Атмосфера. Основные характеристики
Под термином «атмосфера» понимают газовый слой, который окутывает нашу планету и многие другие небесные тела во Вселенной. Он образует оболочку, которая возвышается над Землей на несколько сотен километров. В составе присутствуют разнообразные газы, основным из которых является кислород.
Атмосфера характеризуется:
- Неоднородностью с физической точки зрения.
- Повышенной динамичностью.
- Зависимостью от биологических факторов (высокая уязвимость в случае неблагоприятных явлений).
Основное влияние оказывают на состав и процессы его изменяющие, живые существа (включая, микроорганизмы). Эти процессы продолжаются с момента возникновения атмосферы – несколько миллиардов лет. Защитная оболочка планеты соприкасается с такими образованиями, как литосфера и гидросфера, верхние же границы определить с высокой точность сложно, ученые могут назвать только примерные значения. Атмосфера переходит в межпланетное пространство в экзосфере – на высоте
500-1000 км от поверхности нашей планеты, некоторые источники называют цифру в 3000 км.
Значение атмосферы для жизни на земле велико, так как она предохраняет планету от столкновения с космическими телами, обеспечивает оптимальные показатели для формирования и развития жизни в различных ее формах.
Состав защитной оболочки:
- Азот – 78%.
- Кислород – 20,9%.
- Смесь газовая – 1,1% (эта часть образована такими веществами, как озон, аргон, неон, гелий, метан, криптон, водород, ксенон, углекислый газ, водяные пары).
Газовая смесь выполняет важную функцию – поглощение излишнего количества солнечной энергии. Состав атмосферы изменяются в зависимости от высоты – на высоте 65 км от поверхности Земли азота в ней будет содержаться
уже 86%, кислорода – всего 19%.
Плотность воздушной оболочки изменяется с поднятием в высоту: чем выше, тем воздух разреженнее. Вот почему у альпинистов может быть кислородное голодание. У самой поверхности земли наибольшая плотность.
Атмосферу можно назвать всепроникающей оболочкой. Её газообразное состояние позволяет заполнить микроскопические отверстия в почве, вода растворена в воде, животные, растения и человек не могут существовать без воздуха.
Состав, строение, циркуляция
В оболочке выделяют несколько слоев.
1) Тропосфера
Тропосфера — самый нижний слой атмосферы. Мы дышим воздухом тропосферы. Толщина над полюсами составляет 8-10 км, в умеренных широтах — 10-12 км, а над экватором — 16-18 км. В тропосфере сосредоточена большая масса воздуха атмосферы. С поднятием вверх на 1 км. температура воздушной оболочки уменьшается на 6°С. В тропосфере происходит активное передвижение воздушных масс в вертикальном и горизонтальном направлении. Именно эта оболочка является «фабрикой» погоды. В ней формируются циклоны и антициклоны, дуют западные и восточные ветры. В ней сосредоточены все водяные пары, которые конденсируются и проливаются дожем или снегом.
Этот слой атмосферы содержит примеси: дым, пепел, пыль, копоть, все, чем мы дышим. Пограничный со стратосферой слой называется тропопауза. Здесь снижение температуры заканчивается.
2) Стратосфера
Стратосфера — слой атмосферы, расположенный над тропосферой на высоте от 8 до 50 км. Не образуются облака Наблюдаются устойчивые воздушные течения. Температура начинает расти. Здесь находится озоновый слой. В стратосфере на высоте 25 - 35 км находится озоноый слой. Озоновый слой поглощает ультрафиолетовые лучи, не пропуская их к Земле (озоновый слой является жизненно необходимым, большие дозы ультрафиолета являются губительными для живых организмов).
Последнее время антропогенная деятельность привела к разрушению этого слоя и образованию «озоновых дыр». Ученые утверждают, что причиной возникновения «дыр», является повышенная концентрация свободных радикалов и фреона. Под влиянием солнечных излучений происходит разрушение молекул газов, этот процесс сопровождается свечением (северное сияние).
3) Мезосфера
Слой расположен на высоте 50 - 80 км. Температура снижается до - 90 градусов. Газовый состав – 80% газа азота и 20% кислорода, что влияет и на структуру слоев, которые находятся ниже мезосферы. Воздух отличается сильной разреженностью, из-за чего плотность воздуха на уровне в 1 тысячу километров равняется плотности воздуха на высоте в 50 км. Из-за такого свойства мезосферы, здесь не могут совершать полеты аэростаты и самолеты. То же самое касается и полетов искусственных спутников, которые не могут преодолеть высокую плотность воздуха. Температура воздуха меняется в зависимости от высоты.
На нижних слоях температурный режим составляет всего 0 градусов по Цельсию, а на самых верхних высотах понижается до -80-90 градусов. В течение года отмечается такое явление, как обратное изменение температуры. В летнее время отмечается минимальный режим температуры, а зимой достигает максимальных показателей;
Самой главной функцией мезосферы является сжигание и уничтожение метеоров. В течение дня на планету падает более 40 тонн метеоров, поэтому состав мезосферы отлично подходит для их уничтожения. Сгорание происходит в тот момент, когда газ сталкивается с этими небесными телами. Люди наблюдают эти явления в ночное время или в ранние утренние часы, когда можно увидеть падающие звезды.
4) Термосфера
Термосфера - это слой атмосферы, нижняя граница которого 80-90км, а верхняя – 800км. Как и в остальных, в этом слое имеются свои определённые свойства. Одна из особенностей заложена в самом названии: «термо» с греческого переводится как жара или жар.
Особенности термосферы:
- Резкое повышение температуры воздуха до 1500°С в слое 90-200км;
- Низкая плотность воздуха (в среднем 1,8×10-12 г/см3);
- Сильная ионизация;
- Появление атомарного кислорода.
5) Экзосфера
Расположена выше 800 км. Постепенно переходит в космическое пространство. Состоит из самых легких газов (водорода, гелия).
