Состав и строение атмосферы

Попробуем на одну минуту вообразить себе Землю, лишенную атмосферы. Днем с черного, усеянного звездами неба на нас светило бы ослепительное Солнце. К полудню температура была бы > 100С^о. Ночью температура спускалась бы также до –80С^о, -90С^о. Всюду мы видели бы необозримые пространства песков, изредка – щебня и камней. Поверхность была бы покрыта тысячами воронкообразных впадин (это следы падавших на землю метеоритов). Нет ни рек, ни озер, ни ручьев, ни болот.

Перед нами была бы пустыня в самом прямом значении этого слова. Но Земля имеет атмосферу, и поэтому земная поверхность имеет совершенно другую, хорошо знакомую нам картину. Но было время, когда не было атмосферы, а теперь задумаемся над тем, как же произошла атмосфера.

Атмосфера является продуктом дегазации вулканических лав, выделявшихся из верхней мантии Земли. Химический состав вулканических газов сейчас изучен достаточно хорошо. В основном он состоит из углекислого газа, сернистого газа, хлора, метана, аммиака, азота. Эти газы, возможно, и сформировали первичную атмосферу Земли.

Мне очень нравится древняя языческая религия. Вы, наверное, знаете, что древние люди преклонялись перед Солнцем, перед Луной, перед Землей, перед воздухом. Без всякого стеснения я бы преклонялся бы перед воздухом. Например, у современного человека нет такого нежного отношения к природе, как у древних людей. Мы говорим, что человек – это царь природы, и успели натворить очень много.

Мы стали умными, и все мы вычеркнули, что было многого у древних людей, и теперь мы не только не преклоняемся, но и даже не ценим. Вы знаете, как загрязняется атмосфера в городах, особенно в нашем городе. Когда мы с вами знакомились с Солнечной системой, мы подробно анализировали атмосферы других планет. В конце концов, мы выявили, что такой атмосферы, как на Земле, ни одна другая планета не имеет, и человек, загрязняя атмосферу, совершает преступление не только земное, но возможно и космическое.

Один человек использует 13 куб.м. воздуха в сутки.

1 м³ = 1 кг.

Вновь возникшая атмосфера на первом этапе была очень тонкой.

Состав атмосферы. Таким образом, наша планета Земля окутана воздушной оболочкой, которую называют атмосферой. Состоит она из смеси газов:

азот 78%;

кислород 20%;

аргон 0,93%;

углекислый газ 0,03%;

прочие 0,02%

Процентное соотношение газов в нижних слоях атмосферы в основном постоянно. Некоторые изменения наблюдаются в содержании углекислого газа (в городе – 0,04%).

Значение атмосферы:

– атмосфера предохраняет землю от чрезмерного нагревания днем и охлаждения ночью, способность воздуха поглощать и отдавать влагу делает атмосферу распределителем осадков;

– атмосфера защищает биосферу земли от разрушительного воздействия ультрафиолетового излучения Солнца;

– атмосфера задерживает бесчисленное количество метеоритов, непрерывно двигающихся к поверхности Земли из межпланетного пространства.

Строение атмосферы. Изучение атмосферы показало, что её строение сложное (рис. 3.1). Нижний слой атмосферы называют тропосферой. Он распространяется до высоты 17 км над экватором и 8 км над полюсами. В этом слое сосредоточено почти 3/4 всей массы атмосферы, в нем непрерывно движется воздух как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. В тропосфере содержится почти вся вода, в ней происходят погодные процессы: облака, туманы, выпадение осадков (грады). Температура воздуха в этом слое понижается с высотой в среднем на 0,6^оС на каждые 100 м и на верхней границе достигает – 70^оС.

Выше тропосферы расположен слой стратосферы, верхняя граница которого находится на высоте 50 км. Плотность и давление в нем незначительны. Разреженный воздух состоит из тех же газов, что и в тропосфере, но в нем значительно больше озона наблюдается на высоте 30-50 км

Температура в стратосфере повышается и на её верхней границе достигает +10^о, +30^оС. Это объясняется тем, что озон поглощает часть солнечной энергии. Значение озонового экрана очень большое. Озоновый слой защищает Землю от ультрафиолетовых излучений. Если бы не было озонового слоя, ультрафиолетовые лучи проникали бы без препятствий и уничтожили бы все живое за короткое время.

В последние годы озоновый экран разрушается. Этому способствует сам же человек. Например, фреон, применяемый в качестве охладителя и аэрозольный, горючие смеси и аэрозоли могут разрушать озоновый экран.

Рис.3.1. Строение атмосферы Земли

За стратосферой на высотах от 80 до 90 км над нагретым слоем верхней стратосферы, после стратопаузы, т.е. выше 50 км, лежит мезосфера, простирающаяся до 80 км. В ней температура вновь падает до – 90^оС. Над мезосферой расположена термосфера, простирающаяся до 800-1000 км. Как показывает название «термосфера», температура в ней повышается на высоте 150 км – до 200^оС, а на 600 км – до 1500^оС.

Под действием ультрафиолетовой и электрической радиации Солнца нарушается строение молекул и атомов газов; от электронных оболочек отрываются некоторые электроны, в пространстве находятся и целые атомы, потерявшие электроны, и отдельные электроны. Такое состояние вещества называется сверхгазовым, или плазмой.

Выше 1000 км начинается внешняя атмосфера, экзосфера, простирающаяся до 3000 км. Здесь скорость движения газов приближается к критической – 11,2 км/с, и они рассеиваются в межпланетное пространство.

1) Атмосфера развивалась вместе со всей природой земной поверхности – географической оболочкой.

2) Растения и животные используют атмосферу для фотосинтеза и дыхания и создают ее.

3) Биосфера несколькими слоями – магнитосферой, термосферой и озоновым экраном – изолирована от космоса.

4) Атмосферные газы вверху покидают Землю, а недра Земли в результате дегазации мантии пополняют воздушную оболочку, поставляя приблизительно 1 млн. тонн газов в год.

Дата добавления: 2014-01-05