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 გარეთ დედამიწის ატმოსფერო. 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 იჭერენ დედამიწის ზედაპირიდან ასახულ სითბოს, რითაც იწვევს დედამიწაზე ტემპერატურის ზრდას.

სტრატოსფეროში არის სპეციალური ოზონის შრე. ოზონი ყველაზე მეტად აყოვნებს ულტრაიისფერი გამოსხივებამზე, იცავს დედამიწას და მასზე არსებულ მთელ სიცოცხლეს მისგან. მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ ოზონის შრის განადგურების მიზეზი არის სპეციალური ქლორფტორნახშირბადის დიოქსიდის აირები, რომლებიც შეიცავს ზოგიერთ აეროზოლს და სამაცივრო მოწყობილობა. 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 იცვლება, 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. მთელი გეოლოგიური ისტორიადედამიწის ატმოსფერომ გაიარა რამდენიმე ღრმა გადაწყობა. 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 ნახშირორჟანგი. მანტიის გაჟონვის და დედამიწის ზედაპირზე გადინების შედეგად აქტიური პროცესებიამინდი, წყლის ორთქლი, ნახშირბადის ნაერთები CO 2 და CO-ს სახით, გოგირდი და მისი ნაერთები, აგრეთვე ძლიერი ჰალოგენური მჟავები - HCI, HF, HI და ბორის მჟავა, რომლებსაც ავსებდნენ მეთანი, ამიაკი, წყალბადი, არგონი და ზოგიერთი სხვა კეთილშობილური აირები. ეს პირველყოფილი ატმოსფერო უკიდურესად თხელი იყო. 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. როგორც მოსალოდნელი იყო, აზოტის მნიშვნელოვანი რაოდენობა თანამედროვე ატმოსფეროარის რელიქვია. მეთანი და ნახშირორჟანგი იჟანგება ნახშირორჟანგად. გოგირდი და წყალბადის სულფიდი დაჟანგდა 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 გაფუჭების 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 პროცესში და ძირითადად იხარჯებოდა ჟანგვითი პროცესებიჟანგბადის 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 დედამიწის ზედაპირზე იყო, 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 წყალმცენარეებიდა ციანიდები, რომლებიც გამოჩნდნენ პროტეროზოიკის დასაწყისში, მოითხოვდნენ წყალში ჟანგბადის შემცველობას მისი თანამედროვე კონცენტრაციის მხოლოდ 10-3-მდე, შემდეგ კი ჩონჩხის მეტაზოას გაჩენით ადრეული ვენდიის ბოლოს, ანუ დაახლოებით 650 მილიონი წლის წინ. ატმოსფეროში ჟანგბადის კონცენტრაცია მნიშვნელოვნად მაღალი უნდა იყოს. 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. იმ დროიდან მოყოლებული, 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 ნაწილი 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.

კრიპტოზოიკის და ფანეროზოიკის მიჯნაზე, ანუ დაახლოებით 650 მილიონი წლის წინ, ნახშირორჟანგის შემცველობა ატმოსფეროში შემცირდა მეათედ პროცენტამდე, ხოლო შემცველობა მიახლოებით ხელოვნების დონე, მან მიაღწია სულ ცოტა ხნის წინ, დაახლოებით 10-20 მილიონი წლის 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 სფერო, ფიზიკური და გეოგრაფიული პირობების და ატმოსფერული ჰაერის ხარისხის გამო, ემსახურება. დასასვენებელი ადგილებიდა არის ტერიტორიები, რომლებიც განკუთვნილია სანატორიუმების სამკურნალოდ და ადამიანების დასასვენებლად. 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 ჩვენ ვსაუბრობთციკლონებისა და ანტიციკლონების ენერგიის, ატმოსფერული მორევების, ატმოსფერული წნევის და სხვა ექსტრემალური ატმოსფერული ფენომენების შესახებ, ეფექტური გამოყენებარაც ხელს შეუწყობს არადამაბინძურებელი ალტერნატიული ენერგიის წყაროების მოპოვების პრობლემის წარმატებით გადაჭრას. 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.

AT ბოლო წლებიგამოქვეყნებულია საბუნებისმეტყველო მეცნიერებათა მეცნიერთა დიდი რაოდენობით ნაშრომები, რომლებიც ამა თუ იმ გზით უკავშირდება სხვადასხვა პარტიებიაქტივობა და ატმოსფეროს გავლენა დედამიწის პროცესებზე, რაც მიუთითებს თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერებაში ინტერდისციპლინარული ურთიერთქმედების გააქტიურებაზე. ამასთან, ვლინდება მისი გარკვეული მიმართულებების ინტეგრაციული როლი, რომელთა შორის უნდა აღინიშნოს ფუნქციურ-ეკოლოგიური მიმართულება გეოეკოლოგიაში.

ეს მიმართულება ასტიმულირებს ანალიზს და თეორიული განზოგადებაეკოლოგიურ ფუნქციებზე და სხვადასხვა გეოსფეროს პლანეტურ როლზე და ეს, თავის მხრივ, არის მნიშვნელოვანი წინაპირობამეთოდოლოგიის შემუშავება და სამეცნიერო საფუძვლებიჩვენი პლანეტის ჰოლისტიკური შესწავლა, მისი ბუნებრივი რესურსების რაციონალური გამოყენება და 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. უარყოფითი გავლენა ორგანულ სამყაროზე და ბუნებრივი სისტემებიატმოსფერული გრიგალები - ტორნადოები (ტორნადოები), ქარიშხლები, ტაიფუნები, ციკლონები და სხვა ფენომენები. დაბინძურების ძირითად წყაროს ბუნებრივ ფაქტორებთან ერთად ადამიანის ეკონომიკური საქმიანობის სხვადასხვა ფორმა წარმოადგენს. ანთროპოგენური ზემოქმედება ატმოსფეროზე გამოიხატება არა მხოლოდ სხვადასხვა აეროზოლების გამოჩენაში და სათბურის გაზები, მაგრამ წყლის ორთქლის რაოდენობის მატებაში და გამოჩნდება სმოგის სახით და მჟავე წვიმა. სათბურის აირები იცვლება ტემპერატურის რეჟიმიდედამიწის ზედაპირი, გარკვეული აირების გამონაბოლქვი ამცირებს ოზონის ფენის 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 ეწოდება (ნაცარი, მტვერი, წყლის ორთქლის ნაწილაკები), განსაზღვრავს გავლის მახასიათებლებს. მზის რადიაციაატმოსფეროს მეშვეობით და მოვლის თავიდან აცილება თერმული გამოსხივებადედამიწა კოსმოსში.

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. არსებობს წყალბადის საკმარისი მარაგი, რომელიც ქმნის თერმობირთვული ენერგიის ამ ნაკადს მზის მასაში. მინიმუმ, კიდევ 10 მილიარდი წლის განმავლობაში, ანუ ორჯერ მეტი პერიოდით, ვიდრე თავად ჩვენი პლანეტა და 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.

მზის რადიაციის განაწილების რაოდენობა და ბუნება დედამიწის ზედაპირზე მჭიდროდ არის დამოკიდებული ატმოსფეროს ღრუბლიანობასა და გამჭვირვალობაზე. თანხით გაფანტული გამოსხივებაგავლენას ახდენს მზის სიმაღლეზე ჰორიზონტზე მაღლა, ატმოსფეროს გამჭვირვალობაზე, წყლის ორთქლის, მტვრის შემცველობაზე, სულნახშირორჟანგი 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: ეს არის ან ფერფლი, რომელიც გამოიყოფა დროს ვულკანის ამოფრქვევა, ან უდაბნოს მტვერი, რომელსაც ქარი ატარებს არიდული ტროპიკული და სუბტროპიკული რეგიონებიდან. 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 ორთქლდება წყლის ფენა 95-დან 110 სმ-მდე სისქემდე, 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 არის უწყვეტი მოძრაობაქარის 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 ცხოველებზე და ცხოველებზე. ბოსტნეულის სამყარო.

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, რაც იწვევს ატმოსფერული წნევის განსხვავებებს დედამიწის ზედაპირის სხვადასხვა ნაწილზე, იწვევს ატმოსფერულ ცირკულაციას, რაც დამახასიათებელი ნიშანიტროპოსფერო. 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 დედამიწის ზედაპირზე განსხვავებულს გამოიმუშავებს გეოლოგიური სამუშაოები. 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 შემოვიდა ღია ოკეანე. 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 წარმოქმნას შემოვლითი გზაჰაერის ნაკადები. 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, წვიმის, სეტყვა და წყალდიდობის სახით. 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 სარტყლებიჭექა-ქუხილი ხდება წელიწადში 90-100 დღეს ზომიერი ზონა 10-30 დღის განმავლობაში. 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, დონის დაწევას მიწისქვეშა წყლებიდა რეზერვუარებში, სანამ ისინი მთლიანად არ გაშრება. 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 ბევრია სხვადასხვა წყაროებიანთროპოგენური ბუნება, რომელიც იწვევს ჰაერის დაბინძურებას და იწვევს ეკოლოგიური ბალანსის სერიოზულ დარღვევას. მასშტაბის თვალსაზრისით, ატმოსფეროზე ყველაზე დიდი გავლენა აქვს ორ წყაროს: ტრანსპორტი და მრეწველობა. საშუალოდ ტრანსპორტი მთლიანი რაოდენობის დაახლოებით 60%-ს შეადგენს ატმოსფერული დაბინძურება, 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).

მრეწველობა გამოყოფს გოგირდის დიოქსიდს, ნახშირბადის ოქსიდებს და დიოქსიდებს, ნახშირწყალბადებს, ამიაკს, წყალბადის სულფიდს, გოგირდის მჟავა, ფენოლი, ქლორი, ფტორი და სხვა ნაერთები და ქიმიური . 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.

აეროზოლები ჩამოყალიბდა ჩვენი პლანეტის წარმოშობის დღიდან და მოახდინა გავლენა ბუნებრივი პირობები. 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 შედის ჩასუნთქულ ჰაერთან ერთად სასუნთქი ორგანოებიცხოველები და ადამიანები, აგრესიულად მოქმედებს ლორწოვან გარსებზე. ზოგიერთი მათგანი ანადგურებს ცოცხალ ქსოვილს, რადიოაქტიური აეროზოლები კი კიბოს იწვევს. მათ შორის რადიოაქტიური იზოტოპები SG 90 განსაკუთრებულ საფრთხეს წარმოადგენს 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 ხვდებიან არა მხოლოდ ტროპოსფეროს ზედა ფენებში, არამედ სტრატოსფეროშიც, სადაც მათ შეუძლიათ ყოფნა. დიდი დრო. აეროზოლური ღრუბლები ასევე წარმოიქმნება ინდუსტრიული 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. ჩვეულებრივ ამაღლებულია თბილი ნაკადებიჰაერის აირები და მყარი ნაწილაკები შემდეგ იშლება ზედა ცივ ფენებში, მაგრამ ამ შემთხვევაში 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. ნეიტრალური გარემოაქვს pH 7, მჟავე - 0 და ტუტე - 14. ბ თანამედროვე ეპოქაწვიმის წყლის pH მნიშვნელობა არის 5.6, თუმცა ახლო წარსულში ის ნეიტრალური იყო. 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.

მჟავა 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 მათ გამოყოფას შეკრული მდგომარეობამძიმე, რომლებიც თანდათანობით შეიწოვება მცენარეების მიერ, რაც იწვევს მათ ქსოვილის სერიოზულ დაზიანებას და შეღწევას ადამიანის კვების ჯაჭვებში.

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

მჟავე წვიმის შედეგად ისინი სიკვდილის საფრთხის ქვეშ არიან ტყეებიდასავლეთ ევროპა, ბალტიისპირეთის ქვეყნები, კარელია, ურალი, ციმბირი და კანადა.

ზღვის დონიდან 1013,25 hPa (დაახლოებით 760 mmHg). დედამიწის ზედაპირზე ჰაერის საშუალო გლობალური ტემპერატურაა 15°C, ხოლო ტემპერატურა მერყეობს დაახლოებით 57°C-დან სუბტროპიკულ უდაბნოებში -89°C-მდე ანტარქტიდაში. ჰაერის სიმკვრივე და წნევა მცირდება სიმაღლით ექსპონენციასთან მიახლოებული კანონის მიხედვით.

ატმოსფეროს სტრუქტურა. ვერტიკალურად ატმოსფეროს აქვს ფენიანი სტრუქტურა, რომელიც განისაზღვრება ძირითადად ტემპერატურის ვერტიკალური განაწილების მახასიათებლებით (ფიგურა), რომელიც დამოკიდებულია გეოგრაფიულ მდებარეობაზე, სეზონზე, დღის დროზე და ა.შ. ატმოსფეროს ქვედა ფენას - ტროპოსფეროს - ახასიათებს ტემპერატურის ვარდნა სიმაღლესთან ერთად (დაახლოებით 6 ° C-ით 1 კმ-ზე), მისი სიმაღლეა 8-10 კმ-დან პოლარულ განედებში 16-18 კმ-მდე ტროპიკებში. სიმაღლესთან ერთად ჰაერის სიმკვრივის სწრაფი შემცირების გამო, ატმოსფეროს მთლიანი მასის დაახლოებით 80% ტროპოსფეროშია. ტროპოსფეროს ზემოთ არის სტრატოსფერო - ფენა, რომელიც ზოგადად ხასიათდება ტემპერატურის მატებით სიმაღლესთან ერთად. ტროპოსფეროსა და სტრატოსფეროს შორის გარდამავალ ფენას ტროპოპაუზა ეწოდება. ქვედა სტრატოსფეროში, დაახლოებით 20 კმ-მდე დონემდე, ტემპერატურა ოდნავ იცვლება სიმაღლესთან ერთად (ე.წ. იზოთერმული რეგიონი) და ხშირად ოდნავ იკლებს კიდეც. ზემოთ ტემპერატურა იმატებს მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების ოზონის მიერ შთანთქმის გამო, თავდაპირველად ნელა და უფრო სწრაფად 34-36 კმ დონიდან. სტრატოსფეროს ზედა საზღვარი - სტრატოპაუზა - მდებარეობს 50-55 კმ სიმაღლეზე, რაც შეესაბამება მაქსიმალურ ტემპერატურას (260-270 კ). ატმოსფეროს ფენას, რომელიც მდებარეობს 55-85 კმ სიმაღლეზე, სადაც ტემპერატურა ისევ ეცემა სიმაღლესთან ერთად, ეწოდება მეზოსფერო, მის ზედა საზღვარზე - მეზოპაუზა - ზაფხულში ტემპერატურა აღწევს 150-160 K-ს, ხოლო 200- ზამთარში 230 K. თერმოსფერო იწყება მეზოპაუზის ზემოთ - ფენა, რომელიც ხასიათდება ტემპერატურის სწრაფი ზრდით, აღწევს 800-1200 K მნიშვნელობებს 250 კმ სიმაღლეზე. მზის კორპუსკულური და რენტგენის გამოსხივება არის შეიწოვება თერმოსფეროში, მეტეორები ნელდება და იწვება, ამიტომ ასრულებს დედამიწის დამცავი ფენის ფუნქციას. კიდევ უფრო მაღალია ეგზოსფერო, საიდანაც ატმოსფერული აირები იშლება მსოფლიო სივრცეში გაფრქვევის გამო და სადაც ხდება თანდათანობითი გადასვლა ატმოსფეროდან პლანეტათაშორის სივრცეში.

ატმოსფეროს შემადგენლობა. დაახლოებით 100 კმ სიმაღლემდე ატმოსფერო პრაქტიკულად ერთგვაროვანია ქიმიური შემადგენლობით და ჰაერის საშუალო მოლეკულური წონა (დაახლოებით 29) მასში მუდმივია. დედამიწის ზედაპირთან ახლოს ატმოსფერო შედგება აზოტისგან (დაახლოებით 78,1% მოცულობით) და ჟანგბადისგან (დაახლოებით 20,9%) და ასევე შეიცავს მცირე რაოდენობით არგონს, ნახშირორჟანგს (ნახშირორჟანგი), ნეონს და სხვა მუდმივ და ცვლადი კომპონენტებს (იხ. ჰაერი).

გარდა ამისა, ატმოსფერო შეიცავს მცირე რაოდენობით ოზონს, აზოტის ოქსიდებს, ამიაკს, რადონს და ა.შ. ჰაერის ძირითადი კომპონენტების ფარდობითი შემცველობა დროთა განმავლობაში მუდმივია და ერთგვაროვანია სხვადასხვაში. გეოგრაფიული ტერიტორიები. წყლის ორთქლისა და ოზონის შემცველობა ცვალებადია სივრცეში და დროში; მიუხედავად დაბალი შემცველობისა, მათი როლი ატმოსფერულ პროცესებში ძალზე მნიშვნელოვანია.

100-110 კმ-ზე მაღლა ხდება ჟანგბადის, ნახშირორჟანგის და წყლის ორთქლის მოლეკულების დისოციაცია, ამიტომ ჰაერის მოლეკულური წონა მცირდება. დაახლოებით 1000 კმ სიმაღლეზე მსუბუქი აირები – ჰელიუმი და წყალბადი – იწყებენ გაბატონებას და კიდევ უფრო მაღლა, დედამიწის ატმოსფერო თანდათან გადაიქცევა პლანეტათაშორის გაზად.

ატმოსფეროს ყველაზე მნიშვნელოვანი ცვლადი კომპონენტია წყლის ორთქლი, რომელიც ატმოსფეროში შედის წყლის ზედაპირიდან და ტენიანი ნიადაგიდან აორთქლების, აგრეთვე მცენარეების მიერ ტრანსპირაციის გზით. წყლის ორთქლის ფარდობითი შემცველობა მერყეობს დედამიწის ზედაპირთან ახლოს 2,6%-დან ტროპიკებში 0,2%-მდე პოლარულ განედებში. სიმაღლესთან ერთად ის სწრაფად ეცემა, ნახევარით მცირდება უკვე 1,5-2 კმ სიმაღლეზე. ატმოსფეროს ვერტიკალური სვეტი ზომიერ განედებზე შეიცავს დაახლოებით 1,7 სმ „ნალექის წყლის ფენას“. წყლის ორთქლის კონდენსიისას წარმოიქმნება ღრუბლები, საიდანაც ატმოსფერული ნალექი წვიმის, სეტყვის და თოვლის სახით მოდის.

ატმოსფერული ჰაერის მნიშვნელოვანი კომპონენტია ოზონი, 90% კონცენტრირებულია სტრატოსფეროში (10-დან 50 კმ-მდე), დაახლოებით 10% ტროპოსფეროშია. ოზონი უზრუნველყოფს მყარი ულტრაიისფერი გამოსხივების შთანთქმას (290 ნმ-ზე ნაკლები ტალღის სიგრძით) და ეს არის მისი დამცავი როლი ბიოსფეროსთვის. ოზონის მთლიანი შემცველობის მნიშვნელობები განსხვავდება გრძედისა და სეზონის მიხედვით 0,22-დან 0,45 სმ-მდე (ოზონის ფენის სისქე წნევაზე p = 1 ატმ და ტემპერატურა T = 0 ° C). 1980-იანი წლების დასაწყისიდან ანტარქტიდაში გაზაფხულზე დაფიქსირებულ ოზონის ხვრელებში ოზონის შემცველობა შეიძლება დაეცეს 0,07 სმ-მდე, იზრდება მაღალ განედებზე. ატმოსფეროს მნიშვნელოვანი ცვლადი კომპონენტია ნახშირორჟანგი, რომლის შემცველობა ატმოსფეროში ბოლო 200 წლის განმავლობაში 35%-ით გაიზარდა, რაც ძირითადად ანთროპოგენური ფაქტორით აიხსნება. შეინიშნება მისი გრძივი და სეზონური ცვალებადობა, რომელიც დაკავშირებულია მცენარის ფოტოსინთეზთან და ზღვის წყალში ხსნადობასთან (ჰენრის კანონის მიხედვით, ტემპერატურის მატებასთან ერთად წყალში გაზის ხსნადობა მცირდება).

პლანეტის კლიმატის ფორმირებაში მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ატმოსფერული აეროზოლი - ჰაერში შეჩერებული მყარი და თხევადი ნაწილაკები, რომელთა ზომებია რამდენიმე ნმ-დან ათეულ მიკრონამდე. არსებობს ბუნებრივი და ანთროპოგენური წარმოშობის აეროზოლები. აეროზოლი წარმოიქმნება გაზის ფაზის რეაქციების პროცესში მცენარეთა სიცოცხლისა და ადამიანის ეკონომიკური აქტივობის პროდუქტებიდან, ვულკანური ამოფრქვევები, ქარის მიერ მტვრის აწევის შედეგად პლანეტის ზედაპირიდან, განსაკუთრებით მისი უდაბნო რეგიონებიდან. ასევე ჩამოყალიბდა კოსმოსური მტვერიზედა ატმოსფეროში შესვლა. აეროზოლის უმეტესი ნაწილი კონცენტრირებულია ტროპოსფეროში; აეროზოლი ვულკანური ამოფრქვევისგან ქმნის ეგრეთ წოდებულ ჯუნგის ფენას დაახლოებით 20 კმ სიმაღლეზე. ანთროპოგენური აეროზოლის ყველაზე დიდი რაოდენობა ატმოსფეროში შედის სატრანსპორტო საშუალებების და თბოელექტროსადგურების მუშაობის შედეგად, ქიმიური მრეწველობის, საწვავის წვის და ა.შ. ამიტომ, ზოგიერთ რაიონში ატმოსფეროს შემადგენლობა მკვეთრად განსხვავდება ჩვეულებრივი ჰაერისგან, რაც საჭიროებდა შექმნას. ატმოსფერული ჰაერის დაბინძურების დონის მონიტორინგისა და კონტროლის სპეციალური სამსახურის.

ატმოსფერული ევოლუცია. თანამედროვე ატმოსფერო, როგორც ჩანს, მეორადი წარმოშობისაა: ის წარმოიქმნა დედამიწის მყარი გარსის მიერ გამოთავისუფლებული გაზებისგან, მას შემდეგ, რაც პლანეტის ფორმირება დასრულდა დაახლოებით 4,5 მილიარდი წლის წინ. დედამიწის გეოლოგიური ისტორიის განმავლობაში ატმოსფერომ განიცადა მნიშვნელოვანი ცვლილებები მის შემადგენლობაში რიგი ფაქტორების გავლენის ქვეშ: აირების გაფრქვევა (აორთქლება), ძირითადად მსუბუქი, გარე სივრცეში; ვულკანური აქტივობის შედეგად ლითოსფეროდან გაზების გამოყოფა; ქიმიური რეაქციებიატმოსფეროს კომპონენტებსა და ქანებს შორის, რომლებიც ქმნიან დედამიწის ქერქს; ფოტოქიმიური რეაქციები თავად ატმოსფეროში მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების გავლენის ქვეშ; პლანეტათაშორისი მატერიის (მაგალითად, მეტეორიული მატერიის) აკრეცია (დაჭერა). ატმოსფეროს განვითარება მჭიდროდ არის დაკავშირებული გეოლოგიურ და გეოქიმიურ პროცესებთან, ბოლო 3-4 მილიარდი წლის განმავლობაში ასევე ბიოსფეროს აქტივობასთან. თანამედროვე ატმოსფეროს შემადგენელი აირების მნიშვნელოვანი ნაწილი (აზოტი, ნახშირორჟანგი, წყლის ორთქლი) წარმოიქმნა ვულკანური აქტივობისა და შეჭრის დროს, რამაც ისინი დედამიწის სიღრმიდან გამოიტანა. ჟანგბადი საკმაოდ დიდი რაოდენობით გამოჩნდა დაახლოებით 2 მილიარდი წლის წინ ფოტოსინთეზური ორგანიზმების აქტივობის შედეგად, რომელიც თავდაპირველად წარმოიშვა ზედაპირული წყლებიოკეანის.

კარბონატული საბადოების ქიმიური შემადგენლობის შესახებ მონაცემების საფუძველზე მიღებული იქნა გეოლოგიური წარსულის ატმოსფეროში ნახშირორჟანგისა და ჟანგბადის რაოდენობის შეფასებები. ფანეროზოიკის დროს (დედამიწის ისტორიის ბოლო 570 მილიონი წელი), ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის რაოდენობა ფართოდ იცვლებოდა ვულკანური აქტივობის დონის, ოკეანის ტემპერატურისა და ფოტოსინთეზის დონის შესაბამისად. ამ დროის უმეტეს ნაწილს ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის კონცენტრაცია მნიშვნელოვნად აღემატებოდა დღევანდელს (10-ჯერ). ფანეროზოიკის ატმოსფეროში ჟანგბადის რაოდენობა მნიშვნელოვნად შეიცვალა და მისი გაზრდის ტენდენცია ჭარბობდა. პრეკამბრიულ ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის მასა, როგორც წესი, უფრო დიდი იყო, ხოლო ჟანგბადის მასა ნაკლები, ვიდრე ფანეროზოიკის ატმოსფეროში. ნახშირორჟანგის რაოდენობის მერყეობამ მნიშვნელოვანი გავლენა მოახდინა კლიმატზე წარსულში, გაზარდა სათბურის ეფექტი ნახშირორჟანგის კონცენტრაციის ზრდით, რის გამოც ფანეროზოიკის ძირითადი ნაწილის კლიმატი გაცილებით თბილი იყო, ვიდრე თანამედროვე ეპოქა.

ატმოსფერო და ცხოვრება. ატმოსფეროს გარეშე დედამიწა მკვდარი პლანეტა იქნებოდა. ორგანული სიცოცხლე მიმდინარეობს ატმოსფეროსა და მასთან დაკავშირებულ კლიმატთან და ამინდთან მჭიდრო ურთიერთქმედებით. მასით უმნიშვნელოა მთლიან პლანეტასთან შედარებით (დაახლოებით მემილიონედი ნაწილი), ატმოსფერო არის sine qua non სიცოცხლის ყველა ფორმისთვის. ჟანგბადი, აზოტი, წყლის ორთქლი, ნახშირორჟანგი და ოზონი არის ყველაზე მნიშვნელოვანი ატმოსფერული აირები ორგანიზმების სიცოცხლისთვის. როდესაც ნახშირორჟანგი შეიწოვება ფოტოსინთეზური მცენარეების მიერ, იქმნება ორგანული ნივთიერებები, რომელსაც ენერგიის წყაროდ იყენებენ ცოცხალი არსებების დიდი უმრავლესობა, მათ შორის ადამიანები. ჟანგბადი აუცილებელია აერობული ორგანიზმების არსებობისთვის, რისთვისაც ენერგიის მიწოდება უზრუნველყოფილია დაჟანგვის რეაქციებით. ორგანული ნივთიერებები. ზოგიერთი მიკროორგანიზმების (აზოტის ფიქსატორები) მიერ შეთვისებული აზოტი აუცილებელია მცენარეთა მინერალური კვებისათვის. ოზონი, რომელიც შთანთქავს მზის ულტრაიისფერ გამოსხივებას, მნიშვნელოვნად ასუსტებს მზის გამოსხივების ამ სიცოცხლისთვის საშიშ ნაწილს. ატმოსფეროში წყლის ორთქლის კონდენსაცია, ღრუბლების წარმოქმნა და ნალექის შემდგომი ნალექი წყალს ამარაგებს ხმელეთს, რომლის გარეშეც სიცოცხლის არავითარი ფორმა შეუძლებელია. ჰიდროსფეროში ორგანიზმების სასიცოცხლო აქტივობა დიდწილად განისაზღვრება წყალში გახსნილი ატმოსფერული აირების რაოდენობითა და ქიმიური შემადგენლობით. ვინაიდან ატმოსფეროს ქიმიური შემადგენლობა მნიშვნელოვნად არის დამოკიდებული ორგანიზმების აქტივობაზე, ბიოსფერო და ატმოსფერო შეიძლება ჩაითვალოს ერთიანი სისტემის ნაწილად, რომლის შენარჩუნებასა და ევოლუციას (იხ. ბიოგეოქიმიური ციკლები) დიდი მნიშვნელობა ჰქონდა შემადგენლობის შესაცვლელად. ატმოსფერო დედამიწის, როგორც პლანეტის ისტორიის განმავლობაში.

რადიაციული, თერმული და წყლის ნაშთებიატმოსფერო. მზის გამოსხივება პრაქტიკულად ენერგიის ერთადერთი წყაროა ატმოსფეროში მიმდინარე ყველა ფიზიკური პროცესისთვის. ატმოსფეროს რადიაციული რეჟიმის მთავარი მახასიათებელია ე.წ. ზედაპირი კონტრ გამოსხივების სახით, რომელიც ანაზღაურებს დედამიწის ზედაპირის რადიაციული სითბოს დაკარგვას (იხ. ატმოსფერული გამოსხივება). ატმოსფეროს არარსებობის შემთხვევაში, დედამიწის ზედაპირის საშუალო ტემპერატურა იქნება -18°C, სინამდვილეში კი 15°C. შემომავალი მზის გამოსხივება ნაწილობრივ (დაახლოებით 20%) შეიწოვება ატმოსფეროში (ძირითადად წყლის ორთქლით, წყლის წვეთებით, ნახშირორჟანგით, ოზონით და აეროზოლებით), ასევე იფანტება (დაახლოებით 7%) აეროზოლის ნაწილაკებით და სიმკვრივის რყევებით (რეილის გაფანტვა). . მთლიანი გამოსხივება, დედამიწის ზედაპირს აღწევს, ნაწილობრივ (დაახლოებით 23%) მისგან აისახება. არეკვლა განისაზღვრება ქვედა ზედაპირის, ე.წ. საშუალოდ, დედამიწის ალბედო ინტეგრალური მზის რადიაციული ნაკადისთვის 30%-ს უახლოვდება. იგი მერყეობს რამდენიმე პროცენტიდან (მშრალი ნიადაგი და ჩერნოზემი) 70-90%-მდე ახლად დაცემული თოვლისთვის. რადიაციული სითბოს გაცვლა დედამიწის ზედაპირსა და ატმოსფეროს შორის არსებითად დამოკიდებულია ალბედოზე და განისაზღვრება დედამიწის ზედაპირის ეფექტური გამოსხივებით და მის მიერ შთანთქმული ატმოსფეროს საწინააღმდეგო გამოსხივებით. რადიაციული ნაკადების ალგებრულ ჯამს, რომლებიც დედამიწის ატმოსფეროში შედიან კოსმოსიდან და ტოვებენ მას, ეწოდება რადიაციული ბალანსი.

მზის რადიაციის ტრანსფორმაციები ატმოსფეროსა და დედამიწის ზედაპირის მიერ მისი შთანთქმის შემდეგ განსაზღვრავს დედამიწის, როგორც პლანეტის სითბურ ბალანსს. ატმოსფეროსთვის სითბოს ძირითადი წყაროა დედამიწის ზედაპირი; მისგან სითბო გადადის არა მხოლოდ გრძელი ტალღის გამოსხივების სახით, არამედ კონვექციის გზით და ასევე გამოიყოფა წყლის ორთქლის კონდენსაციის დროს. ამ სითბოს შემოდინების წილი საშუალოდ 20%, 7% და 23% შეადგენს. აქ ასევე ემატება სითბოს დაახლოებით 20% მზის პირდაპირი გამოსხივების შთანთქმის გამო. მზის გამოსხივების ნაკადი დროის ერთეულზე პერპენდიკულარულ ერთეულ ფართობზე მზის სხივებიდა მდებარეობს ატმოსფეროს გარეთ დედამიწიდან მზემდე საშუალო მანძილით (ე.წ. მზის მუდმივი), არის 1367 ვტ/მ 2, ცვლილებები არის 1-2 ვტ/მ 2 მზის აქტივობის ციკლიდან გამომდინარე. პლანეტარული ალბედოს დაახლოებით 30%-ით, მზის ენერგიის საშუალო გლობალური შემოდინება პლანეტაზე არის 239 ვტ/მ 2. ვინაიდან დედამიწა, როგორც პლანეტა, საშუალოდ ასხივებს იგივე რაოდენობის ენერგიას კოსმოსში, შტეფან-ბოლცმანის კანონის თანახმად, გამავალი თერმული გრძელი ტალღის გამოსხივების ეფექტური ტემპერატურაა 255 K (-18°C). ამავდროულად, დედამიწის ზედაპირის საშუალო ტემპერატურაა 15°C. 33°C განსხვავება განპირობებულია სათბურის ეფექტით.

მთლიანობაში ატმოსფეროს წყლის ბალანსი შეესაბამება დედამიწის ზედაპირიდან აორთქლებული ტენის თანაბარობას, დედამიწის ზედაპირზე დაცემული ნალექების რაოდენობას. ოკეანეების თავზე ატმოსფერო უფრო მეტ ტენიანობას იღებს აორთქლების პროცესებიდან, ვიდრე ხმელეთზე და კარგავს 90%-ს ნალექის სახით. ოკეანეებზე ჭარბი წყლის ორთქლი ჰაერის ნაკადებით კონტინენტებზე გადადის. ატმოსფეროში ოკეანეებიდან კონტინენტებზე გადატანილი წყლის ორთქლის რაოდენობა უდრის მდინარის დინების მოცულობას, რომელიც მიედინება ოკეანეებში.

ჰაერის მოძრაობა. დედამიწას აქვს სფერული ფორმა, ამიტომ მზის რადიაცია გაცილებით ნაკლები მოდის მის მაღალ განედებზე, ვიდრე ტროპიკებში. შედეგად, განედებს შორის წარმოიქმნება დიდი ტემპერატურის კონტრასტები. ტემპერატურის განაწილებაზე ასევე მნიშვნელოვნად მოქმედებს ურთიერთშეთანხმებაოკეანეები და კონტინენტები. ოკეანის წყლების დიდი მასისა და წყლის მაღალი თბოტევადობის გამო სეზონური რყევებიოკეანის ზედაპირის ტემპერატურა გაცილებით დაბალია, ვიდრე მიწის ტემპერატურა. ამასთან დაკავშირებით, შუა და მაღალ განედებში, ოკეანეებზე ჰაერის ტემპერატურა ზაფხულში შესამჩნევად დაბალია, ვიდრე კონტინენტებზე, ხოლო ზამთარში უფრო მაღალი.

ატმოსფეროს არათანაბარი გათბობა სხვადასხვა სფეროებშიგლობუსი იწვევს ატმოსფერული წნევის სივრცით არაერთგვაროვან განაწილებას. ზღვის დონეზე წნევის განაწილება ხასიათდება შედარებით დაბალი მნიშვნელობებით ეკვატორთან ახლოს, სუბტროპიკების მატებით (მაღალი წნევის ზონები) და საშუალო და მაღალი განედების შემცირებით. ამავდროულად, ექსტრატროპიკული განედების კონტინენტებზე, წნევა ჩვეულებრივ იზრდება ზამთარში, ხოლო ზაფხულში მცირდება, რაც დაკავშირებულია ტემპერატურის განაწილებასთან. წნევის გრადიენტის გავლენის ქვეშ, ჰაერი განიცდის აჩქარებას, რომელიც მიმართულია მაღალი წნევის უბნებიდან დაბალი წნევის ადგილებში, რაც იწვევს ჰაერის მასების მოძრაობას. მოძრავი ჰაერის მასებზე ასევე მოქმედებს დედამიწის ბრუნვის გადახრის ძალა (კორიოლისის ძალა), ხახუნის ძალა, რომელიც სიმაღლესთან ერთად მცირდება და მრუდი ტრაექტორიებიდა ცენტრიდანული ძალა. დიდი მნიშვნელობა აქვს ჰაერის ტურბულენტურ შერევას (იხ. ტურბულენტობა ატმოსფეროში).

ჰაერის დინების რთული სისტემა (ატმოსფეროს ზოგადი მიმოქცევა) დაკავშირებულია წნევის პლანეტარული განაწილებასთან. მერიდიონულ სიბრტყეში, საშუალოდ, მიკვლეულია ორი ან სამი მერიდიალური ცირკულაციის უჯრედი. ეკვატორთან ახლოს გაცხელებული ჰაერი ამოდის და ეცემა სუბტროპიკებში, რაც ქმნის ჰედლის უჯრედს. იქვე ჩამოდის ფერელის საპირისპირო უჯრედის ჰაერიც. მაღალ განედებზე ხშირად იკვეთება პირდაპირი პოლარული უჯრედი. მერიდიონული ცირკულაციის სიჩქარეები არის 1 მ/წმ-ის ან ნაკლების რიგით. კორიოლისის ძალის მოქმედების გამო, ატმოსფეროს უმეტეს ნაწილში შეინიშნება დასავლეთის ქარები შუა ტროპოსფეროში დაახლოებით 15 მ/წმ სიჩქარით. არის შედარებით სტაბილური ქარის სისტემები. მათ შორისაა სავაჭრო ქარები - ქარები, რომლებიც სუბტროპიკებში მაღალი წნევის სარტყლებიდან უბერავს ეკვატორს შესამჩნევი აღმოსავლური კომპონენტით (აღმოსავლეთიდან დასავლეთისკენ). მუსონები საკმაოდ სტაბილურია - ჰაერის ნაკადები, რომლებსაც მკაფიოდ გამოხატული სეზონური ხასიათი აქვთ: ზაფხულში ოკეანედან მატერიკზე უბერავენ, ზამთარში კი საპირისპირო მიმართულებით. განსაკუთრებით რეგულარულია მუსონები ინდოეთის ოკეანე. შუა განედებში ჰაერის მასების მოძრაობა ძირითადად დასავლურია (დასავლეთიდან აღმოსავლეთისკენ). ეს არის ატმოსფერული ფრონტების ზონა, რომელზედაც წარმოიქმნება დიდი მორევები - ციკლონები და ანტიციკლონები, რომლებიც მოიცავს მრავალ ასეულ და ათასობით კილომეტრსაც კი. ტროპიკებში ასევე ჩნდება ციკლონები; აქ ისინი განსხვავდებიან უფრო მცირე ზომით, მაგრამ ძალიან მაღალი ქარის სიჩქარით, აღწევს ქარიშხლის ძალას (33 მ/წმ ან მეტს), ე.წ. ტროპიკულ ციკლონებს. ატლანტიკასა და აღმოსავლეთ წყნარ ოკეანეში მათ ქარიშხალს უწოდებენ, ხოლო დასავლეთ წყნარ ოკეანეში მათ ტაიფუნებს. ზედა ტროპოსფეროში და ქვედა სტრატოსფეროში, ჰედლის მერიდიონალური ცირკულაციის პირდაპირი უჯრედისა და ფერელის საპირისპირო უჯრედის გამიჯნულ ადგილებში, შედარებით ვიწრო, ასობით კილომეტრის სიგანის, ხშირად შეიმჩნევა ჭავლური ნაკადები მკვეთრად განსაზღვრული საზღვრებით, რომლებშიც ქარი 100-ს აღწევს. -150 და თუნდაც 200 მ/-ით.

კლიმატი და ამინდი. დედამიწის ზედაპირზე სხვადასხვა განედებზე მოდის მზის რადიაციის რაოდენობის განსხვავება, რომელიც მრავალფეროვანია ფიზიკური თვისებებით, განაპირობებს დედამიწის კლიმატის მრავალფეროვნებას. ეკვატორიდან ტროპიკულ განედებამდე, დედამიწის ზედაპირთან ახლოს ჰაერის ტემპერატურა საშუალოდ 25-30 ° C-ია და წლის განმავლობაში ოდნავ იცვლება. ეკვატორულ ზონაში, ჩვეულებრივ, ბევრი ნალექი მოდის, რაც იქ ჭარბი ტენიანობის პირობებს ქმნის. AT ტროპიკული ზონებინალექის რაოდენობა მცირდება და ზოგიერთ რაიონში ძალიან მცირე ხდება. აქ არის დედამიწის უზარმაზარი უდაბნოები.

სუბტროპიკულ და შუა განედებში ჰაერის ტემპერატურა მნიშვნელოვნად იცვლება მთელი წლის განმავლობაში და ზაფხულისა და ზამთრის ტემპერატურას შორის განსხვავება განსაკუთრებით დიდია ოკეანეებიდან დაშორებულ კონტინენტებზე. ამრიგად, აღმოსავლეთ ციმბირის ზოგიერთ რაიონში ჰაერის ტემპერატურის წლიური ამპლიტუდა 65°С-ს აღწევს. ამ განედებში დატენიანების პირობები ძალიან მრავალფეროვანია, ძირითადად დამოკიდებულია ატმოსფეროს ზოგადი მიმოქცევის რეჟიმზე და მნიშვნელოვნად იცვლება წლიდან წლამდე.

პოლარულ განედებში ტემპერატურა დაბალია მთელი წლის განმავლობაში, თუნდაც შესამჩნევი სეზონური ცვალებადობა. ეს ხელს უწყობს ყინულის საფარის ფართოდ გავრცელებას ოკეანეებსა და ხმელეთზე და მუდმივ ყინულზე, რომელიც იკავებს რუსეთის ტერიტორიის 65%-ზე მეტს, ძირითადად ციმბირში.

გასული ათწლეულების განმავლობაში, უფრო და უფრო შესამჩნევი ცვლილებები იყო გლობალური კლიმატი. მაღალ განედებზე ტემპერატურა უფრო იმატებს, ვიდრე დაბალ განედებზე; მეტი ზამთარში, ვიდრე ზაფხულში; უფრო ღამით, ვიდრე დღისით. მე-20 საუკუნის განმავლობაში, რუსეთში დედამიწის ზედაპირთან ახლოს ჰაერის საშუალო წლიური ტემპერატურა გაიზარდა 1,5-2 ° C-ით, ხოლო ციმბირის ზოგიერთ რეგიონში შეინიშნება რამდენიმე გრადუსით მატება. ეს დაკავშირებულია სათბურის ეფექტის ზრდასთან მცირე აირისებრი მინარევების კონცენტრაციის გაზრდის გამო.

ამინდი განისაზღვრება ატმოსფერული ცირკულაციის პირობებით და გეოგრაფიული მდებარეობარელიეფი, ის ყველაზე სტაბილურია ტროპიკებში და ყველაზე ცვალებადია საშუალო და მაღალ განედებში. უპირველეს ყოვლისა, ამინდი იცვლება ჰაერის მასების ცვლილების ზონებში, ატმოსფერული ფრონტების, ციკლონებისა და ანტიციკლონების გავლის, ნალექების და ქარის გაზრდის გამო. ამინდის პროგნოზირების მონაცემები გროვდება მიწისზე დაფუძნებული ამინდის სადგურებიდან, გემებიდან და თვითმფრინავებიდან და მეტეოროლოგიური თანამგზავრებიდან. აგრეთვე მეტეოროლოგია.

ოპტიკური, აკუსტიკური და ელექტრული მოვლენები ატმოსფეროში. ატმოსფეროში ელექტრომაგნიტური გამოსხივების გავრცელებისას, ჰაერით და სხვადასხვა ნაწილაკების (აეროზოლი, ყინულის კრისტალები, წყლის წვეთები) გარდატეხის, შთანთქმის და გაფანტვის შედეგად წარმოიქმნება სხვადასხვა ოპტიკური ფენომენი: ცისარტყელა, გვირგვინები, ჰალო, მირაჟი და ა.შ. გაბნევა განსაზღვრავს ცის სიმაღლის აშკარა სიმაღლეს და ცის ლურჯ ფერს. ობიექტების ხილვადობის დიაპაზონი განისაზღვრება ატმოსფეროში სინათლის გავრცელების პირობებით (იხ. ატმოსფერული ხილვადობა). ატმოსფეროს გამჭვირვალობა სხვადასხვა ტალღის სიგრძეზე განსაზღვრავს კომუნიკაციის დიაპაზონს და ინსტრუმენტებით ობიექტების აღმოჩენის უნარს, მათ შორის ასტრონომიული დაკვირვებებიდედამიწის ზედაპირიდან. სტრატოსფეროსა და მეზოსფეროს ოპტიკური არაჰომოგენურობის კვლევისთვის მნიშვნელოვანი როლითამაშობს ბინდის ფენომენს. მაგალითად, კოსმოსური ხომალდიდან ბინდის გადაღება შესაძლებელს ხდის აეროზოლური ფენების აღმოჩენას. ატმოსფეროში ელექტრომაგნიტური გამოსხივების გავრცელების თავისებურებები განსაზღვრავს მისი პარამეტრების დისტანციური ზონდირების მეთოდების სიზუსტეს. ყველა ეს კითხვა, ისევე როგორც მრავალი სხვა, შეისწავლება ატმოსფერული ოპტიკის მიერ. რადიოტალღების რეფრაქცია და გაფანტვა განსაზღვრავს რადიოს მიღების შესაძლებლობებს (იხ. რადიოტალღების გავრცელება).

ატმოსფეროში ხმის გავრცელება დამოკიდებულია ტემპერატურის სივრცით განაწილებაზე და ქარის სიჩქარეზე (იხ. ატმოსფერული აკუსტიკა). საინტერესოა ატმოსფეროს დისტანციური ზონდირებისთვის. ატმოსფეროს ზედა ნაწილში რაკეტების მიერ გაშვებული მუხტების აფეთქებამ მოიპოვა უამრავი ინფორმაცია ქარის სისტემებისა და სტრატოსფეროსა და მეზოსფეროში ტემპერატურის მიმდინარეობის შესახებ. სტაბილურად სტრატიფიცირებულ ატმოსფეროში, როდესაც ტემპერატურა სიმაღლეზე უფრო ნელა ეცემა, ვიდრე ადიაბატური გრადიენტი (9,8 კ/კმ), წარმოიქმნება ე.წ. შიდა ტალღები. ამ ტალღებს შეუძლიათ ზევით გავრცელება სტრატოსფეროში და მეზოსფეროშიც კი, სადაც ისინი ასუსტებენ, რაც ხელს უწყობს ქარის და ტურბულენტობის გაზრდას.

დედამიწის უარყოფითი მუხტი და მისგან გამოწვეული ელექტრული ველი, ატმოსფერო, ელექტრულად დამუხტულ იონოსფეროსა და მაგნიტოსფეროსთან ერთად ქმნის გლობალურ ელექტრულ წრეს. მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ღრუბლების წარმოქმნა და ელვისებური ელექტროენერგია. ელვისებური გამონადენის საშიშროებამ განაპირობა შენობების, ნაგებობების, ელექტროგადამცემი ხაზებისა და კომუნიკაციების ელვისებური დაცვის მეთოდების შემუშავება. ეს ფენომენი განსაკუთრებულ საფრთხეს უქმნის ავიაციას. ელვისებური გამონადენი იწვევს ატმოსფერულ რადიო ჩარევას, რომელსაც ეწოდება ატმოსფერო (იხ. სასტვენის ატმოსფერო). დაძაბულობის მკვეთრი მატების დროს ელექტრული ველიწვერებზე გამოჩენილი მანათობელი გამონადენი და მკვეთრი კუთხეებიდედამიწის ზედაპირზე ამოსული ობიექტები, მთების ცალკეულ მწვერვალებზე და ა.შ. (Elma lights). ატმოსფერო ყოველთვის შეიცავს უამრავ მსუბუქ და მძიმე იონებს, რომლებიც მნიშვნელოვნად განსხვავდება სპეციფიკური პირობების მიხედვით, რაც განსაზღვრავს ატმოსფეროს ელექტროგამტარობას. დედამიწის ზედაპირის მახლობლად მყოფი ჰაერის ძირითადი იონიზატორები არის რადიოაქტიური ნივთიერებების გამოსხივება, რომლებიც შეიცავს დედამიწის ქერქში და ატმოსფეროში, აგრეთვე კოსმოსური სხივები. აგრეთვე ატმოსფერული ელექტროენერგია.

ადამიანის გავლენა ატმოსფეროზე.გასული საუკუნეების მანძილზე ატმოსფეროში სათბურის გაზების კონცენტრაცია გაიზარდა ადამიანის საქმიანობის გამო. ნახშირორჟანგის პროცენტული მაჩვენებელი გაიზარდა 2.8-10 2 ორასი წლის წინ 2005 წელს 3.8-10 2-მდე, მეთანის შემცველობა - 0.7-10 1-დან დაახლოებით 300-400 წლის წინ 1.8-10-4-მდე დასაწყისში. 21 - ე საუკუნე; გასული საუკუნის განმავლობაში სათბურის ეფექტის ზრდის დაახლოებით 20% იყო ფრეონებით, რომლებიც პრაქტიკულად არ არსებობდნენ ატმოსფეროში მე-20 საუკუნის შუა პერიოდამდე. ეს ნივთიერებები აღიარებულია, როგორც სტრატოსფერული ოზონის დამშლელი და მათი წარმოება აკრძალულია 1987 წლის მონრეალის პროტოკოლით. ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის კონცენტრაციის ზრდა გამოწვეულია ქვანახშირის, ნავთობის, გაზის და სხვა ნახშირბადის საწვავის მუდმივად მზარდი რაოდენობით წვით, ასევე ტყეების განადგურებით, რაც ამცირებს ნახშირორჟანგის შეწოვას ფოტოსინთეზის გზით. მეთანის კონცენტრაცია იზრდება ნავთობისა და გაზის წარმოების ზრდასთან ერთად (მისი დანაკარგების გამო), ასევე ბრინჯის კულტურების გაფართოებასთან და პირუტყვის რაოდენობის მატებასთან ერთად. ეს ყველაფერი ხელს უწყობს კლიმატის დათბობას.

ამინდის შესაცვლელად შემუშავებულია ატმოსფერულ პროცესებზე აქტიური ზემოქმედების მეთოდები. ისინი გამოიყენება სასოფლო-სამეურნეო მცენარეების სეტყვისგან დასაცავად, ჭექა-ქუხილში სპეციალური რეაგენტების გაფანტვით. ასევე არსებობს აეროპორტებში ნისლის გაქრობის, მცენარეების ყინვისგან დაცვის, ღრუბლებზე ზემოქმედების, წვიმის გაზრდის მიზნით სწორ ადგილებში ან ღრუბლების დასაშლელად მასობრივი მოვლენების დროს.

ატმოსფეროს შესწავლა. ინფორმაცია ატმოსფეროში მიმდინარე ფიზიკური პროცესების შესახებ მიიღება ძირითადად მეტეოროლოგიური დაკვირვებებით, რომლებიც ტარდება. გლობალური ქსელიმუდმივი მეტეოროლოგიური სადგურები და პოსტები, რომლებიც მდებარეობს ყველა კონტინენტზე და ბევრ კუნძულზე. ყოველდღიური დაკვირვებები გვაწვდის ინფორმაციას ჰაერის ტემპერატურისა და ტენიანობის, ატმოსფერული წნევის და ნალექების, ღრუბლიანობის, ქარის და ა.შ. მზის რადიაციის და მისი გარდაქმნების დაკვირვება ხორციელდება აქტინომეტრულ სადგურებზე. ატმოსფეროს შესასწავლად დიდი მნიშვნელობა აქვს აეროლოგიური სადგურების ქსელებს, სადაც მეტეოროლოგიური გაზომვები ხდება რადიოზონდების დახმარებით 30-35 კმ სიმაღლემდე. რამდენიმე სადგური აკონტროლებს ატმოსფერულ ოზონს, ელექტრო ფენომენებიატმოსფეროში, ჰაერის ქიმიური შემადგენლობა.

სახმელეთო სადგურების მონაცემებს ავსებს დაკვირვებები ოკეანეებზე, სადაც მოქმედებენ "ამინდის ხომალდები", რომლებიც მუდმივად განლაგებულია მსოფლიო ოკეანის გარკვეულ რაიონებში, ისევე როგორც მეტეოროლოგიური ინფორმაცია, რომელიც მიღებულია კვლევისა და სხვა გემებისგან.

ბოლო ათწლეულების განმავლობაში, ატმოსფეროს შესახებ მზარდი ინფორმაცია მიიღეს მეტეოროლოგიური თანამგზავრების დახმარებით, რომლებიც აღჭურვილია ღრუბლების გადაღების ინსტრუმენტებით და მზის ულტრაიისფერი, ინფრაწითელი და მიკროტალღური გამოსხივების ნაკადების გასაზომად. თანამგზავრები საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ ინფორმაცია ვერტიკალური ტემპერატურის პროფილების, ღრუბლიანობის და მისი წყლის შემცველობის შესახებ, ატმოსფერული რადიაციული ბალანსის ელემენტების, ოკეანის ზედაპირის ტემპერატურის და ა.შ. სანავიგაციო თანამგზავრების სისტემის რადიოსიგნალების რეფრაქციის გაზომვების გამოყენებით, შესაძლებელია სიმკვრივის, წნევის და ტემპერატურის ვერტიკალური პროფილების განსაზღვრა, ასევე ატმოსფეროში ტენიანობის შემცველობა. თანამგზავრების დახმარებით შესაძლებელი გახდა მზის მუდმივისა და დედამიწის პლანეტარული ალბედოს მნიშვნელობის გარკვევა, დედამიწა-ატმოსფერული სისტემის რადიაციული ბალანსის რუქების აგება, მცირე ატმოსფერული მინარევების შემცველობისა და ცვალებადობის გაზომვა და ამოხსნა. ატმოსფერული ფიზიკისა და გარემოს მონიტორინგის მრავალი სხვა პრობლემა.

ლიტ .: ბუდიკო M. I. კლიმატი წარსულში და მომავალში. ლ., 1980; მატვეევი L.T. ზოგადი მეტეოროლოგიის კურსი. ატმოსფეროს ფიზიკა. მე-2 გამოცემა. ლ., 1984; ბუდიკო M. I., Ronov A. B., Yanshin A. L. ატმოსფეროს ისტორია. ლ., 1985; ხრგიანი ა.ხ ატმოსფეროს ფიზიკა. მ., 1986; ატმოსფერო: სახელმძღვანელო. ლ., 1991; ხრომოვი S. P., Petrosyants M. A. მეტეოროლოგია და კლიმატოლოგია. მე-5 გამოცემა. მ., 2001 წ.

გ.ს.გოლიცინი, ნ.ა.ზაიცევა.

- დედამიწის საჰაერო გარსი, რომელიც ბრუნავს დედამიწასთან ერთად. ატმოსფეროს ზედა საზღვარი პირობითად ხორციელდება 150-200 კმ სიმაღლეზე. ქვედა საზღვარი არის დედამიწის ზედაპირი.

ატმოსფერული ჰაერი არის აირების ნარევი. ზედაპირული ჰაერის ფენაში მისი მოცულობის უმეტესი ნაწილი არის აზოტი (78%) და ჟანგბადი (21%). გარდა ამისა, ჰაერი შეიცავს ინერტულ გაზებს (არგონი, ჰელიუმი, ნეონი და სხვ.), ნახშირორჟანგი (0,03), წყლის ორთქლი და სხვადასხვა მყარი ნაწილაკები (მტვერი, ჭვარტლი, მარილის კრისტალები).

ჰაერი უფეროა, ცის ფერი კი სინათლის ტალღების გაფანტვის თავისებურებებით აიხსნება.

ატმოსფერო შედგება რამდენიმე ფენისგან: ტროპოსფერო, სტრატოსფერო, მეზოსფერო და თერმოსფერო.

ჰაერის ქვედა ფენას ე.წ ტროპოსფერო.სხვადასხვა განედებზე მისი სიმძლავრე არ არის იგივე. ტროპოსფერო იმეორებს პლანეტის ფორმას და მონაწილეობს დედამიწასთან ერთად ღერძული როტაცია. ეკვატორზე ატმოსფეროს სისქე 10-დან 20 კმ-მდე მერყეობს. ეკვატორზე უფრო დიდია, პოლუსებზე კი ნაკლები. ტროპოსფერო ხასიათდება ჰაერის მაქსიმალური სიმკვრივით, მასში კონცენტრირებულია მთელი ატმოსფეროს მასის 4/5. ტროპოსფერო განსაზღვრავს ამინდი: სხვადასხვა ჰაერის მასები, იქმნება ღრუბლები და ნალექები, ხდება ჰაერის ინტენსიური ჰორიზონტალური და ვერტიკალური მოძრაობა.

ტროპოსფეროს ზემოთ, 50 კმ სიმაღლეზე მდებარეობს სტრატოსფერო.ახასიათებს ჰაერის უფრო დაბალი სიმკვრივე, მასში წყლის ორთქლი არ არის. სტრატოსფეროს ქვედა ნაწილში დაახლოებით 25 კმ სიმაღლეზე. მდებარეობს „ოზონის ეკრანი“ - ატმოსფეროს ფენით გაზრდილი კონცენტრაციაოზონი, რომელიც შთანთქავს ულტრაიისფერ გამოსხივებას, რომელიც სასიკვდილოა ორგანიზმებისთვის.

50-დან 80-90 კმ-მდე სიმაღლეზე ვრცელდება მეზოსფერო.სიმაღლის მატებასთან ერთად ტემპერატურა მცირდება საშუალო ვერტიკალური გრადიენტით (0,25-0,3)°/100 მ, ხოლო ჰაერის სიმკვრივე მცირდება. ენერგიის ძირითადი პროცესი არის სხივური სითბოს გადაცემა. ატმოსფეროს სიკაშკაშე განპირობებულია რთული ფოტოქიმიური პროცესებით, რომლებიც მოიცავს რადიკალებს, ვიბრაციულად აღგზნებულ მოლეკულებს.

თერმოსფერომდებარეობს 80-90-დან 800 კმ-მდე სიმაღლეზე. ჰაერის სიმკვრივე აქ მინიმალურია, ჰაერის იონიზაციის ხარისხი ძალიან მაღალია. ტემპერატურა იცვლება მზის აქტივობის მიხედვით. დამუხტული ნაწილაკების დიდი რაოდენობის გამო აქ აუროები და მაგნიტური შტორმები შეინიშნება.

ატმოსფეროს უდიდესი მნიშვნელობა აქვს დედამიწის ბუნებისთვის.ჟანგბადის გარეშე ცოცხალ ორგანიზმებს არ შეუძლიათ სუნთქვა. მისი ოზონის შრე იცავს ყველა ცოცხალ არსებას მავნე ულტრაიისფერი სხივებისგან. ატმოსფერო არბილებს ტემპერატურის მერყეობას: დედამიწის ზედაპირი ღამით არ ზედმეტად გაცივდება და დღის განმავლობაში არ თბება. ატმოსფერული ჰაერის მკვრივ ფენებში, რომლებიც არ აღწევენ პლანეტის ზედაპირს, მეტეორიტები იწვებიან ეკლებისგან.

ატმოსფერო ურთიერთქმედებს დედამიწის ყველა ჭურვთან. მისი დახმარებით ხდება სითბოს და ტენიანობის გაცვლა ოკეანესა და ხმელეთს შორის. ატმოსფეროს გარეშე არ იქნებოდა ღრუბლები, ნალექი, ქარი.

ადამიანის საქმიანობა მნიშვნელოვან უარყოფით გავლენას ახდენს ატმოსფეროზე. ხდება ჰაერის დაბინძურება, რაც იწვევს ნახშირბადის მონოქსიდის (CO 2) კონცენტრაციის ზრდას. და ეს ხელს უწყობს გლობალურ დათბობას და აძლიერებს „სათბურის ეფექტს“. სამრეწველო ნარჩენებისა და ტრანსპორტის გამო დედამიწის ოზონის შრე ნადგურდება.

ატმოსფერო უნდა იყოს დაცული. AT განვითარებული ქვეყნებიატმოსფერული ჰაერის დაბინძურებისგან დაცვის ღონისძიებების კომპლექსი ტარდება.

გაქვთ რაიმე შეკითხვები? გსურთ გაიგოთ მეტი ატმოსფეროს შესახებ?
დამრიგებლის დახმარების მისაღებად - დარეგისტრირდით.

საიტი, მასალის სრული ან ნაწილობრივი კოპირებით, საჭიროა წყაროს ბმული.

დედამიწის ატმოსფერო

ატმოსფერო(დან. სხვა ბერძნულიἀτμός - ორთქლი და σφαῖρα - ბურთი) - გაზიჭურვი ( გეოსფერო) პლანეტის გარშემო დედამიწა. მისი შიდა ზედაპირი დაფარულია ჰიდროსფეროდა ნაწილობრივ ქერქი, გარე ესაზღვრება გარე სივრცის დედამიწის მახლობლად მდებარე ნაწილს.

ფიზიკისა და ქიმიის სექციების მთლიანობას, რომლებიც სწავლობენ ატმოსფეროს, ჩვეულებრივ უწოდებენ ატმოსფერული ფიზიკა. ატმოსფერო განსაზღვრავს ამინდიდედამიწის ზედაპირზე, ეწევა ამინდის შესწავლას მეტეოროლოგიადა გრძელვადიანი ვარიაციები კლიმატი - კლიმატოლოგია.

ატმოსფეროს სტრუქტურა

ატმოსფეროს სტრუქტურა

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. იგი შეიცავს ატმოსფერული ჰაერის მთლიანი მასის 80%-ზე მეტს და ატმოსფეროში არსებული წყლის ორთქლის დაახლოებით 90%-ს. მაღალგანვითარებული ტროპოსფეროში ტურბულენტობადა კონვექცია, წარმოიქმნება ღრუბლები, განვითარდეს ციკლონებიდა ანტიციკლონები. ტემპერატურა მცირდება საშუალო ვერტიკალური სიმაღლის მატებასთან ერთად გრადიენტი 0,65°/100 მ

დედამიწის ზედაპირზე „ნორმალური პირობებისთვის“ აღებულია: სიმკვრივე 1,2 კგ/მ3, ბარომეტრული წნევა 101,35 კპა, ტემპერატურა პლუს 20 °C და ფარდობითი ტენიანობა 50%. ამ პირობით ინდიკატორებს აქვთ წმინდა საინჟინრო ღირებულება.

სტრატოსფერო

ატმოსფეროს ფენა მდებარეობს 11-დან 50 კმ-მდე სიმაღლეზე. ახასიათებს ტემპერატურის უმნიშვნელო ცვლილება 11-25 კმ ფენაში (სტრატოსფეროს ქვედა ფენა) და მისი მატება 25-40 კმ ფენაში -56,5-დან 0,8 °-მდე. თან(ზედა სტრატოსფერო ან რეგიონი ინვერსიები). დაახლოებით 273 K (თითქმის 0 ° C) მნიშვნელობის მიღწევის შემდეგ, დაახლოებით 40 კმ სიმაღლეზე, ტემპერატურა მუდმივი რჩება დაახლოებით 55 კმ სიმაღლემდე. მუდმივი ტემპერატურის ამ რეგიონს ე.წ სტრატოპაუზადა არის საზღვარი სტრატოსფეროს შორის და მეზოსფერო.

სტრატოპაუზა

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

მეზოსფერო

დედამიწის ატმოსფერო

მეზოსფეროიწყება 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. კომპლექსური ფოტოქიმიური პროცესები, რომლებიც მოიცავს თავისუფალი რადიკალები, ვიბრაციით აღგზნებული მოლეკულები და ა.შ. განსაზღვრავს ატმოსფეროს სიკაშკაშეს.

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.

თერმოსფერო

მთავარი სტატია: 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 და კოსმოსური გამოსხივების გავლენის ქვეშ ხდება ჰაერის იონიზაცია (" ავრორები”) - ძირითადი სფეროები იონოსფეროიწვა თერმოსფეროს შიგნით. 300 კმ-ზე მეტ სიმაღლეზე ჭარბობს ატომური ჟანგბადი.

ატმოსფერული ფენები 120 კმ სიმაღლემდე

ეგზოსფერო (გაფანტული სფერო)

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

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 ~1500 °C ტემპერატურას. 200 კმ-ზე მეტი ტემპერატურისა და გაზის სიმკვრივის მნიშვნელოვანი რყევები შეინიშნება დროსა და სივრცეში.

დაახლოებით 2000-3000 კმ სიმაღლეზე ეგზოსფერო თანდათან გადადის ე.წ. კოსმოსურ ვაკუუმთან ახლოს, 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 შემადგენლობიდან გამომდინარე, ისინი ასხივებენ ჰომოსფეროდა ჰეტეროსფერო. ჰეტეროსფერო - ეს ის უბანია, სადაც გრავიტაცია გავლენას ახდენს აირების გამოყოფაზე, ვინაიდან ასეთ სიმაღლეზე მათი შერევა უმნიშვნელოა. აქედან გამომდინარეობს ჰეტეროსფეროს ცვლადი შემადგენლობა. მის ქვემოთ დევს ატმოსფეროს კარგად შერეული, ერთგვაროვანი ნაწილი, ე.წ ჰომოსფერო. ამ ფენებს შორის საზღვარი ე.წ ტურბოპაუზა, მდებარეობს დაახლოებით 120 კმ სიმაღლეზე.

ფიზიკური თვისებები

ატმოსფეროს სისქე დედამიწის ზედაპირიდან დაახლოებით 2000 - 3000 კმ-ია. საერთო მასა საჰაერო- (5,1-5,3) × 10 18 კგ. Მოლური მასასუფთა მშრალი ჰაერი არის 28.966. წნევა 0 °C-ზე ზღვის დონიდან 101.325 კპა; კრიტიკული ტემპერატურა-140,7 °C; კრიტიკული წნევა 3,7 მპა; C გვ 1.0048×10 3 ჯ/(კგ K) (0°C-ზე), C ვ 0,7159×10 3 ჯ/(კგ K) (0 °C-ზე). ჰაერის ხსნადობა წყალში 0 °C - 0,036%, 25 °C - 0,22%.

ატმოსფეროს ფიზიოლოგიური და სხვა თვისებები

უკვე ზღვის დონიდან 5 კმ სიმაღლეზე ვითარდება მოუმზადებელი ადამიანი ჟანგბადის შიმშილიდა ადაპტაციის გარეშე, ადამიანის შესრულება მნიშვნელოვნად შემცირდა. აქ მთავრდება ატმოსფეროს ფიზიოლოგიური ზონა. ადამიანის სუნთქვა შეუძლებელი ხდება 15 კმ სიმაღლეზე, თუმცა დაახლოებით 115 კმ-მდე ატმოსფერო შეიცავს ჟანგბადს.

ატმოსფერო გვაწვდის ჟანგბადს, რომელიც გვჭირდება სუნთქვისთვის. თუმცა, ატმოსფეროს მთლიანი წნევის ვარდნის გამო, როცა სიმაღლეზე აწევთ, შესაბამისად მცირდება ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევაც.

ადამიანის ფილტვები მუდმივად შეიცავს დაახლოებით 3 ლიტრ ალვეოლურ ჰაერს. ნაწილობრივი წნევაჟანგბადი ალვეოლურ ჰაერში ნორმალური ატმოსფერული წნევის დროს არის 110 მმ Hg. არტ., ნახშირორჟანგის წნევა - 40 მმ Hg. არტ., ხოლო წყლის ორთქლი - 47 მმ Hg. Ხელოვნება. სიმაღლის მატებასთან ერთად, ჟანგბადის წნევა ეცემა, ხოლო წყლის ორთქლისა და ნახშირორჟანგის მთლიანი წნევა ფილტვებში რჩება თითქმის მუდმივი - დაახლოებით 87 მმ Hg. Ხელოვნება. ფილტვებში ჟანგბადის ნაკადი მთლიანად შეჩერდება, როდესაც მიმდებარე ჰაერის წნევა ამ მნიშვნელობის ტოლი გახდება.

დაახლოებით 19-20 კმ სიმაღლეზე ატმოსფერული წნევა ეცემა 47 მმ Hg-მდე. Ხელოვნება. ამიტომ ამ სიმაღლეზე ადამიანის ორგანიზმში წყალი და ინტერსტიციული სითხე დუღილს იწყებს. ამ სიმაღლეებზე ზეწოლის ქვეშ მყოფი სალონის გარეთ სიკვდილი თითქმის მყისიერად ხდება. ამრიგად, ადამიანის ფიზიოლოგიის თვალსაზრისით, "კოსმოსი" იწყება უკვე 15-19 კმ სიმაღლეზე.

ჰაერის მკვრივი ფენები - ტროპოსფერო და სტრატოსფერო - გვიცავს რადიაციის მავნე ზემოქმედებისგან. ჰაერის საკმარისი იშვიათობისას, 36 კმ-ზე მეტ სიმაღლეზე, სხეულზე ინტენსიური ზემოქმედება ხდება მაიონებელი. რადიაცია- პირველადი კოსმოსური სხივები; 40 კმ-ზე მეტ სიმაღლეზე მოქმედებს ადამიანისთვის საშიში მზის სპექტრის ულტრაიისფერი ნაწილი.

დედამიწის ზედაპირიდან უფრო დიდ სიმაღლეზე ასვლისას, თანდათან სუსტდება და შემდეგ მთლიანად ქრება, ჩვენთვის ნაცნობი ფენომენი შეინიშნება ატმოსფეროს ქვედა ფენებში, როგორიცაა ხმის გავრცელება, აეროდინამიკის გაჩენა. ამწევი ძალადა წინააღმდეგობა, სითბოს გადაცემა კონვექციადა ა.შ.

ჰაერის იშვიათ ფენებში, გამრავლება ხმაშეუძლებელი აღმოჩნდება. 60-90 კმ სიმაღლემდე კონტროლირებადი აეროდინამიკური ფრენისთვის ჯერ კიდევ შესაძლებელია ჰაერის წინააღმდეგობის და აწევის გამოყენება. მაგრამ 100-130 კმ სიმაღლეებიდან დაწყებული, ყველა პილოტისთვის ნაცნობი ცნებები ნომრები Mდა ხმის ბარიერიკარგავენ მნიშვნელობას, იქ გადის პირობითი კარმანის ხაზირომლის მიღმა იწყება წმინდა ბალისტიკური ფრენის სფერო, რომლის კონტროლი მხოლოდ რეაქტიული ძალების გამოყენებითაა შესაძლებელი.

100 კმ სიმაღლეზე ატმოსფერო ასევე მოკლებულია სხვა ღირსშესანიშნავ თვისებას - თერმული ენერგიის შთანთქმის, გატარებისა და გადაცემის უნარს კონვექციით (ანუ ჰაერის შერევით). ეს ნიშნავს, რომ აღჭურვილობის სხვადასხვა ელემენტები, ორბიტალური კოსმოსური სადგურის აღჭურვილობა ვერ გაცივდება გარედან ისე, როგორც ეს ჩვეულებრივ ხდება თვითმფრინავში - საჰაერო ხომალდების და საჰაერო რადიატორების დახმარებით. ასეთ სიმაღლეზე, როგორც ზოგადად სივრცეში, სითბოს გადაცემის ერთადერთი გზაა თერმული გამოსხივება.

ატმოსფეროს შემადგენლობა

მშრალი ჰაერის შემადგენლობა

დედამიწის ატმოსფერო ძირითადად შედგება გაზებისა და სხვადასხვა მინარევებისაგან (მტვერი, წყლის წვეთები, ყინულის კრისტალები, ზღვის მარილები, წვის პროდუქტები).

ატმოსფეროს შემადგენელი გაზების კონცენტრაცია თითქმის მუდმივია, გარდა წყლისა (H 2 O) და ნახშირორჟანგის (CO 2).

მშრალი ჰაერის შემადგენლობა
აზოტი
ჟანგბადი
არგონი
წყალი
Ნახშირორჟანგი
ნეონი
ჰელიუმი
მეთანი
კრიპტონი
წყალბადი
ქსენონი
Აზოტის ოქსიდი

ცხრილში მითითებული გაზების გარდა, ატმოსფერო შეიცავს SO 2, NH 3, CO, ოზონი, ნახშირწყალბადები, HCl, HF, წყვილები ჰგ, მე 2 და არადა სხვა მრავალი აირი მცირე რაოდენობით. ტროპოსფერო მუდმივად შეიცავს დიდი რაოდენობით შეჩერებულ მყარ და თხევად ნაწილაკებს ( სპრეის ქილა).

ატმოსფეროს ფორმირების ისტორია

ყველაზე გავრცელებული თეორიის მიხედვით, დედამიწის ატმოსფერო დროთა განმავლობაში ოთხი განსხვავებული შემადგენლობით იყო. თავდაპირველად იგი შედგებოდა მსუბუქი აირებისგან ( წყალბადისდა ჰელიუმი) გადაღებულია პლანეტათაშორისი სივრციდან. ეს ე.წ პირველადი ატმოსფერო(დაახლოებით ოთხი მილიარდი წლის წინ). შემდეგ ეტაპზე, აქტიურმა ვულკანურმა აქტივობამ გამოიწვია ატმოსფეროს გაჯერება წყალბადის გარდა სხვა გაზებით (ნახშირორჟანგი, ამიაკი, ორთქლი). Აი როგორ მეორადი ატმოსფერო(ჩვენს დღეებამდე დაახლოებით სამი მილიარდი წლით ადრე). ეს ატმოსფერო აღმდგენი იყო. გარდა ამისა, ატმოსფეროს ფორმირების პროცესი განისაზღვრა შემდეგი ფაქტორებით:

მსუბუქი აირების (წყალბადის და ჰელიუმის) გაჟონვა პლანეტათაშორისი სივრცე;

ქიმიური რეაქციები, რომლებიც წარმოიქმნება ატმოსფეროში ულტრაიისფერი გამოსხივების, ელვისებური გამონადენის და სხვა ფაქტორების გავლენის ქვეშ.

თანდათან ამ ფაქტორებმა გამოიწვია ჩამოყალიბება მესამეული ატმოსფერო, ხასიათდება წყალბადის გაცილებით დაბალი შემცველობით და აზოტისა და ნახშირორჟანგის გაცილებით მაღალი შემცველობით (წარმოიქმნება ამიაკის და ნახშირწყალბადების ქიმიური რეაქციების შედეგად).

აზოტი

დიდი რაოდენობით N 2-ის წარმოქმნა განპირობებულია ამიაკი-წყალბადის ატმოსფეროს დაჟანგვით მოლეკულური O 2-ით, რომელმაც დაიწყო პლანეტის ზედაპირიდან მოსვლა ფოტოსინთეზის შედეგად, დაწყებული 3 მილიარდი წლის წინ. N 2 ასევე გამოიყოფა ატმოსფეროში ნიტრატების და სხვა აზოტის შემცველი ნაერთების დენიტრიფიკაციის შედეგად. ზედა ატმოსფეროში აზოტი იჟანგება ოზონით NO-მდე.

აზოტი N 2 რეაქციებში შედის მხოლოდ კონკრეტულ პირობებში (მაგალითად, ელვისებური გამონადენის დროს). ელექტრული გამონადენის დროს მოლეკულური აზოტის ოზონით დაჟანგვა გამოიყენება აზოტოვანი სასუქების სამრეწველო წარმოებაში. ის შეიძლება დაიჟანგოს ენერგიის დაბალი მოხმარებით და გარდაიქმნას ბიოლოგიურად აქტიურ ფორმაში ციანობაქტერიები (ლურჯი-მწვანე წყალმცენარეები)და კვანძოვანი ბაქტერიები, რომლებიც ქმნიან რიზობიას სიმბიოზითან პარკოსნებიმცენარეები, ე.წ. მწვანე სასუქი.

ჟანგბადი

ატმოსფეროს შემადგენლობამ რადიკალურად შეცვლა დაიწყო მოსვლასთან ერთად ცოცხალი ორგანიზმები, როგორც შედეგი ფოტოსინთეზითან ახლავს ჟანგბადის გამოყოფა და ნახშირორჟანგის შეწოვა. თავდაპირველად, ჟანგბადი იხარჯებოდა შემცირებული ნაერთების - ამიაკის, ნახშირწყალბადების, ოქსიდის დაჟანგვაზე. ჯირკვალიშეიცავს ოკეანეებში და ა.შ. ამ ეტაპის ბოლოს ატმოსფეროში ჟანგბადის შემცველობამ დაიწყო ზრდა. თანდათან ჩამოყალიბდა თანამედროვე ატმოსფერო ჟანგვის თვისებებით. ვინაიდან ამან გამოიწვია სერიოზული და მკვეთრი ცვლილებები ბევრ პროცესში ატმოსფერო, ლითოსფეროდა ბიოსფერო, ამ მოვლენას ე.წ ჟანგბადის კატასტროფა.

დროს ფანეროზოურიცვლილებები განიცადა ატმოსფეროს შემადგენლობამ და ჟანგბადის შემცველობამ. ისინი პირველ რიგში კორელაციაში იყვნენ ორგანული დანალექი ქანების დეპონირების სიჩქარესთან. ასე რომ, ნახშირის დაგროვების პერიოდებში, ატმოსფეროში ჟანგბადის შემცველობა, როგორც ჩანს, შესამჩნევად აჭარბებდა თანამედროვე დონეს.

Ნახშირორჟანგი

CO 2-ის შემცველობა ატმოსფეროში დამოკიდებულია ვულკანურ აქტივობაზე და დედამიწის გარსებში მიმდინარე ქიმიურ პროცესებზე, მაგრამ ყველაზე მეტად - ბიოსინთეზისა და ორგანული ნივთიერებების დაშლის ინტენსივობაზე. ბიოსფერო დედამიწა. პლანეტის თითქმის მთელი ამჟამინდელი ბიომასა (დაახლოებით 2,4 × 10 12 ტონა ) წარმოიქმნება ატმოსფერულ ჰაერში შემავალი ნახშირორჟანგის, აზოტის და წყლის ორთქლის გამო. დაკრძალულია ოკეანის, in ჭაობებიდა ში ტყეებიორგანული ნივთიერებები ხდება ქვანახშირი, ზეთიდა ბუნებრივი აირი. (სმ. ნახშირბადის გეოქიმიური ციკლი)

კეთილშობილური აირები

ინერტული აირების წყარო - არგონი, ჰელიუმიდა კრიპტონი- ვულკანური ამოფრქვევები და რადიოაქტიური ელემენტების დაშლა. მთლიანობაში დედამიწა და კერძოდ ატმოსფერო ამოწურულია ინერტული აირებით კოსმოსთან შედარებით. ითვლება, რომ ამის მიზეზი მდგომარეობს აირების უწყვეტ გაჟონვაში პლანეტათაშორის სივრცეში.

Ჰაერის დაბინძურება

ცოტა ხნის წინ, ატმოსფეროს ევოლუციაზე გავლენა იქონია ადამიანური. მისი საქმიანობის შედეგი იყო ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის შემცველობის მუდმივი მნიშვნელოვანი ზრდა წინა გეოლოგიურ ეპოქებში დაგროვილი ნახშირწყალბადის საწვავის წვის გამო. დიდი რაოდენობით CO 2 მოიხმარება ფოტოსინთეზის დროს და შეიწოვება მსოფლიო ოკეანეების მიერ. ეს გაზი ატმოსფეროში შედის კარბონატული ქანების და მცენარეული და ცხოველური წარმოშობის ორგანული ნივთიერებების დაშლის, აგრეთვე ვულკანიზმისა და ადამიანის წარმოების საქმიანობის გამო. ბოლო 100 წლის განმავლობაში CO 2-ის შემცველობა ატმოსფეროში გაიზარდა 10%-ით, ძირითადი ნაწილი (360 მილიარდი ტონა) საწვავის წვის შედეგად მოდის. თუ საწვავის წვის ზრდის ტემპი გაგრძელდება, შემდეგ 50-60 წელიწადში CO 2-ის რაოდენობა ატმოსფეროში გაორმაგდება და შეიძლება გამოიწვიოს გლობალური კლიმატის ცვლილება.

საწვავის წვა ორივე დამაბინძურებელი აირის მთავარი წყაროა ( ᲘᲡᲔ, არა, ᲘᲡᲔ 2 ). გოგირდის დიოქსიდი იჟანგება ატმოსფერული ჟანგბადით ᲘᲡᲔ 3 ზედა ატმოსფეროში, რომელიც თავის მხრივ ურთიერთქმედებს წყლის ორთქლთან და ამიაკთან და შედეგად გოგირდის მჟავა (H 2 ᲘᲡᲔ 4 ) და ამონიუმის სულფატი ((NH 4 ) 2 ᲘᲡᲔ 4 ) დედამიწის ზედაპირზე დაბრუნება ე.წ. მჟავე წვიმა. გამოყენება შიდა წვის ძრავებიიწვევს ჰაერის მნიშვნელოვან დაბინძურებას აზოტის ოქსიდებით, ნახშირწყალბადებით და ტყვიის ნაერთებით ( ტეტრაეთილის ტყვია Pb(CH 3 CH 2 ) 4 ) ).

ატმოსფეროს აეროზოლური დაბინძურება გამოწვეულია როგორც ბუნებრივი მიზეზებით (ვულკანის ამოფრქვევა, მტვრის ქარიშხალი, ზღვის წყლის წვეთები და მცენარეების მტვერი და ა. .). მყარი ნაწილაკების ინტენსიური მასშტაბური მოცილება ატმოსფეროში პლანეტაზე კლიმატის ცვლილების ერთ-ერთი შესაძლო მიზეზია.

ატმოსფერო ვრცელდება ასობით კილომეტრზე ზემოთ. მისი ზედა საზღვარი, დაახლოებით 2000-3000 სიმაღლეზე კმ,გარკვეულწილად პირობითია, რადგან მასში შემავალი აირები, თანდათანობით იშვიათი, გადადიან მსოფლიო სივრცეში. ატმოსფეროს ქიმიური შემადგენლობა, წნევა, სიმკვრივე, ტემპერატურა და მისი სხვა ფიზიკური თვისებები იცვლება სიმაღლესთან ერთად. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ჰაერის ქიმიური შემადგენლობა 100-მდე სიმაღლეზეა კმმნიშვნელოვნად არ იცვლება. ოდნავ უფრო მაღალი, ატმოსფერო ასევე შედგება ძირითადად აზოტისა და ჟანგბადისგან. მაგრამ 100-110 სიმაღლეზე კმ,მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების გავლენით ჟანგბადის მოლეკულები იყოფა ატომებად და ჩნდება ატომური ჟანგბადი. 110-120 ზევით კმთითქმის მთელი ჟანგბადი ხდება ატომური. ვარაუდობენ, რომ 400-500-ზე მაღლა კმატმოსფეროს შემადგენელი აირები ასევე ატომურ მდგომარეობაშია.

ჰაერის წნევა და სიმკვრივე სწრაფად იკლებს სიმაღლესთან ერთად. მიუხედავად იმისა, რომ ატმოსფერო ასობით კილომეტრზე ვრცელდება, მისი უმეტესი ნაწილი მდებარეობს დედამიწის ზედაპირის მიმდებარე საკმაოდ თხელ ფენაში მის ყველაზე დაბალ ნაწილებში. ასე რომ, ზღვის დონესა და სიმაღლეებს შორის ფენაში 5-6 კმატმოსფეროს მასის ნახევარი კონცენტრირებულია 0-16 ფენაში კმ-90%, ხოლო ფენაში 0-30 კმ- 99%. ჰაერის მასის იგივე სწრაფი კლება ხდება 30-ზე ზემოთ კმ.თუ წონა 1 მ 3ჰაერი დედამიწის ზედაპირზე არის 1033 გ, შემდეგ 20 სიმაღლეზე კმუდრის 43 გ-ს, ხოლო სიმაღლეზე 40 კმმხოლოდ 4 წელი

300-400 სიმაღლეზე კმდა ზემოთ, ჰაერი იმდენად იშვიათია, რომ დღის განმავლობაში მისი სიმკვრივე ბევრჯერ იცვლება. კვლევებმა აჩვენა, რომ სიმკვრივის ეს ცვლილება დაკავშირებულია მზის პოზიციასთან. ჰაერის ყველაზე მაღალი სიმკვრივე შუადღისას, ყველაზე დაბალი ღამით. ეს ნაწილობრივ აიხსნება იმით, რომ ატმოსფეროს ზედა ფენები რეაგირებენ მზის ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ცვლილებებზე.

ასევე არათანაბარია ჰაერის ტემპერატურის ცვლილება სიმაღლესთან ერთად. სიმაღლესთან ტემპერატურის ცვლილების ბუნებიდან გამომდინარე, ატმოსფერო იყოფა რამდენიმე სფეროდ, რომელთა შორის არის გარდამავალი ფენები, ეგრეთ წოდებული პაუზები, სადაც ტემპერატურა ოდნავ იცვლება სიმაღლესთან ერთად.

აქ მოცემულია სფეროების და გარდამავალი ფენების სახელები და ძირითადი მახასიათებლები.

წარმოვადგინოთ ძირითადი მონაცემები ამ სფეროების ფიზიკური თვისებების შესახებ.

ტროპოსფერო. ტროპოსფეროს ფიზიკური თვისებები დიდწილად განისაზღვრება დედამიწის ზედაპირის გავლენით, რაც მისია ქვედა ზღვარი. ტროპოსფეროს ყველაზე მაღალი სიმაღლე შეინიშნება ეკვატორულ და ტროპიკულ ზონებში. აქ 16-18-ს აღწევს კმდა შედარებით ნაკლებად ექვემდებარება ყოველდღიურ და სეზონურ ცვლილებებს. პოლარული და მიმდებარე რეგიონების ზემოთ, ტროპოსფეროს ზედა საზღვარი დევს საშუალოდ 8-10 დონეზე. კმ.შუა განედებში ის მერყეობს 6-8-დან 14-16-მდე კმ.

ტროპოსფეროს ვერტიკალური ძალა მნიშვნელოვნად არის დამოკიდებული ატმოსფერული პროცესების ბუნებაზე. ხშირად დღის განმავლობაში, ტროპოსფეროს ზედა საზღვარი მოცემულ წერტილზე ან ფართობზე ეცემა ან იზრდება რამდენიმე კილომეტრით. ეს ძირითადად გამოწვეულია ჰაერის ტემპერატურის ცვლილებებით.

დედამიწის ატმოსფეროს მასის 4/5-ზე მეტი და მასში არსებული წყლის თითქმის მთელი ორთქლი კონცენტრირებულია ტროპოსფეროში. გარდა ამისა, დედამიწის ზედაპირიდან ტროპოსფეროს ზედა ზღვრამდე ტემპერატურა ეცემა საშუალოდ 0,6°-ით ყოველ 100 მ-ზე, ან 6°-ით 1-ზე. კმამაღლება . ეს გამოწვეულია იმით, რომ ტროპოსფეროში ჰაერი თბება და გაცივდება ძირითადად დედამიწის ზედაპირიდან.

მზის ენერგიის შემოდინების შესაბამისად ტემპერატურა ეკვატორიდან პოლუსებამდე იკლებს. ამგვარად, ჰაერის საშუალო ტემპერატურა დედამიწის ზედაპირთან ეკვატორზე +26°-ს აღწევს, პოლარულ რეგიონებში -34°, ზამთარში -36°, ხოლო ზაფხულში დაახლოებით 0°-ს. ამრიგად, ეკვატორსა და პოლუსს შორის ტემპერატურის სხვაობა ზამთარში 60°-ია და ზაფხულში მხოლოდ 26°. მართალია, ზამთარში არქტიკაში ასეთი დაბალი ტემპერატურა შეინიშნება მხოლოდ დედამიწის ზედაპირთან ახლოს ყინულის სივრცეებზე ჰაერის გაციების გამო.

ზამთარში, ცენტრალურ ანტარქტიდაში, ჰაერის ტემპერატურა ყინულის ზედაპირზე კიდევ უფრო დაბალია. ვოსტოკის სადგურზე 1960 წლის აგვისტოში დაფიქსირდა მსოფლიოში ყველაზე დაბალი ტემპერატურა -88,3°, ხოლო ყველაზე ხშირად ცენტრალურ ანტარქტიდაში -45°, -50°.

სიმაღლიდან ეკვატორსა და პოლუსს შორის ტემპერატურის სხვაობა მცირდება. მაგალითად, 5 სიმაღლეზე კმეკვატორზე ტემპერატურა აღწევს -2°, -4°, ხოლო იმავე სიმაღლეზე ცენტრალურ არქტიკაში -37°, -39° ზამთარში და -19°, -20° ზაფხულში; ამიტომ ზამთარში ტემპერატურის სხვაობა 35-36°, ხოლო ზაფხულში 16-17°-ია. სამხრეთ ნახევარსფეროში ეს განსხვავებები გარკვეულწილად უფრო დიდია.

ატმოსფერული მიმოქცევის ენერგია შეიძლება განისაზღვროს ეკვატორ-პოლუს ტემპერატურული კონტრაქტებით. ვინაიდან ზამთარში ტემპერატურის კონტრასტები უფრო დიდია, ატმოსფერული პროცესები უფრო ინტენსიურია, ვიდრე ზაფხულში. ეს ასევე ხსნის იმ ფაქტს, რომ ზამთარში ტროპოსფეროში გაბატონებული დასავლეთის ქარები უფრო მაღალი სიჩქარეა, ვიდრე ზაფხულში. ამ შემთხვევაში, ქარის სიჩქარე, როგორც წესი, იზრდება სიმაღლესთან ერთად, მაქსიმუმს აღწევს ტროპოსფეროს ზედა საზღვარზე. ჰორიზონტალურ ტრანსპორტს თან ახლავს ჰაერის ვერტიკალური მოძრაობა და ტურბულენტური (მოწესრიგებული) მოძრაობა. ჰაერის დიდი მოცულობის აწევისა და დაცემის გამო, ღრუბლები წარმოიქმნება და იშლება, ნალექი ხდება და ჩერდება. გარდამავალი ფენა ტროპოსფეროსა და გადაფარებულ სფეროს შორის არის ტროპოპაუზა.მის ზემოთ არის სტრატოსფერო.

სტრატოსფერო ვრცელდება 8-17 სიმაღლეებიდან 50-55-მდე კმ.ჩვენი საუკუნის დასაწყისში გაიხსნა. ფიზიკური თვისებების მიხედვით, სტრატოსფერო მკვეთრად განსხვავდება ტროპოსფეროსგან იმით, რომ ჰაერის ტემპერატურა აქ, როგორც წესი, იზრდება საშუალოდ 1 - 2 ° სიმაღლის კილომეტრზე და ზედა საზღვარზე, 50-55 სიმაღლეზე. კმ,პოზიტიურიც კი ხდება. ამ ზონაში ტემპერატურის მატება გამოწვეულია აქ ოზონის (O 3) არსებობით, რომელიც წარმოიქმნება მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების გავლენით. ოზონის შრე თითქმის მთელ სტრატოსფეროს მოიცავს. სტრატოსფერო ძალიან ღარიბია წყლის ორთქლით. არ არის ღრუბლის წარმოქმნის ძალადობრივი პროცესები და ნალექი.

ცოტა ხნის წინ, ვარაუდობდნენ, რომ სტრატოსფერო შედარებით მშვიდი გარემოა, სადაც ჰაერის შერევა არ ხდება, როგორც ტროპოსფეროში. აქედან გამომდინარე, ითვლებოდა, რომ სტრატოსფეროში აირები იყოფა ფენებად, მათი სპეციფიკური სიმძიმის შესაბამისად. აქედან მომდინარეობს სტრატოსფეროს სახელწოდება („სტრატუსი“ – ფენიანი). ასევე ითვლებოდა, რომ სტრატოსფეროში ტემპერატურა იქმნება რადიაციული წონასწორობის გავლენის ქვეშ, ანუ როდესაც შთანთქმული და არეკლილი მზის გამოსხივება თანაბარია.

რადიოზონდებისა და მეტეოროლოგიური რაკეტების ახალმა მონაცემებმა აჩვენა, რომ სტრატოსფერო, ისევე როგორც ზედა ტროპოსფერო, ექვემდებარება ჰაერის ინტენსიურ ცირკულაციას ტემპერატურისა და ქარის დიდი ცვალებადობით. აქ, ისევე როგორც ტროპოსფეროში, ჰაერი განიცდის მნიშვნელოვან ვერტიკალურ მოძრაობებს, ტურბულენტურ მოძრაობებს ძლიერი ჰორიზონტალური ჰაერის ნაკადებით. ეს ყველაფერი ტემპერატურის არაერთგვაროვანი განაწილების შედეგია.

გარდამავალი ფენა სტრატოსფეროსა და გადაფარებულ სფეროს შორის არის სტრატოპაუზა.თუმცა, სანამ ატმოსფეროს უმაღლესი ფენების მახასიათებლებზე გადავიდეთ, გავეცნოთ ეგრეთ წოდებულ ოზონოსფეროს, რომლის საზღვრები დაახლოებით შეესაბამება სტრატოსფეროს საზღვრებს.

ოზონი ატმოსფეროში. ოზონი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს სტრატოსფეროში ტემპერატურული რეჟიმისა და ჰაერის დინების შექმნაში. ოზონი (O 3) ჩვენ ვგრძნობთ ჭექა-ქუხილის შემდეგ, როდესაც სუფთა ჰაერს ვსუნთქავთ სასიამოვნო გემოთი. თუმცა აქ ჩვენ არ ვისაუბრებთ ჭექა-ქუხილის შემდეგ წარმოქმნილ ამ ოზონზე, არამედ 10-60 ფენაში შემავალ ოზონზე. კმმაქსიმუმ 22-25 სიმაღლეზე კმ.ოზონი წარმოიქმნება მზის ულტრაიისფერი სხივების მოქმედებით და მიუხედავად იმისა, რომ მისი საერთო რაოდენობა უმნიშვნელოა, მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ატმოსფეროში. ოზონს აქვს მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების შთანთქმის უნარი და ამით იცავს ცხოველთა და მცენარეთა სამყაროს მისი მავნე ზემოქმედებისგან. ულტრაიისფერი სხივების ის მცირე ნაწილიც კი, რომელიც აღწევს დედამიწის ზედაპირს, ძლიერ წვავს სხეულს, როდესაც ადამიანს ზედმეტად უყვარს მზის აბაზანები.

ოზონის რაოდენობა არ არის ერთნაირი დედამიწის სხვადასხვა ნაწილში. მაღალ განედებში მეტი ოზონია, საშუალო და დაბალ განედებში ნაკლებია და ეს რაოდენობა იცვლება წელიწადის სეზონების ცვლილების მიხედვით. მეტი ოზონი გაზაფხულზე, ნაკლები შემოდგომაზე. გარდა ამისა, მისი არაპერიოდული რყევები ხდება ატმოსფეროს ჰორიზონტალური და ვერტიკალური ცირკულაციის მიხედვით. ბევრი ატმოსფერული პროცესი მჭიდრო კავშირშია ოზონის შემცველობასთან, რადგან ის პირდაპირ გავლენას ახდენს ტემპერატურის ველზე.

ზამთარში, პოლარული ღამის განმავლობაში, მაღალ განედებზე, ოზონის შრე გამოყოფს და აცივებს ჰაერს. შედეგად, მაღალი განედების სტრატოსფეროში (არქტიკაში და ანტარქტიდაში) ზამთარში იქმნება ცივი რეგიონი, სტრატოსფერული ციკლონური მორევა დიდი ჰორიზონტალური ტემპერატურისა და წნევის გრადიენტებით, რაც იწვევს დასავლეთის ქარებს დედამიწის შუა განედებზე.

ზაფხულში, პოლარული დღის პირობებში, მაღალ განედებზე, ოზონის შრე შთანთქავს მზის სითბოს და ათბობს ჰაერს. მაღალი განედების სტრატოსფეროში ტემპერატურის ზრდის შედეგად წარმოიქმნება სითბური რეგიონი და სტრატოსფერული ანტიციკლონური მორევი. ამრიგად, დედამიწის საშუალო განედებზე 20-ზე მეტი კმზაფხულში სტრატოსფეროში აღმოსავლეთის ქარები ჭარბობს.

მეზოსფერო. მეტეოროლოგიური რაკეტებით და სხვა მეთოდებით დაკვირვებამ დაადგინა, რომ სტრატოსფეროში დაფიქსირებული ტემპერატურის საერთო მატება მთავრდება 50-55 სიმაღლეზე. კმ.ამ ფენის ზემოთ ტემპერატურა ისევ ეცემა და მეზოსფეროს ზედა საზღვართან ახლოს (დაახლოებით 80 კმ)აღწევს -75°, -90°. გარდა ამისა, ტემპერატურა კვლავ იზრდება სიმაღლესთან ერთად.

საინტერესოა აღინიშნოს, რომ ტემპერატურის კლება სიმაღლესთან ერთად, მეზოსფეროსთვის დამახასიათებელი, განსხვავებულად ხდება სხვადასხვა განედებზე და მთელი წლის განმავლობაში. დაბალ განედებზე ტემპერატურის ვარდნა უფრო ნელა ხდება, ვიდრე მაღალ განედებზე: საშუალო ვერტიკალური ტემპერატურის გრადიენტი მეზოსფეროსთვის არის, შესაბამისად, 0,23° - 0,31° 100-ზე. მან 2.3°-3.1° 1-ზე კმ.ზაფხულში ის გაცილებით დიდია, ვიდრე ზამთარში. როგორც უახლესი კვლევები აჩვენებს მაღალ განედებზე, ზაფხულში მეზოსფეროს ზედა საზღვარზე ტემპერატურა რამდენიმე ათეული გრადუსით დაბალია, ვიდრე ზამთარში. ზედა მეზოსფეროში დაახლოებით 80 სიმაღლეზე კმმეზოპაუზის შრეში ტემპერატურის დაქვეითება სიმაღლესთან ერთად ჩერდება და იწყება მისი მატება. აქ, ინვერსიული ფენის ქვეშ ბინდის დროს ან მზის ამოსვლამდე წმინდა ამინდში, შეინიშნება ბრწყინვალე თხელი ღრუბლები, რომლებიც განათებულია მზის მიერ ჰორიზონტის ქვემოთ. ცის ბნელ ფონზე ისინი ვერცხლისფერ-ლურჯი შუქით ანათებენ. ამიტომ ამ ღრუბლებს ვერცხლისფერი ეწოდება.

ღამის ღრუბლების ბუნება ჯერ კიდევ კარგად არ არის გასაგები. Დიდი დროითვლებოდა, რომ ისინი შედგება ვულკანური მტვრისგან. თუმცა, რეალური ვულკანური ღრუბლებისთვის დამახასიათებელი ოპტიკური ფენომენების არარსებობამ განაპირობა ამ ჰიპოთეზის უარყოფა. შემდეგ ვარაუდობდნენ, რომ ღამის ღრუბლები კოსმოსური მტვრისგან შედგება. ბოლო წლებში შემოთავაზებული იქნა ჰიპოთეზა, რომ ეს ღრუბლები ყინულის კრისტალებისაგან შედგება, როგორც ჩვეულებრივი ცირუსის ღრუბლები. ნოქტილუცენტური ღრუბლების ადგილმდებარეობის დონე განისაზღვრება დაყოვნების ფენით იმის გამო ტემპერატურის ინვერსიამეზოსფეროდან თერმოსფეროში გადასვლისას დაახლოებით 80 სიმაღლეზე კმ.ვინაიდან ქვეინვერსიულ ფენაში ტემპერატურა აღწევს -80°C და უფრო დაბალი, აქ ყველაზე ხელსაყრელი პირობებია შექმნილი წყლის ორთქლის კონდენსაციისთვის, რომელიც აქ შემოდის სტრატოსფეროდან ვერტიკალური მოძრაობის ან ტურბულენტური დიფუზიის შედეგად. ჩვეულებრივ, ღამის ღრუბლები ჩანს ზაფხულის პერიოდი, ხანდახან ძალიან დიდი რაოდენობითდა რამდენიმე თვეში.

დაკვირვებები ვერცხლისფერი ღრუბლებიაღმოჩნდა, რომ ზაფხულში მათ დონეზე ქარები ძალიან ცვალებადია. ქარის სიჩქარე ძალიან განსხვავდება: 50-100-დან რამდენიმე ასეულ კილომეტრამდე საათში.

ტემპერატურა სიმაღლეზე. ტემპერატურის განაწილების ბუნების ვიზუალური წარმოდგენა სიმაღლით, დედამიწის ზედაპირსა და 90-100 კმ სიმაღლეებს შორის, ზამთარში და ზაფხულში ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში, მოცემულია ნახატ 5-ზე. სფეროების გამყოფი ზედაპირები აქ გამოსახულია სისქით. წყვეტილი ხაზები. ბოლოში კარგად გამოირჩევა ტროპოსფერო, ტემპერატურის დამახასიათებელი შემცირებით სიმაღლესთან ერთად. ტროპოპაუზის ზემოთ, სტრატოსფეროში, პირიქით, ტემპერატურა იზრდება ზოგადად სიმაღლეზე და 50-55 სიმაღლეებზე. კმაღწევს + 10°, -10°. ყურადღება მივაქციოთ მნიშვნელოვან დეტალს. ზამთარში, მაღალი განედების სტრატოსფეროში, ტროპოპაუზის ზემოთ ტემპერატურა ეცემა -60-დან -75 °-მდე და მხოლოდ 30-ზე ზემოთ. კმკვლავ იზრდება -15°-მდე. ზაფხულში, ტროპოპაუზიდან დაწყებული, ტემპერატურა იზრდება სიმაღლესთან ერთად და 50-ით კმაღწევს +10°-ს. სტრატოპაუზის ზემოთ ტემპერატურა კვლავ იწყებს კლებას სიმაღლესთან ერთად და 80 დონეზე კმის არ აღემატება -70°, -90°.

მე-5 ფიგურიდან გამომდინარეობს, რომ 10-40 ფენაში კმჰაერის ტემპერატურა ზამთარში და ზაფხულში მაღალ განედებში მკვეთრად განსხვავდება. ზამთარში, პოლარული ღამის განმავლობაში, აქ ტემპერატურა -60°, -75° აღწევს, ზაფხულში კი მინიმუმ -45° ტროპოპაუზის სიახლოვეს. ტროპოპაუზის ზემოთ ტემპერატურა იმატებს და 30-35 სიმაღლეზე კმარის მხოლოდ -30°, -20°, რაც გამოწვეულია პოლარული დღის განმავლობაში ოზონის შრეში ჰაერის გაცხელებით. ფიგურიდან ასევე გამომდინარეობს, რომ თუნდაც ერთ სეზონზე და იმავე დონეზე ტემპერატურა არ არის იგივე. მათი სხვაობა სხვადასხვა განედებს შორის აღემატება 20-30°-ს. ამ შემთხვევაში ფენაში განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია არაერთგვაროვნება დაბალი ტემპერატურა (18-30 კმ)ხოლო მაქსიმალური ტემპერატურის ფენაში (50-60 კმ)სტრატოსფეროში, ასევე ზედა მეზოსფეროში დაბალი ტემპერატურის ფენაში (75-85 წ.კმ).

მე-5 სურათზე ნაჩვენები საშუალო ტემპერატურა მიღებულია ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში დაკვირვების შედეგად, თუმცა, არსებული ინფორმაციით, ისინი ასევე შეიძლება მივაკუთვნოთ სამხრეთ ნახევარსფერო. გარკვეული განსხვავებები ძირითადად მაღალ განედებზეა. ზამთარში ანტარქტიდაზე ჰაერის ტემპერატურა ტროპოსფეროში და ქვედა სტრატოსფეროში შესამჩნევად დაბალია, ვიდრე ცენტრალურ არქტიკაში.

ქარები მაღალზე. ტემპერატურის სეზონური განაწილება განსაზღვრავს ჰაერის დინების საკმაოდ რთულ სისტემას სტრატოსფეროსა და მეზოსფეროში.

სურათი 6 გვიჩვენებს ქარის ველის ვერტიკალურ მონაკვეთს ატმოსფეროში დედამიწის ზედაპირსა და 90 სიმაღლეს შორის. კმზამთარი და ზაფხული ჩრდილოეთ ნახევარსფეროზე. იზოლირები აჩვენებს გაბატონებული ქარის საშუალო სიჩქარეს (ინ ქალბატონი).ნახაზიდან გამომდინარეობს, რომ ქარის რეჟიმი ზამთარში და ზაფხულში სტრატოსფეროში მკვეთრად განსხვავდება. ზამთარში, როგორც ტროპოსფეროში, ასევე სტრატოსფეროში დომინირებს დასავლეთის ქარები მაქსიმალური სიჩქარეები, უდრის დაახლოებით

100 ქალბატონი 60-65 სიმაღლეზე კმ.ზაფხულში დასავლეთის ქარები ჭარბობს მხოლოდ 18-20 სიმაღლემდე კმ.უფრო მაღლა ხდებიან აღმოსავლეთი, მაქსიმალური სიჩქარით 70-მდე ქალბატონი 55-60 სიმაღლეზეკმ.

ზაფხულში, მეზოსფეროს ზემოთ, ქარები დასავლეთისკენ მიდის, ზამთარში კი აღმოსავლური.

თერმოსფერო. მეზოსფეროს ზემოთ არის თერმოსფერო, რომელიც ხასიათდება ტემპერატურის მატებით თანსიმაღლე. მიღებული მონაცემებით, ძირითადად, რაკეტების დახმარებით, აღმოჩნდა, რომ თერმოსფეროში ის უკვე 150-ის დონეზეა. კმჰაერის ტემპერატურა აღწევს 220-240°, ხოლო 200 დონეზე კმ 500°-ზე მეტი. ზემოთ ტემპერატურა აგრძელებს მატებას და 500-600 დონეზე კმაღემატება 1500°-ს. დედამიწის ხელოვნური თანამგზავრების გაშვებისას მიღებული მონაცემების საფუძველზე დადგინდა, რომ ზედა თერმოსფეროში ტემპერატურა დაახლოებით 2000°-ს აღწევს და მნიშვნელოვნად იცვლება დღის განმავლობაში. ჩნდება კითხვა, როგორ აიხსნას ასეთი მაღალი ტემპერატურა ატმოსფეროს მაღალ ფენებში. შეგახსენებთ, რომ გაზის ტემპერატურა საზომია საშუალო სიჩქარემოლეკულური მოძრაობები. ატმოსფეროს ქვედა, ყველაზე მჭიდრო ნაწილში გაზის მოლეკულები, რომლებიც ქმნიან ჰაერს, ხშირად ეჯახებიან ერთმანეთს მოძრაობისას და მყისიერად გადასცემენ კინეტიკურ ენერგიას. ამიტომ, მკვრივ გარემოში კინეტიკური ენერგია საშუალოდ იგივეა. მაღალ ფენებში, სადაც ჰაერის სიმკვრივე ძალიან დაბალია, შეჯახება დიდ მანძილზე მდებარე მოლეკულებს შორის ნაკლებად ხშირად ხდება. როდესაც ენერგია შეიწოვება, მოლეკულების სიჩქარე შეჯახებებს შორის ინტერვალში მნიშვნელოვნად იცვლება; გარდა ამისა, მსუბუქი აირების მოლეკულები მოძრაობენ უფრო მაღალი სიჩქარით, ვიდრე მძიმე აირების მოლეკულები. შედეგად, გაზების ტემპერატურა შეიძლება განსხვავებული იყოს.

იშვიათ აირებში შედარებით ცოტაა ძალიან მცირე ზომის მოლეკულები (მსუბუქი აირები). თუ ისინი მოძრაობენ მაღალი სიჩქარით, მაშინ ჰაერის მოცემულ მოცულობაში ტემპერატურა მაღალი იქნება. თერმოსფეროში, ჰაერის ყოველი კუბური სანტიმეტრი შეიცავს სხვადასხვა გაზების ათეულ და ასეულ ათასობით მოლეკულას, ხოლო დედამიწის ზედაპირზე დაახლოებით ასი მილიონი მილიარდი მათგანია. მაშასადამე, ზედმეტად მაღალი ტემპერატურა ატმოსფეროს მაღალ ფენებში, რომელიც აჩვენებს მოლეკულების მოძრაობის სიჩქარეს ამ ძალიან თხელ გარემოში, არ შეიძლება გამოიწვიოს აქ მდებარე სხეულის ოდნავ გაცხელებაც კი. ისევე, როგორც ადამიანი არ გრძნობს სითბოს ელექტრო ნათურების კაშკაშა ჩაქრობისას, თუმცა ძაფები იშვიათ გარემოში მყისიერად თბება რამდენიმე ათას გრადუსამდე.

ქვედა თერმოსფეროსა და მეზოსფეროში მეტეორული წვიმის ძირითადი ნაწილი დედამიწის ზედაპირამდე მისვლამდე იწვის.

ხელმისაწვდომია ინფორმაცია 60-80-ზე ზემოთ ატმოსფერული ფენების შესახებ კმჯერ კიდევ არასაკმარისია საბოლოო დასკვნებისთვის მათში განვითარებული სტრუქტურის, რეჟიმისა და პროცესების შესახებ. თუმცა ცნობილია, რომ ზედა მეზოსფეროში და ქვედა თერმოსფეროში ტემპერატურული რეჟიმი იქმნება მოლეკულური ჟანგბადის (O 2) ატომურ ჟანგბად (O) გადაქცევის შედეგად, რაც ხდება მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების ზემოქმედებით. თერმოსფეროში ტემპერატურულ რეჟიმზე დიდი გავლენაახდენს კორპუსკულური, რენტგენის და. მზის ულტრაიისფერი გამოსხივება. აქ, დღისითაც, ტემპერატურისა და ქარის მკვეთრი ცვლილებებია.

ატმოსფერული იონიზაცია. 60-80 ზევით ატმოსფეროს ყველაზე საინტერესო თვისება კმის არის იონიზაცია,ანუ, დიდი რაოდენობით ელექტრული დამუხტული ნაწილაკების - იონების წარმოქმნის პროცესი. ვინაიდან აირების იონიზაცია დამახასიათებელია ქვედა თერმოსფეროსთვის, მას იონოსფეროსაც უწოდებენ.

იონოსფეროში გაზები ძირითადად ატომურ მდგომარეობაშია. მზის ულტრაიისფერი და კორპუსკულური გამოსხივების ზემოქმედებით, რომლებსაც აქვთ მაღალი ენერგია, ხდება ელექტრონების გაყოფის პროცესი ნეიტრალური ატომებიდან და ჰაერის მოლეკულებიდან. ასეთი ატომები და მოლეკულები, რომლებმაც დაკარგეს ერთი ან მეტი ელექტრონი, დადებითად დამუხტული ხდება და თავისუფალ ელექტრონს შეუძლია კვლავ შეუერთდეს. ნეიტრალური ატომიან მოლეკულას და ანიჭებენ მათ უარყოფითი მუხტით. ამ დადებით და უარყოფითად დამუხტულ ატომებსა და მოლეკულებს ე.წ იონები,და გაზები იონიზირებული,ანუ ვინც მიიღო ელექტრული მუხტი. იონების უფრო მაღალი კონცენტრაციის დროს აირები ხდება ელექტროგამტარი.

იონიზაციის პროცესი ყველაზე ინტენსიურად მიმდინარეობს სქელ ფენებში, რომლებიც შემოიფარგლება 60-80 და 220-400 სიმაღლეებით. კმ.ამ ფენებში იონიზაციის ოპტიმალური პირობებია. აქ ჰაერის სიმკვრივე შესამჩნევად მეტია ვიდრე ზედა ატმოსფეროში და იონიზაციის პროცესისთვის საკმარისია მზის ულტრაიისფერი და კორპუსკულური გამოსხივების შემოდინება.

იონოსფეროს აღმოჩენა მეცნიერების ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი და ბრწყინვალე მიღწევაა. ყოველივე ამის შემდეგ, იონოსფეროს გამორჩეული თვისება არის მისი გავლენა რადიოტალღების გავრცელებაზე. იონიზებულ ფენებში აირეკლება რადიოტალღები და, შესაბამისად, შესაძლებელი ხდება შორ მანძილზე რადიო კომუნიკაცია. დამუხტული ატომები-იონები ასახავს მოკლე რადიოტალღებს და ისინი კვლავ უბრუნდებიან დედამიწის ზედაპირზე, მაგრამ უკვე საკმაო მანძილზე რადიოგადაცემის ადგილიდან. ცხადია, მოკლე რადიოტალღები ამ გზას რამდენჯერმე გადიან და ამით უზრუნველყოფილია შორ მანძილზე რადიოკავშირი. რომ არა იონოსფერო, მაშინ რადიოსადგურის სიგნალების დიდ მანძილზე გადასაცემად საჭირო იქნებოდა ძვირადღირებული რადიო სარელეო ხაზების აშენება.

თუმცა ცნობილია, რომ ხანდახან მოკლეტალღური რადიოკავშირები ირღვევა. ეს ხდება მზეზე ქრომოსფერული აფეთქებების შედეგად, რის გამოც მზის ულტრაიისფერი გამოსხივება მკვეთრად იზრდება, რაც იწვევს იონოსფეროს და დედამიწის მაგნიტური ველის ძლიერ დარღვევას - მაგნიტურ ქარიშხალს. მაგნიტური შტორმის დროს რადიოკავშირი ირღვევა, ვინაიდან დამუხტული ნაწილაკების მოძრაობა დამოკიდებულია მაგნიტურ ველზე. მაგნიტური შტორმის დროს იონოსფერო რადიოტალღებს უარესად ირეკლავს ან კოსმოსში გადადის. ძირითადად მზის აქტივობის ცვლილებით, რასაც თან ახლავს ულტრაიისფერი გამოსხივების მატება, იზრდება იონოსფეროს ელექტრონის სიმკვრივე და რადიოტალღების შეწოვა დღისით, რაც იწვევს მოკლე ტალღის რადიო კომუნიკაციების დარღვევას.

ახალი კვლევის მიხედვით, მძლავრ იონიზებულ ფენაში არის ზონები, სადაც თავისუფალი ელექტრონების კონცენტრაცია ოდნავ უფრო მაღალ კონცენტრაციას აღწევს, ვიდრე მეზობელ ფენებში. ცნობილია ოთხი ასეთი ზონა, რომლებიც განლაგებულია დაახლოებით 60-80, 100-120, 180-200 და 300-400 სიმაღლეებზე. კმდა აღინიშნება ასოებით დ, ე, ფ 1 და ფ 2 . მზის რადიაციის გაზრდით, დამუხტული ნაწილაკები (კორპუსკულები) დედამიწის მაგნიტური ველის გავლენის ქვეშ იხრება მაღალი განედებისაკენ. ატმოსფეროში შესვლისას, სხეულები აძლიერებენ აირების იონიზაციას იმდენად, რამდენადაც იწყება მათი ბზინვარება. Აი როგორ ავრორები- ლამაზი მრავალფერადი რკალების სახით, რომლებიც ანათებენ ღამის ცაზე, ძირითადად დედამიწის მაღალ განედებზე. ავრორას თან ახლავს ძლიერი მაგნიტური ქარიშხალი. ასეთ შემთხვევებში ავრორა ხილული ხდება შუა განედებში, იშვიათ შემთხვევებში კი ტროპიკულ ზონაში. ასე, მაგალითად, 1957 წლის 21-22 იანვარს დაფიქსირებული ინტენსიური ავრორა ჩვენი ქვეყნის თითქმის ყველა სამხრეთ რეგიონში ჩანდა.

რამდენიმე ათეული კილომეტრის მანძილზე მდებარე ორი წერტილიდან ავრორას გადაღებით, ავრორას სიმაღლე დიდი სიზუსტით დგინდება. ავრორა ჩვეულებრივ მდებარეობს დაახლოებით 100 სიმაღლეზე კმ,ხშირად ისინი გვხვდება რამდენიმე ასეული კილომეტრის სიმაღლეზე, ზოგჯერ კი დაახლოებით 1000 დონეზე კმ.მიუხედავად იმისა, რომ ავრორას ბუნება გაირკვა, ამ ფენომენთან დაკავშირებული ჯერ კიდევ ბევრი გადაუჭრელი საკითხია. ავრორას ფორმების მრავალფეროვნების მიზეზები ჯერჯერობით უცნობია.

მესამე საბჭოთა თანამგზავრის მიხედვით, 200 და 1000 სიმაღლეებს შორის კმდღის განმავლობაში ჭარბობს გაყოფილი მოლეკულური ჟანგბადის დადებითი იონები, ანუ ატომური ჟანგბადი (O). საბჭოთა მეცნიერები იონოსფეროს კოსმოსის სერიის ხელოვნური თანამგზავრების დახმარებით სწავლობენ. ამერიკელი მეცნიერები ასევე სწავლობენ იონოსფეროს თანამგზავრების დახმარებით.

ზედაპირი, რომელიც აშორებს თერმოსფეროს ეგზოსფეროსგან, იცვლება მზის აქტივობის ცვლილებებისა და სხვა ფაქტორების მიხედვით. ვერტიკალურად ეს რყევები 100-200-ს აღწევს კმდა მეტი.

ეგზოსფერო (გაფანტული სფერო) - ატმოსფეროს ყველაზე ზედა ნაწილი, რომელიც მდებარეობს 800-ზე ზემოთ კმ.ის ნაკლებად არის შესწავლილი. დაკვირვებისა და თეორიული გამოთვლების მონაცემებით, ტემპერატურა ეგზოსფეროში იზრდება სიმაღლეზე, სავარაუდოდ, 2000°-მდე. ქვედა იონოსფეროსგან განსხვავებით, ეგზოსფეროში გაზები იმდენად იშვიათია, რომ მათი ნაწილაკები მოძრაობენ უზარმაზარი სიჩქარეებითითქმის არასოდეს ხვდებიან ერთმანეთს.

შედარებით ცოტა ხნის წინ, ვარაუდობდნენ, რომ ატმოსფეროს პირობითი საზღვარი მდებარეობს დაახლოებით 1000 სიმაღლეზე. კმ.თუმცა, დედამიწის ხელოვნური თანამგზავრების შენელების საფუძველზე დადგინდა, რომ 700-800 სიმაღლეზე კმ 1-ში სმ 3შეიცავს 160 ათასამდე. დადებითი იონებიატომური ჟანგბადი და აზოტი. ეს საფუძველს იძლევა ვივარაუდოთ, რომ ატმოსფეროს დამუხტული ფენები ვრცელდება კოსმოსში ბევრად უფრო დიდ მანძილზე.

ზე მაღალი ტემპერატურაატმოსფეროს პირობით საზღვარზე გაზის ნაწილაკების სიჩქარე დაახლოებით 12-ს აღწევს კმ/წმამ სიჩქარით აირები თანდათან ტოვებენ მოქმედების არეალს გრავიტაციაპლანეტათაშორის სივრცეში. ეს უკვე დიდი ხანია გრძელდება. მაგალითად, წყალბადის და ჰელიუმის ნაწილაკები რამდენიმე წლის განმავლობაში იშლება პლანეტათაშორის სივრცეში.

ატმოსფეროს მაღალი ფენების შესწავლისას მდიდარი მონაცემები იქნა მიღებული როგორც კოსმოსისა და ელექტრონის სერიის თანამგზავრებიდან, ასევე გეოფიზიკური რაკეტებიდან და კოსმოსური სადგურებიდან Mars-1, Luna-4 და ა.შ. ღირებული იყო ასტრონავტების პირდაპირი დაკვირვებაც. ასე რომ, ვ.ნიკოლაევა-ტერეშკოვას მიერ კოსმოსში გადაღებული ფოტოების მიხედვით, აღმოჩნდა, რომ 19 სიმაღლეზე კმდედამიწიდან არის მტვრის ფენა. ეს კოსმოსური ხომალდის „ვოსხოდის“ ეკიპაჟის მიერ მოპოვებულმა მონაცემებმაც დაადასტურა. როგორც ჩანს, არსებობს მჭიდრო კავშირიმტვრის ფენას შორის და ე.წ მარგალიტის ღრუბლები,ზოგჯერ შეინიშნება დაახლოებით 20-30 სიმაღლეზეკმ.

ატმოსფეროდან გარე სივრცემდე. წინა ვარაუდები, რომ დედამიწის ატმოსფეროს გარეთ, პლანეტათაშორის

სივრცეში, აირები ძალიან იშვიათია და ნაწილაკების კონცენტრაცია არ აღემატება რამდენიმე ერთეულს 1-ში სმ 3,არ გაამართლეს. კვლევებმა აჩვენა, რომ დედამიწასთან ახლოს სივრცე სავსეა დამუხტული ნაწილაკებით. ამის საფუძველზე წამოაყენეს ჰიპოთეზა დედამიწის ირგვლივ ზონების არსებობის შესახებ დამუხტული ნაწილაკების საგრძნობლად გაზრდილი შემცველობით, ე.ი. რადიაციული ქამრები- შიდა და გარე. ახალი მონაცემები დაეხმარა გარკვევას. აღმოჩნდა, რომ ასევე არის დამუხტული ნაწილაკები შიდა და გარე გამოსხივების სარტყლებს შორის. მათი რიცხვი იცვლება გეომაგნიტური და მზის აქტივობის მიხედვით. ამრიგად, ახალი ვარაუდის მიხედვით, რადიაციული სარტყლების ნაცვლად არის რადიაციული ზონები მკაფიოდ განსაზღვრული საზღვრების გარეშე. რადიაციული ზონების საზღვრები იცვლება მზის აქტივობის მიხედვით. მისი გაძლიერებით, ანუ როდესაც მზეზე ჩნდება ასობით ათასი კილომეტრის მანძილზე გამოდევნილი გაზის ლაქები და ნაკადები, დინება იზრდება. კოსმოსური ნაწილაკები, რომელიც კვებავს დედამიწის რადიაციულ ზონებს.

რადიაციული ზონები საშიშია კოსმოსური ხომალდით მფრინავი ადამიანებისთვის. აქედან გამომდინარე, კოსმოსში გაფრენამდე დგინდება რადიაციული ზონების მდგომარეობა და პოზიცია და კოსმოსური ხომალდის ორბიტა ისეა არჩეული, რომ ის გადის გაზრდილი რადიაციის რეგიონების გარეთ. თუმცა, ატმოსფეროს მაღალი ფენები, ისევე როგორც დედამიწასთან ახლოს მდებარე კოსმოსი, ჯერ არ არის საკმარისად შესწავლილი.

ატმოსფეროს მაღალი ფენების და დედამიწის მახლობლად სივრცის შესწავლისას გამოყენებულია კოსმოსის სერიის თანამგზავრებიდან და კოსმოსური სადგურებიდან მიღებული მდიდარი მონაცემები.

ატმოსფეროს მაღალი ფენები ყველაზე ნაკლებად არის შესწავლილი. თუმცა თანამედროვე მეთოდებიმისი კვლევა საშუალებას გვაძლევს ვიმედოვნებთ, რომ უახლოეს წლებში ადამიანი გაიგებს ატმოსფეროს სტრუქტურის ბევრ დეტალს, რომლის ფსკერზეც ცხოვრობს.

დასასრულს წარმოგიდგენთ ატმოსფეროს სქემატურ ვერტიკალურ მონაკვეთს (ნახ. 7). აქ სიმაღლეები კილომეტრებში და ჰაერის წნევა მილიმეტრებში გამოსახულია ვერტიკალურად, ხოლო ტემპერატურა ჰორიზონტალურად. მყარი მრუდი გვიჩვენებს ჰაერის ტემპერატურის ცვლილებას სიმაღლესთან ერთად. შესაბამის სიმაღლეებზე და ძირითადი მოვლენებიდაფიქსირდა ატმოსფეროში, აგრეთვე რადიოზონდებისა და ატმოსფერული ჟღერადობის სხვა საშუალებებით მიღწეული მაქსიმალური სიმაღლეები.