Desde a existência da vida, o conforto e a segurança de todos os organismos dependem dela. Os indicadores de gases na mistura são decisivos para o estudo de áreas problemáticas ou áreas ecologicamente corretas.

Informação geral

O termo "atmosfera" refere-se à camada de gás que envolve nosso planeta e muitos outros. corpos celestiais no universo. Forma uma concha que se eleva acima da Terra por várias centenas de quilômetros. A composição contém uma variedade de gases, sendo o principal o oxigênio.

A atmosfera é caracterizada por:

• Heterogeneidade com ponto físico visão.
• Maior dinamismo.
• Dependente de fatores biológicos(alta vulnerabilidade em caso de eventos adversos).

A principal influência sobre a composição e os processos de sua mudança, os seres vivos (incluindo microorganismos). Esses processos vêm acontecendo desde a formação da atmosfera - vários bilhões de anos. Escudo protetor o planeta está em contato com formações como a litosfera e a hidrosfera, embora seja difícil determinar os limites superiores com alta precisão, os cientistas só podem nomear valores aproximados. A atmosfera entra espaço interplanetário na exosfera - a uma altura
500-1000 km da superfície do nosso planeta, algumas fontes dão um valor de 3000 km.

A importância da atmosfera para a vida na Terra é grande, pois protege o planeta da colisão com corpos espaciais, fornece indicadores ótimos para a formação e desenvolvimento da vida em suas diversas formas.
A composição do escudo protetor:

• Nitrogênio - 78%.
• Oxigênio - 20,9%.
• Mistura de gases - 1,1% (esta parte é formada por substâncias como ozônio, argônio, neônio, hélio, metano, criptônio, hidrogênio, xenônio, dióxido de carbono, vapor de água).

A mistura gasosa realiza função importante- absorção do excesso energia solar. A composição da atmosfera varia de acordo com a altura - a uma altitude de 65 km da superfície da Terra, o nitrogênio estará contido nela
já 86%, oxigênio - apenas 19%.

Os elementos constituintes da atmosfera

A composição diversificada da atmosfera da Terra permite que ela realize várias funções e proteger a vida no planeta. Seus principais elementos:

• O dióxido de carbono (CO₂) é um componente essencial envolvido no processo de nutrição das plantas (fotossíntese). É liberado na atmosfera devido à respiração de todos os organismos vivos, decomposição e combustão de substâncias orgânicas. Se o dióxido de carbono desaparecer, as plantas deixarão de existir com ele.
• Oxigênio (O₂) - fornece um ambiente ideal para a vida de todos os organismos do planeta, é necessário para a respiração. Com o seu desaparecimento, a vida acabará para 99% dos organismos do planeta.
• O ozônio (O 3) é um gás que atua como um absorvedor natural da radiação ultravioleta emitida radiação solar. Seu excesso afeta negativamente os organismos vivos. O gás forma uma camada especial na atmosfera - tela de ozônio. Sob a influência condições externas e a atividade humana, começa a entrar em colapso gradualmente, por isso é importante tomar medidas para restaurar a camada de ozônio do nosso planeta para salvar a vida nele.

Também na composição da atmosfera há vapor de água - eles determinam a umidade do ar. A porcentagem deste componente depende de vários fatores. Influenciado por:

• Indicadores de temperatura do ar.
• A localização da área (território).
• Sazonalidade.

Afeta a quantidade de vapor de água e a temperatura - se for baixa, a concentração não excederá 1%, quando estiver elevada, atingirá 3-4%.
Incluído adicionalmente em atmosfera da Terra existem duros e impurezas líquidas- fuligem, cinzas sal marinho, uma variedade de microorganismos, poeira, gotas de água.

Atmosfera: suas camadas

É necessário conhecer a estrutura da atmosfera terrestre por camadas para ter Vista completa sobre o valor deste invólucro de gás. Destacam-se pela composição e densidade mistura de gás são diferentes em diferentes alturas. Cada uma das camadas difere em composição química e funções. Organize as camadas atmosféricas da Terra na seguinte ordem:

Troposfera - localizada mais próxima do resto superfície da Terra. As alturas desta camada atingem 16-18 km nas zonas tropicais e 9 km em média nos pólos. Até 90% de todo o vapor de água está concentrado nesta camada. É na troposfera onde as nuvens se formam. Movimento do ar, turbulência e convecção também são observados aqui. Os indicadores de temperatura são diferentes e variam de +45 a -65 graus - nos trópicos e nos pólos, respectivamente. Com um aumento de 100 metros, há uma diminuição da temperatura em 0,6 graus. É a troposfera, devido ao acúmulo de vapor d'água e ar, que é responsável pelos processos ciclônicos. Assim, a resposta correta para a pergunta, qual é o nome da camada da atmosfera terrestre na qual os ciclones e anticiclones se desenvolvem será o nome dessa camada atmosférica.

Estratosfera - esta camada está localizada a uma altitude de 11 a 50 km da superfície do planeta. Na sua zona inferior, os indicadores de temperatura tendem a valores de -55. Existe uma zona de inversão na estratosfera - o limite entre esta camada e a próxima, chamada de mesosfera. Os indicadores de temperatura atingem valores de +1 grau. Os aviões voam na estratosfera inferior.

A camada de ozônio é uma pequena área na fronteira entre a estratosfera e a mesosfera, mas precisamente camada de ozônio atmosfera protege toda a vida na Terra da ação da radiação ultravioleta. Também separa confortável e condições fávoraveis pela existência de organismos vivos e espaço hostil, onde é impossível sobreviver sem condições especiais até bactérias. Foi formado como resultado da interação de componentes orgânicos e oxigênio, que entra em contato com a radiação ultravioleta e entra em reação fotoquímica que produz um gás chamado ozônio. Como o ozônio absorve a radiação ultravioleta, contribui para o aquecimento da atmosfera, mantendo as condições ideais para a vida em sua forma usual. Assim, para responder à pergunta: qual camada de gás protege a Terra de radiação cósmica e radiação solar excessiva, seguida pelo ozônio.

Considerando as camadas da atmosfera em ordem a partir da superfície da Terra, deve-se notar que a próxima é a mesosfera. Está localizado a uma altitude de 50 a 90 km da superfície do planeta. Indicadores de temperatura - de 0 a -143 graus (limites inferior e superior). Ele protege a Terra de meteoritos que queimam ao passar
é o fenômeno do brilho do ar. A pressão do gás nesta parte da atmosfera é extremamente baixa, o que impossibilita o estudo de toda a mesosfera, já que equipamentos especiais, incluindo satélites ou sondas, não podem funcionar lá.

A termosfera é a camada da atmosfera que está localizada a uma altitude de 100 km acima do nível do mar. Este é o limite inferior, que é chamado de linha de Karman. Os cientistas determinaram condicionalmente que o espaço começa aqui. A espessura imediata da termosfera atinge 800 km. As leituras de temperatura atingem 1800 graus, mas mantêm a pele nave espacial e mísseis intactos permite uma ligeira concentração de ar. Nesta camada da atmosfera terrestre, uma
fenômeno - Aurora boreal – tipo especial brilho, que pode ser observado em algumas regiões do planeta. Eles aparecem devido à interação de vários fatores - a ionização do ar e a ação sobre ele radiação cósmica e radiação.

Qual camada da atmosfera está mais distante da Terra - a exosfera. Existe aqui uma zona de dispersão de ar, pois a concentração de gases é pequena, pelo que eles escapam gradualmente da atmosfera. Esta camada está localizada a uma altitude de 700 km acima da superfície da Terra. O principal elemento que compõe
esta camada é hidrogênio. No estado atômico, você pode encontrar substâncias como oxigênio ou nitrogênio, que serão altamente ionizadas pela radiação solar.
As dimensões da exosfera da Terra chegam a 100 mil km do planeta.

Ao estudar as camadas da atmosfera em ordem a partir da superfície da Terra, as pessoas informação valiosa, que auxilia no desenvolvimento e aprimoramento das capacidades tecnológicas. Alguns fatos são surpreendentes, mas foi a presença deles que permitiu que os organismos vivos se desenvolvessem com sucesso.

Sabe-se que o peso da atmosfera é superior a 5 quatrilhões de toneladas. As camadas são capazes de transmitir sons até 100 km da superfície do planeta, acima dessa propriedade desaparece, à medida que a composição dos gases muda.
Os movimentos atmosféricos existem porque o aquecimento da Terra varia. A superfície nos pólos é fria e, mais perto dos trópicos, o aquecimento aumenta, os indicadores de temperatura são influenciados por redemoinhos ciclônicos, estações e hora do dia. A pressão atmosférica pode ser medida usando um barômetro. Os cientistas observaram que a presença de camadas protetoras ajuda a evitar o contato com a superfície do planeta de meteoritos peso total 100 toneladas diárias.

Um fato interessante é que a composição do ar (uma mistura de gases em camadas) permaneceu inalterada por um longo período de tempo - várias centenas de milhões de anos são conhecidas. Mudanças significativas estão ocorrendo séculos recentes- desde o momento em que a humanidade vive um aumento significativo na produção.

A pressão exercida pela atmosfera afeta o bem-estar das pessoas. Normal para 90% são indicadores de 760 mmHg, esse valor deve ocorrer em 0 graus. Deve-se ter em mente que este valor é válido para aquelas partes da terra onde o nível do mar passa com ele na mesma faixa (sem gotas). Quão mais altura menor será a pressão. Também muda durante a passagem dos ciclones, uma vez que as mudanças ocorrem não apenas na vertical, mas também na horizontal.

A zona fisiológica da atmosfera terrestre é de 5 km, depois de passar essa marca, uma pessoa começa a se manifestar condição especial- falta de oxigênio. Nesse processo, 95% das pessoas experimentam uma diminuição acentuada na capacidade de trabalho, e o bem-estar também se deteriora significativamente, mesmo em uma pessoa treinada e treinada.

É por isso que a importância da atmosfera para a vida na Terra é grande - as pessoas e a maioria dos organismos vivos não podem existir sem essa mistura de gases. Graças à sua presença, tornou-se possível desenvolver a habitual sociedade moderna vida na Terra. É necessário avaliar os danos causados ​​pelas atividades industriais, realizar medidas de purificação do ar para reduzir a concentração certos tipos gases e trazer aqueles que não são suficientes para uma composição normal. É importante pensar agora em outras medidas para preservar e restaurar as camadas da atmosfera, a fim de salvar condições ideais para as gerações futuras.

A atmosfera é a concha gasosa do nosso planeta que gira com a Terra. O gás na atmosfera é chamado de ar. A atmosfera está em contato com a hidrosfera e cobre parcialmente a litosfera. Mas é difícil determinar os limites superiores. Convencionalmente, supõe-se que a atmosfera se estenda para cima por cerca de três mil quilômetros. Lá ele flui suavemente para o espaço sem ar.

A composição química da atmosfera terrestre

A formação da composição química da atmosfera começou há cerca de quatro bilhões de anos. Inicialmente, a atmosfera consistia apenas em gases leves - hélio e hidrogênio. Segundo os cientistas, os pré-requisitos iniciais para a criação de uma concha de gás ao redor da Terra eram erupções vulcânicas, que, juntamente com a lava, expeliam Grande quantidade gases. Em seguida, iniciou-se a troca gasosa corpos de água, com organismos vivos, com os produtos de sua atividade. A composição do ar mudou gradualmente e forma moderna estabelecido há vários milhões de anos.

Os principais componentes da atmosfera são nitrogênio (cerca de 79%) e oxigênio (20%). O percentual restante (1%) é contabilizado pelos seguintes gases: argônio, neônio, hélio, metano, dióxido de carbono, hidrogênio, criptônio, xenônio, ozônio, amônia, dióxido de enxofre e nitrogênio, óxido nitroso e monóxido de carbono, incluídos neste um por cento.

Além disso, o ar contém vapor de água e assunto particular(pólen de plantas, poeira, cristais de sal, impurezas de aerossol).

NO recentemente os cientistas notam uma mudança não qualitativa, mas quantitativa em alguns ingredientes do ar. E a razão para isso é a pessoa e sua atividade. Somente nos últimos 100 anos dióxido de carbono aumentou significativamente! Isso está repleto de muitos problemas, dos quais o mais global é a mudança climática.

Formação do tempo e do clima

A atmosfera está jogando Papel essencial na formação do clima e do tempo na Terra. Muito depende da quantidade de luz solar, da natureza da superfície subjacente e da circulação atmosférica.

Vejamos os fatores em ordem.

1. A atmosfera transmite o calor dos raios solares e absorve as radiações nocivas. O fato de os raios do Sol incidirem em diferentes partes da Terra sob ângulos diferentes os gregos antigos sabiam. A própria palavra "clima" na tradução do grego antigo significa "inclinação". Sim, no equador raios solares eles caem quase na vertical, porque aqui é muito quente. Quanto mais próximo dos pólos, mais mais ângulo inclinar. E a temperatura está caindo.

2. Devido ao aquecimento desigual da Terra, formam-se correntes de ar na atmosfera. Eles são classificados de acordo com seu tamanho. Os menores (dezenas e centenas de metros) são os ventos locais. Isto é seguido por monções e ventos alísios, ciclones e anticiclones, zonas frontais planetárias.

Todos estes massas de ar estão em constante movimento. Alguns deles são bastante estáticos. Por exemplo, os ventos alísios que sopram dos subtrópicos em direção ao equador. O movimento de outros é amplamente dependente da pressão atmosférica.

3. A pressão atmosférica é outro fator que influencia a formação do clima. Esta é a pressão do ar na superfície da Terra. Como você sabe, as massas de ar se movem de uma área com alta pressão atmosférica para uma área onde essa pressão é menor.

Existem 7 zonas no total. Equador - zona pressão baixa. Além disso, em ambos os lados do equador até as trinta latitudes - a região alta pressão. De 30° a 60° - novamente baixa pressão. E de 60° aos pólos - uma zona de alta pressão. As massas de ar circulam entre essas zonas. As que vão do mar para a terra trazem chuva e mau tempo, e as que sopram dos continentes trazem tempo claro e seco. Em locais onde as correntes de ar colidem, formam-se zonas de frente atmosférica, caracterizadas por precipitação e clima inclemente e ventoso.

Os cientistas provaram que até o bem-estar de uma pessoa depende da pressão atmosférica. Por padrões internacionais normal Pressão atmosférica- 760mmHg coluna a 0°C. Este valor é calculado para as áreas de terra que estão quase niveladas com o nível do mar. A pressão diminui com a altitude. Portanto, por exemplo, para São Petersburgo 760 mm Hg. - é a norma. Mas para Moscou, que está localizada mais alta, a pressão normal é de 748 mm Hg.

A pressão muda não apenas verticalmente, mas também horizontalmente. Isto é especialmente sentido durante a passagem de ciclones.

A estrutura da atmosfera

A atmosfera é como um bolo de camada. E cada camada tem suas próprias características.

. Troposferaé a camada mais próxima da Terra. A "espessura" desta camada muda à medida que você se afasta do equador. Acima do equador, a camada se estende para cima por 16-18 km, em zonas temperadas- a 10-12 km, nos pólos - a 8-10 km.

É aqui que estão contidos 80% da massa total de ar e 90% de vapor de água. Nuvens se formam aqui, surgem ciclones e anticiclones. A temperatura do ar depende da altitude da área. Em média, cai 0,65°C a cada 100 metros.

. tropopausa- camada de transição da atmosfera. Sua altura é de várias centenas de metros a 1-2 km. A temperatura do ar no verão é maior do que no inverno. Assim, por exemplo, sobre os pólos no inverno -65 ° C. E sobre o equador em qualquer época do ano é -70 ° C.

. Estratosfera- esta é uma camada, cujo limite superior corre a uma altitude de 50 a 55 quilômetros. A turbulência é baixa aqui, o teor de vapor de água no ar é insignificante. Mas muito ozônio. Sua concentração máxima está a uma altitude de 20-25 km. Na estratosfera, a temperatura do ar começa a subir e chega a +0,8°C. Isso se deve ao fato de a camada de ozônio interagir com a radiação ultravioleta.

. Estratopausa- uma camada intermediária baixa entre a estratosfera e a mesosfera que a segue.

. Mesosfera- o limite superior dessa camada é de 80 a 85 quilômetros. Aqui, processos fotoquímicos complexos ocorrem com a participação de radicais livres. São eles que proporcionam aquele suave brilho azul do nosso planeta, que é visto do espaço.

A maioria dos cometas e meteoritos queimam na mesosfera.

. mesopausa- a próxima camada intermediária, cuja temperatura do ar é de pelo menos -90 °.

. Termosfera- o limite inferior começa a uma altitude de 80 - 90 km, e o limite superior da camada passa aproximadamente na marca de 800 km. A temperatura do ar está subindo. Pode variar de +500° C a +1000° C. Durante o dia, as flutuações de temperatura chegam a centenas de graus! Mas o ar aqui é tão rarefeito que o entendimento do termo "temperatura" como imaginamos não é apropriado aqui.

. Ionosfera- une mesosfera, mesopausa e termosfera. O ar aqui consiste principalmente de moléculas de oxigênio e nitrogênio, bem como plasma quase neutro. Os raios do sol que entram na ionosfera ionizam fortemente as moléculas de ar. Na camada inferior (até 90 km), o grau de ionização é baixo. Quanto maior, mais ionização. Assim, a uma altitude de 100-110 km, os elétrons estão concentrados. Isso contribui para a reflexão de ondas de rádio curtas e médias.

A camada mais importante da ionosfera é a superior, localizada a uma altitude de 150-400 km. Sua peculiaridade é que reflete ondas de rádio, e isso contribui para a transmissão de sinais de rádio a longas distâncias.

É na ionosfera que ocorre um fenômeno como a aurora.

. Exosfera- consiste em átomos de oxigênio, hélio e hidrogênio. O gás nesta camada é muito rarefeito e os átomos de hidrogênio geralmente escapam para espaço. Portanto, essa camada é chamada de "zona de dispersão".

O primeiro cientista que sugeriu que nossa atmosfera tem peso foi o italiano E. Torricelli. Ostap Bender, por exemplo, na novela "O Bezerro de Ouro" lamentou que cada pessoa fosse pressionada por uma coluna de ar pesando 14 kg! Mas o grande estrategista estava um pouco enganado. Uma pessoa adulta experimenta uma pressão de 13 a 15 toneladas! Mas não sentimos esse peso, porque a pressão atmosférica é equilibrada pela pressão interna de uma pessoa. O peso da nossa atmosfera é de 5.300.000.000.000.000 toneladas. O número é colossal, embora seja apenas um milionésimo do peso do nosso planeta.

Anteriormente, acreditava-se (antes do advento dos satélites artificiais) que, à medida que a distância da superfície da Terra aumentava, a atmosfera gradualmente se tornava mais rarefeita e passava suavemente para o espaço interplanetário.

Já foi estabelecido que os fluxos de energia das camadas profundas do Sol penetram no espaço sideral muito além da órbita da Terra, até os limites mais altos do sistema solar. Este chamado "vento solar" flui ao redor campo magnético terrestre, formando uma "cavidade" alongada dentro da qual se concentra a atmosfera terrestre.

O campo magnético da Terra é visivelmente reduzido no lado diurno voltado para o Sol e forma uma longa língua, provavelmente se estendendo além da órbita da Lua, no lado noturno oposto.

Superior limite da magnetosfera terrestre do lado diurno no equador, a distância é aproximadamente igual a 7 (sete) raios da Terra.

6371: 7 = 42.000 km.

Superior limite da magnetosfera da Terra do lado do dia perto dos pólos uma distância de aproximadamente 28.000 km é considerada. (que é devido à força centrífuga da rotação da Terra).

Em termos de volume, a atmosfera (cerca de 4x10 12 km) é 3000 vezes maior que toda a hidrosfera (juntamente com o Oceano Mundial), mas em termos de massa é muito menor e tem aproximadamente 5,15x10 15 toneladas.

Assim, o "peso" da atmosfera por unidade de área, ou pressão atmosférica, ao nível do mar é de aproximadamente 11 toneladas/m. A atmosfera é muitas vezes maior que a Terra, mas apenas 0,0001 da massa do nosso planeta.

Composição do gás natural do ar atmosférico e o impacto de alguns de seus componentes na saúde humana

Composição do gás o ar atmosférico em volume é uma mistura física de nitrogênio (78,08%), oxigênio (20,94%), - a proporção de nitrogênio e oxigênio é de 4: 1, argônio (0,9%), dióxido de carbono (0,035%) na superfície da Terra , bem como uma pequena quantidade de neon (0,0018%), hélio (0,0005%), criptônio (0,0001%), metano (0,00018%), hidrogênio (0,000015%), monóxido de carbono (0,00001%), ozônio (0,00001% ), óxido nitroso (0,0003%), xenônio (0,000009%), dióxido de nitrogênio (0,000002%).

Além disso, o ar sempre contém uma variedade de fumos, poeira e vapor, partículas suspensas, aerossóis e vapor de água.

vapor de água sua concentração é de cerca de 0,16% do volume da atmosfera. Na superfície da Terra, varia de 3% (nos trópicos) a 0,00002% (na Antártida).

Com a altura, a quantidade de vapor de água diminui rapidamente. Se toda a água fosse coletada em conjunto, formaria uma camada de cerca de 2 cm de espessura em média (1,6 -1,7 cm em latitudes temperadas). Esta camada é formada a uma altitude de até 20 km.

A composição gasosa das camadas inferiores da atmosfera a uma altitude de até 110 km. da superfície da Terra, especialmente a troposfera, é quase constante. A pressão e a densidade na atmosfera diminuem com a altura. Metade do ar está contido nos 5,6 km inferiores e a segunda metade até uma altura de 11,3 km. A uma altitude de 110 km. a densidade do ar é um milhão de vezes menor do que na superfície.

Nas altas camadas da atmosfera, a composição do ar muda sob a influência da radiação solar, o que leva à quebra das moléculas de oxigênio em átomos.

Aproximadamente até uma altitude de 400 - 600 km. a atmosfera permanece oxigênio- azoto.

Uma mudança significativa na composição da atmosfera começa apenas a partir de uma altura de 600 km. Aqui começa a ultrapassar hélio. coroa de hélio Terra - o chamado cinturão de hélio V. I. Vernadsky, estende-se aproximadamente até 1600km. da superfície da terra. Acima desta distância 1600 - 2 - 3 mil km. há excesso de hidrogênio.

Algumas das moléculas se decompõem em íons e formam ionosfera.

Mais de 1000km. estão localizados cinturões de radiação que podem ser considerados como parte da atmosfera repleta de núcleos muito energéticos de átomos de hidrogênio e elétrons capturados campo magnético planetas. Assim, constantemente, a concha gasosa da Terra se transforma em gás interplanetário (espaço), que consiste em:

De 76% em peso de hidrogénio;

De 23% em peso de hélio;

A partir de 1% em massa de poeira espacial.

Curiosamente, nossa atmosfera difere nitidamente em composição das atmosferas de outros planetas do sistema solar. Nossos vizinhos mais próximos, Vênus e Marte, têm principalmente atmosferas de dióxido de carbono, mais vizinhos distantes Júpiter, Saturno, Urano, Netuno são cercados por uma atmosfera de hélio-hidrogênio e, ao mesmo tempo, há muito metano nessas atmosferas.

O ar atmosférico é um dos recursos naturais mais importantes, sem o qual a vida na Terra seria absolutamente impossível. Qualquer componente em sua composição química é importante para a vida à sua maneira.

OXIGÊNIO – gás incolor e inodoro com densidade de 1,23 g/l. O elemento químico mais comum na Terra.

Na atmosfera 20,94%, na hidrosfera 85,82%, na litosfera 47% de oxigênio. Ao expirar, uma pessoa libera 15,4 - 16,0% de oxigênio ar atmosférico. Uma pessoa em um dia em repouso inala cerca de 2722 litros (1,4 m) de oxigênio, exala 0,34 m 3 de dióxido de carbono, além disso, joga fora por dia em meio Ambiente cerca de 400 substâncias. O ar atmosférico neste caso passa pelos pulmões 9l. por minuto, 540 l. por hora, 12960l. por dia e com uma carga de 25000 - 30000l. por dia (25 - 30m 3). Durante um ano ele inala 16950m em repouso, com atividade física 20.000 - 30.000m, e ao longo da vida de 65.000 a 180.000m. ar.

É uma parte de todos os organismos vivos (no corpo humano é cerca de 65% em peso).

O oxigênio é um agente oxidante ativo para a maioria dos elementos químicos, bem como na metalurgia, nas indústrias química e petroquímica, em combustíveis de foguetes, é usado em aparelhos respiratórios no espaço e em navios submarinos. Pessoas, animais, plantas recebem a energia necessária à vida devido à oxidação biológica de várias substâncias com o oxigênio que entra no corpo. jeitos diferentes através dos pulmões e da pele.

O oxigênio é uma parte essencial de qualquer combustão. Exceder o teor de oxigênio na atmosfera em 25% pode levar ao fogo na Terra.

É liberado pelas plantas durante a fotossíntese. Ao mesmo tempo, cerca de 60% do oxigênio entra na atmosfera durante a fotossíntese do plâncton oceânico e 40% do plantas verdes Sushi.

Alterações fisiológicas em pessoas saudáveis observado no caso de o teor de oxigênio cair para 16 - 17%, em 11 - 13% é observada hipóxia acentuada.

A falta de oxigênio devido a uma diminuição na pressão atmosférica de oxigênio pode ocorrer durante os voos (mal da altitude), ao escalar montanhas (doença da montanha), que começa a uma altitude de 2,5 a 3 km.

Baixas concentrações de oxigênio podem ser criadas no ar de espaços fechados e hermeticamente fechados, como em submarinos durante acidentes, bem como em minas, minas e poços abandonados, onde o oxigênio pode ser deslocado por outros gases. É possível evitar o efeito da deficiência de oxigênio durante os voos com a ajuda de dispositivos individuais de oxigênio, trajes espaciais ou cabines de aeronaves pressurizadas.

O sistema de suporte à vida de naves espaciais ou submarinos inclui equipamentos que absorvem dióxido de carbono, vapor de água e outras impurezas do ar e adicionam oxigênio a ele.

Para a prevenção do mal da montanha, a aclimatação constante (adaptação) em estações intermediárias em uma atmosfera rarefeita é de grande importância. Ao ficar nas montanhas, a quantidade de hemoglobina e glóbulos vermelhos aumenta no sangue, e os processos oxidativos nos tecidos prosseguem de forma mais completa devido ao aumento da síntese de certas enzimas, o que permite que uma pessoa se adapte à vida em altitudes mais altas.

Existem aldeias de montanha localizadas a uma altitude de 3-5 km. acima do nível do mar, alpinistas especialmente treinados conseguem escalar montanhas de 8 km de altura. e mais sem o uso de dispositivos de oxigênio.

Oxigênio em forma pura tem efeitos tóxicos. Ao respirar oxigênio puro em animais, após 1-2 horas, as telectases são formadas nos pulmões (devido ao bloqueio do muco dos pequenos brônquios) e após 3-5 horas, uma violação da permeabilidade dos capilares dos pulmões, após 24 horas.

Sintomas de edema pulmonar. Em condições de pressão atmosférica normal, quando é necessário aumentar a capacidade de trabalho de uma pessoa com grande esforço físico ou no tratamento de pacientes com hipóxia, a pressão e o suprimento de oxigênio aumentam significativamente até 40%.

OZÔNIO- modificação do oxigênio, que garante a preservação da vida na Terra; A camada de ozônio da atmosfera retém parte da radiação ultravioleta do Sol e absorve a radiação infravermelha da Terra, impedindo que ela esfrie. é gás de cor azul com odor pungente. A maior parte do ozônio é obtida do oxigênio durante descargas elétricas na atmosfera em altitudes de 20 a 30 km. oxigênio absorve raios ultravioleta, neste caso, são formadas moléculas de ozônio, que consistem em três átomos de oxigênio. Ele protege toda a vida na Terra dos efeitos nocivos da radiação ultravioleta de ondas curtas do Sol. Nas camadas sobrejacentes, não há oxigênio suficiente para a formação de ozônio e nas camadas inferiores - radiação ultravioleta. Pequenas quantidades de ozônio também estão presentes na camada superficial do ar. O conteúdo total de ozônio em toda a atmosfera corresponde a uma camada de ozônio puro de 2 a 4 mm de espessura, desde que a pressão e a temperatura do ar sejam as mesmas da superfície da Terra. A composição do ar ao subir mesmo por várias dezenas de quilômetros (até 100 m) muda pouco. Mas devido ao fato de que com a altura o ar é descarregado, o conteúdo de cada gás por unidade de volume diminui (quedas de pressão atmosférica). As impurezas incluem: Ozônio, fitonídios liberados pela vegetação, substâncias gasosas resultantes de processos bioquímicos e decomposição radioativa no solo, etc. O ozônio é usado para desinfetar água potável, neutralizar águas residuais industriais, produzir cânfora, vanilina e outros compostos, branquear tecidos, óleos minerais, etc

DIÓXIDO DE CARBONO(óxido de carbono) - um gás incolor e inodoro, abaixo de -78,5 0 С existe na forma sólida (gelo seco). É 1,5 vezes mais pesado que o ar e é encontrado no ar (0,35% em volume), nas águas de rios, mares e nascentes minerais. O dióxido de carbono é utilizado na produção de açúcar, cerveja, águas gaseificadas e vinhos espumantes, uréia, refrigerante, para extinguir incêndios, etc.; gelo seco é um refrigerante. É formado durante a decomposição e combustão de substâncias orgânicas, durante a respiração dos organismos animais, é assimilado pelas plantas e desempenha um papel importante na fotossíntese. A importância da fotossíntese é que as plantas liberam oxigênio no ar. É por isso que a falta de dióxido de carbono é perigosa. as pessoas exalam dióxido de carbono

(3,4 - 4,7% do ar exalado), animais, também é liberado durante a combustão de carvão, óleo e gasolina,

Portanto, como resultado da queima intensiva de combustíveis minerais, a quantidade de dióxido de carbono na atmosfera aumentou nos últimos anos. Um aumento no teor de dióxido de carbono na atmosfera leva a um perigo global para as pessoas - efeito estufa. O dióxido de carbono, como o vidro de efeito estufa, deixa entrar os raios do sol, mas retém o calor da superfície aquecida da Terra. Como resultado, a temperatura média do ar aumenta,

O microclima está se deteriorando, o que afeta a saúde humana. Todos os anos, como resultado da fotossíntese, cerca de 300 milhões de toneladas de dióxido de carbono são absorvidas e cerca de 200 milhões de toneladas de oxigênio são liberadas, cerca de 3.000 bilhões de toneladas de dióxido de carbono são obtidas e sua quantidade está aumentando constantemente. Se há 100 anos o teor de dióxido de carbono no ar era de 0,0298%, agora é de 0,0318%. Nas cidades, esse conteúdo é ainda maior.

Curiosamente, alguns cientistas associam a aceleração - o crescimento acelerado das crianças, principalmente nas cidades - com o aumento do dióxido de carbono na atmosfera. Mesmo um pequeno aumento no dióxido de carbono

no ar melhora significativamente o processo respiratório, o crescimento rápido começa peito e, consequentemente, todo o organismo.

O dióxido de carbono é 1,5 vezes mais pesado que o ar e, portanto, pode se acumular no fundo de espaços fechados. Essas propriedades podem contribuir para o envenenamento fora de áreas povoadas na atmosfera do ar.

0,03 - 0,04% de dióxido de carbono; nos centros industriais, seu conteúdo aumenta para 0,06%, e próximo aos empreendimentos de metalurgia ferrosa - até 1%.

Um aumento na concentração de dióxido de carbono no ar inalado leva ao desenvolvimento de acidose, aumento da respiração e tochacardia. Com um aumento na concentração para 1-2%, o desempenho diminui, efeitos tóxicos aparecem em algumas pessoas e, em uma concentração de mais de 2-3%, a intoxicação é mais pronunciada. Com uma "livre escolha" do ambiente gasoso, as pessoas começam a evitar o dióxido de carbono apenas quando sua concentração atinge 3%. Em uma concentração de 10-12%, há uma rápida perda de consciência e morte.

Casos de intoxicação grave por dióxido de carbono em instalações fechadas ou hermeticamente fechadas (minas, minas, submarinos), bem como espaços confinados onde ocorreu decomposição intensiva de substâncias orgânicas - poços profundos, poços de silos, tanques de fermentação em cervejarias, poços de esgoto, etc. Levando em conta os dados acima, acredita-se que em indústrias onde existem fontes de dióxido de carbono, em naves espaciais, em submarinos, sua concentração não deve exceder 0,5-1%. Em abrigos, bem como em outras condições críticas, pode-se supor que a concentração de dióxido de carbono seja de até 2%.

AZOTO- um gás incolor e inodoro, é o principal componente do ar (78,09% em volume), faz parte de todos os organismos vivos (no corpo humano cerca de 3% em massa de nitrogênio, em proteínas até 17%), participa o ciclo de substâncias na natureza. A principal área de aplicação é a síntese de amônia; compostos de nitrogênio - fertilizantes de nitrogênio. O nitrogênio é um meio inerte em processos químicos e metalúrgicos, em lojas de vegetais, etc.

O nitrogênio e outros gases inertes são fisiologicamente inativos à pressão normal, seu significado está na diluição do oxigênio.

ÁRGON- gás inerte, no ar 0,9% em volume, densidade 1,73 g/l. Utilizado na indústria na soldagem de argônio, com processos químicos, para enchimento de lâmpadas elétricas e tubos de descarga de gás.

Atmosfera(do grego atmos - vapor e spharia - bola) - envelope de ar Terra girando com ele. O desenvolvimento da atmosfera esteve intimamente ligado aos processos geológicos e geoquímicos que ocorrem em nosso planeta, bem como às atividades dos organismos vivos.

O limite inferior da atmosfera coincide com a superfície da Terra, pois o ar penetra nos menores poros do solo e é dissolvido até na água.

O limite superior a uma altitude de 2000-3000 km passa gradualmente para o espaço sideral.

A atmosfera rica em oxigênio torna a vida possível na Terra. oxigênio atmosférico usado no processo de respiração humana, animais, plantas.

Se não houvesse atmosfera, a Terra seria tão silenciosa quanto a lua. Afinal, o som é a vibração das partículas de ar. A cor azul do céu é explicada pelo fato de que os raios do sol, passando pela atmosfera, como que através de uma lente, são decompostos em suas cores componentes. Nesse caso, os raios das cores azul e azul são espalhados principalmente.

A atmosfera atrasa a maioria radiação ultravioleta O sol, que tem um efeito prejudicial sobre os organismos vivos. Também mantém o calor na superfície da Terra, impedindo que nosso planeta esfrie.

A estrutura da atmosfera

Várias camadas podem ser distinguidas na atmosfera, diferindo em densidade e densidade (Fig. 1).

Troposfera

Troposfera- a camada mais baixa da atmosfera, cuja espessura acima dos pólos é de 8 a 10 km, em latitudes temperadas - 10 a 12 km e acima do equador - 16 a 18 km.

Arroz. 1. A estrutura da atmosfera da Terra

O ar na troposfera é aquecido a partir da superfície da Terra, ou seja, da terra e da água. Portanto, a temperatura do ar nesta camada diminui com a altura em média 0,6°C a cada 100 m. No limite superior da troposfera, atinge -55°C. Ao mesmo tempo, na região do equador, limite superior a temperatura do ar na troposfera é de -70°C, e na região Polo Norte-65 °C.

Cerca de 80% da massa da atmosfera está concentrada na troposfera, quase todo o vapor d'água está localizado, ocorrem trovoadas, tempestades, nuvens e precipitação, e ocorre movimento vertical (convecção) e horizontal (vento) do ar.

Podemos dizer que o clima é formado principalmente na troposfera.

Estratosfera

Estratosfera- a camada da atmosfera localizada acima da troposfera a uma altitude de 8 a 50 km. A cor do céu nesta camada aparece roxa, o que se explica pela rarefação do ar, devido à qual os raios do sol quase não se espalham.

A estratosfera contém 20% da massa da atmosfera. O ar nesta camada é rarefeito, praticamente não há vapor de água e, portanto, quase não se formam nuvens e precipitação. No entanto, correntes de ar estáveis ​​são observadas na estratosfera, cuja velocidade atinge 300 km / h.

Esta camada é concentrada ozônio(tela de ozônio, ozonosfera), uma camada que absorve os raios ultravioleta, impedindo-os de passar para a Terra e, assim, protegendo os organismos vivos em nosso planeta. Devido ao ozônio, a temperatura do ar no limite superior da estratosfera está na faixa de -50 a 4-55 ° C.

Entre a mesosfera e a estratosfera existe uma zona de transição - a estratopausa.

Mesosfera

Mesosfera- uma camada da atmosfera localizada a uma altitude de 50-80 km. A densidade do ar aqui é 200 vezes menor do que na superfície da Terra. A cor do céu na mesosfera parece preta, as estrelas são visíveis durante o dia. A temperatura do ar cai para -75 (-90)°С.

A uma altitude de 80 km começa termosfera. A temperatura do ar nesta camada aumenta acentuadamente até uma altura de 250 m, e depois se torna constante: a uma altura de 150 km atinge 220-240 °C; a uma altitude de 500-600 km, excede 1500 °C.

Na mesosfera e na termosfera sob a influência de raios cósmicos moléculas de gás se quebram em partículas de átomos carregadas (ionizadas), então essa parte da atmosfera é chamada de ionosfera- uma camada de ar muito rarefeita, localizada a uma altitude de 50 a 1000 km, composta principalmente por átomos de oxigênio ionizado, moléculas de óxido nítrico e elétrons livres. Esta camada é caracterizada por alta eletrificação, e ondas de rádio longas e médias são refletidas a partir dela, como de um espelho.

Na ionosfera existem auroras- o brilho de gases rarefeitos sob a influência de partículas eletricamente carregadas voando do Sol - e flutuações acentuadas do campo magnético são observadas.

Exosfera

Exosfera- a camada externa da atmosfera, localizada acima de 1000 km. Esta camada também é chamada de esfera de dispersão, uma vez que as partículas de gás se movem aqui com alta velocidade e pode se dissipar no espaço sideral.

Composição da atmosfera

A atmosfera é uma mistura de gases composta por nitrogênio (78,08%), oxigênio (20,95%), dióxido de carbono (0,03%), argônio (0,93%), uma pequena quantidade de hélio, neônio, xenônio, criptônio (0,01%), ozônio e outros gases, mas seu conteúdo é insignificante (Tabela 1). Composição moderna O ar da Terra foi estabelecido há mais de cem milhões de anos, mas o aumento acentuado da atividade de produção humana, no entanto, levou à sua mudança. Atualmente, há um aumento no teor de CO 2 em cerca de 10-12%.

Os gases na atmosfera realizam várias papéis funcionais. No entanto, o principal significado desses gases é determinado principalmente pelo fato de que eles absorvem fortemente a energia radiante e, portanto, exercem influência significante no regime de temperatura Superfície e atmosfera da Terra.

Tabela 1. Composição química ar atmosférico seco perto da superfície da Terra

	Concentração de volume. %	Peso molecular, unidades
Oxigênio
Dióxido de carbono
Óxido nitroso
	0 a 0,00001
Dióxido de enxofre	de 0 a 0,000007 no verão; 0 a 0,000002 no inverno
	De 0 a 0,000002	46,0055/17,03061
Dióxido de azog
Monóxido de carbono

Azoto, o gás mais comum na atmosfera, quimicamente pouco ativo.

Oxigênio, ao contrário do nitrogênio, é um elemento quimicamente muito ativo. A função específica do oxigênio é a oxidação matéria orgânica organismos heterotróficos, pedras e gases suboxidados emitidos na atmosfera por vulcões. Sem oxigênio, não haveria decomposição de matéria orgânica morta.

O papel do dióxido de carbono na atmosfera é excepcionalmente grande. Entra na atmosfera como resultado dos processos de combustão, respiração dos organismos vivos, decomposição e é, antes de tudo, o principal material de construção para criar matéria orgânica durante a fotossíntese. Além do mais, grande valor tem a propriedade do dióxido de carbono de passar a radiação solar de ondas curtas e absorver parte da radiação térmica de ondas longas, o que criará o chamado Efeito estufa, que será discutido a seguir.

A influência nos processos atmosféricos, especialmente no regime térmico da estratosfera, também é exercida por ozônio. Este gás serve como um absorvedor natural da radiação ultravioleta solar, e a absorção radiação solar leva a um ar mais quente. Valores médios mensais conteúdo geral ozônio na atmosfera variam dependendo da latitude da área e da estação dentro de 0,23-0,52 cm (esta é a espessura da camada de ozônio em pressão do solo e temperatura). Há um aumento do teor de ozônio do equador aos pólos e uma variação anual com um mínimo no outono e um máximo na primavera.

Uma propriedade característica da atmosfera pode ser chamada de que o conteúdo dos principais gases (nitrogênio, oxigênio, argônio) muda ligeiramente com a altura: a uma altitude de 65 km na atmosfera, o teor de nitrogênio é de 86%, oxigênio - 19, argônio - 0,91, a uma altitude de 95 km - nitrogênio 77, oxigênio - 21,3, argônio - 0,82%. A constância da composição do ar atmosférico vertical e horizontalmente é mantida por sua mistura.

Além dos gases, o ar contém vapor de água e particulas solidas. Este último pode ter origem natural e artificial (antropogênica). Estes são pólen de flores, minúsculos cristais de sal, poeira da estrada, impurezas de aerossol. Quando os raios do sol penetram na janela, eles podem ser vistos a olho nu.

Especialmente muito material particulado no ar das cidades e grandes centros industriais, onde as emissões de gases nocivos e suas impurezas formadas durante a combustão do combustível são adicionadas aos aerossóis.

A concentração de aerossóis na atmosfera determina a transparência do ar, o que afeta a radiação solar que atinge a superfície da Terra. Os maiores aerossóis são núcleos de condensação (de lat. condensação- compactação, espessamento) - contribuem para a transformação do vapor de água em gotículas de água.

O valor do vapor d'água é determinado principalmente pelo fato de retardar o comprimento de onda longo. radiação térmica A superfície da Terra; representa o principal elo de grandes e pequenos ciclos de umidade; aumenta a temperatura do ar quando os leitos de água se condensam.

A quantidade de vapor de água na atmosfera varia ao longo do tempo e do espaço. Assim, a concentração de vapor de água perto da superfície da Terra varia de 3% nos trópicos a 2-10 (15)% na Antártida.

O conteúdo médio de vapor de água na coluna vertical da atmosfera em latitudes temperadas é de cerca de 1,6-1,7 cm (a camada de vapor de água condensado terá essa espessura). Informações sobre vapor de água em diferentes camadas atmosferas são inconsistentes. Assumiu-se, por exemplo, que na faixa de altitude de 20 a 30 km, a umidade específica aumenta fortemente com a altura. No entanto, medições subsequentes indicam uma maior secura da estratosfera. Aparentemente, a umidade específica na estratosfera depende pouco da altura e chega a 2-4 mg/kg.

A variabilidade do conteúdo de vapor de água na troposfera é determinada pela interação da evaporação, condensação e transporte horizontal. Como resultado da condensação do vapor de água, formam-se nuvens e a precipitação ocorre na forma de chuva, granizo e neve.

Processos transições de fase a água flui principalmente na troposfera, razão pela qual as nuvens na estratosfera (em altitudes de 20-30 km) e mesosfera (perto da mesopausa), chamadas de madrepérola e prata, são observadas relativamente raramente, enquanto as nuvens troposféricas geralmente cobrem cerca de 50% de toda a superfície da Terra.

A quantidade de vapor de água que pode estar contida no ar depende da temperatura do ar.

1 m 3 de ar a uma temperatura de -20 ° C não pode conter mais de 1 g de água; a 0 °C - não mais que 5 g; a +10 °С - não mais que 9 g; a +30 °С - não mais que 30 g de água.

Conclusão: Quanto maior a temperatura do ar, mais vapor de água ele pode conter.

O ar pode ser rico e não saturado vapor. Portanto, se a uma temperatura de +30 ° C 1 m 3 de ar contém 15 g de vapor de água, o ar não está saturado com vapor de água; se 30 g - saturado.

Umidade absoluta- esta é a quantidade de vapor de água contida em 1 m 3 de ar. É expresso em gramas. Por exemplo, se eles dizem "umidade absoluta é 15", isso significa que 1 mL contém 15 g de vapor de água.

Humidade relativa- esta é a razão (em percentagem) do conteúdo real de vapor de água em 1 m 3 de ar para a quantidade de vapor de água que pode estar contida em 1 m L a uma dada temperatura. Por exemplo, se o rádio durante a transmissão do boletim meteorológico informou que a umidade relativa é de 70%, isso significa que o ar contém 70% do vapor de água que pode conter em uma determinada temperatura.

Quanto maior a umidade relativa do ar, t. quanto mais próximo o ar estiver da saturação, maior a probabilidade de cair.

Sempre alta (até 90%) umidade relativa é observada em zona equatorial, porque fica lá durante todo o ano aquecer ar e há uma grande evaporação da superfície dos oceanos. A mesma alta umidade relativa está nas regiões polares, mas apenas porque em Baixas temperaturas nem mesmo um grande número de o vapor de água torna o ar saturado ou próximo da saturação. Em latitudes temperadas, a umidade relativa varia sazonalmente - é mais alta no inverno e mais baixa no verão.

A umidade relativa do ar é especialmente baixa nos desertos: 1 m 1 de ar contém duas a três vezes menos do que a quantidade de vapor de água possível a uma determinada temperatura.

Para medir a umidade relativa, é usado um higrômetro (do grego hygros - molhado e metreco - eu meço).

Quando resfriado, o ar saturado não consegue reter a mesma quantidade de vapor d'água em si mesmo, ele engrossa (condensa), transformando-se em gotículas de neblina. A neblina pode ser observada no verão em uma noite clara e fresca.

Nuvens- este é o mesmo nevoeiro, só que não se forma na superfície da terra, mas a uma certa altura. À medida que o ar sobe, ele esfria e o vapor de água nele se condensa. As minúsculas gotículas de água resultantes formam as nuvens.

envolvidos na formação de nuvens assunto particular suspensa na troposfera.

As nuvens podem ter forma diferente, que depende das condições de sua formação (Tabela 14).

As nuvens mais baixas e mais pesadas são stratus. Eles estão localizados a uma altitude de 2 km da superfície da Terra. A uma altitude de 2 a 8 km, nuvens cumulus mais pitorescas podem ser observadas. As mais altas e mais leves são as nuvens cirros. Eles estão localizados a uma altitude de 8 a 18 km acima da superfície da Terra.

famílias	Tipos de nuvens	Aparência
A. Nuvens superiores - acima de 6 km	I. Pinado	Em forma de fio, fibroso, branco
	II. cirrocumulus	Camadas e sulcos de pequenos flocos e cachos, brancos
	III. Cirrostratus	Véu esbranquiçado transparente
B. Nuvens da camada intermediária - acima de 2 km	4. Altocumulus	Camadas e sulcos de branco e cinza
	V. Altoestratificado	Véu suave de cor cinza leitosa
B. Nuvens mais baixas - até 2 km	VI. Nimbostratus	Camada cinza sem forma sólida
	VII. Stratocumulus	Camadas opacas e sulcos de cinza
	VIII. em camadas	véu cinza iluminado
D. Nuvens de desenvolvimento vertical - do nível inferior ao superior	IX. Cumulus	Clubes e cúpulas brancas brilhantes, com bordas rasgadas pelo vento
	X. Cumulonimbus	Massas poderosas em forma de cúmulo de cor de chumbo escuro

Proteção atmosférica

A principal fonte são empresas industriais e carros. NO grandes cidades o problema da contaminação por gás das principais vias de transporte é muito agudo. É por isso que em muitos principais cidades mundo, inclusive em nosso país, introduziu controle ambiental toxicidade do escapamento do carro. Segundo especialistas, fumaça e poeira no ar podem reduzir pela metade o fluxo de energia solar para a superfície da Terra, o que levará a uma mudança nas condições naturais.