Состав и строение атмосферы

Строение и состав атмосферы

Атмосфера – газовая оболочка нашей планеты, которая вращается вместе с Землей.
Газ, находящийся в атмосфере, называют воздухом.

Атмосфера соприкасается с гидросферой и частично покрывает литосферу. А вот верхние границы определить трудно. Условно принято считать, что атмосфера простирается вверх приблизительно на три тысячи километров. Там она плавно перетекает в безвоздушное пространство.

Тропосфера - самый близкий к Земле слой. Над экватором слой простирается ввысь на 16-18 км, в умеренных зонах – на 10-12км, на полюсах – на 8-10 км.
Именно здесь содержится 80% всей массы воздуха и 90% водяного пара. Здесь образуются облака, возникают циклоны и антициклоны. Температура воздуха зависит от высоты местности. В среднем она понижается на 0,6° C на каждые 100 метров. Поэтому даже над экватором температура воздуха у верхней границы тропосферы около
-70° C

Самый нижний слой тропосферы – приземный (высота несколько десятков метров) – имеет большое значение для сельского хозяйства. Поскольку в этом слое находятся посевы, насаждения, пастбища, обитают с/х животные. Поэтому очень важно знать атмосферные процессы, происходящие именно в этом приземном слое тропосферы.

Тропопауза – переходный слой атмосферы. Его высота – от нескольких сотен метров до 1-2 км. Температура воздуха летом выше, чем зимой. Так, например, над полюсами зимой –65° C. А над экватором в любое время года держится –70° C.

Стратосфера – это слой, верхняя граница которого проходит на высоте 50-55 километров. Турбулентность здесь низкая, содержание водяного пара в воздухе – ничтожное. Зато очень много озона. Максимальная его концентрация – на высоте 20-25 км. В стратосфере температура воздуха начинает повышаться и достигает отметки +0,8° C. Это обусловлено тем, что озоновый слой интенсивно поглощает солнечную радиацию. Восходящие движения воздуха почти не наблюдаются, поэтому здесь не образуются облака.

Стратопауза – невысокий промежуточный слой между стратосферой и следующей за ней мезосферой.
Мезосфера - верхняя граница этого слоя – 80-85 километров. Здесь происходят сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов. Именно они обеспечивают то нежное голубое сияние нашей планеты, которое видится из космоса.
В мезосфере сгорает большинство комет и метеоритов. Температура понижается с высотой до –70…-80° C.

Мезопауза – следующий промежуточный слой, температура воздуха в котором минимум -90°.
Термосфера - нижняя граница начинается на высоте 80 - 90 км, а верхняя граница слоя проходит приблизительно по отметке 800 км. Температура воздуха возрастает. Она может варьироваться от +500° C до +2000° C. Воздух в термосфере сильно ионизирован, поэтому электропроводность здесь в миллиарды раз больше, чем в тропосфере. Воздух здесь настолько разрежен, что понимание термина "температура" как мы его представляем, здесь не уместно, поэтому космические корабли и спутники Земли не испытывают воздействия столь высоких температур.
В термосфере происходят полярные сияния, сгорают метеориты.

Ионосфера - объединяет мезосферу, мезопаузу и термосферу. Воздух здесь состоит в основном из молекул кислорода и азота, а также из квазинейтральной плазмы. Солнечные лучи, попадая в ионосферу сильно ионизируют молекулы воздуха. В нижнем слое (до 90 км) степень ионизация низкая. Чем выше, тем больше ионизация. Так, на высоте 100-110 км электроны концентрируются. Это способствует отражению коротких и средних радиоволн.
Самый важный слой ионосферы – верхний, который находится на высоте 150-400 км. Его особенность в том, что он отражает радиоволны, а это способствует передаче радиосигналов на значительные расстояния.

Именно в ионосфере происходит такое явление, как полярное (северное) сияние.

Термопауза – следующий промежуточный слой.
Экзосфера – внешний, слой атмосферы, состоит из атомов гелия и водорода. Этот слой достигает высоты 2000-3000 км и постепенно переходит в космос. Газ в этом слое очень разрежен и нередко атомы водорода ускользают в космическое пространство. Поэтому этот слой и называют "зоной рассеивания".

Состав атмосферного воздуха

Кроме того, в воздухе содержится водяной пар и твердые частицы (пыльца растений, пыль, кристаллики соли, примеси аэрозолей).
В последнее время ученые отмечают не качественное, а количественное изменение некоторых ингредиентов воздуха. И причина тому – человек и его деятельность. Только за последние 100 лет содержание углекислого газа возросло в десять раз! Это чревато многими проблемами, самая глобальная из которых – изменение климата.

Оксид азота – разрушает озоновый слой Земли

Азотные удобрения

фреон

Кислотные дожди

В настоящее время считают, что кислотные осадки на 2/3 обусловлены выбросами диоксида серы и на 1/3 — выбросами оксидов азота. Диоксид серы поступает: около 88% - от тепловых электростанций и промышленных энергетических объектов,
12% - при производстве серной кислоты, переработке сульфидных руд.
Оксиды азота поступают в атмосферу от ТЭС и промышленных энергетических объектов (51%) и с выхлопными газами автомобилей (44%); на остальные источники приходится всего около 5%.
Попадая в атмосферу, эти газы взаимодействуют с влагой, образуя кислоты. Особенно опасны выбросы диоксида серы, который растворяется в каплях атмосферной влаги, образуя раствор серной кислоты.

Выбросы вредных веществ

Основные компоненты выбросов на сегодня — твердые взвешенные частицы, диоксид серы, оксид углерода, оксид азота и углеводороды. На них приходится около 98% всех выбросов в атмосферу.

Ниже приведены процентные показатели поступления в атмосферу загрязняющих веществ от стационарных источников.

Атмосферное давление - сила, с которой давит на единицу земной поверхности столб воздуха, простирающийся от поверхности земли до верхней границы атмосферы.

Атмосферное давление создаётся гравитационным притяжением воздуха к Земле.

Атмосферное давление измеряют в мм рт. ст., барах, паскалях (давление, вызываемое силой в 1Ньютон на площадь 1 м2). Для практических целей используют гектопаскаль: 1 гПа = 100 Па

1 гПа = 1 мбар = 0,75 мм рт.ст.;
1 мм рт.ст. = 1,33 мбар = 1,33 гПа.