загрузка...
загрузка...
На головну

атмосфера

  1. АТМОСФЕРА
  2. атмосфера
  3. АТМОСФЕРА у вашому будинку
  4. АТМОСФЕРА Другий спосіб репетірованія
  5. Атмосфера оцінюється в двох аспектах.
  6. Атмосфера?а антропогенді ?серді? и?пали. Атмосферани? ??рилиси мен газди? ??рами.

атмосфера - це зовнішня газова оболонка Землі. Нижньою межею атмосфери є земна поверхня. Верхня межа проходить на висоті 3000 км, де щільність повітря стає рівною щільності речовини в Космосі.

Повітря атмосфери утримується у земної поверхні силою тяжіння. Загальна вага атмосфери дорівнює 5,136 ? 1015 т (за іншими джерелами - 5,9 ? 1015 т), що відповідає вазі рівномірно розподіленого по Землі шару води в 10 м або шару ртуті товщиною в 76 см. Вага вишележащего стовпа повітря визначає величину атмосферного тиску, яке у земної поверхні в середньому становить 760 мм рт. ст., або 1 атм (1013 гПа, або 1013 мбар).

Щільність повітря на рівні моря при температурі 15 ° С в середньому становить 1,2255 кг / м3, Або 0,0012 г / см3, На висоті 5 км - 0,735 кг / см3, 10 км - 0,411 кг / см3, 20 км - 0,087 кг / см3. На висоті 300 км щільність повітря вже в 100 млрд разів менше, ніж у поверхні Землі.

Склад атмосфери.Атмосфера складається з постійних і змінних компонентів (табл. 5.2). До постійним відносяться азот (78% за обсягом), кисень (21%) і інертні гази (0,93%). Сталість кількості активних компонентів азоту і кисню визначається рівновагою між процесами виділення вільного кисню та азоту (переважно живими організмами) і їх поглинанням в ході хімічних реакцій. Інертні гази не беруть участі в реакціях, що відбуваються в атмосфері. змінними складовими є діоксид вуглецю, водяна пара, озон, аерозолі.

Таблиця 5.2. склад атмосфери

 газ  символ  зміст, %
 постійні компоненти
 азот N2  78,08
 кисень О2  20,95
 Аргон  Аr  0,93
 неон  Ne  0,0018
 гелій  Чи не  0,0005
 водень Н2  0,00006
 ксенон  хе  0,000009
 змінні компоненти
 Водяна пара Н2О  0-4
 Диоксид вуглецю  СО2  0,0364
 метан  СН4  0,00018
 Оксид азоту N2O  0,000031
 Озон (тропосферний) О3  0,000004
 Озон (стратосферний) О3  0,0012
 Аерозолі (частки) -  0,000001

Водяна пара затримує до 60% теплового випромінювання планети. Водяна пара виконує і іншу важливу функцію, за що його називають «основним паливом» атмосферних процесів. При випаровуванні вологи (а саме таким шляхом атмосфера поповнюється водяною парою) значна частина енергії (приблизно 2500 Дж) переходить у відкриту форму, а потім виділяється при конденсації. Зазвичай це відбувається на висоті хмарного покриву. В результаті таких фазових переходів велика кількість енергії переміщується в межах географічної оболонки, «маючи» різні атмосферні процеси, зокрема - тропічні циклони.

зміст діоксиду вуглецю досить швидко зменшується з висотою, знижуючи практично до нуля на верхній межі атмосфери. Вуглекислий газ затримує до 18% теплового випромінювання Землі. Крім того, це основний матеріал для побудови зеленими рослинами органічної речовини.

Водяна пара і діоксид вуглецю служать природними атмосферними фільтрами, що затримують довгохвильове теплове випромінювання земної поверхні. Завдяки цьому виникає парниковий ефект, який визначає загальне підвищення температури земної поверхні на 38 ° С (її середнє значення + 15 ° С замість -23 ° С).

аерозольні частинки - Це що знаходяться в підвішеному стані мінеральна і вулканічний пил, продукти горіння (дим), кристалики морських солей, спори і пилок рослин, мікроорганізми. Зміст аерозолів визначає рівень прозорості атмосфери. У зв'язку з активною антропогенною діяльністю запиленість атмосфери збільшилася. Як показують експерименти, при великій запиленості величина приходить до Землі сонячної радіації може знижуватися, що веде до змін погоди і клімату планети. Найбільші аерозолі - ядра конденсації - Сприяють перетворенню водяної пари в водяні краплі (хмари).

Вертикальне будова атмосфери. Атмосферу поділяють на п'ять оболонок (рис. 5.6).

Нижня частина атмосфери, безпосередньо прилегла до земної поверхні, називається тропосферой. Вона простягається над полюсами до висоти 8 км, в помірних широтах - до 10-11 км, над екватором - до 16-17 км. Тут зосереджено близько 80% всієї маси атмосфери. Спостережуване зниження температури в цьому шарі (в середньому 0,6 ° С на 100 м) пов'язане з розширенням повітря під впливом зменшення з висотою зовнішнього тиску, а також з перенесенням теплоти від земної поверхні. При середній для всієї Землі річній температурі повітря + 15 ° С на рівні моря, на верхній межі тропосфери вона знижується до -56 ° С. Зниження температури повітря, так само як і інших метеорологічних величин, не завжди витримується, а в ряді випадків відхиляється від нормального, утворюючи інверсії. Останні визначаються місцевими географічними причинами.

Мал. 5.6. будова атмосфери

Фізичні властивості повітря тропосфери багато в чому обумовлені характером взаємодії з поверхнею, що підстилає. Внаслідок безперервного перемішування повітря його склад у всій товщі тропосфери постійний. Тропосфера містить основну кількість всієї атмосферної вологи.

Поблизу верхньої межі тропосфери розташовується перехідний шар - тропопауза потужністю близько 1 км. Вище тропопаузи не піднімаються вертикальні струми повітря, обумовлені відмінностями його нагрівання і зволоження від земної поверхні (атмосферна конвекція).

Вище тропосфери, приблизно до 50 км, розташовується стратосфера. Раніше її приймали за ізотермічний шар із середньою температурою -56 ° С. Однак нові дані показали, що изотермия спостерігається тільки в її нижній частині, приблизно до 20 км, а біля верхньої межі температура підвищується до 0 ° С. Стратосфера охоплена потужної горизонтальної циркуляцією з елементами вертикальних рухів, що сприяє активному перемішуванню повітря. Антропогенне забруднення фактично виключено, але сюди проникають продукти інтенсивних вулканічних викидів, що зберігаються досить тривалий час і впливають на космічне випромінювання, включаючи сонячне.

Особливістю стратосфери є озоновий шар, у формуванні якого бере участь наступний фізико-хімічний механізм. Оскільки атмосфера вибірково пропускає через себе електромагнітне випромінювання Сонця, сонячна радіація розподіляється на земній поверхні нерівномірно. Що входить до складу повітря кисень взаємодіє з короткохвильового ультрафіолетового (УФ) радіацією, і коли молекула кисню Про2 поглинає УФ світло достатньої енергії, вона розпадається:

О2 + УФ світло > Про + Про

Атомарний кисень дуже активний і приєднує молекулу кисню, утворюючи молекулу озону:

атомарний кисень (О) + молекулярний кисень (О2) > озон (О3)

Зазвичай це відбувається на висоті приблизно 25-28 км від земної поверхні, де і утворюється шар озону. Озон сильно адсорбує ультрафіолетові промені, які є згубними для живих організмів.

В останні роки виявлено скорочення озону в атмосфері, яке отримало назву «Озонової діри». Вперше вона була виявлена ??над Антарктидою, а потім і в інших куточках планети. Встановлено, що з часом ці дірки мігрують і навіть пропадають. Можливо, що їх утворення і зникнення є природний процес розвитку географічної оболонки і планети в цілому.

Над стратосферою до висоти 80-90 км розташовується мезосфера. Температура в цьому шарі знову знижується і досягає -107 ° С. На висоті 75-90 км спостерігаються «сріблясті хмари», що складаються з кристалів льоду.

До висоти приблизно 800-1000 км розташовується термосфера. Тут температура повітря знову підвищується до 220 ° С на висоті 150 км і 1500 ° С - на висоті 600 км. Повітря термосфери складається переважно з азоту і кисню, однак вище 90-100 км короткі хвилі сонячної радіації викликають розпад молекул Про2 на атоми і тут переважає атомарний кисень. Вище 325 км азот також дисоціює. Співвідношення між азотом і киснем, характерне для нижніх шарів атмосфери (78 і 21%), на висоті 200 км змінюється і становить відповідно 45 і 55%. Під дією ультрафіолетових і космічних променів частинки повітря в термосфере електрично заряджені, з чим пов'язане виникнення полярних сяйв. Термосфера поглинає рентгенівське випромінювання сонячної корони і сприяє поширенню радіохвиль.

Слід зазначити, що температуру в розрідженому повітрі верхній частині атмосфери можна ототожнювати з температурою у земної поверхні. Її значення розраховуються за швидкістю кінетичного руху частинок і вона не виробляє в умовах малу щільність повітря того термічного ефекту, який притаманний відповідним величинам у поверхні Землі.

Вище 1000 км розташовується екзосфера. Швидкість руху атомів і молекул газів досягає тут третьою космічною швидкістю (11,2 км / с), що дозволяє їм долати земне тяжіння і розсіюватися в космічному просторі.

Основні риси повітряної циркуляції в тропосфері.Повітряна циркуляція обумовлена ??нерівномірним розподілом ат  мосферного тиску у земної поверхні, наслідком чого є системи вітрів - спрямованих переміщень повітря з області високого тиску в область низького (рис. 5.7). баричне поле доданок різними повітряними масами, складається з окремих барических систем, серед яких розрізняють циклони (Область низького тиску в центрі і рух повітря проти годинникової стрілки) і антициклони (Область високого тиску в центрі і рух повітря за годинниковою стрілкою), баричне депресії і гребені улоговини и сідловини. розрізняють постійні центри дії атмосфери - області високого або низького тиску, що існують цілий рік або в певний сезон (Ісландський і Алеутський мінімуми, Азорский, Гавайський, Сибірський максимуми). Переважаючі переноси повітряних мас і їх динаміка проявляються в пасатних, мусонних, Бризовая циркуляція, у формуванні та міграції квазістаціонарних повітряних фронтів на поверхні Землі (типу внутрішньотропічної зони конвергенції) Особливий інтерес представляють тропічні циклони, звані в Атлантичному океані ураганами, в Тихому - тайфунами які досить значно втручаються в повсякденне життя жителів багатьох прибережних країн Центральної Америки, Південно-Східної Азії та інших регіонів. Основними параметрами барических систем є траєкторія, швидкість переміщення, радіус дії, атмосферний тиск у центрі освіти. Переміщаються циклони впливають на підстилаючої поверхню, порушуючи нормальний розподіл гідрометеорологічних величин, зумовлюючи шторми на суші і морі.

Повітряні маси і атмосферні фронти.Внаслідок відмінності сонячного тепла на Землі і характеру підстильної поверхні (суша, океан) повітря тропосфери в горизонтальному напрямку розпадається на окремі повітряні маси - Великі обсяги повітря, які мають відносно однорідними властивостями і рухомі як єдине ціле в загальній циркуляції атмосфери.

Властивості повітряних мас залежать від географічної широти і характеру підстильної поверхні (материки або океани). Виділяють такі типи повітряних мас: екваторіальний, тропічний повітря помірних широт і арктичний (антарктичний).

екваторіальний повітря утворюється в екваторіальній смузі і характеризується високою температурою і вологістю. Ці властивості зберігаються не тільки над сушею, а й над океаном, тому їх поділяють на континентальний і морський. У теплий період екваторіальний повітря заходить в субекваторіальний пояс, приносячи сюди рясні опади.

тропічне повітря (Морської і континентальний) представлений повітряними масами, що формуються в тропічних і субтропічних широтах над океанами і материками. У літню пору континентальне тропічне повітря утворюється над аридних районами помірних широт (Середня Азія, Монголія, Північний Китай, Великий басейн в Північній Америці). Континентальне тропічне повітря характеризується високою температурою і низькою вологістю. Над посушливими районами він містить багато аерозольних часток і пилу. Морське тропічне повітря прохолодніше континентального, але містить більше вологи. Однак через високу температуру він рідко досягає стану насичення, тобто має низьку відносну вологість. Внаслідок цього з поверхні океанів в тропічному поясі відбувається сильне випаровування.

 Мал. 5.7. Розподіл середнього атмосферного тиску (мбар) на рівні моря і переважаючих вітрів в липні (С. Г. Любушкін і К. В. Пашканг, 2002)

Повітря помірних широт (Морської і континентальний) формується в обох півкулях і відрізняється великою різноманітністю. Континентальний повітря набуває свої характерні властивості над материками. У літній період повітря сильно прогрівається і стає вологим, наближаючись за своїми властивостями до континентального тропічного повітря. Взимку континентальне повітря сильно охолоджується і стає сухим через невеликого випаровування. Морське помірне повітря формується над океанами в середніх широтах і відрізняється підвищеною вологістю і помірною температурою. Взимку він приносить відлиги і опади, влітку - прохолодну і похмуру погоду з опадами.

Арктичний и антарктичний повітря утворюється над льодовими і сніговими поверхнями північних і південних полярних регіонів, сильно вихолоджується в холодний період року. Для нього характерні низькі температури, малий вміст вологи і висока прозорість. Розрізняють континентальний арктичний (антарктичний) повітря, що формується над льодовиками Гренландії, Антарктиди, островами арктичного басейну, а взимку і над замерзлими ділянками океанів, і морський арктичний (антарктичний) повітря, що формується над відкритими поверхнями Північного Льодовитого і Південного океанів. Перший - дуже холодний і сухий, другий - більш теплий і вологий. Вторгнення арктичного (антарктичного) повітря в помірні широти завжди приносить похолодання влітку і морози взимку.

Одночасно в тропосфері формуються кілька десятків типів повітряних мас. Ці області контактують один з одним в зонах, які отримали назву атмосферних фронтів - Прикордонних шарах, ширина яких досягає декількох десятків кілометрів. Атмосферні фронти - найбільш динамічні частини тропосфери. Тут відбуваються найінтенсивніші руху повітря, оскільки зустрічаються повітряні маси, що володіють різними фізичними властивостями - температурою, вологістю і щільністю. Схема загальної циркуляції в тропосфері показана на рис. 5.8. Насправді все атмосферні процеси відбуваються набагато складніше і визначаються безліччю причин, в тому числі і місцевими факторами.

Мал. 5.8. Схема загальної циркуляції атмосфери (по Г. Флон): Н - низький тиск; В - високий тиск; Е, W - горизонтальні складові вітру

роль атмосферив географічній оболонці виключно велика. Атмосфера перетворює надходить сонячну енергію. Вона підтримує життя на Землі, захищаючи земну поверхню від охолодження і регулює розподіл тепла і вологи. Атмосфера служить щитом проти метеоритів (випаровуючи або спалюючи їх високо над Землею) і оберігає організми від ультрафіолетової радіації.

Кожна із складових частин атмосферного повітря виконує в географічній оболонці свої функції. Кисень бере участь в реакції окислення (дихання, тління, горіння). Азот в хімічних сполуках служить харчуванням для рослин і мікроорганізмів.

Сучасна атмосфера, особливо тропосфера, в значній мірі є продуктом живої речовини біосфери. Повне оновлення фотосинтетичного кисню планети живою речовиною відбувається за 5200 - 5800 років.



Попередня   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   Наступна

Всесвіт | сонячна система | Взаємодія Землі і Космосу | Поняття про географічну оболонку як об'єкті землезнавства | Загальні закони і концепція системи в природознавстві | Механічні взаємодії в географічній оболонці | магнітосфера Землі | Електричне поле Землі | Теплове поле Землі | геохімічні процеси |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати