ატმოსფერო ჩვენი პლანეტის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტია. სწორედ ის „აფარებს“ ადამიანებს გარე კოსმოსის მკაცრი პირობებისგან, როგორიცაა მზის რადიაცია და კოსმოსური ნამსხვრევები. თუმცა, ბევრი ფაქტი ატმოსფეროს შესახებ ადამიანების უმეტესობისთვის უცნობია.

1. ცის ნამდვილი ფერი

მიუხედავად იმისა, რომ ძნელი დასაჯერებელია, ცა სინამდვილეში მეწამულია. როდესაც სინათლე ატმოსფეროში შედის, ჰაერი და წყლის ნაწილაკები შთანთქავენ სინათლეს და ფანტავს მას. ამავდროულად, იისფერი ფერი ყველაზე მეტად იფანტება, რის გამოც ადამიანები ხედავენ ცისფერ ცას.

2. ექსკლუზიური ელემენტი დედამიწის ატმოსფეროში

როგორც ბევრს ახსოვს სკოლიდან, დედამიწის ატმოსფერო შედგება დაახლოებით 78% აზოტის, 21% ჟანგბადისა და არგონის, ნახშირორჟანგის და სხვა გაზების მცირე მინარევებისაგან. მაგრამ ცოტამ თუ იცის, რომ ჩვენი ატმოსფერო ერთადერთია, რომელიც ჯერჯერობით მეცნიერებმა აღმოაჩინეს (გარდა კომეტა 67P-ისა), რომელსაც აქვს თავისუფალი ჟანგბადი. იმის გამო, რომ ჟანგბადი არის უაღრესად რეაქტიული გაზი, ის ხშირად რეაგირებს კოსმოსში არსებულ სხვა ქიმიკატებთან. დედამიწაზე მისი სუფთა ფორმა პლანეტას საცხოვრებლად ხდის.

3. თეთრი ზოლი ცაში

რა თქმა უნდა, ზოგიერთს ზოგჯერ უკვირდა, რატომ რჩება ცაში თეთრი ზოლი რეაქტიული თვითმფრინავის უკან. ეს თეთრი ბილიკები, რომლებიც ცნობილია როგორც კონტრაილი, იქმნება, როდესაც თვითმფრინავის ძრავის ცხელი, ტენიანი გამონაბოლქვი აირები ერევა უფრო ცივ გარე ჰაერს. გამონაბოლქვი აირების წყლის ორთქლი იყინება და ხილული ხდება.

4. ატმოსფეროს ძირითადი ფენები

დედამიწის ატმოსფერო შედგება ხუთი ძირითადი ფენისგან, რაც შესაძლებელს ხდის პლანეტაზე სიცოცხლეს. პირველი მათგანი, ტროპოსფერო, ვრცელდება ზღვის დონიდან ეკვატორამდე დაახლოებით 17 კმ სიმაღლეზე. ამინდის მოვლენების უმეტესობა მასში ხდება.

5. ოზონის შრე

ატმოსფეროს შემდეგი ფენა, სტრატოსფერო, ეკვატორზე დაახლოებით 50 კმ სიმაღლეს აღწევს. ის შეიცავს ოზონის შრეს, რომელიც იცავს ადამიანებს საშიში ულტრაიისფერი სხივებისგან. მიუხედავად იმისა, რომ ეს ფენა ტროპოსფეროს ზემოთაა, ის შესაძლოა უფრო თბილი იყოს მზის სხივებისგან შთანთქმის ენერგიის გამო. სტრატოსფეროში რეაქტიული თვითმფრინავების და ამინდის ბუშტების უმეტესობა დაფრინავს. თვითმფრინავებს შეუძლიათ მასში უფრო სწრაფად ფრენა, რადგან მათზე ნაკლებად მოქმედებს გრავიტაცია და ხახუნი. მეორეს მხრივ, ამინდის ბუშტებს შეუძლიათ უკეთესი წარმოდგენა მიიღონ ქარიშხლებზე, რომელთა უმეტესობა ტროპოსფეროში უფრო დაბალია.

6. მეზოსფერო

მეზოსფერო არის შუა ფენა, რომელიც ვრცელდება პლანეტის ზედაპირიდან 85 კმ სიმაღლეზე. მისი ტემპერატურა მერყეობს დაახლოებით -120°C. მეტეორების უმეტესობა, რომლებიც დედამიწის ატმოსფეროში შედიან, მეზოსფეროში იწვის. ბოლო ორი ფენა, რომელიც კოსმოსში გადის, არის თერმოსფერო და ეგზოსფერო.

7. ატმოსფეროს გაქრობა

დედამიწამ დიდი ალბათობით რამდენჯერმე დაკარგა ატმოსფერო. როდესაც პლანეტა დაფარული იყო მაგმის ოკეანეებით, მასიური ვარსკვლავთშორისი ობიექტები დაეჯახა მას. ამ ზემოქმედებამ, რომელმაც ასევე შექმნა მთვარე, შესაძლოა პირველად შექმნა პლანეტის ატმოსფერო.

8. ატმოსფერული აირები რომ არ იყოს...

ატმოსფეროში სხვადასხვა გაზების გარეშე, დედამიწა ძალიან ცივი იქნებოდა ადამიანის არსებობისთვის. წყლის ორთქლი, ნახშირორჟანგი და სხვა ატმოსფერული აირები შთანთქავს მზის სითბოს და „ავრცელებს“ მას პლანეტის ზედაპირზე, რაც ხელს უწყობს სასიცოცხლო კლიმატის შექმნას.

9. ოზონის შრის ფორმირება

ცნობილი (და რაც მთავარია აუცილებელი) ოზონის ფენა შეიქმნა, როდესაც ჟანგბადის ატომები რეაგირებდნენ მზის ულტრაიისფერ შუქთან და წარმოქმნიდნენ ოზონს. ეს არის ოზონი, რომელიც შთანთქავს მზის მავნე გამოსხივების უმეტეს ნაწილს. მიუხედავად მისი მნიშვნელობისა, ოზონის ფენა შედარებით ცოტა ხნის წინ ჩამოყალიბდა მას შემდეგ, რაც ოკეანეებში საკმარისი სიცოცხლე გაჩნდა, რათა ატმოსფეროში გამოუშვას ჟანგბადის რაოდენობა, რომელიც საჭიროა ოზონის მინიმალური კონცენტრაციის შესაქმნელად.

10. იონოსფერო

იონოსფეროს ასე ეწოდა, რადგან კოსმოსიდან და მზიდან მომდინარე მაღალი ენერგიის ნაწილაკები ხელს უწყობენ იონების წარმოქმნას, რაც პლანეტის ირგვლივ „ელექტრული ფენის“ შექმნას უწყობს ხელს. როდესაც არ არსებობდა თანამგზავრები, ეს ფენა დაეხმარა რადიოტალღების ასახვას.

11. მჟავე წვიმა

მჟავე წვიმა, რომელიც ანადგურებს მთელ ტყეებს და ანგრევს წყლის ეკოსისტემებს, ატმოსფეროში იქმნება, როდესაც გოგირდის დიოქსიდის ან აზოტის ოქსიდის ნაწილაკები წყლის ორთქლს ერევა და წვიმის სახით ეცემა მიწაზე. ეს ქიმიური ნაერთები ბუნებაშიც გვხვდება: გოგირდის დიოქსიდი წარმოიქმნება ვულკანური ამოფრქვევის დროს, აზოტის ოქსიდი კი ელვისებური დარტყმის დროს.

12. Lightning Power

ელვა იმდენად ძლიერია, რომ მხოლოდ ერთ გამონადენს შეუძლია მიმდებარე ჰაერის გაცხელება 30000°C-მდე. სწრაფი გათბობა იწვევს ახლომდებარე ჰაერის ფეთქებადი გაფართოებას, რომელიც ისმის ბგერის ტალღის სახით, რომელსაც ჭექა-ქუხილი ეწოდება.

Aurora Borealis და Aurora Australis (ჩრდილოეთი და სამხრეთი ავრორა) გამოწვეულია ატმოსფეროს მეოთხე დონეზე, თერმოსფეროში მიმდინარე იონური რეაქციებით. როდესაც ძლიერ დამუხტული მზის ქარის ნაწილაკები ეჯახება ჰაერის მოლეკულებს პლანეტის მაგნიტურ პოლუსებზე, ისინი ანათებენ და ქმნიან ბრწყინვალე შუქურ შოუებს.

14. მზის ჩასვლა

მზის ჩასვლა ხშირად დამწვარი ცას ჰგავს, რადგან მცირე ატმოსფერული ნაწილაკები ფანტავენ სინათლეს და ირეკლავენ მას ნარინჯისფერ და ყვითელ ფერებში. იგივე პრინციპი ეფუძნება ცისარტყელას ფორმირებას.

2013 წელს მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, რომ პატარა მიკრობებს შეუძლიათ დედამიწის ზედაპირიდან მრავალი კილომეტრის სიმაღლეზე გადარჩენა. პლანეტაზე 8-15 კმ სიმაღლეზე აღმოაჩინეს მიკრობები, რომლებიც ანადგურებენ ორგანულ ქიმიკატებს, რომლებიც ატმოსფეროში ცურავდნენ, მათზე "იკვებებიან".

აპოკალიფსის თეორიისა და სხვა საშინელებათა ისტორიების მიმდევრები დაინტერესდებიან ამის შესახებ.

ატმოსფერო არის ის, რაც შესაძლებელს ხდის სიცოცხლეს დედამიწაზე. ჩვენ ვიღებთ პირველ ინფორმაციას და ფაქტებს დაწყებით სკოლაში არსებული ატმოსფეროს შესახებ. გიმნაზიაში უკვე უფრო კარგად ვიცნობთ ამ ცნებას გეოგრაფიის გაკვეთილებზე.

დედამიწის ატმოსფეროს კონცეფცია

ატმოსფერო არის არა მხოლოდ დედამიწაზე, არამედ სხვა ციურ სხეულებშიც. ეს არის პლანეტების მიმდებარე აირისებრი გარსის სახელი. სხვადასხვა პლანეტის ამ გაზის ფენის შემადგენლობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება. მოდით შევხედოთ ძირითად ინფორმაციას და ფაქტებს სხვაგვარად წოდებული ჰაერის შესახებ.

მისი ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტია ჟანგბადი. ზოგიერთი შეცდომით ფიქრობს, რომ დედამიწის ატმოსფერო მთლიანად ჟანგბადისგან შედგება, მაგრამ ჰაერი სინამდვილეში აირების ნაზავია. შეიცავს 78% აზოტს და 21% ჟანგბადს. დარჩენილი ერთი პროცენტი მოიცავს ოზონს, არგონს, ნახშირორჟანგს, წყლის ორთქლს. დაე, ამ აირების პროცენტი იყოს მცირე, მაგრამ ისინი ასრულებენ მნიშვნელოვან ფუნქციას - ისინი შთანთქავენ მზის სხივური ენერგიის მნიშვნელოვან ნაწილს, რითაც ხელს უშლიან მნათობს, რომ ჩვენს პლანეტაზე მთელი სიცოცხლე ფერფლად აქციოს. ატმოსფეროს თვისებები იცვლება სიმაღლესთან ერთად. მაგალითად, 65 კმ სიმაღლეზე აზოტი არის 86%, ჟანგბადი კი 19%.

დედამიწის ატმოსფეროს შემადგენლობა

• Ნახშირორჟანგიაუცილებელია მცენარეთა კვებისათვის. ატმოსფეროში ჩნდება ცოცხალი ორგანიზმების სუნთქვის პროცესის, ლპობის, წვის შედეგად. მისი არარსებობა ატმოსფეროს შემადგენლობაში შეუძლებელს გახდის მცენარის არსებობას.
• ჟანგბადიადამიანისთვის ატმოსფეროს სასიცოცხლო კომპონენტია. მისი არსებობა ყველა ცოცხალი ორგანიზმის არსებობის პირობაა. იგი შეადგენს ატმოსფერული აირების მთლიანი მოცულობის დაახლოებით 20%-ს.
• ოზონიეს არის მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების ბუნებრივი შთამნთქმელი, რომელიც უარყოფითად მოქმედებს ცოცხალ ორგანიზმებზე. მისი უმეტესობა ქმნის ატმოსფეროს ცალკეულ ფენას - ოზონის ეკრანს. ბოლო დროს ადამიანის საქმიანობამ განაპირობა ის, რომ იგი თანდათანობით იწყებს ნგრევას, მაგრამ რადგან მას დიდი მნიშვნელობა აქვს, აქტიური მუშაობა მიმდინარეობს მის შესანარჩუნებლად და აღდგენისთვის.
• წყლის ორთქლიგანსაზღვრავს ჰაერის ტენიანობას. მისი შემცველობა შეიძლება განსხვავდებოდეს სხვადასხვა ფაქტორების მიხედვით: ჰაერის ტემპერატურა, გეოგრაფიული მდებარეობა, სეზონი. დაბალ ტემპერატურაზე ჰაერში წყლის ორთქლი ძალიან ცოტაა, შესაძლოა ერთ პროცენტზე ნაკლები, ხოლო მაღალ ტემპერატურაზე მისი რაოდენობა 4%-ს აღწევს.
• ყოველივე ზემოთქმულის გარდა, დედამიწის ატმოსფეროს შემადგენლობაში ყოველთვის არის გარკვეული პროცენტი მყარი და თხევადი მინარევები. ეს არის ჭვარტლი, ნაცარი, ზღვის მარილი, მტვერი, წყლის წვეთები, მიკროორგანიზმები. მათ შეუძლიათ ჰაერში შეღწევა როგორც ბუნებრივად, ასევე ანთროპოგენური საშუალებებით.

ატმოსფეროს ფენები

და ტემპერატურა, სიმკვრივე და ჰაერის ხარისხობრივი შემადგენლობა არ არის იგივე სხვადასხვა სიმაღლეებზე. ამის გამო ჩვეულებრივია ატმოსფეროს სხვადასხვა ფენების გამოყოფა. თითოეულ მათგანს აქვს თავისი მახასიათებელი. მოდით გავარკვიოთ ატმოსფეროს რომელი ფენები გამოირჩევა:

• ტროპოსფერო არის ატმოსფეროს ფენა, რომელიც ყველაზე ახლოს არის დედამიწის ზედაპირთან. მისი სიმაღლე პოლუსებიდან 8-10 კმ-ია, ტროპიკებში 16-18 კმ. აქ არის ატმოსფეროში არსებული წყლის ორთქლის 90%, ამიტომ ღრუბლების აქტიური ფორმირება ხდება. ასევე ამ ფენაში არის ისეთი პროცესები, როგორიცაა ჰაერის მოძრაობა (ქარი), ტურბულენტობა, კონვექცია. ტემპერატურა ტროპიკებში თბილ სეზონზე შუადღისას +45 გრადუსიდან პოლუსებზე -65 გრადუსამდე მერყეობს.
• სტრატოსფერო ატმოსფეროდან მეორე ყველაზე დაშორებული ფენაა. მდებარეობს 11-დან 50 კმ-მდე სიმაღლეზე. სტრატოსფეროს ქვედა ფენაში ტემპერატურა დაახლოებით -55-ია, დედამიწიდან მანძილისკენ +1˚С-მდე იზრდება. ამ რეგიონს ინვერსია ეწოდება და არის საზღვარი სტრატოსფეროსა და მეზოსფეროს შორის.
• მეზოსფერო მდებარეობს 50-დან 90 კმ-მდე სიმაღლეზე. მის ქვედა საზღვარზე ტემპერატურა დაახლოებით 0-ს შეადგენს, ზედა კი -80...-90 ˚С-ს აღწევს. დედამიწის ატმოსფეროში შემავალი მეტეორიტები მთლიანად იწვის მეზოსფეროში, რაც იწვევს აქ ჰაერის ნათებას.
• თერმოსფეროს სისქე დაახლოებით 700 კმ-ია. ჩრდილოეთის ნათება ატმოსფეროს ამ ფენაში ჩნდება. ისინი ჩნდებიან კოსმოსური გამოსხივებისა და მზიდან გამოსხივების მოქმედების გამო.
• ეგზოსფერო არის ჰაერის დისპერსიის ზონა. აქ გაზების კონცენტრაცია მცირეა და ხდება მათი თანდათანობითი გაქცევა პლანეტათაშორის სივრცეში.

დედამიწის ატმოსფეროსა და კოსმოსს შორის საზღვარი ითვლება 100 კმ ზოლად. ამ ხაზს კარმანის ხაზს უწოდებენ.

ატმოსფერული წნევა

ამინდის პროგნოზის მოსმენისას ხშირად გვესმის ბარომეტრიული წნევის მაჩვენებლები. მაგრამ რას ნიშნავს ატმოსფერული წნევა და როგორ შეიძლება გავლენა იქონიოს ჩვენზე?

ჩვენ გავარკვიეთ, რომ ჰაერი შედგება გაზებისა და მინარევებისაგან. თითოეულ ამ კომპონენტს აქვს თავისი წონა, რაც ნიშნავს, რომ ატმოსფერო არ არის უწონო, როგორც მე-17 საუკუნემდე ითვლებოდა. ატმოსფერული წნევა არის ძალა, რომლითაც ატმოსფეროს ყველა ფენა ზეწოლას ახდენს დედამიწის ზედაპირზე და ყველა ობიექტზე.

მეცნიერებმა ჩაატარეს რთული გამოთვლები და დაადასტურეს, რომ ატმოსფერო 10 333 კგ ძალით იჭერს ერთ კვადრატულ მეტრ ფართობს. ეს ნიშნავს, რომ ადამიანის ორგანიზმი ექვემდებარება ჰაერის წნევას, რომლის წონა 12-15 ტონაა. რატომ არ ვგრძნობთ ამას? ის გვზოგავს მის შინაგან წნევას, რომელიც აბალანსებს გარე წნევას. თქვენ შეგიძლიათ იგრძნოთ ატმოსფეროს წნევა თვითმფრინავში ყოფნისას ან მთაში მაღლა ყოფნისას, რადგან ატმოსფერული წნევა სიმაღლეზე გაცილებით ნაკლებია. ამ შემთხვევაში შესაძლებელია ფიზიკური დისკომფორტი, ყურების ჩახშობა, თავბრუსხვევა.

ირგვლივ არსებულ ატმოსფეროზე ბევრის თქმა შეიძლება. ჩვენ ვიცით ბევრი საინტერესო ფაქტი მის შესახებ და ზოგიერთი მათგანი შეიძლება გასაკვირი მოგეჩვენოთ:

• დედამიწის ატმოსფეროს წონა შეადგენს 5,300,000,000,000,000 ტონას.
• ეს ხელს უწყობს ხმის გადაცემას. 100 კმ-ზე მეტ სიმაღლეზე ეს თვისება ქრება ატმოსფეროს შემადგენლობის ცვლილების გამო.
• ატმოსფეროს მოძრაობა პროვოცირებულია დედამიწის ზედაპირის არათანაბარი გათბობით.
• თერმომეტრი გამოიყენება ჰაერის ტემპერატურის გასაზომად, ხოლო ბარომეტრი გამოიყენება ატმოსფერული წნევის გასაზომად.
• ატმოსფეროს არსებობა იცავს ჩვენს პლანეტას ყოველდღიურად 100 ტონა მეტეორიტისგან.
• ჰაერის შემადგენლობა დაფიქსირდა რამდენიმე ასეული მილიონი წლის განმავლობაში, მაგრამ დაიწყო ცვლილება სწრაფი ინდუსტრიული აქტივობის დაწყებისთანავე.
• ითვლება, რომ ატმოსფერო ვრცელდება ზევით 3000 კმ სიმაღლეზე.

ატმოსფეროს ღირებულება ადამიანებისთვის

ატმოსფეროს ფიზიოლოგიური ზონა 5 კმ-ია. ზღვის დონიდან 5000 მ სიმაღლეზე ადამიანი იწყებს ჟანგბადის შიმშილს, რაც გამოიხატება მისი შრომისუნარიანობის დაქვეითებით და კეთილდღეობის გაუარესებით. ეს აჩვენებს, რომ ადამიანი ვერ გადარჩება ისეთ სივრცეში, სადაც გაზების ეს საოცარი ნაზავი არ არსებობს.

ყველა ინფორმაცია და ფაქტი ატმოსფეროს შესახებ მხოლოდ ადასტურებს მის მნიშვნელობას ადამიანებისთვის. მისი არსებობის წყალობით გაჩნდა დედამიწაზე სიცოცხლის განვითარების შესაძლებლობა. უკვე დღეს, როდესაც შევაფასეთ იმ ზიანის ხარისხი, რომლის მიყენებაც კაცობრიობას შეუძლია თავისი ქმედებებით სიცოცხლის მომტან ჰაერზე, უნდა ვიფიქროთ შემდგომ ზომებზე ატმოსფეროს შესანარჩუნებლად და აღდგენისთვის.

10,045×10 3 J/(კგ*K) (ტემპერატურულ დიაპაზონში 0-100°C), C v 8,3710*10 3 ჯ/(კგ*K) (0-1500°C). ჰაერის ხსნადობა წყალში 0°C ტემპერატურაზე არის 0,036%, 25°C - 0,22%.

ატმოსფეროს შემადგენლობა

ატმოსფეროს ფორმირების ისტორია

ადრეული ისტორია

ამჟამად მეცნიერებას არ შეუძლია დედამიწის ფორმირების ყველა სტადიის 100%-იანი სიზუსტით მიკვლევა. ყველაზე გავრცელებული თეორიის მიხედვით, დედამიწის ატმოსფერო დროთა განმავლობაში ოთხი განსხვავებული შემადგენლობით იყო. თავდაპირველად იგი შედგებოდა მსუბუქი აირებისგან (წყალბადი და ჰელიუმი), რომლებიც დატყვევებული იყო პლანეტათაშორისი სივრციდან. ეს ე.წ პირველადი ატმოსფერო. შემდეგ ეტაპზე აქტიურმა ვულკანურმა აქტივობამ გამოიწვია ატმოსფეროს გაჯერება წყალბადის გარდა სხვა გაზებით (ნახშირწყალბადები, ამიაკი, წყლის ორთქლი). Აი როგორ მეორადი ატმოსფერო. ეს ატმოსფერო აღმდგენი იყო. გარდა ამისა, ატმოსფეროს ფორმირების პროცესი განისაზღვრა შემდეგი ფაქტორებით:

• წყალბადის მუდმივი გაჟონვა პლანეტათაშორის სივრცეში;
• 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).

სიცოცხლისა და ჟანგბადის გაჩენა

დედამიწაზე ცოცხალი ორგანიზმების გამოჩენასთან ერთად ფოტოსინთეზის შედეგად, რომელსაც თან ახლავს ჟანგბადის გამოყოფა და ნახშირორჟანგის შთანთქმა, ატმოსფეროს შემადგენლობის შეცვლა დაიწყო. თუმცა, არსებობს მონაცემები (ატმოსფერული ჟანგბადის იზოტოპური შემადგენლობის ანალიზი და ფოტოსინთეზის დროს გამოთავისუფლებული), რომლებიც მოწმობენ ატმოსფერული ჟანგბადის გეოლოგიური წარმოშობის სასარგებლოდ.

თავდაპირველად ჟანგბადი იხარჯებოდა შემცირებული ნაერთების დაჟანგვაზე - ნახშირწყალბადები, ოკეანეებში შემავალი რკინის შავი ფორმა და ა.შ. ამ ეტაპის ბოლოს ატმოსფეროში ჟანგბადის შემცველობამ დაიწყო ზრდა.

1990-იან წლებში ჩატარდა ექსპერიმენტები დახურული ეკოლოგიური სისტემის შესაქმნელად („ბიოსფერო 2“), რომლის დროსაც შეუძლებელი იყო ჰაერის ერთი შემადგენლობით სტაბილური სისტემის შექმნა. მიკროორგანიზმების გავლენამ გამოიწვია ჟანგბადის დონის დაქვეითება და ნახშირორჟანგის რაოდენობის ზრდა.

აზოტი

დიდი რაოდენობით N 2-ის წარმოქმნა განპირობებულია პირველადი ამიაკი-წყალბადის ატმოსფეროს დაჟანგვით მოლეკულური O 2-ით, რომელმაც დაიწყო პლანეტის ზედაპირიდან მოსვლა ფოტოსინთეზის შედეგად, როგორც მოსალოდნელი იყო, დაახლოებით 3 მილიარდი წლის წინ. (სხვა ვერსიით, ატმოსფერული ჟანგბადი გეოლოგიური წარმოშობისაა). აზოტი იჟანგება NO-მდე ზედა ატმოსფეროში, გამოიყენება მრეწველობაში და აკავშირებს აზოტის დამამყარებელ ბაქტერიებს, ხოლო N 2 გამოიყოფა ატმოსფეროში ნიტრატების და აზოტის შემცველი სხვა ნაერთების დენიტრიფიკაციის შედეგად.

აზოტი N 2 არის ინერტული აირი და რეაგირებს მხოლოდ კონკრეტულ პირობებში (მაგალითად, ელვისებური გამონადენის დროს). მისი დაჟანგვა და ბიოლოგიურ ფორმად გარდაქმნა შესაძლებელია ციანობაქტერიებით, ზოგიერთი ბაქტერიით (მაგალითად, კვანძოვანი ბაქტერიები, რომლებიც ქმნიან რიზობიულ სიმბიოზს პარკოსანებთან).

მოლეკულური აზოტის დაჟანგვა ელექტრული გამონადენით გამოიყენება აზოტოვანი სასუქების სამრეწველო წარმოებაში და ამან ასევე გამოიწვია ჩილეს ატაკამის უდაბნოში მარილის უნიკალური საბადოების წარმოქმნა.

კეთილშობილური აირები

საწვავის წვა არის დამაბინძურებელი აირების ძირითადი წყარო (CO , NO, SO 2). გოგირდის დიოქსიდი იჟანგება ჰაერით O 2 - SO 3 ზედა ატმოსფეროში, რომელიც ურთიერთქმედებს H 2 O და NH 3 ორთქლებთან და შედეგად H 2 SO 4 და (NH 4) 2 SO 4 ბრუნდება დედამიწის ზედაპირზე ნალექებთან ერთად. . შიდა წვის ძრავების გამოყენება იწვევს ჰაერის მნიშვნელოვან დაბინძურებას აზოტის ოქსიდებით, ნახშირწყალბადებით და Pb ნაერთებით.

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

ატმოსფეროს სტრუქტურა და ინდივიდუალური ჭურვების მახასიათებლები

ატმოსფეროს ფიზიკურ მდგომარეობას ამინდი და კლიმატი განსაზღვრავს. ატმოსფეროს ძირითადი პარამეტრები: ჰაერის სიმკვრივე, წნევა, ტემპერატურა და შემადგენლობა. სიმაღლის მატებასთან ერთად ჰაერის სიმკვრივე და ატმოსფერული წნევა მცირდება. ტემპერატურა ასევე იცვლება სიმაღლის ცვლილებასთან ერთად. ატმოსფეროს ვერტიკალურ სტრუქტურას ახასიათებს განსხვავებული ტემპერატურული და ელექტრული თვისებები, ჰაერის განსხვავებული პირობები. ატმოსფეროში ტემპერატურიდან გამომდინარე, განასხვავებენ შემდეგ ძირითად ფენებს: ტროპოსფერო, სტრატოსფერო, მეზოსფერო, თერმოსფერო, ეგზოსფერო (გაფანტვის სფერო). ატმოსფეროს გარდამავალ უბნებს მეზობელ ჭურვებს შორის ეწოდება ტროპოპაუზა, სტრატოპაუზა და ა.შ.

ტროპოსფერო

სტრატოსფერო

ულტრაიისფერი გამოსხივების მოკლე ტალღის სიგრძის ნაწილის უმეტესი ნაწილი (180-200 ნმ) ინახება სტრატოსფეროში და გარდაიქმნება მოკლე ტალღების ენერგია. ამ სხივების გავლენით იცვლება მაგნიტური ველები, იშლება მოლეკულები, ხდება იონიზაცია, გაზების და სხვა ქიმიური ნაერთების ახალი წარმოქმნა. ეს პროცესები შეიძლება შეინიშნოს ჩრდილოეთის განათების, ელვისა და სხვა ნათების სახით.

სტრატოსფეროში და მაღალ ფენებში, მზის გამოსხივების გავლენით, გაზის მოლეკულები იშლება - ატომებად (80 კმ-ზე ზემოთ, CO 2 და H 2 დისოცირდება, 150 კმ-ზე ზემოთ - O 2, 300 კმ-ზე ზემოთ - H 2). 100-400 კმ სიმაღლეზე აირების იონიზაცია ასევე ხდება იონოსფეროში; 320 კმ სიმაღლეზე დამუხტული ნაწილაკების კონცენტრაცია (O + 2, O − 2, N + 2) არის ~ 1/300. ნეიტრალური ნაწილაკების კონცენტრაცია. ატმოსფეროს ზედა ფენებში არის თავისუფალი რადიკალები - OH, HO 2 და ა.შ.

სტრატოსფეროში წყლის ორთქლი თითქმის არ არის.

მეზოსფერო

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 სტრატოსფეროში 0°С-დან მეზოსფეროში -110°С-მდე ეცემა. 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 ეგრეთ წოდებულ ახლო კოსმოსურ ვაკუუმში, რომელიც ივსება პლანეტათაშორისი აირის უაღრესად იშვიათი ნაწილაკებით, ძირითადად წყალბადის ატომებით. მაგრამ ეს გაზი მხოლოდ პლანეტათაშორისი მატერიის ნაწილია. მეორე ნაწილი კომეტური და მეტეორიული წარმოშობის მტვრის მსგავსი ნაწილაკებისგან შედგება. გარდა ამ უკიდურესად იშვიათი ნაწილაკებისა, ამ სივრცეში აღწევს მზის და გალაქტიკური წარმოშობის ელექტრომაგნიტური და კორპუსკულური გამოსხივება.

ტროპოსფერო შეადგენს ატმოსფეროს მასის დაახლოებით 80%-ს, სტრატოსფეროს 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 მდებარეობს ატმოსფეროს კარგად შერეული, ერთგვაროვანი ნაწილი, რომელსაც ჰომოსფერო ეწოდება. ამ ფენებს შორის საზღვარს ტურბოპაუზა ეწოდება, ის დაახლოებით 120 კმ სიმაღლეზე მდებარეობს.

ატმოსფერული თვისებები

ზღვის დონიდან უკვე 5 კმ სიმაღლეზე, გაუწვრთნელ ადამიანს უვითარდება ჟანგბადის შიმშილი და ადაპტაციის გარეშე, საგრძნობლად იკლებს ადამიანის შრომისუნარიანობა. 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. ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევა ალვეოლურ ჰაერში ნორმალური ატმოსფერული წნევის დროს არის 110 მმ Hg. არტ., ნახშირორჟანგის წნევა - 40 მმ Hg. არტ., და წყლის ორთქლი -47 მმ Hg. Ხელოვნება. სიმაღლის მატებასთან ერთად, ჟანგბადის წნევა ეცემა, ხოლო წყლის ორთქლისა და ნახშირორჟანგის მთლიანი წნევა ფილტვებში თითქმის მუდმივი რჩება - 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 საკმარისად შემცირებით, 36 კმ-ზე მეტ სიმაღლეზე, მაიონებელი გამოსხივება, პირველადი კოსმოსური სხივები, ინტენსიურად მოქმედებს სხეულზე; 40 კმ-ზე მეტ სიმაღლეზე მოქმედებს ადამიანისთვის საშიში მზის სპექტრის ულტრაიისფერი ნაწილი.

ჰაერის გარსს, რომელიც გარს აკრავს ჩვენს პლანეტას და მასთან ერთად ბრუნავს, ატმოსფერო ეწოდება. ატმოსფეროს მთლიანი მასის ნახევარი კონცენტრირებულია ქვედა 5 კმ-ზე, ხოლო მასის სამი მეოთხედი ქვედა 10 კმ-ზე. ზემოთ ჰაერი გაცილებით იშვიათია, თუმცა მისი ნაწილაკები დედამიწის ზედაპირიდან 2000-3000 კმ სიმაღლეზე გვხვდება.

ჰაერი, რომელსაც ჩვენ ვსუნთქავთ, არის გაზების ნაზავი. ყველაზე მეტად ის შეიცავს აზოტს - 78% და ჟანგბადს - 21%. არგონი 1%-ზე ნაკლებია და 0,03% არის ნახშირორჟანგი. მრავალი სხვა აირი, როგორიცაა კრიპტონი, ქსენონი, ნეონი, ჰელიუმი, წყალბადი, ოზონი და სხვა, შეადგენს პროცენტის მეათასედს და მემილიონედს. ჰაერი ასევე შეიცავს წყლის ორთქლს, სხვადასხვა ნივთიერების ნაწილაკებს, ბაქტერიებს, მტვერს და კოსმოსურ მტვერს.

ატმოსფერო რამდენიმე ფენისგან შედგება. დედამიწის ზედაპირიდან 10-15 კმ სიმაღლემდე ქვედა ფენას ტროპოსფერო ეწოდება. იგი თბება დედამიწიდან, ამიტომ ჰაერის ტემპერატურა აქ სიმაღლით ეცემა 6°C-ით 1 კილომეტრზე ასვლისას. თითქმის მთელი წყლის ორთქლი ტროპოსფეროშია და თითქმის ყველა ღრუბელი იქმნება - შენიშვნა.. ტროპოსფეროს სიმაღლე პლანეტის სხვადასხვა განედებზე ერთნაირი არ არის. ის აწევა პოლუსებიდან 9 კმ-მდე, ზომიერი განედებზე 10-12 კმ-მდე, ეკვატორზე 15 კმ-მდე. ტროპოსფეროში მიმდინარე პროცესები - ჰაერის მასების ფორმირება და მოძრაობა, ციკლონებისა და ანტიციკლონების წარმოქმნა, ღრუბლების გამოჩენა და ნალექები - განსაზღვრავს ამინდს და კლიმატს დედამიწის ზედაპირთან ახლოს.

ტროპოსფეროს ზემოთ არის სტრატოსფერო, რომელიც ვრცელდება 50-55 კმ-მდე. ტროპოსფერო და სტრატოსფერო გამოყოფილია გარდამავალი ფენით, რომელსაც ტროპოპაუზა ეწოდება, 1-2 კმ სისქით. სტრატოსფეროში დაახლოებით 25 კმ სიმაღლეზე ჰაერის ტემპერატურა თანდათან იწყებს მატებას და აღწევს + 10 +30 °С 50 კმ-ზე. ტემპერატურის ასეთი მატება განპირობებულია იმით, რომ სტრატოსფეროში 25-30 კმ სიმაღლეზე არის ოზონის ფენა. დედამიწის ზედაპირზე მისი შემცველობა ჰაერში უმნიშვნელოა, ხოლო მაღალ სიმაღლეზე დიატომური ჟანგბადის მოლეკულები შთანთქავენ მზის ულტრაიისფერ გამოსხივებას, ქმნიან ოზონის ტრიატომურ მოლეკულებს.

თუ ოზონი განლაგებული იქნებოდა ატმოსფეროს ქვედა ფენებში, ნორმალური წნევით სიმაღლეზე, მისი ფენის სისქე მხოლოდ 3 მმ იქნებოდა. მაგრამ ასეთი მცირე რაოდენობითაც კი, ის ძალიან მნიშვნელოვან როლს ასრულებს: ის შთანთქავს ცოცხალი ორგანიზმებისთვის მავნე მზის გამოსხივების ნაწილს.

სტრატოსფეროს ზემოთ, დაახლოებით 80 კმ-მდე, ვრცელდება მეზოსფერო, რომელშიც ჰაერის ტემპერატურა სიმაღლით ეცემა რამდენიმე ათეულ გრადუსამდე ნულამდე.

ატმოსფეროს ზედა ნაწილი ხასიათდება ძალიან მაღალი ტემპერატურით და ეწოდება თერმოსფერო - შენიშვნა.. იყოფა ორ ნაწილად - იონოსფერო - დაახლოებით 1000 კმ სიმაღლემდე, სადაც ჰაერი ძლიერ იონიზირებულია და ეგზოსფერო. - 1000 კმ-ზე მეტი. იონოსფეროში ატმოსფერული აირის მოლეკულები შთანთქავს მზის ულტრაიისფერ გამოსხივებას და წარმოიქმნება დამუხტული ატომები და თავისუფალი ელექტრონები. ავრორა შეინიშნება იონოსფეროში.

ატმოსფერო ძალიან მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ჩვენი პლანეტის ცხოვრებაში. ის იცავს დედამიწას დღის განმავლობაში მზის სხივების ძლიერი გაცხელებისგან და ღამით ჰიპოთერმიისგან. მეტეორიტების უმეტესობა იწვის ატმოსფერულ ფენებში, სანამ პლანეტის ზედაპირს მიაღწევს. ატმოსფერო შეიცავს ყველა ორგანიზმისთვის აუცილებელ ჟანგბადს, ოზონის ფარს, რომელიც იცავს დედამიწაზე სიცოცხლეს მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების დამანგრეველი ნაწილისგან.

მზის სისტემის პლანეტების ატმოსფეროები

მერკურის ატმოსფერო იმდენად იშვიათია, რომ, შეიძლება ითქვას, პრაქტიკულად არ არსებობს. ვენერას ჰაერის გარსი შედგება ნახშირორჟანგის (96%) და აზოტისგან (დაახლოებით 4%), ის ძალიან მკვრივია - პლანეტის ზედაპირთან ახლოს ატმოსფერული წნევა თითქმის 100-ჯერ მეტია, ვიდრე დედამიწაზე. მარსის ატმოსფერო ასევე შედგება ძირითადად ნახშირორჟანგისაგან (95%) და აზოტისგან (2,7%), მაგრამ მისი სიმკვრივე დაახლოებით 300-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე დედამიწისა, ხოლო წნევა თითქმის 100-ჯერ ნაკლებია. იუპიტერის ხილული ზედაპირი სინამდვილეში წყალბად-ჰელიუმის ატმოსფეროს ზედა ფენაა. სატურნისა და ურანის საჰაერო გარსები შემადგენლობით ერთნაირია. ურანის მშვენიერი ლურჯი ფერი განპირობებულია მისი ატმოსფეროს ზედა ნაწილში მეთანის მაღალი კონცენტრაციით - დაახლ.. ნახშირწყალბადის ნისლით მოცულ ნეპტუნს აქვს ღრუბლების ორი ძირითადი ფენა: ერთი შედგება მეთანის გაყინული კრისტალებისაგან, ხოლო მეორე, მდებარეობს ქვემოთ, შეიცავს ამიაკს და წყალბადის სულფიდს.

ატმოსფერო (სხვა ბერძნული ἀτμός - ორთქლი და σφαῖρα - ბურთი) არის აირისებრი გარსი (გეოსფერო) პლანეტა დედამიწის გარშემო. მისი შიდა ზედაპირი ფარავს ჰიდროსფეროს და ნაწილობრივ დედამიწის ქერქს, ხოლო გარე ზედაპირი ესაზღვრება გარე სივრცის დედამიწის მახლობლად მდებარე ნაწილს.

ფიზიკისა და ქიმიის სექციების მთლიანობას, რომლებიც სწავლობენ ატმოსფეროს, ჩვეულებრივ ატმოსფეროს ფიზიკას უწოდებენ. ატმოსფერო განსაზღვრავს ამინდს დედამიწის ზედაპირზე, მეტეოროლოგია ეხება ამინდის შესწავლას, კლიმატოლოგია კი გრძელვადიან კლიმატის ვარიაციებს.

ფიზიკური თვისებები

ატმოსფეროს სისქე დედამიწის ზედაპირიდან დაახლოებით 120 კმ-ია. ჰაერის საერთო მასა ატმოსფეროში არის (5,1-5,3) 1018 კგ. აქედან მშრალი ჰაერის მასა არის (5,1352 ± 0,0003) 1018 კგ, წყლის ორთქლის საერთო მასა საშუალოდ 1,27 1016 კგ.

სუფთა მშრალი ჰაერის მოლური მასა არის 28,966 გ/მოლი, ჰაერის სიმკვრივე ზღვის ზედაპირზე დაახლოებით 1,2 კგ/მ3. წნევა 0 °C-ზე ზღვის დონეზე არის 101,325 კპა; კრიტიკული ტემპერატურა - -140,7 ° C (~ 132,4 K); კრიტიკული წნევა - 3,7 მპა; Cp 0 °C - 1,0048 103 J/(კგ K), Cv - 0,7159 103 J/(კგ K) (0 °C-ზე). ჰაერის ხსნადობა წყალში (მასით) 0 ° C - 0,0036%, 25 ° C - 0,0023%.

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.

Ქიმიური შემადგენლობა

დედამიწის ატმოსფერო წარმოიქმნა ვულკანური ამოფრქვევის დროს აირების გამოყოფის შედეგად. ოკეანეებისა და ბიოსფეროს მოსვლასთან ერთად, იგი ასევე ჩამოყალიბდა გაზის გაცვლის შედეგად წყალთან, მცენარეებთან, ცხოველებთან და მათი დაშლის პროდუქტებით ნიადაგებსა და ჭაობებში.

დღეისათვის 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 (H2O) და ნახშირორჟანგის (CO2).

მშრალი ჰაერის შემადგენლობა

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

ცხრილში მითითებული გაზების გარდა, ატმოსფერო შეიცავს SO2, NH3, CO, ოზონს, ნახშირწყალბადებს, HCl, HF, Hg ორთქლს, I2, ასევე NO და ბევრ სხვა გაზს მცირე რაოდენობით. ტროპოსფეროში მუდმივად არის დიდი რაოდენობით შეჩერებული მყარი და თხევადი ნაწილაკები (აეროზოლი).

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 შეიცავს ატმოსფერული ჰაერის მთლიანი მასის 80%-ზე მეტს და ატმოსფეროში არსებული წყლის ორთქლის დაახლოებით 90%-ს. ტროპოსფეროში ძალიან განვითარებულია ტურბულენტობა და კონვექცია, ჩნდება ღრუბლები, ვითარდება ციკლონები და ანტიციკლონები. ტემპერატურა მცირდება სიმაღლესთან ერთად საშუალო ვერტიკალური გრადიენტით 0,65°/100 მ

ტროპოპაუზა

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

სტრატოსფერო

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

სტრატოპაუზა

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

მეზოსფერო

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

მეზოპაუზა

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

კარმანის ხაზი

სიმაღლე ზღვის დონიდან, რომელიც პირობითად მიღებულია როგორც საზღვარი დედამიწის ატმოსფეროსა და სივრცეს შორის. FAI-ს განმარტებით, კარმანის ხაზი ზღვის დონიდან 100 კმ სიმაღლეზეა.

დედამიწის ატმოსფეროს საზღვარი

თერმოსფერო

ზედა ზღვარი არის დაახლოებით 800 კმ. ტემპერატურა მატულობს 200-300 კმ სიმაღლეზე, სადაც აღწევს 1500 კმ-ის მნიშვნელობებს, რის შემდეგაც იგი თითქმის მუდმივი რჩება მაღალ სიმაღლეებამდე. ულტრაიისფერი და რენტგენის მზის გამოსხივების და კოსმოსური გამოსხივების გავლენის ქვეშ, ჰაერი იონიზებულია ("პოლარული განათება") - იონოსფეროს ძირითადი რეგიონები მდებარეობს თერმოსფეროს შიგნით. 300 კმ-ზე მეტ სიმაღლეზე ჭარბობს ატომური ჟანგბადი. თერმოსფეროს ზედა ზღვარი დიდწილად განისაზღვრება მზის ამჟამინდელი აქტივობით. დაბალი აქტივობის პერიოდებში - მაგალითად, 2008-2009 წლებში - შესამჩნევია ამ ფენის ზომის შემცირება.

თერმოპაუზა

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

ეგზოსფერო (გაფანტული სფერო)

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

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

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

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

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

ატმოსფეროს სხვა თვისებები და გავლენა ადამიანის სხეულზე

ზღვის დონიდან უკვე 5 კმ სიმაღლეზე, გაუწვრთნელ ადამიანს უვითარდება ჟანგბადის შიმშილი და ადაპტაციის გარეშე, საგრძნობლად იკლებს ადამიანის შრომისუნარიანობა. აქ მთავრდება ატმოსფეროს ფიზიოლოგიური ზონა. ადამიანის სუნთქვა შეუძლებელი ხდება 9 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. ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევა 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 თითქმის მუდმივი რჩება - 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 საკმარისად შემცირებით, 36 კმ-ზე მეტ სიმაღლეზე, მაიონებელი გამოსხივება, პირველადი კოსმოსური სხივები, ინტენსიურად მოქმედებს სხეულზე; 40 კმ-ზე მეტ სიმაღლეზე მოქმედებს ადამიანისთვის საშიში მზის სპექტრის ულტრაიისფერი ნაწილი.

დედამიწის ზედაპირიდან უფრო დიდ სიმაღლეზე ასვლისას, ჩვენთვის ნაცნობი ფენომენები შეინიშნება ატმოსფეროს ქვედა ფენებში, როგორიცაა ბგერის გავრცელება, აეროდინამიკური აწევის და წევის წარმოქმნა, სითბოს გადაცემა კონვექციით და ა.შ. ., თანდათან სუსტდება, შემდეგ კი მთლიანად ქრება.

ჰაერის იშვიათ ფენებში ხმის გავრცელება შეუძლებელია. 60-90 კმ სიმაღლემდე კონტროლირებადი აეროდინამიკური ფრენისთვის ჯერ კიდევ შესაძლებელია ჰაერის წინააღმდეგობის და აწევის გამოყენება. მაგრამ 100-130 კმ სიმაღლეებიდან დაწყებული, ყველა პილოტისთვის ნაცნობი M რიცხვისა და ხმის ბარიერის ცნებები კარგავს თავის მნიშვნელობას: არსებობს პირობითი კარმანის ხაზი, რომლის მიღმა იწყება წმინდა ბალისტიკური ფრენის არეალი, რომელიც კონტროლი შესაძლებელია მხოლოდ რეაქტიული ძალების გამოყენებით.

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. ამ სიმაღლეზე, ისევე როგორც ზოგადად სივრცეში, სითბოს გადაცემის ერთადერთი გზა თერმული გამოსხივებაა.

ატმოსფეროს ფორმირების ისტორია

ყველაზე გავრცელებული თეორიის თანახმად, დედამიწის ატმოსფერო დროთა განმავლობაში სამ სხვადასხვა შემადგენლობაში იყო. თავდაპირველად იგი შედგებოდა მსუბუქი აირებისგან (წყალბადი და ჰელიუმი), რომლებიც დატყვევებული იყო პლანეტათაშორისი სივრციდან. ეს არის ეგრეთ წოდებული პირველადი ატმოსფერო (დაახლოებით ოთხი მილიარდი წლის წინ). შემდეგ ეტაპზე აქტიურმა ვულკანურმა აქტივობამ გამოიწვია ატმოსფეროს გაჯერება წყალბადის გარდა სხვა გაზებით (ნახშირორჟანგი, ამიაკი, წყლის ორთქლი). ასე ჩამოყალიბდა მეორადი ატმოსფერო (დაახლოებით სამი მილიარდი წლიდან დღემდე). ეს ატმოსფერო აღმდგენი იყო. გარდა ამისა, ატმოსფეროს ფორმირების პროცესი განისაზღვრა შემდეგი ფაქტორებით:

• მსუბუქი აირების (წყალბადის და ჰელიუმის) გაჟონვა პლანეტათაშორის სივრცეში;
• ქიმიური რეაქციები, რომლებიც წარმოიქმნება ატმოსფეროში ულტრაიისფერი გამოსხივების, ელვისებური გამონადენის და სხვა ფაქტორების გავლენის ქვეშ.

თანდათანობით, ამ ფაქტორებმა განაპირობა მესამეული ატმოსფეროს ფორმირება, რომელიც ხასიათდება წყალბადის გაცილებით დაბალი შემცველობით და აზოტისა და ნახშირორჟანგის გაცილებით მაღალი შემცველობით (წარმოიქმნება ამიაკის და ნახშირწყალბადების ქიმიური რეაქციების შედეგად).

აზოტი

დიდი რაოდენობით აზოტის N2 წარმოქმნა განპირობებულია ამიაკი-წყალბადის ატმოსფეროს დაჟანგვით მოლეკულური ჟანგბადის O2-ით, რომელმაც დაიწყო პლანეტის ზედაპირიდან მოსვლა ფოტოსინთეზის შედეგად, დაწყებული 3 მილიარდი წლის წინ. აზოტი N2 ასევე გამოიყოფა ატმოსფეროში ნიტრატებისა და სხვა აზოტის შემცველი ნაერთების დენიტრიფიკაციის შედეგად. ზედა ატმოსფეროში აზოტი იჟანგება ოზონით NO-მდე.

აზოტი N2 რეაქციებში შედის მხოლოდ კონკრეტულ პირობებში (მაგალითად, ელვისებური გამონადენის დროს). ელექტრული გამონადენის დროს მოლეკულური აზოტის ოზონით დაჟანგვა მცირე რაოდენობით გამოიყენება აზოტოვანი სასუქების სამრეწველო წარმოებაში. ის შეიძლება დაჟანგდეს ენერგიის დაბალი მოხმარებით და გარდაიქმნას ბიოლოგიურად აქტიურ ფორმად ციანობაქტერიებით (ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეები) და კვანძოვანი ბაქტერიებით, რომლებიც ქმნიან რიზობიულ სიმბიოზს პარკოსანებთან, ე.წ. მწვანე სასუქი.

ჟანგბადი

ატმოსფეროს შემადგენლობამ რადიკალურად დაიწყო ცვლილება დედამიწაზე ცოცხალი ორგანიზმების მოსვლასთან ერთად, ფოტოსინთეზის შედეგად, რასაც თან ახლავს ჟანგბადის გამოყოფა და ნახშირორჟანგის შეწოვა. თავდაპირველად ჟანგბადი იხარჯებოდა შემცირებული ნაერთების დაჟანგვაზე - ამიაკი, ნახშირწყალბადები, ოკეანეებში შემავალი რკინის შავი ფორმა და ა.შ. ამ ეტაპის ბოლოს ატმოსფეროში ჟანგბადის შემცველობამ დაიწყო ზრდა. თანდათან ჩამოყალიბდა თანამედროვე ატმოსფერო ჟანგვის თვისებებით. ვინაიდან ამან გამოიწვია სერიოზული და მკვეთრი ცვლილებები ატმოსფეროში, ლითოსფეროსა და ბიოსფეროში მიმდინარე ბევრ პროცესებში, ამ მოვლენას ეწოდა ჟანგბადის კატასტროფა.

ფანეროზოიკის დროს ატმოსფეროს შემადგენლობამ და ჟანგბადის შემცველობამ ცვლილებები განიცადა. 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

CO2-ის შემცველობა ატმოსფეროში დამოკიდებულია ვულკანურ აქტივობაზე და დედამიწის გარსებში მიმდინარე ქიმიურ პროცესებზე, მაგრამ ყველაზე მეტად - დედამიწის ბიოსფეროში ორგანული ნივთიერებების ბიოსინთეზისა და დაშლის ინტენსივობაზე. პლანეტის თითქმის მთელი ამჟამინდელი ბიომასა (დაახლოებით 2,4 1012 ტონა) წარმოიქმნება ატმოსფერულ ჰაერში შემავალი ნახშირორჟანგის, აზოტის და წყლის ორთქლის გამო. ოკეანეში, ჭაობებში და ტყეებში დამარხული ორგანული ნივთიერებები ნახშირად, ნავთობად და ბუნებრივ გაზად იქცევა.

კეთილშობილური აირები

ინერტული აირების - არგონის, ჰელიუმის და კრიპტონის წყარო არის 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, ადამიანმა დაიწყო ატმოსფეროს ევოლუციაზე გავლენა. მისი საქმიანობის შედეგი იყო ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის შემცველობის მუდმივი მატება წინა გეოლოგიურ ეპოქებში დაგროვილი ნახშირწყალბადის საწვავის წვის გამო. დიდი რაოდენობით CO2 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 CO2-ის შემცველობა ატმოსფეროში 10%-ით გაიზარდა, ძირითადი ნაწილი (360 მილიარდი ტონა) საწვავის წვის შედეგად მოდის. თუ საწვავის წვის ზრდის ტემპი გაგრძელდება, შემდეგ 200-300 წელიწადში ატმოსფეროში CO2-ის რაოდენობა გაორმაგდება და შეიძლება გამოიწვიოს გლობალური კლიმატის ცვლილება.

საწვავის წვა არის დამაბინძურებელი აირების ძირითადი წყარო (CO, NO, SO2). გოგირდის დიოქსიდი ატმოსფერული ჟანგბადით იჟანგება SO3-მდე, ხოლო აზოტის ოქსიდი NO2-მდე ატმოსფეროს ზედა ნაწილში, რომელიც თავის მხრივ ურთიერთქმედებს წყლის ორთქლთან და შედეგად მიღებული გოგირდის მჟავა H2SO4 და აზოტის მჟავა HNO3 ეცემა დედამიწის ზედაპირზე ასე. დაურეკა. მჟავე წვიმა. შიდა წვის ძრავების გამოყენება იწვევს ჰაერის მნიშვნელოვან დაბინძურებას აზოტის ოქსიდებით, ნახშირწყალბადებით და ტყვიის ნაერთებით (ტეტრაეთილის ტყვია) Pb(CH3CH2)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.

(ეწვია 274-ჯერ, 1 ვიზიტი დღეს)