Od existencie života na ňom závisí pohodlie a bezpečnosť všetkých organizmov. Ukazovatele plynov v zmesi sú rozhodujúce pre štúdium problémových oblastí alebo oblastí šetrných k životnému prostrediu.

Všeobecné informácie

Pojem "atmosféra" sa vzťahuje na plynnú vrstvu, ktorá obklopuje našu planétu a mnoho ďalších nebeských telies vo vesmíre. Tvorí škrupinu, ktorá sa týči nad Zemou niekoľko stoviek kilometrov. Kompozícia obsahuje rôzne plyny, z ktorých hlavným je kyslík.

Atmosféru charakterizuje:

• Heterogenita s fyzický bod vízie.
• Zvýšená dynamika.
• Závislý na biologické faktory(vysoká zraniteľnosť v prípade nežiaducich udalostí).

Hlavný vplyv na zloženie a procesy jeho premeny, živých bytostí (vrátane mikroorganizmov). Tieto procesy prebiehajú od vzniku atmosféry – niekoľko miliárd rokov. Ochranný plášť planéta je v kontakte s takými útvarmi ako litosféra a hydrosféra, pričom je ťažké určiť horné hranice s vysokou presnosťou, vedci môžu pomenovať len približné hodnoty. Atmosféra prechádza do medziplanetárneho priestoru v exosfére – vo výške
500-1000 km od povrchu našej planéty, niektoré zdroje uvádzajú údaj 3000 km.

Význam atmosféry pre život na Zemi je veľký, pretože chráni planétu pred kolíziou s vesmírne telesá, poskytuje optimálne ukazovatele pre formovanie a rozvoj života v jeho rôznych podobách.
Zloženie ochranného obalu:

• Dusík - 78%.
• Kyslík - 20,9%.
• Zmes plynov - 1,1% (táto časť je tvorená látkami ako ozón, argón, neón, hélium, metán, kryptón, vodík, xenón, oxid uhličitý, vodná para).

Plynová zmes sa vykonáva dôležitá funkcia- absorpcia prebytku solárna energia. Zloženie atmosféry sa mení v závislosti od výšky - vo výške 65 km od povrchu Zeme v nej bude obsiahnutý dusík
už 86%, kyslík - iba 19%.

Základné prvky atmosféry

Rôznorodé zloženie zemskej atmosféry jej umožňuje vystupovať rôzne funkcie a chrániť život na planéte. Jeho hlavné prvky:

• Oxid uhličitý (CO₂) je základnou zložkou zapojenou do procesu výživy rastlín (fotosyntéza). Do atmosféry sa uvoľňuje v dôsledku dýchania všetkých živých organizmov, hnije a horí. organickej hmoty. Ak oxid uhličitý zmizne, rastliny s ním prestanú existovať.
• Kyslík (O₂) – poskytuje optimálne prostredie pre život všetkých organizmov na planéte, je potrebný na dýchanie. Jeho zmiznutím skončí život pre 99% organizmov na planéte.
• Ozón (O 3) je plyn, ktorý pôsobí ako prirodzený pohlcovač ultrafialového žiarenia emitovaného slnečným žiarením. Jeho nadbytok negatívne ovplyvňuje živé organizmy. Plyn tvorí špeciálnu vrstvu v atmosfére - ozónová clona. Pod vplyvom vonkajšie podmienky a ľudskou činnosťou začína postupne kolabovať, preto je dôležité vykonávať činnosti na obnovu ozónovej vrstvy našej planéty, aby sa na nej zachránil život.

Aj v zložení atmosféry sú vodné pary - určujú vlhkosť vzduchu. Percento tejto zložky závisí od rôznych faktorov. Ovplyvnený:

• Indikátory teploty vzduchu.
• Poloha oblasti (územia).
• Sezónnosť.

Ovplyvňuje množstvo vodnej pary a teplotu – ak je nízka, tak koncentrácia nepresahuje 1 %, pri zvýšenej dosahuje 3 – 4 %.
Dodatočne zahrnuté v zemskú atmosféru sú tu pevné a tekuté nečistoty - sadze, popol, morská soľ, rôzne mikroorganizmy, prach, kvapky vody.

Atmosféra: jej vrstvy

Je potrebné poznať štruktúru zemskej atmosféry podľa vrstiev, aby sme mali plné zobrazenie o hodnote tohto plynový obal. Vynikajú zložením a hustotou zmes plynov sú rôzne v rôznych výškach. Každá vrstva je iná chemické zloženie a funkcie, ktoré sa majú vykonávať. Usporiadajte atmosférické vrstvy Zeme v tomto poradí:

Troposféra sa nachádza najbližšie k zemskému povrchu. Výška tejto vrstvy dosahuje 16-18 km v tropických zónach a v priemere 9 km nad pólmi. V tejto vrstve je sústredených až 90 % všetkej vodnej pary. Je to v troposfére, kde sa tvoria mraky. Pozoruje sa tu aj pohyb vzduchu, turbulencia a konvekcia. Indikátory teploty sú rôzne a pohybujú sa od +45 do -65 stupňov - v trópoch a na póloch. S nárastom o 100 metrov dochádza k poklesu teploty o 0,6 stupňa. Práve troposféra je v dôsledku akumulácie vodnej pary a vzduchu zodpovedná za cyklónové procesy. Preto správna odpoveď na otázku, ako sa volá vrstva zemskej atmosféry, v ktorej vznikajú cyklóny a anticyklóny, bude názov tejto atmosférickej vrstvy.

Stratosféra - táto vrstva sa nachádza vo výške 11-50 km od povrchu planéty. Vo svojej spodnej zóne majú ukazovatele teploty tendenciu k hodnotám -55. V stratosfére sa nachádza inverzná zóna – hranica medzi touto a ďalšou vrstvou, nazývaná mezosféra. Indikátory teploty dosahujú hodnoty +1 stupeň. Lietadlá lietajú v nižšej stratosfére.

Ozónová vrstva je malá oblasť na hranici medzi stratosférou a mezosférou, ale presne ozónová vrstva atmosféra chráni všetok život na Zemi pred pôsobením ultrafialového žiarenia. Oddeľuje aj pohodlné a priaznivé podmienky pre existenciu živých organizmov a drsného priestoru, bez ktorého sa nedá prežiť špeciálne podmienky dokonca aj baktérie. Vznikol ako výsledok interakcie organických zložiek a kyslíka, ktorý prichádza do kontaktu s ultrafialovým žiarením a vstupuje do fotochemická reakcia ktorý produkuje plyn nazývaný ozón. Keďže ozón pohlcuje ultrafialové žiarenie, prispieva k ohrievaniu atmosféry a udržiavaniu optimálnych podmienok pre život v jeho bežnej forme. V súlade s tým odpovedať na otázku: pred akou vrstvou plynu chráni zem kozmického žiarenia a nadmerné slnečné žiarenie, po ktorom nasleduje ozón.

Ak vezmeme do úvahy vrstvy atmosféry v poradí od povrchu Zeme, treba poznamenať, že ďalšou je mezosféra. Nachádza sa vo výške 50-90 km od povrchu planéty. Indikátory teploty - od 0 do -143 stupňov (spodné a horné limity). Chráni Zem pred meteoritmi, ktoré pri prechode zhoria
je to fenomén žiary vzduchu. Tlak plynu v tejto časti atmosféry je extrémne nízky, čo znemožňuje štúdium celej mezosféry, pretože tam nemôžu fungovať špeciálne zariadenia vrátane satelitov alebo sond.

Termosféra je vrstva atmosféry, ktorá sa nachádza vo výške 100 km nad morom. Toto je spodná hranica, ktorá sa nazýva Karmanova línia. Vedci podmienečne určili, že tu začína vesmír. Okamžitá hrúbka termosféry dosahuje 800 km. Teploty dosahujú 1800 stupňov, no udržujú pokožku kozmická loď a rakety neporušené umožňuje miernu koncentráciu vzduchu. V tejto vrstve zemskej atmosféry je zvláštna
fenomén - polárna žiara - špeciálny druhžiara, ktorú možno pozorovať v niektorých oblastiach planéty. Objavujú sa v dôsledku interakcie viacerých faktorov - ionizácie vzduchu a pôsobenia naň kozmického žiarenia a žiarenia.

Ktorá vrstva atmosféry je najďalej od Zeme - exosféra. Existuje tu zóna rozptylu vzduchu, pretože koncentrácia plynov je malá, v dôsledku čoho postupne unikajú z atmosféry. Táto vrstva sa nachádza vo výške 700 km nad povrchom Zeme. Hlavný prvok, ktorý tvorí
táto vrstva je vodík. V atómovom stave môžete nájsť látky ako kyslík alebo dusík, ktoré budú vysoko ionizované slnečným žiarením.
Rozmery exosféry Zeme dosahujú 100 tisíc km od planéty.

Štúdiom vrstiev atmosféry v poradí z povrchu zeme ľudia získali veľa cenné informácie, ktorá pomáha pri rozvoji a zlepšovaní technologických možností. Niektoré skutočnosti sú prekvapujúce, ale práve ich prítomnosť umožnila živým organizmom úspešný vývoj.

Je známe, že hmotnosť atmosféry je viac ako 5 kvadriliónov ton. Vrstvy sú schopné prenášať zvuky až do 100 km od povrchu planéty, nad touto vlastnosťou mizne, keď sa zloženie plynov mení.
Atmosférické pohyby existujú, pretože zahrievanie Zeme sa mení. Povrch na póloch je studený a bližšie k trópom sa otepľovanie zvyšuje, teplotné ukazovatele sú ovplyvnené cyklónovými vírmi, ročnými obdobiami a dennou dobou. Atmosférický tlak je možné merať pomocou barometra. Vedci zistili, že prítomnosť ochranné vrstvy umožňuje zabrániť kontaktu s povrchom planéty meteoritov s celkovou hmotnosťou 100 ton denne.

Zaujímavosťou je, že zloženie vzduchu (zmes plynov vo vrstvách) zostalo nezmenené počas dlhého časového obdobia – je známych niekoľko stoviek miliónov rokov. V r sa dejú významné zmeny posledné storočia- od momentu, keď ľudstvo zažíva výrazný vzostup produkcie.

Tlak vyvíjaný atmosférou ovplyvňuje pohodu ľudí. Normálne pre 90% sú ukazovatele 760 mmHg, táto hodnota by sa mala vyskytnúť pri 0 stupňoch. Treba mať na pamäti, že táto hodnota platí pre tie časti zemskej pevniny, kde s ňou prechádza hladina mora v rovnakom pásme (bez kvapiek). Čím vyššia je nadmorská výška, tým nižší bude tlak. Mení sa aj pri prechode cyklónov, keďže k zmenám dochádza nielen vertikálne, ale aj horizontálne.

Fyziologická zóna zemskej atmosféry je 5 km, po prejdení tejto značky sa človek začína prejavovať zvláštny stav- hladovanie kyslíkom. V tomto procese 95% ľudí pociťuje výrazný pokles pracovnej schopnosti a ich pohoda sa výrazne zhoršuje aj u vyškolenej a vyškolenej osoby.

Preto je význam atmosféry pre život na zemi veľký – ľudia a väčšina živých organizmov bez tejto zmesi plynov nemôže existovať. Vďaka ich prítomnosti bolo možné rozvinúť zvyk moderná spoločnosťživot na zemi. Je potrebné posúdiť škody spôsobené priemyselnými činnosťami, vykonať opatrenia na čistenie vzduchu s cieľom znížiť koncentráciu určité typy plynov a priviesť tie, ktoré na bežné zloženie nestačia. Teraz je dôležité myslieť na ďalšie opatrenia na zachovanie a obnovu vrstiev atmosféry s cieľom zachrániť optimálne podmienky pre budúce generácie.

Plynný obal, ktorý obklopuje našu planétu Zem, známy ako atmosféra, pozostáva z piatich hlavných vrstiev. Tieto vrstvy vznikajú na povrchu planéty, z hladiny mora (niekedy nižšie) a stúpajú do vesmíru v nasledujúcom poradí:

• Troposféra;
• stratosféra;
• mezosféra;
• termosféra;
• Exosféra.

Schéma hlavných vrstiev zemskej atmosféry

Medzi každou z týchto hlavných piatich vrstiev sú prechodové zóny nazývané "pauzy", kde dochádza k zmenám teploty, zloženia a hustoty vzduchu. Spolu s prestávkami sa zemská atmosféra v Celkom obsahuje 9 vrstiev.

Troposféra: kde sa deje počasie

Zo všetkých vrstiev atmosféry je troposféra tou, ktorú poznáme (či už si to uvedomujete alebo nie), keďže žijeme na jej dne – na povrchu planéty. Obklopuje povrch Zeme a nahor sa tiahne niekoľko kilometrov. Slovo troposféra znamená „výmena lopty“. Veľmi priliehavý názov, keďže v tejto vrstve sa odohráva naše každodenné počasie.

Počnúc povrchom planéty stúpa troposféra do výšky 6 až 20 km. Spodná tretina vrstvy, ktorá je nám najbližšie, obsahuje 50% všetkých atmosférické plyny. Je to jediná časť celého zloženia atmosféry, ktorá dýcha. Vzhľadom k tomu, že vzduch sa ohrieva zospodu zemského povrchu absorbujúce termálna energia Slnko, s rastúcou výškou klesá teplota a tlak troposféry.

Na vrchu je tenká vrstva nazývaná tropopauza, ktorá je len nárazníkom medzi troposférou a stratosférou.

Stratosféra: domov ozónu

Stratosféra je ďalšou vrstvou atmosféry. Rozprestiera sa od 6-20 km do 50 km nad zemským povrchom. Toto je vrstva, v ktorej lieta väčšina komerčných lietadiel a lietajú balóny.

Tu vzduch neprúdi hore a dole, ale pohybuje sa paralelne s povrchom vo veľmi rýchlych prúdoch vzduchu. Ako stúpate, teplota sa zvyšuje vďaka množstvu prírodného ozónu (O 3 ) - vedľajšieho produktu slnečné žiarenie a kyslík, ktorý má schopnosť absorbovať škodlivé ultrafialové lúče slnka (akýkoľvek nárast teploty s nadmorskou výškou je v meteorológii známy ako „inverzia“).

Keďže stratosféra má viac teplé teploty dole a chladnejšie hore, konvekcia (vertikálne pohyby vzdušných hmôt) je v tejto časti atmosféry zriedkavý. V skutočnosti si búrku zúriacu v troposfére môžete pozrieť zo stratosféry, pretože vrstva funguje ako „čiapka“ konvekcie, cez ktorú nepreniknú búrkové mraky.

Po stratosfére opäť nasleduje nárazníková vrstva, tentoraz nazývaná stratopauza.

Mezosféra: stredná atmosféra

Mezosféra sa nachádza približne 50-80 km od povrchu Zeme. Horná mezosféra je najchladnejšia prirodzené miesto na Zemi, kde môžu teploty klesnúť pod -143°C.

Termosféra: horná atmosféra

Po mezosfére a mezopauze nasleduje termosféra, ktorá sa nachádza vo výške 80 až 700 km nad povrchom planéty a obsahuje menej ako 0,01 % celkového vzduchu v atmosférický obal. Teploty tu dosahujú až + 2000 °C, ale kvôli silnému riedeniu vzduchu a nedostatku molekúl plynu na prenos tepla sa tieto vysoké teploty vnímaná ako veľmi chladná.

Exosféra: hranica atmosféry a priestoru

Vo výške asi 700 – 10 000 km nad zemským povrchom sa nachádza exosféra – vonkajší okraj atmosféry, ohraničujúci vesmír. Tu sa meteorologické satelity otáčajú okolo Zeme.

Ako je to s ionosférou?

Ionosféra nie je samostatná vrstva a v skutočnosti sa týmto pojmom označuje atmosféra vo výške 60 až 1000 km. Zahŕňa najvyššie časti mezosféry, celú termosféru a časť exosféry. Ionosféra dostala svoj názov, pretože práve v tejto časti atmosféry sa pri prechode Slnkom ionizuje slnečné žiarenie. magnetické polia Pristáva na a . Tento jav možno pozorovať zo Zeme ako polárnu žiaru.

Encyklopedický YouTube

1 / 5

✪ Zem vesmírna loď(14. epizóda) - Atmosféra

✪ Prečo nebola atmosféra stiahnutá do vesmírneho vákua?

✪ Vstup do zemskej atmosféry kozmickej lode "Sojuz TMA-8"

✪ Štruktúra atmosféry, význam, štúdium

✪ O. S. Ugolnikov "Horná atmosféra. Stretnutie Zeme a vesmíru"

titulky

Hranica atmosféry

Za atmosféru sa považuje oblasť okolo Zeme, v ktorej plynné prostredie rotuje spolu so Zemou ako celkom. Atmosféra prechádza do medziplanetárneho priestoru postupne, v exosfére, počnúc výškou 500-1000 km od povrchu Zeme.

Podľa definície, ktorú navrhla Medzinárodná letecká federácia, je hranica medzi atmosférou a vesmírom vedená pozdĺž línie Karmana, ktorá sa nachádza v nadmorskej výške asi 100 km, nad ktorou sú letecké lety úplne nemožné. NASA používa značku 122 kilometrov (400 000 stôp) ako hranicu atmosféry, kde sa raketoplány prepínajú z manévrovania s pohonom na aerodynamické manévre.

Fyzikálne vlastnosti

Okrem plynov uvedených v tabuľke obsahuje atmosféra Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, uhľovodíky, HCl,, HBr, pary, I 2, Br 2 a mnoho ďalších plyny v malých množstvách. V troposfére je neustále veľké množstvo suspendovaných pevných a kvapalných častíc (aerosólov). Radón (Rn) je najvzácnejší plyn v zemskej atmosfére.

Štruktúra atmosféry

hraničná vrstva atmosféry

Spodná vrstva troposféry (hrúbka 1-2 km), v ktorej stav a vlastnosti zemského povrchu priamo ovplyvňujú dynamiku atmosféry.

Troposféra

Jeho horná hranica je v nadmorskej výške 8-10 km v polárnych, 10-12 km v miernych a 16-18 km v tropických zemepisných šírkach; v zime nižšia ako v lete. Spodná, hlavná vrstva atmosféry obsahuje viac ako 80 % celkovej hmoty atmosférický vzduch a asi 90 % všetkej vodnej pary v atmosfére. V troposfére je silne vyvinutá turbulencia a konvekcia, objavujú sa oblaky, vznikajú cyklóny a anticyklóny. Teplota klesá s nadmorskou výškou s priemerným vertikálnym gradientom 0,65°/100 m

tropopauza

Prechodná vrstva z troposféry do stratosféry, vrstva atmosféry, v ktorej sa pokles teploty s výškou zastavuje.

Stratosféra

Vrstva atmosféry sa nachádza vo výške 11 až 50 km. Typická je mierna zmena teploty vo vrstve 11-25 km (spodná vrstva stratosféry) a jej zvýšenie vo vrstve 25-40 km z −56,5 na 0,8 ° (horná stratosféra alebo inverzná oblasť). Po dosiahnutí hodnoty asi 273 K (takmer 0 °C) vo výške asi 40 km zostáva teplota konštantná až do výšky asi 55 km. Táto oblasť konštantnej teploty sa nazýva stratopauza a je hranicou medzi stratosférou a mezosférou.

Stratopauza

Hraničná vrstva atmosféry medzi stratosférou a mezosférou. Vo vertikálnom rozložení teploty je maximum (asi 0 °C).

mezosféra

Termosféra

Horná hranica je asi 800 km. Teplota stúpa do nadmorských výšok 200-300 km, kde dosahuje hodnoty rádovo 1500 K, potom zostáva takmer konštantná až do r. vysokých nadmorských výškach. Pôsobením slnečného žiarenia a kozmického žiarenia dochádza k ionizácii vzduchu („polárne svetlá“) – hlavné oblasti ionosféry ležia vo vnútri termosféry. Vo výškach nad 300 km prevláda atómový kyslík. Horná hranica termosféry je do značnej miery určená aktuálnou aktivitou Slnka. V obdobiach nízkej aktivity – napríklad v rokoch 2008 – 2009 – dochádza k výraznému poklesu veľkosti tejto vrstvy.

Termopauza

Oblasť atmosféry nad termosférou. V tejto oblasti je absorpcia slnečného žiarenia zanedbateľná a teplota sa v skutočnosti s výškou nemení.

Exosféra (sféra rozptylu)

Do výšky 100 km je atmosféra homogénna, dobre premiešaná zmes plynov. Vo vyšších vrstvách závisí rozloženie plynov na výšku od ich molekulové hmotnosti, koncentrácia ťažších plynov klesá so vzdialenosťou od zemského povrchu rýchlejšie. V dôsledku poklesu hustoty plynu klesá teplota z 0 °C v stratosfére na −110 °C v mezosfére. Avšak Kinetická energia jednotlivým časticiam vo výškach 200–250 km zodpovedá teplota ~150 °C. Nad 200 km sú pozorované výrazné výkyvy teploty a hustoty plynu v čase a priestore.

Vo výške okolo 2000-3500 km exosféra postupne prechádza do tzv. blízke vesmírne vákuum, ktorý je naplnený vzácnymi časticami medziplanetárneho plynu, najmä atómami vodíka. Ale tento plyn je len časť medziplanetárnu hmotu. Druhá časť je zložená z prachových častíc kometárneho a meteorického pôvodu. Okrem extrémne riedkych prachových častíc do tohto priestoru preniká elektromagnetické a korpuskulárne žiarenie slnečného a galaktického pôvodu.

Preskúmanie

Troposféra predstavuje asi 80 % hmotnosti atmosféry, stratosféra asi 20 %; hmotnosť mezosféry - nie viac ako 0,3%, termosféra - menej ako 0,05% celková hmotnosť atmosféru.

Na základe elektrické vlastnosti emitované do atmosféry neutrosféra A ionosféra .

V závislosti od zloženia plynu v atmosfére emitujú homosféra A heterosféra. heterosféra- toto je oblasť, kde gravitácia ovplyvňuje oddeľovanie plynov, pretože ich miešanie v takej výške je zanedbateľné. Z toho vyplýva premenlivé zloženie heterosféry. Pod ním leží dobre premiešaná, homogénna časť atmosféry, nazývaná homosféra. Hranica medzi týmito vrstvami sa nazýva turbopauza, leží vo výške okolo 120 km.

Ďalšie vlastnosti atmosféry a účinky na ľudský organizmus

Už vo výške 5 km nad morom sa u netrénovaného človeka rozvinie hladovanie kyslíkom a bez prispôsobenia sa výrazne znižuje výkonnosť človeka. Tu končí fyziologická zóna atmosféry. Ľudské dýchanie sa stáva nemožným vo výške 9 km, hoci až do výšky 115 km obsahuje atmosféra kyslík.

Atmosféra nám poskytuje kyslík, ktorý potrebujeme na dýchanie. Avšak v dôsledku poklesu celkového tlaku atmosféry, keď stúpate do výšky, resp čiastočný tlak kyslík.

V riedkych vrstvách vzduchu je šírenie zvuku nemožné. Do výšok 60-90 km je stále možné využiť odpor vzduchu a vztlak na riadený aerodynamický let. Od nadmorských výšok 100 - 130 km však koncepty čísla M a zvukovej bariéry, ktoré pozná každý pilot, strácajú svoj význam: existuje podmienená Karmanova línia, za ktorou začína oblasť čisto balistického letu. , ktoré je možné ovládať len pomocou reaktívnych síl.

Vo výškach nad 100 km je atmosféra zbavená aj ďalšej pozoruhodnej vlastnosti - schopnosti absorbovať, viesť a odovzdávať tepelnú energiu konvekciou (teda miešaním vzduchu). Znamená to, že rôzne prvky vybavenie, orbitálne vybavenie vesmírna stanica nebude môcť chladiť vonku tak, ako sa to bežne robí v lietadle – s pomocou vzduchové trysky a vzduchové chladiče. V takej výške, ako vo všeobecnosti vo vesmíre, jediná cesta prenos tepla je tepelné žiarenie.

História vzniku atmosféry

Podľa najbežnejšej teórie mala zemská atmosféra počas svojej histórie tri rôzne zloženie. Spočiatku ho tvorili ľahké plyny (vodík a hélium) zachytené z medziplanetárneho priestoru. Tento tzv primárna atmosféra . V ďalšom štádiu aktívna sopečná činnosť viedla k nasýteniu atmosféry inými plynmi ako vodík (oxid uhličitý, amoniak, vodná para). To je ako sekundárna atmosféra. Táto atmosféra bola obnovujúca. Ďalej bol proces tvorby atmosféry určený nasledujúcimi faktormi:

• únik ľahkých plynov (vodík a hélium) do medziplanetárneho priestoru;
• chemické reakcie, ktoré prebiehajú v atmosfére pod vplyvom ultrafialové žiarenie, výboje blesku a niektoré ďalšie faktory.

Postupne tieto faktory viedli k vzniku terciárna atmosféra, vyznačujúci sa oveľa nižším obsahom vodíka a oveľa vyšším obsahom dusíka a oxidu uhličitého (vzniká v dôsledku chemické reakcie z amoniaku a uhľovodíkov).

Dusík

Vzdelávanie Vysoké číslo dusík N 2 je spôsobený oxidáciou amoniakovo-vodíkovej atmosféry molekulárnym kyslíkom O 2, ktorý začal prichádzať z povrchu planéty v dôsledku fotosyntézy pred 3 miliardami rokov. Dusík N 2 sa tiež uvoľňuje do atmosféry v dôsledku denitrifikácie dusičnanov a iných zlúčenín obsahujúcich dusík. Dusík je oxidovaný ozónom na NO vo vyšších vrstvách atmosféry.

Dusík N 2 vstupuje do reakcií len za špecifických podmienok (napríklad pri výboji blesku). Oxidácia molekulárneho dusíka ozónom pri elektrické výboje používané v malých množstvách pri priemyselnej výrobe dusíkatých hnojív. Oxidujte ho pri nízkej spotrebe energie a premieňajte na biologicky aktívna forma sinice (modrozelené riasy) a uzlové baktérie môžu vytvárať rizobiálnu symbiózu so strukovinami, čo môžu byť účinné rastliny na zelené hnojenie, ktoré nevyčerpávajú, ale obohacujú pôdu prírodnými hnojivami.

Kyslík

Zloženie atmosféry sa začalo radikálne meniť s príchodom živých organizmov na Zem, v dôsledku fotosyntézy, sprevádzanej uvoľňovaním kyslíka a absorpciou oxidu uhličitého. Spočiatku sa kyslík vynakladal na oxidáciu redukovaných zlúčenín - amoniaku, uhľovodíkov, železitej formy železa obsiahnutej v oceánoch atď. tejto fáze obsah kyslíka v atmosfére začal stúpať. Postupne sa formoval moderná atmosféra, ktorý má oxidačné vlastnosti. Pretože to spôsobilo vážne drastické zmeny mnoho procesov prebiehajúcich v atmosfére, litosfére a biosfére sa táto udalosť nazývala kyslíková katastrofa.

vzácnych plynov

Znečistenie vzduchu

IN V poslednej dobečlovek začal ovplyvňovať vývoj atmosféry. výsledok ľudská aktivita dochádzalo k neustálemu zvyšovaniu obsahu oxidu uhličitého v atmosfére v dôsledku spaľovania uhľovodíkových palív nahromadených v predchádzajúcich geologických epochách. Obrovské množstvá CO 2 sa spotrebúvajú počas fotosyntézy a absorbujú ho svetové oceány. Tento plyn sa dostáva do atmosféry v dôsledku rozkladu uhličitanu skaly a organických látok rastlinného a živočíšneho pôvodu, ako aj v dôsledku vulkanizmu a ľudskej výroby. Za posledných 100 rokov sa obsah CO 2 v atmosfére zvýšil o 10 %, pričom hlavná časť (360 miliárd ton) pochádza zo spaľovania paliva. Ak bude tempo rastu spaľovania paliva pokračovať, potom sa v nasledujúcich 200 – 300 rokoch množstvo CO 2 v atmosfére zdvojnásobí a môže viesť ku globálnym klimatickým zmenám.

Spaľovanie paliva je hlavným zdrojom znečisťujúcich plynov (СО,, SO 2). Oxid siričitý sa oxiduje vzdušným kyslíkom na SO 3 a oxid dusnatý na NO 2 v hornej atmosfére, ktoré následne interagujú s vodnou parou a výsledná kyselina sírová H 2 SO 4 a kyselina dusičná HNO 3 dopadajú na zemský povrch v r. formou tzv. kyslý dážď. Použitie

Atmosféra je to, čo umožňuje život na Zemi. Dostávame úplne prvé informácie a fakty o atmosfére späť Základná škola. Na strednej škole už tento pojem viac poznáme na hodinách geografie.

Pojem zemskej atmosféry

Atmosféra nie je len na Zemi, ale aj na iných nebeských telies. Toto je názov plynného obalu obklopujúceho planéty. Zloženie tejto vrstvy plynu rôzne planéty je výrazne odlišná. Pozrime sa na základné informácie a fakty o inak nazývanom vzduchu.

Jeho najdôležitejšou zložkou je kyslík. Niektorí sa mylne domnievajú, že zemskú atmosféru tvorí výlučne kyslík, ale vzduch je v skutočnosti zmesou plynov. Obsahuje 78 % dusíka a 21 % kyslíka. Zvyšné jedno percento zahŕňa ozón, argón, oxid uhličitý, vodnú paru. Nechaj percentá týchto plynov je málo, ale plnia dôležitú funkciu – pohlcujú značnú časť slnečnej žiarivej energie, čím bránia svietidlu premeniť všetok život na našej planéte na popol. Vlastnosti atmosféry sa menia s nadmorskou výškou. Napríklad v nadmorskej výške 65 km je dusík 86 % a kyslík 19 %.

Zloženie zemskej atmosféry

• Oxid uhličitý nevyhnutné pre výživu rastlín. V atmosfére sa objavuje v dôsledku procesu dýchania živých organizmov, hnitia, horenia. Jeho absencia v zložení atmosféry by znemožnila existenciu akýchkoľvek rastlín.
• Kyslík je dôležitou súčasťou atmosféry pre ľudí. Jeho prítomnosť je podmienkou existencie všetkých živých organizmov. Tvorí asi 20 %. celkový objem atmosférické plyny.
• Ozón Ide o prirodzený pohlcovač slnečného ultrafialového žiarenia, ktoré nepriaznivo pôsobí na živé organizmy. Väčšina tvorí samostatnú vrstvu atmosféry – ozónovú clonu. V poslednej dobe ľudská činnosť viedla k tomu, že sa začína postupne rúcať, ale keďže má veľký význam, je to bytie aktívna práca na jeho konzerváciu a obnovu.
• vodná para určuje vlhkosť vzduchu. Jeho obsah sa môže líšiť v závislosti od rôznych faktorov: teplota vzduchu, územné umiestnenie, sezóna. Pri nízkych teplotách je vo vzduchu veľmi málo vodnej pary, možno menej ako jedno percento a pri vysokých teplotách jej množstvo dosahuje 4 %.
• Okrem všetkých vyššie uvedených je v zložení zemskej atmosféry vždy určité percento ťažké a tekuté nečistoty . Sú to sadze, popol, morská soľ, prach, kvapky vody, mikroorganizmy. Do ovzdušia sa môžu dostať prirodzene aj antropogénnou cestou.

Vrstvy atmosféry

teplota, hustota a kvalitatívne zloženie vzduch nie je v rôznych výškach rovnaký. Z tohto dôvodu je zvykom rozlišovať rôzne vrstvy atmosféry. Každý z nich má svoju vlastnú charakteristiku. Poďme zistiť, ktoré vrstvy atmosféry sa rozlišujú:

• Troposféra je vrstva atmosféry najbližšie k povrchu Zeme. Jeho výška je 8-10 km nad pólmi a 16-18 km v trópoch. Tu je 90% všetkej vodnej pary, ktorá je k dispozícii v atmosfére, takže dochádza k aktívnej tvorbe oblakov. Aj v tejto vrstve prebiehajú také procesy ako pohyb vzduchu (vietor), turbulencia, konvekcia. Teplota sa pohybuje od +45 stupňov na poludnie v teplom období v trópoch do -65 stupňov na póloch.
• Stratosféra je druhá najvzdialenejšia vrstva od atmosféry. Nachádza sa v nadmorskej výške 11 až 50 km. V spodnej vrstve stratosféry je teplota približne -55, smerom do vzdialenosti od Zeme stúpa na +1˚С. Táto oblasť sa nazýva inverzia a je hranicou medzi stratosférou a mezosférou.
• Mezosféra sa nachádza v nadmorskej výške 50 až 90 km. Teplota na jej spodnej hranici je okolo 0, na hornej dosahuje -80...-90 ˚С. Meteority vstupujúce do zemskej atmosféry úplne vyhoria v mezosfére, čo spôsobuje, že sa tu objavuje vzduch.
• Termosféra je hrubá asi 700 km. V tejto vrstve atmosféry Severné svetlá. Objavujú sa v dôsledku pôsobenia kozmického žiarenia a žiarenia vychádzajúceho zo Slnka.
• Exosféra je zóna rozptylu vzduchu. Tu je koncentrácia plynov malá a dochádza k ich postupnému úniku do medziplanetárneho priestoru.

hranica medzi zemskou atmosférou a vonkajší priestor sa považuje za míľnik 100 km. Táto línia sa nazýva Karmanova línia.

atmosferický tlak

Pri počúvaní predpovede počasia často počujeme hodnoty barometrického tlaku. Čo však znamená atmosférický tlak a ako nás môže ovplyvniť?

Zistili sme, že vzduch pozostáva z plynov a nečistôt. Každá z týchto zložiek má svoju váhu, čo znamená, že atmosféra nie je beztiažová, ako sa verilo do 17. storočia. Atmosférický tlak je sila, ktorou všetky vrstvy atmosféry tlačia na povrch Zeme a na všetky objekty.

Vedci vykonali zložité výpočty a dokázali, že pre jedného meter štvorcový oblasti tlačí atmosféra silou 10 333 kg. znamená, Ľudské telo podlieha tlaku vzduchu, ktorého hmotnosť je 12-15 ton. Prečo to necítime? Šetrí nám svoj vnútorný tlak, ktorý vyrovnáva ten vonkajší. V lietadle alebo vysoko v horách môžete cítiť tlak atmosféry Atmosférický tlak oveľa menej v nadmorskej výške. V tomto prípade je možné fyzické nepohodlie, upchaté uši, závraty.

O atmosfére okolo sa dá povedať veľa. Vieme o nej veľa. zaujímavosti a niektoré z nich sa môžu zdať prekvapujúce:

• Hmotnosť zemskej atmosféry je 5 300 000 000 000 000 ton.
• Prispieva k prenosu zvuku. Vo výške viac ako 100 km táto vlastnosť vplyvom zmien v zložení atmosféry zaniká.
• Pohyb atmosféry vyvoláva nerovnomerné zahrievanie zemského povrchu.
• Na meranie teploty vzduchu sa používa teplomer a na meranie atmosférického tlaku barometer.
• Prítomnosť atmosféry zachráni našu planétu pred 100 tonami meteoritov denne.
• Zloženie vzduchu bolo zafixované niekoľko stoviek miliónov rokov, no začalo sa meniť s nástupom rýchlej priemyselnej činnosti.
• Predpokladá sa, že atmosféra siaha až do nadmorskej výšky 3000 km.

Hodnota atmosféry pre ľudí

Fyziologická zóna atmosféry je 5 km. V nadmorskej výške 5 000 m nad morom sa u človeka začína prejavovať hladovanie kyslíkom, čo sa prejavuje znížením jeho pracovnej kapacity a zhoršením blahobytu. To ukazuje, že človek nemôže prežiť v priestore, kde táto úžasná zmes plynov neexistuje.

Všetky informácie a fakty o atmosfére len potvrdzujú jej dôležitosť pre ľudí. Vďaka jeho prítomnosti sa objavila možnosť rozvoja života na Zemi. Aj dnes, po zhodnotení rozsahu škôd, ktoré je ľudstvo schopné svojím konaním životodarnému ovzdušiu spôsobiť, by sme mali uvažovať o ďalších opatreniach na zachovanie a obnovu atmosféry.

Presná veľkosť atmosféry nie je známa, pretože jej horná hranica nie je jasne viditeľná. Štruktúra atmosféry však bola dostatočne preštudovaná, aby si každý mohol urobiť predstavu o tom, ako je usporiadaný plynný obal našej planéty.

Vedci z oblasti fyziky atmosféry ju definujú ako oblasť okolo Zeme, ktorá rotuje s planétou. FAI dáva nasledovné definícia:

• Hranica medzi priestorom a atmosférou prebieha pozdĺž línie Karman. Táto čiara je podľa definície tej istej organizácie nadmorská výška, ktorá sa nachádza v nadmorskej výške 100 km.

Čokoľvek nad touto čiarou priestor. Atmosféra postupne prechádza do medziplanetárneho priestoru, preto existujú rôzne predstavy o jej veľkosti.

S nižšia hranica atmosfére, všetko je oveľa jednoduchšie - prechádza povrchom zemská kôra a vodný povrch Zeme – hydrosféra. Zároveň hranica, dalo by sa povedať, splýva s pozemským a vodná plocha pretože častice sú tiež rozpustené častice vzduchu.

Aké vrstvy atmosféry sú zahrnuté do veľkosti Zeme

Zaujímavosť: v zime je nižšia, v lete vyššia.

Práve v tejto vrstve vznikajú turbulencie, anticyklóny a cyklóny, vznikajú oblaky. Práve táto sféra je zodpovedná za formovanie počasia, nachádza sa v nej približne 80% všetkých vzdušných hmôt.

Tropauza je vrstva, v ktorej teplota s výškou neklesá. Nad tropopauzou, v nadmorskej výške nad 11 a do 50 km sa nachádza. Stratosféra obsahuje vrstvu ozónu, pred ktorou je známe, že chráni planétu ultrafialové lúče. Vzduch v tejto vrstve sa vypúšťa, čo sa vysvetľuje charakteristikou fialový odtieň obloha. Rýchlosť prúdenia vzduchu tu môže dosiahnuť 300 km/h. Medzi stratosférou a mezosférou je stratopauza – hraničná sféra, v ktorej prebieha teplotné maximum.

Ďalšia vrstva je . Rozprestiera sa do výšok 85-90 kilometrov. Farba oblohy v mezosfére je čierna, takže hviezdy možno pozorovať aj ráno a popoludní. Prebiehajú tam najzložitejšie fotochemické procesy, pri ktorých dochádza k atmosférickej žiare.

Medzi mezosférou a ďalšou vrstvou je mezopauza. Je definovaná ako prechodová vrstva, v ktorej je pozorované teplotné minimum. Vyššie, vo výške 100 kilometrov nad morom, je čiara Karman. Nad touto čiarou sa nachádza termosféra (nadmorská výška 800 km) a exosféra, ktorá sa nazýva aj „rozptylová zóna“. Vo výške asi 2-3 tisíc kilometrov prechádza do blízkeho vesmírneho vákua.

Vzhľadom na to, že horná vrstva atmosféry nie je jasne viditeľná, nie je možné vypočítať jej presnú veľkosť. Okrem toho v rozdielne krajiny existujú organizácie, ktoré rozdielne názory na tento účet. Treba poznamenať, že Karmanova línia možno považovať za hranicu zemskej atmosféry len podmienečne, keďže rôzne zdroje použiť rôzne hraničné značky. V niektorých zdrojoch teda nájdete informácie, že horná hranica prechádza v nadmorskej výške 2 500 - 3 000 km.

NASA používa na výpočty značku 122 kilometrov. Nie je to tak dávno, čo sa uskutočnili experimenty, ktoré objasnili hranicu, ktorá sa nachádza vo výške približne 118 km.