Атмосфера

Поверхность земли

Атмосфера – это газообразная оболочка, образованная вокруг небесного объекта и отделяющая его от открытого космоса. Атмосферу разделяют на 2 типа: планетарную и звездную. Они различны по структуре, составу и строению. Среди звезд наиболее изучена атмосфера Солнца.

Звездная атмосфера представляет собой внешнюю оболочку, состоящую из: световых волн (фотосфера), газов (хромосфера) и раскаленной плазмы (корона). Все вместе они образуют звездное сияние, которое мы видим.

Планетарная атмосфера – это газообразная оболочка, включенная в состав геосфер, образующих планету. Она удерживается магнитным полем и вращается вместе с планетой, создавая и поддерживая особую экосистему на поверхности, которую укрывает. Полноценные газовые сферы есть у трех планет Солнечной системы: Венеры, Земли и Марса, а также у спутника Сатурна — Титана. Другие небесные тела имеют слабо выраженную газовую сферу, и считается, что у них ее нет. Атмосферы различны по плотности и химическому составу, поэтому и внутренний климат на планетах различен. Атмосфера выполняет защитную и планетообразующую функцию.

Что из себя представляет атмосфера Земли?

Атмосферу нашей планеты часто называют воздушным океаном. Это структурированная газовая оболочка, расположенная вокруг Земли, вплотную прилегающая к поверхности суши и океанов. Во многом, благодаря ей создается погода и климат. Попросту говоря, это воздушная среда, вращающаяся в космосе вместе с планетой. Благодаря ее появлению на Земле зародилась органическая жизнь в таком виде, который нам известен. Органика тоже в свою очередь повлияла на состав и строение атмосферы.

Изначально атмосфера образовалась за счет притянутых гравитацией звездных частиц и под воздействием литосферной оболочки (испарения, извержения вулканов и прочего), и только потом появились океаны и биосфера.

Все планетарные геосферы связаны между собой. Процессы, происходящие в одной, кардинально преображали другие. Например, первичный состав атмосферы Протоземли разительно отличался от современного, как и сама планета.

Атмосфера Земли

Из чего состоит атмосфера Земли

Строение земной атмосферы разительно изменялось как минимум 4 раза. Наша атмосферная оболочка наполнена: газами, пылью, водой в виде пара и кристалликов льда, минералами, бактериями, различными взвешенными частицами. Общая масса атмосферы Земли равна: 5.97×10²⁴ кг, что составляет 5 квадриллионов тонн, или одну миллионную часть массы самой Земли. В нижних 5 км сосредоточено 50% всей массы атмосферной оболочки. Выше воздух легче и имеет пониженную плотность.

Газовый состав атмосферы Земли у поверхности:

  • Азот – 78%
  • Кислород – 21%
  • Аргон – 0,9%
  • Углекислый газ – 0, 04%
  • Иные газы (неон, гелий, метан, водород, ксенон и прочие) – 0, 06%

Это объемное содержание газов, и оно непостоянно. В последнее время содержание углекислого газа в атмосфере неумолимо растет, меняя ее состав в целом. Грозит ли это катастрофами и глобальным потеплением? Однозначного ответа нет. Ученые пока ведут яростные споры. Содержание кислорода в атмосфере также нестабильно, что заставляет экологов бить в набат.

Атмосфера Земли

Физико-химические свойства атмосферы

С высотой в атмосферной оболочке характеристики изменяются. Параметрами, определяющими физико-химическое состояние атмосферы, являются: плотность, давление, температура и состав воздуха. Например, плотность и влажность воздуха с высотой становятся меньше, как и атмосферное давление. На поверхности Земли стандартными и оптимальными для человека считаются давление атмосферы в 760 мм ртутного столба, плотность воздуха 1,2754 кг ⁄ м³, относительная влажность 50%, температура 20°С.

Строение атмосферы

Воздушная сфера состоит из нескольких слоев, границы которых волнообразны. Существует классификация по: наличию заряженных частиц и состава газа (гомосфера, гетеросфера с турбопаузой между ними), влиянию на летательные аппараты (плотный слой, околоземное пространство). Также существуют такие термины, как: озоносфера (озоновый слой), нейтросфера, ионосфера и радиационный пояс, плотные слои и свободная атмосфера.

Строение атмосферы

Слои атмосферы

Основная общепринятая классификация основывается на тепловых свойствах каждой из сфер. Температуры внутри слоев могут расти и падать в установленных пределах, в зависимости от земной и солнечной активности. Переходные слои, называемые паузами, представляют собой стабилизационные прослойки, которые обладают постоянной температурной средой.

  1. Тропосфера (изменение) имеет самый насыщенный состав, слоем от 8 до 18 км, в зависимости от расположения, содержит 80% общей массы атмосферы и почти весь водяной пар. Она нагревается от поверхности Земли и постепенно охлаждается до -60°С. Здесь может существовать биосфера. Благодаря воздушным потокам образуются циклоны и антициклоны, облака и тучи, выпадают осадки, формируются погодные и климатические условия. Это рай для скайдайверов и предел высоты для гражданских самолетов. Цвет тропосферы – прозрачный с легкими туманными вкраплениями.
  2. Тропопауза – это переходная среда с температурой -55°С, отделяющий тропосферу от следующего слоя.
  3. Стратосфера (настил) составляет около 20% массы воздушной оболочки и распространяется на 15-50 км от поверхности Земли. Здесь находится озоновый слой (90% озона), защищающий нас от ультрафиолетовых лучей. Температура в стратосфере сперва доходит до -50°С, но достигая до озонового слоя, начинает повышаться до нулевой отметки. Здесь летают высотные боевые самолеты и метеозонды. Цвет стратосферы – голубой.
  4. Стратопауза – прослойка между слоями с температурой 0°С.
  5. Мезосфера (срединный) простирается до высоты 90 км и составляет 0,3% от общей массы атмосферы. Здесь сухо, температура понижается с 0 до -100°С, происходят сложные фотохимические процессы. В ней образуются ледяные облака, слабый серебристый блеск которых можно увидеть в сумерках. Именно с этой высоты можно наблюдать невероятную красоту нашей голубой планеты и яркое мерцание далеких звезд. Футуристические приключения космических дайверов также будут начинаться здесь. Это последний земной рубеж. Дальше атмосфера все больше растворяется в глубинах космоса. Цвет мезосферы насыщен темно-синими оттенками.
  6. Мезопауза – прослойка с т-рой 90°С.
  7. Линия Кармана находится на высоте 100 км от уровня моря, условная граница между Землей и космосом. Здесь становится невозможной аэродинамическая авиация из-за сильно разреженной среды и начинается простор для космонавтики.
  8. Термосфера (жаркий) имеет долю от общей массы 0,05%. В ней преобладает атомарный кислород и расположена она на высоте от 90 до 500-800 км. Температура слоя увеличивается до + 1200°С, но поскольку воздух разрежен, то физически жара не ощущается. В ней зарождаются полярные сияния и зарницы, происходит ионизация, расположена большая часть ионосферы. Здесь проходит низкая орбита Земли, по которой летают топографические, погодные, GPS-спутники и космические станции, рукотворный космический мусор (обломки ракет, нерабочие спутники и прочее) со скоростью 35 000 км в час.
  9. Термопауза – очередной переход между слоями с температурой почти 1000°С.
  10. Экзосфера (наружный) – это самый верхний слой, заполненный космической пылью и ближнекосмическим вакуумом из межпланетного газа. Он расположен на расстоянии выше 800 км от земной поверхности, простирающийся в космические дали на 10 000 км. Верхний слой экзосферы состоит из атомов водорода, способных покидать орбиту Земли и удаляться в открытый космос (сфера рассеяния). Здесь высокий уровень солнечной радиации и температура от 1200 до 2500°С. Отсюда начинается абсолютная космическая темнота и околоземное пространство.

Слои атмосферы

Нижние слои атмосферы представлены плотными по своему составу тропо- и стратосферой. Здесь присутствует турбулентность, гравитация и трение, могут летать самолеты и набирают разгон космические ракеты. Их общая высота около 50 километров.

Верхние слои – это мезо-, термо- и экзосфера. Они простираются выше 50 км над Землей, имеют очень низкую плотность и являются плавным переходом в межпланетное пространство.

Значение атмосферы для людей и планеты

Земная атмосфера – это наша защитная оболочка и среда обитания. Благодаря окружающему Землю «воздушному океану» мы можем наслаждаться жизнью, дышать свежим воздухом, созерцать земную и небесную красоту. Он обеспечивает стабильность погодных явлений и климата, развитие всего живого. Благодаря атмосфере мы можем слышать звуки. Воздух, присутствующий в тропосфере необходим для дыхания человека и животных, осуществления химических реакций.

Озоновая прослойка защищает планету от губительного ультрафиолетового излучения. Небольшие космические тела (метеориты, мусор), притягиваемые гравитацией, сгорают в атмосфере, не нанося ущерба и не вызывая катастроф, разрушительный солнечный ветер теряет свою силу. Состояние атмосферы напрямую влияет на здоровье и благополучие землян.

Загрязнение атмосферы Земли

Взаимодействие литосферы, биосферы и атмосферы напрямую влияют на их структуру. Хозяйственная деятельность человечества по своим масштабам, конечно, не сравнима с деятельностью вулканов на протопланете. Однако и мы свою лепту вносим, добывая природные ископаемые и активно занимаясь промышленностью, неорганическим сельским хозяйством.

Мы выбрасываем множество загрязняющих газов в процессе сжигания топлива, вызывая кислотные дожди, а аэрозольное загрязнение происходит не только вследствие деятельности вулканов и песчаных бурь, но и изготовления цемента, стройматериалов, рудных и сельскохозяйственных работ.

Экологи часто трубят тревогу по поводу изменения нашей воздушной оболочки. Людская деятельность и атмосфера влияют друг на друга. Например, если на Земле вырубить все леса и уничтожить биологические формы жизни, вырабатывающие и поглощающие газы, то и состав атмосферы кардинально изменится. Если воздух будет непригодным для дыхания человека, то наступит смерть.

Помимо выброса углекислого газа, пара и ядовитого дыма от сжигания мусора, человечество загрязняет свой воздушный океан обломками космических аппаратов, которые создают скопления мусора. Возможно, мы еще не готовы выходить за пределы Земли. Ведь даже в космосе мы будем устраивать мусорные свалки. Если же учесть, что владельцами материальных ценностей движут не космические открытия, а чисто практическая выгода от освоения космоса, то становится очевидным, что и там люди будут лишь разорять планеты, добывая полезные ископаемые.

Загрязнение атмосферы

Ученые утверждают, что толщина атмосферы уменьшается, а в озоновом слое образуются дыры. Причины этих явлений пока точно не установлены, но гипотез много, и самой популярной является неразумная хозяйственная деятельность человечества. Мы нарушаем естественный баланс природных процессов. Найдем ли мы решение, которое поможет не лишаться благ, которые мы приобрели с техническим прогрессом? Какой мы выберем путь?

Земля – наш дом, а атмосфера – его купол. Из прекрасного небесно-голубого он может превратиться в грязный и непроницаемый для солнечных лучей. Тогда жизнь и природа на планете начнет увядать. Современная фантастика изобилует историями, приведшими к апокалипсису, по причине изменений в земной атмосфере. Во многих из них есть крупицы истины. Поэтому мы должны заботиться о собственной среде обитания и защитной оболочке.

Комментарии читателей:
  1. Алсу:

    👍

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Атмосфера
Наверх