Principalele părți ale atmosferei. Straturi ale atmosferei în ordine de la suprafața pământului

Învelișul gazos care înconjoară planeta noastră Pământ, cunoscut sub numele de atmosferă, este format din cinci straturi principale. Aceste straturi își au originea pe suprafața planetei, de la nivelul mării (uneori mai jos) și se ridică în spațiul cosmic în următoarea secvență:

• troposfera;
• Stratosferă;
• Mezosfera;
• Termosferă;
• Exosfera.

Diagrama principalelor straturi ale atmosferei terestre

Între fiecare dintre aceste cinci straturi principale se află zone de tranziție numite „pauze” unde apar modificări ale temperaturii, compoziției și densității aerului. Împreună cu pauzele, atmosfera Pământului include un total de 9 straturi.

Troposfera: unde se întâmplă vremea

Dintre toate straturile atmosferei, troposfera este cea cu care ne cunoaștem cel mai mult (fie că îți dai seama sau nu), întrucât trăim la fundul ei - suprafața planetei. Acesta învăluie suprafața Pământului și se extinde în sus pe câțiva kilometri. Cuvântul troposferă înseamnă „schimbarea mingii”. Un nume foarte potrivit, deoarece acest strat este locul unde se întâmplă vremea noastră de zi cu zi.

Pornind de la suprafața planetei, troposfera se ridică la o înălțime de 6 până la 20 km. Treimea inferioară a stratului cel mai apropiat de noi conține 50% din toate gazele atmosferice. Este singura parte din întreaga compoziție a atmosferei care respiră. Datorită faptului că aerul este încălzit de jos de suprafața pământului, absorbind energie termală Soarele, cu creșterea altitudinii, temperatura și presiunea troposferei scad.

În partea de sus este un strat subțire numit tropopauză, care este doar un tampon între troposferă și stratosferă.

Stratosfera: casa ozonului

Stratosfera este următorul strat al atmosferei. Se întinde de la 6-20 km până la 50 km deasupra suprafeței pământului. Acesta este stratul în care zboară majoritatea avioanelor comerciale și călătoresc baloanele.

Aici, aerul nu curge în sus și în jos, ci se mișcă paralel cu suprafața în curenți de aer foarte mari. Temperaturile cresc pe măsură ce urcăm, datorită abundenței de ozon natural (O3), un produs secundar al radiației solare, și a oxigenului, care are capacitatea de a absorbi razele ultraviolete dăunătoare ale soarelui (orice creștere a temperaturii odată cu altitudinea este cunoscută în meteorologia ca o „inversie”) .

Deoarece stratosfera are temperaturi mai calde în partea de jos și temperaturi mai reci în partea de sus, convecția (mișcările verticale ale maselor de aer) este rară în această parte a atmosferei. De fapt, din stratosferă puteți vedea o furtună care răzvrătește în troposferă, deoarece stratul acționează ca un „capac” pentru convecție, prin care norii de furtună nu pătrund.

Stratosfera este din nou urmată de un strat tampon, numit de data aceasta stratopauză.

Mezosfera: atmosfera mijlocie

Mezosfera este situată la aproximativ 50-80 km de suprafața Pământului. Zona superioara Mezosfera este cel mai rece loc natural de pe Pământ, unde temperaturile pot scădea sub -143°C.

Termosfera: atmosfera superioara

Mezosfera și mezopauza sunt urmate de termosferă, situată între 80 și 700 km deasupra suprafeței planetei și care conține mai puțin de 0,01% din aerul total din învelișul atmosferic. Temperaturile aici ajung până la + 2000 ° C, dar din cauza rarefării puternice a aerului și a lipsei de molecule de gaz pentru transferul de căldură, acestea temperaturi mari perceput ca fiind foarte rece.

Exosfera: limita dintre atmosferă și spațiu

La o altitudine de aproximativ 700-10.000 km deasupra suprafeței pământului se află exosfera - marginea exterioară a atmosferei, învecinată cu spațiul. Aici sateliții meteorologici se învârt în jurul Pământului.

Ce zici de ionosferă?

Ionosfera nu este un strat separat și, de fapt, acest termen este folosit pentru a se referi la atmosfera la o altitudine de 60 până la 1000 km. Include părțile superioare ale mezosferei, întreaga termosferă și o parte a exosferei. Ionosfera își primește numele deoarece este în această parte a atmosferei în care radiația Soarelui este ionizată pe măsură ce trece prin ele. campuri magnetice Aterizează pe și . Acest fenomen este observat de pe pământ ca aurora boreală.

Spațiul este plin de energie. Energia umple spațiul în mod neuniform. Există locuri de concentrare și descărcare. În acest fel puteți estima densitatea. Planeta este un sistem ordonat, cu densitatea maximă a materiei în centru și cu o scădere treptată a concentrației spre periferie. Forțele de interacțiune determină starea materiei, forma în care aceasta există. Fizica descrie starea de agregare a substanțelor: solide, lichide, gazoase și așa mai departe.

Atmosfera este mediul gazos care înconjoară planeta. Atmosfera Pământului permite mișcarea liberă și permite trecerea luminii, creând un spațiu în care viața prosperă.

Zona de la suprafața pământului până la o înălțime de aproximativ 16 kilometri (mai puțin de la ecuator la poli, depinde și de anotimp) se numește troposferă. Troposfera este stratul care conține aproximativ 80% din aerul din atmosferă și aproape toți vaporii de apă. Aici au loc procesele care modelează vremea. Presiunea și temperatura scad odată cu înălțimea. Motivul scăderii temperaturii aerului este un proces adiabatic, atunci când gazul se dilată, acesta se răcește. La limita superioară a troposferei, valorile pot ajunge la -50, -60 de grade Celsius.

Urmează Stratosfera. Se întinde până la 50 de kilometri. În acest strat al atmosferei, temperatura crește odată cu înălțimea, dobândind o valoare în punctul de vârf de aproximativ 0 C. Creșterea temperaturii este cauzată de procesul de absorbție a razelor ultraviolete de către stratul de ozon. Radiația provoacă o reacție chimică. Moleculele de oxigen se descompun în atomi unici care se pot combina cu molecule normale de oxigen pentru a forma ozon.

Radiația de la soare cu lungimi de undă între 10 și 400 de nanometri este clasificată drept ultravioletă. Cu cât lungimea de undă a radiației UV este mai mică, cu atât pericolul pe care îl reprezintă pentru organismele vii este mai mare. Doar o mică parte din radiație ajunge la suprafața Pământului, în plus, partea mai puțin activă a spectrului său. Această caracteristică a naturii permite unei persoane să obțină un bronz sănătos.

Următorul strat al atmosferei se numește Mezosferă. Limite de la aproximativ 50 km până la 85 km. În mezosferă, concentrația de ozon, care ar putea capta energia UV, este scăzută, astfel încât temperatura începe să scadă din nou odată cu înălțimea. În punctul de vârf, temperatura scade la -90 C, unele surse indică o valoare de -130 C. Majoritatea meteoroizilor ard în acest strat al atmosferei.

Stratul atmosferei care se întinde de la o înălțime de 85 km până la o distanță de 600 km de Pământ se numește Termosferă. Termosfera este prima care întâlnește radiația solară, inclusiv așa-numita ultravioletă în vid.

Vidul UV este întârziat de aer, încălzind astfel acest strat al atmosferei la temperaturi enorme. Cu toate acestea, deoarece presiunea aici este extrem de scăzută, acest gaz aparent incandescent nu are același efect asupra obiectelor ca în condițiile de pe suprafața pământului. Dimpotrivă, obiectele plasate într-un astfel de mediu se vor răci.

La o altitudine de 100 km trece linia condiționată „linia Karman”, care este considerată a fi începutul spațiului.

Aurorele apar în termosferă. În acest strat al atmosferei, vântul solar interacționează cu câmpul magnetic al planetei.

Ultimul strat al atmosferei este Exosfera, un înveliș exterior care se întinde pe mii de kilometri. Exosfera este practic un loc gol, cu toate acestea, numărul de atomi care rătăcesc aici este cu un ordin de mărime mai mare decât în ​​spațiul interplanetar.

Persoana respiră aer. presiune normală- 760 milimetri coloana de mercur. La o altitudine de 10.000 m, presiunea este de aproximativ 200 mm. rt. Artă. La această altitudine, o persoană poate să respire, cel puțin nu pentru o lungă perioadă de timp, dar acest lucru necesită pregătire. Statul va fi evident inoperabil.

Compoziția gazoasă a atmosferei: 78% azot, 21% oxigen, aproximativ un procent de argon, totul este un amestec de gaze reprezentând cea mai mică fracțiune din total.

10,045×103 J/(kg*K) (în intervalul de temperatură de la 0-100°C), C v 8,3710*103 J/(kg*K) (0-1500°C). Solubilitatea aerului în apă la 0°C este de 0,036%, la 25°C - 0,22%.

Compoziția atmosferei

Istoria formării atmosferei

Istoria timpurie

În prezent, știința nu poate urmări toate etapele formării Pământului cu o acuratețe de 100%. Conform celei mai comune teorii, atmosfera Pământului a fost în patru compoziții diferite de-a lungul timpului. Inițial, a constat din gaze ușoare (hidrogen și heliu) captate din spațiul interplanetar. Acest așa-zis atmosfera primara. În etapa următoare, activitatea vulcanică activă a dus la saturarea atmosferei cu alte gaze decât hidrogenul (hidrocarburi, amoniac, vapori de apă). Acesta este cum atmosfera secundara. Această atmosferă era reconfortantă. În plus, procesul de formare a atmosferei a fost determinat de următorii factori:

• scurgere constantă de hidrogen în spațiul interplanetar;
• reacții chimice care apar în atmosferă sub influența radiațiilor ultraviolete, a descărcărilor de fulgere și a altor factori.

Treptat, acești factori au dus la formare atmosfera tertiara, caracterizată printr-un conținut mult mai scăzut de hidrogen și un conținut mult mai mare de azot și dioxid de carbon (format ca urmare a reacții chimice din amoniac şi hidrocarburi).

Apariția vieții și a oxigenului

Odată cu apariția organismelor vii pe Pământ ca urmare a fotosintezei, însoțită de eliberarea de oxigen și absorbția dioxidului de carbon, compoziția atmosferei a început să se schimbe. Există însă date (o analiză a compoziției izotopice a oxigenului atmosferic și cea eliberată în timpul fotosintezei) care mărturisesc în favoarea originii geologice a oxigenului atmosferic.

Inițial, oxigenul a fost cheltuit pentru oxidarea compușilor reduși - hidrocarburi, forma feroasă a fierului conținută în oceane etc. La sfârșitul acestei etape, conținutul de oxigen din atmosferă a început să crească.

În anii 1990, au fost efectuate experimente pentru a crea un sistem ecologic închis („Biosfera 2”), timp în care nu a fost posibil să se creeze un sistem stabil cu o singură compoziție de aer. Influența microorganismelor a dus la scăderea nivelului de oxigen și la creșterea cantității de dioxid de carbon.

Azot

Educaţie un numar mare N 2 se datorează oxidării atmosferei primare de amoniac-hidrogen de către O 2 molecular, care a început să vină de la suprafața planetei ca urmare a fotosintezei, așa cum era de așteptat, în urmă cu aproximativ 3 miliarde de ani (conform unei alte versiuni, atmosfera atmosferică). oxigenul este de origine geologică). Azotul este oxidat la NO în atmosfera superioară, folosit în industrie și legat de bacteriile fixatoare de azot, în timp ce N2 este eliberat în atmosferă ca urmare a denitrificării nitraților și a altor compuși care conțin azot.

Azotul N 2 este un gaz inert și reacționează numai în condiții specifice (de exemplu, în timpul unei descărcări de fulgere). Poate fi oxidat și transformat într-o formă biologică de către cianobacterii, unele bacterii (de exemplu, bacterii nodulare care formează simbioză rizobială cu leguminoasele).

Oxidarea azotului molecular prin descărcări electrice este utilizată în producția industrială de îngrășăminte cu azot și, de asemenea, a condus la formarea de depozite unice de salitre în deșertul chilian Atacama.

gaze nobile

Arderea combustibilului este principala sursă de gaze poluante (CO, NO, SO2). Dioxidul de sulf este oxidat de aerul O 2 la SO 3 în straturile superioare ale atmosferei, care interacționează cu vaporii de H 2 O și NH 3, iar H 2 SO 4 și (NH 4) 2 SO 4 rezultate se întorc la suprafața Pământului. împreună cu precipitare. Utilizarea motoarelor cu ardere internă duce la o poluare semnificativă a aerului cu oxizi de azot, hidrocarburi și compuși de Pb.

Poluarea atmosferei cu aerosoli se datorează ambelor cauze naturale (erupții vulcanice, furtuni de praf, apa de mareși particulele de polen ale plantelor etc.) și activitate economică uman (extracția minereurilor și a materialelor de construcție, arderea combustibilului, producția de ciment etc.). Eliminarea intensivă pe scară largă a particulelor în atmosferă este una dintre cele mai importante cauze posibile schimbările climatice planetare.

Structura atmosferei și caracteristicile cochiliilor individuale

Starea fizică a atmosferei este determinată de vreme și climă. Principalii parametri ai atmosferei: densitatea aerului, presiunea, temperatura și compoziția. Pe măsură ce altitudinea crește, densitatea aerului și presiunea atmosferică scad. Temperatura se schimbă și odată cu schimbarea altitudinii. Structura verticală atmosfera este caracterizată de temperaturi și proprietăți electrice diferite, condiții de aer diferite. În funcție de temperatura din atmosferă, se disting următoarele straturi principale: troposferă, stratosferă, mezosferă, termosferă, exosferă (sfera de împrăștiere). Regiunile de tranziție ale atmosferei dintre învelișurile adiacente se numesc tropopauză, stratopauză etc.

troposfera

Stratosferă

Majoritatea părții cu lungime de undă scurtă a radiației ultraviolete (180-200 nm) este reținută în stratosferă, iar energia undelor scurte este transformată. Sub influența acestor raze, câmpurile magnetice se modifică, moleculele se despart, se produce ionizare, se formează noi gaze și alți compuși chimici. Aceste procese pot fi observate sub formă de aurore boreale, fulgere și alte străluciri.

În stratosferă și în straturile superioare, sub influența radiației solare, moleculele de gaz se disociază - în atomi (peste 80 km, CO 2 și H 2 se disociază, peste 150 km - O 2, peste 300 km - H 2). La o altitudine de 100-400 km, ionizarea gazelor are loc și în ionosferă; la o altitudine de 320 km, concentrația de particule încărcate (O + 2, O - 2, N + 2) este de ~ 1/300 din concentrația de particule neutre. În straturile superioare ale atmosferei există radicali liberi - OH, HO 2 etc.

Aproape că nu există vapori de apă în stratosferă.

Mezosfera

Până la o înălțime de 100 km, atmosfera este un amestec omogen, bine amestecat de gaze. În straturile superioare, distribuția gazelor în înălțime depinde de masele lor moleculare, concentrația gazelor mai grele scade mai repede cu distanța de la suprafața Pământului. Datorită scăderii densității gazului, temperatura scade de la 0°С în stratosferă la −110°С în mezosferă. Cu toate acestea, energia cinetică a particulelor individuale la altitudini de 200–250 km corespunde unei temperaturi de ~1500°C. Peste 200 km, se observă fluctuații semnificative ale temperaturii și densității gazelor în timp și spațiu.

La o altitudine de aproximativ 2000-3000 km, exosfera trece treptat în așa-numitul vid din spațiul apropiat, care este umplut cu particule foarte rarefiate de gaz interplanetar, în principal atomi de hidrogen. Dar acest gaz este doar o parte din materia interplanetară. Cealaltă parte este compusă din particule asemănătoare prafului de origine cometă și meteorică. Pe lângă aceste particule extrem de rarefiate, în acest spațiu pătrunde radiațiile electromagnetice și corpusculare de origine solară și galactică.

Troposfera reprezintă aproximativ 80% din masa atmosferei, stratosfera aproximativ 20%; masa mezosferei nu este mai mare de 0,3%, termosfera este mai mică de 0,05% din masa totală a atmosferei. Pe baza proprietăților electrice din atmosferă, se disting neutrosfera și ionosfera. În prezent se crede că atmosfera se extinde până la o altitudine de 2000-3000 km.

În funcție de compoziția gazului din atmosferă, ele emit homosferăȘi heterosferă. heterosferă- aceasta este o zonă în care gravitația are efect asupra separării gazelor, deoarece amestecarea lor la o astfel de înălțime este neglijabilă. De aici urmează compoziția variabilă a heterosferei. Sub ea se află o parte bine amestecată, omogenă a atmosferei numită homosferă. Limita dintre aceste straturi se numește turbopauză, se află la o altitudine de aproximativ 120 km.

Proprietăți atmosferice

Deja la o altitudine de 5 km deasupra nivelului mării, o persoană neantrenată dezvoltă foamete de oxigen și, fără adaptare, performanța unei persoane este redusă semnificativ. Aici se termină zona fiziologică a atmosferei. Respirația omului devine imposibilă la o altitudine de 15 km, deși până la aproximativ 115 km atmosfera conține oxigen.

Atmosfera ne oferă oxigenul de care avem nevoie pentru a respira. Cu toate acestea, din cauza scăderii presiunii totale a atmosferei, pe măsură ce te ridici la înălțime, respectiv, scade și presiune parțială oxigen.

Plămânii umani conțin în mod constant aproximativ 3 litri de aer alveolar. Presiunea parțială a oxigenului din aerul alveolar la presiunea atmosferică normală este de 110 mm Hg. Art., presiunea dioxidului de carbon - 40 mm Hg. Art., iar vaporii de apă −47 mm Hg. Artă. Odată cu creșterea altitudinii, presiunea oxigenului scade, iar presiunea totală a vaporilor de apă și a dioxidului de carbon din plămâni rămâne aproape constantă - aproximativ 87 mm Hg. Artă. Fluxul de oxigen în plămâni se va opri complet atunci când presiunea aerului din jur devine egală cu această valoare.

La o altitudine de aproximativ 19-20 km, presiunea atmosferică scade la 47 mm Hg. Artă. Prin urmare, la această înălțime, apa și lichidul interstițial încep să fiarbă în corpul uman. În afara cabinei presurizate la aceste altitudini, moartea are loc aproape instantaneu. Astfel, din punct de vedere al fiziologiei umane, „spațiul” începe deja la o altitudine de 15-19 km.

Straturile dense de aer - troposfera și stratosfera - ne protejează de efectele dăunătoare ale radiațiilor. Cu suficientă rarefiere a aerului, la altitudini de peste 36 km, radiațiile ionizante au un efect intens asupra organismului - primar raze cosmice; la altitudini de peste 40 km, funcţionează partea ultravioletă a spectrului solar, care este periculoasă pentru oameni.

YouTube enciclopedic

1 / 5

✪ Pământ nava spatiala(Episodul 14) - Atmosferă

✪ De ce atmosfera nu a fost trasă în vidul spațiului?

✪ Intrarea în atmosfera Pământului a navei spațiale „Soyuz TMA-8”

✪ Structura atmosferei, sensul, studiul

✪ O. S. Ugolnikov „Atmosfera superioară. Întâlnirea Pământului și a spațiului”

Subtitrări

Limita atmosferei

Atmosfera este considerată acea zonă din jurul Pământului în care mediul gazos se rotește împreună cu Pământul în ansamblu. Atmosfera trece în spațiul interplanetar treptat, în exosferă, începând de la o altitudine de 500-1000 km de suprafața Pământului.

Conform definiției propuse de Federația Internațională a Aviației, granița dintre atmosferă și spațiu este trasată de-a lungul liniei Karmana, situată la o altitudine de aproximativ 100 km, deasupra căreia zborurile aeriene devin complet imposibile. NASA folosește marca de 122 de kilometri (400.000 de picioare) ca limită a atmosferei, unde navetele trec de la manevrele de propulsie la cele aerodinamice.

Proprietăți fizice

Pe lângă gazele enumerate în tabel, atmosfera conține Cl 2 (\displaystyle (\ce (Cl2))) , SO 2 (\displaystyle (\ce (SO2))) , NH 3 (\displaystyle (\ce (NH3))) , CO (\displaystyle ((\ce (CO)))) , O 3 (\displaystyle ((\ce (O3)))) , NU 2 (\displaystyle (\ce (NO2))), hidrocarburi , HCl (\displaystyle (\ce (HCl))) , HF (\displaystyle (\ce (HF))) , HBr (\displaystyle (\ce (HBr))) , HI (\displaystyle ((\ce (HI)))), cupluri Hg (\displaystyle (\ce (Hg))) , I 2 (\displaystyle (\ce (I2))) , Br 2 (\displaystyle (\ce (Br2))), precum și multe alte gaze în cantități mici. În troposferă există în mod constant o cantitate mare de particule solide și lichide în suspensie (aerosol). Cel mai rar gaz din Atmosfera Pământului este Rn (\displaystyle (\ce (Rn))) .

Structura atmosferei

stratul limită al atmosferei

Stratul inferior al troposferei (1-2 km grosime), în care starea și proprietățile suprafeței Pământului afectează direct dinamica atmosferei.

troposfera

Limita sa superioară se află la o altitudine de 8-10 km în latitudini polare, 10-12 km în latitudinile temperate și 16-18 km în latitudini tropicale; mai scăzut iarna decât vara.
Stratul principal inferior al atmosferei conține mai mult de 80% din masa totală a aerului atmosferic și aproximativ 90% din toți vaporii de apă prezenți în atmosferă. Turbulența și convecția sunt puternic dezvoltate în troposferă, apar norii, se dezvoltă cicloni și anticicloni. Temperatura scade cu altitudinea cu un gradient vertical mediu de 0,65°/100 metri.

tropopauza

Stratul de tranziție de la troposferă la stratosferă, stratul atmosferei în care încetează scăderea temperaturii odată cu înălțimea.

Stratosferă

Stratul atmosferei situat la o altitudine de 11 până la 50 km. O ușoară modificare a temperaturii în stratul de 11-25 km (stratul inferior al stratosferei) și creșterea acesteia în stratul de 25-40 km de la minus 56,5 la plus 0,8 °C (stratosfera superioară sau regiunea de inversare) sunt tipice. Atinsă o valoare de aproximativ 273 K (aproape 0 °C) la o altitudine de aproximativ 40 km, temperatura rămâne constantă până la o altitudine de aproximativ 55 km. Această regiune de temperatură constantă se numește stratopauză și este granița dintre stratosferă și mezosferă.

Stratopauza

Stratul limită al atmosferei dintre stratosferă și mezosferă. Există un maxim în distribuția verticală a temperaturii (aproximativ 0 °C).

Mezosfera

Termosferă

Limita superioară este de aproximativ 800 km. Temperatura se ridică la altitudini de 200-300 km, unde atinge valori de ordinul a 1500 K, după care rămâne aproape constantă până la altitudini mari. Sub acțiunea radiației solare și a radiației cosmice, aerul este ionizat („lumini polare”) - principalele regiuni ale ionosferei se află în interiorul termosferei. La altitudini de peste 300 km predomină oxigenul atomic. Limita superioară a termosferei este determinată în mare măsură de activitatea curentă a Soarelui. În perioadele de activitate scăzută - de exemplu, în 2008-2009 - există o scădere vizibilă a dimensiunii acestui strat.

Termopauza

Regiunea atmosferei deasupra termosferei. În această regiune, absorbția radiației solare este nesemnificativă și temperatura nu se modifică efectiv cu înălțimea.

Exosfera (sfera de dispersie)

Până la o înălțime de 100 km, atmosfera este un amestec omogen, bine amestecat de gaze. În straturile superioare, distribuția gazelor în înălțime depinde de masele lor moleculare, concentrația gazelor mai grele scade mai repede cu distanța de la suprafața Pământului. Datorită scăderii densității gazelor, temperatura scade de la 0 °C în stratosferă la minus 110 °C în mezosferă. Cu toate acestea, energia cinetică a particulelor individuale la altitudini de 200-250 km corespunde unei temperaturi de ~ 150 °C. Peste 200 km, se observă fluctuații semnificative ale temperaturii și densității gazelor în timp și spațiu.

La o altitudine de aproximativ 2000-3500 km, exosfera trece treptat în așa-numita în apropierea vidului spațial, care este umplut cu particule rare de gaz interplanetar, în principal atomi de hidrogen. Dar acest gaz este doar o parte din materia interplanetară. Cealaltă parte este compusă din particule asemănătoare prafului de origine cometă și meteorică. Pe lângă particulele extrem de rarefiate asemănătoare prafului, în acest spațiu pătrunde radiația electromagnetică și corpusculară de origine solară și galactică.

Revizuire

Troposfera reprezintă aproximativ 80% din masa atmosferei, stratosfera reprezintă aproximativ 20%; masa mezosferei nu este mai mare de 0,3%, termosfera este mai mică de 0,05% din masa totală a atmosferei.

Pe baza proprietăților electrice din atmosferă, ele emit neutrosferaȘi ionosferă .

În funcție de compoziția gazului din atmosferă, ele emit homosferăȘi heterosferă. heterosferă- aceasta este o zonă în care gravitația afectează separarea gazelor, deoarece amestecarea lor la o astfel de înălțime este neglijabilă. De aici urmează compoziția variabilă a heterosferei. Sub ea se află o parte bine amestecată, omogenă a atmosferei, numită homosferă. Limita dintre aceste straturi se numește turbopauză, se află la o altitudine de aproximativ 120 km.

Alte proprietăți ale atmosferei și efecte asupra corpului uman

Deja la o altitudine de 5 km deasupra nivelului mării, o persoană neantrenată dezvoltă foamete de oxigen și, fără adaptare, performanța unei persoane este redusă semnificativ. Aici se termină zona fiziologică a atmosferei. Respirația omului devine imposibilă la o altitudine de 9 km, deși până la aproximativ 115 km atmosfera conține oxigen.

Atmosfera ne oferă oxigenul de care avem nevoie pentru a respira. Cu toate acestea, din cauza scăderii presiunii totale a atmosferei pe măsură ce vă ridicați la o înălțime, presiunea parțială a oxigenului scade în mod corespunzător.

Istoria formării atmosferei

Conform teoriei celei mai comune, atmosfera Pământului a fost în trei compoziții diferite de-a lungul istoriei sale. Inițial, a constat din gaze ușoare (hidrogen și heliu) captate din spațiul interplanetar. Acest așa-zis atmosfera primara. În etapa următoare, activitatea vulcanică activă a dus la saturarea atmosferei cu alte gaze decât hidrogenul (dioxid de carbon, amoniac, vapori de apă). Acesta este cum atmosfera secundara. Această atmosferă era reconfortantă. În plus, procesul de formare a atmosferei a fost determinat de următorii factori:

• scurgerea gazelor ușoare (hidrogen și heliu) în spațiul interplanetar;
• reacții chimice care apar în atmosferă sub influența radiațiilor ultraviolete, a descărcărilor de fulgere și a altor factori.

Treptat, acești factori au dus la formare atmosfera tertiara, caracterizată printr-un conținut mult mai scăzut de hidrogen și un conținut mult mai mare de azot și dioxid de carbon (format ca urmare a reacțiilor chimice din amoniac și hidrocarburi).

Azot

Formarea unei cantități mari de azot se datorează oxidării atmosferei de amoniac-hidrogen de către oxigenul molecular. O 2 (\displaystyle (\ce (O2))), care a început să vină de pe suprafața planetei ca urmare a fotosintezei, începând cu 3 miliarde de ani în urmă. De asemenea, azot N 2 (\displaystyle (\ce (N2))) este eliberat în atmosferă ca urmare a denitrificării nitraților și a altor compuși care conțin azot. Azotul este oxidat de ozon la NU (\displaystyle ((\ce (NU))))în straturile superioare ale atmosferei.

Azot N 2 (\displaystyle (\ce (N2))) intră în reacții numai în condiții specifice (de exemplu, în timpul unei descărcări de fulgere). Oxidarea azotului molecular de către ozon în timpul descărcărilor electrice este utilizată în cantități mici în producția industrială de îngrășăminte cu azot. Poate fi oxidat cu un consum redus de energie și transformat într-o formă biologic activă de către cianobacteriile (alge albastre-verzi) și bacteriile nodulare care formează simbioză rizobială cu leguminoasele, care pot fi plante eficiente de gunoi verzi care nu epuizează, ci îmbogățesc solul cu îngrășăminte naturale.

Oxigen

Compoziția atmosferei a început să se schimbe radical odată cu apariția organismelor vii pe Pământ, ca urmare a fotosintezei, însoțită de eliberarea de oxigen și absorbția de dioxid de carbon. Inițial, oxigenul a fost cheltuit pentru oxidarea compușilor reduși - amoniac, hidrocarburi, forma feroasă a fierului conținută în oceane și altele. La sfârșitul acestei etape, conținutul de oxigen din atmosferă a început să crească. Treptat, s-a format o atmosferă modernă cu proprietăți oxidante. Deoarece acest lucru a provocat schimbări grave și abrupte în multe procese care au loc în atmosferă, litosferă și biosferă, acest eveniment a fost numit Catastrofa oxigenului.

gaze nobile

Poluarea aerului

Recent, omul a început să influențeze evoluția atmosferei. Rezultatul activității umane a fost o creștere constantă a conținutului de dioxid de carbon din atmosferă datorită arderii combustibililor hidrocarburi acumulați în epocile geologice anterioare. Cantități enorme sunt consumate în fotosinteză și absorbite de oceanele lumii. Acest gaz pătrunde în atmosferă datorită descompunerii rocilor carbonatice și a substanțelor organice de origine vegetală și animală, precum și din cauza vulcanismului și a activităților de producție umană. În ultimii 100 de ani conținut CO 2 (\displaystyle (\ce (CO2)))în atmosferă a crescut cu 10%, cea mai mare parte (360 de miliarde de tone) provenind din arderea combustibilului. Dacă rata de creștere a arderii combustibilului continuă, atunci în următorii 200-300 de ani cantitatea CO 2 (\displaystyle (\ce (CO2))) se dublează în atmosferă şi poate duce la

Atmosfera Pământului este o înveliș de aer.

Prezența unei mingi speciale deasupra suprafeței pământului a fost dovedită de grecii antici, care numeau atmosfera minge de abur sau de gaz.

Aceasta este una dintre geosferele planetei, fără de care existența întregii vieți nu ar fi posibilă.

Unde este atmosfera

Atmosfera înconjoară planetele cu un strat dens de aer, pornind de la suprafața pământului. Intră în contact cu hidrosfera, acoperă litosfera, mergând departe în spațiul cosmic.

Din ce este alcătuită atmosfera?

Stratul de aer al Pământului este format în principal din aer, a cărui masă totală ajunge la 5,3 * 1018 kilograme. Dintre acestea, partea bolnavă este aerul uscat și mult mai puțini vapori de apă.

Peste mare, densitatea atmosferei este de 1,2 kilograme pe metru cub. Temperatura din atmosferă poate ajunge la -140,7 grade, aerul se dizolvă în apă la temperatura zero.

Atmosfera este formată din mai multe straturi:

• troposfera;
• tropopauza;
• stratosferă și stratopauză;
• Mezosferă și mezopauză;
• O linie specială deasupra nivelului mării, care se numește linia Karman;
• Termosferă și termopauză;
• Zona de dispersie sau exosfera.

Fiecare strat are propriile caracteristici, sunt interconectate și asigură funcționarea învelișului de aer al planetei.

Limitele atmosferei

Cea mai de jos margine a atmosferei trece prin hidrosferă și straturile superioare ale litosferei. Limita superioară începe în exosferă, care se află la 700 de kilometri de suprafața planetei și va ajunge la 1,3 mii de kilometri.

Potrivit unor rapoarte, atmosfera ajunge la 10 mii de kilometri. Oamenii de știință au fost de acord că limita superioară a stratului de aer ar trebui să fie linia Karman, deoarece aeronautica nu mai este posibilă aici.

Datorită cercetărilor constante în acest domeniu, oamenii de știință au descoperit că atmosfera este în contact cu ionosfera la o altitudine de 118 kilometri.

Compoziție chimică

Acest strat al Pământului este format din gaze și impurități gazoase, care includ reziduuri de ardere, sare de mare, gheață, apă, praf. Compoziția și masa gazelor care pot fi găsite în atmosferă nu se schimbă aproape niciodată, ci se modifică doar concentrația de apă și dioxid de carbon.

Compoziția apei poate varia de la 0,2% la 2,5%, în funcție de latitudine. Elementele suplimentare sunt clor, azot, sulf, amoniac, carbon, ozon, hidrocarburi, acid clorhidric, acid fluorhidric, bromură de hidrogen, iodură de hidrogen.

O parte separată este ocupată de mercur, iod, brom, oxid nitric. În plus, în troposferă se găsesc particule lichide și solide, numite aerosoli. Unul dintre cele mai rare gaze de pe planetă, radonul, se găsește în atmosferă.

În ceea ce privește compoziția chimică, azotul ocupă mai mult de 78% din atmosferă, oxigenul - aproape 21%, dioxidul de carbon - 0,03%, argon - aproape 1%, cantitatea totală de materie este mai mică de 0,01%. O astfel de compoziție a aerului s-a format atunci când planeta a apărut și a început să se dezvolte.

Odată cu apariția unui om care a trecut treptat la producție, compoziție chimică s-a schimbat. În special, cantitatea de dioxid de carbon este în continuă creștere.

Funcții ale atmosferei

Gazele din stratul de aer îndeplinesc o varietate de funcții. În primul rând, ele absorb razele și energie radianta. În al doilea rând, ele influențează formarea temperaturii în atmosferă și pe Pământ. În al treilea rând, oferă viață și cursul ei pe Pământ.

În plus, acest strat asigură termoreglarea, care determină vremea și clima, modul de distribuție a căldurii și presiune atmosferică. Troposfera ajută la reglarea fluxului maselor de aer, la determinarea mișcării apei și a proceselor de schimb de căldură.

Atmosfera interacționează constant cu litosfera, hidrosfera, asigurând procese geologice. Funcția cea mai importantă este aceea că există protecție împotriva prafului de origine meteoritică, împotriva influenței spațiului și a soarelui.

Date

• Oxigenul asigură descompunerea pământului materie organică rocă solidă, care este foarte importantă pentru emisii, descompunerea rocilor, oxidarea organismelor.
• Dioxidul de carbon contribuie la faptul că are loc fotosinteza și, de asemenea, contribuie la transmiterea undelor scurte ale radiației solare, la absorbția undelor lungi termice. Dacă acest lucru nu se întâmplă, atunci se observă așa-numitul efect de seră.
• Una dintre principalele probleme asociate cu atmosfera este poluarea, care apare din cauza muncii întreprinderilor și a emisiilor vehiculelor. Prin urmare, în multe țări un special controlul mediului, iar la nivel internațional se întreprind mecanisme speciale de control al emisiilor și al efectului de seră.