Pachetul de aer solid al pământului se numește. Principalele sfere ale planetei Pământ: litosferă, hidrosferă, biosferă și atmosferă

Învelișul aerian al planetei noastre - atmosfera - protejează organismele vii de pe suprafața pământului de efectele nocive ale radiațiilor ultraviolete de la Soare și de alte radiații cosmice dure. Protejează Pământul de meteoriți și praf cosmic. Atmosfera servește și ca „îmbrăcăminte” care nu permite pierderea de căldură radiată de Pământ în spațiu. Aerul atmosferic este o sursă de respirație pentru oameni, animale și vegetație, o materie primă pentru procesele de ardere și descompunere și pentru sinteza substanțelor chimice. Este un material utilizat pentru răcirea diverselor instalații industriale și de transport, precum și un mediu în care sunt aruncate deșeurile umane, animalele și plantele superioare și inferioare, deșeurile de producție și consum.

Interacțiunea aerului atmosferic cu apa și solul implică anumite schimbări în biosferă în ansamblu și în componentele sale individuale, intensificând și accelerând schimbările nedorite în compoziția și structura aerului atmosferic și a climatului Pământului.

Se știe că o persoană poate trăi fără alimente timp de aproximativ 5 săptămâni, fără apă timp de aproximativ 5 zile și fără aer nu va trăi nici măcar 5 minute. Nevoia unei persoane de aer curat („curat” se înțelege ca aer potrivit pentru respirație și fără consecințe negative pentru corpul uman) variază între 5 și 10 l / min sau 12-15 kg / zi. Este clar din aceasta cât de importantă este atmosfera în rezolvarea problemelor de mediu.

Exosfera

Termosfera

aurore în ionosfera inferioară

Mezopauza

Nori noctilucenți

Stratosferă

Tropopauză ^

• 1,9-10 8
• 3.8-10 ^ 1.4-10 7 2.2-10 "7 3-S" 7
• 1- 10- 6
• 2- 10 ^ 7-10 *
• 4 10 5 0,0004

Nivelul marii

120 -90 -60 -30 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 1 °

Temperatura, ° С

Figura: 21. Secțiunea verticală a atmosferei

Omenirea trăiește în fundul Marelui Ocean Aerian, care este o coajă continuu, care înconjoară complet globul. Cea mai studiată parte a atmosferei se întinde de la nivelul mării până la o altitudine de 100 km. În general, atmosfera este împărțită în mai multe sfere: troposferă, stratosferă, mezosferă, ionosferă (termosferă), exosferă. Limitele dintre sfere se numesc pauze (Fig. 21). În ceea ce privește compoziția chimică, atmosfera Pământului este împărțită în homosfera inferioară (până la 100 km), care are o compoziție similară cu aerul de la suprafață, iar cea superioară - heterosfera, eterogenă compoziție chimică... Pe lângă gaze, atmosfera conține diferiți aerosoli - particule prăfuite sau de apă suspendate într-un mediu gazos. Au atât origine naturală, cât și tehnogenă.

Troposfera este de suprafață partea de jos atmosfera, adică zona în care trăiesc cele mai multe organisme vii, inclusiv oamenii. Peste 80% din masa întregii atmosfere este concentrată în această zonă. Puterea sa (înălțimea pe suprafața terestră) este determinată de intensitatea fluxurilor verticale (crescătoare și descendente) de aer cauzate de încălzirea suprafeței terestre. Drept urmare, la ecuator se extinde până la o altitudine de 16-18 km, în latitudini medii (temperate) - până la 10-11 km, iar la poli - până la 8 km. S-a observat o scădere regulată a temperaturii aerului cu o înălțime medie de 0,6 în C pentru fiecare 100 m.

Troposfera conține cea mai mare parte a prafului cosmic și antropogen, vapori de apă, azot, oxigen și gaze inerte. Este practic transparent pentru radiația solară cu unde scurte care trece prin ea. În același timp, vaporii de apă, ozonul și dioxidul de carbon conținute în aceasta absorb destul de puternic radiația termică (cu undă lungă) a planetei noastre, ca urmare a cărei încălzire a troposferei are loc. Acest lucru duce la mișcarea verticală a curenților de aer, condensarea vaporilor de apă, formarea norilor și precipitații.

Stratosfera este situată deasupra troposferei până la o altitudine de 50-55 km. Temperatura la limita sa superioară crește datorită prezenței ozonului.

Mezosfera - limita superioară a acestui strat este fixată la înălțimi de aproximativ 80 km. Caracteristica sa principală este o scădere bruscă a temperaturii (-75 ° - 90 ° C) la marginea superioară. Există așa-numiții nori noctilucenți, constând din cristale de gheață.

Ionosfera (termosfera) este situată până la o altitudine de 800 km și se caracterizează printr-o creștere semnificativă a temperaturii (peste 1000 ° C). Sub influența radiațiilor ultraviolete de la Soare, gazele atmosferice se află într-o stare ionizată. Această stare este asociată cu apariția aurorei, ca strălucire a gazelor. Ionosfera are capacitatea de a reflecta în mod repetat undele radio, ceea ce asigură comunicații radio pe distanțe lungi pe Pământ.

Exosfera se întinde de la o altitudine de 800 km la o altitudine de 2000-3000 km. În acest interval de altitudini, temperaturile cresc până la 2000 "C. Este foarte important ca viteza mișcării gazelor să se apropie de o valoare critică de 11,2 km / s. Compoziția este dominată de atomi de hidrogen și heliu, care formează așa-numitele coroană în jurul planetei noastre, întinzându-se până la înălțimi de 20 mii km.

După cum se poate vedea din cele de mai sus, temperatura în atmosferă se schimbă într-un mod foarte complex (vezi Fig. 21) și are o valoare maximă sau minimă în timpul pauzelor. Cu cât creșterea este mai mare deasupra suprafeței pământului, cu atât este mai mică presiunea atmosferică. Datorită compresibilității ridicate a atmosferei, presiunea acesteia scade de la o valoare medie de 760 mm Hg. Artă. (101 325 Pa) la nivelul mării până la 2,3 -K) "mm Hg. (0,305 Pa) la o altitudine de 100 km și numai până la 1 -10 6 mm Hg. (1,3! 0" 4 Pa) la o altitudine de 200 km.

Condițiile de viață de pe suprafața Pământului în ceea ce privește „suportul” său atmosferic diferă brusc la altitudini mari, adică, la înălțimile stratosferei, majoritatea formelor de viață ale Pământului nu pot exista fără mijloace de protecție.

Compoziția atmosferei nu este constantă în înălțime și variază pe o gamă destul de largă. Principalele motive pentru acest lucru sunt: \u200b\u200bforța gravitațională, amestecul de difuzie, acțiunea razelor cosmice și solare și a particulelor de mare energie emise de acestea (Tabelul 8).

Spectrul luminii solare

Tabelul 8

Sub influența gravitației, atomii și moleculele mai grele coboară în partea inferioară a atmosferei, în timp ce cele mai ușoare rămân în partea superioară a acesteia. Masa 9 prezintă compoziția aerului uscat în apropierea nivelului mării, iar Fig. 21 arată schimbarea greutății moleculare medii a atmosferei în funcție de înălțimea de deasupra suprafeței Pământului.

În general, amestecul mecanic al gazelor atmosferice este reprezentat în medie de azot - 78% din volumul său; oxigen - 21%; heliu, argon, cripton și celelalte componente menționate mai sus - 1% sau mai puțin.

Compoziția aerului atmosferic

Note: I. Ozon O, dioxid de sulf 50; dioxidul de azot NO ^ amchiacMH ^ și monoxidul de CO sunt prezenți sub formă de contaminanți și, ca urmare, conținutul lor poate varia semnificativ. 2. Fracția molară este înțeleasă ca raportul dintre numărul de moli al unui anumit component din eșantionul de aer considerat și numărul total de moli al tuturor componentelor din această probă.

Greutatea moleculară medie a unui astfel de aer este de 28,96 amu. e. m și rămâne aproape neschimbată până la o altitudine de 90 km. La altitudini mari, greutatea moleculară scade brusc, iar la altitudini de 500 km și peste, heliul devine cea mai importantă componentă a atmosferei, deși conținutul său la nivelul mării este extrem de scăzut. Principalele componente ale aerului (99 % din întreaga compoziție) sunt gaze diatomice (oxigen 0 2 și azot N 2).

Oxigenul este cel mai esențial element atmosferic pentru funcționarea biosferei. Dacă în atmosferă poate ajunge până la 23% din greutate, atunci în apă - aproximativ 89%, iar în corpul uman - aproape 65%. În total, în toate geosferele - atmosfera, hidrosfera și în partea accesibilă a litosferei, oxigenul reprezintă 50% din masa totală de aer. Dar, în stare liberă, oxigenul este concentrat în atmosferă, unde cantitatea sa este estimată la 1,5 10 15 g. În natură, procesele de consum și eliberare de oxigen au loc constant. Consumul de oxigen are loc în timpul respirației oamenilor și animalelor, în timpul diferitelor procese oxidative, cum ar fi arderea, coroziunea metalelor, mocnirea reziduurilor organice. Ca urmare, oxigenul trece de la o stare liberă la una legată. Cu toate acestea, cantitatea sa rămâne practic neschimbată datorită activității vitale a plantelor. Se crede că fitoplactonul oceanic și plantele terestre joacă un rol major în recuperarea oxigenului. Alinia-

Oxigenul există în atmosferă sub formă de modificări alotropice - 0 2 și 0 3 (ozon). În toate stările (gazoase, lichide și solide) 0 2 este paramagnetic și are o energie de disociere foarte mare - 496 kJ / mol. În stare gazoasă 0 2 este incolor, în lichid și solid are o culoare albastru deschis. Chimic foarte activ, formează compuși cu toate elementele, cu excepția heliului și neonului.

Ozonul Oj este un gaz format din 0 2 într-o descărcare electrică liniștită la o concentrație de până la 10%, este diamagnetic, toxic, are o culoare albastru închis (albastru). Urme de O apar sub acțiunea radiației ultraviolete (UV) de la 0 2 în atmosfera superioară. Concentrația maximă de 0 3 în atmosfera superioară la altitudini de 25-45 km formează ecranul (stratul) de ozon cunoscut acum.

O altă componentă foarte importantă și constantă a aerului este azotul, a cărui masă este de 75,5% (4-10 15 g). Face parte din proteine \u200b\u200bși compuși azotati, care stau la baza întregii vieți de pe planeta noastră.

Azotul N 2 este un gaz incolor, inactiv chimic. Energia de disociere a N2 - 2N este de aproape două ori mai mare decât cea a O2 și se ridică la 944,7 kJ / mol. Rezistența ridicată a legăturii N și N determină reactivitatea sa scăzută. Cu toate acestea, în ciuda acestui fapt, azotul formează mulți compuși diferiți, inclusiv cu oxigenul. Deci, oxidul de N, 0 - dinitrogen este relativ inert, dar atunci când este încălzit, se transformă în N2 și O2. Monoxid de azot -NO reacționează instantaneu cu ozonul în funcție de reacție:

2NO + O, \u003d 2N0 3

Molecula NO este paramagnetică. Electronul n-orbitalului se separă cu ușurință odată cu formarea cationului nitrosoniu NO *, legătura în care este întărită. Dioxidul de azot NO, foarte toxic, formează acid azotic puternic la contactul cu apa

2NOj + H, 0 - HN0 3 + HNOj

În condiții naturale, formarea oxizilor de azot considerați are loc în timpul descărcărilor fulgere și ca rezultat al activității bacteriilor fixatoare de azot și care descompun proteinele.

Utilizarea îngrășămintelor cu azot (nitrați, amoniac) duce la creșterea cantității de oxizi de azot de origine bacteriană în atmosferă. Ponderea proceselor naturale în formarea oxizilor de azot este estimată la 50%.

Compoziția atmosferei, în special în straturile superioare (deasupra troposferei), este puternic influențată de radiațiile cosmice și solare și de particulele emise de mare energie.

Soarele emite energie radiantă - un flux de fotoni - de o mare varietate de lungimi de undă. Energie E fiecare foton este determinat de raport

unde ȘI - Constanta lui Planck; V - frecvența radiației, V \u003d 1D (X - lungimea de undă).

Cu alte cuvinte, cu cât lungimea de undă este mai mică, cu atât este mai mare frecvența radiației și, în consecință, cu atât este mai mare energia. Când un foton se ciocnește cu un atom sau o moleculă a unei substanțe, sunt inițiate diverse transformări chimice, cum ar fi disocierea, ionizarea etc. Dar pentru aceasta, trebuie îndeplinite unele condiții: în primul rând, energia fotonului nu trebuie să fie mai mică decât cea necesară rupe o legătură chimică, îndepărtarea unui electron etc.; în al doilea rând, moleculele (atomii) trebuie să absoarbă acești fotoni.

Una dintre cele mai procese importantecare se produce în atmosfera superioară este fotodisocierea moleculelor de oxigen ca urmare a absorbției fotonului:

Cunoscând energia de disociere a legăturii din molecula de oxigen (495 kJ / mol), este posibil să se calculeze lungimea de undă maximă a fotonului care determină formarea O. Această lungime se dovedește a fi egală cu 242 nm, ceea ce înseamnă că toate fotonii cu astfel de lungimi de undă mai scurte vor avea o energie suficientă pentru ca reacția de mai sus să se desfășoare.

Moleculele de oxigen sunt, de asemenea, capabile să absoarbă o gamă largă de radiații cu undă scurtă de mare energie din spectrul solar. Compoziția oxigenului din atmosferă (vezi Fig. 21) indică cât de intensă se produce fotodisocierea oxigenului la altitudini mari. La o altitudine de 400 km, 99% din oxigen este disociat, în timp ce O, respectiv, reprezintă doar 1%. La o altitudine de 130 km, conținutul de O și O este aproximativ același; la altitudini mai mici, conținutul de O 2 depășește semnificativ conținutul de O.

Datorită energiei ridicate de legare a moleculei K (944 kJ / mol), fotonii cu o lungime de undă foarte mică au suficientă energie pentru a provoca disocierea acestei molecule. În plus, And, absoarbe slab fotonii, chiar dacă au suficientă energie. Ca urmare, fotodisocierea N3 în atmosfera superioară este foarte nesemnificativă și se formează foarte puțin azot atmosferic.

Apa vaporoasă este conținută lângă suprafața Pământului și deja la o altitudine de 30 km conținutul său este de 3 milioane, iar la altitudini și mai mari conținutul de vapori de apă este chiar mai mic. Aceasta înseamnă că cantitatea de apă care se deplasează în atmosfera superioară este foarte mică. Odată ajuns în atmosfera superioară, vaporii de apă suferă fotodisociere:

H 2 0 + -> H + OH

OH + Ay -\u003e H + O

Trimis de un număr de specialiști pe primele etape dezvoltarea Pământului, când atmosfera de oxigen nu se formase încă, fotodisocierea a contribuit în mare măsură la formarea sa.

Ca urmare a acțiunii radiației solare asupra moleculelor de materie din atmosferă, se formează electroni liberi și ioni pozitivi. Astfel de procese se numesc fotoionizare. Pentru cursul lor, trebuie îndeplinite și condițiile de mai sus. Masa 10 prezintă unele dintre cele mai importante procese de fotoionizare care au loc în atmosfera superioară. După cum urmează din tabel, fotonii care cauzează fotoionizarea aparțin părții ultraviolete cu unde scurte (de înaltă frecvență) a spectrului. Radiațiile din această parte a spectrului nu ajung la suprafața Pământului, sunt absorbite de straturile superioare ale atmosferei.

Tabelul 10

Parametrii energetici și de undă ai proceselor de fotoionizare

	Energie de ionizare, kJ / mop
O) + dy -\u003e O / + e

Ionii moleculari rezultați sunt foarte reactivi. Fără energie suplimentară, ele intră foarte repede în reacții atunci când se ciocnesc cu o varietate de particule încărcate și molecule neutre.

Una dintre cele mai evidente reacții este recombinarea unui ion molecular cu un electron - reacția inversă a fotoionizării. Aceasta eliberează o cantitate de energie egală cu energia de ionizare a unei molecule neutre. Și dacă nu există nicio modalitate de a renunța la acest exces de energie, de exemplu, ca urmare a unei coliziuni cu o altă moleculă, atunci aceasta determină disocierea moleculei nou formate. În atmosfera superioară, datorită densității foarte mici a materiei, probabilitatea coliziunii dintre molecule și a transferului de energie este foarte mică. Prin urmare, aproape toate actele de recombinare a electronilor cu ioni moleculari duc la disociere:

N5 + e-\u003e N + N1, DN

SG! + c-\u003e o + o, dn

G ^ O "+ c-\u003e N + O, DN

Azotul atomic conținut în atmosfera superioară se formează în principal ca urmare a recombinării disociative.

În cazul în care un ion molecular se ciocnește cu orice moleculă neutră, poate avea loc un transfer de electroni între ele, de exemplu

N, + 0, - "Ы 2 + 0 ',

Acest tip de reacție se numește reacția de transfer a încărcăturii.

Pentru ca o astfel de reacție să aibă loc, energia de ionizare a unei molecule care pierde un electron trebuie să fie mai mică decât energia de ionizare a unei molecule formată ca urmare a transferului de sarcină. După cum puteți vedea din tabel. 10, energia de ionizare a O este mai mică decât cea a N2, reacția de transfer de sarcină este exotermă, excesul de energie este eliberat sub forma energiei cinetice a produselor rezultate. Conform acestor date, reacțiile indicate mai jos ar trebui, de asemenea, să fie efectuate și să fie exoterme (adică DN

SG + 0, -\u003e O + O2

despre; + Nu- "o, - + - oo '

N2 + N0 - "+ N0 *

Deoarece molecula N2 are cea mai mare energie de ionizare în comparație cu toate particulele din atmosfera superioară, ionul N2 este capabil să intre în reacții de transfer cu orice moleculă care se ciocnește cu ea. Viteza reacției de transfer de încărcare este destul de mare, prin urmare, deși procesul de fotoionizare duce la formarea intensă a ionilor de N3, concentrația lor în atmosfera superioară este foarte scăzută.

În plus față de cele de mai sus, reacțiile apar în straturile superioare ale atmosferei, în timpul cărora particulele care interacționează schimbă atomi:

O + N5 - »NO + N HM; + 0-\u003e N0 + N

Aceste reacții sunt, de asemenea, exoterme și foarte ușoare. Deoarece energia de ionizare a NO este mai mică decât cea a altor particule (vezi Tabelul 10), ionii NO rezultați nu pot fi neutralizați ca urmare a reacției de transfer de sarcină și singurul motiv pentru moartea acestui ion este reacția de recombinare disociativă. . Acesta este motivul pentru cea mai largă distribuție a ionului NO "în atmosfera superioară.

Deși straturile superioare ale atmosferei reprezintă o parte destul de mică din întreaga sa masă, această zonă a atmosferei, datorită reacțiilor chimice care au loc în ea, joacă un rol semnificativ în formarea condițiilor pe parcursul procesele de viață de pe planeta noastră. Straturile superioare ale atmosferei joacă rolul unui „bastion” avansat care protejează suprafața Pământului de impactul distructiv al razelor cosmice și de o „grindină” de particule de mare energie pentru toate organismele vii. Trebuie remarcat faptul că moleculele N5, 02 și N0 nu pot filtra întregul volum de radiații cu unde scurte, ale căror rămășițe sunt „neutralizate” în atmosferă pe măsură ce se apropie de suprafața pământului.

Ozonul ca filtru de radiații cu unde scurte. Procesele chimice care apar în atmosferă, în straturi situate sub 90 km, pe lângă fotodisocierea O, diferă semnificativ de acele procese observate la altitudini mari. În mezo și stratosferă, spre deosebire de straturile superioare, concentrația de 0 2 crește, astfel încât probabilitatea coliziunii de 0 2 cu O, ceea ce duce la formarea de 0 3, crește brusc.

Acest proces este descris de următoarele ecuații:

0 3 + ȘI - „0 + 0

despre; + m -\u003e o, + m ln

unde M - 0 2, K.

Molecula O, poate renunța la energie atunci când se ciocnește cu moleculele O și Y. Cu toate acestea, majoritatea moleculelor O, se descompun în O 2 și O înainte de a suferi o coliziune stabilizatoare, adică echilibrul procesului 0 7 + O ^ 0 3 este puternic deplasat spre stânga.

Pătrunderea grinzilor de prisos

Figura: 22.

Rata de formare a ozonului depinde de factori opuși. Pe de o parte, crește odată cu scăderea înălțimii straturilor atmosferice, deoarece concentrația de materie atmosferică crește și, în consecință, frecvența coliziunilor stabilizatoare. Pe de altă parte, cu scăderea altitudinii, viteza scade, deoarece cantitatea de oxigen atmosferic formată de reacție Despre g + Da -\u003e 20, datorită scăderii penetrării radiațiilor de înaltă frecvență. Prin urmare, concentrația maximă de ozon, aproximativ 10 5% în volum, este observată la o altitudine de 40 până la 25 km (Fig. 22).

Procesul de formare a ozonului este exoterm. Radiația ultravioletă a Soarelui absorbită de oxigen - reacția 0 2 + 20,

transformată în energie termică prin reacție

despre; + M-\u003e 0 3 + M ’, DN

care este cel mai probabil asociat cu o creștere a temperaturii în stratosferă, care atinge un maxim în stratopauză (vezi Fig. 22).

Moleculele de ozon formate nu sunt foarte durabile, ozonul în sine este capabil să absoarbă radiația solară, în urma căreia se descompune:

0 3 + dy - »O, + O

Pentru a implementa acest proces, sunt necesari doar 105 kJ / mol. Această energie poate fi furnizată de fotoni într-o gamă largă de lungimi de undă de până la 1140 nm. Moleculele de ozon absorb cel mai adesea fotonii cu lungimi de undă de la 200 la 310 nm, ceea ce este foarte important pentru organismele vii de pe Pământ. Radiațiile în intervalul indicat sunt absorbite de alte particule nu la fel de puternic ca de ozon. Prezența unui strat de ozon în stratosferă împiedică pătrunderea prin atmosferă a fotonilor cu unde scurte cu energie ridicată și atingerea suprafeței pământului. După cum știți, plantele și animalele nu pot exista în prezența unei astfel de radiații, prin urmare „scutul de ozon” joacă un rol important în conservarea vieții pe Pământ.

Bineînțeles, „scutul de ozon” nu este un obstacol absolut insurmontabil în calea radiațiilor ultraviolete; aproximativ o sutime din aceasta ajunge la suprafața Pământului. Odată cu creșterea radiației penetrante, apar tulburări ale mecanismelor genetice ale unor organisme vii, iar la oameni, diferite boli de piele... Ozonul este foarte activ din punct de vedere chimic și, prin urmare, interacționează nu numai cu radiațiile ultraviolete de la Soare. Oxizii de azot joacă un rol important în ciclul ozonului, crescând viteza de descompunere a ozonului, acționând ca un catalizator:

0 3 + NO-\u003e N0.4-0,

N02 + O - »N0 + 02 0 3 + 0-\u003e 20 3

Temperaturile ridicate, care apar, în special, în timpul funcționării anumitor tipuri de aeronave, au o mare influență asupra distrugerii ozonului. În acest caz, reacția are loc:

О, + N2 PRN\u003e 2N0, DN\u003e О

Întrebarea efectului clorofluorometanilor (freoni) asupra ozonului este destul de controversată, dar în orice caz este necesar să ne oprim asupra reacții posibile cu participarea acestor compuși, ozon, azot, oxigen atomic și radiații ultraviolete în diferite straturi ale atmosferei.

În atmosfera superioară, în prezența radiațiilor ultraviolete cu unde scurte, apar o serie de reacții cu participarea clorofluorometanilor, în special, acțiunea fotonilor cu lungimea de undă cuprinsă între 190 și 225 nm duce la fotoliza clorofluorometanilor cu formarea de câteva zeci de compuși și radicali diferiți, de exemplu:

CFCL + Av- »CFC + C1

În principiu, reacția nu se termină aici și este posibilă descompunerea fotochimică suplimentară a CF x Cl 3 x, din nou cu formarea clorului liber.

S-a constatat că clorul cu viteza maxima se remarcă la o altitudine de aproximativ 30 km, iar aceasta se încadrează doar în zona concentrațiilor maxime de ozon.

Clorul atomic liber format reacționează foarte repede cu ozonul:

C1 +0, -\u003e CU + o,

C1 + 20C1 + O,

Ultimele două reacții, precum și reacții:

Oh, + NU-\u003e NU, + O,

conduc în general la dispariția ozonului și a oxigenului atomic și duc practic la un conținut constant de monoxid de azot și clor atomic.

Monoxidul de clor poate interacționa cu oxizii de azot:

СЮ + N0 -\u003e С1 + N0,

C10 + N0, - "CINO,

Cloronitratul poate fi descompus prin radiații ultraviolete sau prin reacție cu oxigenul atomic:

CINO, - »O -\u003e O, + CIO + N0

Reacțiile cu monoxid de clor sunt de o importanță deosebită, deoarece elimină în mod eficient compușii de azot și clor din ciclul de epuizare a ozonului. Metanul și hidrogenul au un efect similar:

Figura: 23.

C1 + CH, -\u003e HC1 + CH,

a + n g -\u003e ns1 + n

O parte din clorura de hidrogen reacționează cu hidroxidul, care readuce clorul la starea sa atomică:

НСН-ОН -\u003e Н, 0 + С1

dar fracția principală a HC1 este transferată în troposferă, unde se amestecă cu vapori de apă sau apă lichidă, transformându-se în acid clorhidric.

Reacțiile considerate mai sus se desfășoară în atmosferă datorită intrării reactivilor în ea din surse naturale și artificiale, iar acest proces cu diferite concentrații de reactivi a însoțit întreaga istorie a formării și existenței atmosferei terestre. Faptul este că clorofluormetanii se pot forma chiar și în condiții naturale, prin urmare, principalul lucru nu este problema prezenței reacțiilor de interacțiune similare cu cele descrise mai sus, ci a intensității și volumului componentelor atmosferice rezultate și în descompunere care intră în reacții și în principal cele dintre ele care oferă condiții optime pentru fluxul proceselor de viață pe planeta noastră.

Regimul termic al atmosferei și al zonei de suprafață a Pământului. Principala sursă de energie termică care vine la suprafața pământului și care încălzește simultan atmosfera este în mod natural Soarele. Surse precum luna, stelele și alte planete sunt

pune o cantitate nesemnificativă de căldură. Intestinele încălzite ale Pământului sunt destul de tangibile, dar nu și o sursă prea mare (Fig. 23).

Se știe că Soarele emite energie colosală în spațiul mondial sub formă de căldură, lumină, ultraviolete și alte raze. Efectul anumitor tipuri de radiații asupra reacțiilor chimice din atmosferă și formarea diferiților compuși a fost deja discutat mai sus.

În general, se numește întregul set de energie radiantă a Soarelui radiatie solara. Pământul primește o fracțiune foarte mică - o parte de două miliarde, dar acest volum este suficient pentru toate procesele cunoscute pe Pământ, inclusiv viața.

Radiația solară este împărțită în directă, împrăștiată și totală.

Impactul asupra suprafeței pământului și încălzirea acestuia în vreme senină, fără nori, este definit ca. drept radiații. Radiațiile directe direct prin radiații ultraviolete afectează, de exemplu, pigmentarea pielii oamenilor și a animalelor și a altor fenomene din organismele vii.

Când razele soarelui trec prin atmosferă, acestea, întâlnind diverse molecule, praf, picături de apă pe turbiditate, se abat de la o cale dreaptă, în urma căreia radiația solară este împrăștiată. În funcție de cantitatea de tulbure, de gradul de umiditate a aerului, de praf, gradul de dispersie ajunge la 45%. Valoare împrăștiat radiațiile sunt destul de ridicate - determină în general gradul de iluminare al diferitelor elemente de relief, precum și culoarea cerului.

Total radiația, respectiv, constă din radiații directe și difuze.

Unghiul de incidență a soarelui pe suprafața solului determină intensitatea radiației, care, la rândul său, afectează temperatura aerului în timpul zilei.

Distribuția radiației solare pe suprafața Pământului și încălzirea aerului atmosferic depinde de sfericitatea planetei și de înclinarea axei Pământului către planul orbital. În latitudinile ecuatoriale și tropicale, Soarele este ridicat deasupra orizontului pe tot parcursul anului, în latitudinile medii înălțimea sa se schimbă în funcție de anotimp, iar în regiunile antarctice și arctice Soarele nu se ridică niciodată deasupra orizontului. Acest lucru afectează în general gradul de disipare a energiei solare în atmosferă, ca urmare a cărui unitate de suprafață a Pământului în tropice există mai multă lumină solară decât în \u200b\u200blatitudinile medii sau înalte. Din acest motiv, cantitatea de radiație depinde de latitudinea locului: cu cât este mai departe de ecuator, cu atât intră mai puțin pe suprafața pământului.

Radiatie solara100%

/// / V /// /// /// /// / V /// /// /// /\u003e / / LH // y / y /

Absorbţie

sol

Figura: 24. Echilibrul radiației solare de pe suprafața pământului în timpul zilei

(T.K. Goryshina, 1979)

Mișcarea urgentă a Pământului afectează, de asemenea, cantitatea de energie radiantă primită. În latitudinile medii și înalte, cantitatea sa depinde de anotimp. La Polul Nord, după cum știți, Soarele nu apune peste orizont timp de 6 luni (mai exact, 186 de zile), iar cantitatea de energie radiantă de intrare este mai mare decât la ecuator. Cu toate acestea, razele solare au un unghi mic de incidență și, prin urmare, o parte semnificativă a radiației solare este împrăștiată în atmosferă. În acest sens, atât suprafața Pământului, cât și atmosfera în sine sunt încălzite ușor. Iarna, în latitudinile arctice și antarctice, Soarele nu se ridică deasupra orizontului și, prin urmare, radiația solară nu ajunge deloc la suprafața pământului.

Influența semnificativă asupra cantității de radiație solară „percepută” de suprafața pământului, inclusiv de suprafața oceanelor, precum și de atmosferă, este exercitată de trăsăturile reliefului, disecția acestuia, înălțimile absolute și relative ale suprafeței , „expunerea” versanților (adică „orientarea” lor către Soare), chiar prezența sau absența vegetației și natura acesteia, precum și „culoarea” suprafeței pământului. Acesta din urmă este determinat de valoare apbedo, ceea ce înseamnă, în general, cantitatea de lumină reflectată de pe o suprafață unitară și, uneori, albedo este definit ca valoare

reflectivitatea unui corp sau a unui sistem de corpuri, considerată de obicei ca o parte (în%) a energiei luminii incidente reflectate de la suprafața terestră dată.

Mărimea reflectivității suprafeței pământului este influențată, de exemplu, de prezența zăpezii pe ea, puritatea acesteia etc.

Combinația dintre toți acești factori arată că practic nu există locuri pe suprafața Pământului în care magnitudinea și intensitatea radiației solare să fie aceleași și să nu se schimbe în timp (Fig. 24).

Încălzirea terenului și a apei are loc din cauza diferențelor de capacitate termică a materialelor care le „formează” foarte diferit. Terenul este încălzit și răcit suficient de repede. Masele de apă din oceane și mări se încălzesc încet, dar rețin căldura mai mult timp.

Pe uscat, radiația solară încălzește doar stratul de suprafață al solului și rocile subiacente, în timp ce în apă transparentă, căldura pătrunde la adâncimi considerabile, iar procesul de încălzire se desfășoară mai lent. Evaporarea are un efect semnificativ, deoarece o cantitate mare de energie termică primită este consumată pentru punerea sa în aplicare. Răcirea apei se desfășoară încet datorită faptului că volumul de apă încălzită este semnificativ mai mare decât volumul terenului încălzit. Masele de apă, datorate schimbărilor de temperatură din straturile superioare și inferioare, se află într-o stare de „amestecare” continuă. Straturile superioare răcite, fiind mai dense și mai grele, se scufundă, iar apa mai caldă se ridică spre ele de jos. Apele mărilor și oceanelor consumă căldura acumulată mai „economic” și uniform decât suprafața terestră. Ca urmare, marea este întotdeauna mai caldă în medie decât pe uscat, iar fluctuațiile temperaturii apei nu sunt niciodată la fel de puternice ca și fluctuațiile temperaturii solului.

Temperatura aerului ambiant. Aerul, ca orice corp transparent, se încălzește foarte puțin atunci când razele soarelui trec prin el. Încălzirea aerului se realizează datorită căldurii degajate de suprafața încălzită a pământului sau a apei. Aerul cu o temperatură mai ridicată și o masă mai mică, ca urmare, se ridică la straturile reci superioare ale atmosferei, unde își transferă căldura către ele.

Pe măsură ce aerul crește, se răcește. Temperatura aerului la o altitudine de 10 km este aproape întotdeauna constantă și se ridică la -45 "C. Scăderea naturală a temperaturii aerului cu altitudinea este uneori perturbată de așa-numita inversare a temperaturii (permutarea temperaturii). Inversiunile au loc cu scăderi accentuate sau creșteri ale temperaturii suprafeței terestre și a aerului adiacent, care uneori reprezintă o „umflare” rapidă a aerului rece de-a lungul versanților muntelui în văi.

Aerul atmosferic se caracterizează printr-o schimbare zilnică de temperatură. În timpul zilei, suprafața Pământului se încălzește și transferă căldura în aerul înconjurător, noaptea procesul este inversat.

Cele mai scăzute temperaturi nu sunt observate noaptea, ci înainte de răsăritul soarelui, când suprafața pământului a renunțat deja la căldură. În același mod, cele mai ridicate temperaturi ale aerului se stabilesc după-amiaza cu o întârziere de 2-4 ore.

În diferite zone geografice ale Pământului, variația zilnică a temperaturilor este diferită, la ecuator, pe mări și în apropierea coastelor mării, amplitudinile fluctuațiilor temperaturii aerului sunt foarte mici, iar în deșerturi, de exemplu, în timpul zilei, suprafața Pământului se încălzește până la o temperatură de aproximativ 60 ° C, iar noaptea scade la aproape 0 ° C, adică „cursul” zilnic al temperaturilor este de 60 ° C.

În latitudinile mijlocii, cea mai mare cantitate de radiație solară ajunge pe Pământ în zilele solstițiului (22 iunie în emisfera nordică și 21 decembrie în sud). Cu toate acestea, cele mai fierbinți luni nu sunt iunie (decembrie), ci iulie (ianuarie) datorită faptului că în iunie (decembrie) are loc încălzirea efectivă a suprafeței terestre, care consumă o parte semnificativă a radiației solare, iar în iulie (decembrie) ) se produce pierderea cantității de radiație solară primită. Radiația nu este doar compensată, ci o depășește și sub formă de căldură de pe suprafața pământului încălzită. În mod similar, se poate explica de ce cea mai rece lună nu este decembrie (iunie), ci ianuarie (iulie). Pe mare, datorită faptului că apa se răcește și se încălzește mai încet, cea mai fierbinte lună este în august (februarie), cea mai rece - în februarie (august).

Latitudinea geografică a unui loc afectează amplitudinea anuală a temperaturilor aerului. În părțile ecuatoriale, temperatura este practic constantă pe tot parcursul anului și are o medie de 23 ° C. Cele mai mari amplitudini anuale sunt tipice pentru teritoriile situate la latitudini medii în adâncurile continentelor.

Fiecare localitate are propriile valori absolute și medii ale temperaturilor aerului. Temperaturile absolute sunt stabilite pe baza observațiilor pe termen lung la stațiile meteorologice. De exemplu, cel mai fierbinte loc de pe Pământ este situat în deșertul libian (+58 ° C), cel mai rece este în Antarctica (-89,2 C). În țara noastră, cea mai scăzută temperatură -70,2 ° C a fost înregistrată în Siberia de Est (satul Oymyakon).

Temperatura medie pentru o anumită zonă este calculată la început pe discul zilei conform determinărilor termometrice la 1:00, 7:00, 13 și 19:00, adică de patru ori pe zi; apoi, pe baza datelor zilnice medii, se calculează temperaturile medii lunare și anuale.

În scopuri practice, se efectuează hărți ale izotermelor, printre care cele mai indicative sunt izotermele din ianuarie și iulie, adică cele mai calde și reci luni.

Apa în atmosferă. Gazele care formează atmosfera includ vapori de apă, care se formează prin evaporarea apei de la suprafața oceanelor și a continentelor. Cu cât temperatura este mai mare și cu atât este mai mare capacitatea

abur, cu atât evaporarea este mai puternică. Rata de evaporare este afectată de viteza vântului și de terenul de pe uscat, precum și, în mod natural, de fluctuațiile de temperatură.

Se numește abilitatea de a elibera o anumită cantitate de vapori de apă de pe orice suprafață atunci când este expusă la temperatură volatilitate. Această valoare condiționată a evaporării este influențată de temperatura aerului și de cantitatea de vapori de apă din acesta. Valorile minime sunt înregistrate pentru țările polare și pentru ecuator, iar evaporarea maximă este notată pentru deșerturile tropicale.

Aerul poate accepta vapori de apă până la o anumită limită atunci când devine saturat. Odată cu încălzirea suplimentară a aerului, acesta devine capabil să primească din nou vapori de apă, adică nesaturat. Când aerul nesaturat este răcit, acesta trece într-o stare saturată. Există o relație între temperatură și conținutul de vapori de apă care este conținut în aer în acest moment (în g pe 1 m 5), care se numește umiditate absolută.

Raportul dintre cantitatea de vapori de apă conținută în aer la un moment dat și cantitatea pe care o poate găzdui la o anumită temperatură se numește umiditate relativă (%).

Se numește momentul tranziției aerului de la o stare nesaturată la o stare saturată punct de condensare. Cu cât temperatura aerului este mai scăzută, cu atât poate conține mai puțini vapori de apă și cu atât este mai mare umiditatea relativă. Aceasta înseamnă că punctul de rouă este mai rapid în aerul rece.

La debutul punctului de rouă, adică atunci când aerul este complet saturat cu vapori de apă, când umiditatea relativă se apropie de 100 %, apare condensarea vaporilor de apă, trecerea apei de la o stare gazoasă la un lichid.

Deci, procesul de condensare a vaporilor de apă are loc fie prin evaporarea puternică a umezelii și a saturației aerului cu vapori de apă, fie cu o scădere a temperaturii aerului și a umidității relative. La temperaturi negative, vaporii de apă, ocolind starea lichidă, se transformă în cristale de gheață și zăpadă, adică se transformă într-o stare solidă. Acest proces se numește sublimarea vaporilor de apă.

Condensarea și sublimarea vaporilor de apă sunt procese care sunt sursa precipitațiilor atmosferice. Una dintre cele mai evidente manifestări ale condensării vaporilor de apă în atmosferă este formarea norilor, care sunt de obicei localizați la înălțimi de la câteva zeci și sute de metri până la câțiva kilometri. Un flux ascendent de aer cald cu vapori de apă pătrunde în atmosferă cu condiții de formare a norilor constând din picături de apă sau cristale de gheață și zăpadă, care este asociat cu temperatura norului în sine. Cristalele de gheață și zăpadă, picăturile de apă au o masă atât de redusă încât pot fi menținute suspendate chiar și din cauza curenților de aer ascendenți foarte slabi.

Norii au o formă variată, care depinde de mulți factori: înălțime, viteză a vântului, umiditate etc. Cele mai faimoase sunt cumulus, cirus și stratus, precum și soiurile lor. Norii suprasaturați cu vapori de apă, având o nuanță violet închis sau aproape negru, sunt numiți nori. Cerul este acoperit cu nori în grade diferite și acest grad, exprimat în puncte (de la 1 la 10), este numit noros. Norii cu scoruri ridicate creează condiții pentru precipitații.

Precipitațiile atmosferice sunt apă în toate tipurile de faze solide și lichide, pe care suprafața terestră o primește sub formă de ploaie, zăpadă, ceață, grindină sau rouă condensate pe suprafața diferitelor corpuri. În general, precipitațiile sunt unul dintre cei mai importanți factori abiotici care afectează semnificativ condițiile pentru existența organismelor vii. În plus, precipitațiile atmosferice determină migrația și răspândirea diferitelor substanțe, inclusiv a poluanților, în mediu. În circulația generală a umidității, precipitațiile sunt cele mai mobile, deoarece volumul de umiditate din atmosferă se întoarce de 40 de ori pe an. Ploaia se formează atunci când cele mai mici picături de umiditate conținute într-un nor se îmbină în altele mai mari și, depășind rezistența curenților ascendenți de aer cald, cad sub influența gravitației pe suprafața Pământului. În aerul care conține particule de praf, procesul de condensare este mult mai rapid, deoarece aceste particule de praf acționează ca nuclee de condensare. În deșerturi, unde umiditatea relativă este foarte scăzută, condensarea vaporilor de apă este posibilă numai la un nivel semnificativ

înălțimi, la temperaturi scăzute. Cu toate acestea, ploaie pe deșert

1 Temperatura sub O C

Temperatura mai mare 0 ° C

nu cade, deoarece fulgii de zăpadă nu au timp să cadă la suprafață, ci se evaporă. Acest fenomen se numește ploi uscate. În cazul condensării vaporilor de apă, care are loc la temperaturi negative, precipitațiile se formează sub formă de zăpadă. Când se amestecă fulgi de zăpadă cu picături de apă, se formează bulgări de zăpadă sferici cu diametrul de 2-3 mm, care cad sub formă de viscol. Pentru formarea grindinii, este necesar ca norul să aibă o dimensiune considerabilă și partea sa inferioară Fig. 25. Schema formării grindinii în nori a fost ZONA temelor POZITIVE - dezvoltarea verticală a psraturului, iar cea superioară a fost

tel. Bucățile de viscol rezultate, crescând în sus, se transformă în floare de gheață sferică - grindină. Dimensiunea grindinilor crește treptat și cade pe suprafața pământului, depășind forțele curenților de aer ascendenți sub influența gravitației. Pietrele de grindină au dimensiuni diferite: de la o mazăre la un ou de pui (Fig. 25).

Precipitațiile precum roua, înghețul, ceața, înghețul, gheața se formează nu în atmosfera superioară, ci în stratul de suprafață. Cu o scădere a temperaturii la suprafața pământului, aerul nu poate reține întotdeauna vaporii de apă, care cad pe diferite obiecte sub formă rouă, iar dacă aceste obiecte au o temperatură negativă, atunci în formă îngheţ. Când este expus la aer cald pe obiecte reci, îngheț - floare de gheață și cristale de zăpadă. La concentrații semnificative de vapori de apă în stratul de suprafață al atmosferei, ceaţă. Se numește formarea unei cruste de gheață pe suprafața pământului din precipitații gheaţă, apropo sub gheaţă înțelegeți căderea și înghețarea pe măsură ce cade.

Principalele condiții pentru apariția tipuri diferite precipitațiile sunt temperatura aerului, circulația atmosferică, curenții marini, relief, etc. Există o zonare în distribuția precipitațiilor pe suprafața pământului, se disting următoarele zone:

• ecuatorial umed (aproximativ între 20 ° N și 20 "S): aceasta include bazinele râului Amazon, râului Congo, coasta Golfului Guineei, regiunea indo-malay; aici sunt mai mult de 2000 mm de precipitații, cea mai mare cantitate de precipitații cade pe Insula Kauan (Insulele Hawaii) - 11 684 mm și în Cherrapunja (versanții sudici ai Himalaya) - 11 633 mm, în această zonă sunt situate păduri ecuatoriale umede - unul dintre cele mai bogate tipuri de vegetație de pe glob (mai mult de 50.000 de specii);
• zone uscate din zone tropicale (între 20 'N și 40' S) - condițiile anticiclonice cu curenți de aer descendenți domină aici. De obicei, cantitatea de precipitații este mai mică de 200-250 mm. Prin urmare, cele mai extinse deșerturi ale globului sunt concentrate în aceste zone (Sahara, Libia, deșerturile din Peninsula Arabică, Australia etc.). Cea mai scăzută medie anuală de precipitații din lume (doar 0,8 mm) se remarcă în deșertul Atacama (America de Sud);
• zonele umede ale latitudinilor temperate (între 40 ° N și 60 ° S) - o cantitate semnificativă de precipitații atmosferice (mai mult de 500 mm) se datorează activității ciclonice a maselor de aer. Astfel, în zona forestieră din Europa și America de Nord, cantitatea anuală de precipitații variază de la 500 la 1000 mm, dincolo de Ural scade la 500 mm, iar apoi în Extremul Orient, din cauza activității musonice, crește din nou la 1000 mm;
• regiunile polare ale ambelor emisfere sunt caracterizate printr-o cantitate nesemnificativă de precipitații (în medie, până la 200-250 mm); aceste precipitații minime sunt asociate cu temperaturi scăzute ale aerului, evaporare neglijabilă și circulație atmosferică anticiclonică. Există deșerturi arctice cu vegetație extrem de săracă (în principal mușchi și licheni). În Rusia, cea mai mare cantitate de precipitații cade pe versanții sud-vestici ai Caucazului Mare - aproximativ 4000 mm (Muntele Achișko - 3682 mm, iar cel mai mic - în tundra nord-estică (aproximativ 250 mm) și în deșerturile din Marea Caspică regiune (mai puțin de 300 mm).

Presiune atmosferică. Masa de 1 m 3 de aer la nivelul mării la o temperatură de +4 ° C este în medie de 1,3 kg, ceea ce determină existența presiunii atmosferice. O persoană, ca și alte organisme vii, nu simte efectul acestei presiuni, deoarece are o presiune internă echilibrată. Presiunea atmosferică la o latitudine de 45 ° la o altitudine egală cu nivelul mării la o temperatură de +4 ° C este considerată normală, corespunde cu 1013 hPa sau 760 mm Hg. Artă. sau 1 atm În mod natural, presiunea atmosferică scade odată cu înălțimea și, în medie, este de 1 hPa pentru fiecare 8 m de înălțime. Trebuie spus că presiunea se schimbă în funcție de densitatea aerului, care, la rândul său, depinde de temperatură. Pentru special

Rotație

Terenurile Polului Nord

Figura: 26.

În alte hărți, sunt afișate linii cu aceleași valori de presiune; acestea sunt așa-numitele hărți izobare. Au fost identificate următoarele două modele:

• presiunea se schimbă de la ecuator la polii zonali; la ecuator este scăzut, la tropice (în special peste oceane) - ridicat, la temperat - variabil de la sezon la sezon; în polar - crescut;
• pe continente, o presiune crescută este stabilită în timpul iernii și o presiune mai mică în timpul verii - Fig. 27. Înfășurarea trandafirului (Fig. 26).

Vânt. Se numește mișcarea aerului datorată diferenței de presiune atmosferică de vânt. Viteza vântului determină tipurile sale, de exemplu, când calm viteza vântului este zero și se numește vântul cu o viteză mai mare de 29 m / s uragan. Cea mai mare viteză a vântului de peste 100 m / s a \u200b\u200bfost înregistrată în Antarctica. În scopuri practice, atunci când se rezolvă diverse probleme de inginerie, de mediu și alte probleme, așa-numitele trandafiri de vânt (fig. 27).

Unele regularități generale ale direcțiilor fluxurilor principale de aer din straturile inferioare ale atmosferei sunt dezvăluite:

• din regiunile tropicale și subtropicale tensiune arterială crescută fluxul principal de aer se deplasează către ecuator în zona de presiune scăzută constantă; când Pământul se rotește, aceste cursuri sunt orientate spre dreapta în emisfera nordică și spre stânga în sud; se numesc acești curenți de vânt constant vânturi alizee;
• o parte din aerul tropical se deplasează către latitudini temperate; acest proces este activ mai ales vara, deoarece în latitudinile temperate vara presiunea este de obicei scăzută. Acest flux este, de asemenea, orientat datorită rotației Pământului, dar este lent și treptat; în general, în latitudinile temperate ale ambelor emisfere predomină transportul aerian vestic;
• din regiunile polare de înaltă presiune, aerul se deplasează către latitudini temperate, luând o direcție nord-estică în emisfera nordică și sud-estică în sudică.

Pe lângă așa-numitele vânturi planetare descrise mai sus, musoni - vânturi care își schimbă direcția în funcție de anotimpuri: iarna vânturile suflă de la uscat la mare, iar vara - de la mare la uscat. Aceste vânturi se clatină și în direcțiile lor datorită rotației Pământului. Vânturile musonice sunt deosebit de caracteristice Orientului îndepărtat și Chinei de Est.

Pe lângă vânturile planetare și musonii, există vânturi locale sau locale: adiere - vânturi de pe uscat; uscatoare de par - vânturi calde și uscate ale versanților munților; vânturi uscate - vânturi uscate și foarte fierbinți de deșerturi și semi-deșerturi; bora (sarma, chipuk, mistral) - vânturi dense și reci de la barierele montane.

Vântul este un factor abiotic important care modelează în mod semnificativ condițiile de viață ale organismelor, precum și afectează formarea vremii și a climei. În plus, vântul este una dintre cele mai promițătoare surse alternative de energie.

Vremea este starea atmosferei inferioare la un anumit moment și loc. Cea mai caracteristică caracteristică a vremii este variabilitatea sa, sau mai bine zis schimbarea continuă. Acest lucru se manifestă cel mai adesea și cel mai clar la schimbarea masei de aer. Masa de aer este un volum imens de aer în mișcare, cu o anumită temperatură, densitate, umiditate, transparență etc.

În funcție de locul de formare, se disting mase de aer arctice, temperate, tropicale și ecuatoriale. Locul de formare și durata acestuia afectează proprietățile maselor de aer de deasupra lor. De exemplu, umiditatea și temperatura maselor de aer sunt influențate de faptul formării lor pe un continent sau ocean, iarna sau vara.

Rusia este situată în zona temperată, prin urmare, în vestul său predomină masele de aer marin temperat și mai sus în majoritatea cazurilor restul teritoriului este continental; dincolo de Cercul Polar Arctic se formează mase de aer arctice.

Întâlnirile diferitelor mase de aer din troposferă creează regiuni de tranziție - fronturi atmosferice - de până la 1000 km lungime și câteva sute de metri grosime. Un front cald se formează atunci când aerul cald avansează pe unul rece și un front rece se formează atunci când masa de aer se deplasează în direcția opusă (Fig. 28, 29).

În anumite condiții, pe fronturi se formează vârtejuri puternice cu diametre de până la 3 mii km. La presiune redusă în centrul unui astfel de vârtej, se numește ciclon, cu crescut - anticiclon (fig. 30). Ciclonii se deplasează de obicei de la vest la est cu viteze de până la 700 km / zi. Un tip de vârtejuri ciclonice sunt ciclonii tropicali, de dimensiuni mai mici, dar foarte furtunoși din punct de vedere meteorologic. Presiunea din centrele lor scade la 960 hPa, iar vânturile însoțitoare sunt de natură uraganală (\u003e 50 m / s), cu o lățime frontală de furtună de până la 250 km.

Clima este un regim meteo pe termen lung tipic pentru o anumită zonă. Clima este unul dintre factorii abiotici importanți pe termen lung; afectează regimul râurilor, formarea diferitelor tipuri de soluri, tipuri de plante și animale

Figura: 28.

00 700 800 km Rece

Distanța frontală orizontală

societate. În zonele Pământului, unde suprafața primește o abundență de căldură și umiditate, pădurile umede, veșnic verzi, cu o bioproductivitate imensă sunt răspândite. Zonele situate în apropierea tropicelor primesc suficientă căldură, dar mult mai puțină umiditate, ceea ce duce la formarea de forme de vegetație semi-deșertice. Latitudinile temperate au propriile lor particularități asociate cu adaptarea stabilă a vegetației la condiții climatice destul de dificile. Formarea climatului este influențată în principal de poziție geografică teren, în special peste apă

aer

6 Aer cald

Norul tunetului

* Cristale de gheață

Cirrus cald

aer Peristo - stratificat

Înghețat -d. - - *

cristale . .

Acvatic * ,

picături ^ ^

- ____; la Rece

Figura: 29.

suprafața și deasupra terenului sunt formate de condiții meteorologice diferite. Odată cu distanța față de ocean, temperatura medie a celei mai calde luni crește și cea mai rece lună scade, adică amplitudinea temperaturilor anuale crește. Deci, în Nerchinsk atinge 53,2 ° С, iar în Irlanda pe coasta Atlanticului - doar 8,1 ° С.

Munții, dealurile, adânciturile sunt foarte des zone cu climă specială, iar lanțurile montane sunt diviziuni climatice.

Curenții mării influențează clima, este suficient să menționăm influența curentului Golfului asupra climatului Europei. Potrivit B.P. Alisov, următoarele zone se disting în funcție de climatul predominant.

1. Centura ecuatorială, care acoperă bazinele râurilor Congo și Amazon, coasta Golfului Guineea, Insulele Sunda; temperatura medie anuală este cuprinsă între 25 și 28 ° С, temperatura maximă nu depășește +30 ° С, dar umiditatea relativă este de 70-90%. Cantitatea de precipitații depășește 2000 mm, iar în unele zone până la 5000 mm. Distribuția precipitațiilor pe tot parcursul anului este uniformă.

Înalt

presiune

Presiune scăzută

Scăzut

presiune

Înalt

presiune

Figura: 30. Schema mișcării aerului într-un ciclon (și) și anticiclon (b)

• 2. Centura subequatorială, care ocupă zonele montane braziliene, America Centrală, majoritatea Hindustanului și Indochinei, nordul Australiei. Cea mai caracteristică caracteristică este schimbarea sezonieră a maselor de aer: se disting anotimpurile umede (de vară) și uscate (de iarnă). În această centură din nord-estul Hindustanului și Insulelor Hawaii se află cele mai umede locuri de pe Pământ, unde cade cele mai multe precipitații.
• 3. Centura tropicală, situată pe ambele părți ale tropicelor, atât pe oceane, cât și pe continente. Temperatura medie depășește semnificativ +30 * С (s-a observat chiar +55 ° С). Se precipită puțin (mai puțin de 200 mm). Cele mai mari deșerturi din lume se află aici - Sahara, vestul australian, arab, dar în același timp o mare cantitate de precipitații cade în zonele de vânt aleator - Antilele Mari, coastele estice ale Braziliei și Africii.
• 4. Centura subtropicală, care ocupă spații mari între paralelele 25 și 40 latitudine nordică și sudică. Această centură se caracterizează printr-o schimbare sezonieră a maselor de aer: vara, întreaga regiune este ocupată de aer tropical, iarna - de aerul latitudinilor temperate. Există trei regiuni climatice - vest, central și est. Regiunea climatică vestică include coasta mediteraneană, California, Anzii centrali și sud-vestul Australiei - clima aici se numește mediteraneană (vremea este uscată și însorită vara și caldă și umedă iarna). În Asia de Est și în sud-estul Americii de Nord, clima este stabilită sub influența musonilor, temperatura lunii cele mai reci este întotdeauna mai mare de 0 C. În estul Turciei, Iranului, Afganistanului, Marelui Bazin al Americii de Nord, uscat aerul prevalează pe tot parcursul anului: tropical vara, iarna - continentală. Cantitatea de precipitații nu depășește 400 mm. Iarna, temperatura este sub 0 ° C, dar fără strat de zăpadă, amplitudini zilnice de valori de până la 30 "C, o diferență mare de temperaturi pe tot parcursul anului. Aici, în regiunile centrale ale continentelor sunt deșerturi.
• 5. Centura temperată, situată la nord și sud de subtropici aproximativ la cercurile polare. În emisfera sudică predomină un climat oceanic, iar în cea nordică există trei regiuni climatice: vestică, centrală și estică. În vestul Europei și Canada, în sudul Anzilor, predomină aerul umed de mare, cu latitudini temperate (500-1000 mm de precipitații pe an). Precipitațiile scad uniform, fluctuațiile anuale de temperatură sunt mici. Vara este lungă și caldă; iernile sunt blânde, uneori cu ninsori abundente. În est (Extremul Orient, nord-estul Chinei), clima este musonică: vara, umiditatea și precipitațiile sunt semnificative datorită musonului oceanic; iarna, datorită influenței maselor continentale de aer rece, temperaturile scad la mai mult de -30 ° С. În centru (mijloc

Figura: 31.

o bandă de Rusia, Ucraina, la nord de Kazahstan, la sud de Canada) se formează un climat temperat, deși acest nume este destul de arbitrar, deoarece adesea iarna aerul arctic vine aici cu temperaturi foarte scăzute. Iarna este lungă și geroasă; stratul de zăpadă durează mai mult de trei luni, verile ploioase și calde; cantitatea de precipitații scade pe măsură ce se deplasează spre interior (de la 700 la 200 mm). Cel mai trăsătură caracteristică clima acestei regiuni - schimbări bruște de temperatură pe tot parcursul anului, distribuție inegală a precipitațiilor, care uneori provoacă secete (Fig. 31, 32).

• 6. Centura subarctică (subantarctică); aceste centuri de tranziție sunt situate la nord de centura temperată în emisfera nordică și la sud de aceasta în emisfera sudică. Acestea se caracterizează printr-o schimbare a maselor de aer în funcție de anotimpuri: vara - aerul latitudinilor temperate, iarna - Arctica (Antarctica). Verile sunt scurte, răcoroase, cu o temperatură medie în cea mai caldă lună de la 12 la 0 ° C cu precipitații reduse (în medie 200 mm). Iarna este lungă, geroasă, cu multă zăpadă. În emisfera nordică la aceste latitudini există o zonă de tundră.
• 7. Centura arctică (Antarctica) este sursa formării de mase de aer rece în condiții de presiune crescută. Această centură este caracterizată de nopți polare lungi și polare

Fronturile arctice vara

Fronturi polare vara

in iarna

Figura: 32. Fronturi atmosferice peste teritoriul Rusiei

in iarna

zile; durata lor la poli ajunge la șase luni. Temperatura de fund scăzută menține un strat de gheață permanent, care se află sub forma unui strat gros în Antarctica și Groenlanda, iar munții de gheață - aisberguri și câmpuri de gheață plutesc în mările polare. Temperaturile minime absolute și cele mai multe vânturi puternice (fig. 33).

Cea mai bogată varietate de forme de relief, râuri, mări și lacuri creează condiții pentru educație microclimat teren, care este, de asemenea, important pentru formarea mediului de viață.

Atmosfera Pământului, învelișul său de aer ca mediu de viață are trăsături care decurg din caracteristicile generale descrise mai sus și care direcționează principalele căi de evoluție ale locuitorilor din acest mediu. Astfel, un conținut suficient de ridicat de oxigen (până la 21% în aerul atmosferic și ceva mai puțin în sistemul respirator al animalelor) determină posibilitatea formării unui nivel ridicat de metabolism energetic. În aceste condiții de bază ale mediului atmosferic au apărut animalele homoiotermale, caracterizate printr-un nivel ridicat de energie al organismului, un grad ridicat de autonomie față de influențele externe și o activitate biologică ridicată în ecosisteme. Pe de altă parte, aerul atmosferic se caracterizează prin umiditate scăzută și variabilă. Această circumstanță în

Tropic greșit

KEhny tropic

Vânturi de vest

Vânturi de est

Figura: 33. Vortex polar b emisfera nordică

în multe privințe a limitat posibilitățile de a stăpâni mediul aerian, iar la locuitorii săi a fost ghidat de evoluția proprietăților fundamentale ale sistemului de metabolizare a apei-sării și de structura organelor respiratorii.

Una dintre cele mai importante (IA Shilov, 2000) caracteristici ale atmosferei ca arenă a vieții este densitatea redusă a mediului aerian. Vorbind despre locuitorii săi, ne referim la formele terestre de plante și animale. Faptul este că densitatea redusă a habitatului închide posibilitatea existenței unor organisme care își îndeplinesc funcțiile vitale fără conexiune cu substratul. De aceea, viața în aer se realizează în apropierea suprafeței pământului, ridicându-se în atmosferă cu cel mult 50-70 m (coroane de copaci în pădurile tropicale). Urmând caracteristicile reliefului, organismele vii pot fi găsite la altitudini mari (până la 5-6 km deasupra nivelului mării, deși există un fapt al prezenței păsărilor goale. Everestul, precum și lichenii, bacteriile și insectele sunt înregistrate în mod regulat la altitudini de aproximativ 7 km). Condițiile Highland limitează procesele fiziologice care sunt asociate cu presiunea parțială a atmosferei

gaze, de exemplu, în Himalaya, la o altitudine mai mare de 6,2 km, trece granița vegetației verzi, deoarece presiunea parțială redusă a dioxidului de carbon nu permite dezvoltarea plantelor fotosintetice; animalele, având capacitatea de a se mișca, se ridică, de asemenea, la înălțimi mari. Astfel, șederea temporară a organismelor vii în atmosferă este înregistrată la altitudini de până la 10-11 km, deținătorul recordului este un vultur grifon care s-a ciocnit cu un avion la o altitudine de 12,5 km (IA Shilov, 2000); insecte zburătoare au fost găsite la aceleași altitudini, iar bacterii, spori, protozoare au fost găsite la o altitudine de 15 km, chiar și prezența bacteriilor la o altitudine de 77 km a fost descrisă și într-o stare viabilă.

Viața în atmosferă nu diferă în nici o structură verticală, în conformitate cu fluxurile de materie și energie care se deplasează în ciclul biologic. Varietatea formelor de viață din mediul terestru este mai mult asociată cu factorii climatici și peisagistici zonali. Sfericitatea Pământului, rotația și mișcarea acestuia pe orbita sa creează o dinamică sezonieră și latitudinală a intensității aportului de energie solară către diferite părți ale suprafeței pământului, unde se formează spații geografice similare din punct de vedere al vieții, în cadrul cărora se caracterizează , relieful, apele, solul și vegetația acoperă așa-numitele zone peisagistice și climatice: deșerturi polare, tundre, păduri temperate (conifere, foioase), stepe, savane, deșerturi, păduri tropicale.

Complexul de factori fizici, geografici și climatici formează cele mai fundamentale condiții de viață în fiecare dintre zone și acționează ca un factor puternic în formarea evolutivă a adaptărilor morfofiziologice ale plantelor și animalelor la viața în aceste condiții.

Peisajul și zonele climatice joacă un rol esențial în cursul ciclului biogen. În special, rolul principal al plantelor verzi este clar exprimat în mediul terestru. Transparența atmosferei determină circumstanța atingerii suprafeței planetei prin fluxul de radiații solare. Aproape jumătate din acesta este radiație fotosintetic activă cu o lungime de undă de 380-710 nm.

Această parte a fluxului de lumină constituie baza energetică a fotosintezei - un proces în care, pe de o parte, materia organică este creată din componente anorganice și, pe de altă parte, devine posibilă utilizarea oxigenului eliberat pentru respirația ambelor plante în sine și a organismelor aerobice heterotrofe. În aceasta, se realizează însăși existența circulației biologice a substanțelor pe Pământ.

Un asterisc (2) din formule înseamnă că această moleculă conține exces de energie, de care trebuie să scape cât mai repede posibil, altfel va avea loc o reacție inversă.

Atmosfera este învelișul gazos al planetei noastre, care se rotește odată cu Pământul. Gazul din atmosferă se numește aer. Atmosfera este în contact cu hidrosfera și acoperă parțial litosfera. Dar limitele superioare sunt dificil de definit. Se presupune convențional că atmosfera se extinde în sus pentru aproximativ trei mii de kilometri. Acolo, curge lin într-un spațiu fără aer.

Compoziția chimică a atmosferei Pământului

Formarea compoziției chimice a atmosferei a început în urmă cu aproximativ patru miliarde de ani. Inițial, atmosfera consta doar din gaze ușoare - heliu și hidrogen. Potrivit oamenilor de știință, premisele inițiale pentru crearea unei cochilii de gaze în jurul Pământului erau erupțiile vulcanice, care, împreună cu lava, emiteau o cantitate imensă de gaze. Mai târziu, schimbul de gaze a început cu spații de apă, cu organisme vii, cu produsele activității lor. Compoziția aerului s-a schimbat treptat și a intrat forma moderna a fost înregistrat acum câteva milioane de ani.

Principalii constituenți ai atmosferei sunt azotul (aproximativ 79%) și oxigenul (20%). Procentul rămas (1%) cade pe următoarele gaze: argon, neon, heliu, metan, dioxid de carbon, hidrogen, kripton, xenon, ozon, amoniac, sulf și dioxid de azot, oxid de azot și monoxid de carbon, incluse în acest procent .

În plus, aerul conține vapori de apă și particule solide (polen de plante, praf, cristale de sare, impurități de aerosoli).

Recent, oamenii de știință au observat nu o schimbare calitativă, ci o cantitate a unor ingrediente din aer. Iar motivul pentru aceasta este persoana și activitățile sale. Numai în ultimii 100 de ani, conținutul de dioxid de carbon a crescut semnificativ! Acest lucru este plin de multe probleme, dintre care cea mai globală este schimbările climatice.

Formarea vremii și a climei

Atmosfera joacă un rol critic în modelarea climatului și a vremii de pe Pământ. Depinde mult de cantitatea de lumină solară, de natura suprafeței subiacente și de circulația atmosferică.

Să luăm în considerare factorii în ordine.

1. Atmosfera permite căldurii soarelui să treacă și absoarbe radiațiile dăunătoare. Vechii greci știau că razele Soarelui cad pe diferite părți ale Pământului sub diferite unghiuri. Cuvântul „climă” din traducerea din greaca veche înseamnă „pantă”. Deci, la ecuator, razele soarelui cad aproape vertical, pentru că este foarte cald aici. Cu cât este mai aproape de poli, cu atât este mai mare unghiul de înclinare. Și temperatura scade.

2. Datorită încălzirii neuniforme a Pământului, în atmosferă se formează curenți de aer. Sunt clasificate în funcție de mărimea lor. Cele mai mici (zeci și sute de metri) sunt vânturi locale. Acesta este urmat de musoni și vânturi alizee, cicloni și anticicloni, zone frontale planetare.

Toate aceste mase de aer se mișcă constant. Unele dintre ele sunt destul de statice. De exemplu, vânturile alizee care suflă din subtropice spre ecuator. Mișcarea altora depinde în mare măsură de presiunea atmosferică.

3. Presiunea atmosferică este un alt factor care influențează formarea climatului. Aceasta este presiunea aerului pe suprafața pământului. După cum se știe, masele de aer se deplasează dintr-o zonă cu presiune atmosferică crescută către o zonă în care această presiune este mai mică.

Există 7 zone în total. Ecuatorul este o zonă cu presiune scăzută. Mai mult, de ambele părți ale ecuatorului până la latitudinile treizeci - o zonă de presiune ridicată. De la 30 ° la 60 ° - presiune redusă din nou. Și de la 60 ° la poli - o zonă de înaltă presiune. Masele de aer circulă între aceste zone. Cei care merg de la mare la uscat aduc ploaie și vreme rea, iar cei care suflă de pe continente - vreme senină și uscată. În locurile în care curenții de aer se ciocnesc, se formează zone ale unui front atmosferic, care se caracterizează prin precipitații și vreme neplăcută, cu vânt.

Oamenii de știință au dovedit că chiar și bunăstarea unei persoane depinde de presiunea atmosferică. Conform standardelor internaționale, presiunea atmosferică normală este de 760 mm Hg. coloana la temperatura de 0 ° C. Acest indicator este conceput pentru acele zone terestre care sunt aproape la nivelul nivelului mării. Presiunea scade odată cu înălțimea. Prin urmare, de exemplu, pentru Sankt Petersburg 760 mm Hg. este norma. Dar pentru Moscova, care este situată mai sus, presiune normală - 748 mm Hg

Presiunea se schimbă nu numai pe verticală, ci și pe orizontală. Acest lucru se resimte în special la trecerea prin cicloni.

Structura atmosferei

Atmosfera amintește de o foietaj. Și fiecare strat are propriile sale caracteristici.

. Troposfera- stratul cel mai apropiat de Pământ. „Grosimea” acestui strat se modifică odată cu distanța față de ecuator. Deasupra ecuatorului, stratul se extinde în sus pentru 16-18 km, în zone temperate - pentru 10-12 km, la poli - pentru 8-10 km.

Aici sunt conținute 80% din masa totală de aer și 90% din vaporii de apă. Aici se formează nori, apar cicloni și anticicloni. Temperatura aerului depinde de înălțimea terenului. În medie, scade cu 0,65 ° C pentru fiecare 100 de metri.

. Tropopauză- stratul de tranziție al atmosferei. Înălțimea sa variază de la câteva sute de metri la 1-2 km. Temperatura aerului este mai ridicată vara decât iarna. Deci, de exemplu, deasupra polilor iarna -65 ° C. Și deasupra ecuatorului în orice moment al anului păstrează -70 ° C.

. Stratosferă- Acesta este un strat, a cărui limită superioară se desfășoară la o altitudine de 50-55 de kilometri. Turbulențele sunt scăzute aici, conținutul de vapori de apă din aer este neglijabil. Dar există mult ozon. Concentrația sa maximă este la o altitudine de 20-25 km. În stratosferă, temperatura aerului începe să crească și atinge + 0,8 ° C. Acest lucru se datorează faptului că stratul de ozon interacționează cu radiațiile ultraviolete.

. Stratopauză- un strat intermediar scăzut între stratosferă și mezosferă care o urmează.

. Mezosfera- limita superioară a acestui strat este de 80-85 de kilometri. Aici au loc procese fotochimice complexe care implică radicali liberi. Ele oferă acea strălucire albastră blândă a planetei noastre, care este văzută din spațiu.

Majoritatea cometelor și meteoriților ard în mezosferă.

. Mezopauza- următorul strat intermediar, temperatura aerului în care este cel puțin -90 °.

. Termosfera- limita inferioară începe la o altitudine de 80 - 90 km, iar limita superioară a stratului se desfășoară la aproximativ 800 km. Temperatura aerului crește. Poate varia de la + 500 ° C la + 1000 ° C. Fluctuațiile de temperatură sunt de sute de grade în timpul zilei! Dar aerul de aici este atât de rar, încât înțelegerea termenului „temperatură”, așa cum ne imaginăm, nu este potrivită aici.

. Ionosfera- combină mezosfera, mezopauza și termosfera. Aerul de aici constă în principal din molecule de oxigen și azot, precum și din plasmă cvasi-neutră. Razele soarelui care intră în ionosferă ionizează puternic moleculele de aer. În stratul inferior (până la 90 km), gradul de ionizare este scăzut. Cu cât este mai mare, cu atât mai multă ionizare. Deci, la o altitudine de 100-110 km, electronii sunt concentrați. Acest lucru ajută la reflectarea undelor radio scurte până la medii.

Cel mai important strat al ionosferei este cel superior, care se află la o altitudine de 150-400 km. Particularitatea sa este că reflectă undele radio și acest lucru contribuie la transmiterea semnalelor radio pe distanțe mari.

În ionosferă apare un astfel de fenomen precum luminile polare.

. Exosfera- este format din atomi de oxigen, heliu și hidrogen. Gazul din acest strat este foarte rarefiat, iar atomii de hidrogen scapă adesea în spațiul cosmic. Prin urmare, acest strat este numit „zona de împrăștiere”.

Primul om de știință care a sugerat că atmosfera noastră are greutate a fost italianul E. Torricelli. Ostap Bender, de exemplu, în romanul său „Vițelul de aur”, a plâns că o coloană de aer cântărind 14 kg apasă pe fiecare persoană! Dar marele combinator a greșit puțin. Un adult se află sub o presiune de 13-15 tone! Dar nu simțim această greutate, deoarece presiunea atmosferică este echilibrată de presiunea internă a unei persoane. Greutatea atmosferei noastre este de 5.300.000.000.000.000 de tone. Cifra este colosală, deși este doar o milionime din greutatea planetei noastre.

Îmi place foarte mult aerul din munți. Eu, desigur, nu sunt alpinist, altitudinea mea maximă a fost de 2300 m. Dar dacă urci la 5 km deasupra nivelului mării, starea de sănătate se poate deteriora brusc, deoarece oxigenul va scădea. Voi vorbi acum despre aceste și alte caracteristici ale plicului de aer.

Coaja de aer a Pământului și compoziția sa

Coaja din jurul planetei noastre, formată din gaze, se numește atmosferă. Datorită ei putem respira tu și cu mine. Include:

• azot;
• oxigen;
• gaze inerte;
• dioxid de carbon.

78% din aer este azot, dar oxigenul, fără de care nu am putea exista, este de 21%. Cantitatea de dioxid de carbon din atmosferă crește în mod regulat. Motivul pentru aceasta este activitatea umană. Instalațiile industriale și mașinile emit cantități uriașe de produse de ardere în atmosferă, iar suprafața pădurilor care ar putea îmbunătăți situația scade rapid.

Există, de asemenea, ozon în atmosferă, din care s-a format un strat protector în jurul planetei. Se află la o altitudine de aproximativ 30 km și ne protejează planeta de efectele periculoase ale Soarelui.

La diferite înălțimi, învelișul de aer are propriile sale caracteristici. În total, în atmosferă se disting 5 straturi: troposferă, stratosferă, mezosferă, termosferă și exosferă. Troposfera este cea mai apropiată de suprafața pământului. Ploaia, zăpada, ceața se formează tocmai în acest strat.

Ce funcții îndeplinește atmosfera?

Dacă Pământul nu ar avea o coajă, atunci este puțin probabil ca ființele vii să poată fi pe teritoriul său. În primul rând, protejează toată viața de pe planetă de radiațiile solare. În plus, atmosfera vă permite să mențineți o temperatură confortabilă pentru viață. Suntem obișnuiți să vedem cerul albastru deasupra capului, probabil din cauza diferitelor particule din aer.

Plicul de aer distribuie lumina soarelui și, de asemenea, permite difuzarea sunetului. Datorită aerului ne putem auzi, cântec de păsări, picături de ploaie și vânt. Desigur, fără atmosferă, umiditatea nu ar putea fi redistribuită. Aerul creează un habitat favorabil pentru oameni, animale și plante.

Aerul atmosferic este format din azot (77,99%), oxigen (21%), gaze inerte (1%) și dioxid de carbon (0,01%). Ponderea dioxidului de carbon crește în timp datorită eliberării de produse de ardere a combustibilului în atmosferă și, în plus, scade zona pădurilor care absorb dioxidul de carbon și emit oxigen.

Există, de asemenea, o cantitate mică de ozon în atmosferă, care este concentrat la o altitudine de aproximativ 25-30 km și formează așa-numitul strat de ozon. Acest strat creează o barieră împotriva radiațiilor ultraviolete solare, care este periculoasă pentru organismele vii de pe Pământ.

În plus, atmosfera conține vapori de apă și diverse impurități - particule de praf, cenușă vulcanică, funingine și așa mai departe. Concentrația de impurități este mai mare la suprafața pământului și în anumite zone: peste orașele mari, deșerturi.

Troposfera - jos, conține cea mai mare parte a aerului și. Înălțimea acestui strat nu este aceeași: de la 8-10 km la tropice la 16-18 km la ecuator. în troposferă, scade odată cu creșterea: cu 6 ° С pe kilometru. Se formează vremea în troposferă, se formează vânturi, precipitații, nori, cicloni și anticicloni.

Următorul strat al atmosferei este stratosferă... Aerul din el este mult mai rarefiat, există mult mai puțini vapori de apă în el. Temperatura din partea inferioară a stratosferei este de -60 - -80 ° С și scade odată cu creșterea altitudinii. În stratosferă se află stratul de ozon. Stratosfera este caracterizată de viteze mari ale vântului (până la 80-100 m / s).

Mezosfera - stratul mijlociu al atmosferei, care se află deasupra stratosferei la înălțimi de la 50 la S0-S5 km. Mezosfera se caracterizează printr-o scădere a temperaturii medii cu o altitudine de 0 ° С la limita inferioară până la -90 ° С la limita superioară. Aproape de limita superioară a mezosferei, se observă nori noctilucenți, luminați de soare noaptea. Presiunea aerului la limita superioară a mezosferei este de 200 de ori mai mică decât la suprafața pământului.

Termosfera - este situat deasupra mezosferei, la altitudini de la SO la 400-500 km, în ea temperatura la început încet, și apoi repede începe să crească din nou. Motivul este absorbția radiațiilor ultraviolete de la Soare la altitudini de 150-300 km. În termosferă, temperatura crește continuu la o altitudine de aproximativ 400 km, unde atinge 700 - 1500 ° C (în funcție de activitatea solară). Sub influența ultraviolete și a razelor X și a radiațiilor cosmice, are loc și ionizarea aerului („luminile polare”). Principalele zone ale ionosferei se află în interiorul termosferei.

Exosfera - stratul exterior, cel mai rarefiat al atmosferei, începe la altitudini de 450.000 km, iar limita sa superioară se află la o distanță de câteva mii de km de suprafața pământului, unde concentrația particulelor devine aceeași ca și în spațiul interplanetar. Exosfera este compusă din gaz ionizat (plasmă); părțile inferioare și mijlocii ale exosferei sunt compuse în principal din oxigen și azot; odată cu creșterea altitudinii, concentrația relativă a gazelor ușoare, în special a hidrogenului ionizat, crește rapid. Temperatura în exosferă 1300-3000 ° С; crește slab odată cu înălțimea. În exosferă, centurile de radiații ale Pământului sunt situate în principal.

Pământul este a treia planetă de la Soare, situată între Venus și Marte. Este cea mai densă planetă din sistemul solar, cea mai mare dintre cele patru și singurul obiect astronomic despre care se știe că conține viață. Conform datării radiometrice și a altor metode de cercetare, planeta noastră s-a format acum aproximativ 4,54 miliarde de ani. Pământul interacționează gravitațional cu alte obiecte din spațiu, în special Soarele și Luna.

Pământul este format din patru sfere sau cochilii principale, care depind unele de altele și sunt componentele biologice și fizice ale planetei noastre. Ele sunt numite științific elemente biofizice, și anume hidrosfera („hidro” pentru apă), biosfera („bio” pentru ființele vii), litosfera („lito” pentru pământ sau suprafața pământului) și atmosfera („atmosfera”) pentru aer). Aceste sfere majore ale planetei noastre sunt împărțite în mai multe sub-sfere.

Să luăm în considerare toate cele patru scoici ale Pământului în detaliu pentru a le înțelege funcțiile și semnificația.

Litosfera este cochilia solidă a Pământului

Oamenii de știință estimează că există mai mult de 1386 milioane km³ de apă pe planeta noastră.

Oceanele conțin mai mult de 97% din rezervele de apă ale Pământului. Restul este apă dulce, din care două treimi este înghețată în regiunile polare ale planetei și pe munții acoperiți de zăpadă. Este interesant de observat că, deși apa acoperă cea mai mare parte a suprafeței planetei, aceasta reprezintă doar 0,023% din masa totală a Pământului.

Biosfera - coaja vie a Pământului

Biosfera este uneori considerată una mare - o comunitate complexă de componente vii și nevie care funcționează ca un întreg. Cu toate acestea, cel mai adesea biosfera este descrisă ca o colecție de multe sisteme ecologice.

Atmosferă - învelișul aerian al Pământului

Atmosfera este o colecție de gaze care înconjoară planeta noastră, ținută pe loc de gravitația Pământului. Cea mai mare parte a atmosferei noastre este aproape de suprafața pământului, unde este cea mai densă. Aerul Pământului are 79% azot și puțin sub 21% oxigen, precum și argon, dioxid de carbon și alte gaze. Vaporii de apă și praful fac, de asemenea, parte din atmosfera Pământului. Alte planete și Luna au atmosfere foarte diferite, iar unele nu au deloc una. Nu există atmosferă în spațiu.

Atmosfera este atât de răspândită încât este aproape invizibilă, dar greutatea sa este egală cu un strat de apă adânc de peste 10 metri care acoperă întreaga noastră planetă. Cei 30 de kilometri inferiori ai atmosferei conțin aproximativ 98% din masa sa totală.

Oamenii de știință susțin că multe dintre gazele din atmosfera noastră au fost aruncate în aer de vulcanii timpurii. În acea perioadă, în jurul Pământului era puțin sau deloc oxigen liber. Oxigenul liber constă din molecule de oxigen care nu sunt legate de un alt element, cum ar fi carbonul (pentru a forma dioxid de carbon) sau hidrogen (pentru a forma apă).

Oxigenul liber ar fi putut fi adăugat în atmosferă de către organismele primitive, probabil bacterii, la acea vreme. Mai târziu, forme mai complexe au adăugat mai mult oxigen în atmosferă. Oxigenul din atmosfera de astăzi a durat probabil milioane de ani pentru a se acumula.

Atmosfera acționează ca un filtru uriaș, absorbind cea mai mare parte a radiației ultraviolete și permițând razelor soarelui să pătrundă. Radiațiile ultraviolete sunt dăunătoare ființelor vii și pot provoca arsuri. Cu toate acestea, energia solară este esențială pentru toată viața de pe pământ.

Atmosfera Pământului are. Următoarele straturi merg de la suprafața planetei către cer: troposferă, stratosferă, mezosferă, termosferă și exosferă. Un alt strat, numit ionosferă, se extinde de la mezosferă la exosferă. În afara exosferei este spațiul. Limitele dintre straturile atmosferice nu sunt clar definite și variază în funcție de latitudine și anotimp.

Relația dintre scoicile Pământului

Toate cele patru sfere pot fi prezente într-un singur loc. De exemplu, o bucată de sol va conține minerale din litosferă. În plus, vor exista elemente ale hidrosferei, care este umiditatea din sol, biosfera precum insectele și plantele, și chiar atmosfera sub formă de aer din sol.

Toate sferele sunt interconectate și depind unele de altele, ca un singur organism. Schimbările într-o zonă vor duce la schimbări în alta. Prin urmare, tot ceea ce facem pe planeta noastră afectează alte procese din ea (chiar dacă nu o putem vedea cu ochii noștri).

Pentru persoanele care se confruntă cu probleme, este foarte important să înțeleagă interconectarea tuturor cochiliilor Pământului.