Загальні відомості про будову атмосфери

ЕКОЛОГІЧНА БЕЗПЕКА АТМОСФЕРИ

Нова майбутня цивілізація

Зміни, що відбуваються сьогодні у світі, – важливий крок на шляху переходу людства до нової цивілізації, яка може бути сформована на шляхах розв'язання глобальних проблем. Ця нова, майбутня цивілізація, на нашу думку, знищить відчуження людини від людини, суспільства, природи і від продукту праці, покладе кінець поділу людства на антагоністичні класи та соціальні групи і створить реальні умови для його самопізнання і вільного самооб’єднання на принципах нового гуманізму. Нова цивілізація в тенденції свого розвитку являє собою якісно новий ступінь у розвитку людини і суспільства, що інтегрується в єдине людство, системність якого можна порівняти в якісному відношенні з природними системами, залученими в сферу людської діяльності. Тільки на цьому етапі людство посяде своє гідне, відносно самостійне місце в системі оточуючих космічних процесів і сил, стане специфічним єдиним утворенням.

Такимчином, розглянувши такі глобальні проблеми, як демографічна, продовольча, проблема війни і миру, майбутнє суспільства, забруднення навколишнього середовища, очевидно, що для їх вирішення необхідно комплексний підхід. Ізольоване вирішення їх практично не можливе.

Розмірковуючи про перспективи людства, слід підкреслити, що мова йде про можливості єдиного демократичного і гуманного світового співтовариства, в якому будуть співіснувати різні форми власності – і суспільна. Проте однозначною умовою є те, що це мають бути суспільства демократії, суспільства, де людина буде центром усіх відносин.

Зрозуміло, що тільки на цьому шляху можливе подальше розгортання прогресивних процесів, розквіт нової цивілізації. При цьому слід мати на увазі, що розвиток технічної і технологічної основи суспільства не автоматично впливає на перетворення соціального життя, а опосередковано, через систему суспільних відносин, яка зберігає певну самостійність. Тому науковий погляд на перспективи людства у зв'язку з технічним прогресом може сформуватися на основі всебічного аналізу системи «людина – наука –технологія – суспільство».

Атмосферне повітря, яким ми дихаємо, має складну будову і знаходиться у тісному взаємозв'язку з навколишнім середовищем – земною поверхнею, Світовим океаном, космосом, сонячним випромінюванням. Тому необхідно детальніше розглянути будову атмосфери, її хімічний склад та процеси, які в ній протікають.

Атмосфера – це зовнішня газова оболонка Землі, яка простягається на сотні кілометрів від її поверхні та поступово зникає, набуваючи густини міжпланетного простору. Атмосфера під дією сили земного тяжіння повертається разом із Землею. Маса її становить одну мільйонну частинку маси нашої планети і складає 5,3 ^. 10¹⁵ тонн. Густина, вологість, температура і хімічний склад атмосфери залежить від висоти та шару атмосфери над поверхнею Землі. В атмосферному повітрі під дією зовнішніх і внутрішніх факторів постійно протікають гідродинамічні, теплові, електромагнітні, хімічні, фотохімічні процеси, від яких залежить температура, тиск, швидкість переміщення атмосферних потоків, її хімічний склад.

Наявність атмосфери – одна з головних умов життя на Землі. Без їжі людина може обходитись місяць, без води – тиждень, без повітря не проживе й кількох хвилин. Атмосфера, як елемент глобальної екосистеми, виконує декілька основних функцій:

- захищає живі організми від згубного впливу космічного випромінювання та ударів метеоритів;

- регулює сезонні та добові коливання температури (якщо б не існувало атмосфери, то добові коливання температури досягали б ±200^оС);

- є носієм тепла та вологи;

- є депо газів, які беруть участь у фотосинтезі та забезпечують дихання.

Маса атмосфери, як було сказано вище, становить одну мільйонну маси Землі, проте атмосферне повітря не слід вважати невичерпним природним ресурсом. Річ у тому, що людині необхідне повітря певної якості, а внаслідок впливу її ж діяльності уже сьогодні фізичні та хімічні показники повітря в окремих регіонах далекі від необхідної якості і дедалі погіршуються. В окремих регіонах стан атмосфери загрозливий для здоров‘я загалом.

Земну атмосферу умовно ділять на п'ять шарів: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу і екзосферу. Кожен шар відділяється від іншого невеликим прошарком, який називається павза.

Тропосфера – найближчий до поверхні землі шар атмосфери. Тут зосереджено приблизно 90% маси атмосферного повітря. Товщина якого складає над екватором 16-18 км, а над полюсами 7-9 км. Тут сконцентрована основна маса атмосферного повітря і атмосферних домішок. У тропосфері найбільш інтенсивно проходять гідродинамічні, теплові та хімічні процеси. Проходить горизонтальне та вертикальне переміщення повітряних мас, утворення зон підвищеного та пониженного тиску, охолодження або нагрівання повітряних мас, конденсація вологи. Температура повітря в міру віддалення від поверхні землі зменшується і на висоті 10-25 км становить мінус 50-60 С. У середньому зменшення температури на кожен кілометр над рівнем моря складає приблизно 6,5°С. Зменшення температури відбувається через зменшення густини повітря, а отже, і погіршення (зменшення) теплопередачі в міру віддалення від земної поверхні.

Стратосфера – другий шар атмосфери. Він досягає висоти до 50-60 км і характеризується низькою густиною. Незважаючи на те, що стратосфера займає простір в декілька разів більший за тропосферу, маса її складає лише 5% від маси всієї атмосфери. У стратосфері проходить інтенсивне пере­міщення повітряних потоків і швидкість їх досягає 100 км/год. Характерною особливістю стратосфери є зростання температури в міру віддалення від земної поверхні (на кожен кілометр температура зростає на 1-2^о С). Це пояснюється тим, що значна частина ультрафіолетових променів поглинається озоновим шаром, який зосереджується в цьому шарі.

Мезосфера – третій шар атмосфери. Температура у міру віддалення від земної поверхні знову зменшується. У верхніх шарах мезосфери, на висоті близько 80 км вона становить -76^о С. Цей шар характеризується високою швидкістю переміщення повітряних мас.

Термосфера – четвертий шар атмосфери, досягає висоти близько 800 км. Характеризується іонізацією молекул повітря під дією космічних променів, вона стає електропровідною. Характеризується зростанням температури. Тут слід зауважити, що для верхніх шарів атмосфери поняття «температури» має дещо особливий зміст.

Температура газу, як відомо, визначається швидкістю руху молекул. У густому газовому середовищі високі швидкості руху молекул призводять до частих зіткнень молекул. При цьому молекули, які рухаються, поглинають променеву енергію і при зіткненні передають її іншим молекулам, в результаті чого температура зростає. В розріджених газах швидкість руху молекул надзвичайно велика і внаслідок малої густини газового середовища ймовірність їх зіткнення незначна. Проте, коли трапляється зіткнення, то передається велика кількість кінетичної енергії, що супроводжується зростанням температур до значних величин. Таким чином, поняття температури для мезосфери характеризується лише швидкістю руху та енергією її молекул.

Екзосфера знаходиться на висоті понад 800 км. Характеризується ще більш високим розрідженням, зростанням швидкості руху окремих частин до 12 м/с., що відповідає 2000°С (подальшим зростанням температури). Термосферу і екзосферу внаслідок значної іонізації газів називають іоносферою.

Дата добавления: 2015-05-24