Η ατμόσφαιρα είναι το αέριο κέλυφος του πλανήτη μας, το οποίο περιστρέφεται μαζί με τη Γη. Το αέριο στην ατμόσφαιρα ονομάζεται αέρας. Η ατμόσφαιρα βρίσκεται σε επαφή με την υδρόσφαιρα και καλύπτει εν μέρει τη λιθόσφαιρα. Αλλά τα ανώτερα όρια είναι δύσκολο να προσδιοριστούν. Είναι συμβατικά αποδεκτό ότι η ατμόσφαιρα εκτείνεται προς τα πάνω για περίπου τρεις χιλιάδες χιλιόμετρα. Εκεί ρέει ομαλά στον χωρίς αέρα χώρο.
Χημική σύνθεση της ατμόσφαιρας της Γης
Ο σχηματισμός της χημικής σύνθεσης της ατμόσφαιρας ξεκίνησε πριν από περίπου τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια. Αρχικά, η ατμόσφαιρα αποτελούνταν μόνο από ελαφρά αέρια - ήλιο και υδρογόνο. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, οι αρχικές προϋποθέσεις για τη δημιουργία ενός κελύφους αερίου γύρω από τη Γη ήταν οι ηφαιστειακές εκρήξεις, οι οποίες, μαζί με τη λάβα, εκτοξεύτηκαν μεγάλο ποσόαέρια Στη συνέχεια, άρχισε η ανταλλαγή αερίων με υδάτινους χώρους, με ζωντανούς οργανισμούς και με τα προϊόντα των δραστηριοτήτων τους. Η σύνθεση του αέρα σταδιακά άλλαξε και σύγχρονη μορφήκαταγράφηκε πριν από αρκετά εκατομμύρια χρόνια.
Τα κύρια συστατικά της ατμόσφαιρας είναι το άζωτο (περίπου 79%) και το οξυγόνο (20%). Το υπόλοιπο ποσοστό (1%) προέρχεται από τα ακόλουθα αέρια: αργό, νέο, ήλιο, μεθάνιο, διοξείδιο του άνθρακα, υδρογόνο, κρυπτό, ξένο, όζον, αμμωνία, θείο και διοξείδια του αζώτου, οξείδιο του αζώτου και μονοξείδιο του άνθρακα, τα οποία περιλαμβάνονται σε αυτό ένα τοις εκατό.
Επιπλέον, ο αέρας περιέχει υδρατμούς και σωματίδια (γύρη, σκόνη, κρύσταλλοι αλατιού, ακαθαρσίες αεροζόλ).
ΣΕ ΠρόσφαταΟι επιστήμονες σημειώνουν όχι μια ποιοτική, αλλά μια ποσοτική αλλαγή σε ορισμένα συστατικά του αέρα. Και ο λόγος για αυτό είναι ο άνθρωπος και οι δραστηριότητές του. Μόνο για τα τελευταία 100 χρόνια περιεχόμενο διοξείδιο του άνθρακαέχει αυξηθεί σημαντικά! Αυτό είναι γεμάτο με πολλά προβλήματα, το πιο παγκόσμιο από τα οποία είναι η κλιματική αλλαγή.
Διαμόρφωση καιρού και κλίματος
Η ατμόσφαιρα παίζει ζωτικός ρόλοςστη διαμόρφωση του κλίματος και του καιρού στη Γη. Πολλά εξαρτώνται από την ποσότητα του ηλιακού φωτός, τη φύση της υποκείμενης επιφάνειας και την ατμοσφαιρική κυκλοφορία.
Ας δούμε τους παράγοντες με τη σειρά.
1. Η ατμόσφαιρα μεταδίδει τη θερμότητα των ακτίνων του ήλιου και απορροφά την επιβλαβή ακτινοβολία. Σχετικά με το ότι πέφτουν οι ακτίνες του ήλιου διαφορετικές περιοχέςΟι αρχαίοι Έλληνες γνώριζαν τη γη από διαφορετικές οπτικές γωνίες. Η ίδια η λέξη «κλίμα» μεταφρασμένη από τα αρχαία ελληνικά σημαίνει «κλίση». Έτσι, στον ισημερινό, οι ακτίνες του ήλιου πέφτουν σχεδόν κάθετα, γι' αυτό και εδώ κάνει πολύ ζέστη. Όσο πιο κοντά στους πόλους, τόσο μεγαλύτερη γωνίαγέρνω Και η θερμοκρασία πέφτει.
2. Λόγω της ανομοιόμορφης θέρμανσης της Γης, σχηματίζονται ρεύματα αέρα στην ατμόσφαιρα. Ταξινομούνται ανάλογα με τα μεγέθη τους. Οι μικρότεροι (δεκάδες και εκατοντάδες μέτρα) είναι τοπικοί άνεμοι. Ακολουθούν μουσώνες και εμπορικοί άνεμοι, κυκλώνες και αντικυκλώνες και πλανητικές μετωπικές ζώνες.
Όλες αυτές οι αέριες μάζες κινούνται συνεχώς. Μερικά από αυτά είναι αρκετά στατικά. Για παράδειγμα, εμπορεύονται άνεμοι που φυσούν από τις υποτροπικές περιοχές προς τον ισημερινό. Η κίνηση των άλλων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ατμοσφαιρική πίεση.
3. Η ατμοσφαιρική πίεση είναι ένας άλλος παράγοντας που επηρεάζει τη διαμόρφωση του κλίματος. Αυτή είναι η πίεση του αέρα στην επιφάνεια της γης. Όπως είναι γνωστό, οι αέριες μάζες μετακινούνται από μια περιοχή με υψηλή ατμοσφαιρική πίεση προς μια περιοχή όπου αυτή η πίεση είναι χαμηλότερη.
Κατανέμονται συνολικά 7 ζώνες. Ισημερινός - ζώνη χαμηλή πίεση. Περαιτέρω, και στις δύο πλευρές του ισημερινού μέχρι το τριακοστό γεωγραφικό πλάτος - η περιοχή υψηλή πίεση. Από 30° έως 60° - πάλι χαμηλή πίεση. Και από τις 60° έως τους πόλους είναι μια ζώνη υψηλής πίεσης. Μεταξύ αυτών των ζωνών κυκλοφορούν αέριες μάζες. Αυτά που έρχονται από τη θάλασσα στη στεριά φέρνουν βροχή και κακοκαιρία, και αυτά που φυσούν από τις ηπείρους φέρνουν καθαρό και ξηρό καιρό. Σε μέρη όπου συγκρούονται ρεύματα αέρα, σχηματίζονται ατμοσφαιρικές μέτωπες ζώνες, οι οποίες χαρακτηρίζονται από βροχόπτωση και κακό, θυελλώδη καιρό.
Οι επιστήμονες έχουν αποδείξει ότι ακόμη και η ευημερία ενός ατόμου εξαρτάται από την ατμοσφαιρική πίεση. Με διεθνή πρότυπακανονικός Ατμοσφαιρική πίεση- 760 mm Hg. στήλη σε θερμοκρασία 0°C. Αυτός ο δείκτης υπολογίζεται για εκείνες τις περιοχές γης που βρίσκονται σχεδόν στο επίπεδο της στάθμης της θάλασσας. Με το υψόμετρο η πίεση μειώνεται. Επομένως, για παράδειγμα, για την Αγία Πετρούπολη 760 mm Hg. - αυτός είναι ο κανόνας. Αλλά για τη Μόσχα, η οποία βρίσκεται ψηλότερα, κανονική πίεση- 748 mm Hg.
Η πίεση αλλάζει όχι μόνο κατακόρυφα, αλλά και οριζόντια. Αυτό γίνεται ιδιαίτερα αισθητό κατά το πέρασμα των κυκλώνων.
Η δομή της ατμόσφαιρας
Η ατμόσφαιρα θυμίζει layer cake. Και κάθε στρώμα έχει τα δικά του χαρακτηριστικά.
. Τροποσφαίρα- το στρώμα που βρίσκεται πιο κοντά στη Γη. Το «πάχος» αυτού του στρώματος αλλάζει με την απόσταση από τον ισημερινό. Πάνω από τον ισημερινό, το στρώμα εκτείνεται προς τα πάνω κατά 16-18 km, στις εύκρατες ζώνες κατά 10-12 km, στους πόλους κατά 8-10 km.
Εδώ περιέχεται το 80% της συνολικής μάζας αέρα και το 90% των υδρατμών. Εδώ σχηματίζονται σύννεφα, δημιουργούνται κυκλώνες και αντικυκλώνες. Η θερμοκρασία του αέρα εξαρτάται από το υψόμετρο της περιοχής. Κατά μέσο όρο, μειώνεται κατά 0,65°C για κάθε 100 μέτρα.
. Τροπόπαυση- μεταβατικό στρώμα της ατμόσφαιρας. Το ύψος του κυμαίνεται από αρκετές εκατοντάδες μέτρα έως 1-2 χιλιόμετρα. Η θερμοκρασία του αέρα το καλοκαίρι είναι υψηλότερη από το χειμώνα. Για παράδειγμα, πάνω από τους πόλους το χειμώνα είναι -65° C. Και πάνω από τον ισημερινό είναι -70° C οποιαδήποτε εποχή του χρόνου.
. Στρατόσφαιρα- αυτό είναι ένα στρώμα, ανώτατο όριοπου διέρχεται σε υψόμετρο 50-55 χιλιομέτρων. Οι αναταράξεις εδώ είναι χαμηλές, η περιεκτικότητα σε υδρατμούς στον αέρα είναι αμελητέα. Αλλά υπάρχει πολύ όζον. Η μέγιστη συγκέντρωσή του βρίσκεται σε υψόμετρο 20-25 km. Στη στρατόσφαιρα, η θερμοκρασία του αέρα αρχίζει να αυξάνεται και φτάνει τους +0,8° C. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το στρώμα του όζοντος αλληλεπιδρά με την υπεριώδη ακτινοβολία.
. Στρατόπαυση- ένα χαμηλό ενδιάμεσο στρώμα μεταξύ της στρατόσφαιρας και της μεσόσφαιρας που την ακολουθεί.
. Μεσόσφαιρα- το ανώτερο όριο αυτού του στρώματος είναι 80-85 χιλιόμετρα. Εδώ συμβαίνουν περίπλοκα πράγματα. φωτοχημικές διεργασίεςμε τη συμμετοχή ελεύθερων ριζών. Είναι αυτοί που παρέχουν αυτή την απαλή μπλε λάμψη του πλανήτη μας, που φαίνεται από το διάστημα.
Οι περισσότεροι κομήτες και μετεωρίτες καίγονται στη μεσόσφαιρα.
. Μεσόπαυση- το επόμενο ενδιάμεσο στρώμα, η θερμοκρασία του αέρα στο οποίο είναι τουλάχιστον -90°.
. Θερμόσφαιρα- το κάτω όριο αρχίζει σε υψόμετρο 80 - 90 km, και το ανώτερο όριο του στρώματος εκτείνεται περίπου στα 800 km. Η θερμοκρασία του αέρα ανεβαίνει. Μπορεί να ποικίλλει από +500° C έως +1000° C. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας ανέρχονται σε εκατοντάδες βαθμούς! Αλλά ο αέρας εδώ είναι τόσο σπάνιος που η κατανόηση του όρου «θερμοκρασία» όπως φανταζόμαστε δεν είναι κατάλληλη εδώ.
. Ιονόσφαιρα- συνδυάζει τη μεσόσφαιρα, τη μεσόπαυση και τη θερμόσφαιρα. Ο αέρας εδώ αποτελείται κυρίως από μόρια οξυγόνου και αζώτου, καθώς και από σχεδόν ουδέτερο πλάσμα. Οι ακτίνες του ήλιου που εισέρχονται στην ιονόσφαιρα ιονίζουν έντονα τα μόρια του αέρα. Στο κατώτερο στρώμα (έως 90 km) ο βαθμός ιοντισμού είναι χαμηλός. Όσο υψηλότερος, τόσο μεγαλύτερος είναι ο ιονισμός. Άρα, σε υψόμετρο 100-110 km συγκεντρώνονται ηλεκτρόνια. Αυτό βοηθά στην αντανάκλαση βραχέων και μεσαίων ραδιοκυμάτων.
Το σημαντικότερο στρώμα της ιονόσφαιρας είναι το ανώτερο, το οποίο βρίσκεται σε υψόμετρο 150-400 km. Η ιδιαιτερότητά του είναι ότι αντανακλά ραδιοκύματα και αυτό διευκολύνει τη μετάδοση ραδιοφωνικών σημάτων σε σημαντικές αποστάσεις.
Είναι στην ιονόσφαιρα που εμφανίζεται ένα τέτοιο φαινόμενο όπως το σέλας.
. Εξώσφαιρα- αποτελείται από άτομα οξυγόνου, ηλίου και υδρογόνου. Το αέριο σε αυτό το στρώμα είναι πολύ σπάνιο και τα άτομα υδρογόνου συχνά διαφεύγουν στο διάστημα. Επομένως, αυτό το στρώμα ονομάζεται «ζώνη διασποράς».
Ο πρώτος επιστήμονας που πρότεινε ότι η ατμόσφαιρά μας έχει βάρος ήταν ο Ιταλός E. Torricelli. Ο Ostap Bender, για παράδειγμα, στο μυθιστόρημά του «The Golden Calf» θρηνούσε ότι κάθε άτομο πιέζεται από μια στήλη αέρα βάρους 14 κιλών! Όμως ο μεγάλος μηχανικός έκανε λίγο λάθος. Ένας ενήλικας βιώνει πίεση 13-15 τόνων! Αλλά δεν νιώθουμε αυτό το βάρος, γιατί η ατμοσφαιρική πίεση εξισορροπείται από την εσωτερική πίεση ενός ατόμου. Το βάρος της ατμόσφαιράς μας είναι 5.300.000.000.000.000 τόνοι. Ο αριθμός είναι κολοσσιαία, αν και είναι μόνο το ένα εκατομμυριοστό του βάρους του πλανήτη μας.
Δεν είναι μυστικό ότι ο αέρας είναι ένα εξαιρετικά σημαντικό μέρος της βιόσφαιρας. Άλλωστε, είναι η μοναδική του σύνθεση που εξασφαλίζει τη δυνατότητα ζωής στον πλανήτη. Πώς λέγεται όμως το αερομεταφερόμενο;Τι είναι και γιατί είναι μοναδικό; Τι είναι αυτή χημική σύνθεσηΚαι φυσικές ιδιότητες? Αυτά τα ερωτήματα ενδιαφέρουν πολλούς.
Πώς ονομάζεται το κέλυφος αέρα της Γης;
Είναι γνωστό ότι η ζωή στη Γη είναι δυνατή σε μεγάλο βαθμό λόγω της μοναδικής σύνθεσης του αέρα. Και το κέλυφος αερίου ονομάζεται ατμόσφαιρα. Αυτό το τμήμα της βιόσφαιρας περιβάλλει πλήρως τον πλανήτη και συγκρατείται γύρω από το ουράνιο σώμα με τη βαρύτητα.
Φυσικά, αυτό το κέλυφος έχει ορισμένες χημικές και φυσικές ιδιότητες. Όσο για τα όρια, είναι αδύνατο να τα χαράξουμε καθαρά. Πιο κοντα σε η επιφάνεια της γηςη ατμόσφαιρα είναι σε επαφή με τη λιθόσφαιρα και την υδρόσφαιρα. Αλλά για να προσδιορίσουμε πού τελειώνει και πού αρχίζει το κέλυφος αερίου ανοιχτό χώρο, εξαιρετικά δύσκολο. Σήμερα, τα σύνορα χαράσσονται συνήθως σε υψόμετρο 100 χιλιομέτρων, όπου βρίσκεται η λεγόμενη γραμμή Κάρμαν - η αεροναυπηγική δεν είναι πλέον δυνατή σε αυτήν την περιοχή.
Ατμόσφαιρα - περίβλημα αέραΜια χώρα της οποίας η σημασία είναι δύσκολο να υπερεκτιμηθεί. Άλλωστε, δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι σχεδόν τα πάντα ουράνια σώματαεκτίθενται σε ιονίζουσα και υπεριώδη ακτινοβολία, που είναι επιβλαβείς για τους ζωντανούς οργανισμούς. Είναι στο κέλυφος του αερίου που αυτές οι ακτίνες εξουδετερώνονται.
Θεωρία του σχηματισμού της ατμόσφαιρας
Στην πραγματικότητα, πολλοί άνθρωποι αναρωτιούνται πώς σχηματίστηκε το περίβλημα αέρα της Γης. Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα είναι απίθανο να είναι ακριβής, αφού σήμερα υπάρχουν αρκετές διαφορετικές θεωρίες για την προέλευση της ατμόσφαιρας.
Σύμφωνα με την πιο κοινή υπόθεση, η πρωτογενής ατμόσφαιρα σχηματίστηκε πριν από τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια από ελαφρά αέρια, δηλαδή ήλιο και υδρογόνο, τα οποία συλλήφθηκαν από το διαπλανητικό διάστημα. Λόγω υψηλής ηφαιστειακή δραστηριότηταΣτη συνέχεια, δημιουργήθηκε ένα δευτερεύον κέλυφος αερίου, το οποίο ήταν κορεσμένο με διοξείδιο του άνθρακα, υδρατμούς και αμμωνία.
Η τριτογενής ατμόσφαιρα σχηματίστηκε λόγω πολλών διεργασιών - χημικές αντιδράσεις(για παράδειγμα, κεραυνός), έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία, διαρροή ηλίου και υδρογόνου πίσω στο διαπλανητικό διάστημα.
Χημική σύνθεση της ατμόσφαιρας
Τώρα που έχει γίνει σαφές πώς ονομάζεται το περίβλημα αέρα της Γης, αξίζει να εξεταστεί η χημική του σύνθεση, η οποία θεωρείται μοναδική. Θα πρέπει αμέσως να σημειωθεί ότι μόνο τα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας είναι κορεσμένα με διάφορα αέρια. Συγκεκριμένα, στον αέρα που αναπνέουμε κυριαρχεί το άζωτο (78,08%). Το επίπεδο οξυγόνου είναι 20,95%. Αυτά είναι τα δύο κύρια αέρια.
Επιπλέον, το περίβλημα αέρα της Γης περιλαμβάνει άλλα συστατικά - υδρογόνο, αργό, ήλιο, ξένο, μεθάνιο, οξείδια θείου και αζώτου, όζον, αμμωνία.
Η δομή του εναέριου κελύφους της Γης
Η ατμόσφαιρα συνήθως χωρίζεται σε πολλά κύρια στρώματα, καθένα από τα οποία έχει διαφορετικά φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά.
- Η τροπόσφαιρα είναι το στρώμα που βρίσκεται πιο κοντά στην επιφάνεια της γης. Εδώ συγκεντρώνεται το 80% όλου του αέρα. Και εδώ είναι δυνατή η ανθρώπινη ζωή. Παρεμπιπτόντως, σχεδόν όλο το ατμοσφαιρικό νερό (90%) συγκεντρώνεται σε αυτό το στρώμα. Εδώ σχηματίζονται σύννεφα και βροχόπτωση. Η τροπόσφαιρα εκτείνεται 18 km από την επιφάνεια της γης. Όσο ανεβαίνεις, η θερμοκρασία εδώ μειώνεται.
- Η στρατόσφαιρα (12-50 km) είναι ένα στρώμα που θεωρείται το πιο ήρεμο μέρος της ατμόσφαιρας. Εδώ βρίσκεται το προστατευτικό στρώμα του όζοντος.
- Η θερμόσφαιρα είναι μέρος της ατμόσφαιρας, το ανώτερο όριο της οποίας είναι περίπου 700-800 km. Εδώ η θερμοκρασία αρχίζει να ανεβαίνει απότομα καθώς ανεβαίνει, και σε ορισμένες περιοχές φτάνει περίπου τους 1200 βαθμούς Κελσίου. Μέσα στα όρια αυτού του στρώματος βρίσκεται η λεγόμενη ιονόσφαιρα, όπου ο αέρας ιονίζεται σε μεγάλο βαθμό υπό την επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας.
- Η εξώσφαιρα είναι μια ζώνη διασποράς που σε υψόμετρο 3000 km διέρχεται στο διάστημα. Ο αέρας εδώ είναι κορεσμένος με ελαφρά αέρια, ιδιαίτερα υδρογόνο και ήλιο.
Βασικά φυσικά χαρακτηριστικά της ατμόσφαιρας
Φυσικά, οι φυσικές ιδιότητες του αέρα είναι εξαιρετικά σημαντικές. Για παράδειγμα, γνωρίζοντάς τα, μπορείτε να προσδιορίσετε πώς η ατμόσφαιρα επηρεάζει έναν άνθρωπο ή οποιονδήποτε άλλο ζωντανό οργανισμό. Επιπλέον, η μέτρηση των φυσικών παραμέτρων είναι απλώς απαραίτητη για τον προσδιορισμό των βέλτιστων χαρακτηριστικών αεροσκαφών, αεροσκαφών κ.λπ. Ειδικότερα, λαμβάνονται υπόψη οι ακόλουθοι φυσικοί δείκτες:
- Η θερμοκρασία του αέρα μετριέται χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο: t1 = t - 6,5H (εδώ t είναι η θερμοκρασία του αέρα στην επιφάνεια της γης και H είναι το ύψος).
- Η πυκνότητα του αέρα είναι η μάζα του αέρα ανά κυβικό μέτρο.
- Πίεση, η οποία μπορεί να μετρηθεί τόσο σε Pascals όσο και σε ατμόσφαιρες.
- Η υγρασία του αέρα δείχνει την ποσότητα νερού σε μια μονάδα αέρα. Πρέπει να σημειωθεί ότι η μηδενική υγρασία είναι δυνατή μόνο σε εργαστηριακές συνθήκες. Όσο υψηλότερος είναι αυτός ο δείκτης, τόσο χαμηλότερη είναι η πυκνότητα του αέρα και αντίστροφα.
Παρεμπιπτόντως, η επιστήμη που απαντά σε ερωτήσεις σχετικά με το πώς ονομάζεται το ατμοσφαιρικό περίβλημα της Γης και ποιες είναι οι ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά του είναι η μετεωρολογία. Οι επιστήμονες όχι μόνο μελετούν την ατμόσφαιρα, αλλά παρακολουθούν και τις συνεχείς αλλαγές της, που επηρεάζουν τον καιρό και το κλίμα.
Η ατμόσφαιρα και η σημασία της
Η σημασία του αέριου κελύφους της Γης είναι πολύ δύσκολο να υπερεκτιμηθεί. Εξάλλου, λίγα μόνο λεπτά χωρίς αέρα οδηγούν σε απώλεια συνείδησης, υποξία και μη αναστρέψιμη εγκεφαλική βλάβη. Μόνο χάρη στην εκπληκτική σύνθεση της ατμόσφαιρας μπορούν οι ζωντανοί οργανισμοί να λάβουν το οξυγόνο που χρειάζονται.
Επιπλέον, το κέλυφος αέρα προστατεύει την επιφάνεια του πλανήτη από την επιβλαβή κοσμική ακτινοβολία. Ταυτόχρονα, αρκετή ποσότητα υπεριωδών ακτίνων διέρχεται από την ατμόσφαιρα, η οποία θερμαίνει τη Γη. Οι επιστήμονες λένε ότι η μείωση της υπεριώδους ακτινοβολίας θα οδηγήσει σε μείωση της γενική θερμοκρασίακαι κατάψυξη. Επιπλέον, υπό την επίδραση του ηλιακού φωτός (σε λογική ποσότητα) Η βιταμίνη D σχηματίζεται στους ιστούς του ανθρώπινου δέρματος.
Το στρώμα του όζοντος και η σημασία του
Το στρώμα του όζοντος βρίσκεται στη στρατόσφαιρα, σε υψόμετρο 12-50 km από την επιφάνεια της γης. Αυτό το τμήμα της ατμόσφαιρας ανακαλύφθηκε το 1912 από τους Γάλλους επιστήμονες C. Fabry και A. Buisson.
Το όζον είναι ένα άχρωμο αέριο με έντονη, χαρακτηριστική οσμή. Αποτελείται από τρία άτομα οξυγόνου. Είναι αυτό το τμήμα του κελύφους αερίου που προστατεύει την επιφάνεια της γης από την επικίνδυνη κοσμική ακτινοβολία.
Δυστυχώς, λόγω της τεχνικής και βιομηχανικής προόδου, η ποσότητα των επιβλαβών ουσιών στο κέλυφος του αέρα της Γης έχει αυξηθεί, οι οποίες σταδιακά καταστρέφουν το στρώμα του όζοντος. Οι λεγόμενες τρύπες του όζοντος είναι ένα εξαιρετικά επικίνδυνο πρόβλημα.
φαινόμενο του θερμοκηπίου και όξινη βροχή
Δυστυχώς, η σταθερά, που συνδέεται κυρίως με την ανεπτυγμένη βιομηχανία, οδηγεί σε μεγάλη φθορά. Τέτοιες επικίνδυνες αλλαγές περιλαμβάνουν το λεγόμενο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Το γεγονός είναι ότι τα επίγεια σώματα εκπέμπουν κύματα κυρίως στο υπέρυθρο φάσμα - δεν μπορούν πάντα να διεισδύσουν στην ατμόσφαιρα. Η αύξηση της συγκέντρωσης του διοξειδίου του άνθρακα, το οποίο απορροφά την υπέρυθρη ακτινοβολία, οδηγεί σε αύξηση της συνολικής θερμοκρασίας στα χαμηλότερα στρώματα της ατμόσφαιρας, η οποία, κατά συνέπεια, επηρεάζει το κλίμα.
Η όξινη βροχή είναι ένα άλλο αποτέλεσμα της βιομηχανικής ρύπανσης του αέρα της Γης. Τα οξείδια του θείου και του αζώτου, τα οποία εκπέμπονται στον αέρα από θερμοηλεκτρικούς σταθμούς, αυτοκίνητα, μεταλλουργικές μονάδες και ορισμένες άλλες επιχειρήσεις, μπορούν να αντιδράσουν με τους ατμοσφαιρικούς υδρατμούς - υπό την επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας, σχηματίζονται εδώ οξέα, τα οποία πέφτουν μαζί με άλλες κατακρημνίσεις .
Ο ατμοσφαιρικός αέρας αποτελείται από άζωτο (77,99%), οξυγόνο (21%), αδρανή αέρια (1%) και διοξείδιο του άνθρακα (0,01%). Το μερίδιο του διοξειδίου του άνθρακα αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου λόγω του γεγονότος ότι τα προϊόντα καύσης καυσίμων απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα και, επιπλέον, μειώνεται η περιοχή των δασών που απορροφούν διοξείδιο του άνθρακα και απελευθερώνουν οξυγόνο.
Η ατμόσφαιρα περιέχει επίσης μια μικρή ποσότητα όζοντος, η οποία συγκεντρώνεται σε υψόμετρο περίπου 25-30 km και σχηματίζει το λεγόμενο στρώμα του όζοντος. Αυτό το στρώμα δημιουργεί ένα φράγμα στην ηλιακή υπεριώδη ακτινοβολία, η οποία είναι επικίνδυνη για τους ζωντανούς οργανισμούς στη Γη.
Επιπλέον, η ατμόσφαιρα περιέχει υδρατμούς και διάφορες ακαθαρσίες - σωματίδια σκόνης, ηφαιστειακή τέφρα, αιθάλη κ.λπ. Η συγκέντρωση των ακαθαρσιών είναι υψηλότερη κοντά στην επιφάνεια της γης και σε ορισμένες περιοχές: πάνω από μεγάλες πόλεις, ερήμους.
Τροποσφαίρα- χαμηλότερα, περιέχει το μεγαλύτερο μέρος του αέρα και. Το ύψος αυτού του στρώματος ποικίλλει: από 8-10 km κοντά στις τροπικές περιοχές έως 16-18 κοντά στον ισημερινό. στην τροπόσφαιρα μειώνεται με την άνοδο: κατά 6°C για κάθε χιλιόμετρο. Ο καιρός σχηματίζεται στην τροπόσφαιρα, σχηματίζονται άνεμοι, βροχοπτώσεις, σύννεφα, κυκλώνες και αντικυκλώνες.
Το επόμενο στρώμα της ατμόσφαιρας είναι στρατόσφαιρα. Ο αέρας σε αυτό είναι πολύ πιο σπάνιος και υπάρχουν πολύ λιγότεροι υδρατμοί σε αυτό. Η θερμοκρασία στο κάτω μέρος της στρατόσφαιρας είναι -60 - -80°C και πέφτει με την αύξηση του υψομέτρου. Στη στρατόσφαιρα βρίσκεται το στρώμα του όζοντος. Η στρατόσφαιρα χαρακτηρίζεται από υψηλές ταχύτητες ανέμου (έως 80-100 m/sec).
Μεσόσφαιρα — μεσαίο στρώμαατμόσφαιρα, που βρίσκεται πάνω από τη στρατόσφαιρα σε υψόμετρα από 50 έως S0-S5 km. Η μεσόσφαιρα χαρακτηρίζεται από μείωση της μέσης θερμοκρασίας με ύψος από 0°C στο κάτω όριο έως -90°C στο ανώτερο όριο. Κοντά στο ανώτερο όριο της μεσόσφαιρας, παρατηρούνται νυχτερινά νέφη, που φωτίζονται από τον ήλιο τη νύχτα. Η πίεση του αέρα στο ανώτερο όριο της μεσόσφαιρας είναι 200 φορές μικρότερη από ό,τι στην επιφάνεια της γης.
Θερμόσφαιρα- βρίσκεται πάνω από τη μεσόσφαιρα, σε υψόμετρα από SO έως 400-500 km, σε αυτήν η θερμοκρασία πρώτα αργά και μετά γρήγορα αρχίζει να ανεβαίνει ξανά. Ο λόγος είναι η απορρόφηση της υπεριώδους ακτινοβολίας από τον Ήλιο σε υψόμετρα 150-300 km. Στη θερμόσφαιρα, η θερμοκρασία αυξάνεται συνεχώς σε υψόμετρο περίπου 400 km, όπου φτάνει τους 700 - 1500 ° C (ανάλογα με ηλιακή δραστηριότητα). Υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας, των ακτίνων Χ και της κοσμικής ακτινοβολίας, εμφανίζεται επίσης ιονισμός του αέρα («αύροι»). Οι κύριες περιοχές της ιονόσφαιρας βρίσκονται εντός της θερμόσφαιρας.
Εξώσφαιρα- το εξωτερικό, πιο σπάνιο στρώμα της ατμόσφαιρας, ξεκινά από υψόμετρα 450-000 km και το ανώτερο όριο του βρίσκεται σε απόσταση αρκετών χιλιάδων χιλιομέτρων από την επιφάνεια της γης, όπου η συγκέντρωση των σωματιδίων γίνεται η ίδια όπως στα διαπλανητικά χώρος. Η εξώσφαιρα αποτελείται από ιονισμένο αέριο (πλάσμα). το κάτω και το μεσαίο τμήμα της εξώσφαιρας αποτελούνται κυρίως από οξυγόνο και άζωτο. Με την αύξηση του υψομέτρου, η σχετική συγκέντρωση των ελαφρών αερίων, ιδιαίτερα του ιονισμένου υδρογόνου, αυξάνεται γρήγορα. Η θερμοκρασία στην εξώσφαιρα είναι 1300-3000°C. μεγαλώνει αδύναμα με το ύψος. Οι ζώνες ακτινοβολίας της Γης βρίσκονται κυρίως στην εξώσφαιρα.
Η Γη είναι ο 3ος πλανήτης από τον Ήλιο, που βρίσκεται μεταξύ της Αφροδίτης και του Άρη. Είναι ο πιο πυκνός πλανήτης ηλιακό σύστημα, το μεγαλύτερο από τα τέσσερα και το μοναδικό αστρονομικό αντικείμενο που είναι γνωστό ότι φιλοξενεί ζωή. Σύμφωνα με τη ραδιομετρική χρονολόγηση και άλλες ερευνητικές μεθόδους, ο πλανήτης μας σχηματίστηκε πριν από περίπου 4,54 δισεκατομμύρια χρόνια. Η Γη αλληλεπιδρά βαρυτικά με άλλα αντικείμενα στο διάστημα, ειδικά τον Ήλιο και τη Σελήνη.
Η Γη αποτελείται από τέσσερις κύριες σφαίρες ή κελύφη, που εξαρτώνται η μία από την άλλη και αποτελούν τα βιολογικά και φυσικά συστατικά του πλανήτη μας. Ονομάζονται επιστημονικά βιοφυσικά στοιχεία, δηλαδή η υδρόσφαιρα («υδρόσφαιρα» για το νερό), η βιόσφαιρα («βιο» για τα έμβια όντα), η λιθόσφαιρα («λίθο» για τη γη ή την επιφάνεια της γης) και η ατμόσφαιρα («ατμό» για αέρας). Αυτές οι κύριες σφαίρες του πλανήτη μας χωρίζονται περαιτέρω σε διάφορες υποσφαίρες.
Ας δούμε και τα τέσσερα κοχύλια της Γης με περισσότερες λεπτομέρειες για να κατανοήσουμε τις λειτουργίες και τη σημασία τους.
Λιθόσφαιρα - το σκληρό κέλυφος της Γης
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, υπάρχουν περισσότερα από 1386 εκατομμύρια km³ νερού στον πλανήτη μας.
Οι ωκεανοί περιέχουν περισσότερο από το 97% του νερού της Γης. Τα υπόλοιπα προέρχονται από γλυκό νερό, τα δύο τρίτα του οποίου είναι παγωμένα στις πολικές περιοχές του πλανήτη και στις χιονισμένες βουνοκορφές. Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι αν και το νερό σκεπάζει πλέονεπιφάνεια του πλανήτη, είναι μόνο 0,023% συνολική μάζαΓη.
Η βιόσφαιρα είναι το ζωντανό κέλυφος της Γης
Η βιόσφαιρα μερικές φορές θεωρείται μια μεγάλη - μια πολύπλοκη κοινότητα ζωντανών και μη ζωντανών συστατικών που λειτουργούν ως ένα ενιαίο σύνολο. Ωστόσο, τις περισσότερες φορές η βιόσφαιρα περιγράφεται ως μια συλλογή πολλών οικολογικών συστημάτων.
Ατμόσφαιρα - το περίβλημα αέρα της Γης
Η ατμόσφαιρα είναι η συλλογή αερίων που περιβάλλουν τον πλανήτη μας, που συγκρατούνται στη θέση τους από τη βαρύτητα της Γης. Το μεγαλύτερο μέρος της ατμόσφαιράς μας βρίσκεται κοντά στην επιφάνεια της γης, όπου είναι πιο πυκνή. Ο αέρας της Γης αποτελείται από 79% άζωτο και λίγο λιγότερο από 21% οξυγόνο, καθώς και αργό, διοξείδιο του άνθρακα και άλλα αέρια. Οι υδρατμοί και η σκόνη αποτελούν επίσης μέρος της ατμόσφαιρας της Γης. Άλλοι πλανήτες και η Σελήνη έχουν πολύ διαφορετικές ατμόσφαιρες και κάποιοι δεν έχουν καθόλου ατμόσφαιρα. Δεν υπάρχει ατμόσφαιρα στο διάστημα.
Η ατμόσφαιρα είναι τόσο διαδεδομένη που είναι σχεδόν αόρατη, αλλά το βάρος της είναι ίσο με το στρώμα νερού βάθους άνω των 10 μέτρων που καλύπτει ολόκληρο τον πλανήτη μας. Τα χαμηλότερα 30 χιλιόμετρα της ατμόσφαιρας περιέχουν περίπου το 98% της συνολικής μάζας της.
Οι επιστήμονες λένε ότι πολλά από τα αέρια στην ατμόσφαιρά μας απελευθερώθηκαν στον αέρα από πρώιμα ηφαίστεια. Εκείνη την εποχή υπήρχε λίγο ή καθόλου ελεύθερο οξυγόνο γύρω από τη Γη. Το ελεύθερο οξυγόνο αποτελείται από μόρια οξυγόνου που δεν συνδέονται με άλλο στοιχείο, όπως ο άνθρακας (για να σχηματιστεί διοξείδιο του άνθρακα) ή το υδρογόνο (για να σχηματιστεί νερό).
Ελεύθερο οξυγόνο μπορεί να έχει προστεθεί στην ατμόσφαιρα από πρωτόγονους οργανισμούς, πιθανώς βακτήρια, κατά τη διάρκεια . Αργότερα περισσότερα σύνθετα σχήματαπρόσθεσε περισσότερο οξυγόνο στην ατμόσφαιρα. Το οξυγόνο στη σημερινή ατμόσφαιρα πιθανότατα πήρε εκατομμύρια χρόνια για να συσσωρευτεί.
Η ατμόσφαιρα λειτουργεί σαν ένα γιγάντιο φίλτρο, απορροφώντας το μεγαλύτερο μέρος της υπεριώδους ακτινοβολίας και επιτρέποντάς της να διεισδύσει ακτίνες ηλίου. Υπεριωδης ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑείναι επιβλαβές για τα ζωντανά όντα και μπορεί να προκαλέσει εγκαύματα. Ωστόσο, η ηλιακή ενέργεια είναι απαραίτητη για όλη τη ζωή στη Γη.
Η ατμόσφαιρα της Γης έχει. Τα ακόλουθα στρώματα εκτείνονται από την επιφάνεια του πλανήτη μέχρι τον ουρανό: τροπόσφαιρα, στρατόσφαιρα, μεσόσφαιρα, θερμόσφαιρα και εξώσφαιρα. Ένα άλλο στρώμα, που ονομάζεται ιονόσφαιρα, εκτείνεται από τη μεσόσφαιρα στην εξώσφαιρα. Έξω από την εξώσφαιρα είναι ο χώρος. Τα όρια μεταξύ των ατμοσφαιρικών στρωμάτων δεν είναι σαφώς καθορισμένα και ποικίλλουν ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος και την εποχή του χρόνου.
Αλληλεπίδραση των οστράκων της Γης
Και οι τέσσερις σφαίρες μπορούν να υπάρχουν σε ένα μέρος. Για παράδειγμα, ένα κομμάτι χώματος θα περιέχει ορυκτά από τη λιθόσφαιρα. Επιπλέον, θα υπάρχουν στοιχεία της υδρόσφαιρας, που είναι η υγρασία στο έδαφος, της βιόσφαιρας, που είναι τα έντομα και τα φυτά, ακόμη και η ατμόσφαιρα, που είναι ο αέρας του εδάφους.
Όλες οι σφαίρες είναι αλληλένδετες και εξαρτώνται η μία από την άλλη, σαν ένας ενιαίος οργανισμός. Οι αλλαγές σε έναν τομέα θα οδηγήσουν σε αλλαγές σε έναν άλλο. Επομένως, ό,τι κάνουμε στον πλανήτη μας επηρεάζει άλλες διαδικασίες εντός των ορίων του (ακόμα κι αν δεν μπορούμε να το δούμε με τα μάτια μας).
Για τους ανθρώπους που αντιμετωπίζουν προβλήματα, είναι πολύ σημαντικό να κατανοήσουν τη διασύνδεση όλων των στρωμάτων της Γης.