Тема 18. Атмосфера Земли. Основные климатообразующие факторы. Процессы и явления в атмосфере

Тема 17. Солнечная радиация и радиационный баланс. Микроклимат и фитоклимат

Вся совокупность солнечной энергии и материи, поступающей на Землю, называется солнечной радиацией. Это единственный источник теплоты для географической оболочки Земли.

Определяют также и световой режим. Количество солнечной энергии, поступающей на единицу площади, определяется синусом угла падения лучей. Он зависит от высоты солнца над горизонтом и продолжительности дня. Количество лучистой энергии на единицу земной поверхности пропорционально синусу угла падения лучей или косинусу широты местности.

Суммарная радиация, достигая земной поверхности, частично отражается в атмосферу, частично поглощается почвой и водоемами; на океанах и морях расходуется на испарение. Соотношение усвоенной и отраженной энергии солнца зависит от характера суши, от угла падения лучей на водную поверхность.

Процесс прихода и расхода солнечной энергии выражается радиационным бюджетом. Для всей Земли, кроме ледовых зон, баланс тепла положителен.

Радиационная теплота распределена по земному шару зонально и регионально. Различают экваториальные, тропические, умеренные и полярные пояса. Каждый из них разделяется на материковые и океанические регионы. Океанические и материковые – на более дробные. В океанах влияют холодные течения, на материках – горы (горные страны).

Тепловая энергия распределяется и преобразуется атмосферой и гидросферой, расходуется на испарение.

Газы в атмосфере находятся в динамическом равновесии друг с другом, с океаном и с веществами земных пород.

Состав атмосферного воздуха над незагрязнённой территорией:

Название газа	Содержание в атмосферном воздухе в % (по объёму)
Азот	78,084
Кислород	20,95
Аргон	0,93
Углекислый газ	0,036
Неон	0,0018
Гелий	0,000524
Метан	0,00017
Криптон	0,000114
Гемеоксид азота	0,000053

Воздух содержит также водород, озон, оксиды серы и углерода, оксид и диоксид азота, аммиак и др.

Наблюдается тенденция увеличения концентрации диоксида углерода и метана.

Например, диоксид углерода увеличился по концентрации на 18% за последние 150 лет. Состав атмосферы везде практически одинаков до высот 90-100 км, благодаря перемешиванию, Выше сохраняются более легкие газы. На высоте 20-30 км образуется слой повышенного содержания озона – озоновый экран.

Количество водяного пара с высотой уменьшается. На высоте 2 км его в 2 раза меньше, чем у поверхности. На высотах более 70-80 км водяной пар отсутствует.

Земное тяготение препятствует диссипации (рассеиванию) атмосферных газов в космос. Наибольшую скорость теплового движения имеют ионы водорода и гелия, поэтому выше 700 км над уровнем моря в атмосфере содержаться практически только они. Остальные газы по мере удаления от поверхности Земли имеют тенденцию к уменьшению концентрации, например, концентрация О2 на высоте 100 км составляет 0,11% от концентрации у поверхности.

Гелий и водород, находясь далеко от поверхности рассеиваются в космос. Убыль гелия и водорода постоянно восполняются:

1) гелий образуется в земной коре при распаде тяжёлых радиоактивных элементов,

2) водород образуется в верхних слоях атмосферы на высоте 30-50 км под действием ультрафиолетовой части спектра из водяных паров. Ежесекундно в космос улетает 1 кг водорода. Для его восполнения разлагаются 9 кг воды.

Образовавшийся за время существования планеты из воды О2 оценивается в 10¹⁵ тонн. Сейчас его, как раз, такое количество. Однако для получения современного химического состава Земли и окисления метана и аммиака из первичной атмосферы, а также окисления всех пород земной коры, потребовалось значительно большее количество кислорода, поэтому этот процесс дополняется растениями, которые производят 10¹¹ тонн в год. Несколько последних миллионов лет содержание О2 постоянно, т.к. соблюдается баланс между поступлением и расходом на дыхание животных, окисление вулканических газов, горение и гниение.

В атмосфере, помимо газов, присутствуют твердые и жидкие примеси (пыль, сажа, пепел, микроорганизмы, пыльца растений, капельки воды, кристаллики льда и морской соли).

Дата добавления: 2013-12-13