Географія тема - атмосфера

Атмосфера (від грец. Атмос - пар і сфера - куля) - газова оболонка, що оточує планету Земля і обертається разом з нею. Сукупність розділів фізики і хімії, які вивчають атмосферу, прийнято називати фізикою атмосфери. Атмосфера визначає погоду на поверхні Землі, вивченням погоди займається метеорологія, а тривалими варіаціями клімату - кліматологія.

Товщина атмосфери 1500 км від поверхні Землі. Сумарна маса повітря, тобто суміші газів, складових атмосферу, - 5,1-5,3 * 10 ^ 15 т. Молекулярна маса чистого сухого повітря становить 29. Тиск при 0 ° С на рівні моря 101 325 Па, або 760 мм. рт. ст .; критична температура - 140,7 ° С; критичний тиск 3,7 МПа. Розчинність повітря у воді при 0 ° С - 0,036%, при 25 ° С - 0,22%.

будова атмосфери

Фізичний стан атмосфери визначається погодою і кліматом. Основні параметри атмосфери: щільність повітря, тиск, температура і склад. Зі збільшенням висоти щільність повітря і атмосферний тиск зменшуються. Температура змінюється також залежно від зміни висоти. Вертикальне будова атмосфери характеризується різними температурними і електричними властивостями, різним станом повітря. Залежно від температури в атмосфері розрізняють наступні основні шари: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, екзосферу (сферу розсіювання). Перехідні області атмосфери між сусідніми оболонками називають відповідно тропопауза, стратопауза і т.д.

Тропосфера - нижній, основний, найбільш вивчений шар атмосфери. висотою в полярних областях 8-10 км, в помірних широтах до 10-12 км, на екваторі - 16-18 км. У тропосфері зосереджено приблизно 80-90% всієї маси атмосфери і майже всі водяні пари. При підйомі через кожні 100 м температура в тропосфері знижується в середньому на 0,65 ° С і досягає -53 ° С у верхній частині. Цей верхній шар тропосфери називають тропопаузою. У тропосфері сильно розвинені турбулентність і конвекція, зосереджена переважна частина водяної пари. виникають хмари, розвиваються циклони і антициклони.

Стратосфера - шар атмосфери, що розташовується на висоті 11-50 км. Характерно незначна зміна температури в шарі 11-25 км (нижній шар стратосфери) і підвищення її в шарі 25-40 км від -56,5 до 0,8 ° С (верхній шар стратосфери або область інверсії). Досягнувши на висоті близько 40 км значення 273 К (0 ° С), температура залишається постійною до висоти 55 км. Ця область постійної температури називається стратопаузой і є кордоном між стратосферой і мезосферою.

Саме в стратосфері розташовується шар озоносфери ( «озоновий шар», на висоті від 15-20 до 55- 60 км), який визначає верхня межа життя в біосфері. Важливий компонент стратосфери і мезосфери - озон, що утворюється в результаті фотохімічних реакцій найбільш інтенсивно на висоті рівній 30 км. Загальна маса озону склала б при нормальному тиску шар товщиною 1,7-4 мм, а й цього досить для поглинання згубного для життя ультрафіолетового випромінювання Сонця. Руйнування озону відбувається при його взаємодії з вільними радикалами, оксидом азоту, галогенсодержащими сполуками (в тому числі «фреонами»). Озон - аллотропия кисню, утворюється в результаті наступної хімічної реакції, зазвичай після дощу, коли отримане з'єднання піднімається у верхні шари тропосфери; озон має специфічний запах.

У стратосфері затримується велика частина короткохвильового частини ультрафіолетового випромінювання (180-200 нм) і відбувається трансформація енергії коротких хвиль. Під впливом цих променів змінюються магнітні поля, розпадаються молекули, відбувається іонізація, новоутворення газів і інших хімічних сполук. Ці процеси можна спостерігати у вигляді північних сяйв, блискавиць, і інших світінь. У стратосфері майже немає водяної пари.

Мезосфера починається на висоті 50 км і простягається до 80-90 км. Температура повітря до висоти 75-85 км знижується до -88 ° С. Верхньою межею мезосфери є мезопауза.

Термосфера (інша назва - іоносфера) - шар атмосфери, наступний за мезосферою, - починається на висоті 80-90 км і простягається до 800 км. Температура повітря в термосфере швидко і неухильно зростає і досягає декількох сотень і навіть тисяч градусів.

Екзосфера - зона розсіювання, зовнішня частина термосфери, розташована вище 800 км. Газ в екзосфері сильно розріджене, і звідси йде витік його частинок в міжпланетний простір (диссипация).
До висоти 100 км атмосфера являє собою гомогенну (однофазну), добре перемішану суміш газів. У більш високих шарах розподіл газів по висоті залежить від їх молекулярних мас, концентрація більш важких газів зменшується швидше в міру віддалення від поверхні Землі. Внаслідок зменшення щільності газів температура знижується від 0 ° С в стратосфері до -110 ° С в мезосфері. Однак кінетична енергія окремих частинок на висотах 200-250 км відповідає температурі приблизно 1500 ° С. Вище 200 км спостерігаються значні флуктуації температури і щільності газів в часі і просторі.

Залежно від складу газу в атмосфері виділяють гомосферу і гетеросферу. Гетеросферу - це область, де гравітація впливає на поділ газів, тому що їх перемішування на такій висоті незначно. Звідси випливає змінний склад гетеросферу. Нижче її лежить добре перемішана, однорідна за складом частина атмосфери звана гомосфери. Кордон між цими шарами називається турбопаузи, вона лежить на висоті близько 120 км.

Атмосферний тиск - тиск атмосферного повітря на що знаходяться в ньому предмети і земну поверхню. Нормальним атмосферним тиском є ​​показник в 760 мм рт. ст. (101 325 Па). При підвищенні висоти на кожен кілометр тиск падає на 100 мм.

склад атмосфери

Атмосфера Землі - повітряна оболонка Землі, що складається в основному з газів і різних домішок (пил, краплі води, кристали льоду, морські солі, продукти горіння), кількість яких постійно. Основним газами є азот (78%), кисень (21%) і аргон (0,93%). Концентрація газів, складових атмосферу, практично постійна, за винятком вуглекислого газу СО2 (0,03%).

Також в атмосфері містяться SO2, СН4, NH3, СО, вуглеводні, НС1, HF, пари Hg, I2, а також NO і багато інших гази в незначних кількостях. У тропосфері постійно знаходиться велика кількість зважених твердих і рідких частинок (аерозоль).