Роль атмосферы в жизни Земли
Атмосфера - газовая оболочка, окружающая планету Земля. Внутренняя её поверхность покрывает гидросферу и частично земную кору, внешняя граничит с околоземной частью космического пространства.
Совокупность разделов физики и химии, изучающих атмосферу, принято называть физикой атмосферы. Атмосфера определяет погоду на поверхности Земли, изучением погоды занимается метеорология, а длительными вариациями климата - климатология.
Уже на высоте 5 км над уровнем моря у нетренированного человека появляется кислородное голодание и без адаптации работоспособность человека значительно снижается. Здесь кончается физиологическая зона атмосферы. Дыхание человека становится невозможным на высоте 9 км, хотя примерно до 115 км атмосфера содержит кислород.
Атмосфера снабжает нас необходимым для дыхания кислородом. Однако вследствие падения общего давления атмосферы по мере подъёма на высоту соответственно снижается и парциальное давление кислорода.
В лёгких человека постоянно содержится около 3 л альвеолярного воздуха. Парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе при нормальном атмосферном давлении составляет 110 мм рт. ст., давление углекислого газа - 40 мм рт. ст., а паров воды - 47 мм рт. ст. С увеличением высоты давление кислорода падает, а суммарное давление паров воды и углекислоты в лёгких остаётся почти постоянным - около 87 мм рт. ст. Поступление кислорода в лёгкие полностью прекратится, когда давление окружающего воздуха станет равным этой величине.
На высоте около 19-20 км давление атмосферы снижается до 47 мм рт. ст. Поэтому на данной высоте начинается кипение воды и межтканевой жидкости в организме человека. Вне герметической кабины на этих высотах смерть наступает почти мгновенно. Таким образом, с точки зрения физиологии человека, "космос" начинается уже на высоте 15-19 км.
Плотные слои воздуха - тропосфера и стратосфера - защищают нас от поражающего действия радиации. При достаточном разрежении воздуха, на высотах более 36 км, интенсивное действие на организм оказывает ионизирующая радиация - первичные космические лучи; на высотах более 40 км действует опасная для человека ультрафиолетовая часть солнечного спектра. атмосфера кислород стратосфера радиация
По мере подъёма на всё большую высоту над поверхностью Земли постепенно ослабляются, а затем и полностью исчезают такие привычные для нас явления, наблюдаемые в нижних слоях атмосферы, как распространение звука, возникновение аэродинамической подъёмной силы и сопротивления, передача тепла конвекцией и др.
В разреженных слоях воздуха распространение звука оказывается невозможным. До высот 60-90 км ещё возможно использование сопротивления и подъёмной силы воздуха для управляемого аэродинамического полёта.
Но начиная с высот 100-130 км знакомые каждому лётчику понятия числа М и звукового барьера теряют свой смысл: там проходит условная линия Кармана, за которой начинается область чисто баллистического полёта, управлять которым можно, лишь используя реактивные силы.
На высотах выше 100 км атмосфера лишена и другого замечательного свойства - способности поглощать, проводить и передавать тепловую энергию путём конвекции (т.е. с помощью перемешивания воздуха). Это значит, что различные элементы оборудования, аппаратуры орбитальной космической станции не смогут охлаждаться снаружи так, как это делается обычно на самолёте, - с помощью воздушных струй и воздушных радиаторов. На такой высоте, как и вообще в космосе, единственным способом передачи тепла является тепловое излучение.
Роль атмосферы Земли
Атмосфера является наиболее легкой геосферой Земли, тем не менее ее влияние на многие земные процессы очень велико.
Начнем с того, что именно благодаря атмосфере стало возможно зарождение и существование жизни на нашей планете. Современные животные не могут обходиться без кислорода, а большинство растений, водорослей и цианобактерий - без углекислого газа. Кислород используется животными для дыхания, углекислый газ - растениями в процессе фотосинтеза, благодаря чему создаются необходимые растениям для жизнедеятельности сложные органические вещества, такие как, разнообразные соединения углерода, углеводы, аминокислоты, жирные кислоты.
С подъемом в высоту парциальное давление кислорода начинает снижаться. Что это значит? А значит это, что атомов кислорода в каждой единице объёма становится все меньше и меньше. При нормальное атмосферном давлении парциальное давление кислорода в легких человека (т.н. альвеолярный воздух) составляет 110 мм. рт. ст., давление углекислого газа - 40 мм рт. ст., а паров воды - 47 мм рт. ст.. При подъеме в высоту давление кислорода в легких начинает падать, а углекислого газа и воды остается на прежнем уровне.
Начиная с высоты 3 километров над уровнем моря у большинства людей начинается кислородное голодание или гипоксия. У человека наблюдается одышка, усиленное сердцебиение, головокружение, шум в ушах, головная боль, тошнота, мышечная слабость, потливость, нарушение остроты зрения, сонливость. Резко снижается работоспособность. На высотах свыше 9 километров дыхание человека становится невозможным и потому находиться без специальных дыхательных аппаратов строго запрещено.
Важной для нормальной жизнедеятельности организмов на Земле является роль атмосферы как защитника нашей планеты от ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца, космических лучей, метеоров. Подавляющую часть излучения задерживают верхние слои атмосферы - стратосфера и мезосфера, в результате чего проявляются такие удивительные электрические явления, как полярные сияния. Остальная, меньшая часть излучения, рассеивается. Здесь же, в верхних слоях атмосферы, сгорают и метеоры, которые мы можем наблюдать в виде маленьких "падающих звёзд".
Атмосфера служит регулятором сезонных колебаний температур и сглаживания суточных, предотвращая Землю от чрезмерного нагревания днём и охлаждения ночью. Атмосфера, благодаря наличию в её составе водяного пара, углекислого газа, метана и озона, легко пропускает солнечные лучи, нагревающие её нижние слои и подстилающую поверхность, но задерживает обратное тепловое излучение от земной поверхности в виде длинноволновой радиации. Эта особенность атмосферы называется парниковым эффектом. Без него суточные колебания температур нижних слоёв атмосферы достигали бы колоссальных величин: до 200° С и естественно сделали бы невозможным существование жизни в том виде, в котором мы её знаем.
Разные участки на Земле нагреваются неравномерно. Низкие широты нашей планеты, т.е. области с субтропическим и тропическим климатом, получают тепла от Солнца гораздо больше чем средние и высокие - области с умеренным и арктическим (антарктическим) типом климата. По-разному нагреваются материки и океаны. Если первые и нагреваются и охлаждаются гораздо быстрее, то вторые долго поглощают тепло, но в тоже время и также долго его отдают. Как известно теплый воздух является более легким чем холодный, а потому поднимается вверх. Его место у поверхности занимает холодный, более тяжелый воздух. Так образуется ветер и формируется погода. А ветер в свою очередь приводит к процессам физического и химического выветривания, последние из которых формируют экзогенные формы рельефа
С подъёмом в высоту климатические различия между разными регионами земного шара начинают стираться. А начиная с высоты 100 км. атмосферный воздух лишается возможности поглощать, проводить и передавать тепловую энергию путём конвекции. Единственным способом передачи тепла становится тепловое излучение, т.е. нагревание воздуха космическими и солнечными лучами.
Кроме того только при наличии атмосферы на планете возможен круговорот воды в природе, выпадение осадков и образование облаков.
Круговорот воды - это процесс циклического перемещения воды в пределах земной биосферы, состоящий из процессов испарения, конденсации и осадков. Различают 3 уровня круговорота воды:
Большой, или мировой, круговорот - водяной пар, образовавшийся над поверхностью океанов, переносится ветрами на материки, выпадает там в виде атмосферных осадков и возвращается в океан в виде стока. В этом процессе изменяется качество воды: при испарении соленая морская вода превращается в пресную, а загрязненная - очищается.
Малый, или океанический, круговорот - водяной пар, образовавшийся над поверхностью океана, сконденсируется и выпадает в виде осадков снова в океан.
Внутриконтинентальный круговорот - вода, которая испарилась над поверхностью суши, опять выпадает на сушу в виде атмосферных осадков.
Стоит также отметить, что выпадение осадков становится возможным лишь при наличии в воздухе т.н. ядер конденсации - мельчайших твердых частиц. Если бы в земной атмосфере таких частиц не было, то и никакие осадки бы не выпадали.
И последнее что хотелось сказать про роль атмосферы Земли, это то, что только благодаря ей на нашей планете возможно распространение звуков и возникновение аэродинамической подъёмной силы. На планетах лишенных или имеющих атмосферу малой мощности царит мертвая тишина. Человек на таких небесных телах буквально лишается дара речи. При отсутствии атмосферы становится невозможным управляемый аэродинамический полёт, на смену которому приходит баллистический.
В случае исчезновения атмосферы все живое на земле погибнет. Далее вы можете прочитать почему это произойдет.
Атмосфера Земли представляет собой, газовую оболочку, окружающую Землю. Атмосферой принято считается та область вокруг Земли, в которой газовая среда вращается вместе с Землёй как единое целое. За счет существования атмосферы и обеспечивается возможность жизни на Земле. Земная атмосфера сформировалась из газов, выделенных твёрдой оболочкой Земли после образования планеты. Развитие атмосферы тесно связано с геологическими и геохимическими процессами. Не последнюю роль играет и деятельность живых организмов. Атмосферные газы, в свою очередь, оказывают большое влияние на эволюцию поверхности Земли. Атмосферный кислород и поступающая из атмосферы вода являются важнейшими факторами, которые воздействуют на горные породы. На протяжении всей истории Земли атмосфера играла большую роль в процессе выветривания. Здесь свою лепту внесли и атмосферные осадки, которые образовывали реки, изменявшие земную поверхность, и деятельность ветра, и колебания температуры. Несмотря на все эти, казалось бы, разрушительные процессы атмосфера защищает поверхность Земли от падающих метеоритов, большая часть которых сгорает при вхождении в ее плотные слои.
Деятельность живых организмов, которая оказывает сильное влияние на развитие атмосферы, сама очень сильно зависит от атмосферных условий. Ультрафиолетовое излучение Солнца губительно действует на многие организмы, атмосфера же задерживает большую его часть. Атмосферный кислород используется в процессе дыхания животными и растениями, атмосферная углекислота — в процессе питания растений. Климатические факторы, в особенности температурный режим и режим влажности, влияют на состояние здоровья и деятельности человека. Следует отметить, что деятельность человека тоже оказывает всё большее влияние на состав атмосферы и климатический режим.
Наиболее важной частью атмосферы является водяной пар. Изменчивость содержания водяного пара определяется взаимодействием процессов испарения, конденсации и горизонтального переноса. В результате конденсации водяного пара образуются облака и выпадают атмосферные осадки в виде дождя, града и снега. Таким образом, при исчезновении атмосферы пару просто негде будет конденсироваться. Озера, реки и океаны просто испарятся. Возможно не полностью, и если что-то останется то, скорее всего, замерзнет, т.к. уйдет большое количество тепла.
Огромное влияние на атмосферные процессы, особенно на тепловой режим стратосферы, оказывает озон. Несмотря на то, что озона в общем на планете очень мало, это всего одна миллионная часть всех других молекул, он является щитом, защищающим нас от нежелательного и разрушительного действия ультрафиолетового излучения. В случае исчезновения озонового слоя, скорее всего, исчезнет и все живое на Земле. К сожалению, активная деятельность человека в промышленности уже стала причиной загрязнения атмосферы соединениями хлора, которые разрушают озоновый слой. Учитывая грядущую опасность для человечества, принято решение сокращать производство аэрозолей, содержащих газ фреон. Может быть, в далёком прошлом какие-то события на нашей планете, например мощные извержения вулканов, уже приводили к выбросу газов, которые тоже разрушали озоновый слой. В результате чего смертоносное ультрафиолетовое излучение проникало на Землю и убивало живые организмы.
Взаймодействия атмосферы и океана
Роль атмосферы в жизни Земли и человека огромна. Воздух нужен людям, животным и растениям для дыхания. Атмосфера - это невидимая «броня» планеты. Она предохраняет планету от «бомбардировки» метеоритов, она обладает чудесным свойством избирательно пропускать через себя солнечную радиацию (солнечное излучение) и задерживать большую часть вредных космических излучений, губительных для всего живого. Эту роль выполняет озоновый слой. Озон концентрируется на высоте 20-25 км.Без атмосферы Земля превратилась бы в безжизненную пустыню, подобную поверхности Луны. Отдаваемое земной поверхностью тепло беспрепятственно уходило бы в космос, если бы в атмосфере не было примесей: водяного пара, углекислого газа и других. Эти примеси задерживают уходящее от Земли тепло, в результате чего происходит нагрев поверхности и нижних слоев воздуха, возникает явление парникового эффекта. Благодаря ему средняя температура воздуха у поверхности Земли поднялась на 38 °С и составляет в настоящее время +15°С. Такие температуры благоприятны для жизни.
Атмосфера находится во взаимодействии со всеми сферами Земли. Воздух входит в состав всех горных пород, живых организмов и гидросферы.Загрязнение атмосферы ядовитыми веществами, которые выбрасываются транспортом, заводами, фабриками и т. п., происходит почти во всех странах мира. Оно может привести к уменьшению озонового слоя и опасному повышению температуры воздуха. Наибольшее значение для жизни, а также процессов, происходящих на Земле, имеет нижний слой атмосферы - тропосфера, в которой находится около 9/10 всей массы воздуха. В тропосфере образуются облака, дождь, снег, град, ветер. Поэтому тропосферу называют «фабрикой погоды». Процессы, происходящие в ней, часто становятся причиной страшных стихийных бедствий - засух, наводнений, ураганов и других явлений, в результате которых гибнут люди, животные и растения.
Ответить
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Доклад
Роль атмосферы в жизни Земли
Атмосфера - газовая оболочка, окружающая планету Земля. Внутренняя её поверхность покрывает гидросферу и частично земную кору, внешняя граничит с околоземной частью космического пространства.
Совокупность разделов физики и химии, изучающих атмосферу, принято называть физикой атмосферы. Атмосфера определяет погоду на поверхности Земли, изучением погоды занимается метеорология, а длительными вариациями климата - климатология.
Уже на высоте 5 км над уровнем моря у нетренированного человека появляется кислородное голодание и без адаптации работоспособность человека значительно снижается. Здесь кончается физиологическая зона атмосферы. Дыхание человека становится невозможным на высоте 9 км, хотя примерно до 115 км атмосфера содержит кислород.
Атмосфера снабжает нас необходимым для дыхания кислородом. Однако вследствие падения общего давления атмосферы по мере подъёма на высоту соответственно снижается и парциальное давление кислорода.
В лёгких человека постоянно содержится около 3 л альвеолярного воздуха. Парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе при нормальном атмосферном давлении составляет 110 мм рт. ст., давление углекислого газа - 40 мм рт. ст., а паров воды - 47 мм рт. ст. С увеличением высоты давление кислорода падает, а суммарное давление паров воды и углекислоты в лёгких остаётся почти постоянным - около 87 мм рт. ст. Поступление кислорода в лёгкие полностью прекратится, когда давление окружающего воздуха станет равным этой величине.
На высоте около 19-20 км давление атмосферы снижается до 47 мм рт. ст. Поэтому на данной высоте начинается кипение воды и межтканевой жидкости в организме человека. Вне герметической кабины на этих высотах смерть наступает почти мгновенно. Таким образом, с точки зрения физиологии человека, "космос" начинается уже на высоте 15-19 км.
Плотные слои воздуха - тропосфера и стратосфера - защищают нас от поражающего действия радиации. При достаточном разрежении воздуха, на высотах более 36 км, интенсивное действие на организм оказывает ионизирующая радиация - первичные космические лучи; на высотах более 40 км действует опасная для человека ультрафиолетовая часть солнечного спектра. атмосфера кислород стратосфера радиация
По мере подъёма на всё большую высоту над поверхностью Земли постепенно ослабляются, а затем и полностью исчезают такие привычные для нас явления, наблюдаемые в нижних слоях атмосферы, как распространение звука, возникновение аэродинамической подъёмной силы и сопротивления, передача тепла конвекцией и др.
В разреженных слоях воздуха распространение звука оказывается невозможным. До высот 60-90 км ещё возможно использование сопротивления и подъёмной силы воздуха для управляемого аэродинамического полёта.
Но начиная с высот 100-130 км знакомые каждому лётчику понятия числа М и звукового барьера теряют свой смысл: там проходит условная линия Кармана, за которой начинается область чисто баллистического полёта, управлять которым можно, лишь используя реактивные силы.
На высотах выше 100 км атмосфера лишена и другого замечательного свойства - способности поглощать, проводить и передавать тепловую энергию путём конвекции (т.е. с помощью перемешивания воздуха). Это значит, что различные элементы оборудования, аппаратуры орбитальной космической станции не смогут охлаждаться снаружи так, как это делается обычно на самолёте, - с помощью воздушных струй и воздушных радиаторов. На такой высоте, как и вообще в космосе, единственным способом передачи тепла является тепловое излучение.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Состав и строение атмосферы Земли. Значение атмосферы для географической оболочки. Сущность и характерные свойства погоды. Классификация климатов и характеристика видов климатических поясов. Общая циркуляция атмосферы и факторы, влияющие на нее.
реферат , добавлен 28.01.2011
Понятие, виды солнечной радиации и методы измерения. Интенсивность солнечной радиации, и ее распределение. Поглощение солнечной радиации в атмосфере. Влияние солнечной радиации на растительный и животный мир и особенности ее использованием человеком.
курсовая работа , добавлен 22.03.2016
Определение понятия "атмосфера", характеристика взаимосвязанных явлений и процессов, формирующих погоду. Энергообмен в нижних и верхних слоях атмосферы. Строение атмосферных слоев Земли. Основные закономерности циркуляции воздушных масс в атмосфере.
курсовая работа , добавлен 12.12.2011
Происхождение и эволюция атмосферы Земли. Состав газов атмосферы на ранних этапах развития планеты. Присутствие воды на поверхности Земли. Образование подводного рельефа. Адиабатические температурные изменения. Свойства жидкости: атмосфера и вода.
реферат , добавлен 11.05.2010
Стратопауза как пограничный слой атмосферы между стратосферой и мезосферой. Состав атмосферы Земли. Экзосфера как зона рассеяния, внешняя часть термосферы, расположенная выше 700 км. Суммарная масса воздуха. Содержание в атмосфере углекислого газа.
презентация , добавлен 19.01.2010
Строение атмосферы, основные признаки, определяющие подразделение атмосферы на отдельные слои. Процессы, происходящих в слоях атмосферы с атомами, молекулами, ионами и электронами. Трофические цепи и сети, антропогенная деятельность как источник помех.
реферат , добавлен 22.04.2010
Современная география как комплекс взаимосвязанных наук. Изучение геосферы (биосферы, атмосферы, литосферы, гидросферы и почвенного покрова) и геосистемы (ландшафтов, природных зон, биогеоценоза). Географическая оболочка Земли и ее характеристики.
курсовая работа , добавлен 20.02.2014
Общая циркуляция атмосферы, перенос воздуха в зоне пассатов и муссонные области, типы ветров "фен". Область зарождений тропических циклонов. Пути и районы распространения тропических циклонов. Распространение муссонных областей по поверхности Земли.
презентация , добавлен 28.05.2015
Из истории открытий. Магнитные полюса – магнитосфера. Строение магнитных полюсов Земли. Магнитные бури. Почему происходят магнитные бури? Влияние Солнца на магнитное поле Земли. Влияние магнитного свойства Земли на живые организмы. Магнитные поля.
реферат , добавлен 09.09.2007
Изучение внутреннего строения Земли. Внутреннее строение, физические свойства и химический состав Земли. Движение земной коры. Вулканы и землетрясения. Внешние процессы, преображающие поверхность Земли. Минералы и горные породы. Рельеф земного шара.
