výškou až po hornú hranicu stratosféry - stratopauzu (50 km) a dosahuje podľa niektoré údaje, 0 °C.

Vo výškach od 50 do 80 km sa nachádza vrstva atmosféry tzv mezosféra. Slovo „mezosféra“ znamená „stredná sféra“, kde teplota vzduchu s výškou stále klesá. Nad mezosférou, vo vrstve tzv termosféra, teplota opäť stúpa s nadmorskou výškou až na cca 1000°C a potom veľmi rýchlo klesá na -96°C. Neklesá však donekonečna, potom sa teplota opäť zvyšuje.

Termosféra je prvá vrstva ionosféra. Na rozdiel od vyššie uvedených vrstiev nie je ionosféra rozlíšená teplotou. Ionosféra je oblasť elektrického charakteru, ktorá umožňuje mnoho druhov rádiovej komunikácie. Ionosféra je rozdelená na niekoľko vrstiev, ktoré sú označené písmenami D, E, F1 a F2. Rozdelenie do vrstiev je spôsobené niekoľkými príčinami, z ktorých najdôležitejší je nerovnomerný vplyv vrstiev na prechod rádiových vĺn. Najnižšia vrstva D pohlcuje hlavne rádiové vlny a tým zabraňuje ich ďalšiemu šíreniu. Najlepšie prebádaná vrstva E sa nachádza vo výške približne 100 km nad zemským povrchom. Nazýva sa aj vrstva Kennelly-Heaviside podľa mien amerických a anglických vedcov, ktorí ju súčasne a nezávisle objavili. Vrstva E ako obrovské zrkadlo odráža rádiové vlny. Vďaka tejto vrstve prechádzajú dlhé rádiové vlny na väčšie vzdialenosti, než by sa dalo očakávať, ak by sa šírili len priamočiaro, bez odrazu od vrstvy E. Podobné vlastnosti má aj vrstva Appleton. Spolu s vrstvou Kennelly-Heaviside odráža rádiové vlny na pozemné rádiové stanice. Takýto odraz môže nastať pod rôznymi uhlami. Vrstva Appleton sa nachádza v nadmorskej výške asi 240 km.

Najvzdialenejšia oblasť atmosféry, druhá vrstva ionosféry, sa často nazýva exosféra. Tento termín sa vzťahuje na existenciu okrajových častí vesmíru v blízkosti Zeme. Je ťažké presne určiť, kde končí atmosféra a začína priestor, keďže s nadmorskou výškou hustota atmosférických plynov postupne klesá a samotná atmosféra sa postupne mení takmer na vákuum, v ktorom sa nachádzajú len jednotlivé molekuly. Už vo výške približne 320 km je hustota atmosféry taká nízka, že molekuly môžu prejsť viac ako 1 km bez toho, aby sa navzájom zrazili. Ako jej horná hranica slúži najvzdialenejšia časť atmosféry, ktorá sa nachádza vo výškach od 480 do 960 km.

Viac informácií o procesoch v atmosfére nájdete na stránke „Klíma Zeme“

ATMOSFÉRA - plynný obal Zeme, ktorý okrem vody a prachu (objemovo) obsahuje dusík (78,08 %), kyslík (20,95 %), argón (0,93 %), oxid uhličitý (asi 0,09 %) a vodík, neón , hélium, kryptón, xenón a množstvo ďalších plynov (spolu asi 0,01 %). Zloženie suchého hliníka je v celej jeho hrúbke takmer rovnaké, no v spodnej časti sa obsah zvyšuje. voda, prach a blízko pôdy - oxid uhličitý. Dolná hranica A. je povrch zeme a vody a horný je upevnený vo výške 1300 km postupným prechodom do kozmického priestoru. A. sa delí na tri vrstvy: spodná - troposféra, priemer - stratosféra a hore - ionosféra. Troposféra do nadmorskej výšky 7-10 km (nad polárnymi oblasťami) a 16-18 km (nad rovníkovou oblasťou) zahŕňa viac ako 79 % hmotnosti Zeme a (od 80 km a viac) len asi 0,5 %. Hmotnosť stĺpca určitého úseku v rôznych zemepisných šírkach a pri rôznych teplotách. teplota je trochu iná. Na zemepisnej šírke 45° pri 0° it rovná hmotnosti stĺpec ortuti 760 mm, alebo tlak na 1 cm 2 1,0333 kg.

Vo všetkých vrstvách A. sa robia zložité horizontálne pohyby (v rôznych smeroch a s pri rôznych rýchlostiach), vertikálne a turbulentné pohyby. Dochádza k pohlcovaniu slnečného a kozmického žiarenia a k samovyžarovaniu. Zvlášť dôležitý ako absorbér ultrafialových lúčov v A. je ozón s bežným obsahom. len 0,000001% objemu A., ale 60% sústredených vo vrstvách v nadmorskej výške 16-32 km - ozón a pre troposféru - vodná para, prepúšťajúca krátkovlnné žiarenie a blokujúca „odrazené“ dlhovlnné žiarenie. Ten vedie k zahrievaniu spodných vrstiev zeme V histórii vývoja Zeme nebolo zloženie zeme konštantné. V archeáne bolo množstvo CO 2 pravdepodobne oveľa väčšie a O 2 - menej atď. Geochem. a geol. úloha A. ako nádoby biosféra a agent hypergenéza veľmi veľké. Okrem A. ako fyz. telesa, existuje pojem A. ako technická veličina na vyjadrenie tlaku. A. technický sa rovná tlaku 1 kg na cm 2, 735,68 mm ortuti, 10 m vody (pri 4 ° C). V. I. Lebedev.

Geologický slovník: v 2 zväzkoch. - M.: Nedra. Editoval K. N. Paffengoltz a kol.. 1978 .

Atmosféra

Zem (z gréckeho atmos - para a sphaira - * a. atmosféra; n. Atmosféra; f. atmosféra; A. atmosfera) - plynový obal obklopujúci Zem a podieľajúci sa na jej dennej rotácii. Macca A. je cca. 5,15 * 10 15 t A. poskytuje možnosť života na Zemi a ovplyvňuje geologické procesy.
Pôvod a úloha A. Moderné Zdá sa, že A. je druhotného pôvodu; vznikol z plynov uvoľnených pevným obalom Zeme (litosférou) po vzniku planéty. Počas geologického dejiny Zeme A. prešla prostriedkami. vývoj pod vplyvom množstva faktorov: disipácia (rozptyl) molekúl plynu v priestore. vesmír, uvoľňovanie plynov z litosféry v dôsledku sopečných udalostí. činnosť, disociácia (štiepenie) molekúl vplyvom slnečného ultrafialového žiarenia, chem. reakcie medzi zložkami A. a horninami, ktoré tvoria zemská kôra, (zachytiť) meteorickú hmotu. Vývoj A. je úzko spätý nielen s geol. a geochemické procesov, ale aj s činnosťou živých organizmov, najmä človeka ( antropogénny faktor). Štúdia zmien v zložení A. v minulosti ukázala, že už v r skoré obdobia fanerozoikum, množstvo kyslíka vo vzduchu bolo cca. 1/3 svojej moderny významy. Obsah kyslíka v A. prudko vzrástol v devóne a karbóne, kedy možno prevýšil novovek. . Po poklese v periódach permu a triasu sa opäť zvýšila a dosiahla max. hodnoty v jure, po ktorej nastal nový pokles, ktorý zostáva v našom. V celom fanerozoiku sa výrazne menilo aj množstvo oxidu uhličitého. Od kambria po paleogén CO 2 kolísal medzi 0,1-0,4 %. Redukovať to na modernú dobu. úroveň (0,03 %) sa vyskytla v oligocéne a (po určitom zvýšení v miocéne) pliocéne. Bankomat vykresliť stvorenia. vplyv na vývoj litosféry. Napríklad b.h. oxid uhličitý, ktorý sa do A. spočiatku dostával z litosféry, sa potom hromadil v karbonátových horninách. Bankomat a vodná para sú najdôležitejšie faktory ovplyvňujúce g.p Počas celej histórie Zeme atm. zrážanie hrá veľkú úlohu v procese hypergenézy. Aktivita vetra je nemenej dôležitá ( cm. Zvetrávanie), prenášanie malých zničených oblastí na veľké vzdialenosti. Kolísanie teplôt a iných atmosfér má významný vplyv na deštrukciu plynu. faktory.
A. chráni povrch Zeme pred zničením. účinky padajúcich kameňov (meteority), b.ch. ktorý pri vstupe na jeho husté povrchy horí. Flóra a vykreslené stvorenia. vplyv na vývoj A., sami silne závisia od atmosféry. podmienky. Ozónová vrstva v A. zachováva b.ch. ultrafialové žiarenie zo Slnka, ktoré by malo škodlivý vplyv na živé organizmy. A. kyslík sa využíva v procese dýchania zvieratami a rastlinami, oxid uhličitý sa využíva v procese výživy rastlín. Bankomat vzduch je dôležitá chemická látka. suroviny pre priemysel: napríklad atm. je surovinou na výrobu amoniaku, dusíka a iných chemikálií. spojenia; pri rozklade sa využíva kyslík. odvetvia x-va. Všetky vyššiu hodnotu získava rozvoj veternej energie najmä v regiónoch, kde nie sú žiadne iné energie.
Budova A. A. sa vyznačuje jasne vyjadreným (obr.), určeným zvláštnosťami vertikálneho rozdelenia teploty a hustoty jej základných plynov.

Priebeh teploty je veľmi zložitý, klesajúci podľa exponenciálneho zákona (80 % celkovej hmotnosti A. je sústredených v troposfére).
Prechodovou oblasťou medzi Austráliou a medziplanetárnym priestorom je jej najvzdialenejšia časť – exosféra, pozostávajúca zo riedeného vodíka. Vo výškach 1-20 tisíc km gravitačné Zemské pole už nie je schopné zadržať plyn a molekuly vodíka sú rozptýlené do vesmíru. priestor. Oblasť disipácie vodíka vytvára fenomén geokoróny. Prvé úlety umenia. satelity zistili, že ich obklopovalo niekoľko. obaly nabitých častíc, plynokinetické. teplota dosahuje niekoľko. tisíc stupňov. Tieto mušle sú tzv žiarenia pásy Zachytávajú sa nabité častice – elektróny a protóny slnečného pôvodu magnetické pole Zem a príčina v A. rozklad. javy, napr polárne svetlá. Žiarenie pásy tvoria súčasť magnetosféry.
Všetky parametre A. - temp-pa, tlak, hustota - sú charakterizované. časopriestorová variabilita (zemepisná, ročná, sezónna, denná). Bola objavená aj ich závislosť od slnečných erupcií.
Zloženie A. Hlavné zložkami A. sú dusík a kyslík, ako aj oxid uhličitý a iné plyny (tabuľka).

Najdôležitejšou variabilnou zložkou A. je vodná para. Zmena jeho koncentrácie sa značne líši: od 3 % zemského povrchu na rovníku po 0,2 % v polárnych šírkach. Hlavné jeho hmotnosť sa sústreďuje v troposfére, jeho obsah je určený pomerom procesov vyparovania, kondenzácie a horizontálneho prenosu. V dôsledku kondenzácie vodnej pary sa tvoria mraky a padajú atm. zrážky (dážď, krúpy, sneh, poca, hmla). Nie variabilná zložka A. - oxid uhličitý, ktorého zmena obsahu je spojená s životne dôležitou činnosťou rastlín (procesy fotosyntézy) a rozpustnosťou v mori. voda (výmena plynu medzi oceánom a A.). Dochádza k zvýšeniu obsahu oxidu uhličitého vplyvom priemyselného znečistenia, čo má vplyv na.
Radiačná, tepelná a vodná bilancia A. Prakticky jednota. zdroj energie pre všetky fyzické procesy vyvíjajúce sa v A. je slnečné žiarenie prenášané „transparentnými oknami“ A. Ch. vlastnosť žiarenia režim A. – tzv skleníkový efekt – spočíva v tom, že takmer nepohlcuje optické žiarenie. dosahu (b. h. žiarenie dopadá na zemský povrch a ohrieva ho) a infračervené (tepelné) žiarenie Zeme sa neprenáša opačným smerom, čím sa výrazne znižuje prenos tepla planéty a zvyšuje sa jej teplota. Časť slnečného žiarenia dopadajúceho na A. je absorbovaná (hlavne vodnou parou, oxidom uhličitým, ozónom a aerosólmi), druhá časť je rozptýlená molekulami plynu (čo vysvetľuje modrú farbu oblohy), prachovými časticami a kolísaním hustoty. Rozptýlené žiarenie sa sčítava s priamym slnečným žiarením a po dopade na zemský povrch sa od neho čiastočne odráža a čiastočne absorbuje. Podiel odrazeného žiarenia závisí od reflektora. schopnosť podkladového povrchu (albedo). Žiarenie pohltené zemským povrchom sa spracováva na infračervené žiarenie smerujúce do A. A. je zase zdrojom dlhovlnného žiarenia smerujúceho na zemský povrch (tzv. protižiarenie A.) a do vesmíru ( takzvané odchádzajúce žiarenie). Rozdiel medzi krátkovlnným žiarením absorbovaným zemským povrchom a efektívnym žiarením A. je tzv. žiarenia rovnováhu.
Premena energie slnečného žiarenia po jeho absorpcii zemským povrchom a A. tvorí tepelnú bilanciu Zeme. teplo z A. do kozmického priestoru ďaleko prevyšuje energiu prinesenú absorbovaným žiarením, ale deficit je kompenzovaný jeho prílevom v dôsledku mech. výmena tepla (turbulencie) a kondenzačné teplo vodnej pary. Hodnota posledného v A. sa číselne rovná spotrebe tepla na zemskom povrchu ( cm. Vodná bilancia).
Pohyb vzduchu. Vďaka vysokej mobilite atmosférický vzduch Vetry sú pozorované vo všetkých nadmorských výškach v A. Smery pohybu vzduchu závisia od mnohých. faktorov, ale hlavným je nerovnomerné zahrievanie A. v rôznych regiónoch. V dôsledku toho možno A. prirovnať k obrovskému tepelnému stroju, ktorý premieňa energiu žiarenia prichádzajúcu zo Slnka na kinetickú energiu. energie pohybujúcich sa vzdušných hmôt. Do cca. Účinnosť tohto procesu sa odhaduje na 2 %, čo zodpovedá výkonu 2,26 * 10 15 W. Táto energia sa vynakladá na vytváranie veľkých vírov (cyklóny a anticyklóny) a udržiavanie stabilného globálneho veterného systému (monzúny a pasáty). Spolu s veľkoplošnými prúdmi vzduchu v dol. vrstvy A. sú pozorované početné. miestna cirkulácia vzduchu (vánok, bóra, vetry z horských údolí atď.). Vo všetkých prúdoch vzduchu sa zvyčajne pozorujú pulzácie, ktoré zodpovedajú pohybu vzduchových vírov strednej a malej veľkosti. Výrazné meteorologické zmeny podmienky sa dosahujú takými rekultivačnými opatreniami, ako sú závlahy, ochranné zalesňovanie a mokrade. p-nový, tvorba umenia. moriach. Tieto zmeny sú v podstate obmedzený na povrchovú vrstvu vzduchu.
Ľudská činnosť okrem cielených vplyvov na počasie a klímu ovplyvňuje zloženie A. Znečistenie A. pôsobením energetických, hutníckych a chemických zariadení. a roh. priemyslu vzniká v dôsledku uvoľňovania ch. arr. výfukové plyny (90 %), ako aj prach a aerosóly. Celková hmotnosť aerosólov vypustených ročne do ovzdušia v dôsledku ľudskej činnosti je cca. 300 miliónov ton v súvislosti s tým v mnohých prípadoch. krajiny pracujú na kontrole znečistenia ovzdušia. Rýchly rast energie vedie k dodatočným kúrenie A., to-poe je stále badateľné len vo veľkých priemyselných areáloch. centrách, ale v budúcnosti môže viesť ku klimatickým zmenám v veľké plochy. Znečistenie A. roh. podniky závisia od geológie charakter vybudovaného ložiska, technológia výroby a spracovania ropných produktov. Napríklad uvoľňovanie metánu z uhoľných slojov počas jeho vývoja je cca. 90 miliónov m3 ročne. Pri vykonávaní trhacích prác (na odstrel g.p.) počas roka v A. cca. 8 miliónov m 3 plynov, z toho b.h. inertný, nemá škodlivý účinok na životné prostredie. Intenzita emisií plynov v dôsledku toho bude oxidovať. procesov na skládkach je pomerne veľká. Pri spracovaní rudy, ako aj v kováčskej dielni dochádza k veľkým emisiám prachu. podniky rozvíjajúce ložiská využívajúce povrchovú ťažbu s použitím trhacích prác, najmä v suchých oblastiach vystavených vetrom. Minerálne častice nebudú naďalej znečisťovať vzdušný priestor. čas, ch. arr. v blízkosti podnikov, usadzovania sa na pôde, povrchu nádrží a iných objektov.
Na zamedzenie znečistenia A. plynmi sa používajú: zachytávanie metánu, penové-vzduchové a vzduchovo-vodné clony, čistenie spalín a elektrický pohon (namiesto nafty) pre pec. a dopravy zariadení, izolácia vyťažených priestorov (zásyp), vstrekovanie vody alebo antipyrogénnych roztokov do uhoľných slojov a pod. V procesoch spracovania rúd sa zavádzajú nové technológie (vrátane uzavretých výrobných cyklov), úpravne plynov, odvod dymu a plynov až po vysoké vrstvy A. a pod.. Zníženie emisií prachu a aerosólov v A. pri vývoji nánosov sa dosahuje potláčaním, viazaním a zachytávaním prachu v procese vŕtania a trhacích prác a nakladania a dopravy. práce (zavlažovanie vodou, roztokmi, penami, nanášanie emulzných alebo filmových náterov na skládky, chodníky a cesty a pod.). Pri preprave rudy sa používajú potrubia, kontajnery, filmové a emulzné nátery, pri spracovaní - čistenie pomocou filtrov, pokrývanie hlušiny kamienkami, organickými materiálmi. živice, rekultivácia, likvidácia hlušiny. Literatúra: Matveev L. T., Kypc of general meteorology, Atmospheric Physics, L., 1976; Khrgian A. X., Atmospheric Physics, 2. vydanie, zv. 1-2, L., 1978; Budyko M.I., Klíma v minulosti a v budúcnosti, Leningrad, 1980. M. I. Budyko.

Horská encyklopédia. - M.: Sovietska encyklopédia. Spracoval E. A. Kozlovský. 1984-1991 .

Pozrite sa, čo je „Atmosféra“ v iných slovníkoch:

Atmosféra… Slovník pravopisu-príručka

atmosféru- y, w. atmosféra f., n. lat. atmosphaera gr. 1. fyzikálny, meteor. Vzdušný obal zeme, vzduch. Sl. 18. V atmosfére, alebo vo vzduchu, ktorý nás obklopuje a ktorý dýchame. Karamzin 11 111. Rozptyl svetla atmosférou. Astr. Lalanda 415.... Historický slovník galicizmov ruského jazyka

ATMOSFÉRA- Zem (z gréckeho atmos steam a sphaira ball), plynový obal Zeme, spojený s ňou gravitáciou a podieľajúci sa na jej dennej a ročnej rotácii. Atmosféra. Schéma štruktúry zemskej atmosféry (podľa Ryabčikova). Hmotnosť A. cca. 5,15 10 8 kg.… … Ekologický slovník

- (grécky atmosphaira, z atmos steam, a sphaira ball, guľa). 1) Plynný obal obklopujúci Zem alebo inú planétu. 2) mentálne prostredie, v ktorom sa niekto pohybuje. 3) jednotka, ktorá meria dosiahnutý alebo vytvorený tlak... ... Slovník cudzie slová ruský jazyk