ატმოსფერული ჰაერის ძირითადი აირების როლი და მნიშვნელობა

ატმოსფეროს შემადგენლობა და სტრუქტურა.

ატმოსფერო არის დედამიწის აირისებრი გარსი. ატმოსფეროს ვერტიკალური ზომა აღემატება სამ მიწიერ რადიუსს (საშუალო რადიუსი 6371 კმ) და მასა 5,157x10 15 ტონაა, რაც დედამიწის მასის დაახლოებით მემილიონედია.

ატმოსფეროს ფენებად დაყოფა ვერტიკალური მიმართულებით ეფუძნება შემდეგს:

ატმოსფერული ჰაერის შემადგენლობა,

ფიზიკური და ქიმიური პროცესები;

სიმაღლეზე ტემპერატურის განაწილება;

ატმოსფეროს ურთიერთქმედება ქვედა ზედაპირთან.

ჩვენი პლანეტის ატმოსფერო არის სხვადასხვა გაზების მექანიკური ნარევი, მათ შორის წყლის ორთქლი, ასევე გარკვეული რაოდენობის აეროზოლები. მშრალი ჰაერის შემადგენლობა ქვედა 100 კმ-ზე თითქმის მუდმივი რჩება. სუფთა და მშრალი ჰაერი, რომელშიც არ არის წყლის ორთქლი, მტვერი და სხვა მინარევები, არის აირების, ძირითადად აზოტის (ჰაერის მოცულობის 78%) და ჟანგბადის (21%) ნარევი. ერთ პროცენტზე ოდნავ ნაკლები არის არგონი, ხოლო ძალიან მცირე რაოდენობით არის მრავალი სხვა აირი - ქსენონი, კრიპტონი, ნახშირორჟანგი, წყალბადი, ჰელიუმი და ა.შ. (ცხრილი 1.1).

აზოტი, ჟანგბადი და ატმოსფერული ჰაერის სხვა კომპონენტები ატმოსფეროში ყოველთვის აირისებრ მდგომარეობაშია, რადგან კრიტიკული ტემპერატურა, ანუ ის ტემპერატურა, რომლითაც ისინი შეიძლება იყვნენ თხევად მდგომარეობაში, გაცილებით დაბალია, ვიდრე დედამიწის ზედაპირზე დაფიქსირებული ტემპერატურა. . გამონაკლისი არის ნახშირორჟანგი. თუმცა თხევად მდგომარეობაში გადასასვლელად ტემპერატურის გარდა აუცილებელია გაჯერების მდგომარეობის მიღწევაც. ატმოსფეროში ცოტა ნახშირორჟანგია (0,03%) და ის ცალკეული მოლეკულების სახითაა, თანაბრად განაწილებული სხვა ატმოსფერული აირების მოლეკულებს შორის. გასული 60-70 წლის განმავლობაში მისი შემცველობა გაიზარდა 10-12%-ით, ადამიანის საქმიანობის გავლენით.

სხვებზე მეტად, წყლის ორთქლის შემცველობა ექვემდებარება ცვლილებას, რომლის კონცენტრაციამ დედამიწის ზედაპირზე მაღალ ტემპერატურაზე შეიძლება მიაღწიოს 4%-ს. სიმაღლის მატებასთან და ტემპერატურის კლებასთან ერთად წყლის ორთქლის შემცველობა მკვეთრად მცირდება (1,5-2,0 კმ სიმაღლეზე - ნახევარით და 10-15-ჯერ ეკვატორიდან პოლუსამდე).

მყარი მინარევების მასა ბოლო 70 წლის განმავლობაში ჩრდილოეთ ნახევარსფეროს ატმოსფეროში გაიზარდა დაახლოებით 1,5-ჯერ.

ჰაერის გაზის შემადგენლობის მუდმივობა უზრუნველყოფილია ჰაერის ქვედა ფენის ინტენსიური შერევით.

მშრალი ჰაერის ქვედა ფენების გაზის შემადგენლობა (წყლის ორთქლის გარეშე)

ატმოსფერული ჰაერის ძირითადი აირების როლი და მნიშვნელობა

ჟანგბადი (O)სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია პლანეტის თითქმის ყველა მკვიდრისთვის. ეს არის აქტიური გაზი. ის მონაწილეობს ქიმიურ რეაქციებში სხვა ატმოსფერულ აირებთან. ჟანგბადი აქტიურად შთანთქავს გასხივოსნებულ ენერგიას, განსაკუთრებით ძალიან მოკლე ტალღების სიგრძეებს 2,4 მკმ-ზე ნაკლები. მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების გავლენის ქვეშ (X< 03 μm), ჟანგბადის მოლეკულა იშლება ატომებად. ატომური ჟანგბადი, ჟანგბადის მოლეკულასთან შერწყმით, წარმოქმნის ახალ ნივთიერებას - ტრიატომურ ჟანგბადს ან ოზონი(ოზი). ოზონი უმეტესად მაღალ სიმაღლეზე გვხვდება. იქ მისიროლი პლანეტისთვის განსაკუთრებით მომგებიანია. დედამიწის ზედაპირზე ოზონი წარმოიქმნება ელვისებური გამონადენის დროს.

ატმოსფეროში არსებული ყველა სხვა გაზისგან განსხვავებით, რომელსაც არც გემო აქვს და არც სუნი, ოზონს აქვს დამახასიათებელი სუნი. ბერძნულიდან თარგმნილი სიტყვა "ოზონი" ნიშნავს "მკვეთრ სუნს". ჭექა-ქუხილის შემდეგ ეს სუნი სასიამოვნოა, ის აღიქმება როგორც სიახლის სუნი. დიდი რაოდენობით ოზონი მომწამვლელი ნივთიერებაა. ქალაქებში, სადაც მანქანების დიდი რაოდენობაა და, შესაბამისად, საავტომობილო გაზების დიდი გამონაბოლქვი, ოზონი წარმოიქმნება მზის ზემოქმედების ქვეშ უღრუბლო ან ოდნავ მოღრუბლულ ამინდში. ქალაქი ყვითელ-ლურჯი ღრუბლით არის მოცული, ხილვადობა უარესდება. ეს არის ფოტოქიმიური სმოგი.

აზოტი (N2) არის ნეიტრალური აირი, ის არ რეაგირებს ატმოსფეროს სხვა აირებთან, არ მონაწილეობს გასხივოსნებული ენერგიის შთანთქმაში.

500 კმ სიმაღლემდე ატმოსფერო ძირითადად შედგება ჟანგბადისა და აზოტისგან. ამავდროულად, თუ ატმოსფეროს ქვედა ფენაში ჭარბობს აზოტი, მაშინ მაღალ სიმაღლეებზე მეტი ჟანგბადია ვიდრე აზოტი.

არგონი (აგ) - ნეიტრალური გაზი, არ შედის რეაქციაში, არ მონაწილეობს გასხივოსნებული ენერგიის შეწოვასა და გამოყოფაში. ანალოგიურად - ქსენონი, კრიპტონი და მრავალი სხვა აირები. არგონი მძიმე ნივთიერებაა, ის ძალიან მწირია ატმოსფეროს მაღალ ფენებში.

ნახშირორჟანგი (CO2) ატმოსფეროში საშუალოდ 0,03%. ეს გაზი ძალიან აუცილებელია მცენარეებისთვის და აქტიურად შეიწოვება მათ მიერ. ჰაერში რეალური რაოდენობა შეიძლება გარკვეულწილად განსხვავდებოდეს. სამრეწველო რაიონებში მისი რაოდენობა შეიძლება გაიზარდოს 0,05%-მდე. სოფლად, ტყეების ზემოთ, ნაკლები მინდვრებია. ანტარქტიდაზე, დაახლოებით 0.02% ნახშირორჟანგი, ანუ თითქმის ოუსიატმოსფეროში საშუალო რაოდენობაზე ნაკლები. იგივე რაოდენობა და კიდევ უფრო ნაკლები ზღვაზე - 0,01 - 0,02%, რადგან ნახშირორჟანგი ინტენსიურად შეიწოვება წყლით.

ჰაერის ფენაში, რომელიც უშუალოდ დედამიწის ზედაპირთანაა, ნახშირორჟანგის რაოდენობა ასევე განიცდის ყოველდღიურ რყევებს.

მეტი ღამით, ნაკლები დღისით. ეს აიხსნება იმით, რომ დღის განმავლობაში ნახშირორჟანგი მცენარეები შეიწოვება, მაგრამ არა ღამით. პლანეტის მცენარეები წლის განმავლობაში ატმოსფეროდან იღებენ დაახლოებით 550 მილიარდ ტონა ჟანგბადს და უბრუნებენ მას დაახლოებით 400 მილიარდ ტონა ჟანგბადს.

ნახშირორჟანგი სრულიად გამჭვირვალეა მოკლე ტალღის სიგრძის მზის სხივებისთვის, მაგრამ ინტენსიურად შთანთქავს დედამიწის თერმულ ინფრაწითელ გამოსხივებას. ამასთან დაკავშირებულია სათბურის ეფექტის პრობლემა, რომლის შესახებ დისკუსიები პერიოდულად იფეთქებს სამეცნიერო პრესის გვერდებზე და ძირითადად მასმედიაში.

ჰელიუმი (ის) არის ძალიან მსუბუქი გაზი. ის ატმოსფეროში შედის დედამიწის ქერქიდან თორიუმის და ურანის რადიოაქტიური დაშლის შედეგად. ჰელიუმი გადის კოსმოსში. ჰელიუმის შემცირების სიჩქარე შეესაბამება დედამიწის ნაწლავებიდან მისი შეღწევის სიჩქარეს. 600 კმ სიმაღლიდან 16000 კმ-მდე ჩვენი ატმოსფერო ძირითადად ჰელიუმისგან შედგება. ეს არის „დედამიწის ჰელიუმის კორონა“ ვერნადსკის სიტყვებით. ჰელიუმი არ რეაგირებს სხვა ატმოსფერულ აირებთან და არ მონაწილეობს სხივური სითბოს გადაცემაში.

წყალბადი (Hg) კიდევ უფრო მსუბუქი აირია. ის ძალიან ცოტაა დედამიწის ზედაპირთან ახლოს. ის ადის ზედა ატმოსფეროში. თერმოსფეროსა და ეგზოსფეროში ატომური წყალბადი ხდება დომინანტური კომპონენტი. წყალბადი არის ჩვენი პლანეტის ყველაზე შორეული გარსი. ატმოსფეროს ზედა საზღვრამდე 16000 კმ-ზე, ანუ 30-40 ათასი კმ სიმაღლემდე წყალბადი ჭარბობს. ამრიგად, ჩვენი ატმოსფეროს ქიმიური შემადგენლობა სიმაღლესთან ერთად უახლოვდება სამყაროს ქიმიურ შემადგენლობას, რომელშიც წყალბადი და ჰელიუმი ყველაზე უხვი ელემენტებია. ატმოსფეროს ზედა გარე, უკიდურესად იშვიათ ნაწილში წყალბადი და ჰელიუმი ატმოსფეროდან გამოდის. მათ ცალკეულ ატომებს აქვთ საკმარისად მაღალი სიჩქარე ამისთვის.

ლურჯი პლანეტა...

ეს თემა ერთ-ერთი პირველი უნდა გამოჩენილიყო საიტზე. ბოლოს და ბოლოს, ვერტმფრენები ატმოსფერული თვითმფრინავია. დედამიწის ატმოსფერო- მათი, ასე ვთქვათ, ჰაბიტატი :-). მაგრამ ჰაერის ფიზიკური თვისებებიუბრალოდ განსაზღვრეთ ამ ჰაბიტატის ხარისხი :-). ასე რომ, ეს არის ერთ-ერთი საფუძველი. და საფუძველი ყოველთვის იწერება პირველ რიგში. მაგრამ ამას ახლაღა მივხვდი. თუმცა, სჯობს, როგორც მოგეხსენებათ, გვიან, ვიდრე არასდროს... შევეხოთ ამ საკითხს, ოღონდ ველურ ბუნებაში მოხვედრისა და ზედმეტი სირთულეების გარეშე :-).

Ისე… დედამიწის ატმოსფერო. ეს არის ჩვენი ლურჯი პლანეტის აირისებრი გარსი. ეს სახელი ყველამ იცის. რატომ ლურჯი? უბრალოდ იმიტომ, რომ მზის შუქის (სპექტრის) „ლურჯი“ (ისევე როგორც ლურჯი და იისფერი) კომპონენტი ყველაზე კარგად არის მიმოფანტული ატმოსფეროში, რითაც მას აფერადებენ მოლურჯო-მოლურჯო, ზოგჯერ იისფერი ელფერით (რა თქმა უნდა, მზიან დღეს). :-)).

დედამიწის ატმოსფეროს შემადგენლობა.

ატმოსფეროს შემადგენლობა საკმაოდ ფართოა. ტექსტში ყველა კომპონენტს არ ჩამოვთვლი, ამის კარგი ილუსტრაცია არსებობს, ყველა ამ აირის შემადგენლობა თითქმის მუდმივია, ნახშირორჟანგის (CO 2 ) გარდა. გარდა ამისა, ატმოსფერო აუცილებლად შეიცავს წყალს ორთქლის, შეჩერებული წვეთების ან ყინულის კრისტალების სახით. წყლის რაოდენობა არ არის მუდმივი და დამოკიდებულია ტემპერატურაზე და, ნაკლებად, ჰაერის წნევაზე. გარდა ამისა, დედამიწის ატმოსფერო (განსაკუთრებით ახლანდელი) ასევე შეიცავს გარკვეულ რაოდენობას, მე ვიტყოდი "ყველანაირი სიბინძურე" :-). ეს არის SO 2, NH 3, CO, HCl, NO, გარდა ამისა, არის ვერცხლისწყლის ორთქლი Hg. მართალია, ეს ყველაფერი მცირე რაოდენობითაა, მადლობა ღმერთს :-).

დედამიწის ატმოსფეროჩვეულებრივად არის დაყოფა რამდენიმე ზონად, რომელიც ერთმანეთის მიყოლებით მიჰყვება ზედაპირის სიმაღლეზე.

პირველი, დედამიწასთან ყველაზე ახლოს არის ტროპოსფერო. ეს არის ყველაზე დაბალი და, ასე ვთქვათ, ძირითადი ფენა სხვადასხვა ტიპის სიცოცხლისთვის. იგი შეიცავს მთელი ატმოსფერული ჰაერის მასის 80%-ს (თუმცა მოცულობით იგი მთლიანი ატმოსფეროს მხოლოდ 1%-ს შეადგენს) და მთელი ატმოსფერული წყლის დაახლოებით 90%-ს. ყველა ქარის, ღრუბლების, წვიმისა და თოვლის უმეტესობა 🙂 იქიდან მოდის. ტროპოსფერო ვრცელდება დაახლოებით 18 კმ სიმაღლეზე ტროპიკულ განედებში და 10 კმ-მდე პოლარულ განედებში. მასში ჰაერის ტემპერატურა ყოველ 100 მ-ზე დაახლოებით 0,65º მატებით ეცემა.

ატმოსფერული ზონები.

მეორე ზონა არის სტრატოსფერო. უნდა ითქვას, რომ ტროპოსფეროსა და სტრატოსფეროს შორის გამოიყოფა კიდევ ერთი ვიწრო ზონა - ტროპოპაუზა. ის აჩერებს ტემპერატურის ვარდნას სიმაღლესთან ერთად. ტროპოპაუზის საშუალო სისქე 1,5-2 კმ-ია, მაგრამ მისი საზღვრები გაურკვეველია და ტროპოსფერო ხშირად გადაფარავს სტრატოსფეროს.

ასე რომ, სტრატოსფეროს აქვს საშუალო სიმაღლე 12 კმ-დან 50 კმ-მდე. მასში ტემპერატურა 25 კმ-მდე უცვლელი რჩება (დაახლოებით -57ºС), შემდეგ სადღაც 40 კმ-მდე ის იზრდება დაახლოებით 0ºС-მდე და შემდგომ 50 კმ-მდე უცვლელი რჩება. სტრატოსფერო დედამიწის ატმოსფეროს შედარებით მშვიდი ნაწილია. მასში პრაქტიკულად არ არის არასასურველი ამინდის პირობები. სწორედ სტრატოსფეროში მდებარეობს ცნობილი ოზონის შრე 15-20 კმ-დან 55-60 კმ-მდე სიმაღლეზე.

ამას მოჰყვება მცირე სასაზღვრო ფენის სტრატოპაუზა, რომელშიც ტემპერატურა რჩება დაახლოებით 0ºС, შემდეგ კი შემდეგი ზონა არის მეზოსფერო. ის ვრცელდება 80-90 კმ სიმაღლეზე და მასში ტემპერატურა ეცემა დაახლოებით 80ºС-მდე. მეზოსფეროში, როგორც წესი, ხილული ხდება პატარა მეტეორები, რომლებიც იწყებენ მასში ნათებას და იწვებიან.

შემდეგი ვიწრო უფსკრული არის მეზოპაუზა და მის მიღმა თერმოსფერული ზონა. მისი სიმაღლე 700-800 კმ-მდეა. აქ ტემპერატურა კვლავ იწყებს მატებას და დაახლოებით 300 კმ სიმაღლეზე შეიძლება მიაღწიოს 1200ºС მნიშვნელობებს. ამის შემდეგ ის მუდმივი რჩება. იონოსფერო მდებარეობს თერმოსფეროს შიგნით დაახლოებით 400 კმ სიმაღლეზე. აქ ჰაერი ძლიერ იონიზირებულია მზის რადიაციის ზემოქმედების გამო და აქვს მაღალი ელექტრული გამტარობა.

შემდეგი და, ზოგადად, ბოლო ზონა არის ეგზოსფერო. ეს არის ე.წ. აქ ძირითადად გვხვდება ძალიან იშვიათი წყალბადი და ჰელიუმი (წყალბადის უპირატესობით). დაახლოებით 3000 კმ სიმაღლეზე ეგზოსფერო გადის ახლო კოსმოსურ ვაკუუმში.

სადღაც ასეა. რატომ დაახლოებით? რადგან ეს ფენები საკმაოდ პირობითია. შესაძლებელია სხვადასხვა სიმაღლის ცვლილება, აირების შემადგენლობა, წყალი, ტემპერატურა, იონიზაცია და ა.შ. გარდა ამისა, არსებობს კიდევ მრავალი ტერმინი, რომელიც განსაზღვრავს დედამიწის ატმოსფეროს სტრუქტურასა და მდგომარეობას.

მაგალითად ჰომოსფერო და ჰეტეროსფერო. პირველში ატმოსფერული აირები კარგად არის შერეული და მათი შემადგენლობა საკმაოდ ერთგვაროვანია. მეორე მდებარეობს პირველის ზემოთ და იქ პრაქტიკულად არ არის ასეთი შერევა. გაზები გამოყოფილია გრავიტაციით. ამ ფენებს შორის საზღვარი მდებარეობს 120 კმ სიმაღლეზე და მას ტურბოპაუზა ეწოდება.

ალბათ ტერმინებით დავასრულებთ, მაგრამ აუცილებლად დავამატებ, რომ პირობითად ვარაუდობენ, რომ ატმოსფეროს საზღვარი ზღვის დონიდან 100 კმ სიმაღლეზე მდებარეობს. ამ საზღვარს კარმანის ხაზს უწოდებენ.

კიდევ ორ სურათს დავამატებ ატმოსფეროს სტრუქტურის საილუსტრაციოდ. პირველი, თუმცა, გერმანულადაა, მაგრამ ის სრული და საკმარისად მარტივი გასაგებია :-). ის შეიძლება გაიზარდოს და კარგად განიხილოს. მეორე გვიჩვენებს ატმოსფერული ტემპერატურის ცვლილებას სიმაღლესთან ერთად.

დედამიწის ატმოსფეროს სტრუქტურა.

ჰაერის ტემპერატურის ცვლილება სიმაღლესთან ერთად.

თანამედროვე პილოტირებული ორბიტალური კოსმოსური ხომალდი დაფრინავს დაახლოებით 300-400 კმ სიმაღლეზე. თუმცა, ეს უკვე აღარ არის ავიაცია, თუმცა ტერიტორია, რა თქმა უნდა, გარკვეული გაგებით მჭიდრო კავშირშია და ამაზე ჩვენ აუცილებლად ვისაუბრებთ კიდევ ერთხელ :-).

საავიაციო ზონა არის ტროპოსფერო. თანამედროვე ატმოსფერულ თვითმფრინავებს ასევე შეუძლიათ ფრენა სტრატოსფეროს ქვედა ფენებში. მაგალითად, MIG-25RB-ის პრაქტიკული ჭერი არის 23000 მ.

ფრენა სტრატოსფეროში.

და ზუსტად ჰაერის ფიზიკური თვისებებიტროპოსფეროები განსაზღვრავენ, როგორი იქნება ფრენა, რამდენად ეფექტური იქნება თვითმფრინავის მართვის სისტემა, როგორ იმოქმედებს მასზე ტურბულენტობა ატმოსფეროში, როგორ იმუშავებს ძრავები.

პირველი მთავარი ქონება არის ჰაერის ტემპერატურა. გაზის დინამიკაში ის შეიძლება განისაზღვროს ცელსიუსის ან კელვინის მასშტაბით.

ტემპერატურა t1მოცემულ სიმაღლეზე ჰცელსიუსის მასშტაბით განისაზღვრება:

t 1 \u003d t - 6.5N, სად ტარის ჰაერის ტემპერატურა მიწაზე.

ტემპერატურა კელვინის შკალაზე ეწოდება აბსოლუტური ტემპერატურაამ მასშტაბის ნული არის აბსოლუტური ნული. აბსოლუტურ ნულზე მოლეკულების თერმული მოძრაობა ჩერდება. კელვინის შკალაზე აბსოლუტური ნული შეესაბამება -273º ცელსიუსის შკალას.

შესაბამისად, ტემპერატურა თმაღალზე ჰკელვინის მასშტაბით განისაზღვრება:

T \u003d 273K + t - 6,5H

Ჰაერის წნევა. ატმოსფერული წნევა იზომება პასკალებში (N/m 2), ატმოსფეროში გაზომვის ძველ სისტემაში (ატმ.). ასევე არსებობს ისეთი რამ, როგორიცაა ბარომეტრული წნევა. ეს არის წნევა, რომელიც იზომება ვერცხლისწყლის მილიმეტრებში ვერცხლისწყლის ბარომეტრის გამოყენებით. ბარომეტრიული წნევა (ზეწოლა ზღვის დონეზე) უდრის 760 მმ Hg. Ხელოვნება. სტანდარტი ეწოდება. ფიზიკაში 1 ატმ. მხოლოდ 760 მმ Hg-ის ტოლია.

ჰაერის სიმკვრივე. აეროდინამიკაში ყველაზე ხშირად გამოყენებული კონცეფცია არის ჰაერის მასის სიმკვრივე. ეს არის ჰაერის მასა 1 მ3 მოცულობაში. ჰაერის სიმკვრივე იცვლება სიმაღლესთან ერთად, ჰაერი უფრო იშვიათი ხდება.

ჰაერის ტენიანობა. აჩვენებს ჰაერში წყლის რაოდენობას. არსებობს კონცეფცია " ფარდობითი ტენიანობა". ეს არის წყლის ორთქლის მასის შეფარდება მაქსიმალურ შესაძლო ტემპერატურაზე. 0%-ის ცნება, ანუ როცა ჰაერი მთლიანად მშრალია, ზოგადად მხოლოდ ლაბორატორიაში შეიძლება არსებობდეს. მეორეს მხრივ, 100% ტენიანობა საკმაოდ რეალურია. ეს ნიშნავს, რომ ჰაერმა შთანთქა მთელი წყალი, რაც მას შეეძლო. რაღაც აბსოლუტურად „სრული ღრუბლის“ მსგავსი. მაღალი ფარდობითი ტენიანობა ამცირებს ჰაერის სიმკვრივეს, ხოლო დაბალი ფარდობითი ტენიანობა შესაბამისად ზრდის მას.

იმის გამო, რომ თვითმფრინავების ფრენები სხვადასხვა ატმოსფერულ პირობებში ხდება, მათი ფრენა და აეროდინამიკური პარამეტრები ერთი ფრენის რეჟიმში შეიძლება განსხვავებული იყოს. ამიტომ, ამ პარამეტრების სწორი შეფასებისთვის, ჩვენ შემოვიღეთ საერთაშორისო სტანდარტის ატმოსფერო (ISA). იგი გვიჩვენებს ჰაერის მდგომარეობის ცვლილებას სიმაღლის მატებასთან ერთად.

ჰაერის მდგომარეობის ძირითადი პარამეტრები ნულოვანი ტენიანობის პირობებში აღებულია:

წნევა P = 760 მმ Hg. Ხელოვნება. (101,3 კპა);

ტემპერატურა t = +15°C (288 K);

მასის სიმკვრივე ρ \u003d 1.225 კგ / მ 3;

ISA-სთვის, ვარაუდობენ (როგორც ზემოთ აღინიშნა :-)), რომ ტემპერატურა ტროპოსფეროში ეცემა 0,65º-ით ყოველ 100 მეტრ სიმაღლეზე.

სტანდარტული ატმოსფერო (მაგალითად 10000 მ-მდე).

ISA ცხრილები გამოიყენება ინსტრუმენტების დასაკალიბრებლად, ასევე სანავიგაციო და საინჟინრო გამოთვლებისთვის.

ჰაერის ფიზიკური თვისებებიასევე მოიცავს ისეთ ცნებებს, როგორიცაა ინერტულობა, სიბლანტე და შეკუმშვა.

ინერცია არის ჰაერის თვისება, რომელიც ახასიათებს მის უნარს გაუძლოს დასვენების მდგომარეობის ცვლილებას ან ერთგვაროვან სწორხაზოვან მოძრაობას. . ინერციის საზომი არის ჰაერის მასის სიმკვრივე. რაც უფრო მაღალია ის, მით უფრო მაღალია საშუალების ინერცია და წევის ძალა მასში თვითმფრინავის მოძრაობისას.

სიბლანტე. განსაზღვრავს ჰაერის წინააღმდეგ ხახუნის წინააღმდეგობას თვითმფრინავის მოძრაობისას.

შეკუმშვა ზომავს ჰაერის სიმკვრივის ცვლილებას წნევის ცვლილებისას. თვითმფრინავის დაბალი სიჩქარის დროს (450 კმ/სთ-მდე) წნევა არ იცვლება, როდესაც ჰაერის ნაკადი მიედინება მის ირგვლივ, მაგრამ მაღალი სიჩქარით იწყება შეკუმშვის ეფექტი. განსაკუთრებით გამოხატულია მისი გავლენა ზებგერითზე. ეს არის აეროდინამიკის ცალკე სფერო და ცალკე სტატიის თემა :-).

ჰოდა, როგორც ჩანს, ჯერ სულ ესაა... დროა დავასრულოთ ეს ოდნავ დამღლელი ჩამოთვლა, რომელსაც, თუმცა, არ შეიძლება უარვყოთ :-). დედამიწის ატმოსფერომისი პარამეტრები, ჰაერის ფიზიკური თვისებებითვითმფრინავისთვის ისეთივე მნიშვნელოვანია, როგორც თავად აპარატის პარამეტრები და შეუძლებელი იყო მათი არ აღნიშვნა.

ჯერჯერობით, მომდევნო შეხვედრებამდე და უფრო საინტერესო თემებამდე 🙂…

P.S. დესერტად მე გთავაზობთ ვიდეოს ყურებას, რომელიც გადაღებულია MIG-25PU ტყუპის კაბინიდან სტრატოსფეროში ფრენის დროს. გადაღებულია, როგორც ჩანს, ტურისტის მიერ, რომელსაც აქვს ფული ასეთი ფრენებისთვის :-). გადაღებულია ძირითადად საქარე მინიდან. დააკვირდი ცის ფერს...

ატმოსფერო არის სხვადასხვა გაზების ნაზავი. იგი ვრცელდება დედამიწის ზედაპირიდან 900 კმ-მდე სიმაღლეზე, იცავს პლანეტას მზის რადიაციის მავნე სპექტრისგან და შეიცავს აირებს, რომლებიც აუცილებელია პლანეტაზე მთელი სიცოცხლისთვის. ატმოსფერო იჭერს მზის სითბოს, ათბობს დედამიწის ზედაპირს და ქმნის ხელსაყრელ კლიმატს.

ატმოსფეროს შემადგენლობა

დედამიწის ატმოსფერო ძირითადად შედგება ორი აირისგან - აზოტი (78%) და ჟანგბადი (21%). გარდა ამისა, იგი შეიცავს ნახშირორჟანგის და სხვა გაზების მინარევებს. ატმოსფეროში არსებობს ორთქლის, ღრუბლებში ტენის წვეთების და ყინულის კრისტალების სახით.

ატმოსფეროს ფენები

ატმოსფერო შედგება მრავალი ფენისგან, რომელთა შორის არ არის მკაფიო საზღვრები. სხვადასხვა ფენების ტემპერატურა მკვეთრად განსხვავდება ერთმანეთისგან.

უჰაერო მაგნიტოსფერო. დედამიწის თანამგზავრების უმეტესობა დაფრინავს აქ დედამიწის ატმოსფეროს გარეთ. ეგზოსფერო (ზედაპირიდან 450-500 კმ). თითქმის არ შეიცავს გაზებს. ზოგიერთი ამინდის თანამგზავრი დაფრინავს ეგზოსფეროში. თერმოსფერო (80-450 კმ) ხასიათდება მაღალი ტემპერატურით, რომელიც აღწევს 1700°C-ს ზედა ფენაში. მეზოსფერო (50-80 კმ). ამ სფეროში სიმაღლის მატებასთან ერთად ტემპერატურა ეცემა. სწორედ აქ იწვება ატმოსფეროში შემავალი მეტეორიტების უმეტესობა (კოსმოსური ქანების ფრაგმენტები). სტრატოსფერო (15-50 კმ). შეიცავს ოზონის ფენას, ანუ ოზონის ფენას, რომელიც შთანთქავს მზის ულტრაიისფერ გამოსხივებას. ეს იწვევს ტემპერატურის ზრდას დედამიწის ზედაპირთან ახლოს. რეაქტიული თვითმფრინავები ჩვეულებრივ აქ დაფრინავენ, როგორც ამ ფენაში ხილვადობა ძალიან კარგია და ამინდის პირობებით გამოწვეული თითქმის არანაირი ჩარევა. ტროპოსფერო. სიმაღლე დედამიწის ზედაპირიდან 8-დან 15 კმ-მდე მერყეობს. სწორედ აქ ყალიბდება პლანეტის ამინდი, ვინაიდან ში ეს ფენა შეიცავს ყველაზე მეტ წყლის ორთქლს, მტვერს და ქარებს. ტემპერატურა იკლებს დედამიწის ზედაპირიდან დაშორებისას.

ატმოსფერული წნევა

მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ ამას არ ვგრძნობთ, ატმოსფეროს ფენები ზეწოლას ახდენენ დედამიწის ზედაპირზე. ყველაზე მაღალი ზედაპირთან ახლოსაა და მისგან შორს, თანდათან იკლებს. ეს დამოკიდებულია ხმელეთსა და ოკეანეს შორის ტემპერატურულ განსხვავებაზე და, შესაბამისად, ზღვის დონიდან იმავე სიმაღლეზე მდებარე რაიონებში ხშირად განსხვავებული წნევაა. დაბალ წნევას მოაქვს სველი ამინდი, ხოლო მაღალი წნევა ჩვეულებრივ ადგენს ნათელ ამინდს.

ჰაერის მასების მოძრაობა ატმოსფეროში

და წნევა იწვევს ქვედა ატმოსფეროს შერევას. ეს ქმნის ქარებს, რომლებიც უბერავს მაღალი წნევის უბნებიდან დაბალი წნევის ადგილებში. ბევრ რეგიონში ასევე ჩნდება ადგილობრივი ქარები, რომლებიც გამოწვეულია ხმელეთისა და ზღვის ტემპერატურის განსხვავებებით. მთებს ასევე აქვთ მნიშვნელოვანი გავლენა ქარების მიმართულებაზე.

სათბურის ეფექტი

ნახშირორჟანგი და სხვა გაზები დედამიწის ატმოსფეროში მზის სითბოს აკავებენ. ამ პროცესს ჩვეულებრივ უწოდებენ სათბურის ეფექტს, რადგან ის მრავალი თვალსაზრისით მსგავსია სათბურებში სითბოს მიმოქცევას. სათბურის ეფექტი იწვევს პლანეტაზე გლობალურ დათბობას. მაღალი წნევის ადგილებში - ანტიციკლონები - დადგენილია გამჭვირვალე მზის. დაბალი წნევის ადგილებში - ციკლონებში - ამინდი ჩვეულებრივ არასტაბილურია. სითბო და სინათლე შემოდის ატმოსფეროში. აირები იკავებენ დედამიწის ზედაპირიდან არეკლილი სითბოს, რითაც იწვევენ დედამიწაზე ტემპერატურის მატებას.

სტრატოსფეროში არის სპეციალური ოზონის შრე. ოზონი ბლოკავს მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების უმეტეს ნაწილს, იცავს დედამიწას და მასზე არსებულ მთელ სიცოცხლეს მისგან. მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ ოზონის შრის განადგურების მიზეზი არის სპეციალური ქლორფტორნახშირორჟანგის აირები, რომლებიც შეიცავს ზოგიერთ აეროზოლს და სამაცივრო აღჭურვილობას. არქტიკასა და ანტარქტიდაზე ოზონის შრეში უზარმაზარი ხვრელები აღმოაჩინეს, რაც ხელს უწყობს ულტრაიისფერი გამოსხივების რაოდენობის ზრდას, რომელიც გავლენას ახდენს დედამიწის ზედაპირზე.

ოზონი წარმოიქმნება ქვედა ატმოსფეროში მზის გამოსხივებასა და სხვადასხვა გამონაბოლქვი ორთქლებსა და აირებს შორის. ჩვეულებრივ ის იშლება ატმოსფეროში, მაგრამ თუ ცივი ჰაერის დახურული ფენა იქმნება თბილი ჰაერის ფენის ქვეშ, ოზონის კონცენტრირება ხდება და სმოგი წარმოიქმნება. სამწუხაროდ, ეს ვერ ანაზღაურებს ოზონის დანაკარგს ოზონის ხვრელებში.

თანამგზავრის სურათზე ნათლად ჩანს ხვრელი ოზონის ფენაში ანტარქტიდაზე. ხვრელის ზომა განსხვავებულია, მაგრამ მეცნიერები თვლიან, რომ ის მუდმივად იზრდება. ატმოსფეროში გამონაბოლქვი აირების დონის შემცირებას ცდილობს. შეამცირეთ ჰაერის დაბინძურება და გამოიყენეთ უკვამლო საწვავი ქალაქებში. სმოგი ბევრ ადამიანში იწვევს თვალის გაღიზიანებას და დახრჩობას.

დედამიწის ატმოსფეროს გაჩენა და ევოლუცია

დედამიწის თანამედროვე ატმოსფერო ხანგრძლივი ევოლუციური განვითარების შედეგია. იგი წარმოიშვა გეოლოგიური ფაქტორების ერთობლივი მოქმედებისა და ორგანიზმების სასიცოცხლო აქტივობის შედეგად. გეოლოგიური ისტორიის განმავლობაში, დედამიწის ატმოსფერომ განიცადა რამდენიმე ღრმა გადაკეთება. გეოლოგიური მონაცემებისა და თეორიული (წინა პირობების) საფუძველზე, ახალგაზრდა დედამიწის პირველყოფილი ატმოსფერო, რომელიც არსებობდა დაახლოებით 4 მილიარდი წლის წინ, შეიძლება შედგებოდეს ინერტული და კეთილშობილი აირების ნარევისაგან პასიური აზოტის მცირე დამატებით (N.A. Yasamanov, 1985 წ. ა. ს. მონინი, 1987; ო.გ. სოროხტინი, ს.ა. უშაკოვი, 1991, 1993. დღეისათვის შეხედულება ადრეული ატმოსფეროს შემადგენლობისა და სტრუქტურის შესახებ გარკვეულწილად შეიცვალა. პირველადი ატმოსფერო (პროტოატმოსფერო) არის ყველაზე ადრეულ პროტოპლანეტურ საფეხურზე. 4,2 მილიარდი წელი. , შეიძლება შედგებოდეს მეთანის, ამიაკის და ნახშირორჟანგის ნარევისგან. მანტიის გაჟონვის და დედამიწის ზედაპირზე მიმდინარე აქტიური ამინდის პროცესების შედეგად, წყლის ორთქლი, ნახშირბადის ნაერთები CO 2 და CO-ს სახით, გოგირდი და მისი ატმოსფეროში დაიწყეს ნაერთების შეღწევა, ისევე როგორც ძლიერი ჰალოგენური მჟავები - HCI, HF, HI და ბორის მჟავა, რომლებსაც ავსებდნენ მეთანი, ამიაკი, წყალბადი, არგონი და სხვა კეთილშობილური აირები ატმოსფეროში. უკიდურესად თხელი. მაშასადამე, დედამიწის ზედაპირთან ახლოს ტემპერატურა ახლოს იყო რადიაციული წონასწორობის ტემპერატურასთან (AS Monin, 1977).

დროთა განმავლობაში, პირველადი ატმოსფეროს გაზის შემადგენლობა დაიწყო ტრანსფორმაცია ქანების ამინდის გავლენის ქვეშ, რომლებიც გამოირჩეოდა დედამიწის ზედაპირზე, ციანობაქტერიების და ლურჯი-მწვანე წყალმცენარეების სასიცოცხლო აქტივობა, ვულკანური პროცესები და მზის შუქი. ამან გამოიწვია მეთანის დაშლა ნახშირორჟანგად, ამიაკის - აზოტად და წყალბადად; მეორად ატმოსფეროში დაიწყო ნახშირორჟანგის დაგროვება, რომელიც ნელ-ნელა დაეშვა დედამიწის ზედაპირზე და აზოტი. ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეების სასიცოცხლო აქტივობის წყალობით, ჟანგბადის გამომუშავება დაიწყო ფოტოსინთეზის პროცესში, რომელიც, თუმცა, თავიდან ძირითადად იხარჯებოდა „ატმოსფერული აირების და შემდეგ ქანების დაჟანგვაზე. ამავდროულად, ატმოსფეროში ინტენსიურად დაიწყო ამიაკის დაგროვება მოლეკულურ აზოტად დაჟანგული. ვარაუდობენ, რომ თანამედროვე ატმოსფეროში აზოტის მნიშვნელოვანი ნაწილი რელიქტურია. მეთანი და ნახშირორჟანგი იჟანგება ნახშირორჟანგად. გოგირდი და წყალბადის სულფიდი იჟანგება SO 2 და SO 3-მდე, რომლებიც მაღალი მობილურობისა და სიმსუბუქის გამო სწრაფად ამოიღეს ატმოსფეროდან. ამრიგად, შემცირების ატმოსფერო, როგორც ეს იყო არქეის და ადრეულ პროტეროზოურში, თანდათან გადაიქცა ჟანგვის ატმოსფეროში.

ნახშირორჟანგი ატმოსფეროში შევიდა როგორც მეთანის დაჟანგვის, ასევე მანტიის გაზისა და ქანების გამოფიტვის შედეგად. იმ შემთხვევაში, თუ დედამიწის მთელი ისტორიის მანძილზე გამოთავისუფლებული ნახშირორჟანგი დარჩება ატმოსფეროში, მისი ნაწილობრივი წნევა შეიძლება გახდეს იგივე, რაც ვენერაზე (ო. სოროხტინი, ს. ა. უშაკოვი, 1991). მაგრამ დედამიწაზე პროცესი საპირისპირო იყო. ატმოსფეროდან ნახშირორჟანგის მნიშვნელოვანი ნაწილი იხსნება ჰიდროსფეროში, რომელშიც მას წყლის ორგანიზმები იყენებდნენ თავიანთი გარსების ასაგებად და ბიოგენურად გარდაიქმნება კარბონატებად. შემდგომში მათგან წარმოიქმნა ქიმიოგენური და ორგანული კარბონატების უძლიერესი ფენები.

ატმოსფეროში ჟანგბადი სამი წყაროდან მიეწოდებოდა. დიდი ხნის განმავლობაში, დედამიწის ფორმირების მომენტიდან დაწყებული, იგი გამოიყოფა მანტიის გაჟონვის დროს და ძირითადად იხარჯებოდა ჟანგვის პროცესებზე.ჟანგბადის კიდევ ერთი წყარო იყო წყლის ორთქლის ფოტოდისოციაცია მზის მყარი ულტრაიისფერი გამოსხივებით. გარეგნობა; ატმოსფეროში თავისუფალმა ჟანგბადმა გამოიწვია პროკარიოტების უმეტესობის სიკვდილი, რომლებიც შემცირებულ პირობებში ცხოვრობდნენ. პროკარიოტულმა ორგანიზმებმა შეცვალეს ჰაბიტატი. მათ დატოვეს დედამიწის ზედაპირი მის სიღრმეებში და რეგიონებში, სადაც ჯერ კიდევ შენარჩუნებული იყო შემცირების პირობები. ისინი შეცვალეს ევკარიოტებმა, რომლებმაც დაიწყეს ნახშირორჟანგის ენერგიული გადამუშავება ჟანგბადად.

არქეის და პროტეროზოური პერიოდის მნიშვნელოვანი ნაწილი, თითქმის მთელი ჟანგბადი, რომელიც წარმოიქმნება როგორც აბიოგენურად, ისე ბიოგენურად, ძირითადად იხარჯებოდა რკინისა და გოგირდის დაჟანგვაზე. პროტეროზოიკის დასასრულისთვის, მთელი მეტალის ორვალენტიანი რკინა, რომელიც იყო დედამიწის ზედაპირზე, ან იჟანგება ან გადავიდა დედამიწის ბირთვში. ამან განაპირობა ის, რომ ადრეულ პროტეროზოურ ატმოსფეროში ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევა შეიცვალა.

პროტეროზოიკის შუა პერიოდში ატმოსფეროში ჟანგბადის კონცენტრაციამ მიაღწია ურეის წერტილს და შეადგინა მიმდინარე დონის 0,01%. ამ დროიდან დაიწყო ჟანგბადის დაგროვება ატმოსფეროში და, ალბათ, უკვე რიფეანის ბოლოს, მისმა შემცველობამ მიაღწია პასტერის წერტილს (დღევანდელი დონის 0,1%). შესაძლებელია, რომ ოზონის შრე წარმოიქმნა ვენდიის პერიოდში და ის არასოდეს გაქრა.

დედამიწის ატმოსფეროში თავისუფალი ჟანგბადის გამოჩენამ გამოიწვია სიცოცხლის ევოლუცია და განაპირობა ახალი ფორმების გაჩენა უფრო სრულყოფილი მეტაბოლიზმით. თუ ადრე ევკარიოტული ერთუჯრედიანი წყალმცენარეები და ციანიდები, რომლებიც გამოჩნდნენ პროტეროზოიკის დასაწყისში, საჭიროებდნენ წყალში ჟანგბადის შემცველობას მისი თანამედროვე კონცენტრაციის მხოლოდ 10-3-ს, მაშინ ადრეული ვენდიანის ბოლოს არაჩონჩხის მეტაზოატების გაჩენით, ანუ დაახლოებით 650 მილიონი წლის წინ ატმოსფეროში ჟანგბადის კონცენტრაცია გაცილებით მაღალი უნდა ყოფილიყო. ბოლოს და ბოლოს, მეტაზოა იყენებდა ჟანგბადის სუნთქვას და ეს მოითხოვდა, რომ ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევა მიაღწიოს კრიტიკულ დონეს - პასტერის წერტილს. ამ შემთხვევაში, ანაერობული დუღილის პროცესი შეიცვალა ენერგიულად უფრო პერსპექტიული და პროგრესული ჟანგბადის მეტაბოლიზმით.

ამის შემდეგ, დედამიწის ატმოსფეროში ჟანგბადის შემდგომი დაგროვება საკმაოდ სწრაფად მოხდა. ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეების მოცულობის პროგრესულმა ზრდამ ხელი შეუწყო ატმოსფეროში ჟანგბადის დონის მიღწევას, რომელიც აუცილებელია ცხოველთა სამყაროს სიცოცხლის შესანარჩუნებლად. ატმოსფეროში ჟანგბადის შემცველობის გარკვეული სტაბილიზაცია მოხდა იმ მომენტიდან, როდესაც მცენარეები მიწაზე მოვიდნენ - დაახლოებით 450 მილიონი წლის წინ. ხმელეთზე მცენარეების გაჩენამ, რაც მოხდა სილურის პერიოდში, გამოიწვია ატმოსფეროში ჟანგბადის დონის საბოლოო სტაბილიზაცია. მას შემდეგ, მისმა კონცენტრაციამ დაიწყო მერყეობა საკმაოდ ვიწრო საზღვრებში, არასოდეს გასცდა სიცოცხლის არსებობას. ატმოსფეროში ჟანგბადის კონცენტრაცია მთლიანად დასტაბილურდა ყვავილოვანი მცენარეების გამოჩენის შემდეგ. ეს მოვლენა მოხდა ცარცული პერიოდის შუა ხანებში, ე.ი. დაახლოებით 100 მილიონი წლის წინ.

აზოტის ძირითადი მასა წარმოიქმნა დედამიწის განვითარების ადრეულ ეტაპებზე, ძირითადად ამიაკის დაშლის გამო. ორგანიზმების მოსვლასთან ერთად დაიწყო ატმოსფერული აზოტის ორგანულ ნივთიერებებში შეერთების და ზღვის ნალექებში ჩამარხვის პროცესი. ხმელეთზე ორგანიზმების გათავისუფლების შემდეგ, აზოტის დამარხვა დაიწყო კონტინენტურ ნალექებში. თავისუფალი აზოტის გადამუშავების პროცესები განსაკუთრებით გააქტიურდა ხმელეთის მცენარეების მოსვლასთან ერთად.

კრიპტოზოიკისა და ფანეროზოიკის მიჯნაზე, ანუ დაახლოებით 650 მილიონი წლის წინ, ნახშირორჟანგის შემცველობა ატმოსფეროში პროცენტის მეათედამდე შემცირდა და ახლახანს მიაღწია ამჟამინდელ დონეს, დაახლოებით 10-20 მილიონი. წლების წინ.

ამრიგად, ატმოსფეროს გაზის შემადგენლობა არა მხოლოდ აძლევდა ორგანიზმებს საცხოვრებელ ადგილს, არამედ განსაზღვრავდა მათი სასიცოცხლო აქტივობის მახასიათებლებს, ხელს უწყობდა დასახლებასა და ევოლუციას. ორგანიზმებისთვის ხელსაყრელი ატმოსფეროს გაზის შემადგენლობის განაწილების შედეგად წარმოქმნილმა წარუმატებლობამ, როგორც კოსმოსური, ასევე პლანეტარული მიზეზების გამო, გამოიწვია ორგანული სამყაროს მასობრივი გადაშენება, რაც არაერთხელ მოხდა კრიპტოზოიკის დროს და ფანეროზოური ისტორიის გარკვეულ ეტაპებზე.

ატმოსფეროს ეთნოსფერული ფუნქციები

დედამიწის ატმოსფერო უზრუნველყოფს საჭირო ნივთიერებას, ენერგიას და განსაზღვრავს მეტაბოლური პროცესების მიმართულებასა და სიჩქარეს. თანამედროვე ატმოსფეროს გაზის შემადგენლობა ოპტიმალურია სიცოცხლის არსებობისა და განვითარებისთვის. როგორც ამინდისა და კლიმატის ფორმირების ზონა, ატმოსფერო უნდა შექმნას კომფორტული პირობები ადამიანების, ცხოველებისა და მცენარეულობისთვის. ამა თუ იმ მიმართულებით გადახრები ატმოსფერული ჰაერის ხარისხში და ამინდის პირობებში ქმნის ექსტრემალურ პირობებს ცხოველთა და მცენარეთა სამყაროს, მათ შორის ადამიანის სიცოცხლისთვის.

დედამიწის ატმოსფერო არა მხოლოდ უზრუნველყოფს კაცობრიობის არსებობის პირობებს, არის მთავარი ფაქტორი ეთნოსფეროს ევოლუციაში. ამავდროულად, გამოდის წარმოების ენერგიისა და ნედლეულის რესურსი. ზოგადად, ატმოსფერო არის ფაქტორი, რომელიც ინარჩუნებს ადამიანის ჯანმრთელობას და ზოგიერთი ტერიტორია, ფიზიკური და გეოგრაფიული პირობებისა და ატმოსფერული ჰაერის ხარისხის გამო, ემსახურება რეკრეაციულ ზონებს და არის ადამიანების სანატორიუმების სამკურნალო და დასვენების ადგილები. ამრიგად, ატმოსფერო ესთეტიკური და ემოციური ზემოქმედების ფაქტორია.

ატმოსფეროს ეთნოსფერული და ტექნოსფერული ფუნქციები, რომლებიც საკმაოდ ცოტა ხნის წინ იქნა განსაზღვრული (E. D. Nikitin, N. A. Yasamanov, 2001), საჭიროებს დამოუკიდებელ და სიღრმისეულ შესწავლას. ამრიგად, ატმოსფერული ენერგიის ფუნქციების შესწავლა ძალზე აქტუალურია როგორც გარემოს დამაზიანებელი პროცესების წარმოშობისა და ექსპლუატაციის თვალსაზრისით, ასევე ადამიანის ჯანმრთელობასა და კეთილდღეობაზე ზემოქმედების თვალსაზრისით. ამ შემთხვევაში, საუბარია ციკლონებისა და ანტიციკლონების ენერგიაზე, ატმოსფერულ მორევებზე, ატმოსფერულ წნევაზე და სხვა ექსტრემალურ ატმოსფერულ მოვლენებზე, რომელთა ეფექტური გამოყენება ხელს შეუწყობს ალტერნატიული ენერგიის წყაროების მოპოვების პრობლემის წარმატებით გადაჭრას, რომლებიც არ აბინძურებენ გარემო. ყოველივე ამის შემდეგ, ჰაერის გარემო, განსაკუთრებით მისი ის ნაწილი, რომელიც მდებარეობს მსოფლიო ოკეანის ზემოთ, არის არეალი თავისუფალი ენერგიის კოლოსალური რაოდენობის გასათავისუფლებლად.

მაგალითად, დადგინდა, რომ საშუალო სიძლიერის ტროპიკული ციკლონები გამოყოფენ ენერგიას, რომელიც ექვივალენტურია 500 000 ატომური ბომბის ენერგიისა, რომლებიც ჩამოაგდეს ჰიროსიმასა და ნაგასაკიზე სულ რაღაც დღეში. ასეთი ციკლონის არსებობის 10 დღის განმავლობაში გამოიყოფა იმდენი ენერგია, რომ დააკმაყოფილოს შეერთებული შტატების მსგავსი ქვეყნის ყველა ენერგეტიკული მოთხოვნილება 600 წლის განმავლობაში.

ბოლო წლებში გამოქვეყნდა ბუნებისმეტყველების დიდი რაოდენობით ნაშრომები, რომლებიც გარკვეულწილად დაკავშირებულია საქმიანობის სხვადასხვა ასპექტთან და ატმოსფეროს გავლენას დედამიწის პროცესებზე, რაც მიუთითებს თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერებაში ინტერდისციპლინური ურთიერთქმედების გაძლიერებაზე. ამასთან, ვლინდება მისი გარკვეული მიმართულებების ინტეგრაციული როლი, რომელთა შორის უნდა აღინიშნოს ფუნქციურ-ეკოლოგიური მიმართულება გეოეკოლოგიაში.

ეს მიმართულება ასტიმულირებს ეკოლოგიური ფუნქციების და სხვადასხვა გეოსფეროს პლანეტარული როლის ანალიზს და თეორიულ განზოგადებას, რაც, თავის მხრივ, მნიშვნელოვანი წინაპირობაა ჩვენი პლანეტის ჰოლისტიკური შესწავლის მეთოდოლოგიისა და სამეცნიერო საფუძვლების შემუშავებისთვის, რაციონალური გამოყენებისა და გამოყენებისთვის. მისი ბუნებრივი რესურსების დაცვა.

დედამიწის ატმოსფერო შედგება რამდენიმე ფენისგან: ტროპოსფერო, სტრატოსფერო, მეზოსფერო, თერმოსფერო, იონოსფერო და ეგზოსფერო. ტროპოსფეროს ზედა და სტრატოსფეროს ქვედა ნაწილში არის ოზონით გამდიდრებული ფენა, რომელსაც ოზონის შრე ეწოდება. დადგენილია ოზონის გავრცელების გარკვეული (ყოველდღიური, სეზონური, წლიური და სხვ.) კანონზომიერებები. დაარსების დღიდან ატმოსფერო გავლენას ახდენდა პლანეტარული პროცესების მიმდინარეობაზე. ატმოსფეროს პირველადი შემადგენლობა სრულიად განსხვავებული იყო, ვიდრე დღევანდელი, მაგრამ დროთა განმავლობაში მოლეკულური აზოტის პროპორცია და როლი სტაბილურად იზრდებოდა, დაახლოებით 650 მილიონი წლის წინ გამოჩნდა თავისუფალი ჟანგბადი, რომლის რაოდენობაც მუდმივად იზრდებოდა, მაგრამ ნახშირორჟანგის კონცენტრაცია შესაბამისად მცირდებოდა. . ატმოსფეროს მაღალი მობილურობა, მისი გაზის შემადგენლობა და აეროზოლების არსებობა განაპირობებს მის გამორჩეულ როლს და აქტიურ მონაწილეობას სხვადასხვა გეოლოგიურ და ბიოსფერულ პროცესებში. დიდია ატმოსფეროს როლი მზის ენერგიის გადანაწილებაში და კატასტროფული ბუნებრივი მოვლენებისა და კატასტროფების განვითარებაში. ატმოსფერული გრიგალები – ტორნადოები (ტორნადოები), ქარიშხლები, ტაიფუნები, ციკლონები და სხვა ფენომენები უარყოფითად აისახება ორგანულ სამყაროსა და ბუნებრივ სისტემებზე. დაბინძურების ძირითად წყაროს ბუნებრივ ფაქტორებთან ერთად ადამიანის ეკონომიკური საქმიანობის სხვადასხვა ფორმა წარმოადგენს. ატმოსფეროზე ანთროპოგენური ზემოქმედება გამოიხატება არა მხოლოდ სხვადასხვა აეროზოლებისა და სათბურის გაზების გამოვლენაში, არამედ წყლის ორთქლის რაოდენობის მატებაშიც და ვლინდება სმოგისა და მჟავე წვიმის სახით. სათბურის აირები ცვლის დედამიწის ზედაპირის ტემპერატურულ რეჟიმს, გარკვეული აირების გამონაბოლქვი ამცირებს ოზონის ეკრანის მოცულობას და ხელს უწყობს ოზონის ხვრელების წარმოქმნას. დიდია დედამიწის ატმოსფეროს ეთნოსფერული როლი.

ატმოსფეროს როლი ბუნებრივ პროცესებში

ზედაპირული ატმოსფერო შუალედურ მდგომარეობაში ლითოსფეროსა და გარე სივრცეს შორის და მისი აირის შემადგენლობა ქმნის პირობებს ორგანიზმების სიცოცხლისთვის. ამავდროულად, ქანების განადგურების ამინდი და ინტენსივობა, მსხვილი მასალის გადატანა და დაგროვება დამოკიდებულია ნალექების რაოდენობაზე, ბუნებასა და სიხშირეზე, ქარის სიხშირეზე და სიძლიერეზე და განსაკუთრებით ჰაერის ტემპერატურაზე. ატმოსფერო კლიმატის სისტემის ცენტრალური კომპონენტია. ჰაერის ტემპერატურა და ტენიანობა, ღრუბლიანობა და ნალექი, ქარი - ეს ყველაფერი ახასიათებს ამინდს, ანუ ატმოსფეროს განუწყვეტლივ ცვალებად მდგომარეობას. ამავე დროს, იგივე კომპონენტები ახასიათებს კლიმატსაც, ანუ საშუალო გრძელვადიანი ამინდის რეჟიმს.

აირების შემადგენლობა, ღრუბლების არსებობა და სხვადასხვა მინარევები, რომლებსაც აეროზოლური ნაწილაკები (ნაცარი, მტვერი, წყლის ორთქლის ნაწილაკები) უწოდებენ, განსაზღვრავს მზის რადიაციის გავლის მახასიათებლებს ატმოსფეროში და ხელს უშლის დედამიწის თერმული გამოსხივების გაქცევას. გარე სივრცეში.

დედამიწის ატმოსფერო ძალიან მობილურია. მასში წარმოქმნილი პროცესები და მისი გაზის შემადგენლობის, სისქის, ღრუბლიანობის, გამჭვირვალობის და მასში სხვადასხვა აეროზოლური ნაწილაკების არსებობა გავლენას ახდენს როგორც ამინდზე, ასევე კლიმატზე.

ბუნებრივი პროცესების მოქმედება და მიმართულება, ისევე როგორც სიცოცხლე და აქტივობა დედამიწაზე, განისაზღვრება მზის გამოსხივებით. ის იძლევა დედამიწის ზედაპირზე გამომავალი სითბოს 99,98%-ს. წლიურად შეადგენს 134*1019 კკალს. ამ რაოდენობის სითბოს მიღება შესაძლებელია 200 მილიარდი ტონა ნახშირის დაწვით. წყალბადის მარაგი, რომელიც ქმნის თერმობირთვული ენერგიის ამ ნაკადს მზის მასაში, საკმარისი იქნება კიდევ 10 მილიარდი წლის განმავლობაში, ანუ ორჯერ მეტი პერიოდისთვის, ვიდრე თავად ჩვენი პლანეტა არსებობს.

ატმოსფეროს ზედა საზღვრებში შემავალი მზის ენერგიის მთლიანი რაოდენობის დაახლოებით 1/3 აისახება უკან მსოფლიო სივრცეში, 13% შეიწოვება ოზონის შრის მიერ (თითქმის მთელი ულტრაიისფერი გამოსხივების ჩათვლით). 7% - დანარჩენი ატმოსფერო და მხოლოდ 44% აღწევს დედამიწის ზედაპირს. მთლიანი მზის რადიაცია, რომელიც დედამიწამდე აღწევს ერთ დღეში, უდრის იმ ენერგიას, რომელიც კაცობრიობამ მიიღო გასული ათასწლეულის განმავლობაში ყველა სახის საწვავის დაწვის შედეგად.

დედამიწის ზედაპირზე მზის გამოსხივების განაწილების რაოდენობა და ბუნება მჭიდროდ არის დამოკიდებული ატმოსფეროს მოღრუბლულობაზე და გამჭვირვალობაზე. გაფანტული გამოსხივების რაოდენობაზე გავლენას ახდენს მზის სიმაღლე ჰორიზონტზე მაღლა, ატმოსფეროს გამჭვირვალობა, წყლის ორთქლის შემცველობა, მტვერი, ნახშირორჟანგის საერთო რაოდენობა და ა.შ.

გაფანტული რადიაციის მაქსიმალური რაოდენობა მოდის პოლარულ რეგიონებში. რაც უფრო დაბალია მზე ჰორიზონტზე, მით ნაკლები სითბო შედის მოცემულ არეალში.

დიდი მნიშვნელობა აქვს ატმოსფერულ გამჭვირვალობას და ღრუბლიანობას. ზაფხულის მოღრუბლულ დღეს, როგორც წესი, უფრო ცივია, ვიდრე წმინდაზე, რადგან დღისით ღრუბლები ხელს უშლიან დედამიწის ზედაპირის გათბობას.

ატმოსფეროში მტვრის შემცველობა მნიშვნელოვან როლს ასრულებს სითბოს განაწილებაში. მასში მტვრისა და ფერფლის წვრილად გაფანტული მყარი ნაწილაკები, რომლებიც გავლენას ახდენენ მის გამჭვირვალობაზე, უარყოფითად მოქმედებს მზის გამოსხივების განაწილებაზე, რომლის უმეტესი ნაწილი აირეკლება. წვრილი ნაწილაკები ატმოსფეროში ორი გზით შედიან: ისინი ან ვულკანური ამოფრქვევის დროს გამოსხივებული ფერფლია, ან მშრალი ტროპიკული და სუბტროპიკული რეგიონებიდან ქარის მიერ გადატანილი უდაბნოს მტვერი. განსაკუთრებით ბევრი ასეთი მტვერი წარმოიქმნება გვალვის დროს, როდესაც იგი თბილი ჰაერის ნაკადებით ატმოსფეროს ზედა ფენებში გადადის და შეიძლება იქ დიდხანს დარჩეს. 1883 წელს კრაკატოას ვულკანის ამოფრქვევის შემდეგ ატმოსფეროში ათეულობით კილომეტრის მანძილზე გადაყრილი მტვერი სტრატოსფეროში დაახლოებით 3 წლის განმავლობაში დარჩა. 1985 წელს ვულკანის ელ ჩიჩონის (მექსიკა) ამოფრქვევის შედეგად მტვერმა მიაღწია ევროპას და, შესაბამისად, ადგილი ჰქონდა ზედაპირის ტემპერატურის უმნიშვნელო კლებას.

დედამიწის ატმოსფერო შეიცავს წყლის ორთქლის ცვლადი რაოდენობას. აბსოლუტური თვალსაზრისით, წონით ან მოცულობით, მისი რაოდენობა მერყეობს 2-დან 5%-მდე.

წყლის ორთქლი, ისევე როგორც ნახშირორჟანგი, აძლიერებს სათბურის ეფექტს. ღრუბლებში და ნისლებში, რომლებიც წარმოიქმნება ატმოსფეროში, ხდება თავისებური ფიზიკოქიმიური პროცესები.

ატმოსფეროში წყლის ორთქლის ძირითადი წყარო ოკეანეების ზედაპირია. მისგან ყოველწლიურად აორთქლდება წყლის ფენა 95-დან 110 სმ-მდე, ტენის ნაწილი კონდენსაციის შემდეგ უბრუნდება ოკეანეში, მეორე კი ჰაერის ნაკადებით კონტინენტებისკენ არის მიმართული. ცვალებადი-ტენიანი კლიმატის მქონე რეგიონებში ნალექი ატენიანებს ნიადაგს, ხოლო ნოტიო რეგიონებში ქმნის მიწისქვეშა წყლების რეზერვებს. ამრიგად, ატმოსფერო არის ტენიანობის აკუმულატორი და ნალექების რეზერვუარი. ხოლო ნისლები, რომლებიც წარმოიქმნება ატმოსფეროში, უზრუნველყოფს ნიადაგის საფარს ტენიანობას და, შესაბამისად, გადამწყვეტ როლს თამაშობს ცხოველთა და მცენარეთა სამყაროს განვითარებაში.

ატმოსფერული ტენიანობა ნაწილდება დედამიწის ზედაპირზე ატმოსფეროს მობილურობის გამო. მას აქვს ქარების და წნევის განაწილების ძალიან რთული სისტემა. იმის გამო, რომ ატმოსფერო უწყვეტ მოძრაობაშია, ქარის ნაკადებისა და წნევის განაწილების ბუნება და მოცულობა მუდმივად იცვლება. ცირკულაციის მასშტაბები განსხვავდება მიკრომეტეოროლოგიურიდან, ზომით მხოლოდ რამდენიმე ასეული მეტრით, გლობალურამდე, რომლის ზომა რამდენიმე ათეული ათასი კილომეტრია. უზარმაზარი ატმოსფერული მორევები მონაწილეობენ ფართომასშტაბიანი ჰაერის დინების სისტემების შექმნაში და განსაზღვრავენ ატმოსფეროს ზოგად მიმოქცევას. გარდა ამისა, ისინი წარმოადგენენ კატასტროფული ატმოსფერული ფენომენების წყაროებს.

ამინდისა და კლიმატური პირობების განაწილება და ცოცხალი ნივთიერების ფუნქციონირება დამოკიდებულია ატმოსფერულ წნევაზე. იმ შემთხვევაში, თუ ატმოსფერული წნევა მერყეობს მცირე საზღვრებში, ის არ თამაშობს გადამწყვეტ როლს ადამიანების კეთილდღეობასა და ცხოველთა ქცევაში და არ მოქმედებს მცენარეების ფიზიოლოგიურ ფუნქციებზე. როგორც წესი, შუბლის მოვლენები და ამინდის ცვლილებები დაკავშირებულია წნევის ცვლილებასთან.

ატმოსფერულ წნევას ფუნდამენტური მნიშვნელობა აქვს ქარის ფორმირებისთვის, რომელიც, როგორც რელიეფის ფორმირების ფაქტორი, ყველაზე ძლიერ გავლენას ახდენს ფლორაზე და ფაუნაზე.

ქარს შეუძლია შეაჩეროს მცენარეების ზრდა და ამავდროულად ხელს უწყობს თესლის გადატანას. დიდია ქარის როლი ამინდისა და კლიმატური პირობების ფორმირებაში. ის ასევე მოქმედებს როგორც ზღვის დინების რეგულატორი. ქარი, როგორც ერთ-ერთი ეგზოგენური ფაქტორი, ხელს უწყობს გაფუჭებული მასალის ეროზიას და დეფლაციას დიდ მანძილზე.

ატმოსფერული პროცესების ეკოლოგიური და გეოლოგიური როლი

ატმოსფეროს გამჭვირვალობის დაქვეითება აეროზოლის ნაწილაკების და მასში მყარი მტვრის გამოჩენის გამო გავლენას ახდენს მზის გამოსხივების განაწილებაზე, ზრდის ალბედოს ან არეკვლას. სხვადასხვა ქიმიური რეაქციები იწვევს ერთსა და იმავე შედეგს, რაც იწვევს ოზონის დაშლას და წყლის ორთქლისგან შემდგარი „მარგალიტის“ ღრუბლების წარმოქმნას. არეკვლის გლობალური ცვლილება, ისევე როგორც ატმოსფეროს გაზის შემადგენლობის ცვლილება, ძირითადად სათბურის გაზები, არის კლიმატის ცვლილების მიზეზი.

არათანაბარი გათბობა, რომელიც იწვევს ატმოსფერული წნევის განსხვავებას დედამიწის ზედაპირის სხვადასხვა ნაწილზე, იწვევს ატმოსფერულ ცირკულაციას, რაც ტროპოსფეროს დამახასიათებელი ნიშანია. როდესაც წნევის სხვაობაა, ჰაერი მაღალი წნევის უბნებიდან დაბალი წნევის უბნებზე მიედინება. ჰაერის მასების ეს მოძრაობა, ტენიანობასთან და ტემპერატურასთან ერთად, განსაზღვრავს ატმოსფერული პროცესების ძირითად ეკოლოგიურ და გეოლოგიურ მახასიათებლებს.

სიჩქარიდან გამომდინარე, ქარი წარმოქმნის სხვადასხვა გეოლოგიურ სამუშაოს დედამიწის ზედაპირზე. 10 მ/წმ სიჩქარით არყევს ხეების სქელ ტოტებს, კრეფს და ატარებს მტვერს და წვრილ ქვიშას; არღვევს ხის ტოტებს 20 მ/წმ სიჩქარით, ატარებს ქვიშას და ხრეშს; 30 მ/წმ სიჩქარით (ქარიშხალი) ანადგურებს სახლების სახურავებს, ანადგურებს ხეებს, ამსხვრევს ბოძებს, ამოძრავებს კენჭებს და ატარებს პატარა ხრეშს, ხოლო ქარიშხალი 40 მ/წმ სიჩქარით ანგრევს სახლებს, ამსხვრევს და ანგრევს ბოძებს. ელექტროგადამცემი ხაზები, ძირს უთხრის დიდ ხეებს.

შტორმები და ტორნადოები (ტორნადოები) დიდ უარყოფით გავლენას ახდენს გარემოზე კატასტროფული შედეგებით - ატმოსფერული მორევები, რომლებიც წარმოიქმნება თბილ სეზონზე ძლიერ ატმოსფერულ ფრონტებზე 100 მ/წმ-მდე სიჩქარით. Squalls არის ჰორიზონტალური გრიგალები ქარიშხლის ქარის სიჩქარით (60-80 მ/წმ-მდე). მათ ხშირად თან ახლავს ძლიერი წვიმა და ჭექა-ქუხილი, რომელიც გრძელდება რამდენიმე წუთიდან ნახევარ საათამდე. ბუჩქები ფარავს 50 კმ-მდე სიგანის ტერიტორიებს და გადის 200-250 კმ მანძილზე. 1998 წელს მოსკოვსა და მოსკოვის რეგიონში ძლიერმა შტორმმა დააზიანა მრავალი სახლის სახურავი და ჩამოაგდო ხეები.

ტორნადოები, რომლებსაც ჩრდილოეთ ამერიკაში ტორნადოებს უწოდებენ, არის ძლიერი ძაბრის ფორმის ატმოსფერული მორევები, რომლებიც ხშირად ასოცირდება ჭექა-ქუხილთან. ეს არის ჰაერის სვეტები, რომლებიც ვიწროვდება შუაში, დიამეტრით რამდენიმე ათეულიდან ასეულ მეტრამდე. ტორნადოს აქვს ძაბრის გარეგნობა, რომელიც ძალიან ჰგავს სპილოს ღეროს, ღრუბლებიდან ჩამომავალი ან დედამიწის ზედაპირიდან ამომავალი. ძლიერი იშვიათობის და ბრუნვის მაღალი სიჩქარის მქონე ტორნადო რამდენიმე ასეულ კილომეტრამდე მოძრაობს, მტვერს, წყალს წყალსაცავებიდან და სხვადასხვა ობიექტებიდან იზიდავს. ძლიერ ტორნადოებს თან ახლავს ჭექა-ქუხილი, წვიმა და აქვთ დიდი დამანგრეველი ძალა.

ტორნადოები იშვიათად გვხვდება სუბპოლარულ ან ეკვატორულ რეგიონებში, სადაც მუდმივად ცივა ან ცხელა. რამდენიმე ტორნადო ღია ოკეანეში. ტორნადოები გვხვდება ევროპაში, იაპონიაში, ავსტრალიაში, აშშ-ში და რუსეთში განსაკუთრებით ხშირია ცენტრალური შავი დედამიწის რეგიონში, მოსკოვის, იაროსლავის, ნიჟნი ნოვგოროდისა და ივანოვოს რეგიონებში.

ტორნადოები ამწევენ და გადაადგილებენ მანქანებს, სახლებს, ვაგონებს, ხიდებს. განსაკუთრებით დესტრუქციული ტორნადოები (ტორნადოები) შეინიშნება შეერთებულ შტატებში. ყოველწლიურად 450-დან 1500-მდე ტორნადო ფიქსირდება, საშუალოდ დაახლოებით 100 მსხვერპლი. ტორნადოები სწრაფი მოქმედების კატასტროფული ატმოსფერული პროცესებია. ისინი სულ რაღაც 20-30 წუთში ყალიბდებიან, მათი არსებობის დრო კი 30 წუთია. ამიტომ, ტორნადოების გაჩენის დროისა და ადგილის პროგნოზირება თითქმის შეუძლებელია.

სხვა დესტრუქციული, მაგრამ გრძელვადიანი ატმოსფერული მორევები არის ციკლონები. ისინი წარმოიქმნება წნევის ვარდნის გამო, რაც გარკვეულ პირობებში ხელს უწყობს ჰაერის დინების წრიული მოძრაობის წარმოქმნას. ატმოსფერული მორევები წარმოიქმნება ნოტიო თბილი ჰაერის ძლიერი აღმავალი დინების გარშემო და ბრუნავს მაღალი სიჩქარით საათის ისრის მიმართულებით სამხრეთ ნახევარსფეროში და საათის ისრის საწინააღმდეგოდ ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში. ციკლონები, ტორნადოებისგან განსხვავებით, წარმოიქმნება ოკეანეებზე და აწარმოებს მათ დამანგრეველ მოქმედებას კონტინენტებზე. ძირითადი დესტრუქციული ფაქტორებია ძლიერი ქარი, ინტენსიური ნალექი თოვლის სახით, წვიმა, სეტყვა და წყალდიდობა. 19 - 30 მ / წმ სიჩქარის ქარები ქმნიან ქარიშხალს, 30 - 35 მ / წმ - ქარიშხალს და 35 მ / წმ-ზე მეტი - ქარიშხალს.

ტროპიკული ციკლონები - ქარიშხლები და ტაიფუნები - აქვთ საშუალო სიგანე რამდენიმე ასეულ კილომეტრს. ციკლონის შიგნით ქარის სიჩქარე ქარიშხლის ძალას აღწევს. ტროპიკული ციკლონები გრძელდება რამდენიმე დღიდან რამდენიმე კვირამდე, მოძრაობს 50-დან 200 კმ/სთ სიჩქარით. შუა განედების ციკლონებს უფრო დიდი დიამეტრი აქვთ. მათი განივი ზომები მერყეობს ათასიდან რამდენიმე ათას კილომეტრამდე, ქარის სიჩქარე მშფოთვარეა. ისინი ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში დასავლეთიდან მოძრაობენ და თან ახლავს სეტყვა და თოვლი, რაც კატასტროფულია. ციკლონები და მათთან დაკავშირებული ქარიშხლები და ტაიფუნები წყალდიდობის შემდეგ ყველაზე დიდი სტიქიური უბედურებაა მსხვერპლის რაოდენობისა და მიყენებული ზარალის მიხედვით. აზიის მჭიდროდ დასახლებულ რაიონებში ქარიშხლების დროს მსხვერპლთა რიცხვი იზომება ათასობით. 1991 წელს ბანგლადეშში ქარიშხლის დროს, რამაც გამოიწვია ზღვის ტალღების წარმოქმნა 6 მ სიმაღლეზე, დაიღუპა 125 ათასი ადამიანი. ტაიფუნები დიდ ზიანს აყენებენ შეერთებულ შტატებს. შედეგად ათობით და ასეულობით ადამიანი იღუპება. დასავლეთ ევროპაში ქარიშხალი ნაკლებ ზიანს აყენებს.

ჭექა-ქუხილი ითვლება კატასტროფულ ატმოსფერულ ფენომენად. ისინი წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც თბილი, ტენიანი ჰაერი ძალიან სწრაფად ამოდის. ტროპიკული და სუბტროპიკული ზონების საზღვარზე ჭექა-ქუხილი ხდება წელიწადში 90-100 დღე, ზომიერ ზონაში 10-30 დღე. ჩვენს ქვეყანაში ყველაზე მეტი ჭექა-ქუხილი ჩრდილოეთ კავკასიაშია.

ჭექა-ქუხილი ჩვეულებრივ ერთ საათზე ნაკლებს გრძელდება. განსაკუთრებულ საფრთხეს წარმოადგენს ძლიერი წვიმა, სეტყვა, ელვისებური დარტყმა, ქარის ნაკადი და ჰაერის ვერტიკალური ნაკადები. სეტყვის საშიშროება განისაზღვრება სეტყვის ქვების ზომით. ჩრდილოეთ კავკასიაში სეტყვის მასა ოდესღაც 0,5 კგ-ს აღწევდა, ინდოეთში კი 7 კგ-ს სეტყვის ქვები აღინიშნა. ჩვენს ქვეყანაში ყველაზე საშიში ტერიტორიები ჩრდილოეთ კავკასიაშია. 1992 წლის ივლისში სეტყვამ დააზიანა 18 თვითმფრინავი Mineralnye Vody აეროპორტში.

ელვა საშიში ამინდის ფენომენია. ისინი კლავენ ადამიანებს, პირუტყვს, იწვევენ ხანძარს, აზიანებენ ელექტრო ქსელს. მსოფლიოში ყოველწლიურად დაახლოებით 10 000 ადამიანი იღუპება ჭექა-ქუხილით და მათი შედეგებით. უფრო მეტიც, აფრიკის ზოგიერთ რაიონში, საფრანგეთსა და შეერთებულ შტატებში, ელვის შედეგად მსხვერპლთა რიცხვი უფრო მეტია, ვიდრე სხვა ბუნებრივი მოვლენებისგან. შეერთებულ შტატებში ჭექა-ქუხილის წლიური ეკონომიკური ზარალი მინიმუმ 700 მილიონი დოლარია.

გვალვები დამახასიათებელია უდაბნო, სტეპური და ტყე-სტეპური რეგიონებისთვის. ნალექის ნაკლებობა იწვევს ნიადაგის გაშრობას, მიწისქვეშა წყლების დონის დაქვეითებას და წყალსაცავებში მათ სრულ გაშრობამდე. ტენიანობის ნაკლებობა იწვევს მცენარეულობისა და კულტურების სიკვდილს. გვალვები განსაკუთრებით მძიმეა აფრიკაში, ახლო და ახლო აღმოსავლეთში, ცენტრალურ აზიასა და სამხრეთ ჩრდილოეთ ამერიკაში.

გვალვები ცვლის ადამიანის ცხოვრების პირობებს, უარყოფით გავლენას ახდენს ბუნებრივ გარემოზე ისეთი პროცესებით, როგორიცაა ნიადაგის დამლაშება, მშრალი ქარი, მტვრის ქარიშხალი, ნიადაგის ეროზია და ტყის ხანძარი. ხანძარი განსაკუთრებით ძლიერია გვალვის დროს ტაიგას რაიონებში, ტროპიკულ და სუბტროპიკულ ტყეებსა და სავანებში.

გვალვები არის მოკლევადიანი პროცესები, რომლებიც გრძელდება ერთი სეზონი. როდესაც გვალვა ორ სეზონზე მეტხანს გრძელდება, არსებობს შიმშილისა და მასობრივი სიკვდილიანობის საფრთხე. როგორც წესი, გვალვის ეფექტი ვრცელდება ერთი ან რამდენიმე ქვეყნის ტერიტორიაზე. განსაკუთრებით ხშირად ხანგრძლივი გვალვები ტრაგიკული შედეგებით ხდება აფრიკის საჰელის რეგიონში.

ატმოსფერული მოვლენები, როგორიცაა თოვა, პერიოდული ძლიერი წვიმა და გახანგრძლივებული წვიმა, დიდ ზიანს აყენებს. თოვლმა მთებში მასიური ზვავები გამოიწვია, თოვლის სწრაფ დნობამ და ხანგრძლივმა ძლიერმა წვიმამ წყალდიდობა გამოიწვია. წყლის უზარმაზარი მასა, რომელიც დედამიწის ზედაპირზე იშლება, განსაკუთრებით უხეო ადგილებში, იწვევს ნიადაგის საფარის ძლიერ ეროზიას. ინტენსიურად იზრდება ხევ-სხივური სისტემები. წყალდიდობები წარმოიქმნება დიდი წყალდიდობის შედეგად ძლიერი ნალექების პერიოდში ან წყალდიდობები უეცარი დათბობის ან გაზაფხულის თოვლის დნობის შემდეგ და, შესაბამისად, წარმოშობის ატმოსფერული ფენომენია (ისინი განხილულია თავში ჰიდროსფეროს ეკოლოგიური როლის შესახებ).

ანთროპოგენური ცვლილებები ატმოსფეროში

ამჟამად არსებობს ანთროპოგენური ხასიათის მრავალი სხვადასხვა წყარო, რომელიც იწვევს ატმოსფეროს დაბინძურებას და იწვევს ეკოლოგიური ბალანსის სერიოზულ დარღვევას. მასშტაბის თვალსაზრისით, ატმოსფეროზე ყველაზე დიდი გავლენა აქვს ორ წყაროს: ტრანსპორტი და მრეწველობა. საშუალოდ ტრანსპორტი ატმოსფერული დაბინძურების საერთო რაოდენობის დაახლოებით 60% მოდის, მრეწველობა - 15%, თერმული ენერგია - 15%, საყოფაცხოვრებო და სამრეწველო ნარჩენების განადგურების ტექნოლოგიები - 10%.

ტრანსპორტი, გამოყენებული საწვავის და ჟანგვის აგენტების ტიპებიდან გამომდინარე, ატმოსფეროში გამოყოფს აზოტის ოქსიდებს, გოგირდს, ნახშირბადის ოქსიდებს და დიოქსიდებს, ტყვიას და მის ნაერთებს, ჭვარტლს, ბენზოპირენს (ნივთიერება პოლიციკლური არომატული ნახშირწყალბადების ჯგუფიდან. ძლიერი კანცეროგენი, რომელიც იწვევს კანის კიბოს).

ინდუსტრია ატმოსფეროში ასხივებს გოგირდის დიოქსიდს, ნახშირბადის ოქსიდებს და დიოქსიდებს, ნახშირწყალბადებს, ამიაკის, გოგირდწყალბადს, გოგირდმჟავას, ფენოლს, ქლორს, ფტორს და სხვა ნაერთებს და ქიმიურ ნივთიერებებს. მაგრამ ემისიებს შორის დომინანტური პოზიცია (85%-მდე) მტვერს იკავებს.

დაბინძურების შედეგად იცვლება ატმოსფეროს გამჭვირვალობა, მასში ჩნდება აეროზოლები, სმოგი და მჟავე წვიმები.

აეროზოლები არის დისპერსიული სისტემები, რომლებიც შედგება მყარი ნაწილაკებისგან ან თხევადი წვეთებისგან, რომლებიც შეჩერებულია აირისებრ გარემოში. დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების ზომა ჩვეულებრივ არის 10 -3 -10 -7 სმ, დისპერსიული ფაზის შემადგენლობის მიხედვით, აეროზოლები იყოფა ორ ჯგუფად. ერთი მოიცავს აეროზოლებს, რომლებიც შედგება აირისებრ გარემოში გაფანტული მყარი ნაწილაკებისგან, მეორე - აეროზოლები, რომლებიც წარმოადგენენ აირისებრი და თხევადი ფაზების ნარევს. პირველს კვამლს უწოდებენ, ხოლო მეორეს - ნისლებს. კონდენსაციის ცენტრები მნიშვნელოვან როლს თამაშობენ მათი ფორმირების პროცესში. კონდენსაციის ბირთვების როლს ასრულებენ ვულკანური ფერფლი, კოსმოსური მტვერი, სამრეწველო გამონაბოლქვი პროდუქტები, სხვადასხვა ბაქტერიები და სხვ. კონცენტრაციის ბირთვების შესაძლო წყაროების რაოდენობა მუდმივად იზრდება. მაგალითად, როდესაც მშრალი ბალახი ნადგურდება ხანძრის შედეგად 4000 მ 2 ფართობზე, იქმნება საშუალოდ 11 * 10 22 აეროზოლური ბირთვი.

აეროზოლებმა ფორმირება დაიწყეს ჩვენი პლანეტის გაჩენის მომენტიდან და მოახდინეს გავლენა ბუნებრივ პირობებზე. თუმცა, მათმა რაოდენობამ და მოქმედებამ, რომელიც დაბალანსებულია ბუნებაში ნივთიერებების ზოგად მიმოქცევასთან, არ იწვევდა ღრმა ეკოლოგიურ ცვლილებებს. მათი წარმოქმნის ანთროპოგენურმა ფაქტორებმა გადაანაცვლა ეს ბალანსი მნიშვნელოვანი ბიოსფერული გადატვირთვებისკენ. ეს თვისება განსაკუთრებით გამოიკვეთა მას შემდეგ, რაც კაცობრიობამ დაიწყო სპეციალურად შექმნილი აეროზოლების გამოყენება როგორც ტოქსიკური ნივთიერებების სახით, ასევე მცენარეთა დაცვის მიზნით.

მცენარეული საფარისთვის ყველაზე საშიშია გოგირდის დიოქსიდის, წყალბადის ფტორიდის და აზოტის აეროზოლები. ფოთლის სველ ზედაპირთან შეხებისას ისინი წარმოქმნიან მჟავებს, რომლებიც მავნე გავლენას ახდენენ ცოცხალ არსებებზე. მჟავა ნისლები ჩასუნთქულ ჰაერთან ერთად ხვდება ცხოველებისა და ადამიანების სასუნთქ ორგანოებში და აგრესიულად მოქმედებს ლორწოვან გარსებზე. ზოგიერთი მათგანი ანადგურებს ცოცხალ ქსოვილს, რადიოაქტიური აეროზოლები კი კიბოს იწვევს. რადიოაქტიურ იზოტოპებს შორის განსაკუთრებული საფრთხის შემცველია SG 90 არა მხოლოდ მისი კანცეროგენობის გამო, არამედ როგორც კალციუმის ანალოგი, რომელიც ცვლის მას ორგანიზმების ძვლებში და იწვევს მათ დაშლას.

ბირთვული აფეთქებების დროს ატმოსფეროში წარმოიქმნება რადიოაქტიური აეროზოლური ღრუბლები. 1 - 10 მიკრონი რადიუსის მქონე მცირე ნაწილაკები ხვდება არა მხოლოდ ტროპოსფეროს ზედა ფენებში, არამედ სტრატოსფეროშიც, რომელშიც მათ შეუძლიათ დიდი ხნის განმავლობაში დარჩენა. აეროზოლური ღრუბლები ასევე წარმოიქმნება სამრეწველო ქარხნების რეაქტორების მუშაობის დროს, რომლებიც აწარმოებენ ბირთვულ საწვავს, ასევე ატომურ ელექტროსადგურებში ავარიების შედეგად.

სმოგი არის აეროზოლების ნარევი თხევადი და მყარი დისპერსიული ფაზებით, რომლებიც ქმნიან ნისლიან ფარდას ინდუსტრიულ ტერიტორიებსა და დიდ ქალაქებზე.

არსებობს სამი სახის სმოგი: ყინული, სველი და მშრალი. ყინულის სმოგს ალასკას უწოდებენ. ეს არის აირისებრი დამაბინძურებლების კომბინაცია მტვრიანი ნაწილაკების და ყინულის კრისტალების დამატებით, რომლებიც წარმოიქმნება გათბობის სისტემებიდან ნისლის წვეთების და ორთქლის გაყინვისას.

სველ სმოგს, ან ლონდონის ტიპის სმოგს, ზოგჯერ ზამთრის სმოგს უწოდებენ. ეს არის აირისებრი დამაბინძურებლების (ძირითადად გოგირდის დიოქსიდის), მტვრის ნაწილაკებისა და ნისლის წვეთების ნარევი. ზამთრის სმოგის გაჩენის მეტეოროლოგიური წინაპირობაა მშვიდი ამინდი, რომელშიც თბილი ჰაერის ფენა მდებარეობს ცივი ჰაერის ზედაპირული ფენის ზემოთ (700 მ-ზე ქვემოთ). ამავდროულად, არა მხოლოდ ჰორიზონტალური, არამედ ვერტიკალური გაცვლა არ არსებობს. დამაბინძურებლები, რომლებიც ჩვეულებრივ მაღალ ფენებშია გაფანტული, ამ შემთხვევაში ზედაპირულ ფენაში გროვდება.

მშრალი სმოგი ზაფხულში ჩნდება და ხშირად მას LA-ს ტიპის სმოგს უწოდებენ. ეს არის ოზონის, ნახშირბადის მონოქსიდის, აზოტის ოქსიდების და მჟავა ორთქლის ნარევი. ასეთი სმოგი წარმოიქმნება მზის რადიაციის მიერ დამაბინძურებლების, განსაკუთრებით მისი ულტრაიისფერი ნაწილის დაშლის შედეგად. მეტეოროლოგიური წინაპირობაა ატმოსფერული ინვერსია, რაც გამოიხატება თბილი ჰაერის ზემოთ ცივი ჰაერის ფენის გამოჩენაში. აირები და მყარი ნაწილაკები, რომლებიც ჩვეულებრივ ამაღლებულია ჰაერის თბილი დინებით, შემდეგ ნაწილდება ზედა ცივ ფენებში, მაგრამ ამ შემთხვევაში ისინი გროვდება ინვერსიულ ფენაში. ფოტოლიზის პროცესში, მანქანის ძრავებში საწვავის წვის დროს წარმოქმნილი აზოტის დიოქსიდები იშლება:

NO 2 → NO + O

შემდეგ ხდება ოზონის სინთეზი:

O + O 2 + M → O 3 + M

NO + O → NO 2

ფოტოდისოციაციის პროცესებს თან ახლავს მოყვითალო-მწვანე ბზინვარება.

გარდა ამისა, რეაქციები ხდება ტიპის მიხედვით: SO 3 + H 2 0 -> H 2 SO 4, ანუ წარმოიქმნება ძლიერი გოგირდის მჟავა.

მეტეოროლოგიური პირობების ცვლილებით (ქარის გამოჩენა ან ტენიანობის ცვლილება) ცივი ჰაერი იშლება და სმოგი ქრება.

სმოგში კანცეროგენების არსებობა იწვევს სუნთქვის უკმარისობას, ლორწოვანი გარსების გაღიზიანებას, სისხლის მიმოქცევის დარღვევას, ასთმურ დახრჩობას და ხშირად სიკვდილს. სმოგი განსაკუთრებით საშიშია მცირეწლოვანი ბავშვებისთვის.

მჟავა წვიმა არის ატმოსფერული ნალექი, რომელიც დამჟავებულია გოგირდის ოქსიდების, აზოტის ოქსიდების და მათში გახსნილი პერქლორინის მჟავისა და ქლორის ორთქლის სამრეწველო გამონაბოლქვით. ქვანახშირისა და გაზის წვის პროცესში მასში შემავალი გოგირდის უმეტესი ნაწილი, როგორც ოქსიდის, ისე რკინის ნაერთების სახით, კერძოდ პირიტში, პიროტიტში, ქალკოპირიტში და ა.შ., გადაიქცევა გოგირდის ოქსიდად, რომელიც ნახშირბადთან ერთად. დიოქსიდი, გამოიყოფა ატმოსფეროში. როდესაც ატმოსფერული აზოტი და სამრეწველო გამონაბოლქვი შერწყმულია ჟანგბადთან, წარმოიქმნება სხვადასხვა აზოტის ოქსიდები, ხოლო წარმოქმნილი აზოტის ოქსიდების მოცულობა დამოკიდებულია წვის ტემპერატურაზე. აზოტის ოქსიდების უმეტესი ნაწილი წარმოიქმნება მანქანებისა და დიზელის ლოკომოტივების ექსპლუატაციის დროს, ხოლო მცირე ნაწილი ენერგეტიკულ სექტორში და სამრეწველო საწარმოებში. გოგირდის და აზოტის ოქსიდები ძირითადი მჟავების წარმომქმნელია. ატმოსფერულ ჟანგბადთან და მასში არსებულ წყლის ორთქლთან ურთიერთობისას წარმოიქმნება გოგირდის და აზოტის მჟავები.

ცნობილია, რომ გარემოს ტუტე-მჟავა ბალანსი განისაზღვრება pH მნიშვნელობით. ნეიტრალურ გარემოს აქვს pH მნიშვნელობა 7, მჟავე გარემოს აქვს pH 0, ხოლო ტუტე გარემოს აქვს pH 14. თანამედროვე ეპოქაში წვიმის წყლის pH არის 5,6, თუმცა ახლო წარსულში იგი. იყო ნეიტრალური. pH მნიშვნელობის ერთით დაქვეითება შეესაბამება მჟავიანობის ათჯერ მატებას და, შესაბამისად, დღეისათვის, გაზრდილი მჟავიანობით წვიმები თითქმის ყველგან მოდის. დასავლეთ ევროპაში დაფიქსირებული წვიმების მაქსიმალური მჟავიანობა იყო 4-3,5 pH. გასათვალისწინებელია, რომ 4-4,5-ის ტოლი pH-ის მნიშვნელობა თევზის უმეტესობისთვის სასიკვდილოა.

მჟავე წვიმები აგრესიულ გავლენას ახდენს დედამიწის მცენარეულ საფარზე, სამრეწველო და საცხოვრებელ შენობებზე და ხელს უწყობს დაუცველი ქანების ამინდობის მნიშვნელოვან აჩქარებას. მჟავიანობის მატება ხელს უშლის ნიადაგების ნეიტრალიზაციის თვითრეგულირებას, რომლებშიც იხსნება საკვები ნივთიერებები. თავის მხრივ, ეს იწვევს მოსავლიანობის მკვეთრ შემცირებას და იწვევს მცენარეული საფარის დეგრადაციას. ნიადაგის მჟავიანობა ხელს უწყობს შეკრულ მდგომარეობაში მყოფი მძიმე ნივთიერებების გამოყოფას, რომლებიც თანდათანობით შეიწოვება მცენარეების მიერ, იწვევს მათში ქსოვილის სერიოზულ დაზიანებას და აღწევს ადამიანის კვებით ჯაჭვში.

ზღვის წყლების ტუტე-მჟავა პოტენციალის ცვლილება, განსაკუთრებით არაღრმა წყლებში, იწვევს მრავალი უხერხემლოების გამრავლების შეწყვეტას, იწვევს თევზის სიკვდილს და არღვევს ეკოლოგიურ წონასწორობას ოკეანეებში.

მჟავე წვიმების შედეგად დასავლეთ ევროპის, ბალტიისპირეთის ქვეყნების, კარელიას, ურალის, ციმბირისა და კანადის ტყეებს სიკვდილის საფრთხე ემუქრება.

ტროპოსფერო

მისი ზედა ზღვარი არის 8-10 კმ სიმაღლეზე პოლარული, 10-12 კმ ზომიერი და 16-18 კმ ტროპიკულ განედებში; ზამთარში უფრო დაბალია, ვიდრე ზაფხულში. ატმოსფეროს ქვედა, მთავარი ფენა შეიცავს ატმოსფერული ჰაერის მთლიანი მასის 80%-ზე მეტს და ატმოსფეროში არსებული წყლის ორთქლის დაახლოებით 90%-ს. ტროპოსფეროში ძალიან განვითარებულია ტურბულენტობა და კონვექცია, ჩნდება ღრუბლები, ვითარდება ციკლონები და ანტიციკლონები. ტემპერატურა მცირდება სიმაღლესთან ერთად საშუალო ვერტიკალური გრადიენტით 0,65°/100 მ

ტროპოპაუზის

გარდამავალი ფენა ტროპოსფეროდან სტრატოსფეროში, ატმოსფეროს ფენა, რომელშიც ტემპერატურის კლება სიმაღლესთან ერთად ჩერდება.

სტრატოსფერო

ატმოსფეროს ფენა მდებარეობს 11-დან 50 კმ-მდე სიმაღლეზე. დამახასიათებელია ტემპერატურის უმნიშვნელო ცვლილება 11-25 კმ ფენაში (სტრატოსფეროს ქვედა ფენა) და მისი მატება 25-40 კმ ფენაში -56,5-დან 0,8 °C-მდე (ზედა სტრატოსფეროს ფენა ან ინვერსიის რეგიონი). დაახლოებით 40 კმ სიმაღლეზე დაახლოებით 273 K (თითქმის 0 °C) მნიშვნელობის მიღწევის შემდეგ, ტემპერატურა დაახლოებით 55 კმ სიმაღლემდე რჩება მუდმივი. მუდმივი ტემპერატურის ამ რეგიონს სტრატოპაუზა ეწოდება და არის საზღვარი სტრატოსფეროსა და მეზოსფეროს შორის.

სტრატოპაუზა

ატმოსფეროს სასაზღვრო ფენა სტრატოსფეროსა და მეზოსფეროს შორის. მაქსიმალურია ტემპერატურის ვერტიკალურ განაწილებაში (დაახლოებით 0 °C).

მეზოსფერო

მეზოსფერო იწყება 50 კმ სიმაღლეზე და ვრცელდება 80-90 კმ-მდე. ტემპერატურა მცირდება სიმაღლესთან ერთად საშუალო ვერტიკალური გრადიენტით (0,25-0,3)°/100 მ. ძირითადი ენერგეტიკული პროცესი არის სხივური სითბოს გადაცემა. რთული ფოტოქიმიური პროცესები, რომლებიც მოიცავს თავისუფალ რადიკალებს, ვიბრაციით აღგზნებულ მოლეკულებს და ა.შ., იწვევს ატმოსფერულ ლუმინესცენციას.

მეზოპაუზა

გარდამავალი ფენა მეზოსფეროსა და თერმოსფეროს შორის. მინიმალურია ტემპერატურის ვერტიკალურ განაწილებაში (დაახლოებით -90 °C).

კარმანის ხაზი

სიმაღლე ზღვის დონიდან, რომელიც პირობითად მიღებულია როგორც საზღვარი დედამიწის ატმოსფეროსა და სივრცეს შორის. კარმანას ხაზი ზღვის დონიდან 100 კმ სიმაღლეზე მდებარეობს.

დედამიწის ატმოსფეროს საზღვარი

თერმოსფერო

ზედა ზღვარი არის დაახლოებით 800 კმ. ტემპერატურა მატულობს 200-300 კმ სიმაღლეზე, სადაც აღწევს 1500 კმ-ის მნიშვნელობებს, რის შემდეგაც იგი თითქმის მუდმივი რჩება მაღალ სიმაღლეებამდე. ულტრაიისფერი და რენტგენის მზის გამოსხივების და კოსმოსური გამოსხივების გავლენის ქვეშ, ჰაერი იონიზებულია ("პოლარული განათება") - იონოსფეროს ძირითადი რეგიონები მდებარეობს თერმოსფეროს შიგნით. 300 კმ-ზე მეტ სიმაღლეზე ჭარბობს ატომური ჟანგბადი. თერმოსფეროს ზედა ზღვარი დიდწილად განისაზღვრება მზის ამჟამინდელი აქტივობით. დაბალი აქტივობის პერიოდში შესამჩნევია ამ ფენის ზომის შემცირება.

თერმოპაუზა

ატმოსფეროს რეგიონი თერმოსფეროს ზემოთ. ამ რეგიონში მზის გამოსხივების შთანთქმა უმნიშვნელოა და ტემპერატურა რეალურად არ იცვლება სიმაღლესთან ერთად.

ეგზოსფერო (გაფანტვის სფერო)

ატმოსფერული ფენები 120 კმ სიმაღლემდე

ეგზოსფერო - გაფანტვის ზონა, თერმოსფეროს გარე ნაწილი, რომელიც მდებარეობს 700 კმ-ზე მაღლა. ეგზოსფეროში გაზი ძალიან იშვიათია და, შესაბამისად, მისი ნაწილაკები ჟონავს პლანეტათაშორის სივრცეში (დისიპაცია).

100 კმ სიმაღლემდე ატმოსფერო არის გაზების ერთგვაროვანი, კარგად შერეული ნარევი. მაღალ ფენებში აირების განაწილება სიმაღლეში დამოკიდებულია მათ მოლეკულურ მასებზე, მძიმე აირების კონცენტრაცია უფრო სწრაფად მცირდება დედამიწის ზედაპირიდან დაშორებით. გაზის სიმკვრივის შემცირების გამო ტემპერატურა 0 °C-დან სტრატოსფეროში ეცემა -110 °C-მდე მეზოსფეროში. თუმცა, ცალკეული ნაწილაკების კინეტიკური ენერგია 200–250 კმ სიმაღლეზე შეესაბამება ~150 °C ტემპერატურას. 200 კმ-ზე მეტი ტემპერატურისა და გაზის სიმკვრივის მნიშვნელოვანი რყევები შეინიშნება დროსა და სივრცეში.

დაახლოებით 2000-3500 კმ სიმაღლეზე ეგზოსფერო თანდათან გადადის ეგრეთ წოდებულ ახლო კოსმოსურ ვაკუუმში, რომელიც ივსება პლანეტათაშორისი აირის უაღრესად იშვიათი ნაწილაკებით, ძირითადად წყალბადის ატომებით. მაგრამ ეს გაზი მხოლოდ პლანეტათაშორისი მატერიის ნაწილია. მეორე ნაწილი კომეტური და მეტეორიული წარმოშობის მტვრის მსგავსი ნაწილაკებისგან შედგება. გარდა უკიდურესად იშვიათი მტვრის მსგავსი ნაწილაკებისა, ამ სივრცეში აღწევს მზის და გალაქტიკური წარმოშობის ელექტრომაგნიტური და კორპუსკულური გამოსხივება.

ტროპოსფერო შეადგენს ატმოსფეროს მასის დაახლოებით 80%-ს, სტრატოსფეროს შეადგენს დაახლოებით 20%-ს; მეზოსფეროს მასა არ აღემატება 0,3%, თერმოსფერო ატმოსფეროს მთლიანი მასის 0,05%-ზე ნაკლებია. ატმოსფეროში არსებული ელექტრული თვისებების მიხედვით განასხვავებენ ნეიტროსფეროს და იონოსფეროს. ამჟამად ითვლება, რომ ატმოსფერო ვრცელდება 2000-3000 კმ სიმაღლეზე.

ატმოსფეროში გაზის შემადგენლობის მიხედვით განასხვავებენ ჰომოსფეროს და ჰეტეროსფეროს. ჰეტეროსფერო არის ტერიტორია, სადაც გრავიტაცია მოქმედებს აირების გამოყოფაზე, ვინაიდან ასეთ სიმაღლეზე მათი შერევა უმნიშვნელოა. აქედან გამომდინარეობს ჰეტეროსფეროს ცვლადი შემადგენლობა. მის ქვემოთ მდებარეობს ატმოსფეროს კარგად შერეული, ერთგვაროვანი ნაწილი, რომელსაც ჰომოსფერო ეწოდება. ამ ფენებს შორის საზღვარს ეწოდება ტურბოპაუზა და მდებარეობს დაახლოებით 120 კმ სიმაღლეზე.

ჩვენს ირგვლივ სამყარო სამი განსხვავებული ნაწილისგან შედგება: დედამიწა, წყალი და ჰაერი. თითოეული მათგანი თავისებურად უნიკალური და საინტერესოა. ახლა მხოლოდ ბოლო მათგანზე ვისაუბრებთ. რა არის ატმოსფერო? როგორ გაჩნდა? რისგან არის დამზადებული და რა ნაწილებად იყოფა? ყველა ეს კითხვა ძალიან საინტერესოა.

თავად სახელი "ატმოსფერო" წარმოიქმნება ბერძნული წარმოშობის ორი სიტყვისგან, რუსულად თარგმნილი ისინი ნიშნავს "ორთქლს" და "ბურთს". და თუ დააკვირდებით ზუსტ განმარტებას, შეგიძლიათ წაიკითხოთ შემდეგი: "ატმოსფერო არის პლანეტა დედამიწის საჰაერო გარსი, რომელიც მასთან ერთად მიდის კოსმოსში." იგი ვითარდებოდა პლანეტაზე მიმდინარე გეოლოგიური და გეოქიმიური პროცესების პარალელურად. დღეს კი ცოცხალ ორგანიზმებში მიმდინარე ყველა პროცესი მასზეა დამოკიდებული. ატმოსფეროს გარეშე პლანეტა მთვარევით უსიცოცხლო უდაბნო გახდება.

რისგან შედგება?

კითხვა, თუ რა არის ატმოსფერო და რა ელემენტები შედის მასში, დიდი ხანია აინტერესებს ხალხს. ამ ჭურვის ძირითადი კომპონენტები უკვე ცნობილი იყო 1774 წელს. ისინი დაამონტაჟა ანტუან ლავუაზიემ. მან აღმოაჩინა, რომ ატმოსფეროს შემადგენლობა ძირითადად აზოტისა და ჟანგბადისგან იქმნება. დროთა განმავლობაში მისი კომპონენტები დაიხვეწა. ახლა კი ვიცით, რომ ის შეიცავს კიდევ ბევრ გაზს, ასევე წყალს და მტვერს.

განვიხილოთ უფრო დეტალურად, რისგან შედგება დედამიწის ატმოსფერო მის ზედაპირთან ახლოს. ყველაზე გავრცელებული გაზი არის აზოტი. ის შეიცავს 78 პროცენტზე ცოტა მეტს. მაგრამ, მიუხედავად ასეთი დიდი რაოდენობით, ჰაერში აზოტი პრაქტიკულად არ არის აქტიური.

შემდეგი უდიდესი და ყველაზე მნიშვნელოვანი ელემენტია ჟანგბადი. ეს გაზი შეიცავს თითქმის 21%-ს და ის უბრალოდ აჩვენებს ძალიან მაღალ აქტივობას. მისი სპეციფიკური ფუნქციაა მკვდარი ორგანული ნივთიერების დაჟანგვა, რომელიც ამ რეაქციის შედეგად იშლება.

დაბალი, მაგრამ მნიშვნელოვანი აირები

მესამე გაზი, რომელიც ატმოსფეროს ნაწილია, არის არგონი. ის ერთ პროცენტზე ოდნავ ნაკლებია. მას მოსდევს ნახშირორჟანგი ნეონთან ერთად, ჰელიუმი მეთანით, კრიპტონი წყალბადით, ქსენონი, ოზონი და ამიაკიც კი. მაგრამ ისინი შეიცავს იმდენად ცოტას, რომ ასეთი კომპონენტების პროცენტი უდრის მეასედს, მეათასედს და მემილიონედს. მათგან მხოლოდ ნახშირორჟანგი თამაშობს მნიშვნელოვან როლს, რადგან ეს არის სამშენებლო მასალა, რომელიც მცენარეებს სჭირდებათ ფოტოსინთეზისთვის. მისი სხვა მნიშვნელოვანი ფუნქციაა რადიაციის თავიდან აცილება და მზის სითბოს ნაწილის შთანთქმა.

კიდევ ერთი იშვიათი, მაგრამ მნიშვნელოვანი გაზი, ოზონი, არსებობს მზისგან მომდინარე ულტრაიისფერი გამოსხივების დასაჭერად. ამ ქონების წყალობით, პლანეტაზე მთელი სიცოცხლე საიმედოდ არის დაცული. მეორეს მხრივ, ოზონი გავლენას ახდენს სტრატოსფეროს ტემპერატურაზე. იმის გამო, რომ ის შთანთქავს ამ გამოსხივებას, ჰაერი თბება.

ატმოსფეროს რაოდენობრივი შემადგენლობის მუდმივობა შენარჩუნებულია უწყვეტი შერევით. მისი ფენები მოძრაობს როგორც ჰორიზონტალურად, ასევე ვერტიკალურად. ამიტომ, მსოფლიოს ნებისმიერ წერტილში არის საკმარისი ჟანგბადი და არ არის ჭარბი ნახშირორჟანგი.

კიდევ რა არის ჰაერში?

აღსანიშნავია, რომ საჰაერო სივრცეში შესაძლებელია ორთქლისა და მტვრის გამოვლენა. ეს უკანასკნელი შედგება მტვრისა და ნიადაგის ნაწილაკებისგან, ქალაქში მათ უერთდება გამონაბოლქვი აირების ნაწილაკების გამონაბოლქვის მინარევები.

მაგრამ ატმოსფეროში ბევრი წყალია. გარკვეულ პირობებში ის კონდენსირდება და ჩნდება ღრუბლები და ნისლი. სინამდვილეში, ეს იგივეა, მხოლოდ პირველი ჩნდება დედამიწის ზედაპირზე მაღლა, ხოლო უკანასკნელი ვრცელდება მის გასწვრივ. ღრუბლები სხვადასხვა ფორმებს იღებენ. ეს პროცესი დამოკიდებულია დედამიწის ზემოთ სიმაღლეზე.

თუ ისინი ჩამოყალიბდნენ ხმელეთზე 2 კმ-ზე, მაშინ მათ უწოდებენ ფენებს. სწორედ მათგან მოდის წვიმა მიწაზე ან მოდის თოვლი. კუმულუსის ღრუბლები იქმნება მათ ზემოთ 8 კმ სიმაღლემდე. ისინი ყოველთვის ყველაზე ლამაზები და თვალწარმტაციები არიან. სწორედ მათ ათვალიერებენ და აინტერესებთ როგორები არიან. თუ ასეთი წარმონაქმნები მომდევნო 10 კილომეტრზე გამოჩნდება, ისინი ძალიან მსუბუქი და ჰაეროვანი იქნება. მათი სახელია ცირუსი.

რა არის ატმოსფეროს ფენები?

მიუხედავად იმისა, რომ მათ აქვთ ძალიან განსხვავებული ტემპერატურა ერთმანეთისგან, ძნელი სათქმელია, რომელ კონკრეტულ სიმაღლეზე იწყება ერთი ფენა და მთავრდება მეორე. ეს დაყოფა ძალიან პირობითია და მიახლოებითია. თუმცა ატმოსფეროს ფენები ჯერ კიდევ არსებობს და ასრულებენ თავის ფუნქციებს.

ჰაერის გარსის ყველაზე დაბალ ნაწილს ტროპოსფერო ეწოდება. მისი სისქე იზრდება პოლუსებიდან ეკვატორში გადაადგილებისას 8-დან 18 კმ-მდე. ეს ატმოსფეროს ყველაზე თბილი ნაწილია, რადგან მასში არსებული ჰაერი დედამიწის ზედაპირიდან თბება. წყლის ორთქლის უმეტესი ნაწილი კონცენტრირებულია ტროპოსფეროში, ამიტომ მასში ღრუბლები წარმოიქმნება, ნალექი მოდის, ჭექა-ქუხილი ღრიალებს და უბერავს ქარები.

შემდეგი ფენის სისქე დაახლოებით 40 კმ-ია და მას სტრატოსფერო ეწოდება. თუ დამკვირვებელი ჰაერის ამ ნაწილში გადავა, აღმოაჩენს, რომ ცა მეწამული გახდა. ეს გამოწვეულია ნივთიერების დაბალი სიმკვრივით, რომელიც პრაქტიკულად არ აფანტავს მზის სხივებს. სწორედ ამ ფენაში დაფრინავენ რეაქტიული თვითმფრინავები. მათთვის იქ ყველა ღია სივრცე ღიაა, რადგან ღრუბლები პრაქტიკულად არ არის. სტრატოსფეროს შიგნით არის ფენა, რომელიც შედგება დიდი რაოდენობით ოზონისგან.

მას მოსდევს სტრატოპაუზა და მეზოსფერო. ამ უკანასკნელის სისქე დაახლოებით 30 კმ-ია. ახასიათებს ჰაერის სიმკვრივისა და ტემპერატურის მკვეთრი დაქვეითება. დამკვირვებელს ცა შავი ეჩვენება. აქ დღის განმავლობაში ვარსკვლავების ყურებაც კი შეგიძლიათ.

ფენები ჰაერის გარეშე

ატმოსფეროს სტრუქტურა გრძელდება ფენით, რომელსაც ეწოდება თერმოსფერო - ყველაზე გრძელია ყველა დანარჩენზე, მისი სისქე 400 კმ-ს აღწევს. ეს ფენა ხასიათდება უზარმაზარი ტემპერატურით, რომელიც შეიძლება მიაღწიოს 1700 ° C- ს.

ბოლო ორი სფერო ხშირად გაერთიანებულია ერთში და მას იონოსფეროს უწოდებენ. ეს გამოწვეულია იმით, რომ მათში ხდება რეაქციები იონების გამოყოფით. სწორედ ეს ფენები საშუალებას გაძლევთ დააკვირდეთ ისეთ ბუნებრივ ფენომენს, როგორიც არის ჩრდილოეთის განათება.

დედამიწიდან შემდეგი 50 კილომეტრი დაცულია ეგზოსფეროსთვის. ეს არის ატმოსფეროს გარე გარსი. მასში ჰაერის ნაწილაკები კოსმოსშია მიმოფანტული. ამინდის თანამგზავრები ჩვეულებრივ მოძრაობენ ამ ფენაში.

დედამიწის ატმოსფერო მთავრდება მაგნიტოსფეროთი. სწორედ მან შეიფარა პლანეტის ხელოვნური თანამგზავრების უმეტესობა.

ყოველივე ამის შემდეგ, რაც ითქვა, არ უნდა არსებობდეს კითხვა, თუ რა არის ატმოსფერო. თუ არსებობს ეჭვი მის აუცილებლობაზე, მაშინ მათი გაფანტვა ადვილია.

ატმოსფეროს ღირებულება

ატმოსფეროს მთავარი ფუნქციაა პლანეტის ზედაპირის დაცვა დღის განმავლობაში გადახურებისგან და ღამით გადაჭარბებული გაგრილებისგან. ამ გარსის შემდეგი მნიშვნელობა, რაზეც არავინ დავობს, არის ჟანგბადის მიწოდება ყველა ცოცხალი არსებისთვის. ამის გარეშე ახრჩობდნენ.

მეტეორიტების უმეტესობა იწვის ზედა ფენებში და არასოდეს აღწევს დედამიწის ზედაპირს. და ადამიანებს შეუძლიათ აღფრთოვანებულიყვნენ მფრინავი ნათურებით, შეცდომით მათ ვარსკვლავებად აღქმა. ატმოსფეროს გარეშე, მთელი დედამიწა სავსე იქნებოდა კრატერებით. და მზის რადიაციისგან დაცვის შესახებ უკვე აღვნიშნეთ ზემოთ.

როგორ მოქმედებს ადამიანი ატმოსფეროზე?

ძალიან უარყოფითი. ეს გამოწვეულია ხალხის მზარდი აქტივობით. ყველა უარყოფითი ასპექტის ძირითადი წილი მოდის ინდუსტრიასა და ტრანსპორტზე. სხვათა შორის, ეს არის მანქანები, რომლებიც ასხივებენ ყველა დამაბინძურებლების თითქმის 60% -ს, რომლებიც შედიან ატმოსფეროში. დარჩენილი ორმოცი იყოფა ენერგეტიკასა და მრეწველობას, ასევე ნარჩენების განადგურების ინდუსტრიებს შორის.

მავნე ნივთიერებების სია, რომლებიც ყოველდღიურად ავსებენ ჰაერის შემადგენლობას, ძალიან გრძელია. ატმოსფეროში ტრანსპორტის გამო არის: აზოტი და გოგირდი, ნახშირბადი, ლურჯი და ჭვარტლი, ასევე კანის კიბოს გამომწვევი ძლიერი კანცეროგენი - ბენზოპირენი.

ინდუსტრიაში შედის შემდეგი ქიმიური ელემენტები: გოგირდის დიოქსიდი, ნახშირწყალბადები და წყალბადის სულფიდი, ამიაკი და ფენოლი, ქლორი და ფტორი. თუ პროცესი გაგრძელდება, მაშინ მალე პასუხები კითხვებზე: „რა ატმოსფეროა? რისგან შედგება? სრულიად განსხვავებული იქნება.