Atmosferin ana kısımları. Dünya yüzeyinden itibaren atmosferin katmanları

Atmosfer olarak bilinen Dünya gezegenimizi çevreleyen gaz örtüsü beş ana katmandan oluşur. Bu katmanlar gezegenin yüzeyinde deniz seviyesinden (bazen aşağıda) kaynaklanır ve aşağıdaki sırayla uzaya yükselir:

• Troposfer;
• Stratosfer;
• Mezosfer;
• Termosfer;
• Ekzosfer.

Dünya atmosferinin ana katmanlarının şeması

Bu beş ana katmanın her birinin arasında, hava sıcaklığı, bileşimi ve yoğunluğunda değişikliklerin meydana geldiği "duraklamalar" adı verilen geçiş bölgeleri bulunur. Dünya'nın atmosferi duraklamalarla birlikte toplam 9 katmandan oluşur.

Troposfer: Havanın meydana geldiği yer

Troposfer, atmosferin tüm katmanları arasında (farkında olsanız da olmasanız da) en aşina olduğumuz katmandır, çünkü onun dibinde, yani gezegenin yüzeyinde yaşıyoruz. Dünyanın yüzeyini kaplar ve birkaç kilometre yukarıya doğru uzanır. Troposfer kelimesi "yerkürenin değişmesi" anlamına gelir. Bu katman günlük hava koşullarının oluştuğu yer olduğundan çok uygun bir isim.

Troposfer, gezegenin yüzeyinden başlayarak 6 ila 20 km yüksekliğe kadar yükselir. Bize en yakın olan katmanın alt üçte birlik kısmı tüm atmosferik gazların %50'sini içerir. Bu, tüm atmosferin nefes alan tek kısmıdır. Havanın yer yüzeyi tarafından aşağıdan ısıtılması nedeniyle, emici Termal enerji Güneşin yüksekliği arttıkça troposferin sıcaklığı ve basıncı azalır.

En üstte tropopoz adı verilen ve troposfer ile stratosfer arasında sadece bir tampon görevi gören ince bir katman vardır.

Stratosfer: ozonun evi

Stratosfer atmosferin bir sonraki katmanıdır. Dünya yüzeyinden 6-20 km'den 50 km'ye kadar uzanır. Bu, çoğu ticari uçağın uçtuğu ve sıcak hava balonlarının seyahat ettiği katmandır.

Burada hava yukarı aşağı akmaz, çok hızlı hava akımlarıyla yüzeye paralel hareket eder. Yükseldikçe, güneş radyasyonu ve oksijenin bir yan ürünü olan ve güneşin zararlı ultraviyole ışınlarını absorbe etme yeteneğine sahip, doğal olarak oluşan ozonun (O3) bolluğu sayesinde sıcaklık artar (meteorolojide rakımla sıcaklıktaki herhangi bir artış bilinmektedir) "ters çevirme" olarak).

Stratosferin alt kısmı daha sıcak ve üst kısmı daha soğuk olduğundan, atmosferin bu kısmında konveksiyon (hava kütlelerinin dikey hareketi) nadirdir. Aslında, troposferde şiddetli bir fırtınayı stratosferden görebilirsiniz çünkü katman, fırtına bulutlarının nüfuz etmesini önleyen bir konveksiyon başlığı görevi görür.

Stratosferden sonra yine bu kez stratopoz adı verilen bir tampon tabaka bulunur.

Mezosfer: Orta atmosfer

Mezosfer, Dünya yüzeyinden yaklaşık 50-80 km uzaklıkta bulunur. Üst alan Mezosfer, sıcaklıkların -143°C'nin altına düşebildiği, Dünya üzerindeki en soğuk doğal yerdir.

Termosfer: Üst atmosfer

Mezosfer ve mezopozdan sonra, gezegenin yüzeyinin 80 ila 700 km yukarısında yer alan termosfer gelir ve atmosferik zarftaki toplam havanın %0,01'inden azını içerir. Buradaki sıcaklıklar +2000° C'ye kadar ulaşır, ancak havanın güçlü bir şekilde seyrelmesi ve ısıyı aktaracak gaz moleküllerinin bulunmaması nedeniyle bunlar yüksek sıcaklıklarçok soğuk algılanıyor.

Ekzosfer: Atmosfer ile uzay arasındaki sınır

Dünya yüzeyinden yaklaşık 700-10.000 km yükseklikte ekzosfer bulunur - atmosferin dış kenarı, uzayı çevreleyen. Burada hava durumu uyduları Dünya'nın etrafında dönüyor.

İyonosfer ne olacak?

İyonosfer ayrı bir katman olmayıp aslında terim 60 ila 1000 km yükseklik arasındaki atmosferi ifade etmek için kullanılıyor. Mezosferin en üst kısımlarını, termosferin tamamını ve ekzosferin bir kısmını içerir. İyonosfer adını, Güneş'ten gelen radyasyonun geçerken iyonlaştığı yer olan atmosferin bu kısmından alır. manyetik alanlar ve üzerine iner. Bu fenomen yerden kuzey ışıkları olarak gözlemlenmektedir.

Uzay enerjiyle doludur. Enerji alanı eşit olmayan bir şekilde doldurur. Yoğunlaştığı ve boşaltıldığı yerler var. Bu şekilde yoğunluğu tahmin edebilirsiniz. Gezegen, merkezde maksimum madde yoğunluğu ve çevreye doğru konsantrasyonun kademeli olarak azaldığı düzenli bir sistemdir. Etkileşim kuvvetleri maddenin durumunu, var olduğu biçimi belirler. Fizik, maddelerin toplam durumunu tanımlar: katı, sıvı, gaz vb.

Atmosfer, gezegeni çevreleyen gazlı ortamdır. Dünyanın atmosferi serbest harekete izin verir ve ışığın geçmesine izin vererek yaşamın gelişeceği bir alan yaratır.

Dünya yüzeyinden yaklaşık 16 kilometre yüksekliğe kadar olan alana (ekvatordan kutuplara kadar olan değer daha küçüktür, ayrıca mevsime de bağlıdır) troposfer denir. Troposfer, tüm atmosferik havanın yaklaşık %80'inin ve neredeyse tüm su buharının yoğunlaştığı bir katmandır. Havayı şekillendiren süreçlerin gerçekleştiği yer burasıdır. Yükseklik arttıkça basınç ve sıcaklık düşer. Hava sıcaklığındaki azalmanın nedeni adyabatik bir süreçtir, genleşme sırasında gaz soğur. Troposferin üst sınırında değerler -50, -60 santigrat dereceye ulaşabiliyor.

Daha sonra Stratosfer geliyor. 50 kilometreye kadar uzanır. Atmosferin bu katmanında sıcaklık yükseklikle birlikte artar ve en üst noktada yaklaşık 0 C civarında bir değer alır. Sıcaklıktaki artış, ultraviyole ışınlarının ozon tabakası tarafından emilmesi sürecinden kaynaklanır. Radyasyon kimyasal reaksiyona neden olur. Oksijen molekülleri, normal oksijen molekülleriyle birleşerek ozon oluşturabilen tek atomlara ayrılır.

Güneşten gelen dalga boyları 10 ila 400 nanometre arasındaki radyasyon ultraviyole olarak sınıflandırılır. UV radyasyonunun dalga boyu ne kadar kısa olursa, canlı organizmalar için oluşturduğu tehlike de o kadar büyük olur. Radyasyonun yalnızca küçük bir kısmı Dünya yüzeyine ve spektrumunun daha az aktif kısmına ulaşır. Doğanın bu özelliği kişinin sağlıklı bir güneş bronzluğu elde etmesini sağlar.

Atmosferin bir sonraki katmanına Mezosfer denir. Yaklaşık 50 km'den 85 km'ye kadar sınırlar. Mezosferde UV enerjisini tutabilen ozon konsantrasyonu düşüktür, bu nedenle sıcaklık yükseklikle birlikte yeniden düşmeye başlar. Zirve noktasında sıcaklık -90 C'ye düşer, bazı kaynaklar -130 C değerini gösterir. Meteorların çoğu atmosferin bu katmanında yanar.

Atmosferin Dünya'dan 85 km yükseklikten 600 km uzaklığa kadar uzanan tabakasına Termosfer denir. Termosfer, vakumlu ultraviyole de dahil olmak üzere güneş radyasyonuyla ilk karşılaşan yerdir.

Vakumlu UV hava tarafından tutulur, böylece atmosferin bu katmanı çok yüksek sıcaklıklara ısıtılır. Ancak buradaki basınç son derece düşük olduğundan, sıcak gibi görünen bu gaz, nesneler üzerinde, dünya yüzeyindeki koşullarla aynı etkiyi yaratmaz. Tam tersine böyle bir ortama konulan nesneler soğuyacaktır.

100 km yükseklikte uzayın başlangıcı sayılan geleneksel “Karman hattı” geçmektedir.

Auroralar termosferde meydana gelir. Atmosferin bu katmanında güneş rüzgarı gezegenin manyetik alanıyla etkileşime girer.

Atmosferin son katmanı, binlerce kilometre boyunca uzanan bir dış kabuk olan Ekzosfer'dir. Ekzosfer pratikte boş bir yerdir, ancak burada dolaşan atomların sayısı gezegenlerarası uzaydakinden çok daha fazladır.

Bir adam havayı solur. Normal basınç– 760 milimetre Merkür. 10.000 m yükseklikte basınç yaklaşık 200 mm'dir. rt. Sanat. Böyle bir yükseklikte bir kişi muhtemelen en azından kısa bir süre için nefes alabilir, ancak bu hazırlık gerektirir. Devlet açıkça çalışamaz hale gelecektir.

Atmosferin gaz bileşimi: %78 nitrojen, %21 oksijen, yaklaşık yüzde bir argon; geri kalanı, toplamın en küçük kısmını temsil eden gazların karışımıdır.

10,045×10 3 J/(kg*K) (0-100°C sıcaklık aralığında), C v 8,3710*10 3 J/(kg*K) (0-1500°C). Havanın sudaki çözünürlüğü 0°C'de %0,036, 25°C - %0,22'dir.

Atmosfer bileşimi

Atmosfer oluşumunun tarihi

Erken tarih

Şu anda bilim, Dünya'nın oluşumunun tüm aşamalarını yüzde yüz doğrulukla izleyemiyor. En yaygın teoriye göre, Dünya'nın atmosferi zaman içinde dört farklı bileşime sahip olmuştur. Başlangıçta gezegenler arası uzaydan yakalanan hafif gazlardan (hidrojen ve helyum) oluşuyordu. Bu sözde birincil atmosfer. Bir sonraki aşamada aktif volkanik aktivite, atmosferin hidrojen dışındaki gazlarla (hidrokarbonlar, amonyak, su buharı) doymasına neden oldu. Bu şekilde oluştu ikincil atmosfer. Bu atmosfer onarıcıydı. Ayrıca, atmosfer oluşum süreci aşağıdaki faktörlerle belirlendi:

• gezegenler arası uzaya sürekli hidrojen sızıntısı;
• ultraviyole radyasyon, yıldırım deşarjı ve diğer bazı faktörlerin etkisi altında atmosferde meydana gelen kimyasal reaksiyonlar.

Yavaş yavaş bu faktörler oluşumuna yol açtı. üçüncül atmosferçok daha düşük bir hidrojen içeriği ve çok daha yüksek bir nitrojen ve karbon dioksit içeriği ile karakterize edilir (sonuç olarak oluşur) kimyasal reaksiyonlar amonyak ve hidrokarbonlardan).

Hayatın ve oksijenin ortaya çıkışı

Fotosentez sonucu canlı organizmaların Dünya'da ortaya çıkması, oksijenin salınması ve karbondioksitin emilmesiyle birlikte atmosferin bileşimi değişmeye başladı. Bununla birlikte, atmosferik oksijenin jeolojik kökenini gösteren veriler (atmosferik oksijenin izotopik bileşiminin ve fotosentez sırasında salınanların analizi) mevcuttur.

Başlangıçta oksijen, indirgenmiş bileşiklerin (hidrokarbonlar, okyanuslarda bulunan demirin demir formu vb.) oksidasyonu için harcandı. Bu aşamanın sonunda, atmosferdeki oksijen içeriği artmaya başladı.

1990'lı yıllarda kapalı bir ekolojik sistem (“Biyosfer 2”) oluşturmak için deneyler yapıldı; bu sırada tek tip hava bileşimine sahip kararlı bir sistem oluşturmanın mümkün olmadığı görüldü. Mikroorganizmaların etkisi oksijen seviyelerinde bir azalmaya ve karbondioksit miktarında bir artışa yol açtı.

Azot

Eğitim büyük miktar N2, birincil amonyak-hidrojen atmosferinin, sözde yaklaşık 3 milyar yıl önce fotosentez sonucu gezegenin yüzeyinden gelmeye başlayan moleküler O2 ile oksidasyonundan kaynaklanmaktadır (başka bir versiyona göre, atmosferik oksijen jeolojik kökenli). Azot, üst atmosferde NO'ya oksitlenir, endüstride kullanılır ve nitrojen sabitleyici bakteriler tarafından bağlanır, N2 ise nitratların ve diğer nitrojen içeren bileşiklerin denitrifikasyonu sonucu atmosfere salınır.

Azot N2 inert bir gazdır ve yalnızca belirli koşullar altında (örneğin, yıldırım düşmesi sırasında) reaksiyona girer. Siyanobakteriler ve bazı bakteriler (örneğin baklagillerle rizobiyal simbiyoz oluşturan nodül bakterileri) onu oksitleyebilir ve biyolojik forma dönüştürebilir.

Moleküler nitrojenin elektriksel deşarjlarla oksidasyonu, nitrojenli gübrelerin endüstriyel üretiminde kullanıldı ve aynı zamanda Şili Atacama Çölü'nde benzersiz nitrat yataklarının oluşmasına da yol açtı.

soy gazlar

Yakıtın yanması kirletici gazların (CO, NO, SO2) ana kaynağıdır. Kükürt dioksit, atmosferin üst katmanlarında, H2O ve NH3 buharlarıyla etkileşime giren hava O2'den SO3'e oksitlenir ve ortaya çıkan H2SO4 ve (NH4)2SO4, Dünya yüzeyine geri döner. ile birlikte yağış. İçten yanmalı motorların kullanımı nitrojen oksitler, hidrokarbonlar ve Pb bileşiklerinden oluşan önemli atmosferik kirliliğe yol açmaktadır.

Atmosferdeki aerosol kirliliği hem doğal nedenlerden (volkanik patlamalar, toz fırtınaları, damlacıkların sürüklenmesi) kaynaklanmaktadır. deniz suyu ve bitki poleni parçacıkları vb.) ve ekonomik aktivite insanlar (madencilik cevherleri ve inşaat malzemeleri, yakıt yakma, çimento yapımı vb.). Katı parçacıkların atmosfere yoğun büyük ölçekli emisyonu, Olası nedenler gezegenin iklimindeki değişiklikler.

Atmosferin yapısı ve bireysel kabukların özellikleri

Atmosferin fiziksel durumu hava ve iklim tarafından belirlenir. Atmosferin temel parametreleri: hava yoğunluğu, basınç, sıcaklık ve bileşim. Yükseklik arttıkça hava yoğunluğu ve atmosfer basıncı azalır. Yükseklik değiştikçe sıcaklık da değişir. Dikey yapı Atmosfer, farklı sıcaklık ve elektriksel özellikler, farklı hava koşulları ile karakterize edilir. Atmosferdeki sıcaklığa bağlı olarak aşağıdaki ana katmanlar ayırt edilir: troposfer, stratosfer, mezosfer, termosfer, ekzosfer (saçılma küresi). Atmosferin komşu kabuklar arasındaki geçiş bölgelerine sırasıyla tropopoz, stratopoz vb. denir.

Troposfer

Stratosfer

Stratosferde, ultraviyole radyasyonun (180-200 nm) kısa dalga kısmının çoğu tutulur ve kısa dalgaların enerjisi dönüştürülür. Bu ışınların etkisi altında manyetik alanlar değişir, moleküller parçalanır, iyonlaşma meydana gelir, yeni gaz ve diğer kimyasal bileşiklerin oluşumu meydana gelir. Bu süreçler kuzey ışıkları, şimşekler ve diğer parıltılar şeklinde gözlemlenebilir.

Stratosferde ve daha yüksek katmanlarda, güneş radyasyonunun etkisi altında, gaz molekülleri atomlara ayrışır (80 km'nin üzerinde CO2 ve H2 ayrışır, 150 km'nin üzerinde - O2, 300 km'nin üzerinde - H2). 100-400 km yükseklikte, iyonosferde gazların iyonlaşması da meydana gelir; 320 km yükseklikte, yüklü parçacıkların konsantrasyonu (O + 2, O - 2, N + 2) ~ 1/300'dür. Nötr parçacıkların konsantrasyonu. Atmosferin üst katmanlarında serbest radikaller vardır - OH, HO2, vb.

Stratosferde neredeyse hiç su buharı yoktur.

Mezosfer

100 km yüksekliğe kadar atmosfer homojen, iyi karışmış bir gaz karışımıdır. Daha yüksek katmanlarda, gazların yüksekliğe göre dağılımı molekül ağırlıklarına bağlıdır; daha ağır gazların konsantrasyonu, Dünya yüzeyinden uzaklaştıkça daha hızlı azalır. Gaz yoğunluğunun azalması nedeniyle sıcaklık stratosferde 0°C'den mezosferde -110°C'ye düşer. Ancak 200-250 km yükseklikteki tekil parçacıkların kinetik enerjisi ~1500°C sıcaklığa karşılık gelir. 200 km'nin üzerinde zaman ve mekanda sıcaklık ve gaz yoğunluğunda önemli dalgalanmalar gözlemleniyor.

Yaklaşık 2000-3000 km yükseklikte, ekzosfer yavaş yavaş, esas olarak hidrojen atomları olmak üzere, gezegenler arası gazın oldukça nadir parçacıklarıyla dolu olan sözde yakın uzay boşluğuna dönüşür. Ancak bu gaz gezegenler arası maddenin yalnızca bir kısmını temsil ediyor. Diğer kısım kuyruklu yıldız ve meteor kökenli toz parçacıklarından oluşur. Bu son derece nadir parçacıklara ek olarak, güneş ve galaktik kökenli elektromanyetik ve korpüsküler radyasyon da bu uzaya nüfuz eder.

Troposfer, atmosferin kütlesinin yaklaşık% 80'ini, stratosfer - yaklaşık% 20'sini oluşturur; mezosferin kütlesi% 0,3'ten fazla değildir, termosfer ise atmosferin toplam kütlesinin% 0,05'inden azdır. Atmosferdeki elektriksel özelliklere göre nötronosfer ve iyonosfer birbirinden ayrılır. Şu anda atmosferin 2000-3000 km yüksekliğe kadar uzandığına inanılıyor.

Atmosferdeki gazın bileşimine bağlı olarak yayarlar. homosfer Ve heterosfer. Heterosfer- Bu, yerçekiminin gazların ayrılmasını etkilediği alandır, çünkü bu yükseklikte gazların karışması ihmal edilebilir düzeydedir. Bu, heterosferin değişken bir bileşimini ima eder. Bunun altında atmosferin homojen ve iyi karışmış bir kısmı olan homosfer bulunur. Bu katmanlar arasındaki sınıra turbopause adı verilir ve yaklaşık 120 km yükseklikte yer alır.

atmosferik özellikler

Zaten deniz seviyesinden 5 km yükseklikte, eğitimsiz bir kişi oksijen açlığı yaşamaya başlar ve uyum sağlamadan kişinin performansı önemli ölçüde azalır. Atmosferin fizyolojik bölgesi burada bitiyor. Yaklaşık 115 km'ye kadar atmosferde oksijen bulunmasına rağmen, 15 km yükseklikte insanın nefes alması imkansız hale gelir.

Atmosfer bize nefes almamız için gerekli olan oksijeni sağlar. Ancak yüksekliğe çıkıldıkça toplam atmosfer basıncının düşmesi nedeniyle, kısmi basıncı oksijen.

İnsan akciğerleri sürekli olarak yaklaşık 3 litre alveoler hava içerir. Normal atmosfer basıncında alveolar havadaki kısmi oksijen basıncı 110 mmHg'dir. Art., karbondioksit basıncı - 40 mm Hg. Art. ve su buharı −47 mm Hg. Sanat. Yükseklik arttıkça oksijen basıncı düşer ve akciğerlerdeki su ve karbondioksitin toplam buhar basıncı neredeyse sabit kalır - yaklaşık 87 mm Hg. Sanat. Ortam hava basıncı bu değere eşitlendiğinde akciğerlere oksijen verilmesi tamamen duracaktır.

Yaklaşık 19-20 km yükseklikte atmosfer basıncı 47 mm Hg'ye düşer. Sanat. Dolayısıyla bu yükseklikte insan vücudunda su ve dokulararası sıvı kaynamaya başlar. Bu irtifalarda basınçlı kabinin dışında ölüm neredeyse anında meydana gelir. Dolayısıyla insan fizyolojisi açısından “uzay” zaten 15-19 km yükseklikte başlıyor.

Yoğun hava katmanları - troposfer ve stratosfer - bizi radyasyonun zararlı etkilerinden korur. Havanın yeterli miktarda seyreltilmesiyle, 36 km'den daha yüksek rakımlarda iyonlaştırıcı radyasyonun vücut üzerinde yoğun bir etkisi vardır - birincil kozmik ışınlar; 40 km'nin üzerindeki rakımlarda güneş spektrumunun ultraviyole kısmı insanlar için tehlikelidir.

Ansiklopedik YouTube

1 / 5

✪ Dünya uzay gemisi(Bölüm 14) - Atmosfer

✪ Atmosfer neden uzay boşluğuna çekilmedi?

✪ Soyuz TMA-8 uzay aracının Dünya atmosferine girişi

✪ Atmosfer yapısı, anlamı, çalışması

✪ O. S. Ugolnikov "Üst Atmosfer. Dünya ve Uzayın Buluşması"

Altyazılar

Atmosfer sınırı

Atmosfer, gaz ortamının Dünya ile birlikte tek bir bütün olarak döndüğü, Dünya çevresindeki bölge olarak kabul edilir. Atmosfer, Dünya yüzeyinden 500-1000 km yükseklikte başlayarak ekzosferde yavaş yavaş gezegenler arası uzaya geçer.

Uluslararası Havacılık Federasyonu'nun önerdiği tanıma göre atmosfer ve uzayın sınırı, yaklaşık 100 km yükseklikte bulunan ve üzerinde havacılık uçuşlarının tamamen imkansız hale geldiği Karman hattı boyunca çiziliyor. NASA, mekiklerin motorlu manevradan aerodinamik manevraya geçtiği atmosferik sınır olarak 122 kilometre (400.000 ft) işaretini kullanıyor.

Fiziki ozellikleri

Tabloda belirtilen gazlara ek olarak atmosferde aşağıdaki gazlar da bulunur: Cl 2 (\ displaystyle (\ ce (Cl2))) , SO 2 (\displaystyle (\ce (SO2))) , NH 3 (\displaystyle (\ce (NH3))) , CO (\ displaystyle ((\ ce (CO)))) , Ö 3 (\ displaystyle ((\ ce (O3)))) , NO 2 (\displaystyle (\ce (NO2))) hidrokarbonlar, HC1 (\ displaystyle (\ ce (HCl))) , HF (\ displaystyle (\ ce (HF))) , HBr (\displaystyle (\ce (HBr))) , Merhaba (\ displaystyle ((\ ce (HI)))), çiftler Hg (\displaystyle (\ce (Hg))) , ben 2 (\ displaystyle (\ ce (I2))) , Br 2 (\displaystyle (\ce (Br2))) ve küçük miktarlarda diğer birçok gaz. Troposfer sürekli olarak büyük miktarda askıda kalan katı ve sıvı parçacıklar (aerosol) içerir. En nadir gaz Dünya atmosferi dır-dir Rn (\displaystyle (\ce (Rn))) .

Atmosferin yapısı

atmosferik sınır tabakası

Dünya yüzeyinin durumu ve özelliklerinin atmosfer dinamiklerini doğrudan etkilediği troposferin alt katmanı (1-2 km kalınlığında).

Troposfer

Üst sınırı kutuplarda 8-10 km, ılıman enlemlerde 10-12 km ve tropik enlemlerde 16-18 km yükseklikte; kışın yaza göre daha düşüktür.
Atmosferin alt ana katmanı, atmosferik havanın toplam kütlesinin %80'inden fazlasını ve atmosferde bulunan toplam su buharının yaklaşık %90'ını içerir. Troposferde türbülans ve konveksiyon oldukça gelişmiştir, bulutlar ortaya çıkar, siklonlar ve antisiklonlar gelişir. Sıcaklık, rakım arttıkça ortalama 0,65°/100 metrelik dikey eğimle azalır.

Tropopoz

Troposferden stratosfere geçiş katmanı, atmosferin yükseklikle birlikte sıcaklık düşüşünün durduğu bir katman.

Stratosfer

Atmosferin 11 ila 50 km yükseklikte bulunan katmanı. 11-25 km'lik katmanda (stratosferin alt katmanı) sıcaklıkta hafif bir değişiklik ve 25-40 km'lik katmanda eksi 56,5'ten artı 0,8 ° C'ye (stratosferin üst katmanı veya inversiyon bölgesi) bir artış ile karakterize edilir. Yaklaşık 40 km yükseklikte yaklaşık 273 K (neredeyse 0 °C) değerine ulaşan sıcaklık, yaklaşık 55 km yüksekliğe kadar sabit kalır. Sabit sıcaklıktaki bu bölgeye stratopoz adı verilir ve stratosfer ile mezosfer arasındaki sınırdır.

Stratopoz

Atmosferin stratosfer ile mezosfer arasındaki sınır tabakası. Dikey sıcaklık dağılımında bir maksimum (yaklaşık 0 °C) vardır.

Mezosfer

Termosfer

Üst sınır yaklaşık 800 km'dir. Sıcaklık 200-300 km yüksekliğe kadar yükselir, burada 1500 K mertebesindeki değerlere ulaşır, daha sonra yüksek rakımlara kadar neredeyse sabit kalır. Güneş radyasyonunun ve kozmik radyasyonun etkisi altında, havanın iyonlaşması (“auroralar”) meydana gelir - iyonosferin ana bölgeleri termosferin içinde bulunur. 300 km'nin üzerindeki rakımlarda atomik oksijen hakimdir. Termosferin üst sınırı büyük ölçüde Güneş'in mevcut aktivitesi tarafından belirlenir. Faaliyetin düşük olduğu dönemlerde - örneğin 2008-2009'da - bu katmanın boyutunda gözle görülür bir azalma olur.

Termopause

Atmosferin termosfere bitişik bölgesi. Bu bölgede güneş ışınımının emilimi ihmal edilebilir düzeydedir ve sıcaklık gerçekte yükseklikle değişmez.

Ekzosfer (saçılma küresi)

100 km yüksekliğe kadar atmosfer homojen, iyi karışmış bir gaz karışımıdır. Daha yüksek katmanlarda, gazların yüksekliğe göre dağılımı molekül ağırlıklarına bağlıdır; daha ağır gazların konsantrasyonu, Dünya yüzeyinden uzaklaştıkça daha hızlı azalır. Gaz yoğunluğunun azalması nedeniyle sıcaklık stratosferde 0 °C'den mezosferde eksi 110 °C'ye düşer. Bununla birlikte, 200-250 km yükseklikteki bireysel parçacıkların kinetik enerjisi, ~ 150 °C sıcaklığa karşılık gelir. 200 km'nin üzerinde zaman ve mekanda sıcaklık ve gaz yoğunluğunda önemli dalgalanmalar gözlemleniyor.

Yaklaşık 2000-3500 km yükseklikte, ekzosfer yavaş yavaş sözde yakın uzay boşluğu gezegenler arası gazın nadir parçacıklarıyla, özellikle de hidrojen atomlarıyla doludur. Ancak bu gaz gezegenler arası maddenin yalnızca bir kısmını temsil ediyor. Diğer kısım kuyruklu yıldız ve meteor kökenli toz parçacıklarından oluşur. Son derece inceltilmiş toz parçacıklarına ek olarak, güneş ve galaktik kökenli elektromanyetik ve korpüsküler radyasyon bu boşluğa nüfuz eder.

Gözden geçirmek

Troposfer, atmosferin kütlesinin yaklaşık% 80'ini, stratosfer - yaklaşık% 20'sini oluşturur; mezosferin kütlesi% 0,3'ten fazla değildir, termosfer ise atmosferin toplam kütlesinin% 0,05'inden azdır.

Atmosferdeki elektriksel özelliklere göre ayırt edilirler. nötrosfer Ve iyonosfer .

Atmosferdeki gazın bileşimine bağlı olarak yayarlar. homosfer Ve heterosfer. Heterosfer- Bu, yerçekiminin gazların ayrılmasını etkilediği alandır, çünkü bu yükseklikte gazların karışması ihmal edilebilir düzeydedir. Bu, heterosferin değişken bir bileşimini ima eder. Bunun altında atmosferin homojen, iyi karışmış bir kısmı bulunur ve buna homosfer adı verilir. Bu katmanlar arasındaki sınıra turbopause adı verilir ve yaklaşık 120 km yükseklikte yer alır.

Atmosferin diğer özellikleri ve insan vücudu üzerindeki etkileri

Zaten deniz seviyesinden 5 km yükseklikte, eğitimsiz bir kişi oksijen açlığı yaşamaya başlar ve uyum sağlamadan kişinin performansı önemli ölçüde azalır. Atmosferin fizyolojik bölgesi burada bitiyor. Yaklaşık 115 km'ye kadar atmosferde oksijen bulunmasına rağmen, 9 km yükseklikte insanın nefes alması imkansız hale gelir.

Atmosfer bize nefes almamız için gerekli olan oksijeni sağlar. Ancak atmosferin toplam basıncının düşmesi nedeniyle yükseklere çıkıldıkça oksijenin kısmi basıncı da buna bağlı olarak azalır.

Atmosfer oluşumunun tarihi

En yaygın teoriye göre, Dünya'nın atmosferi tarih boyunca üç farklı bileşime sahip olmuştur. Başlangıçta gezegenler arası uzaydan yakalanan hafif gazlardan (hidrojen ve helyum) oluşuyordu. Bu sözde birincil atmosfer. Bir sonraki aşamada aktif volkanik aktivite, atmosferin hidrojen dışındaki gazlarla (karbon dioksit, amonyak, su buharı) doymasına neden oldu. Bu şekilde oluştu ikincil atmosfer. Bu atmosfer onarıcıydı. Ayrıca, atmosfer oluşum süreci aşağıdaki faktörlerle belirlendi:

• hafif gazların (hidrojen ve helyum) gezegenler arası uzaya sızması;
• ultraviyole radyasyon, yıldırım deşarjı ve diğer bazı faktörlerin etkisi altında atmosferde meydana gelen kimyasal reaksiyonlar.

Yavaş yavaş bu faktörler oluşumuna yol açtı. üçüncül atmosfer, çok daha düşük bir hidrojen içeriği ve çok daha yüksek bir nitrojen ve karbon dioksit içeriği (amonyak ve hidrokarbonlardan gelen kimyasal reaksiyonların bir sonucu olarak oluşur) ile karakterize edilir.

Azot

Büyük miktarda nitrojen oluşumu, amonyak-hidrojen atmosferinin moleküler oksijen tarafından oksidasyonundan kaynaklanmaktadır. Ö 2 (\displaystyle (\ce (O2))) 3 milyar yıl önce başlayan fotosentez sonucu gezegenin yüzeyinden gelmeye başladı. Ayrıca nitrojen N 2 (\displaystyle (\ce (N2))) Nitratların ve diğer nitrojen içeren bileşiklerin denitrifikasyonu sonucu atmosfere salınır. Azot ozon tarafından oksitlenir HAYIR (\ displaystyle ((\ ce (NO)))) atmosferin üst katmanlarında.

Azot N 2 (\displaystyle (\ce (N2))) yalnızca belirli koşullar altında tepki verir (örneğin, yıldırım düşmesi sırasında). Elektrik deşarjları sırasında moleküler nitrojenin ozon tarafından oksidasyonu, nitrojenli gübrelerin endüstriyel üretiminde küçük miktarlarda kullanılır. Etkili yeşil gübre olabilen baklagil bitkilerle rizobiyal simbiyoz oluşturan siyanobakteriler (mavi-yeşil algler) ve nodül bakterileri - toprağı tüketmeyen, doğal gübrelerle zenginleştiren bitkiler, düşük enerji tüketimi ile onu oksitleyebilir ve dönüştürebilir. biyolojik olarak aktif bir forma dönüşür.

Oksijen

Oksijenin salınması ve karbondioksitin emilmesiyle birlikte fotosentez sonucu canlı organizmaların Dünya üzerinde ortaya çıkmasıyla atmosferin bileşimi kökten değişmeye başladı. Başlangıçta oksijen, indirgenmiş bileşiklerin (amonyak, hidrokarbonlar, okyanuslarda bulunan demirin demir formu ve diğerleri) oksidasyonu için harcandı. Bu aşamanın sonunda atmosferdeki oksijen miktarı artmaya başladı. Yavaş yavaş oksitleyici özelliklere sahip modern bir atmosfer oluştu. Bu durum atmosferde, litosferde ve biyosferde meydana gelen birçok süreçte ciddi ve ani değişikliklere neden olduğundan bu olaya Oksijen Felaketi adı verilmiştir.

soy gazlar

Hava kirliliği

Son zamanlarda insanlar atmosferin evrimini etkilemeye başladı. İnsan faaliyetinin sonucu, önceki jeolojik çağlarda biriken hidrokarbon yakıtların yanması nedeniyle atmosferdeki karbondioksit içeriğinde sürekli bir artış olmuştur. Fotosentez sırasında çok büyük miktarlar tüketilir ve dünya okyanusları tarafından emilir. Bu gaz, karbonat kayalarının ve bitki ve hayvan kökenli organik maddelerin ayrışmasının yanı sıra volkanizma ve insan endüstriyel faaliyeti nedeniyle atmosfere girmektedir. Son 100 yılın içeriği CO 2 (\displaystyle (\ce (CO2))) Büyük kısmı (360 milyar ton) yakıtın yanmasından kaynaklanarak atmosferdeki gaz miktarı %10 arttı. Yakıt yanmasındaki artış hızı devam ederse, önümüzdeki 200-300 yıl içinde miktar CO 2 (\displaystyle (\ce (CO2))) atmosferde ikiye katlanacak ve şunlara yol açabilecektir:

Dünyanın atmosferi bir hava kabuğudur.

Dünya yüzeyinin üzerinde özel bir topun varlığı, atmosfere buhar veya gaz topu adını veren eski Yunanlılar tarafından kanıtlanmıştır.

Bu, gezegenin jeosferlerinden biridir ve onsuz tüm canlıların varlığı mümkün olmazdı.

Atmosfer nerede

Atmosfer, gezegenleri yoğun bir hava tabakasıyla çevreliyor. yeryüzü. Hidrosfer ile temasa geçer, litosferi kaplar ve uzaya kadar uzanır.

Atmosfer nelerden oluşur?

Dünyanın hava katmanı esas olarak toplam kütlesi 5,3 * 1018 kilograma ulaşan havadan oluşur. Bunların hastalıklı kısmı kuru hava, çok daha azı ise su buharıdır.

Deniz üzerinde atmosferin yoğunluğu metreküp başına 1,2 kilogramdır. Atmosferdeki sıcaklık –140,7 dereceye ulaşabilir, hava sıfır sıcaklıkta suda çözünür.

Atmosfer birkaç katmandan oluşur:

• Troposfer;
• Tropopoz;
• Stratosfer ve stratopoz;
• Mezosfer ve mezopoz;
• Karman hattı adı verilen deniz seviyesinden özel bir hat;
• Termosfer ve termopause;
• Saçılma bölgesi veya ekzosfer.

Her katmanın kendine has özellikleri vardır; bunlar birbirine bağlıdır ve gezegenin hava zarfının işleyişini sağlar.

Atmosferin sınırları

Atmosferin en alt kenarı hidrosferden ve litosferin üst katmanlarından geçer. Üst sınır, gezegenin yüzeyinden 700 kilometre uzakta bulunan ekzosferde başlıyor ve 1,3 bin kilometreye ulaşacak.

Bazı haberlere göre atmosfer 10 bin kilometreye ulaşıyor. Bilim adamları, burada havacılık artık mümkün olmadığından, hava katmanının üst sınırının Karman hattı olması gerektiği konusunda hemfikirdi.

Bu alanda yapılan sürekli çalışmalar sayesinde bilim adamları, atmosferin 118 kilometre yükseklikte iyonosferle temas ettiğini tespit etti.

Kimyasal bileşim

Dünyanın bu katmanı, yanma artıkları, deniz tuzu, buz, su ve tozu içeren gazlardan ve gaz halindeki yabancı maddelerden oluşur. Atmosferde bulunabilen gazların bileşimi ve kütlesi neredeyse hiç değişmez, yalnızca su ve karbondioksitin konsantrasyonu değişir.

Suyun bileşimi enleme bağlı olarak yüzde 0,2 ila yüzde 2,5 arasında değişebilir. Ek elementler klor, nitrojen, kükürt, amonyak, karbon, ozon, hidrokarbonlar, hidroklorik asit, hidrojen florür, hidrojen bromür, hidrojen iyodürdür.

Ayrı bir kısım cıva, iyot, brom ve nitrik oksit tarafından işgal edilir. Ayrıca troposferde aerosol adı verilen sıvı ve katı parçacıklar da bulunur. Gezegendeki en nadir gazlardan biri olan radon atmosferde bulunur.

Kimyasal bileşim açısından, azot atmosferin% 78'inden fazlasını, oksijen - neredeyse% 21'ini, karbondioksit -% 0,03'ünü, argon - neredeyse% 1'ini kaplar, maddenin toplam miktarı% 0,01'den azdır. Bu hava bileşimi, gezegen ilk ortaya çıktığında ve gelişmeye başladığında oluşmuştu.

Yavaş yavaş üretime geçen insanın gelişiyle birlikte, kimyasal bileşim değişti. Özellikle karbondioksit miktarı sürekli artmaktadır.

Atmosferin işlevleri

Hava katmanındaki gazlar çeşitli işlevleri yerine getirir. Öncelikle ışınları emerler ve radyant enerji. İkincisi, atmosferde ve Dünya'da sıcaklığın oluşumunu etkilerler. Üçüncüsü, yaşamı ve onun Dünya üzerindeki seyrini sağlar.

Ayrıca bu katman, hava ve iklimi, ısı dağıtım modunu belirleyen termoregülasyonu sağlar. atmosferik basınç. Troposfer, hava kütlelerinin akışını düzenlemeye, suyun hareketini ve ısı değişim süreçlerini belirlemeye yardımcı olur.

Atmosfer sürekli olarak litosfer ve hidrosfer ile etkileşime girerek jeolojik süreçleri sağlar. En önemli işlevi meteor kökenli tozlardan, uzayın ve güneşin etkisinden koruma sağlamasıdır.

Veri

• Oksijen Dünya'ya ayrışma sağlar organik madde Emisyonlar, kayaların ayrışması ve organizmaların oksidasyonu sırasında çok önemli olan sert kaya.
• Karbondioksit fotosentezin oluşmasına yardımcı olur ve aynı zamanda kısa güneş ışınımı dalgalarının iletilmesine ve uzun termal dalgaların emilmesine katkıda bulunur. Bu olmazsa, sera etkisi denilen şey gözlenir.
• Atmosferle ilgili temel sorunlardan biri fabrikaların işleyişinden ve otomobil emisyonlarından kaynaklanan kirliliktir. Bu nedenle birçok ülkede özel çevresel kontrol ve uluslararası düzeyde emisyonları ve sera etkisini düzenlemek için özel mekanizmalar yürütülmektedir.