Žemės atmosferos brėžinys. Atmosferos sluoksniai - troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera ir egzosfera
Atmosferos vaidmuo Žemės gyvenime
Atmosfera yra deguonies šaltinis, kuriuo žmonės kvėpuoja. Tačiau kylant į aukštį bendras atmosferos slėgis krenta, todėl sumažėja dalinis deguonies slėgis.
Žmogaus plaučiuose yra maždaug trys litrai alveolių oro. Jei atmosferos slėgis normalus, tai dalinis deguonies slėgis alveolių ore bus 11 mm Hg. Art., anglies dioksido slėgis - 40 mm Hg. Art., o vandens garai - 47 mm Hg. Art. Didėjant aukščiui, deguonies slėgis mažėja, o vandens garų ir anglies dioksido slėgis plaučiuose išliks pastovus - maždaug 87 mm Hg. Art. Kai oro slėgis bus lygus šiai vertei, deguonis nustos tekėti į plaučius.
Dėl atmosferos slėgio sumažėjimo 20 km aukštyje čia užvirs vanduo ir tarpląstelinis skystis žmogaus organizme. Jei nenaudosite slėgio kabinos, tokiame aukštyje žmogus mirs beveik akimirksniu. Todėl žiūrint iš taško fiziologinės savybės Žmogaus kūnas, „kosmosas“ kilęs iš 20 km aukščio virš jūros lygio.
Atmosferos vaidmuo Žemės gyvenime yra labai didelis. Taigi, pavyzdžiui, dėl tankių oro sluoksnių - troposferos ir stratosferos, žmonės yra apsaugoti nuo radiacijos poveikio. Kosmose, retesniame ore, daugiau nei 36 km aukštyje, veikia jonizuojanti spinduliuotė. Virš 40 km aukštyje – ultravioletiniai.
Pakilus virš Žemės paviršiaus į daugiau nei 90–100 km aukštį, palaipsniui silpnės, o po to visiškai išnyks žmonėms žinomi reiškiniai, stebimi apatiniame atmosferos sluoksnyje:
Garsas nesklinda.
Nėra aerodinaminės jėgos ir pasipriešinimo.
Šiluma neperduodama konvekcijos būdu ir kt.
Atmosferos sluoksnis saugo Žemę ir visus gyvus organizmus nuo kosminės spinduliuotės, nuo meteoritų, atsakingas už sezoninių temperatūrų svyravimų reguliavimą, kasdieninių balansavimą ir išlyginimą. Jei Žemėje nebūtų atmosferos, paros temperatūra svyruotų +/-200 С ribose. Atmosferos sluoksnis yra gyvybę teikiantis „buferis“ tarp žemės paviršiaus ir kosmoso, drėgmės ir šilumos nešėjas, atmosferoje vyksta fotosintezės ir energijos mainų procesai – svarbiausi biosferos procesai.
Atmosferos sluoksniai eilės tvarka nuo Žemės paviršiaus
Atmosfera yra sluoksniuota struktūra, kurią sudaro šie atmosferos sluoksniai pagal Žemės paviršių:
Troposfera.
Stratosfera.
Mezosfera.
Termosfera.
Egzosfera
Kiekvienas sluoksnis neturi aštrių ribų tarp jų, o jų aukštį įtakoja platuma ir metų laikai. Ši sluoksniuota struktūra susidarė dėl temperatūros pokyčių skirtinguose aukščiuose. Dėl atmosferos matome mirgančias žvaigždes.
Žemės atmosferos struktūra pagal sluoksnius:
Iš ko sudaryta žemės atmosfera?
Kiekvienas atmosferos sluoksnis skiriasi temperatūra, tankiu ir sudėtimi. Bendras atmosferos storis 1,5-2,0 tūkst.km. Iš ko sudaryta žemės atmosfera? Šiuo metu tai yra dujų mišinys su įvairiomis priemaišomis.
Troposfera
Žemės atmosferos sandara prasideda nuo troposferos, kuri yra maždaug 10-15 km aukščio apatinė atmosferos dalis. Čia yra pagrindinė dalis atmosferos oras. Funkcija troposfera – temperatūros kritimas 0,6 ˚C, kylant į viršų kas 100 metrų. Troposfera savyje sukoncentravo beveik visus atmosferos vandens garus, čia taip pat susidaro debesys.
Troposferos aukštis keičiasi kasdien. Be to, ji Vidutinė vertė skiriasi priklausomai nuo platumos ir sezono. Vidutinis troposferos aukštis virš ašigalių yra 9 km, virš pusiaujo – apie 17 km. Vidutinė metinė oro temperatūra virš pusiaujo yra arti +26 ˚C, o virš Šiaurės ašigalio –23 ˚C. Viršutinė troposferos ribos linija virš pusiaujo yra vidutinė metinė temperatūra apie -70 ˚C ir aukštesnė Šiaurės ašigalis vasarą -45 ˚C ir žiemą -65 ˚C. Taigi, kuo didesnis aukštis, tuo žemesnė temperatūra. Saulės spinduliai laisvai praeina per troposferą, kaitindami Žemės paviršių. Saulės skleidžiamą šilumą sulaiko anglies dioksidas, metanas ir vandens garai.
Stratosfera
Virš troposferos sluoksnio yra stratosfera, kurios aukštis yra 50-55 km. Šio sluoksnio ypatumas yra temperatūros padidėjimas kartu su aukščiu. Tarp troposferos ir stratosferos yra pereinamasis sluoksnis, vadinamas tropopauze.
Maždaug nuo 25 kilometrų aukščio stratosferos sluoksnio temperatūra pradeda kilti ir, pasiekusi maksimalų 50 km aukštį, įgyja reikšmes nuo +10 iki +30 ˚C.
Stratosferoje yra labai mažai vandens garų. Kartais apie 25 km aukštyje galima rasti gana plonų debesų, kurie vadinami „perlamutru“. Dieną jie nėra pastebimi, tačiau naktį jie šviečia dėl saulės, esančios žemiau horizonto, apšvietimo. Perlamutrinių debesų sudėtis yra peršaldyti vandens lašeliai. Stratosfera daugiausia sudaryta iš ozono.
Mezosfera
Mezosferos sluoksnio aukštis yra apie 80 km. Čia, kylant į viršų, temperatūra mažėja ir ties viršutine riba pasiekia kelias dešimtis C˚ žemiau nulio. Mezosferoje taip pat galima stebėti debesis, kurie, kaip spėjama, susidaro iš ledo kristalų. Šie debesys vadinami „sidabriniais“. Mezosferai būdinga šalčiausia atmosferos temperatūra: nuo -2 iki -138 ˚C.
Termosfera
Šis atmosferos sluoksnis gavo savo pavadinimą aukšta temperatūra. Termosfera sudaryta iš:
Jonosfera.
egzosferos.
Jonosferai būdingas išretėjęs oras, kurio kiekvienas centimetras 300 km aukštyje susideda iš 1 milijardo atomų ir molekulių, o 600 km aukštyje – daugiau nei 100 mln.
Jonosferai taip pat būdinga didelė oro jonizacija. Šiuos jonus sudaro įkrauti deguonies atomai, įkrautos azoto atomų molekulės ir laisvieji elektronai.
Egzosfera
Iš 800-1000 km aukščio prasideda egzosferinis sluoksnis. Dujų dalelės, ypač lengvosios, čia juda dideliu greičiu, įveikdamos gravitacijos jėgą. Tokios dalelės dėl greito judėjimo iš atmosferos išskrenda į kosmosą ir išsisklaido. Todėl egzosfera vadinama sklaidos sfera. Į kosmosą daugiausia skrenda vandenilio atomai, kurie sudaro aukščiausius egzosferos sluoksnius. Dėl dalelių viršutinėje atmosferoje ir saulės vėjo dalelių galime stebėti šiaurės pašvaistę.
Palydovai ir geofizinės raketos leido nustatyti planetos radiacijos juostos viršutinėje atmosferoje, kurią sudaro elektriškai įkrautos dalelės - elektronai ir protonai.
Aplinkinis pasaulis susidaro iš trijų labai skirtingos dalys: žemė, vanduo ir oras. Kiekvienas iš jų yra unikalus ir savaip įdomus. Dabar kalbėsime tik apie paskutinį iš jų. Kas yra atmosfera? Kaip tai atsirado? Iš ko jis pagamintas ir į kokias dalis padalintas? Visi šie klausimai yra nepaprastai įdomūs.
Pats pavadinimas „atmosfera“ yra sudarytas iš dviejų graikų kilmės žodžių, išvertus į rusų kalbą jie reiškia „garas“ ir „rutulys“. O jei pažvelgsite į tikslų apibrėžimą, galite perskaityti štai ką: „Atmosfera yra Žemės planetos oro apvalkalas, kuris veržiasi kartu su ja kosmose“. Ji vystėsi lygiagrečiai su planetoje vykusiais geologiniais ir geocheminiais procesais. Ir šiandien nuo to priklauso visi gyvuose organizmuose vykstantys procesai. Be atmosferos planeta taptų negyva dykuma kaip mėnulis.
Iš ko jis susideda?
Klausimas, kas yra atmosfera ir kokie elementai joje yra, jau seniai domino žmones. Pagrindiniai šio apvalkalo komponentai buvo žinomi jau 1774 m. Juos įrengė Antoine'as Lavoisier. Jis atrado, kad atmosferos sudėtis didžiąja dalimi susidaro iš azoto ir deguonies. Laikui bėgant jo komponentai buvo tobulinami. Ir dabar žinome, kad jame yra daug daugiau dujų, taip pat vandens ir dulkių.
Išsamiau panagrinėkime, iš ko susideda Žemės atmosfera šalia jos paviršiaus. Labiausiai paplitusios dujos yra azotas. Jame yra kiek daugiau nei 78 proc. Tačiau, nepaisant tokio didelio kiekio, ore esantis azotas praktiškai nėra aktyvus.
Kitas didžiausias ir svarbiausias elementas yra deguonis. Šiose dujose yra beveik 21%, o jos tiesiog rodo labai didelį aktyvumą. Jo specifinė funkcija – oksiduoti negyvas organines medžiagas, kurios dėl šios reakcijos suyra.
Mažos, bet svarbios dujos
Trečiosios dujos, kurios yra atmosferos dalis, yra argonas. Jos šiek tiek mažiau nei vienas procentas. Po jo seka anglies dioksidas su neonu, helis su metanu, kriptonas su vandeniliu, ksenonas, ozonas ir net amoniakas. Tačiau jų yra tiek mažai, kad tokių komponentų procentas yra lygus šimtosioms, tūkstantosioms ir milijoninėms dalims. Iš jų tik anglies dvideginis vaidina esminis vaidmuo, nes tai statybinė medžiaga, kuri reikalinga augalams fotosintezei. Kita svarbi jo funkcija – neleisti spinduliuotei ir sugerti dalį saulės šilumos.
Kitos retos, bet svarbios dujos – ozonas – sulaiko ultravioletinę spinduliuotę, sklindančią iš saulės. Dėl šios savybės visa gyvybė planetoje yra patikimai apsaugota. Kita vertus, ozonas veikia stratosferos temperatūrą. Dėl to, kad jis sugeria šią spinduliuotę, oras įkaista.
pastovumas kiekybinė sudėtis atmosfera palaikoma nuolat maišant. Jo sluoksniai juda tiek horizontaliai, tiek vertikaliai. Taigi bet kur pasaulis pakankamai deguonies ir nėra anglies dioksido pertekliaus.
Kas dar yra ore?
Reikėtų pažymėti, kad į oro erdvė galima aptikti garus ir dulkes. Pastarasis susideda iš žiedadulkių ir dirvožemio dalelių, mieste prie jų prisijungia išmetamųjų dujų išmetamų kietųjų dalelių priemaišos.
Tačiau atmosferoje yra daug vandens. Tam tikromis sąlygomis jis kondensuojasi, atsiranda debesys ir rūkas. Tiesą sakant, tai yra tas pats dalykas, tik pirmieji pasirodo aukštai virš Žemės paviršiaus, o paskutinis plinta palei jį. Debesys įgauna įvairių formų. Šis procesas priklauso nuo aukščio virš Žemės.
Jei jie susidarė 2 km aukštyje virš žemės, tada jie vadinami sluoksniuotais. Būtent nuo jų ant žemės krenta lietus arba iškrenta sniegas. Virš jų iki 8 km aukščio susidaro kamuoliniai debesys. Jie visada yra patys gražiausi ir vaizdingiausi. Būtent jie yra apžiūrimi ir stebisi, kaip jie atrodo. Jei tokių darinių atsiras per artimiausius 10 km, jie bus labai lengvi ir erdvūs. Jų vardas yra cirrus.
Kokie yra atmosferos sluoksniai?
Nors jų temperatūra labai skiriasi viena nuo kitos, labai sunku pasakyti, kokiame aukštyje prasideda vienas sluoksnis, o baigiasi kitas. Šis skirstymas yra labai sąlyginis ir apytikslis. Tačiau atmosferos sluoksniai vis dar egzistuoja ir atlieka savo funkcijas.
Žemiausia oro apvalkalo dalis vadinama troposfera. Jo storis didėja judant nuo ašigalių iki pusiaujo nuo 8 iki 18 km. Tai šilčiausia atmosferos dalis, nes joje esantis oras šildomas iš žemės paviršiaus. Didžioji dalis vandens garų susitelkę troposferoje, todėl joje susidaro debesys, iškrenta krituliai, griaudėja perkūnija, pučia vėjai.
Kitas sluoksnis yra apie 40 km storio ir vadinamas stratosfera. Jei stebėtojas pereis į šią oro dalį, jis pamatys, kad dangus tapo purpurinis. Taip yra dėl mažo medžiagos tankio, kuris praktiškai neišsklaido saulės spindulių. Būtent šiame sluoksnyje jie skraido reaktyvinis lėktuvas. Jiems ten atviros visos atviros erdvės, nes debesų praktiškai nėra. Stratosferos viduje yra sluoksnis, susidedantis iš didelio ozono kiekio.
Po jos seka stratopauzė ir mezosfera. Pastarojo storis apie 30 km. Jam būdingas staigus oro tankio ir temperatūros sumažėjimas. Dangus stebėtojui atrodo juodas. Čia netgi galite stebėti žvaigždes dienos metu.
Sluoksniai, kuriuose mažai oro arba jo nėra
Atmosferos struktūrą tęsia sluoksnis, vadinamas termosfera – ilgiausiu iš visų kitų, jo storis siekia 400 km. Šiam sluoksniui būdinga didžiulė temperatūra, kuri gali siekti 1700 °C.
Paskutinės dvi sferos dažnai sujungiamos į vieną ir vadinamos jonosfera. Taip yra dėl to, kad juose vyksta reakcijos, išsiskiriančios jonais. Būtent šie sluoksniai leidžia stebėti tokį gamtos reiškinį kaip šiaurės pašvaistė.
Kiti 50 km nuo Žemės yra skirti egzosferai. Tai yra išorinis atmosferos apvalkalas. Jame oro dalelės išsibarsčiusios į erdvę. Orų palydovai paprastai juda šiame sluoksnyje.
Žemės atmosfera baigiasi magnetosfera. Būtent ji labiausiai priglaudė dirbtiniai palydovai planetos.
Po viso to, kas pasakyta, neturėtų kilti klausimų, kokia yra atmosfera. Jei kyla abejonių dėl jo reikalingumo, tuomet nesunku jas išsklaidyti.
Atmosferos vertė
Pagrindinė atmosferos funkcija yra apsaugoti planetos paviršių nuo perkaitimo dieną ir per didelio atšalimo naktį. Kita šio apvalkalo svarba, dėl kurios niekas nesiginčys, yra aprūpinti visas gyvas būtybes deguonimi. Be jo jie uždustų.
Dauguma meteoritų sudega viršutiniuose sluoksniuose, niekada nepasiekdami Žemės paviršiaus. Ir žmonės gali grožėtis skraidančiais žibintais, supainiodami juos su krentančiomis žvaigždėmis. Be atmosferos visa Žemė būtų nusėta krateriais. O apie apsaugą nuo saulės spinduliuotės jau buvo minėta aukščiau.
Kaip žmogus veikia atmosferą?
Labai neigiamas. Taip yra dėl didėjančio žmonių aktyvumo. Didžioji visų neigiamų aspektų dalis tenka pramonei ir transportui. Beje, būtent automobiliai išmeta beveik 60% visų į atmosferą prasiskverbiančių teršalų. Likusios keturiasdešimt yra padalintos tarp energetikos ir pramonės, taip pat atliekų naikinimo pramonės šakų.
Kenksmingų medžiagų, kurios kasdien papildo oro sudėtį, sąrašas yra labai ilgas. Dėl pernešimo atmosferoje yra: azoto ir sieros, anglies, mėlynųjų ir suodžių, taip pat stiprus kancerogenas, sukeliantis odos vėžį – benzopirenas.
Pramonė sudaro cheminiai elementai: sieros dioksidas, angliavandenilis ir vandenilio sulfidas, amoniakas ir fenolis, chloras ir fluoras. Jei procesas tęsiasi, netrukus atsakymai į klausimus: „Kas yra atmosfera? Iš ko jis susideda? bus visiškai kitoks.
Atmosfera yra vienas iš svarbiausių mūsų planetos komponentų. Būtent ji „saugo“ žmones nuo atšiaurių kosmoso sąlygų, tokių kaip saulės spinduliuotė ir kosminių šiukšlių. Tačiau daugelis faktų apie atmosferą daugumai žmonių nežinomi.
1. Tikroji dangaus spalva
Nors sunku patikėti, dangus iš tikrųjų yra purpurinis. Kai šviesa patenka į atmosferą, oro ir vandens dalelės sugeria šviesą, ją išsklaido. Tuo pačiu metu labiausiai išsibarstę violetinėŠtai kodėl žmonės mato mėlyną dangų.
2. Išskirtinis elementas Žemės atmosferoje
Kaip daugelis prisimena iš mokyklos laikų, Žemės atmosferą sudaro maždaug 78 % azoto, 21 % deguonies ir smulkių argono, anglies dioksido ir kitų dujų priemaišų. Tačiau nedaugelis žino, kad mūsų atmosfera yra vienintelė kol kas mokslininkų atrasta atmosfera (be kometos 67P), kurioje yra laisvo deguonies. Kadangi deguonis yra labai reaktyvios dujos, jis dažnai reaguoja su kitomis kosmose esančiomis cheminėmis medžiagomis. Dėl grynos formos Žemėje planeta yra tinkama gyventi.
3. Balta juostelė danguje
Žinoma, kai kurie kartais susimąstė, kodėl už reaktyvinio lėktuvo danguje lieka balta juostelė. Šie balti pėdsakai, žinomi kaip kontratakai, susidaro, kai karštos, drėgnos orlaivio variklio išmetamosios dujos susimaišo su šaltesniu lauko oru. Vandens garai iš išmetamųjų dujų užšąla ir tampa matomi.
4. Pagrindiniai atmosferos sluoksniai
Žemės atmosfera susideda iš penkių pagrindinių sluoksnių, dėl kurių planetoje įmanoma gyvybė. Pirmoji iš jų – troposfera – tęsiasi nuo jūros lygio iki maždaug 17 km aukščio iki pusiaujo. Jame vyksta dauguma oro sąlygų.
5. Ozono sluoksnis
Kitas atmosferos sluoksnis – stratosfera, ties pusiauju siekia apie 50 km aukštį. Jame yra ozono sluoksnis, kuris apsaugo žmones nuo pavojingų ultravioletinių spindulių. Nors šis sluoksnis yra virš troposferos, jis iš tikrųjų gali būti šiltesnis dėl energijos, kurią jis sugeria iš saulės spindulių. Dauguma reaktyvinių lėktuvų ir oro balionų skraido stratosferoje. Jame lėktuvai gali skristi greičiau, nes juos mažiau veikia gravitacija ir trintis. Orų balionai gali geriau suprasti audras, kurių dauguma kyla žemiau troposferos.6. Mezosfera
Mezosfera yra vidurinis sluoksnis, besitęsiantis iki 85 km aukščio virš planetos paviršiaus. Jo temperatūra svyruoja apie –120° C. Dauguma į Žemės atmosferą patekusių meteorų sudega mezosferoje. Paskutiniai du sluoksniai, patenkantys į erdvę, yra termosfera ir egzosfera.
7. Atmosferos išnykimas
Žemė greičiausiai kelis kartus prarado atmosferą. Kai planeta buvo padengta magmos vandenynais, į ją atsitrenkė didžiuliai tarpžvaigždiniai objektai. Šie smūgiai, kurie taip pat suformavo Mėnulį, galėjo sukurti planetos atmosferą pirmą kartą.
8. Jei nebūtų atmosferos dujų ...
Jei atmosferoje nebūtų įvairių dujų, Žemė būtų per šalta žmogaus egzistavimui. Vandens garai, anglies dioksidas ir kitos atmosferos dujos sugeria saulės šilumą ir „paskirsto“ ją planetos paviršiuje, taip padėdamos sukurti gyventi tinkamą klimatą.
9. Ozono sluoksnio susidarymas
Liūdnai pagarsėjęs (ir labai reikalingas) ozono sluoksnis susidarė, kai deguonies atomai reaguoja su saulės ultravioletine šviesa, kad susidarytų ozonas. Būtent ozonas sugeria didžiąją dalį žalingos saulės spinduliuotės. Nepaisant svarbos, ozono sluoksnis susiformavo palyginti neseniai, kai vandenynuose atsirado pakankamai gyvybės, kad į atmosferą būtų išleistas deguonies kiekis, reikalingas minimaliai ozono koncentracijai sukurti.
10. Jonosfera
Jonosfera taip pavadinta, nes didelės energijos dalelės iš kosmoso ir saulės padeda formuoti jonus, aplink planetą sukurdamos „elektrinį sluoksnį“. Kai nebuvo palydovų, šis sluoksnis padėjo atspindėti radijo bangas.
11. Rūgštus lietus
Rūgštūs lietūs, naikinantys ištisus miškus ir niokojantys vandens ekosistemas, susiformuoja atmosferoje, kai sieros dioksido ar azoto oksido dalelės susimaišo su vandens garais ir nukrenta ant žemės kaip lietus. Šie cheminiai junginiai taip pat yra gamtoje: sieros dioksidas susidaro ugnikalnių išsiveržimų metu, o azoto oksidas – žaibo smūgio metu.
12. Žaibo galia
Žaibas yra toks galingas, kad vos vienas išlydis gali įkaitinti aplinkinį orą iki 30 000 °C. Greitas kaitinimas sukelia sprogstamą šalia esančio oro išsiplėtimą, kuris girdimas garso bangos, vadinamos griaustiniu, pavidalu.
Aurora Borealis ir Aurora Australis (šiaurinė ir pietinė Aurora) sukelia jonų reakcijos, vykstančios ketvirtame atmosferos lygyje – termosferoje. Kai labai įkrautos saulės vėjo dalelės virš planetos magnetinių polių susiduria su oro molekulėmis, jos švyti ir sukuria nuostabius šviesos šou.
14. Saulėlydžiai
Saulėlydžiai dažnai atrodo kaip degantis dangus, nes mažos atmosferos dalelės išsklaido šviesą, atspindėdamos ją oranžiniais ir geltonais atspalviais. Tas pats principas grindžiamas vaivorykštės formavimu.
2013 metais mokslininkai išsiaiškino, kad mažyčiai mikrobai gali išgyventi daugybę kilometrų virš Žemės paviršiaus. 8-15 km aukštyje virš planetos buvo rasta mikrobų, kurie naikina organines medžiagas cheminių medžiagų, kurios plūduriuoja atmosferoje, „maitindamos“ jais.
Apokalipsės teorijos ir įvairių kitų siaubo istorijų šalininkams bus įdomu sužinoti.
Atmosfera yra dujinis mūsų planetos apvalkalas, besisukantis kartu su Žeme. Atmosferoje esančios dujos vadinamos oru. Atmosfera liečiasi su hidrosfera ir iš dalies dengia litosferą. Tačiau sunku nustatyti viršutines ribas. Paprastai manoma, kad atmosfera tęsiasi aukštyn apie tris tūkstančius kilometrų. Ten jis sklandžiai patenka į beorę erdvę.
Žemės atmosferos cheminė sudėtis
Formavimas cheminė sudėtis atmosfera atsirado maždaug prieš keturis milijardus metų. Iš pradžių atmosferą sudarė tik lengvosios dujos – helis ir vandenilis. Pasak mokslininkų, pradinės prielaidos aplink Žemę sukurti dujų apvalkalą buvo ugnikalnių išsiveržimai, kurie kartu su lava išmetė puiki suma dujų. Vėliau dujų mainai prasidėjo vandens erdvėmis, gyvais organizmais, jų veiklos produktais. Oro sudėtis palaipsniui keitėsi ir dabartinė forma buvo fiksuota prieš kelis milijonus metų.
Pagrindiniai atmosferos komponentai yra azotas (apie 79%) ir deguonis (20%). Likusią procentinę dalį (1%) sudaro šios dujos: argonas, neonas, helis, metanas, anglies dioksidas, vandenilis, kriptonas, ksenonas, ozonas, amoniakas, sieros dioksidas ir azotas, azoto oksidas ir anglies monoksidas, įtrauktos į šį sąrašą. vienas procentas.
Be to, ore yra vandens garų ir kietųjų dalelių (augalų žiedadulkių, dulkių, druskos kristalų, aerozolių priemaišų).
AT paskutiniais laikais mokslininkai pastebi ne kokybinį, o kiekybinį kai kurių oro sudedamųjų dalių pokytį. O to priežastis – žmogus ir jo veikla. Tik per pastaruosius 100 metų anglies dioksido kiekis smarkiai išaugo! Tai kupina daug problemų, iš kurių globaliausia yra klimato kaita.
Oro ir klimato formavimasis
Atmosfera žaidžia esminis vaidmuo formuojantis klimatui ir orams Žemėje. Daug kas priklauso nuo saulės šviesos kiekio, požeminio paviršiaus pobūdžio ir atmosferos cirkuliacijos.
Pažvelkime į veiksnius eilės tvarka.
1. Atmosfera perduoda saulės spindulių šilumą ir sugeria kenksmingą spinduliuotę. Senovės graikai žinojo, kad Saulės spinduliai krenta į skirtingas Žemės vietas skirtingais kampais. Pats žodis „klimatas“ išvertus iš senovės graikų kalbos reiškia „šlaitas“. Taigi ties pusiauju saulės spinduliai krenta beveik vertikaliai, nes čia labai karšta. Kuo arčiau polių, tuo didesnis pasvirimo kampas. Ir temperatūra krenta.
2. Dėl netolygaus Žemės įkaitimo atmosferoje susidaro oro srovės. Jie skirstomi pagal dydį. Mažiausi (dešimtys ir šimtai metrų) yra vietiniai vėjai. Po to seka musonai ir pasatai, ciklonai ir anticiklonai, planetų frontalinės zonos.
Visos šios oro masės nuolat juda. Kai kurie iš jų yra gana statiški. Pavyzdžiui, pasatai, pučiantys iš subtropikų pusiaujo link. Kitų judėjimas labai priklauso nuo atmosferos slėgio.
3. Atmosferos slėgis yra dar vienas veiksnys, turintis įtakos klimato formavimuisi. Tai oro slėgis žemės paviršiuje. Kaip žinote, oro masės juda iš aukšto atmosferos slėgio zonos link vietos, kur šis slėgis yra mažesnis.
Iš viso yra 7 zonos. Pusiaujas yra žemo slėgio zona. Toliau abiejose pusiaujo pusėse iki trisdešimtos platumos – regionas aukštas spaudimas. Nuo 30° iki 60° – vėl žemas slėgis. O nuo 60° iki polių – aukšto slėgio zona. Tarp šių zonų cirkuliuoja oro masės. Tie, kurie eina iš jūros į sausumą, atneša lietų ir blogą orą, o tie, kurie pučia iš žemynų, atneša giedrą ir sausą orą. Oro srovių susidūrimo vietose susidaro atmosferos fronto zonos, kurioms būdingi krituliai ir žvarbus, vėjuotas oras.
Mokslininkai įrodė, kad net ir žmogaus savijauta priklauso nuo atmosferos slėgio. Pagal tarptautinius standartus normalus atmosferos slėgis yra 760 mm Hg. kolonėlė 0°C temperatūroje. Šis skaičius apskaičiuojamas toms žemės plotams, kurios yra beveik viename lygyje su jūros lygiu. Slėgis mažėja didėjant aukščiui. Todėl, pavyzdžiui, Sankt Peterburgui 760 mm Hg. - yra norma. Tačiau Maskvai, kuri yra aukščiau, normalus slėgis yra 748 mm Hg.
Slėgis keičiasi ne tik vertikaliai, bet ir horizontaliai. Tai ypač jaučiama slenkant ciklonams.
Atmosferos struktūra
Atmosfera yra tarsi sluoksniuotas pyragas. Ir kiekvienas sluoksnis turi savo ypatybes.
. Troposfera yra arčiausiai Žemės esantis sluoksnis. Šio sluoksnio „storis“ kinta tolstant nuo pusiaujo. Virš pusiaujo sluoksnis tęsiasi į viršų 16-18 km, vidutinio klimato juostose - 10-12 km, ašigaliais - 8-10 km.
Čia yra 80% visos oro masės ir 90% vandens garų. Čia susidaro debesys, kyla ciklonai ir anticiklonai. Oro temperatūra priklauso nuo vietovės aukščio. Vidutiniškai jis nukrenta 0,65°C kas 100 metrų.
. tropopauzė- pereinamasis atmosferos sluoksnis. Jo aukštis – nuo kelių šimtų metrų iki 1-2 km. Oro temperatūra vasarą aukštesnė nei žiemą. Taigi, pavyzdžiui, virš ašigalių žiemą -65 ° C. O virš pusiaujo bet kuriuo metų laiku yra -70 ° C.
. Stratosfera- tai sluoksnis, kurio viršutinė riba eina 50-55 kilometrų aukštyje. Turbulencija čia maža, vandens garų kiekis ore yra nereikšmingas. Bet daug ozono. Didžiausia jo koncentracija yra 20-25 km aukštyje. Stratosferoje oro temperatūra pradeda kilti ir pasiekia +0,8 ° C. Taip yra dėl to, kad ozono sluoksnis sąveikauja su ultravioletine spinduliuote.
. Stratopauzė- žemas tarpinis sluoksnis tarp stratosferos ir po juo besiribojančios mezosferos.
. Mezosfera- viršutinė šio sluoksnio riba yra 80-85 kilometrai. Čia vyksta sudėtingi fotocheminiai procesai, kuriuose dalyvauja laisvieji radikalai. Būtent jie suteikia mūsų planetai švelnų mėlyną švytėjimą, matomą iš kosmoso.
Dauguma kometų ir meteoritų sudega mezosferoje.
. mezopauzė- kitas tarpinis sluoksnis, kurio oro temperatūra yra ne mažesnė kaip -90 °.
. Termosfera- apatinė riba prasideda 80 - 90 km aukštyje, o viršutinė sluoksnio riba eina maždaug ties 800 km žyma. Oro temperatūra kyla. Jis gali svyruoti nuo +500° C iki +1000° C. Dienos metu temperatūros svyravimai siekia šimtus laipsnių! Tačiau oras čia toks retas, kad termino „temperatūra“ supratimas, kaip mes įsivaizduojame, čia netinka.
. Jonosfera- jungia mezosferą, mezopauzę ir termosferą. Čia esantis oras daugiausia susideda iš deguonies ir azoto molekulių, taip pat iš beveik neutralios plazmos. Saulės spinduliai, patekę į jonosferą, stipriai jonizuoja oro molekules. Apatiniame sluoksnyje (iki 90 km) jonizacijos laipsnis yra mažas. Kuo didesnis, tuo didesnė jonizacija. Taigi 100–110 km aukštyje elektronai koncentruojasi. Tai prisideda prie trumpųjų ir vidutinių radijo bangų atspindžio.
Svarbiausias jonosferos sluoksnis yra viršutinis, esantis 150-400 km aukštyje. Jo ypatumas yra tas, kad jis atspindi radijo bangas, o tai prisideda prie radijo signalų perdavimo dideliais atstumais.
Būtent jonosferoje atsiranda toks reiškinys kaip aurora.
. Egzosfera- susideda iš deguonies, helio ir vandenilio atomų. Dujos šiame sluoksnyje yra labai retos, o vandenilio atomai dažnai patenka į kosmosą. Todėl šis sluoksnis vadinamas „išsklaidymo zona“.
Pirmasis mokslininkas, kuris pasiūlė, kad mūsų atmosfera turi svorį, buvo italas E. Torricelli. Pavyzdžiui, Ostapas Benderis romane „Auksinis veršis“ apgailestavo, kad kiekvieną žmogų slegia 14 kg sverianti oro kolonėlė! Tačiau didysis strategas šiek tiek suklydo. Suaugęs žmogus patiria 13-15 tonų spaudimą! Bet šio sunkumo nejaučiame, nes atmosferos slėgį atsveria vidinis žmogaus slėgis. Mūsų atmosferos svoris yra 5 300 000 000 000 000 tonų. Skaičius kolosalus, nors ir sudaro tik milijoninę mūsų planetos svorio.
- Žemės rutulio oro apvalkalas, besisukantis kartu su Žeme. Viršutinė atmosferos riba įprastai atliekama 150–200 km aukštyje. Apatinė riba yra Žemės paviršius.
Atmosferos oras yra dujų mišinys. Didžiąją jo tūrio dalį paviršiniame oro sluoksnyje sudaro azotas (78%) ir deguonis (21%). Be to, ore yra inertinių dujų (argono, helio, neono ir kt.), anglies dioksido (0,03), vandens garų, įvairių kietųjų dalelių (dulkių, suodžių, druskos kristalų).
Oras bespalvis, o dangaus spalva paaiškinama šviesos bangų sklaidos ypatumais.
Atmosfera susideda iš kelių sluoksnių: troposferos, stratosferos, mezosferos ir termosferos.
Apatinis oro sluoksnis vadinamas troposfera. Skirtingose platumose jo galia nėra vienoda. Troposfera pakartoja planetos formą ir kartu su Žeme dalyvauja ašiniu sukimu. Ties pusiauju atmosferos storis svyruoja nuo 10 iki 20 km. Prie pusiaujo jis didesnis, o prie ašigalių mažesnis. Troposferai būdingas didžiausias oro tankis, joje sutelkta 4/5 visos atmosferos masės. Troposfera lemia oro sąlygas: čia susidaro įvairios oro masės, debesys ir krituliai, vyksta intensyvus horizontalus ir vertikalus oro judėjimas.
Virš troposferos yra iki 50 km aukščio stratosfera. Jam būdingas mažesnis oro tankis, jame nėra vandens garų. Žemutinėje stratosferos dalyje apie 25 km aukštyje. yra „ozono ekranas“ – atmosferos sluoksnis, kuriame yra didelė ozono koncentracija, sugerianti ultravioletinę spinduliuotę, kuri yra mirtina organizmams.
50–80–90 km aukštyje tęsiasi mezosfera. Didėjant aukščiui, temperatūra mažėja, kai vidutinis vertikalus gradientas yra (0,25-0,3)° / 100 m, o oro tankis mažėja. Pagrindinis energijos procesas yra spinduliuotės šilumos perdavimas. Atmosferos švytėjimas atsiranda dėl sudėtingų fotocheminių procesų, kuriuose dalyvauja radikalai, vibracijos sužadintos molekulės.
Termosfera esantis 80–90–800 km aukštyje. Oro tankis čia minimalus, oro jonizacijos laipsnis labai aukštas. Temperatūra kinta priklausomai nuo Saulės aktyvumo. Dėl daugybės įkrautų dalelių čia stebimos pašvaistės ir magnetinės audros.
Atmosfera turi Gera vertė dėl žemės prigimties. Be deguonies gyvi organizmai negali kvėpuoti. Jo ozono sluoksnis apsaugo visus gyvus dalykus nuo žalingų ultravioletinių spindulių. Atmosfera išlygina temperatūros svyravimus: Žemės paviršius naktį neperšaldo, o dieną neperkaista. Tankiuose atmosferos oro sluoksniuose, nepasiekusiuose planetos paviršiaus, meteoritai išdega iš spyglių.
Atmosfera sąveikauja su visais žemės apvalkalais. Su jo pagalba vyksta šilumos ir drėgmės mainai tarp vandenyno ir žemės. Be atmosferos nebūtų debesų, kritulių, vėjų.
Didelis neigiamas poveikis atmosferai ekonominė veikla asmuo. Atsiranda oro tarša, dėl kurios didėja anglies monoksido (CO 2) koncentracija. O tai prisideda prie visuotinio atšilimo ir sustiprina „šiltnamio efektą“. Ozono sluoksnisŽemė niokojama dėl pramoninių atliekų ir transporto.
Atmosferą reikia saugoti. Išsivysčiusiose šalyse imamasi aibės priemonių atmosferos orui apsaugoti nuo taršos.
Ar turite kokių nors klausimų? Norite sužinoti daugiau apie atmosferą?
Norėdami gauti korepetitoriaus pagalbą – registruokitės.
svetainę, visiškai ar iš dalies nukopijavus medžiagą, būtina nuoroda į šaltinį.