Seit der Existenz des Lebens hängen der Komfort und die Sicherheit aller Organismen davon ab. Die Indikatoren von Gasen im Gemisch sind entscheidend für die Untersuchung von Problemzonen oder umweltfreundlichen Gebieten.

Allgemeine Information

Der Begriff „Atmosphäre“ bezieht sich auf die gasförmige Schicht, die unseren Planeten und viele andere Himmelskörper im Universum umhüllt. Es bildet eine Hülle, die sich mehrere hundert Kilometer über die Erde erhebt. Die Zusammensetzung enthält eine Vielzahl von Gasen, von denen die Hauptsache Sauerstoff ist.

Die Atmosphäre ist geprägt von:

• Heterogenität mit körperlicher Punkt Vision.
• Erhöhte Dynamik.
• Abhängig von biologische Faktoren(hohe Anfälligkeit bei unerwünschten Ereignissen).

Der Haupteinfluss auf die Zusammensetzung und Prozesse seiner sich verändernden, lebenden Wesen (einschließlich Mikroorganismen). Diese Prozesse finden seit der Entstehung der Atmosphäre statt – mehrere Milliarden Jahre. Schützende Hülle Der Planet steht in Kontakt mit Formationen wie der Lithosphäre und der Hydrosphäre, während es schwierig ist, die oberen Grenzen mit hoher Genauigkeit zu bestimmen, können Wissenschaftler nur ungefähre Werte nennen. Die Atmosphäre geht in der Exosphäre in den interplanetaren Raum über - in einer Höhe
500-1000 km von der Oberfläche unseres Planeten entfernt, einige Quellen geben eine Zahl von 3000 km an.

Die Bedeutung der Atmosphäre für das Leben auf der Erde ist groß, da sie den Planeten vor Kollisionen schützt Raumkörper, liefert optimale Indikatoren für die Entstehung und Entwicklung des Lebens in seinen verschiedenen Formen.
Die Zusammensetzung der Schutzhülle:

• Stickstoff - 78%.
• Sauerstoff - 20,9 %.
• Gasgemisch - 1,1% (dieser Teil besteht aus Substanzen wie Ozon, Argon, Neon, Helium, Methan, Krypton, Wasserstoff, Xenon, Kohlendioxid, Wasserdampf).

Das Gasgemisch führt wichtige Funktion- Absorption von Überschüssen Solarenergie. Die Zusammensetzung der Atmosphäre variiert je nach Höhe - in einer Höhe von 65 km von der Erdoberfläche ist Stickstoff darin enthalten
bereits 86%, Sauerstoff - nur 19%.

Die Bestandteile der Atmosphäre

Die vielfältige Zusammensetzung der Erdatmosphäre macht es möglich verschiedene Funktionen und das Leben auf dem Planeten schützen. Seine Hauptelemente:

• Kohlendioxid (CO₂) ist ein wesentlicher Bestandteil der Pflanzenernährung (Photosynthese). Es wird durch die Atmung aller lebenden Organismen, Verrottung und Verbrennung in die Atmosphäre freigesetzt. organische Materie. Wenn Kohlendioxid verschwindet, werden Pflanzen damit nicht mehr existieren.
• Sauerstoff (O₂) - bietet eine optimale Umgebung für das Leben aller Organismen auf dem Planeten, wird für die Atmung benötigt. Mit seinem Verschwinden endet das Leben für 99 % der Organismen auf dem Planeten.
• Ozon (O 3) ist ein Gas, das als natürlicher Absorber von ultravioletter Strahlung wirkt, die von der Sonnenstrahlung emittiert wird. Sein Überschuss wirkt sich negativ auf lebende Organismen aus. Gas bildet in der Atmosphäre eine besondere Schicht - Ozon-Bildschirm. Unter dem Einfluss äußeren Bedingungen und menschliche Aktivität beginnt es allmählich zusammenzubrechen, daher ist es wichtig, Maßnahmen zur Wiederherstellung der Ozonschicht unseres Planeten zu ergreifen, um Leben auf ihm zu retten.

Auch in der Zusammensetzung der Atmosphäre gibt es Wasserdampf - sie bestimmen die Luftfeuchtigkeit. Der Prozentsatz dieser Komponente hängt von verschiedenen Faktoren ab. Beeinflusst von:

• Anzeige der Lufttemperatur.
• Die Lage des Gebiets (Territorium).
• Saisonalität.

Es beeinflusst die Wasserdampfmenge und die Temperatur - wenn es niedrig ist, überschreitet die Konzentration 1% nicht, wenn es erhöht ist, erreicht es 3-4%.
Zusätzlich enthalten in Erdatmosphäre es gibt feste und flüssige Verunreinigungen - Ruß, Asche, Meersalz, eine Vielzahl von Mikroorganismen, Staub, Wassertropfen.

Atmosphäre: ihre Schichten

Es ist notwendig, den Aufbau der Erdatmosphäre nach Schichten zu kennen, um sie zu kennen Vollansichtüber den Wert davon Gashülle. Sie zeichnen sich durch Zusammensetzung und Dichte aus Gasgemisch sind in verschiedenen Höhen unterschiedlich. Jede Schicht ist anders chemische Zusammensetzung und die auszuführenden Funktionen. Ordnen Sie die atmosphärischen Schichten der Erde wie folgt an:

Die Troposphäre befindet sich am nächsten an der Erdoberfläche. Die Höhen dieser Schicht erreichen in tropischen Zonen 16-18 km und durchschnittlich 9 km über den Polen. In dieser Schicht sind bis zu 90 % des gesamten Wasserdampfes konzentriert. In der Troposphäre bilden sich Wolken. Auch hier werden Luftbewegung, Turbulenzen und Konvektion beobachtet. Temperaturindikatoren sind unterschiedlich und reichen von +45 bis -65 Grad - in den Tropen bzw. an den Polen. Bei einem Anstieg um 100 Meter kommt es zu einer Temperaturabnahme um 0,6 Grad. Es ist die Troposphäre, die aufgrund der Ansammlung von Wasserdampf und Luft für Zyklonprozesse verantwortlich ist. Dementsprechend wird die richtige Antwort auf die Frage, wie die Schicht der Erdatmosphäre heißt, in der sich Zyklone und Antizyklone entwickeln, der Name dieser atmosphärischen Schicht sein.

Stratosphäre - diese Schicht befindet sich in einer Höhe von 11-50 km von der Oberfläche des Planeten. In seiner unteren Zone tendieren Temperaturindikatoren zu Werten von -55. In der Stratosphäre gibt es eine Inversionszone – die Grenze zwischen dieser Schicht und der nächsten, die Mesosphäre genannt wird. Temperaturanzeigen erreichen Werte von +1 Grad. Flugzeuge fliegen in der unteren Stratosphäre.

Die Ozonschicht ist ein kleiner Bereich an der Grenze zwischen Stratosphäre und Mesosphäre, aber genau Ozonschicht Atmosphäre schützt alles Leben auf der Erde vor der Einwirkung ultravioletter Strahlung. Es trennt auch bequem und Bevorzugte Umstände für die Existenz lebender Organismen und einen rauen Raum, ohne den es unmöglich ist, zu überleben spezielle Bedingungen sogar Bakterien. Es entstand durch das Zusammenwirken von organischen Bestandteilen und Sauerstoff, der mit ultravioletter Strahlung in Kontakt kommt und eindringt photochemische Reaktion die ein Gas namens Ozon erzeugt. Da Ozon ultraviolette Strahlung absorbiert, trägt es zur Erwärmung der Atmosphäre bei und erhält optimale Lebensbedingungen in seiner üblichen Form aufrecht. Dementsprechend, um die Frage zu beantworten: Vor welcher Gasschicht schützt die Erde kosmische Strahlung und übertrieben Sonnenstrahlung, gefolgt von Ozon.

Betrachtet man die Schichten der Atmosphäre in der Reihenfolge von der Erdoberfläche, sollte beachtet werden, dass die Mesosphäre die nächste ist. Es befindet sich in einer Höhe von 50-90 km von der Oberfläche des Planeten. Temperaturanzeigen - von 0 bis -143 Grad (Unter- und Obergrenze). Es schützt die Erde vor Meteoriten, die bei ihrem Durchgang verglühen
es ist das Phänomen des Leuchtens der Luft. Der Gasdruck in diesem Teil der Atmosphäre ist extrem niedrig, was es unmöglich macht, die gesamte Mesosphäre zu untersuchen, da spezielle Geräte, einschließlich Satelliten oder Sonden, dort nicht arbeiten können.

Die Thermosphäre ist die Schicht der Atmosphäre, die sich in einer Höhe von 100 km über dem Meeresspiegel befindet. Dies ist die untere Grenze, die als Karman-Linie bezeichnet wird. Wissenschaftler haben bedingt festgestellt, dass der Weltraum hier beginnt. Die unmittelbare Dicke der Thermosphäre erreicht 800 km. Die Temperaturwerte erreichen 1800 Grad, halten aber die Haut Raumfahrzeug und intakte Raketen ermöglichen eine leichte Luftkonzentration. In dieser Schicht der Erdatmosphäre ein besonderes
Phänomen - Nordlichter - besondere Art Glühen, das in einigen Regionen des Planeten beobachtet werden kann. Sie treten aufgrund des Zusammenspiels mehrerer Faktoren auf - der Ionisierung der Luft und der Einwirkung darauf kosmische Strahlung und Strahlung.

Welche Schicht der Atmosphäre ist am weitesten von der Erde entfernt - die Exosphäre. Hier gibt es eine Zone der Luftverteilung, da die Konzentration von Gasen gering ist, wodurch sie allmählich aus der Atmosphäre entweichen. Diese Schicht befindet sich in einer Höhe von 700 km über der Erdoberfläche. Das Hauptelement, das ausmacht
diese Schicht ist Wasserstoff. Im atomaren Zustand finden Sie Substanzen wie Sauerstoff oder Stickstoff, die durch Sonneneinstrahlung stark ionisiert werden.
Die Dimensionen der Exosphäre der Erde erreichen 100.000 km vom Planeten entfernt.

Indem die Schichten der Atmosphäre von der Erdoberfläche aus der Reihe nach untersucht wurden, haben die Menschen viel herausgefunden wertvolle Information, die bei der Entwicklung und Verbesserung technologischer Fähigkeiten hilft. Einige Fakten sind überraschend, aber es war ihre Anwesenheit, die es lebenden Organismen ermöglichte, sich erfolgreich zu entwickeln.

Es ist bekannt, dass das Gewicht der Atmosphäre mehr als 5 Billiarden Tonnen beträgt. Die Schichten sind in der Lage, Schall bis zu 100 km von der Oberfläche des Planeten zu übertragen, darüber verschwindet diese Eigenschaft, wenn sich die Zusammensetzung der Gase ändert.
Atmosphärische Bewegungen existieren, weil die Erwärmung der Erde variiert. Die Oberfläche an den Polen ist kalt, und näher an den Tropen nimmt die Erwärmung zu, Temperaturindikatoren werden durch Wirbelstürme, Jahreszeiten und Tageszeiten beeinflusst. Der atmosphärische Druck kann mit einem Barometer gemessen werden. Wissenschaftler haben beobachtet, dass das Vorhandensein von Schutzschichten ermöglicht es Ihnen, den Kontakt mit der Planetenoberfläche von Meteoriten mit einer Gesamtmasse von 100 Tonnen täglich zu verhindern.

Eine interessante Tatsache ist, dass die Zusammensetzung der Luft (eine Mischung von Gasen in Schichten) über einen langen Zeitraum unverändert blieb - mehrere hundert Millionen Jahre sind bekannt. Es finden erhebliche Veränderungen statt letzten Jahrhunderten- seit dem Moment, in dem die Menschheit einen signifikanten Anstieg der Produktion erlebt.

Der von der Atmosphäre ausgeübte Druck beeinträchtigt das Wohlbefinden der Menschen. Normal für 90% sind Indikatoren von 760 mmHg, dieser Wert sollte bei 0 Grad auftreten. Es ist zu beachten, dass dieser Wert für jene Teile des Erdbodens gilt, wo der Meeresspiegel mit ihm im gleichen Band (ohne Tropfen) verläuft. Je höher die Höhe, desto niedriger wird der Druck sein. Sie ändert sich auch während des Durchgangs von Zyklonen, da Änderungen nicht nur vertikal, sondern auch horizontal auftreten.

Die physiologische Zone der Erdatmosphäre beträgt 5 km, nach dem Passieren dieser Markierung beginnt sich eine Person zu manifestieren Sonderbedingung- Sauerstoffmangel. 95% der Menschen erleben dabei eine ausgeprägte Abnahme der Arbeitsfähigkeit, auch das Wohlbefinden verschlechtert sich selbst bei einer trainierten und trainierten Person deutlich.

Deshalb ist die Bedeutung der Atmosphäre für das Leben auf der Erde groß – Menschen und die meisten Lebewesen können ohne dieses Gasgemisch nicht existieren. Dank ihrer Anwesenheit wurde es möglich, das Gewohnte zu entwickeln moderne Gesellschaft Leben auf der Erde. Es ist notwendig, die durch industrielle Aktivitäten verursachten Schäden zu bewerten, Luftreinigungsmaßnahmen durchzuführen, um die Konzentration zu reduzieren bestimmte Typen Gase und bringen solche ein, die für eine normale Zusammensetzung nicht ausreichen. Es ist wichtig, jetzt über weitere Maßnahmen zur Erhaltung und Wiederherstellung von Atmosphärenschichten nachzudenken, um sie zu retten optimale Bedingungen für zukünftige Generationen.

Die gasförmige Hülle, die unseren Planeten Erde umgibt, bekannt als Atmosphäre, besteht aus fünf Hauptschichten. Diese Schichten entstehen auf der Oberfläche des Planeten vom Meeresspiegel (manchmal darunter) und steigen in der folgenden Reihenfolge in den Weltraum auf:

• Troposphäre;
• Stratosphäre;
• Mesosphäre;
• Thermosphäre;
• Exosphäre.

Diagramm der Hauptschichten der Erdatmosphäre

Zwischen jeder dieser fünf Hauptschichten befinden sich Übergangszonen, die als „Pausen“ bezeichnet werden und in denen Änderungen der Lufttemperatur, -zusammensetzung und -dichte auftreten. Zusammen mit Pausen wird die Erdatmosphäre in gesamt enthält 9 Schichten.

Troposphäre: wo das Wetter passiert

Von allen Schichten der Atmosphäre ist die Troposphäre diejenige, mit der wir am vertrautesten sind (ob es Ihnen bewusst ist oder nicht), da wir auf ihrem Grund leben – der Oberfläche des Planeten. Er umhüllt die Erdoberfläche und erstreckt sich mehrere Kilometer nach oben. Das Wort Troposphäre bedeutet „Ballwechsel“. Ein sehr passender Name, da in dieser Schicht unser tägliches Wetter stattfindet.

Ausgehend von der Erdoberfläche steigt die Troposphäre auf eine Höhe von 6 bis 20 km an. Das untere Drittel der uns am nächsten liegenden Schicht enthält 50 % von allem atmosphärische Gase. Es ist der einzige Teil der gesamten Zusammensetzung der Atmosphäre, der atmet. Aufgrund der Tatsache, dass die Luft von unten erwärmt wird Erdoberfläche absorbierend Wärmeenergie Sonne, mit zunehmender Höhe nehmen die Temperatur und der Druck der Troposphäre ab.

An der Spitze befindet sich eine dünne Schicht namens Tropopause, die nur ein Puffer zwischen der Troposphäre und der Stratosphäre ist.

Stratosphäre: Heimat des Ozons

Die Stratosphäre ist die nächste Schicht der Atmosphäre. Es erstreckt sich von 6-20 km bis 50 km über der Erdoberfläche. Dies ist die Schicht, in der die meisten Verkehrsflugzeuge fliegen und Ballons reisen.

Hier strömt die Luft nicht auf und ab, sondern bewegt sich in sehr schnellen Luftströmungen parallel zur Oberfläche. Während Sie aufsteigen, steigt die Temperatur dank der Fülle an natürlichem Ozon (O 3 ) - einem Nebenprodukt Sonnenstrahlung und Sauerstoff, der die schädlichen ultravioletten Strahlen der Sonne absorbieren kann (jeder Temperaturanstieg mit der Höhe wird in der Meteorologie als "Inversion" bezeichnet).

Da hat die Stratosphäre mehr warme Temperaturen unten und oben kühler, Konvektion (vertikale Bewegungen Luftmassen) ist in diesem Teil der Atmosphäre selten. Tatsächlich können Sie einen Sturm, der in der Troposphäre tobt, von der Stratosphäre aus beobachten, da die Schicht als "Kappe" für die Konvektion fungiert, durch die keine Sturmwolken dringen.

Auf die Stratosphäre folgt wieder eine Pufferschicht, diesmal Stratopause genannt.

Mesosphäre: mittlere Atmosphäre

Die Mesosphäre befindet sich etwa 50-80 km von der Erdoberfläche entfernt. Die obere Mesosphäre ist am kältesten natürlicher Ort auf der Erde, wo die Temperaturen unter -143°C fallen können.

Thermosphäre: obere Atmosphäre

Nach Mesosphäre und Mesopause kommt die Thermosphäre, die sich zwischen 80 und 700 km über der Erdoberfläche befindet und weniger als 0,01 % der gesamten Luft enthält atmosphärische Hülle. Temperaturen erreichen hier bis zu +2000°C, was aber durch die starke Luftverdünnung und das Fehlen von Gasmolekülen zur Wärmeübertragung diese hohe Temperaturen als sehr kalt empfunden.

Exosphäre: die Grenze zwischen Atmosphäre und Weltraum

In einer Höhe von etwa 700-10.000 km über der Erdoberfläche befindet sich die Exosphäre - der äußere Rand der Atmosphäre, der an den Weltraum grenzt. Hier kreisen Wettersatelliten um die Erde.

Wie sieht es mit der Ionosphäre aus?

Die Ionosphäre ist keine separate Schicht, und tatsächlich wird dieser Begriff verwendet, um sich auf die Atmosphäre in einer Höhe von 60 bis 1000 km zu beziehen. Sie umfasst die obersten Teile der Mesosphäre, die gesamte Thermosphäre und einen Teil der Exosphäre. Die Ionosphäre hat ihren Namen, weil in diesem Teil der Atmosphäre die Sonnenstrahlung beim Durchgang ionisiert wird Magnetfelder Landet auf und . Dieses Phänomen wird von der Erde aus als Nordlicht beobachtet.

Enzyklopädisches YouTube

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✪ O. S. Ugolnikov "Obere Atmosphäre. Begegnung von Erde und Weltraum"

Untertitel

Atmosphärengrenze

Als Atmosphäre wird der Bereich um die Erde bezeichnet, in dem sich gasförmige Umgebung dreht sich zusammen mit der Erde als Ganzes. Die Atmosphäre dringt allmählich in den interplanetaren Raum in der Exosphäre ein, beginnend in einer Höhe von 500-1000 km von der Erdoberfläche.

Gemäß der von der International Aviation Federation vorgeschlagenen Definition wird die Grenze zwischen Atmosphäre und Weltraum entlang der Karmana-Linie gezogen, die sich in einer Höhe von etwa 100 km befindet und oberhalb derer Luftflüge völlig unmöglich werden. Die NASA verwendet die 122-Kilometer-Marke (400.000 Fuß) als Grenze der Atmosphäre, an der die Shuttles vom angetriebenen Manövrieren zum aerodynamischen Manövrieren wechseln.

Physikalische Eigenschaften

Neben den in der Tabelle angegebenen Gasen enthält die Atmosphäre Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, Kohlenwasserstoffe, HCl, HBr, Dämpfe, I 2, Br 2 sowie viele andere Gase in geringen Mengen. In der Troposphäre gibt es ständig eine große Menge an schwebenden festen und flüssigen Partikeln (Aerosol). Radon (Rn) ist das seltenste Gas in der Erdatmosphäre.

Die Struktur der Atmosphäre

Grenzschicht der Atmosphäre

Die untere Schicht der Troposphäre (1-2 km dick), in der der Zustand und die Eigenschaften der Erdoberfläche die Dynamik der Atmosphäre direkt beeinflussen.

Troposphäre

Seine obere Grenze liegt bei einer Höhe von 8-10 km in polaren, 10-12 km in gemäßigten und 16-18 km in tropischen Breiten; im Winter niedriger als im Sommer. Die untere Hauptschicht der Atmosphäre enthält mehr als 80 % der Gesamtmasse atmosphärische Luft und etwa 90 % des gesamten Wasserdampfs in der Atmosphäre. Turbulenz und Konvektion sind in der Troposphäre stark entwickelt, Wolken erscheinen, Zyklone und Antizyklone entwickeln sich. Die Temperatur nimmt mit der Höhe mit einem durchschnittlichen vertikalen Gradienten von 0,65°/100 m ab

Tropopause

Die Übergangsschicht von der Troposphäre zur Stratosphäre, die Schicht der Atmosphäre, in der die Temperaturabnahme mit der Höhe aufhört.

Stratosphäre

Die Schicht der Atmosphäre befindet sich in einer Höhe von 11 bis 50 km. Charakteristisch ist eine leichte Temperaturänderung in der 11-25 km Schicht (untere Schicht der Stratosphäre) und deren Anstieg in der 25-40 km Schicht von −56,5 auf 0,8 ° (obere Stratosphäre oder Inversionsgebiet). Nachdem die Temperatur in etwa 40 km Höhe einen Wert von etwa 273 K (fast 0 °C) erreicht hat, bleibt sie bis zu einer Höhe von etwa 55 km konstant. Dieser Bereich konstanter Temperatur wird als Stratopause bezeichnet und ist die Grenze zwischen der Stratosphäre und der Mesosphäre.

Stratopause

Die Grenzschicht der Atmosphäre zwischen der Stratosphäre und der Mesosphäre. Es gibt ein Maximum in der vertikalen Temperaturverteilung (ca. 0 °C).

Mesosphäre

Thermosphäre

Die Obergrenze liegt bei etwa 800 km. Die Temperatur steigt auf Höhen von 200-300 km, wo sie Werte in der Größenordnung von 1500 K erreicht, danach bleibt sie bis fast konstant hohe Höhen. Unter Einwirkung von Sonnenstrahlung und kosmischer Strahlung wird Luft ionisiert („Polarlicht“) – die Hauptregionen der Ionosphäre liegen innerhalb der Thermosphäre. In Höhen über 300 km überwiegt atomarer Sauerstoff. Die Obergrenze der Thermosphäre wird maßgeblich durch die aktuelle Aktivität der Sonne bestimmt. In Zeiten geringer Aktivität – zum Beispiel in den Jahren 2008-2009 – nimmt die Größe dieser Schicht merklich ab.

Thermopause

Der Bereich der Atmosphäre oberhalb der Thermosphäre. In diesem Bereich ist die Absorption der Sonnenstrahlung unbedeutend und die Temperatur ändert sich nicht wirklich mit der Höhe.

Exosphäre (streuende Kugel)

Bis zu einer Höhe von 100 km ist die Atmosphäre ein homogenes, gut durchmischtes Gasgemisch. In höheren Schichten hängt die Verteilung der Gase in der Höhe von ihrer ab Molekulargewichte, nimmt die Konzentration schwerer Gase mit zunehmender Entfernung von der Erdoberfläche schneller ab. Durch die Abnahme der Gasdichte sinkt die Temperatur von 0 °C in der Stratosphäre auf −110 °C in der Mesosphäre. Jedoch kinetische Energie einzelnen Partikeln in 200–250 km Höhe entspricht einer Temperatur von ~150 °C. Oberhalb von 200 km werden erhebliche zeitliche und räumliche Schwankungen der Temperatur und der Gasdichte beobachtet.

In einer Höhe von etwa 2000-3500 km geht die Exosphäre allmählich in die sogenannte über in der Nähe des Weltraumvakuums, der mit seltenen Teilchen aus interplanetarem Gas, hauptsächlich Wasserstoffatomen, gefüllt ist. Aber dieses Gas ist nur ein Teil interplanetare Materie. Der andere Teil besteht aus staubähnlichen Partikeln kometarischen und meteorischen Ursprungs. Neben extrem verdünnten staubähnlichen Partikeln dringt elektromagnetische und korpuskulare Strahlung solaren und galaktischen Ursprungs in diesen Raum ein.

Überprüfung

Die Troposphäre macht etwa 80 % der Masse der Atmosphäre aus, die Stratosphäre etwa 20 %; die Masse der Mesosphäre - nicht mehr als 0,3%, der Thermosphäre - weniger als 0,05% Totale Masse Atmosphäre.

Basierend elektrische Eigenschaften in die Atmosphäre emittiert die Neutrosphäre und Ionosphäre .

Je nach Zusammensetzung des Gases in der Atmosphäre emittieren sie Homosphäre und Heterosphäre. Heterosphäre- Dies ist ein Bereich, in dem die Schwerkraft die Trennung von Gasen beeinflusst, da ihre Vermischung in einer solchen Höhe vernachlässigbar ist. Daraus folgt die variable Zusammensetzung der Heterosphäre. Darunter liegt ein gut durchmischter, homogener Teil der Atmosphäre, die sogenannte Homosphäre. Die Grenze zwischen diesen Schichten wird Turbopause genannt, sie liegt in einer Höhe von etwa 120 km.

Andere Eigenschaften der Atmosphäre und Auswirkungen auf den menschlichen Körper

Bereits in einer Höhe von 5 km über dem Meeresspiegel entwickelt eine untrainierte Person Sauerstoffmangel, und ohne Anpassung wird die Leistungsfähigkeit einer Person erheblich reduziert. Hier endet die physiologische Zone der Atmosphäre. In einer Höhe von 9 km wird das menschliche Atmen unmöglich, obwohl die Atmosphäre bis etwa 115 km Sauerstoff enthält.

Die Atmosphäre versorgt uns mit dem Sauerstoff, den wir zum Atmen brauchen. Aufgrund des Abfalls des Gesamtdrucks der Atmosphäre nimmt jedoch der Gesamtdruck der Atmosphäre ab, wenn Sie auf eine Höhe steigen bzw. abnehmen Partialdruck Sauerstoff.

In verdünnten Luftschichten ist die Schallausbreitung unmöglich. Bis zu Höhen von 60-90 km ist es noch möglich, Luftwiderstand und Auftrieb für einen kontrollierten aerodynamischen Flug zu nutzen. Aber ab Höhen von 100-130 km verlieren die jedem Piloten vertrauten Begriffe der Zahl  M und der Schallmauer ihre Bedeutung: Es gibt eine Bedingungslinie  Karman, ab der der Bereich des rein ballistischen Fluges beginnt , die nur durch Reaktionskräfte beherrschbar sind.

In Höhen über 100 km wird der Atmosphäre auch eine weitere bemerkenswerte Eigenschaft entzogen - die Fähigkeit, Wärmeenergie durch Konvektion (dh durch Mischen von Luft) zu absorbieren, zu leiten und zu übertragen. Das bedeutet es verschiedene Elemente Ausrüstung, orbitale Ausrüstung Raumstation wird nicht in der Lage sein, draußen zu kühlen, wie es normalerweise in einem Flugzeug geschieht - mit Hilfe von Luftdüsen und Luftkühler. In einer solchen Höhe, wie im Allgemeinen im Weltraum, der einzige Weg Wärmeübertragung ist Wärmestrahlung.

Entstehungsgeschichte der Atmosphäre

Nach der gängigsten Theorie hat die Erdatmosphäre im Laufe ihrer Geschichte drei verschiedene Zusammensetzungen gehabt. Ursprünglich bestand es aus leichten Gasen (Wasserstoff und Helium), die aus dem interplanetaren Raum eingefangen wurden. Diese sog primäre Atmosphäre . Im nächsten Stadium führte aktive vulkanische Aktivität zur Sättigung der Atmosphäre mit anderen Gasen als Wasserstoff (Kohlendioxid, Ammoniak, Wasserdampf). Das ist wie sekundäre Atmosphäre. Diese Atmosphäre war erholsam. Darüber hinaus wurde der Entstehungsprozess der Atmosphäre durch folgende Faktoren bestimmt:

• Austritt leichter Gase (Wasserstoff und Helium) in den interplanetaren Raum;
• chemische Reaktionen, die in der Atmosphäre unter dem Einfluss von stattfinden UV-Strahlung, Blitzentladungen und einige andere Faktoren.

Allmählich führten diese Faktoren zur Gründung tertiäre Atmosphäre, gekennzeichnet durch einen viel geringeren Gehalt an Wasserstoff und einen viel höheren Gehalt an Stickstoff und Kohlendioxid (entstanden durch chemische Reaktionen aus Ammoniak und Kohlenwasserstoffen).

Stickstoff

Bildung eine große Anzahl Stickstoff N 2 ist auf die Oxidation der Ammoniak-Wasserstoff-Atmosphäre durch molekularen Sauerstoff O 2 zurückzuführen, der als Ergebnis der Photosynthese vor 3 Milliarden Jahren von der Oberfläche des Planeten zu kommen begann. Stickstoff N 2 wird auch durch die Denitrifikation von Nitraten und anderen stickstoffhaltigen Verbindungen in die Atmosphäre freigesetzt. Stickstoff wird in der oberen Atmosphäre durch Ozon zu NO oxidiert.

Stickstoff N 2 geht nur unter bestimmten Bedingungen (z. B. während einer Blitzentladung) Reaktionen ein. Oxidation von molekularem Stickstoff durch Ozon bei elektrische Entladungen in kleinen Mengen bei der industriellen Herstellung von Stickstoffdüngemitteln verwendet. Oxidieren Sie es mit geringem Energieverbrauch und wandeln Sie es in biologisch um Aktive Form Cyanobakterien (Blaualgen) und Knöllchenbakterien können mit Leguminosen eine Rhizobien-Symbiose bilden, die effektive Gründüngungspflanzen sein können, die den Boden nicht erschöpfen, sondern den Boden mit natürlichen Düngemitteln anreichern.

Sauerstoff

Mit dem Aufkommen lebender Organismen auf der Erde begann sich die Zusammensetzung der Atmosphäre durch Photosynthese, begleitet von der Freisetzung von Sauerstoff und der Aufnahme von Kohlendioxid, radikal zu verändern. Anfänglich wurde Sauerstoff für die Oxidation reduzierter Verbindungen aufgewendet - Ammoniak, Kohlenwasserstoffe, die in den Ozeanen enthaltene Eisenform usw. diese Phase der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre begann zu steigen. Allmählich gebildet moderne Atmosphäre, was hat oxidierende Eigenschaften. Da dies schwerwiegende Folgen hatte drastische Veränderungen Da viele Prozesse in der Atmosphäre, der Lithosphäre und der Biosphäre ablaufen, wurde dieses Ereignis als Sauerstoffkatastrophe bezeichnet.

Edelgase

Luftverschmutzung

BEIM In letzter Zeit Der Mensch begann, die Entwicklung der Atmosphäre zu beeinflussen. Ergebnis Menschliche Aktivität Durch die Verbrennung von Kohlenwasserstoff-Brennstoffen, die sich in früheren geologischen Epochen angesammelt haben, stieg der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre ständig an. Riesige Mengen an CO 2 werden bei der Photosynthese verbraucht und von den Weltmeeren aufgenommen. Dieses Gas gelangt durch die Zersetzung von Karbonat in die Atmosphäre Felsen und organische Stoffe pflanzlichen und tierischen Ursprungs sowie durch Vulkanismus und menschliche Produktionstätigkeiten. In den letzten 100 Jahren hat der CO 2 -Gehalt in der Atmosphäre um 10 % zugenommen, wobei der größte Teil (360 Milliarden Tonnen) aus der Brennstoffverbrennung stammt. Wenn die Wachstumsrate der Brennstoffverbrennung anhält, wird sich in den nächsten 200-300 Jahren die CO 2 -Menge in der Atmosphäre verdoppeln und zu globalen Klimaänderungen führen.

Die Kraftstoffverbrennung ist die Hauptquelle umweltschädlicher Gase (СО,, SO 2). Schwefeldioxid wird in der oberen Atmosphäre durch Luftsauerstoff zu SO 3 und Stickoxid zu NO 2 oxidiert, die wiederum mit Wasserdampf wechselwirken, und die entstehende Schwefelsäure H 2 SO 4 und Salpetersäure HNO 3 fallen auf die Erdoberfläche das Formular sog. saurer Regen. Verwendungszweck

Die Atmosphäre macht das Leben auf der Erde möglich. Wir erhalten die allerersten Informationen und Fakten über die Atmosphäre zurück Grundschule. In der Oberstufe kennen wir dieses Konzept bereits eher aus dem Erdkundeunterricht.

Das Konzept der Erdatmosphäre

Die Atmosphäre ist nicht nur auf der Erde, sondern auch auf anderen Himmelskörper. So heißt die gasförmige Hülle, die die Planeten umgibt. Die Zusammensetzung dieser Gasschicht verschiedene Planeten ist deutlich anders. Schauen wir uns die grundlegenden Informationen und Fakten über die auch als Luft bezeichnete Luft an.

Sein wichtigster Bestandteil ist Sauerstoff. Einige glauben fälschlicherweise, dass die Erdatmosphäre vollständig aus Sauerstoff besteht, aber Luft ist tatsächlich eine Mischung aus Gasen. Es enthält 78 % Stickstoff und 21 % Sauerstoff. Das restliche ein Prozent beinhaltet Ozon, Argon, Kohlendioxid, Wasserdampf. Lassen Prozentsatz Diese Gase sind wenige, aber sie erfüllen eine wichtige Funktion - sie absorbieren einen erheblichen Teil der Sonnenstrahlungsenergie und verhindern so, dass die Leuchte alles Leben auf unserem Planeten in Asche verwandelt. Die Eigenschaften der Atmosphäre ändern sich mit der Höhe. In einer Höhe von 65 km beispielsweise beträgt der Stickstoffgehalt 86 % und der Sauerstoffgehalt 19 %.

Die Zusammensetzung der Erdatmosphäre

• Kohlendioxid unentbehrlich für die Pflanzenernährung. In der Atmosphäre erscheint es als Ergebnis des Atmungsprozesses lebender Organismen, Verrottung, Verbrennung. Das Fehlen davon in der Zusammensetzung der Atmosphäre würde die Existenz von Pflanzen unmöglich machen.
• Sauerstoff ist ein lebenswichtiger Bestandteil der Atmosphäre für den Menschen. Seine Anwesenheit ist eine Bedingung für die Existenz aller lebenden Organismen. Sie macht etwa 20 % aus volle Lautstärke atmosphärische Gase.
• Ozon Es ist ein natürlicher Absorber der ultravioletten Sonnenstrahlung, die lebende Organismen nachteilig beeinflusst. Das meiste davon bildet eine separate Schicht der Atmosphäre - den Ozonschutz. In letzter Zeit hat die menschliche Aktivität dazu geführt, dass sie allmählich zusammenbricht, aber da sie von großer Bedeutung ist, ist sie es aktive Arbeit für seine Konservierung und Restaurierung.
• Wasserdampf bestimmt die Luftfeuchtigkeit. Der Inhalt kann je nach variieren verschiedene Faktoren: Lufttemperatur, territoriale Lage, Jahreszeit. Bei niedrigen Temperaturen befindet sich sehr wenig Wasserdampf in der Luft, vielleicht weniger als ein Prozent, und bei hohen Temperaturen erreicht sein Anteil 4 %.
• Zusätzlich zu all dem oben Genannten gibt es in der Zusammensetzung der Erdatmosphäre immer einen bestimmten Prozentsatz hart und flüssige Verunreinigungen . Dies sind Ruß, Asche, Meersalz, Staub, Wassertropfen, Mikroorganismen. Sie können sowohl natürlich als auch anthropogen in die Luft gelangen.

Schichten der Atmosphäre

Temperatur, Dichte u qualitative Zusammensetzung Luft ist in verschiedenen Höhen nicht gleich. Aus diesem Grund ist es üblich, verschiedene Schichten der Atmosphäre zu unterscheiden. Jeder von ihnen hat seine eigene Charakteristik. Lassen Sie uns herausfinden, welche Schichten der Atmosphäre unterschieden werden:

• Die Troposphäre ist die der Erdoberfläche am nächsten liegende Schicht der Atmosphäre. Seine Höhe beträgt 8-10 km über den Polen und 16-18 km in den Tropen. Hier befinden sich 90 % des gesamten Wasserdampfes, der in der Atmosphäre vorhanden ist, es kommt also zu einer aktiven Wolkenbildung. Auch in dieser Schicht gibt es Prozesse wie Luftbewegung (Wind), Turbulenzen, Konvektion. Die Temperatur reicht von +45 Grad mittags in der warmen Jahreszeit in den Tropen bis zu -65 Grad an den Polen.
• Die Stratosphäre ist die zweitfernste Schicht von der Atmosphäre. Es liegt auf einer Höhe von 11 bis 50 km. In der unteren Schicht der Stratosphäre beträgt die Temperatur etwa -55 ° C, in Richtung der Entfernung von der Erde steigt sie auf +1 ° C. Diese Region wird als Inversion bezeichnet und ist die Grenze zwischen der Stratosphäre und der Mesosphäre.
• Die Mesosphäre befindet sich in einer Höhe von 50 bis 90 km. Die Temperatur an seiner unteren Grenze beträgt etwa 0, an der oberen erreicht sie -80...-90 ˚С. Meteoriten, die in die Erdatmosphäre eintreten, brennen in der Mesosphäre vollständig aus, wodurch hier Airglows entstehen.
• Die Thermosphäre ist etwa 700 km dick. In dieser Schicht der Atmosphäre Nordlichter. Sie erscheinen aufgrund der Wirkung von kosmischer Strahlung und Strahlung, die von der Sonne ausgeht.
• Die Exosphäre ist eine Zone der Luftausbreitung. Hier ist die Konzentration von Gasen gering und ihr allmähliches Entweichen in den interplanetaren Raum findet statt.

Grenze zwischen Erdatmosphäre u Weltraum gilt als Meilenstein von 100 km. Diese Linie wird Karman-Linie genannt.

Luftdruck

Wenn wir die Wettervorhersage hören, hören wir oft Luftdruckwerte. Aber was bedeutet atmosphärischer Druck und wie könnte er uns beeinflussen?

Wir haben herausgefunden, dass Luft aus Gasen und Verunreinigungen besteht. Jede dieser Komponenten hat ihr eigenes Gewicht, was bedeutet, dass die Atmosphäre nicht schwerelos ist, wie man bis ins 17. Jahrhundert glaubte. Der atmosphärische Druck ist die Kraft, mit der alle Schichten der Atmosphäre auf die Erdoberfläche und auf alle Objekte drücken.

Wissenschaftler haben aufwendige Berechnungen durchgeführt und das zum einen bewiesen Quadratmeter Fläche drückt die Atmosphäre mit einer Kraft von 10.333 kg. Meint, menschlicher Körper unter Luftdruck, dessen Gewicht 12-15 Tonnen beträgt. Warum spüren wir es nicht? Es speichert uns seinen inneren Druck, der den äußeren ausgleicht. Sie können den Druck der Atmosphäre in einem Flugzeug oder hoch in den Bergen spüren Atmosphärendruck viel weniger in der Höhe. In diesem Fall sind körperliche Beschwerden, verstopfte Ohren und Schwindel möglich.

Über die Atmosphäre kann man viel sagen. Wir wissen viel über sie. Interessante Fakten, und einige von ihnen mögen überraschend erscheinen:

• Das Gewicht der Erdatmosphäre beträgt 5.300.000.000.000.000 Tonnen.
• Es trägt zur Schallübertragung bei. In einer Höhe von mehr als 100 km verschwindet diese Eigenschaft aufgrund von Änderungen in der Zusammensetzung der Atmosphäre.
• Die Bewegung der Atmosphäre wird durch eine ungleichmäßige Erwärmung der Erdoberfläche hervorgerufen.
• Ein Thermometer wird verwendet, um die Lufttemperatur zu messen, und ein Barometer wird verwendet, um den atmosphärischen Druck zu messen.
• Das Vorhandensein einer Atmosphäre rettet unseren Planeten täglich vor 100 Tonnen Meteoriten.
• Die Zusammensetzung der Luft war mehrere hundert Millionen Jahre lang festgelegt, begann sich jedoch mit dem Beginn der raschen industriellen Aktivität zu ändern.
• Es wird angenommen, dass sich die Atmosphäre bis in eine Höhe von 3000 km erstreckt.

Der Wert der Atmosphäre für den Menschen

Die physiologische Zone der Atmosphäre beträgt 5 km. In einer Höhe von 5000 m über dem Meeresspiegel beginnt eine Person an Sauerstoffmangel zu leiden, was sich in einer Abnahme ihrer Arbeitsfähigkeit und einer Verschlechterung des Wohlbefindens äußert. Dies zeigt, dass ein Mensch in einem Raum, in dem dieses erstaunliche Gasgemisch nicht existiert, nicht überleben kann.

Alle Informationen und Fakten über die Atmosphäre bestätigen nur ihre Bedeutung für den Menschen. Dank seiner Anwesenheit erschien die Möglichkeit der Entwicklung des Lebens auf der Erde. Nachdem wir bereits heute das Ausmaß des Schadens eingeschätzt haben, den der Mensch mit seinem Handeln der lebensspendenden Luft zufügen kann, sollten wir über weitere Maßnahmen zur Erhaltung und Wiederherstellung der Atmosphäre nachdenken.

Die genaue Größe der Atmosphäre ist unbekannt, da ihre obere Grenze nicht deutlich sichtbar ist. Die Struktur der Atmosphäre wurde jedoch ausreichend untersucht, sodass sich jeder ein Bild davon machen kann, wie die gasförmige Hülle unseres Planeten angeordnet ist.

Wissenschaftler der Atmosphärenphysik definieren es als den Bereich um die Erde, der sich mit dem Planeten dreht. Die FAI gibt folgendes an Definition:

• Die Grenze zwischen Raum und Atmosphäre verläuft entlang der Karman-Linie. Diese Linie ist nach der Definition derselben Organisation die Höhe über dem Meeresspiegel, die sich in einer Höhe von 100 km befindet.

Alles über dieser Linie Platz. Die Atmosphäre geht allmählich in den interplanetaren Raum über, weshalb es unterschiedliche Vorstellungen über seine Größe gibt.

Mit untere Grenze Atmosphäre, alles ist viel einfacher - es geht durch die Oberfläche Erdkruste und die Wasseroberfläche der Erde - die Hydrosphäre. Gleichzeitig verschmilzt die Grenze sozusagen mit dem Irdischen und Wasseroberfläche, da es sich bei den Partikeln auch um gelöste Luftpartikel handelt.

Welche Schichten der Atmosphäre sind in der Größe der Erde enthalten

Interessante Tatsache: Im Winter ist es niedriger, im Sommer ist es höher.

In dieser Schicht entstehen Turbulenzen, Antizyklone und Wirbelstürme, Wolken bilden sich. Diese Kugel ist für die Wetterbildung verantwortlich, in ihr befinden sich etwa 80 % aller Luftmassen.

Die Tropopause ist die Schicht, in der die Temperatur nicht mit der Höhe abnimmt. Oberhalb der Tropopause, in einer Höhe über 11 und bis zu 50 km liegt. Die Stratosphäre enthält eine Ozonschicht, von der bekannt ist, dass sie den Planeten davor schützt ultraviolette Strahlung. Die Luft in dieser Schicht wird abgeführt, diese erklärt sich durch die Kennlinie violetter Farbton Himmel. Die Geschwindigkeit der Luftströmungen kann hier 300 km/h erreichen. Zwischen der Stratosphäre und der Mesosphäre liegt die Stratopause – die Grenzsphäre, in der das Temperaturmaximum stattfindet.

Die nächste Schicht ist . Es erstreckt sich auf Höhen von 85-90 Kilometern. Die Farbe des Himmels in der Mesosphäre ist schwarz, sodass die Sterne auch morgens und nachmittags beobachtet werden können. Dort finden die komplexesten photochemischen Prozesse statt, bei denen atmosphärisches Leuchten auftritt.

Zwischen der Mesosphäre und der nächsten Schicht liegt die Mesopause. Sie ist definiert als eine Übergangsschicht, in der ein Temperaturminimum beobachtet wird. Darüber, in einer Höhe von 100 Kilometern über dem Meeresspiegel, befindet sich die Karman-Linie. Oberhalb dieser Linie befinden sich die Thermosphäre (Höhengrenze 800 km) und die Exosphäre, die auch „Dispersionszone“ genannt wird. In einer Höhe von etwa 2-3 Tausend Kilometern gelangt es in das nahe Weltraumvakuum.

Da die obere Schicht der Atmosphäre nicht deutlich sichtbar ist, kann ihre genaue Größe nicht berechnet werden. Außerdem rein verschiedene Länder Es gibt Organisationen, die verschiedene Meinungen auf diesem Konto. Es ist darauf hinzuweisen, dass Karman-Linie kann nur bedingt als Grenze der Erdatmosphäre angesehen werden, da verschiedene Quellen Verwenden Sie verschiedene Grenzmarkierungen. In einigen Quellen finden Sie also Informationen, dass die Obergrenze in einer Höhe von 2500-3000 km liegt.

Die NASA verwendet die 122-Kilometer-Marke für Berechnungen. Vor nicht allzu langer Zeit wurden Experimente durchgeführt, die die Grenze bei etwa 118 km verdeutlichten.