Постоянные и переменные составляющие

СОСТАВ АТМОСФЕРНОГО ВОЗД УХА

Атмосферный воздух - эт о механическая смесь газов, в которой во взвешенном состоянии находятся жидкие и т верд ые ч астицы, называемые аэ розолями. У земной поверхност и ат мосферный воздух, как правило, влажный. Это значит, чт о в его состав вмест е с д ругими газами входит водяной пар, т.е. газообразная фаза вод ы Н2О.

Газы, входящие в состав воздуха в нижних слоях атмосферы, делят на две группы -

В группу постоянных составл яющих входят: азот (N2), кислород (О2), вод ород (H2) и

инерт ные газы - аргон (Ar), г елий (He), неон (Ne), криптон (Kr), ксенон (Xe), рад он (Rn).

В группу переменных составля ющих (атмосферные примеси) вх одят: водяной пар, озон (О3), углекислый газ или диоксид углерода (СО2), д иоксиды азот а (NО2) и сер ы (SО2), пыль, дым, капельки вод ы, кристаллы льда и морской соли, прод укты рад иоакт ивного распад а, семена и пыльца растений, различные микроорганизмы и др.

Сухим воздухом называется т акой воздух, в состав которого не входит водяной пар

(табл. 1.2).

Таблица 1.2. С остав сух ого и чистого воздуха у земной поверх ност и

Газ	Содержание в % по объему	Газ	Содержание в % по объему
Кислород (О2)	20,95	Гелий (He)	5,24 · 10•4
Азот (N2)	78,09	Криптон (Kr)	1,14 · 10•4
Аргон (Ar)	0,93	Водород (H2)	5,0 · 10•5
Углекислый газ (СО2)	0,03	Ксенон (Xe)	8,7 · 10•6
Неон (Ne)	1,8 · 10•3	Озон (О3)	1,0 · 10•8

Атмосферные примеси, несмотря на их незначит ельное количество, играют замет ную роль в развит ии атмосферных процессов. Частицы конт инент альной пыли, морской соли, индуст риального дыма, благодаря малым размерам, длительное время находятся в воздухе и переносят ся ветром на большие расстояния. Они ухудшают прозрачност ь атмосферы (дальность горизонтальной видимости), ослабляют солнечную радиацию, приходящую на земную поверхность. К рист аллы морской соли и частички органических вещ ест в служат ядрами конденсации при образовании облаков и т уманов. Такие атмосферные примеси, как водяной пар, углекислый газ и озон существенно изменяют температурный режим земной поверхности и ат мосферы. Они интенсивно поглощают длинноволновую инфракрасную радиацию, излучаемую земной поверхност ью и атмосферой, предохраняя Землю и атмосферу от ночного охлаждения.

Водяной пар непрерывно поступает в атмосферу путем испарения с водных поверхност ей и влажной почвы, а также в результат е транспирации растениями. Количество водяного пара колеблется от 4% по об ъему (при высоких температурах над морем и приморскими районами) до значений, близких к 0% (при очень низких температ урах над сушей в глубине континента и на больш их вы сотах). При насыщении воздуха водяным паром об разуются облака, из кот орых могут выпадат ь осадки.

Углекислый газ поступает в ат мосферу при вулканических извержениях, в результат е гниения и разложения органических вещ ест в, в процессе дыхания и горения. Расходуется в процессе усвоения его растениями. В сред нем его содержание в атмосфере составляет

0,03%, но в промышленных районах его количество примерно в 2 раза больше, чем в приполярных. С высотой количество углекислого газа постепенно убывает. Углекислый газ поглощает длинноволновое излучение земной поверхност и, что приводит к повышению

т емпературы воздуха и возникновению парникового эффекта. За последние 70…80 лет количест во углекислого газа в ат мосфере, по оценкам многих учены х, увеличилось примерно на 10…12%. При э том расчеты показывают, что удвоение количества углекислого газа в атмосфере повысит среднюю планет арную температ уру в результ ате парникового эффекта на 1,5…2,0°С.

Озон - т рехатомный кислород − бесцветный газ с характерным запахом свежест и. Он об разуется на всех высотах в слое воздуха от Земли до 50…70 км. У поверхности земли озона очень мало. Максимальное содержание озона в полярных област ях наблюдается на высотах

15…20 км, в тропических и субтропических ш иротах − 25…30 км. Количество озона в атмосфере сравнительно мало. Так, если привести к нормальному атмосферному давлению при т емпературе 0°С т акие газы, как азот, кислород и озон, то толщина слоя азот а сост авит

6200 м, кислород а – 1560 м, а озона в среднем – 0,3 см. Но, несмотря на ст оль малое количест во озона в атмосфере, его роль в ат мосферных и земных процессах весьма значит ельна по двум причинам. Во-первых, сильно поглощая ультрафиолетовую радиацию,

энергия которой составляет 3% всей солнечной энергии, озон повышает температ ур у воздуха на высотах 30…35 км. Кроме этого, озон задерживает около 20% теплового излучения Земли. Все э то приводит к формированию стратосферной оболочки тепла. Во-вторых, поглощая коротковолновую радиацию Солнца, озон защищает живые организмы на Земле от вредного и даже губительного действия ультрафиолетовой радиации. По современным воззрениям, сама жизнь могла появиться на суше только после того, как содержание кислорода дост игло 1% от современного и на некот орой высоте в ат мосфере смог об разоваться слой озона.

Количество озона изменяется по сезонам и ш иротам. Максимум озона приходится на

весенние месяцы, а минимум - на осенние. При этом его годовая амплитуда наиболее значительна в высоких широтах. У экватора сезонное изменение озона сравнит ельно мало. Слабый максимум наблюдается в конце весны или в начале лета. В последнее время вопрос об изменении в атмосфере количества озона приобрел особ ую ост роту в связи с выбросом в атмосферу различных химических веществ антропогенного происхождения, в особенности фреонов. Появились опасения, что выброс в ст ратосферу оксидов азот а с выхлопными газами сверхзвуковых самолет ов и проникновение фреонов могут привести к разрушению слоя озона. Это может иметь пагубные биологические последст вия. В связи с эт им приобрели б ольшую акт уальность расширение сети наблюдений за озоном и изучение многолет них изменений во временном ходе содержания озона. Исслед ования продолжаются и по их результат ам можно будет ответить на поставленные вопросы.

Дата добавления: 2014-12-16