Вопрос 1. Что такое воздух?
Воздух - естественная смесь газов (главным образом азота и кислорода - 98-99 %, а также аргона, углекислого газа, воды, водорода), образующая земную атмосферу.
Вопрос 2. Какова роль воздушной оболочки для нашей планеты?
Воздушная оболочка нашей планеты – атмосфера – защищает живые организмы на земной поверхности от губительного воздействия ультрафиолетового излучения Солнца и других жестких космических излучений. Предохраняет Землю от метеоритов и космической пыли. Атмосфера служит также «одеждой», не позволяющей осуществляться потерям тепла, излучаемого Землей в пространство. Атмосферный воздух – это источник дыхания человека, животных и растительности.
Вопрос 3. Каково значение атмосферы в жизни нашей планеты?
Предохраняет Землю от метеоритов и космической пыли. Атмосфера служит также «одеждой», не позволяющей осуществляться потерям тепла, излучаемого Землей в пространство. Атмосферный воздух – это источник дыхания человека, животных и растительности. Особую роль для всего живого на Земле имеет озоновый слой, который защищает живые организмы от вредного ультрафиолетового излучения Солнца.
Вопрос 4. Из каких газов состоит воздух?
Атмосфера представляет собой смесь газов, в которой 78% составляет азот, около 21% - кислород, а 1% приходится на другие газы, в том числе углекислый газ и пары воды.
Вопрос 5. За какими облаками вы можете наблюдать?
Различают перистые, слоистые и кучевые облака.
Вопрос 6. Что такое ветер?
Движение воздуха вдоль поверхности Земли называют ветром. Ветер может дуть в разных направлениях и с разной скоростью. Чем больше скорость ветра, тем больше его сила.
Вопрос 7. Почему происходит гроза?
Она происходит, когда между мощными дождевыми облаками или между облаками и землёй возникают многократные электрические разряды - молнии. Электрические искры, пробивая воздух, мгновенно разогревают его, он резко расширяется, производя сильный шум, и мы слышим удар грома.
Вопрос 8. Что такое погода? О каких показателях состояния атмосферы сообщают в прогнозах погоды, передаваемых по радио и телевидению?
Погода - это состояние нижнего слоя атмосферы в данном месте и в данный момент. Погода характеризуется температурой, влажностью, облачностью, направлением и скоростью ветра, осадками.
Вопрос 9. Что такое климат? Чем он отличается от погоды?
Для каждой местности характерны определённые типы погоды и их смена, т. е. режим погоды. Многолетний режим погоды называют климатом. Климат, так же как и погода, включает важнейшие характеристики состояния атмосферы: температуру, влажность, облачность, осадки, ветры.
Погода – единовременное состояние природы, а климат – постоянное для данной местности.
Вопрос 10. Какой климат характерен для вашей местности: холодный, умеренный или жаркий; сухой или влажный?
Для нашей местности характерен умеренный климат.
Вопрос 11. Возникают ли в вашей местности ураганы? Чем они опасны?
В нашей местности ураганов нет. Обычно ураганы сопровождаются проливными дождями, приводящими к наводнениям. Всё это приносит большие разрушения, приводит к человеческим жертвам.
Вопрос 12. Опишите погоду сегодняшнего дня.
Температура воздуха – 5 градусов по Цельсию, низкая влажность, небольшая облачность. Скорость ветра 3,1 м/с, направление – юго-западный. Осадков не ожидается.
6.2. Значение и строение атмосферы
Если воду, которой издавна не хватало, называли "ресурсом жизни", то о воздухе вспомнили лишь в нашу урбанизированную эпоху. Напомним, что без пищи человек может прожить несколько десятков дней, а без воздуха – только до 5-7 мин. Кроме того, человеку необходим чистый воздух, которого, в особенности в городах и индустриальных центрах, не хватает.
Значение атмосферы. Атмосферный воздух - важнейший природный ресурс, его назначение (для Земли и человечества):
Снабдить людей, животный и растительный мир жизненно необходимыми газовыми элементами (кислородом, углекислым газом);
Смягчить температурные перепады (воздух - плохой проводник тепла и холода), т.е. обеспечить терморегуляцию на планете;
Защитить поверхность Земли от космического, радиационного и ультрафиолетового солнечного излучений;
Защитить Землю от метеоритов и прочих космических тел, подавляющая масса которых сгорает в атмосфере;
Обеспечить производственные антропогенные процессы кислородом, азотом, водородом и нейтральными газами.
Атмосфера "согревает" нашу планету, поглощая тепло, излучаемое Землей в мировое пространство, и частично возвращая его в виде встречного излучения. Атмосфера рассеивает солнечные лучи, в результате чего создается постепенный переход от света к тени (сумерки). В ночное время она излучает световые лучи и служит источником освещения земной поверхности.
Ночное свечение атмосферы (люминесценция) - это свечение разреженных газов воздуха на высотах от 80 до 300 км. Оно обеспечивает 40 – 45 % общей освещенности земной поверхности в безлунную ночь, в то время как звездный свет составляет около 30 %, а на свет, рассеиваемый межзвездной пылью, приходятся остальные 25 – 30 %. Разновидностью свечения атмосферы являются полярные сияния. На Земле они наблюдаются в высоких широтах только ночью при отсутствии облаков. Из космоса полярные сияния видны всегда, и при этом одновременно над большими территориями.
Строение атмосферы . В составе атмосферы выделяют несколько слоев - сфер, между которыми нет резко выраженных границ.
1. Тропосфера - нижний основной слой атмосферы. Он наиболее хорошо изучен. Высота тропосферы достигает 10 км над полюсами, 12 км в умеренных широтах и до 18 км над экватором.
Тропосфера содержит более 4/5 всей массы атмосферного воздуха. В ней наиболее ярко проявляются разнообразные погодные явления. Известно, что с подъемом на 1 км температура воздуха в этом слое снижается более чем на 6 градусов . Это происходит потому, что воздух пропускает к поверхности Земли солнечные лучи, которые ее нагревают. От земной поверхности нагреваются и прилегающие к Земле слои атмосферы.
Зимой поверхность Земли сильно охлаждается, чему способствует снежный покров, отражающий большую часть солнечных лучей. По этой причине воздух у поверхности Земли оказывается холоднее, чем вверху, то есть образуется так называемая инверсия температуры. Инверсия температуры часто наблюдается и в ночное время суток.
Летом поверхность Земли сильно и неравномерно нагревается солнечными лучами. От наиболее нагретых ее участков поднимаются вверх воздушные вихри. На смену поднявшемуся воздуху притекает воздух со стороны менее нагретых участков Земли, в свою очередь, замещаемый воздухом из верхних слоев атмосферы. Возникает конвекция, которая вызывает перемешивание атмосферы в вертикальном направлении. Конвекция способствует рассеиванию тумана и снижает запыленность нижнего слоя атмосферы.
В верхних слоях тропосферы на высоте 12 - 17 км при пролете самолетов часто образуются белые облачные следы, хорошо видимые с большого расстояния. Эти следы называются конденсационными , или следами инверсии. Основной причиной конденсационных следов является конденсация, или сублимация водяного пара, попадающего в атмосферу с отработавшими газами авиационных двигателей, так как при сжигании керосина в авиационном двигателе образуется водяной пар.
Для сжигания в двигателе 1 кг топлива расходуется около 11 кг атмосферного воздуха, при этом образуется около 12 кг отработавших газов, содержащих почти 1,4 кг водяного пара.
2. Стратосфера находится над тропосферой до высоты 50-55 км. В ней содержится менее 20 % массы всего атмосферного воздуха. В этом слое имеется незначительное перемещение газов и происходит возрастание температуры с высотой (до 0 0 С у верхней границы).
Нижняя часть стратосферы представляет мощный задерживающий слой, под которым скапливаются водяной пар, кристаллы льда и другие твердые частицы. Относительная влажность воздуха здесь всегда близка к 100 %.
В стратосфере расположен озоновый слой, отражающий губительное для жизни космическое излучение и частично ультрафиолетовые лучи Солнца. Наибольшая концентрация озона имеется на высоте 15-35 км, где свободный кислород под влиянием солнечной радиации превращается в озон.
3. Мезосфера простирается выше стратосферы на высоте приблизительно от 50 до 80 км. На её долю приходится менее 1 % воздуха. Для неё характерно понижение температуры с увеличением высоты, приблизительно от 0° С на границе со стратосферой до -90° С в верхних слоях мезосферы.
4. Ионосфера находится над мезосферой. Она характеризуется значительным содержанием атмосферных ионов и свободных электронов. В ионосфере происходит под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации ионизация сильно разреженного воздуха, а также космического излучения, которые вызывают разложение молекул атмосферных газов на ионы и электроны. Особенно интенсивна ионизация на высоте от 80 до 400 км. Ионосфера способствует распространению радиоволн. Верхняя граница ионосферы является внешней частью магнитосферы Земли. Ионосферу часто называют термосферой .
Воздух - один из основных элементов среды, необходимый всему живому на земле. Без пищи человек может обходиться пять недель, без воды - пять дней, без воздуха - пять минут. Но нормальная жизнедеятельность требует не только наличия воздуха, но и его определенной чистоты. От качества воздуха зависят здоровье людей, состояние животного и растительного мира, прочность и долговечность любых конструкций зданий, сооружений. Загрязненный воздух - источник загрязнения вод, суши, морей, почв.
Основной потребитель воздуха в природе - флора и фауна Земли. Подсчитано, что весь воздушный океан проходит через живые земные организмы, включая человека, примерно за десять лет.
Каково же значение атмосферного воздуха?
Прежде всего, атмосферный воздух - это среда обитания человека и остальных живых организмов.
Атмосфера регулирует тепловой режим Земли, она способствует перераспределению тепла по земному шару. Проникающая через атмосферу лучистая энергия Солнца - практически единственный источник теплоты для поверхности Земли. Лучистая энергия Солнца частично поглощается атмосферой; достигая поверхности Земли, частично поглощается почвой и водоемами, морями и океанами, частично отражается в атмосферу. Если бы не было атмосферы, то ночью и зимой Земля охлаждалась за счет собственного излучения, а летом и днем перегревалась за счет солнечной радиации (так происходит на Луне).
Газовая оболочка - это «одеяло» Земли, предохраняющее ее от чрезмерного остывания и перегревания. Благодаря этому на Земле не бывает резких переходов от мороза к жаре и обратно.
Газовая оболочка - надежный щит, который спасает все живущее на Земле от губительных ультрафиолетовых, рентгеновских и космических лучей. Верхние слои атмосферы частично поглощают, частично рассеивают эти лучи.
Атмосфера защищает нас и от «звездных осколков». Врезаясь в атмосферу на большой скорости (от 11 до 64 км/ч) под действием земного притяжения, они раскаляются за счет трения о воздух и на высоте около 60-70 км большей частью сгорают.
Велико значение атмосферы и в распределении света. Воздух атмосферы разбивает солнечные лучи на миллионы мелких лучей, рассеивает их и создает то равномерное освещение, к которому привык человек.
Атмосфера является той средой, где распространяются звуки. Без воздуха на земле царила бы тишина, мы не слышали бы друг друга, не любовались бы пением птиц и шумом ручья. Не была бы возможна человеческая речь.
В воздушной оболочке, а точнее в ближайшей к поверхности Земли части тропосферы формируется погода, поэтому метеорологи называют его часто «кухней погоды». И, правда, от процессов, которые происходят под влиянием земной поверхности и гидросферы, зависят явления погоды. Движения воздушных масс способствуют образованию ветра, конденсация или замерзание водяного пара вызывают дождь, снег или град. Ионизация воздушных частиц приводит к образованию грозовых разрядов.
Кроме всего сказанного, атмосфера является источником химических элементов. Наша промышленность использует кислород воздуха для нормальной работы мартеновской печи и других промышленных процессов. Азотфиксирующие бактерии усваивают азот воздуха и накапливают его в корневых клубеньках, которые можно легко обнаружить на корневой системе бобовых, обогащая тем самым почву азотом.
Путем разделения воздуха получают промышленный азот и кислород. Около трех четвертей получаемого азота идет на синтез аммиака, он используется также как инертная среда в технологических процессах в черной металлургии, коксохимии, машиностроении и других отраслях народного хозяйства. Жидкий азот находит применение в холодильной промышленности и криогенной технике как активный хладагент.
Жидкий кислород является компонентом ракетного топлива.
Атмосферный воздух используется также как тепло-, электро- и звукоизоляционный материал. Сжатый воздух используется как рабочее тело для совершения механической работы в шахтах, на заводах, автотранспорте. Он работает в различных пневматических машинах, отбойных молотках, в автомобильных шинах, струйных и распылительных аппаратах.
Человеку, животным и растениям кислород дает необходимую энергию для жизни путем биологического окисления в организме различных веществ.
Из воздуха выделяют инертные газы, которые находят широкое применение в науке, технике и промышленности. Это прежде всего гелий, аргон, криптон, ксенон, неон и радон.
Наличие воздушной оболочки придает нашему небу голубой цвет, так как молекулы основных элементов воздуха и различные примеси, содержащиеся в нем, рассеивают главным образом лучи с короткой длиной волны, т.е. фиолетовые, синие и голубые. Иногда цвет неба бывает не чисто голубым. Это зависит от количества и размеров примесей в атмосфере.
Очень долгое время люди считали, что воздух является простым веществом. И только в ХVIII в. французский ученый Лавуазье установил, что воздух является механической смесью различных газов.
Атмосфера Земли, или, как мы ее называем в повседневной жизни, воздух, состоит из постоянных и переменных компонентов. К числу постоянных относятся: азот, занимающий 78,09% объема и 75,53% по массе; кислород соответственно - 20,95% и 23,14%, аргон - 0,93% и 1,28%, углекислый газ - 0,03% и 0,05%. Оставшиеся 0,1% объема занимают инертные газы: неон, криптон, ксенон, радон, гелий, а также водород.
Долгое время считали, что воздух не имеет массы. Только в XVII в. было доказано, что масса 1 м 3 сухого воздуха, если его взвесить на уровне моря и при температуре 0 C, равна 1293 г, а на каждый квадратный сантиметр земной поверхности приходится 1033 г воздуха.
Вверху давление воздуха и его масса уменьшаются: на высоте 20 км масса 1м 3 воздуха - 43 г, а на высоте 40 км - лишь 4 г.
Ученые подсчитали массу атмосферы Земли, и оказалось, что ее суммарная масса равна 5,15 10 15 т, что в переводе на повседневный язык означает 5 квадрильонов 150 триллионов тонн.
Как показали исследования, основная масса воздуха - 50% - сосредоточена в тропосфере до высоты 6 км. Следующие 25% находятся в слое от 6 до 12 км, 12,5% - на высоте от 12 до 18 км и т.д.
Атмосфера Земли - сложное природное образование. Она имеет оригинальное строение, свою структуру. Прежде всего, атмосфера делится на несколько слоев по высоте, где каждый слой имеет свои особенности. Приземный слой от поверхности суши или океана до высоты 12 - 15 км (8- 10 км в полярных районах и до 16 - 18 км у экватора) составляет тропосферу , за ней до высоты 55 - 60 км расположена стратосфера . Следующий слой называется мезосферой , он достигает 80 - 85 км. За ним находится термосфера , которая простирается до высоты 1000 км. С высоты примерно 70 - 80 км (занимая часть мезосферы и термосферы) расположена ионосфера, распространяющаяся до высоты 450 - 600 км. В научной литературе ионосферу подразделяют на два слоя: нижний - ионосферу и верхний - от 150 до 600 км - магнитосферу. С высоты 1000 км располагается экзосфера , которая постепенно переходит в космическое пространство. Между отдельными слоями (сферами) находятся переходные прослойки от одной сферы к другой, получившие название паузы. Так, между тропосферой и стратосферой находится тропопауза, между стратосферой и мезосферой - стратопауза, следующий переходный слой - мезопауза, а далее, соответственно, термопауза.
Такое деление атмосферы было принято в 1960 г. Международным союзом геодезии и картографии в связи с изменением хода температуры по мере поднятия вверх от поверхности земли.
Нижняя граница атмосферы определяется подстилающей поверхностью суши или мирового океана, а верхняя не имеет четкой границы, так как на высоте ионосферы уже начинается постепенный переход в космическое пространство.
По химическому составу вся атмосфера Земли подразделяется на нижнюю (до 100 км) - гомосферу, имеющую состав, сходный с приземным воздухом, и верхнюю - гетеросферу неоднородного химического состава. Для верхней атмосферы характерны процессы диссоциации и ионизации газов, происходящие под влиянием излучения Солнца.
Значение и строение атмосферы
| Наименование параметра | Значение |
| Тема статьи: | Значение и строение атмосферы |
| Рубрика (тематическая категория) | Экология |
В случае если воду, которой издавна не хватало, называли "ресурсом жизни", то о воздухе вспомнили лишь в нашу урбанизированную эпоху. Напомним, что без пищи человек может прожить несколько десятков дней, а без воздуха – только до 5-7 мин. Вместе с тем, человеку необходим чистый воздух, которого, в особенности в городах и индустриальных центрах, не хватает.
Значение атмосферы. Атмосферный воздух - важнейший природный ресурс, его назначение (для Земли и человечества):
Снабдить людей, животный и растительный мир жизненно необходимыми газовыми элементами (кислородом, углекислым газом);
Смягчить температурные перепады (воздух - плохой проводник тепла и холода), ᴛ.ᴇ. обеспечить терморегуляцию на планете;
Защитить поверхность Земли от космического, радиационного и ультрафиолетового солнечного излучений;
Защитить Землю от метеоритов и прочих космических тел, подавляющая масса которых сгорает в атмосфере;
Обеспечить производственные антропогенные процессы кислородом, азотом, водородом и нейтральными газами.
Атмосфера "согревает" нашу планету, поглощая тепло, излучаемое Землей в мировое пространство, и частично возвращая его в виде встречного излучения. Атмосфера рассеивает солнечные лучи, благодаря чему создается постепенный переход от света к тени (сумерки). В ночное время она излучает световые лучи и служит источником освещения земной поверхности.
Ночное свечение атмосферы (люминесценция) - это свечение разреженных газов воздуха на высотах от 80 до 300 км. Оно обеспечивает 40 – 45 % общей освещенности земной поверхности в безлунную ночь, в то время как звездный свет составляет около 30 %, а на свет, рассеиваемый межзвездной пылью, приходятся остальные 25 – 30 %. Разновидностью свечения атмосферы являются полярные сияния. На Земле они наблюдаются в высоких широтах только ночью при отсутствии облаков. Из космоса полярные сияния видны всегда, и при этом одновременно над большими территориями.
Строение атмосферы. В составе атмосферы выделяют несколько слоев - сфер, между которыми нет резко выраженных границ.
1. Тропосфера - нижний основной слой атмосферы. Он наиболее хорошо изучен. Высота тропосферы достигает 10 км над полюсами, 12 км в умеренных широтах и до 18 км над экватором.
Тропосфера содержит более 4/5 всей массы атмосферного воздуха. В ней наиболее ярко проявляются разнообразные погодные явления. Известно, что с подъемом на 1 км температура воздуха в данном слое снижается более чем на 6 градусов . Это происходит потому, что воздух пропускает к поверхности Земли солнечные лучи, которые ее нагревают. От земной поверхности нагреваются и прилегающие к Земле слои атмосферы.
Зимой поверхность Земли сильно охлаждается, чему способствует снежный покров, отражающий большую часть солнечных лучей. По этой причине воздух у поверхности Земли оказывается холоднее, чем вверху, то есть образуется так называемая инверсия температуры. Инверсия температуры часто наблюдается и в ночное время суток.
Летом поверхность Земли сильно и неравномерно нагревается солнечными лучами. От наиболее нагретых ее участков поднимаются вверх воздушные вихри. На смену поднявшемуся воздуху притекает воздух со стороны менее нагретых участков Земли, в свою очередь, замещаемый воздухом из верхних слоев атмосферы. Возникает конвекция, которая вызывает перемешивание атмосферы в вертикальном направлении. Конвекция способствует рассеиванию тумана и снижает запыленность нижнего слоя атмосферы.
В верхних слоях тропосферы на высоте 12 - 17 км при пролете самолетов часто образуются белые облачные следы, хорошо видимые с большого расстояния. Эти следы называются конденсационными , или следами инверсии. Основной причиной конденсационных следов является конденсация, или сублимация водяного пара, попадающего в атмосферу с отработавшими газами авиационных двигателей, так как при сжигании керосина в авиационном двигателе образуется водяной пар.
Важно заметить, что для сжигания в двигателе 1 кг топлива расходуется около 11 кг атмосферного воздуха, при этом образуется около 12 кг отработавших газов, содержащих почти 1,4 кг водяного пара.
2. Стратосфера находится над тропосферой до высоты 50-55 км. В ней содержится менее 20 % массы всего атмосферного воздуха. В этом слое имеется незначительное перемещение газов и происходит возрастание температуры с высотой (до 0 0 С у верхней границы).
Нижняя часть стратосферы представляет мощный задерживающий слой, под которым скапливаются водяной пар, кристаллы льда и другие твердые частицы. Относительная влажность воздуха здесь всегда близка к 100 %.
В стратосфере расположен озоновый слой, отражающий губительное для жизни космическое излучение и частично ультрафиолетовые лучи Солнца. Наибольшая концентрация озона имеется на высоте 15-35 км, где свободный кислород под влиянием солнечной радиации превращается в озон.
3. Мезосфера простирается выше стратосферы на высоте приблизительно от 50 до 80 км. На её долю приходится менее 1 % воздуха. Стоит сказать, что для неё характерно понижение температуры с увеличением высоты, приблизительно от 0° С на границе со стратосферой до -90° С в верхних слоях мезосферы.
4. Ионосфера находится над мезосферой. Она характеризуется значительным содержанием атмосферных ионов и свободных электронов. В ионосфере происходит под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации ионизация сильно разреженного воздуха, а также космического излучения, которые вызывают разложение молекул атмосферных газов на ионы и электроны. Особенно интенсивна ионизация на высоте от 80 до 400 км. Ионосфера способствует распространению радиоволн. Верхняя граница ионосферы является внешней частью магнитосферы Земли. Ионосферу часто называют термосферой .
Значение и строение атмосферы - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Значение и строение атмосферы" 2017, 2018.
Атмосфера (от. греч. ατμός - «пар» и σφαῖρα - «сфера») - газовая оболочка небесного тела, удерживаемая около него гравитацией. Атмосфера - газообразная оболочка планеты, состоящая из смеси различных газов, водных паров и пыли. Через атмосферу осуществляется обмен вещества Земли с Космосом. Земля получает космическую пыль и метеоритный материал, теряет самые легкие газы: водород и гелий. Атмосфера Земли насквозь пронизывается мощной радиацией Солнца, определяющей тепловой режим поверхности планеты, вызывающей диссоциацию молекул атмосферных газов и ионизацию атомов.
Атмосфера Земли содержит кислород, используемый большинством живых организмов для дыхания, и диоксид углерода, потребляемый растениями, водорослями и цианобактериями в процессе фотосинтеза. Атмосфера также является защитным слоем планеты, защищая её обитателей от солнечного ультрафиолетового излучения.
Атмосфера есть у всех массивных тел - планет земного типа, газовых гигантов.
Состав атмосферы
Атмосфера - это смесь газов, состоящая из азота (78,08 %), кислорода (20,95 %), углекислого газа (0,03 %), аргона (0,93 %), небольшого количества гелия, неона, ксенона, криптона (0,01 %), 0,038 % двуокиси углерода, и небольшое количество водорода, гелия, других благородных газов и загрязнителей.
Современный состав воздуха Земли установился более сотни миллионов лет назад, однако резко возросшая производственная деятельность человека все же привела к его изменению. В настоящее время отмечается увеличение содержания СО 2 примерно на 10-12 %.Входящие в состав атмосферы газы выполняют различные функциональные роли. Однако основное значение этих газов определяется прежде всего тем, что они очень сильно поглощают лучистую энергию и тем самым оказывают существенное влияние на температурный режим поверхности Земли и атмосферы.
Начальный состав атмосферы планеты обычно зависит от химических и температурных свойств солнца в период формирования планет и последующего выхода внешних газов. Затем состав газовой оболочки эволюционирует под действием различных факторов.
Атмосфера Венеры и Марса в основном состоят из двуокиси углерода с небольшими добавлениями азота, аргона, кислорода и других газов. Земная атмосфера в большой степени является продуктом живущих в ней организмов. Низкотемпературные газовые гиганты - Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун - могут удерживать в основном газы с низкой молекулярной массой - водород и гелий. Высокотемпературные газовые гиганты, такие как Осирис или 51 Пегаса b, наоборот, не могут её удержать и молекулы их атмосферы рассеиваются в пространстве. Этот процесс протекает медленно, постоянно.
Азот, самый распространенный газ в атмосфере, химически мало активен.
Кислород , в отличие от азота, химически очень активный элемент. Специфическая функция кислорода - окисление органического вещества гетеротрофных организмов, горных пород и недоокисленных газов, выбрасываемых в атмосферу вулканами. Без кислорода не было бы разложения мертвого органического вещества.
Структура атмосферы
Структура атмосферы складывается из двух частей: внутренней- тропосферы, стратосферы, мезосферы и термосферы, или ионосферы, и внешней - магнитосферы (экзосферы).
1)Тропосфера – это нижняя часть атмосферы, в которой сосредоточено 3\4 т.е. ~ 80% всей земной атмосферы. Её высота определяется интенсивностью вертикальных (восходящих или нисходящих) потоков воздуха, вызванных нагреванием земной поверхности и океана, поэтому толщина тропосферы на экваторе составляет 16 – 18 км, в умеренных широтах 10-11 км, а на полюсах – до 8 км. Температура воздуха в тропосфере на высоте понижается на 0,6ºС на каждые 100м и колеблется от +40 до - 50ºС.
2)Стратосфера находится выше тропосферы и имеет высоту до 50км от поверхности планеты. Температура на высоте до 30км постоянная -50ºС. Затем она начинает повышаться и на высоте 50 км достигает +10ºС.
Верхней границей биосферы являются озоновый экран.
Озоновый экран – это слой атмосферы в пределах стратосферы, расположенный на разной высоте от поверхности Земли и имеющей максимальную плотность озона на высоте 20-26 км.
Высота озонового слоя у полюсов оценивается в 7 - 8 км, у экватора в 17-18км, а максимальная высота присутствия озона – 45-50 км. Выше озонового экрана жизнь невозможна из-за жёсткого ультрафиолетового излучения Солнца. Если спрессовать все молекулы озона, то получится слой ~ 3мм вокруг планеты.
3)Мезосфера – верхняя граница этого слоя располагается до высоты 80км. Главная её особенность – резкое понижение температуры -90ºС у её верхней границы. Здесь фиксируется серебристые облака, состоящие из ледяных кристаллов.
4)Ионосфера (термосфера)- располагается до высоты 800 км и для неё характерно значительное повышение температуры:
150км температура +240ºС,
200км температура +500ºС,
600км температура +1500ºС.
Под действием ультрафиолетового излучения Солнца газы находятся в ионизированном состоянии. С ионизацией связано свечение газов и возникновение полярных сияний.
Ионосфера обладает способностью многократного отражения радиоволн, что обеспечивает дальнюю радиосвязь на планете.
5)Экзосфера – располагается выше 800км и простирается до 3000км. Здесь температура >2000ºС. Скорость движения газов приближается к критической ~ 11,2 км/сек. Господствуют атомы водорода и гелия, которые образуют вокруг Земли светящуюся корону, простирающуюся до высоты 20000км.
Функций атмосферы
1) Терморегулирующая – погода и климат на Земле зависит от распределения тепла, давления.
2) Жизнеобеспечивающая.
3) В тропосфере происходит глобальные вертикальные и горизонтальные перемещения воздушных масс определяющий круговорот воды, теплообмен.
4) Практически все поверхности геологические процессы обусловлены взаимодействием атмосферы, литосферы и гидросферы.
5) Защитная – атмосфера защищает землю от космоса, солнечной радиации и метеоритной пыли.
Функции атмосферы . Без атмосферы жизнь на Земле была бы невозможна. Человек ежедневно потребляет 12-15 кг. воздуха, вдыхая каждую минуту от 5 до 100л, что значительно превосходит среднесуточную потребность в пище и воде. Кроме того, атмосфера надежно оберегает человека от опасностей, угрожающих ему из космоса: не пропускает метеориты, космические излучения. Без пищи человек может прожить пять недель, без воды - пять дней, без воздуха - пять минут. Нормальная жизнедеятельность людей требует не только воздуха, но и определенной его чистоты. От качества воздуха воздуха зависят здоровье людей, состояние растительного и животного мира, прочность и долговечность конструкций зданий, сооружений. Загрязненный воздух губителен для вод, суши, морей, почв. Атмосфера определяет световой и регулирует тепловой режимы земли, способствует перераспределению тепла на земном шаре. Газовая оболочка предохраняет Землю от чрезмерного остывания и нагревания. Если бы наша планета не была бы окружена воздушной оболочкой, то в течение одних суток амплитуда колебаний температуры достигла бы 200 С. Атмосфера спасает все живущее на Земле от губительных ультрафиолетовых, рентгеновских и космических лучей. Велико значение атмосферы в распределении света. Ее воздух разбивает солнечные лучи на миллион мелких лучей, рассеивает их и создает равномерное освещение. Атмосфера служит проводником звуков.
