> Ang kapaligiran ng Earth

Paglalarawan Ang kapaligiran ng daigdig para sa mga bata sa lahat ng edad: kung ano ang binubuo ng hangin, ang pagkakaroon ng mga gas, mga layer ng larawan, klima at panahon ng ikatlong planeta sa solar system.

Para sa mga maliliit Alam na na ang Earth ay ang tanging planeta sa ating sistema na may mabubuhay na kapaligiran. Ang kumot ng gas ay hindi lamang mayaman sa hangin, ngunit pinoprotektahan din tayo mula sa labis na init at solar radiation. Mahalaga ipaliwanag sa mga bata na ang sistema ay hindi kapani-paniwalang mahusay na idinisenyo, dahil pinapayagan nito ang ibabaw na magpainit sa araw at magpalamig sa gabi, habang pinapanatili ang isang katanggap-tanggap na balanse.

Magsimula paliwanag para sa mga bata Posible mula sa katotohanan na ang globo ng atmospera ng daigdig ay umaabot ng higit sa 480 km, ngunit karamihan sa mga ito ay matatagpuan 16 km mula sa ibabaw. Kung mas mataas ang altitude, mas mababa ang presyon. Kung kukuha tayo ng antas ng dagat, kung gayon ang presyon ay 1 kg bawat square centimeter. Ngunit sa taas na 3 km, magbabago ito - 0.7 kg bawat square centimeter. Siyempre, sa ganitong mga kondisyon ay mas mahirap huminga ( mga bata mararamdaman mo ito kung sakaling mag-hiking ka sa mga bundok).

Ang komposisyon ng hangin ng Earth - isang paliwanag para sa mga bata

Kasama sa mga gas ang:

• Nitrogen - 78%.
• Oxygen - 21%.
• Argon - 0.93%.
• Carbon dioxide - 0.038%.
• Sa maliit na dami mayroon ding singaw ng tubig at iba pang mga dumi ng gas.

Mga layer ng atmospera ng Earth - isang paliwanag para sa mga bata

Mga magulang o mga guro sa paaralan dapat ipaalala na ang atmospera ng daigdig ay nahahati sa 5 antas: exosphere, thermosphere, mesosphere, stratosphere at troposphere. Sa bawat layer, ang atmospera ay natutunaw nang higit pa, hanggang sa ang mga gas ay tuluyang kumalat sa kalawakan.

Ang troposphere ay pinakamalapit sa ibabaw. Sa kapal na 7-20 km, ito ang bumubuo sa kalahati ng atmospera ng daigdig. Kung mas malapit sa Earth, mas umiinit ang hangin. Halos lahat ng singaw ng tubig at alikabok ay iniipon dito. Maaaring hindi magtaka ang mga bata na nasa ganitong antas ang mga ulap na lumulutang.

Ang stratosphere ay nagsisimula sa troposphere at tumataas ng 50 km sa ibabaw. Mayroong maraming ozone dito, na nagpapainit sa kapaligiran at nakakatipid mula sa nakakapinsalang solar radiation. Ang hangin ay 1000 beses na mas manipis kaysa sa itaas ng antas ng dagat at hindi karaniwang tuyo. Kaya naman maganda ang pakiramdam ng mga eroplano dito.

Mesosphere: 50 km hanggang 85 km sa ibabaw ng ibabaw. Ang tuktok ay tinatawag na mesopause at ito ang pinakamalamig na lugar sa atmospera ng daigdig (-90°C). Napakahirap mag-explore dahil hindi makakarating doon ang mga jet plane, at masyadong mataas ang orbital altitude ng mga satellite. Alam lamang ng mga siyentipiko na dito nasusunog ang mga meteor.

Thermosphere: 90 km at sa pagitan ng 500-1000 km. Ang temperatura ay umabot sa 1500°C. Ito ay itinuturing na bahagi ng atmospera ng daigdig, ngunit ito ay mahalaga ipaliwanag sa mga bata na ang densidad ng hangin dito ay napakababa na karamihan sa mga ito ay nakikita na bilang outer space. Sa katunayan, dito matatagpuan ang mga space shuttle at ang International Space Station. Bilang karagdagan, ang mga aurora ay nabuo dito. Ang mga naka-charge na cosmic particle ay nakikipag-ugnayan sa mga atom at molekula ng thermosphere, na naglilipat sa kanila sa mas mataas na antas ng enerhiya. Dahil dito, nakikita natin ang mga photon ng liwanag na ito sa anyo ng mga aurora.

Ang exosphere ay ang pinakamataas na layer. Hindi kapani-paniwalang manipis na linya ng pagsasanib ng kapaligiran na may espasyo. Binubuo ng malawak na dispersed hydrogen at helium particle.

Klima at panahon ng Earth - isang paliwanag para sa mga bata

Para sa mga maliliit kailangan ipaliwanag na ang Earth ay namamahala upang suportahan ang maraming mga buhay na species dahil sa rehiyonal na klima, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng matinding lamig sa mga pole at tropikal na init sa ekwador. Mga bata dapat malaman na ang rehiyonal na klima ay ang panahon na sa isang partikular na lugar ay nananatiling hindi nagbabago sa loob ng 30 taon. Siyempre, kung minsan maaari itong magbago ng ilang oras, ngunit sa karamihan ay nananatiling matatag.

Bilang karagdagan, ang pandaigdigang terrestrial na klima ay nakikilala din - ang average ng rehiyonal. Nagbago ito sa buong kasaysayan ng sangkatauhan. Ngayon ay may mabilis na pag-init. Ang mga siyentipiko ay nagpapatunog ng alarma habang ang mga greenhouse gas na dulot ng tao ay nakakakuha ng init sa atmospera, na nanganganib na gawing Venus ang ating planeta.

ATMOSPHERE NG LUPA(Greek atmos steam + sphaira ball) - gaseous shell na nakapalibot sa Earth. Ang masa ng atmospera ay humigit-kumulang 5.15·10 15 Ang biyolohikal na kahalagahan ng atmospera ay napakalaki. Sa kapaligiran, mayroong palitan ng mass-energy sa pagitan ng animate at inanimate na kalikasan, sa pagitan ng flora at fauna. Atmospheric nitrogen ay assimilated sa pamamagitan ng microorganisms; ang mga halaman ay nag-synthesize ng mga organikong sangkap mula sa carbon dioxide at tubig dahil sa enerhiya ng araw at naglalabas ng oxygen. Tinitiyak ng presensya ng atmospera ang pangangalaga ng tubig sa Earth, na isa ring mahalagang kondisyon para sa pagkakaroon ng mga buhay na organismo.

Ang mga pag-aaral na isinagawa sa tulong ng mga high-altitude geophysical rockets, artipisyal na earth satellite at interplanetary automatic station ay nagpatunay na ang atmospera ng daigdig ay umaabot ng libu-libong kilometro. Ang mga hangganan ng atmospera ay hindi matatag, sila ay naiimpluwensyahan ng gravitational field ng buwan at ang presyon ng daloy ng sikat ng araw. Sa itaas ng ekwador sa rehiyon ng anino ng daigdig, ang atmospera ay umabot sa taas na humigit-kumulang 10,000 km, at sa itaas ng mga poste, ang mga hangganan nito ay 3,000 km mula sa ibabaw ng lupa. Ang pangunahing masa ng atmospera (80-90%) ay nasa loob ng mga altitude hanggang 12-16 km, na ipinaliwanag ng exponential (non-linear) na katangian ng pagbaba sa density (rarefaction) ng gaseous medium nito bilang taas. tumataas sa ibabaw ng dagat.

Ang pagkakaroon ng karamihan sa mga nabubuhay na organismo sa mga natural na kondisyon ay posible sa mas makitid na mga hangganan ng atmospera, hanggang sa 7-8 km, kung saan ang isang kumbinasyon ng mga salik sa atmospera tulad ng komposisyon ng gas, temperatura, presyon, at halumigmig, ay kinakailangan para sa aktibong kurso ng biological na proseso, nagaganap. Ang paggalaw at ionization ng hangin, atmospheric precipitation, at ang electrical state ng atmospera ay mahalaga din sa kalinisan.

Komposisyon ng gas

Ang kapaligiran ay isang pisikal na pinaghalong mga gas (Talahanayan 1), pangunahin ang nitrogen at oxygen (78.08 at 20.95 vol. %). Ang ratio ng mga atmospheric gas ay halos pareho hanggang sa mga taas na 80-100 km. Ang pagiging matatag ng pangunahing bahagi ng komposisyon ng gas ng kapaligiran ay dahil sa kamag-anak na pagbabalanse ng mga proseso ng pagpapalitan ng gas sa pagitan ng animate at inanimate na kalikasan at ang patuloy na paghahalo ng mga masa ng hangin sa pahalang at patayong direksyon.

Talahanayan 1. MGA KATANGIAN NG KOMPOSISYON NG KEMIKAL NG TUYO NA HANGIN NG ATMOSPHERIC MALAPIT SA ILAW NG LUPA

Komposisyon ng gas	Konsentrasyon ng volume, %
Oxygen
Carbon dioxide
Nitrous oxide
Sulfur dioxide	0 hanggang 0.0001
	0 hanggang 0.000007 sa tag-araw, 0 hanggang 0.000002 sa taglamig
nitrogen dioxide	0 hanggang 0.000002
Carbon monoxide

Sa mga altitude na higit sa 100 km, ang porsyento ng mga indibidwal na gas ay nagbabago dahil sa kanilang nagkakalat na stratification sa ilalim ng impluwensya ng gravity at temperatura. Bilang karagdagan, sa ilalim ng pagkilos ng maikling wavelength na bahagi ng ultraviolet at X-ray sa taas na 100 km o higit pa, ang mga molekula ng oxygen, nitrogen at carbon dioxide ay naghihiwalay sa mga atom. Sa matataas na lugar, ang mga gas na ito ay nasa anyo ng mataas na ionized na mga atomo.

Ang nilalaman ng carbon dioxide sa kapaligiran ng iba't ibang mga rehiyon ng Earth ay hindi gaanong pare-pareho, na bahagyang dahil sa hindi pantay na pamamahagi ng malalaking pang-industriya na negosyo na nagpaparumi sa hangin, pati na rin ang hindi pantay na pamamahagi ng mga halaman at mga palanggana ng tubig na sumisipsip ng carbon dioxide sa Earth. Ang variable din sa atmospera ay ang nilalaman ng mga aerosol (tingnan) - mga particle na nasuspinde sa hangin na may sukat mula sa ilang millimicrons hanggang sa ilang sampu-sampung microns - nabuo bilang isang resulta ng mga pagsabog ng bulkan, malakas na artipisyal na pagsabog, polusyon ng mga pang-industriya na negosyo. Ang konsentrasyon ng mga aerosol ay mabilis na bumababa sa taas.

Ang pinaka-hindi matatag at mahalaga sa mga variable na bahagi ng atmospera ay singaw ng tubig, ang konsentrasyon nito sa ibabaw ng lupa ay maaaring mag-iba mula 3% (sa tropiko) hanggang 2 × 10 -10% (sa Antarctica). Kung mas mataas ang temperatura ng hangin, mas maraming moisture, ceteris paribus, ang maaaring nasa atmospera at vice versa. Ang bulk ng singaw ng tubig ay puro sa atmospera hanggang sa taas na 8-10 km. Ang nilalaman ng singaw ng tubig sa kapaligiran ay nakasalalay sa pinagsamang impluwensya ng mga proseso ng pagsingaw, paghalay at pahalang na transportasyon. Sa matataas na lugar, dahil sa pagbaba ng temperatura at paghalay ng mga singaw, ang hangin ay halos tuyo.

Ang kapaligiran ng Earth, bilang karagdagan sa molekular at atomic na oxygen, ay naglalaman ng isang maliit na halaga ng ozone (tingnan), ang konsentrasyon nito ay napaka-variable at nag-iiba depende sa taas at panahon. Karamihan sa ozone ay nakapaloob sa rehiyon ng mga pole sa pagtatapos ng polar night sa taas na 15-30 km na may matalim na pagbaba pataas at pababa. Ozone arises bilang isang resulta ng photochemical aksyon ng ultraviolet solar radiation sa oxygen, higit sa lahat sa altitude ng 20-50 km. Sa kasong ito, ang mga molekula ng diatomic na oxygen ay bahagyang nabubulok sa mga atomo at, na nagsasama-sama sa mga di-nabubulok na molekula, ay bumubuo ng mga molekulang triatomic ozone (polymeric, allotropic na anyo ng oxygen).

Ang presensya sa kapaligiran ng isang pangkat ng mga tinatawag na inert gas (helium, neon, argon, krypton, xenon) ay nauugnay sa tuluy-tuloy na daloy ng mga natural na proseso ng radioactive decay.

Ang biological na kahalagahan ng mga gas napakalaki ng atmosphere. Para sa karamihan ng mga multicellular na organismo, ang isang tiyak na nilalaman ng molekular na oxygen sa isang gas o may tubig na daluyan ay isang kailangang-kailangan na kadahilanan sa kanilang pag-iral, na sa panahon ng paghinga ay tinutukoy ang pagpapakawala ng enerhiya mula sa mga organikong sangkap na nilikha noong una sa panahon ng photosynthesis. Ito ay hindi nagkataon na ang itaas na mga hangganan ng biosphere (ang bahagi ng ibabaw ng globo at ang ibabang bahagi ng atmospera kung saan umiiral ang buhay) ay tinutukoy ng pagkakaroon ng sapat na dami ng oxygen. Sa proseso ng ebolusyon, ang mga organismo ay umangkop sa isang tiyak na antas ng oxygen sa atmospera; Ang pagbabago ng nilalaman ng oxygen sa direksyon ng pagbaba o pagtaas ay may masamang epekto (tingnan ang Altitude sickness, Hyperoxia, Hypoxia).

Ang ozone-allotropic form ng oxygen ay mayroon ding binibigkas na biological effect. Sa mga konsentrasyon na hindi hihigit sa 0.0001 mg / l, na karaniwan para sa mga lugar ng resort at baybayin ng dagat, ang ozone ay may nakapagpapagaling na epekto - pinasisigla nito ang paghinga at aktibidad ng cardiovascular, nagpapabuti ng pagtulog. Sa pagtaas ng konsentrasyon ng ozone, ang nakakalason na epekto nito ay ipinakita: pangangati sa mata, necrotic na pamamaga ng mauhog lamad ng respiratory tract, exacerbation ng mga sakit sa baga, autonomic neuroses. Ang pagpasok sa kumbinasyon ng hemoglobin, ang ozone ay bumubuo ng methemoglobin, na humahantong sa isang paglabag sa respiratory function ng dugo; ang paglipat ng oxygen mula sa mga baga patungo sa mga tisyu ay nagiging mahirap, ang mga phenomena ng inis ay nabuo. Ang atomic oxygen ay may katulad na masamang epekto sa katawan. Ang ozone ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa paglikha ng mga thermal na rehimen ng iba't ibang mga layer ng atmospera dahil sa napakalakas na pagsipsip ng solar radiation at terrestrial radiation. Ang ozone ay sumisipsip ng ultraviolet at infrared rays nang mas masinsinang. Ang mga solar ray na may wavelength na mas mababa sa 300 nm ay halos ganap na hinihigop ng atmospheric ozone. Kaya, ang Earth ay napapalibutan ng isang uri ng "ozone screen" na nagpoprotekta sa maraming mga organismo mula sa mga nakakapinsalang epekto ng ultraviolet radiation mula sa araw. Ang nitrogen sa hangin sa atmospera ay may malaking biological na kahalagahan, pangunahin bilang isang mapagkukunan ng tinatawag na. fixed nitrogen - isang mapagkukunan ng pagkain ng halaman (at sa huli ay hayop). Ang physiological significance ng nitrogen ay natutukoy sa pamamagitan ng pakikilahok nito sa paglikha ng antas ng atmospheric pressure na kinakailangan para sa mga proseso ng buhay. Sa ilalim ng ilang partikular na kondisyon ng mga pagbabago sa presyon, ang nitrogen ay gumaganap ng isang malaking papel sa pagbuo ng isang bilang ng mga karamdaman sa katawan (tingnan ang Decompression sickness). Ang mga pagpapalagay na ang nitrogen ay nagpapahina sa nakakalason na epekto ng oxygen sa katawan at nasisipsip mula sa atmospera hindi lamang ng mga mikroorganismo, kundi pati na rin ng mas mataas na mga hayop, ay kontrobersyal.

Ang mga inert na gas ng atmospera (xenon, krypton, argon, neon, helium) sa bahagyang presyon na nilikha nila sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay maaaring mauri bilang biologically indifferent gas. Sa isang makabuluhang pagtaas sa bahagyang presyon, ang mga gas na ito ay may narcotic effect.

Ang pagkakaroon ng carbon dioxide sa atmospera ay tinitiyak ang akumulasyon ng solar energy sa biosphere dahil sa photosynthesis ng mga kumplikadong carbon compound, na patuloy na bumangon, nagbabago at nabubulok sa kurso ng buhay. Ang dinamikong sistemang ito ay pinananatili bilang resulta ng aktibidad ng algae at mga halaman sa lupa na kumukuha ng enerhiya ng sikat ng araw at ginagamit ito upang i-convert ang carbon dioxide (tingnan) at tubig sa iba't ibang mga organikong compound na may paglabas ng oxygen. Ang paitaas na extension ng biosphere ay bahagyang limitado sa pamamagitan ng katotohanan na sa mga altitude na higit sa 6-7 km, ang mga halaman na naglalaman ng chlorophyll ay hindi mabubuhay dahil sa mababang bahagyang presyon ng carbon dioxide. Ang carbon dioxide ay napaka-aktibo din sa mga terminong pisyolohikal, dahil ito ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa regulasyon ng mga metabolic na proseso, ang aktibidad ng gitnang sistema ng nerbiyos, paghinga, sirkulasyon ng dugo, at ang rehimen ng oxygen ng katawan. Gayunpaman, ang regulasyong ito ay pinamagitan ng impluwensya ng carbon dioxide na ginawa ng katawan mismo, at hindi mula sa atmospera. Sa mga tisyu at dugo ng mga hayop at tao, ang bahagyang presyon ng carbon dioxide ay humigit-kumulang 200 beses na mas mataas kaysa sa presyon nito sa atmospera. At lamang sa isang makabuluhang pagtaas sa nilalaman ng carbon dioxide sa kapaligiran (higit sa 0.6-1%), mayroong mga paglabag sa katawan, na tinutukoy ng terminong hypercapnia (tingnan). Ang kumpletong pag-aalis ng carbon dioxide mula sa inhaled air ay hindi maaaring direktang magkaroon ng masamang epekto sa mga organismo ng tao at hayop.

Ang carbon dioxide ay gumaganap ng isang papel sa pagsipsip ng long-wavelength radiation at pagpapanatili ng "greenhouse effect" na nagpapataas ng temperatura malapit sa ibabaw ng Earth. Ang problema ng impluwensya sa thermal at iba pang mga rehimen ng kapaligiran ng carbon dioxide, na pumapasok sa hangin sa napakalaking dami bilang basurang produkto ng industriya, ay pinag-aaralan din.

Ang singaw ng tubig sa atmospera (air humidity) ay nakakaapekto rin sa katawan ng tao, lalo na, ang pagpapalitan ng init sa kapaligiran.

Bilang resulta ng paghalay ng singaw ng tubig sa atmospera, nabubuo ang mga ulap at bumagsak ang ulan (ulan, yelo, niyebe). Ang singaw ng tubig, ang pagkalat ng solar radiation, ay lumahok sa paglikha ng thermal regime ng Earth at ang mas mababang mga layer ng atmospera, sa pagbuo ng mga kondisyon ng meteorolohiko.

Presyon ng atmospera

Ang presyon ng atmospera (barometric) ay ang presyur na ginagawa ng atmospera sa ilalim ng impluwensya ng gravity sa ibabaw ng Earth. Ang halaga ng presyur na ito sa bawat punto sa atmospera ay katumbas ng bigat ng nakapatong na haligi ng hangin na may base ng yunit, na umaabot sa itaas ng lugar ng pagsukat hanggang sa mga hangganan ng atmospera. Ang presyon ng atmospera ay sinusukat gamit ang isang barometer (tingnan) at ipinahayag sa millibars, sa mga newton bawat metro kuwadrado o ang taas ng haligi ng mercury sa barometer sa millimeters, nabawasan sa 0 ° at ang normal na halaga ng acceleration ng gravity. Sa mesa. 2 ay nagpapakita ng pinakakaraniwang ginagamit na mga yunit ng atmospheric pressure.

Ang pagbabago sa presyon ay nangyayari dahil sa hindi pantay na pag-init ng mga masa ng hangin na matatagpuan sa itaas ng lupa at tubig sa iba't ibang heograpikal na latitude. Habang tumataas ang temperatura, bumababa ang density ng hangin at ang pressure na nalilikha nito. Ang isang malaking akumulasyon ng mabilis na gumagalaw na hangin na may pinababang presyon (na may pagbawas sa presyon mula sa paligid hanggang sa gitna ng vortex) ay tinatawag na isang cyclone, na may pagtaas ng presyon (na may pagtaas ng presyon patungo sa gitna ng vortex) - isang anticyclone. Para sa pagtataya ng panahon, ang mga hindi pana-panahong pagbabago sa presyur sa atmospera ay mahalaga, na nangyayari sa paglipat ng malawak na masa at nauugnay sa paglitaw, pag-unlad at pagkasira ng mga anticyclone at cyclone. Lalo na ang malalaking pagbabago sa presyon ng atmospera ay nauugnay sa mabilis na paggalaw ng mga tropikal na bagyo. Kasabay nito, ang presyon ng atmospera ay maaaring mag-iba ng 30-40 mbar bawat araw.

Ang pagbaba ng atmospheric pressure sa millibars sa layong 100 km ay tinatawag na horizontal barometric gradient. Karaniwan, ang pahalang na barometric gradient ay 1-3 mbar, ngunit sa mga tropikal na bagyo, kung minsan ay tumataas ito sa sampu-sampung millibars bawat 100 km.

Habang tumataas ang altitude, bumababa ang presyon ng atmospera sa isang logarithmic na relasyon: sa una ay napakabilis, at pagkatapos ay mas kaunti at hindi gaanong kapansin-pansin (Larawan 1). Samakatuwid, ang barometric pressure curve ay exponential.

Ang pagbaba ng presyon sa bawat yunit ng vertical na distansya ay tinatawag na vertical barometric gradient. Kadalasan ginagamit nila ang kapalit nito - ang barometric na hakbang.

Dahil ang barometric pressure ay ang kabuuan ng mga partial pressure ng mga gas na bumubuo sa hangin, maliwanag na sa pagtaas ng taas, kasama ang pagbaba sa kabuuang presyon ng atmospera, ang bahagyang presyon ng mga gas na gumagawa. nababawasan din ang hangin sa itaas. Ang halaga ng bahagyang presyon ng anumang gas sa atmospera ay kinakalkula ng formula

kung saan ang P x ay ang partial pressure ng gas, ang P z ay ang atmospheric pressure sa altitude Z, ang X% ay ang porsyento ng gas na ang partial pressure ay dapat matukoy.

kanin. 1. Pagbabago sa barometric pressure depende sa taas sa ibabaw ng dagat.

kanin. 2. Pagbabago sa bahagyang presyon ng oxygen sa alveolar air at saturation ng arterial blood na may oxygen depende sa pagbabago sa altitude kapag humihinga ng hangin at oxygen. Ang paghinga ng oxygen ay nagsisimula sa taas na 8.5 km (eksperimento sa isang silid ng presyon).

kanin. 3. Comparative curves ng average na halaga ng aktibong kamalayan sa isang tao sa ilang minuto sa iba't ibang taas pagkatapos ng mabilis na pagtaas habang humihinga ng hangin (I) at oxygen (II). Sa mga taas na higit sa 15 km, ang aktibong kamalayan ay pantay na nababagabag kapag humihinga ng oxygen at hangin. Sa mga altitude hanggang sa 15 km, ang paghinga ng oxygen ay makabuluhang nagpapahaba sa panahon ng aktibong kamalayan (eksperimento sa isang silid ng presyon).

Dahil ang porsyento ng komposisyon ng mga atmospheric gas ay medyo pare-pareho, upang matukoy ang bahagyang presyon ng anumang gas, kinakailangan lamang na malaman ang kabuuang barometric pressure sa isang naibigay na altitude (Larawan 1 at Talahanayan 3).

Talahanayan 3. TABLE OF STANDARD ATMOSPHERE (GOST 4401-64) 1

geometric na taas (m)	Temperatura		barometric na presyon			Bahagyang presyon ng oxygen (mmHg)
				mmHg Art.

1 Ibinigay sa pinaikling anyo at dinagdagan ng column na "Partial pressure of oxygen".

Kapag tinutukoy ang bahagyang presyon ng isang gas sa mahalumigmig na hangin, ibawas ang presyon (pagkalastiko) ng mga puspos na singaw mula sa barometric pressure.

Ang pormula para sa pagtukoy ng bahagyang presyon ng isang gas sa basa-basa na hangin ay bahagyang naiiba kaysa para sa tuyong hangin:

kung saan ang pH 2 O ay ang elasticity ng water vapor. Sa t° 37°, ang elasticity ng saturated water vapor ay 47 mm Hg. Art. Ginagamit ang halagang ito sa pagkalkula ng mga bahagyang presyon ng mga gas sa hangin sa alveolar sa mga kondisyon sa lupa at mataas na altitude.

Mga epekto ng mataas at mababang presyon ng dugo sa katawan. Ang mga pagbabago sa barometric pressure pataas o pababa ay may iba't ibang epekto sa organismo ng mga hayop at tao. Ang impluwensya ng tumaas na presyon ay nauugnay sa mekanikal at matalim na pisikal at kemikal na pagkilos ng gaseous medium (ang tinatawag na compression at penetrating effect).

Ang epekto ng compression ay ipinakita sa pamamagitan ng: pangkalahatang volumetric compression, dahil sa isang pare-parehong pagtaas sa mga puwersa ng mekanikal na presyon sa mga organo at tisyu; mechanonarcosis dahil sa pare-parehong volumetric compression sa napakataas na barometric pressure; lokal na hindi pantay na presyon sa mga tisyu na naglilimita sa mga lukab na naglalaman ng gas kapag may sirang koneksyon sa pagitan ng hangin sa labas at ng hangin sa lukab, halimbawa, ang gitnang tainga, ang mga accessory na lukab ng ilong (tingnan ang Barotrauma); isang pagtaas sa density ng gas sa panlabas na sistema ng paghinga, na nagiging sanhi ng pagtaas ng paglaban sa mga paggalaw ng paghinga, lalo na sa panahon ng sapilitang paghinga (ehersisyo, hypercapnia).

Ang matalim na epekto ay maaaring humantong sa nakakalason na epekto ng oxygen at walang malasakit na mga gas, ang pagtaas sa nilalaman nito sa dugo at mga tisyu ay nagiging sanhi ng isang narcotic reaction, ang mga unang palatandaan ng isang hiwa kapag gumagamit ng nitrogen-oxygen mixture sa mga tao ay nangyayari sa isang presyon ng 4-8 atm. Ang pagtaas sa bahagyang presyon ng oxygen sa simula ay binabawasan ang antas ng paggana ng mga cardiovascular at respiratory system dahil sa pagsara ng regulatory effect ng physiological hypoxemia. Sa pagtaas ng bahagyang presyon ng oxygen sa mga baga nang higit sa 0.8-1 ata, ang nakakalason na epekto nito ay ipinahayag (pinsala sa tissue ng baga, convulsions, pagbagsak).

Ang matalim at compressive na epekto ng tumaas na presyon ng gas na daluyan ay ginagamit sa klinikal na gamot sa paggamot ng iba't ibang mga sakit na may pangkalahatan at lokal na kapansanan ng suplay ng oxygen (tingnan ang Barotherapy, Oxygen therapy).

Ang pagpapababa ng presyon ay may mas malinaw na epekto sa katawan. Sa ilalim ng mga kondisyon ng isang napakabihirang kapaligiran, ang pangunahing pathogenetic na kadahilanan na humahantong sa pagkawala ng kamalayan sa loob ng ilang segundo, at kamatayan sa 4-5 minuto, ay isang pagbawas sa bahagyang presyon ng oxygen sa inhaled na hangin, at pagkatapos ay sa alveolar. hangin, dugo at mga tisyu (Larawan 2 at 3). Ang katamtamang hypoxia ay nagiging sanhi ng pagbuo ng mga adaptive na reaksyon ng respiratory system at hemodynamics, na naglalayong mapanatili ang supply ng oxygen lalo na sa mga mahahalagang organo (utak, puso). Sa isang binibigkas na kakulangan ng oxygen, ang mga proseso ng oxidative ay inhibited (dahil sa mga respiratory enzymes), at ang mga aerobic na proseso ng paggawa ng enerhiya sa mitochondria ay nagambala. Ito ay humahantong una sa isang pagkasira sa mga pag-andar ng mga mahahalagang organo, at pagkatapos ay sa hindi maibabalik na pinsala sa istruktura at pagkamatay ng katawan. Ang pagbuo ng adaptive at pathological na mga reaksyon, isang pagbabago sa pagganap na estado ng katawan at pagganap ng tao na may pagbaba sa presyon ng atmospera ay tinutukoy ng antas at rate ng pagbaba sa bahagyang presyon ng oxygen sa inhaled air, ang tagal ng pananatili. sa taas, ang intensity ng trabahong ginawa, ang unang estado ng katawan (tingnan ang Altitude sickness).

Ang pagbaba ng presyon sa mga altitude (kahit na may pagbubukod ng kakulangan ng oxygen) ay nagdudulot ng mga malubhang karamdaman sa katawan, na pinagsama ng konsepto ng "decompression disorder", na kinabibilangan ng: high-altitude flatulence, barotitis at barosinusitis, high-altitude decompression sickness at high-altitude tissue emphysema.

Ang high-altitude flatulence ay bubuo dahil sa pagpapalawak ng mga gas sa gastrointestinal tract na may pagbaba sa barometric pressure sa dingding ng tiyan kapag umakyat sa mga altitude na 7-12 km o higit pa. Ang tiyak na kahalagahan ay ang paglabas ng mga gas na natunaw sa mga nilalaman ng bituka.

Ang pagpapalawak ng mga gas ay humahantong sa pag-unat ng tiyan at bituka, pagtaas ng diaphragm, pagbabago ng posisyon ng puso, nanggagalit sa receptor apparatus ng mga organ na ito at nagiging sanhi ng mga pathological reflexes na nakakagambala sa paghinga at sirkulasyon ng dugo. Kadalasan mayroong matinding pananakit sa tiyan. Minsan nangyayari ang mga katulad na phenomena sa mga diver kapag umaakyat mula sa lalim hanggang sa ibabaw.

Ang mekanismo ng pag-unlad ng barotitis at barosinusitis, na ipinakita sa pamamagitan ng isang pakiramdam ng kasikipan at sakit, ayon sa pagkakabanggit, sa gitnang tainga o accessory cavities ng ilong, ay katulad ng pag-unlad ng mataas na altitude flatulence.

Ang pagbaba ng presyon, bilang karagdagan sa pagpapalawak ng mga gas na nakapaloob sa mga cavity ng katawan, ay nagdudulot din ng paglabas ng mga gas mula sa mga likido at mga tisyu kung saan sila ay natunaw sa ilalim ng presyon sa antas ng dagat o sa lalim, at ang pagbuo ng mga bula ng gas sa katawan. .

Ang prosesong ito ng paglabas ng mga natunaw na gas (una sa lahat ng nitrogen) ay nagdudulot ng pag-unlad ng isang decompression sickness (tingnan).

kanin. 4. Pagdepende sa kumukulong punto ng tubig sa altitude at barometric pressure. Ang mga numero ng presyon ay matatagpuan sa ibaba ng kaukulang mga numero ng altitude.

Sa pagbaba ng presyon ng atmospera, bumababa ang kumukulong punto ng mga likido (Larawan 4). Sa isang altitude na higit sa 19 km, kung saan ang barometric pressure ay katumbas ng (o mas mababa sa) ang pagkalastiko ng mga saturated vapor sa temperatura ng katawan (37 °), "pagkulo" ng interstitial at intercellular fluid ng katawan ay maaaring mangyari, na nagreresulta sa malalaking ugat, sa cavity ng pleura, tiyan, pericardium , sa maluwag na adipose tissue, iyon ay, sa mga lugar na may mababang hydrostatic at interstitial pressure, ang mga bula ng singaw ng tubig ay bumubuo, ang mataas na altitude tissue emphysema ay bubuo. Ang "pagkulo" ng altitude ay hindi nakakaapekto sa mga istruktura ng cellular, na naisalokal lamang sa intercellular fluid at dugo.

Maaaring hadlangan ng malalaking bula ng singaw ang gawain ng puso at sirkulasyon ng dugo at makagambala sa paggana ng mga mahahalagang sistema at organo. Ito ay isang malubhang komplikasyon ng matinding gutom sa oxygen na nabubuo sa matataas na lugar. Ang pag-iwas sa high-altitude tissue emphysema ay maaaring makamit sa pamamagitan ng paglikha ng panlabas na counterpressure sa katawan na may mataas na altitude na kagamitan.

Ang mismong proseso ng pagpapababa ng barometric pressure (decompression) sa ilalim ng ilang mga parameter ay maaaring maging isang nakakapinsalang kadahilanan. Depende sa bilis, ang decompression ay nahahati sa makinis (mabagal) at paputok. Ang huli ay nagpapatuloy sa mas mababa sa 1 segundo at sinamahan ng isang malakas na putok (tulad ng sa isang shot), ang pagbuo ng fog (condensation ng singaw ng tubig dahil sa paglamig ng lumalawak na hangin). Karaniwan, ang explosive decompression ay nangyayari sa mga altitude kapag nasira ang glazing ng isang pressured cockpit o pressure suit.

Sa explosive decompression, ang mga baga ang unang nagdurusa. Ang isang mabilis na pagtaas sa intrapulmonary na labis na presyon (higit sa 80 mm Hg) ay humahantong sa isang makabuluhang pag-uunat ng tissue ng baga, na maaaring maging sanhi ng pagkalagot ng mga baga (kasama ang kanilang pagpapalawak ng 2.3 beses). Ang paputok na decompression ay maaari ding magdulot ng pinsala sa gastrointestinal tract. Ang dami ng overpressure na nangyayari sa mga baga ay higit na nakasalalay sa bilis ng pag-agos ng hangin mula sa kanila sa panahon ng decompression at ang dami ng hangin sa mga baga. Ito ay lalong mapanganib kung ang itaas na mga daanan ng hangin sa oras ng decompression ay lumabas na sarado (kapag lumulunok, humahawak ng hininga) o ang decompression ay tumutugma sa yugto ng malalim na inspirasyon, kapag ang mga baga ay puno ng isang malaking halaga ng hangin.

Temperatura sa atmospera

Ang temperatura ng atmospera sa simula ay bumababa sa pagtaas ng altitude (sa karaniwan, mula 15° malapit sa lupa hanggang -56.5° sa taas na 11-18 km). Ang vertical temperature gradient sa zone na ito ng atmospera ay humigit-kumulang 0.6° para sa bawat 100 m; nagbabago ito sa araw at taon (Talahanayan 4).

Talahanayan 4. MGA PAGBABAGO SA VERTICAL TEMPERATURE GRADIENT SA MIDDLE STRIP NG USSR TERRITORY

kanin. 5. Pagbabago sa temperatura ng atmospera sa iba't ibang taas. Ang mga hangganan ng mga sphere ay ipinahiwatig ng isang tuldok na linya.

Sa mga altitude ng 11 - 25 km, ang temperatura ay nagiging pare-pareho at umaabot sa -56.5 °; pagkatapos ay ang temperatura ay nagsisimulang tumaas, na umaabot sa 30–40° sa taas na 40 km, at 70° sa taas na 50–60 km (Larawan 5), na nauugnay sa matinding pagsipsip ng solar radiation ng ozone. Mula sa taas na 60-80 km, bahagyang bumababa ang temperatura ng hangin (hanggang 60°C), at pagkatapos ay unti-unting tumataas at umabot sa 270°C sa taas na 120 km, 800°C sa taas na 220 km, 1500 °C sa taas na 300 km, at

sa hangganan na may kalawakan - higit sa 3000 °. Dapat pansinin na dahil sa mataas na rarefaction at mababang density ng mga gas sa mga taas na ito, ang kanilang kapasidad ng init at kakayahang magpainit ng mas malamig na katawan ay napakaliit. Sa ilalim ng mga kondisyong ito, ang paglipat ng init mula sa isang katawan patungo sa isa pa ay nangyayari lamang sa pamamagitan ng radiation. Ang lahat ng itinuturing na mga pagbabago sa temperatura sa atmospera ay nauugnay sa pagsipsip ng mga masa ng hangin ng thermal energy ng Araw - direkta at nasasalamin.

Sa ibabang bahagi ng atmospera malapit sa ibabaw ng Earth, ang pamamahagi ng temperatura ay nakasalalay sa pag-agos ng solar radiation at samakatuwid ay may pangunahing latitudinal na karakter, iyon ay, ang mga linya ng pantay na temperatura - isotherms - ay parallel sa latitude. Dahil ang atmospera sa mas mababang mga layer ay pinainit mula sa ibabaw ng lupa, ang pahalang na pagbabago ng temperatura ay malakas na naiimpluwensyahan ng pamamahagi ng mga kontinente at karagatan, ang mga katangian ng thermal na kung saan ay naiiba. Karaniwan, ipinapahiwatig ng mga reference na aklat ang temperatura na sinusukat sa panahon ng mga obserbasyon ng meteorolohiko sa network na may thermometer na naka-install sa taas na 2 m sa ibabaw ng ibabaw ng lupa. Ang pinakamataas na temperatura (hanggang 58°C) ay sinusunod sa mga disyerto ng Iran, at sa USSR - sa timog ng Turkmenistan (hanggang 50°), ang pinakamababa (hanggang -87°) sa Antarctica, at sa Antarctica. USSR - sa mga rehiyon ng Verkhoyansk at Oymyakon (hanggang -68° ). Sa taglamig, ang vertical na gradient ng temperatura sa ilang mga kaso, sa halip na 0.6 °, ay maaaring lumampas sa 1 ° bawat 100 m o kahit na kumuha ng negatibong halaga. Sa araw sa mainit-init na panahon, ito ay maaaring katumbas ng maraming sampu-sampung degree sa bawat 100 m. Mayroon ding pahalang na gradient ng temperatura, na karaniwang tinutukoy bilang isang distansya na 100 km kasama ang normal sa isotherm. Ang magnitude ng pahalang na gradient ng temperatura ay ikasampu ng isang degree bawat 100 km, at sa mga frontal zone maaari itong lumampas sa 10° bawat 100 m.

Nagagawa ng katawan ng tao na mapanatili ang thermal homeostasis (tingnan) sa loob ng medyo makitid na hanay ng mga pagbabago sa temperatura sa labas - mula 15 hanggang 45 °. Ang mga makabuluhang pagkakaiba sa temperatura ng atmospera malapit sa Earth at sa taas ay nangangailangan ng paggamit ng mga espesyal na proteksiyon na teknikal na paraan upang matiyak ang thermal balanse sa pagitan ng katawan ng tao at ng kapaligiran sa mga high-altitude at space flight.

Ang mga pagbabago sa katangian sa mga parameter ng atmospera (temperatura, presyon, komposisyon ng kemikal, estado ng kuryente) ay ginagawang posible na kondisyon na hatiin ang kapaligiran sa mga zone, o mga layer. Troposphere- ang pinakamalapit na layer sa Earth, ang itaas na hangganan na umaabot sa ekwador hanggang 17-18 km, sa mga pole - hanggang 7-8 km, sa gitnang latitude - hanggang 12-16 km. Ang troposphere ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang exponential pressure drop, ang pagkakaroon ng isang pare-pareho ang vertical na gradient ng temperatura, pahalang at patayong paggalaw ng mga masa ng hangin, at mga makabuluhang pagbabago sa kahalumigmigan ng hangin. Ang troposphere ay naglalaman ng karamihan ng atmospera, pati na rin ang isang makabuluhang bahagi ng biosphere; dito lumilitaw ang lahat ng mga pangunahing uri ng ulap, nabuo ang mga masa at harapan ng hangin, nabuo ang mga bagyo at anticyclone. Sa troposphere, dahil sa pagmuni-muni ng mga sinag ng araw sa pamamagitan ng takip ng niyebe ng Earth at ang paglamig ng mga layer ng ibabaw ng hangin, ang tinatawag na inversion ay nagaganap, iyon ay, isang pagtaas ng temperatura sa atmospera mula sa ibaba. pataas sa halip na ang karaniwang pagbaba.

Sa mainit na panahon, ang patuloy na magulong (random, magulo) na paghahalo ng mga masa ng hangin at paglipat ng init sa pamamagitan ng mga daloy ng hangin (convection) ay nangyayari sa troposphere. Sinisira ng kombeksyon ang mga fog at binabawasan ang nilalaman ng alikabok ng mas mababang kapaligiran.

Ang pangalawang layer ng atmospera ay stratosphere.

Nagsisimula ito sa troposphere bilang isang makitid na sona (1-3 km) na may pare-parehong temperatura (tropopause) at umaabot sa taas na humigit-kumulang 80 km. Ang isang tampok ng stratosphere ay ang progresibong rarefaction ng hangin, ang napakataas na intensity ng ultraviolet radiation, ang kawalan ng singaw ng tubig, ang pagkakaroon ng isang malaking halaga ng ozone at ang unti-unting pagtaas ng temperatura. Ang mataas na nilalaman ng ozone ay nagiging sanhi ng isang bilang ng mga optical phenomena (mirages), nagiging sanhi ng pagmuni-muni ng mga tunog at may makabuluhang epekto sa intensity at spectral na komposisyon ng electromagnetic radiation. Sa stratosphere mayroong patuloy na paghahalo ng hangin, kaya ang komposisyon nito ay katulad ng hangin ng troposphere, bagaman ang density nito sa itaas na mga hangganan ng stratosphere ay napakababa. Ang nangingibabaw na hangin sa stratosphere ay kanluran, at sa itaas na zone ay may paglipat sa silangang hangin.

Ang ikatlong layer ng atmospera ay ionosphere, na nagsisimula mula sa stratosphere at umaabot sa taas na 600-800 km.

Ang mga natatanging tampok ng ionosphere ay ang matinding rarefaction ng gaseous medium, ang mataas na konsentrasyon ng molecular at atomic ions at free electron, at ang mataas na temperatura. Ang ionosphere ay nakakaapekto sa pagpapalaganap ng mga radio wave, na nagiging sanhi ng kanilang repraksyon, pagmuni-muni at pagsipsip.

Ang pangunahing pinagmumulan ng ionization sa matataas na layer ng atmospera ay ang ultraviolet radiation ng Araw. Sa kasong ito, ang mga electron ay na-knock out sa mga atomo ng gas, ang mga atomo ay nagiging mga positibong ion, at ang mga na-knockout na mga electron ay nananatiling libre o nakukuha ng mga neutral na molekula na may pagbuo ng mga negatibong ion. Ang ionization ng ionosphere ay naiimpluwensyahan ng meteors, corpuscular, X-ray at gamma radiation ng Araw, pati na rin ang mga seismic na proseso ng Earth (mga lindol, pagsabog ng bulkan, malalakas na pagsabog), na bumubuo ng mga acoustic wave sa ionosphere, na kung saan pataasin ang amplitude at bilis ng oscillations ng atmospheric particles at mag-ambag sa ionization ng mga molekula ng gas at atoms (tingnan ang Aeroionization).

Ang electrical conductivity sa ionosphere, na nauugnay sa isang mataas na konsentrasyon ng mga ions at electron, ay napakataas. Ang tumaas na electrical conductivity ng ionosphere ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagmuni-muni ng mga radio wave at ang paglitaw ng auroras.

Ang ionosphere ay ang lugar ng mga paglipad ng mga artificial earth satellite at intercontinental ballistic missiles. Sa kasalukuyan, pinag-aaralan ng space medicine ang mga posibleng epekto sa katawan ng tao ng mga kondisyon ng paglipad sa bahaging ito ng atmospera.

Ikaapat, panlabas na layer ng atmospera - exosphere. Mula dito, ang mga atmospheric gas ay nakakalat sa kalawakan ng mundo dahil sa dissipation (pagtagumpayan ang mga puwersa ng grabidad ng mga molekula). Pagkatapos ay mayroong unti-unting paglipat mula sa atmospera patungo sa interplanetary outer space. Ang exosphere ay naiiba mula sa huli sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang malaking bilang ng mga libreng electron na bumubuo sa 2nd at 3rd radiation belt ng Earth.

Ang paghahati ng atmospera sa 4 na layer ay napaka-arbitrary. Kaya, ayon sa mga de-koryenteng parameter, ang buong kapal ng kapaligiran ay nahahati sa 2 layer: ang neutrosphere, kung saan ang mga neutral na particle ay nangingibabaw, at ang ionosphere. Tinutukoy ng temperatura ang troposphere, stratosphere, mesosphere at thermosphere, na pinaghihiwalay ayon sa pagkakabanggit ng tropo-, strato- at mesopauses. Ang layer ng atmospera na matatagpuan sa pagitan ng 15 at 70 km at nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na nilalaman ng ozone ay tinatawag na ozonosphere.

Para sa mga praktikal na layunin, maginhawang gamitin ang International Standard Atmosphere (MCA), kung saan tinatanggap ang mga sumusunod na kondisyon: ang presyon sa antas ng dagat sa t ° 15 ° ay 1013 mbar (1.013 X 10 5 nm 2, o 760 mm Hg ); bumababa ang temperatura ng 6.5° bawat 1 km sa antas na 11 km (conditional stratosphere), at pagkatapos ay nananatiling pare-pareho. Sa USSR, ang karaniwang kapaligiran GOST 4401 - 64 ay pinagtibay (Talahanayan 3).

Pag-ulan. Dahil ang karamihan ng singaw ng tubig sa atmospera ay puro sa troposphere, ang mga proseso ng mga phase transition ng tubig, na nagiging sanhi ng pag-ulan, ay nagpapatuloy pangunahin sa troposphere. Ang mga ulap ng tropospheric ay karaniwang sumasaklaw sa humigit-kumulang 50% ng buong ibabaw ng mundo, habang ang mga ulap sa stratosphere (sa mga taas na 20-30 km) at malapit sa mesopause, na tinatawag na mother-of-pearl at noctilucent cloud, ayon sa pagkakabanggit, ay medyo bihirang maobserbahan. Bilang resulta ng paghalay ng singaw ng tubig sa troposphere, nabubuo ang mga ulap at nangyayari ang pag-ulan.

Ayon sa likas na katangian ng pag-ulan, ang pag-ulan ay nahahati sa 3 uri: tuloy-tuloy, torrential, drizzling. Ang dami ng pag-ulan ay tinutukoy ng kapal ng layer ng nahulog na tubig sa millimeters; sinusukat ang precipitation sa pamamagitan ng rain gauge at precipitation gauge. Ang intensity ng ulan ay ipinahayag sa millimeters kada minuto.

Ang pamamahagi ng ulan sa ilang mga panahon at araw, pati na rin sa teritoryo, ay lubhang hindi pantay, dahil sa sirkulasyon ng atmospera at sa impluwensya ng ibabaw ng Earth. Kaya, sa Hawaiian Islands, sa karaniwan, 12,000 mm ang bumabagsak bawat taon, at sa mga pinakatuyong rehiyon ng Peru at Sahara, ang pag-ulan ay hindi lalampas sa 250 mm, at kung minsan ay hindi bumabagsak ng ilang taon. Sa taunang dinamika ng pag-ulan, ang mga sumusunod na uri ay nakikilala: ekwador - na may pinakamataas na pag-ulan pagkatapos ng tagsibol at taglagas na equinox; tropikal - na may pinakamataas na pag-ulan sa tag-araw; monsoon - na may isang napaka-binibigkas na rurok sa tag-araw at tuyo na taglamig; subtropiko - na may pinakamataas na pag-ulan sa taglamig at tuyo na tag-init; continental temperate latitude - na may pinakamataas na pag-ulan sa tag-araw; marine temperate latitude - na may pinakamataas na pag-ulan sa taglamig.

Ang buong atmospheric-physical complex ng klimatiko at meteorolohiko na mga salik na bumubuo sa panahon ay malawakang ginagamit upang itaguyod ang kalusugan, pagpapatigas, at para sa mga layuning panggamot (tingnan ang Climatotherapy). Kasabay nito, itinatag na ang matalim na pagbabagu-bago sa mga salik na ito sa atmospera ay maaaring makaapekto sa mga proseso ng physiological sa katawan, na nagiging sanhi ng pag-unlad ng iba't ibang mga kondisyon ng pathological at paglala ng mga sakit, na tinatawag na mga reaksyon ng meteotropic (tingnan ang Climatopathology). Ang partikular na kahalagahan sa bagay na ito ay ang madalas, pangmatagalang kaguluhan ng atmospera at biglaang pagbabagu-bago sa meteorolohiko na mga kadahilanan.

Ang mga reaksyon ng meteoriko ay mas madalas na sinusunod sa mga taong nagdurusa sa mga sakit ng cardiovascular system, polyarthritis, bronchial hika, peptic ulcer, mga sakit sa balat.

Bibliograpiya: Belinsky V. A. at Pobiyaho V. A. Aerology, L., 1962, bibliogr.; Biosphere at mga mapagkukunan nito, ed. V. A. Kovdy. Moscow, 1971. Danilov A. D. Chemistry of the ionosphere, L., 1967; Kolobkov N. V. Atmosphere at ang buhay nito, M., 1968; Kalitin H.H. Mga Batayan ng atmospheric physics bilang inilapat sa medisina, L., 1935; Matveev L. T. Mga Batayan ng pangkalahatang meteorolohiya, Physics ng atmospera, L., 1965, bibliogr.; Minkh A. A. Air ionization at ang hygienic na halaga nito, M., 1963, bibliogr.; ito, Paraan ng mga pagsasaliksik sa kalinisan, M., 1971, bibliogr.; Tverskoy P. N. Kurso ng meteorolohiya, L., 1962; Umansky S.P. Tao sa kalawakan, M., 1970; Khvostikov I. A. Mataas na layer ng atmospera, L., 1964; X r g at a N A. X. Physics of the atmosphere, L., 1969, bibliogr.; Khromov S.P. Meteorology at climatology para sa geographical faculties, L., 1968.

Mga epekto ng mataas at mababang presyon ng dugo sa katawan- Armstrong G. Aviation medicine, trans. mula sa English, M., 1954, bibliogr.; Saltsman G.L. Physiological base ng pananatili ng isang tao sa mga kondisyon ng mataas na presyon ng mga gas ng kapaligiran, L., 1961, bibliogr.; Ivanov D. I. at Khromushkin A. I. Human life support system sa panahon ng high-altitude at space flight, M., 1968, bibliogr.; Isakov P. K., atbp. Teorya at kasanayan ng aviation medicine, M., 1971, bibliogr.; Kovalenko E. A. at Chernyakov I. N. Oxygen ng mga tela sa matinding mga kadahilanan ng paglipad, M., 1972, bibliogr.; Miles S. Underwater medicine, trans. mula sa English, M., 1971, bibliography; Busby D. E. Space clinical medicine, Dordrecht, 1968.

I. H. Chernyakov, M. T. Dmitriev, S. I. Nepomnyashchy.

Ang atmospera ay ang gaseous shell ng ating planeta na umiikot kasama ng Earth. Ang gas sa atmospera ay tinatawag na hangin. Ang kapaligiran ay nakikipag-ugnayan sa hydrosphere at bahagyang sumasakop sa lithosphere. Ngunit mahirap matukoy ang itaas na mga hangganan. Ayon sa kaugalian, ipinapalagay na ang atmospera ay umaabot paitaas ng halos tatlong libong kilometro. Doon ito dumadaloy nang maayos sa walang hangin na espasyo.

Ang kemikal na komposisyon ng kapaligiran ng Earth

Ang pagbuo ng kemikal na komposisyon ng atmospera ay nagsimula mga apat na bilyong taon na ang nakalilipas. Sa una, ang kapaligiran ay binubuo lamang ng mga magaan na gas - helium at hydrogen. Ayon sa mga siyentipiko, ang mga paunang kinakailangan para sa paglikha ng isang gas shell sa paligid ng Earth ay mga pagsabog ng bulkan, na, kasama ang lava, ay naglalabas ng isang malaking halaga ng mga gas. Kasunod nito, nagsimula ang palitan ng gas sa mga espasyo ng tubig, kasama ang mga buhay na organismo, kasama ang mga produkto ng kanilang aktibidad. Ang komposisyon ng hangin ay unti-unting nagbago at sa kasalukuyan nitong anyo ay naayos ilang milyong taon na ang nakalilipas.

Ang mga pangunahing bahagi ng atmospera ay nitrogen (mga 79%) at oxygen (20%). Ang natitirang porsyento (1%) ay binibilang ng mga sumusunod na gas: argon, neon, helium, methane, carbon dioxide, hydrogen, krypton, xenon, ozone, ammonia, sulfur dioxide at nitrogen, nitrous oxide at carbon monoxide na kasama sa isang ito porsyento.

Bilang karagdagan, ang hangin ay naglalaman ng singaw ng tubig at particulate matter (pollen ng halaman, alikabok, mga kristal ng asin, mga dumi ng aerosol).

Kamakailan lamang, napansin ng mga siyentipiko hindi isang husay, ngunit isang dami ng pagbabago sa ilang mga sangkap ng hangin. At ang dahilan nito ay ang tao at ang kanyang aktibidad. Sa nakalipas na 100 taon lamang, ang nilalaman ng carbon dioxide ay tumaas nang malaki! Ito ay puno ng maraming mga problema, ang pinaka-global na kung saan ay ang pagbabago ng klima.

Pagbuo ng panahon at klima

Ang kapaligiran ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa paghubog ng klima at panahon sa Earth. Marami ang nakasalalay sa dami ng sikat ng araw, sa likas na katangian ng pinagbabatayan na ibabaw at sirkulasyon ng atmospera.

Tingnan natin ang mga kadahilanan sa pagkakasunud-sunod.

1. Ang atmospera ay nagpapadala ng init ng sinag ng araw at sumisipsip ng mapaminsalang radiation. Alam ng mga sinaunang Griyego na ang mga sinag ng Araw ay bumabagsak sa iba't ibang bahagi ng Earth sa iba't ibang anggulo. Ang mismong salitang "klima" sa pagsasalin mula sa sinaunang Griyego ay nangangahulugang "slope". Kaya, sa ekwador, ang sinag ng araw ay bumabagsak nang halos patayo, dahil ito ay napakainit dito. Ang mas malapit sa mga pole, mas malaki ang anggulo ng pagkahilig. At bumababa ang temperatura.

2. Dahil sa hindi pantay na pag-init ng Earth, nabubuo ang mga agos ng hangin sa atmospera. Inuri sila ayon sa kanilang laki. Ang pinakamaliit (sampu at daan-daang metro) ay lokal na hangin. Sinusundan ito ng monsoons at trade winds, cyclones at anticyclones, planetary frontal zones.

Ang lahat ng mga masa ng hangin na ito ay patuloy na gumagalaw. Ang ilan sa kanila ay medyo static. Halimbawa, ang trade winds na umiihip mula sa subtropiko patungo sa ekwador. Ang paggalaw ng iba ay higit na nakadepende sa presyon ng atmospera.

3. Ang presyon ng atmospera ay isa pang salik na nakakaimpluwensya sa pagbuo ng klima. Ito ang presyon ng hangin sa ibabaw ng daigdig. Tulad ng alam mo, lumilipat ang mga masa ng hangin mula sa isang lugar na may mataas na presyon ng atmospera patungo sa isang lugar kung saan mas mababa ang presyon na ito.

Mayroong 7 mga zone sa kabuuan. Ang ekwador ay isang low pressure zone. Dagdag pa, sa magkabilang panig ng ekwador hanggang sa ika-tatlumpung latitude - isang lugar na may mataas na presyon. Mula 30° hanggang 60° - muli mababang presyon. At mula sa 60 ° hanggang sa mga pole - isang zone ng mataas na presyon. Ang mga masa ng hangin ay umiikot sa pagitan ng mga zone na ito. Ang mga naglalakbay mula sa dagat patungo sa lupa ay nagdadala ng ulan at masamang panahon, at ang mga umiihip mula sa mga kontinente ay nagdadala ng malinaw at tuyo na panahon. Sa mga lugar kung saan nagbabanggaan ang mga alon ng hangin, nabuo ang mga atmospheric front zone, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng pag-ulan at masungit, mahangin na panahon.

Napatunayan ng mga siyentipiko na kahit ang kapakanan ng isang tao ay nakasalalay sa presyur ng atmospera. Ayon sa mga internasyonal na pamantayan, ang normal na presyon ng atmospera ay 760 mm Hg. column sa 0°C. Ang figure na ito ay kinakalkula para sa mga lugar ng lupa na halos kapantay ng dagat. Bumababa ang presyon sa altitude. Samakatuwid, halimbawa, para sa St. Petersburg 760 mm Hg. - ay ang pamantayan. Ngunit para sa Moscow, na matatagpuan mas mataas, ang normal na presyon ay 748 mm Hg.

Ang presyon ay nagbabago hindi lamang patayo, kundi pati na rin pahalang. Ito ay nararamdaman lalo na sa panahon ng pagdaan ng mga bagyo.

Ang istraktura ng kapaligiran

Parang layer cake ang atmosphere. At ang bawat layer ay may sariling katangian.

. Troposphere ay ang layer na pinakamalapit sa Earth. Ang "kapal" ng layer na ito ay nagbabago habang lumalayo ka sa ekwador. Sa itaas ng ekwador, ang layer ay umaabot paitaas para sa 16-18 km, sa mapagtimpi zone - para sa 10-12 km, sa mga pole - para sa 8-10 km.

Dito nakapaloob ang 80% ng kabuuang masa ng hangin at 90% ng singaw ng tubig. Nabubuo ang mga ulap dito, umusbong ang mga bagyo at anticyclone. Ang temperatura ng hangin ay depende sa taas ng lugar. Sa karaniwan, bumababa ito ng 0.65°C sa bawat 100 metro.

. tropopause- transisyonal na layer ng atmospera. Ang taas nito ay mula sa ilang daang metro hanggang 1-2 km. Ang temperatura ng hangin sa tag-araw ay mas mataas kaysa sa taglamig. Kaya, halimbawa, sa ibabaw ng mga pole sa taglamig -65 ° C. At sa ibabaw ng ekwador sa anumang oras ng taon ito ay -70 ° C.

. Stratosphere- ito ay isang layer, ang itaas na hangganan na kung saan ay tumatakbo sa taas na 50-55 kilometro. Mababa ang turbulence dito, bale-wala ang water vapor content sa hangin. Ngunit maraming ozone. Ang pinakamataas na konsentrasyon nito ay nasa taas na 20-25 km. Sa stratosphere, ang temperatura ng hangin ay nagsisimulang tumaas at umabot sa +0.8 ° C. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang ozone layer ay nakikipag-ugnayan sa ultraviolet radiation.

. Stratopause- isang mababang intermediate layer sa pagitan ng stratosphere at ng mesosphere na sumusunod dito.

. Mesosphere- ang itaas na hangganan ng layer na ito ay 80-85 kilometro. Dito nagaganap ang mga kumplikadong proseso ng photochemical na kinasasangkutan ng mga free radical. Sila ang nagbibigay ng banayad na asul na liwanag ng ating planeta, na nakikita mula sa kalawakan.

Karamihan sa mga kometa at meteorite ay nasusunog sa mesosphere.

. Mesopause- ang susunod na intermediate layer, ang temperatura ng hangin kung saan ay hindi bababa sa -90 °.

. Thermosphere- ang mas mababang hangganan ay nagsisimula sa isang altitude ng 80 - 90 km, at ang itaas na hangganan ng layer ay pumasa sa humigit-kumulang sa marka ng 800 km. Tumataas ang temperatura ng hangin. Maaari itong mag-iba mula sa +500° C hanggang +1000° C. Sa araw, ang mga pagbabago sa temperatura ay umaabot sa daan-daang degrees! Ngunit ang hangin dito ay napakabihirang na ang pag-unawa sa terminong "temperatura" gaya ng iniisip natin ay hindi angkop dito.

. Ionosphere- pinagsasama ang mesosphere, mesopause at thermosphere. Ang hangin dito ay pangunahing binubuo ng mga molekula ng oxygen at nitrogen, pati na rin ang quasi-neutral na plasma. Ang mga sinag ng araw, na bumabagsak sa ionosphere, ay malakas na nag-ionize ng mga molekula ng hangin. Sa mas mababang layer (hanggang sa 90 km), ang antas ng ionization ay mababa. Ang mas mataas, mas maraming ionization. Kaya, sa taas na 100-110 km, ang mga electron ay puro. Nag-aambag ito sa pagmuni-muni ng maikli at katamtamang mga alon ng radyo.

Ang pinakamahalagang layer ng ionosphere ay ang itaas, na matatagpuan sa taas na 150-400 km. Ang kakaiba nito ay sumasalamin ito sa mga radio wave, at nakakatulong ito sa pagpapadala ng mga signal ng radyo sa malalayong distansya.

Ito ay nasa ionosphere na nangyayari ang isang phenomenon gaya ng aurora.

. Exosphere- binubuo ng oxygen, helium at hydrogen atoms. Ang gas sa layer na ito ay napakabihirang, at kadalasan ang mga atomo ng hydrogen ay tumatakas sa outer space. Samakatuwid, ang layer na ito ay tinatawag na "scattering zone".

Ang unang siyentipiko na nagmungkahi na ang ating kapaligiran ay may timbang ay ang Italian E. Torricelli. Si Ostap Bender, halimbawa, sa nobelang "The Golden Calf" ay nalungkot na ang bawat tao ay pinindot ng isang haligi ng hangin na tumitimbang ng 14 kg! Ngunit ang mahusay na strategist ay medyo nagkamali. Ang isang may sapat na gulang ay nakakaranas ng presyon ng 13-15 tonelada! Ngunit hindi namin nararamdaman ang bigat na ito, dahil ang presyon ng atmospera ay balanse ng panloob na presyon ng isang tao. Ang bigat ng ating atmospera ay 5,300,000,000,000,000 tonelada. Ang bilang ay napakalaki, bagaman ito ay isang milyon lamang ng bigat ng ating planeta.

Ang kapaligiran ng daigdig

Atmospera(mula sa. ibang Griyegoἀτμός - singaw at σφαῖρα - bola) - gas shell ( geosphere) nakapalibot sa planeta Lupa. Natatakpan ang panloob na ibabaw nito hydrosphere at bahagyang tumahol, ang nasa labas ay may hangganan sa malapit sa Earth na bahagi ng outer space.

Ang kabuuan ng mga seksyon ng pisika at kimika na nag-aaral sa atmospera ay karaniwang tinatawag pisika ng atmospera. Tinutukoy ng kapaligiran panahon sa ibabaw ng Earth, ay nakikibahagi sa pag-aaral ng panahon meteorolohiya, at mga pangmatagalang variation klima - klimatolohiya.

Ang istraktura ng kapaligiran

Ang istraktura ng kapaligiran

Troposphere

Ang pinakamataas na limitasyon nito ay nasa taas na 8-10 km sa polar, 10-12 km sa temperate at 16-18 km sa tropikal na latitude; mas mababa sa taglamig kaysa sa tag-araw. Ang mas mababang, pangunahing layer ng atmospera. Naglalaman ito ng higit sa 80% ng kabuuang masa ng hangin sa atmospera at humigit-kumulang 90% ng lahat ng singaw ng tubig na nasa atmospera. mataas na binuo sa troposphere kaguluhan at kombeksyon, manggaling mga ulap, bumuo mga bagyo at mga anticyclone. Bumababa ang temperatura sa pagtaas ng taas na may average na vertical gradient 0.65°/100 m

Para sa "normal na kondisyon" sa ibabaw ng Earth ay kinuha: density 1.2 kg/m3, barometric pressure 101.35 kPa, temperatura plus 20 °C at relative humidity 50%. Ang mga conditional indicator na ito ay may puro engineering value.

Stratosphere

Ang layer ng atmospera na matatagpuan sa taas na 11 hanggang 50 km. Nailalarawan sa pamamagitan ng isang bahagyang pagbabago sa temperatura sa 11-25 km layer (mas mababang layer ng stratosphere) at ang pagtaas nito sa 25-40 km layer mula -56.5 hanggang 0.8 ° Sa(itaas na stratosphere o rehiyon pagbabaligtad). Ang pagkakaroon ng maabot ang isang halaga ng tungkol sa 273 K (halos 0 ° C) sa isang altitude ng tungkol sa 40 km, ang temperatura ay nananatiling pare-pareho hanggang sa isang altitude ng tungkol sa 55 km. Ang rehiyon na ito ng pare-pareho ang temperatura ay tinatawag stratopause at ang hangganan sa pagitan ng stratosphere at mesosphere.

Stratopause

Ang boundary layer ng atmospera sa pagitan ng stratosphere at mesosphere. Mayroong maximum sa vertical na pamamahagi ng temperatura (mga 0 °C).

Mesosphere

Ang kapaligiran ng daigdig

Mesosphere nagsisimula sa taas na 50 km at umaabot hanggang 80-90 km. Bumababa ang temperatura sa taas na may average na vertical gradient na (0.25-0.3)°/100 m. Ang pangunahing proseso ng enerhiya ay ang radiant heat transfer. Mga kumplikadong proseso ng photochemical na kinasasangkutan mga libreng radical, vibrationally excited na mga molekula, atbp., ay tumutukoy sa glow ng atmospera.

Mesopause

Transitional layer sa pagitan ng mesosphere at thermosphere. Mayroong pinakamababa sa vertical na pamamahagi ng temperatura (mga -90 °C).

Linya ng Karman

Altitude sa itaas ng antas ng dagat, na karaniwang tinatanggap bilang hangganan sa pagitan ng kapaligiran at kalawakan ng Earth.

Thermosphere

Pangunahing artikulo: Thermosphere

Ang itaas na limitasyon ay tungkol sa 800 km. Ang temperatura ay tumataas sa mga altitude ng 200-300 km, kung saan umabot ito sa mga halaga ng pagkakasunud-sunod ng 1500 K, pagkatapos nito ay nananatiling halos pare-pareho hanggang sa mataas na altitude. Sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet at x-ray solar radiation at cosmic radiation, nangyayari ang air ionization (" auroras”) - mga pangunahing lugar ionosphere humiga sa loob ng thermosphere. Sa mga altitude na higit sa 300 km, nangingibabaw ang atomic oxygen.

Mga layer ng atmospera hanggang sa taas na 120 km

Exosphere (nagkakalat na globo)

Exosphere- scattering zone, ang panlabas na bahagi ng thermosphere, na matatagpuan sa itaas ng 700 km. Ang gas sa exosphere ay napakabihirang, at samakatuwid ang mga particle nito ay tumagas sa interplanetary space ( pagwawaldas).

Hanggang sa taas na 100 km, ang kapaligiran ay isang homogenous, well-mixed mixture ng mga gas. Sa mas mataas na mga layer, ang pamamahagi ng mga gas sa taas ay nakasalalay sa kanilang mga molekular na masa, ang konsentrasyon ng mas mabibigat na gas ay bumababa nang mas mabilis sa distansya mula sa ibabaw ng Earth. Dahil sa pagbaba ng densidad ng gas, bumababa ang temperatura mula 0 °C sa stratosphere hanggang −110 °C sa mesosphere. Gayunpaman, ang kinetic energy ng mga indibidwal na particle sa taas na 200–250 km ay tumutugma sa temperatura na ~1500 °C. Sa itaas ng 200 km, ang mga makabuluhang pagbabagu-bago sa temperatura at gas density ay sinusunod sa oras at espasyo.

Sa taas na humigit-kumulang 2000-3000 km, ang exosphere ay unti-unting pumapasok sa tinatawag na malapit sa space vacuum, na puno ng napakabihirang mga particle ng interplanetary gas, pangunahin ang hydrogen atoms. Ngunit ang gas na ito ay bahagi lamang ng interplanetary matter. Ang iba pang bahagi ay binubuo ng mga particle na tulad ng alikabok ng cometary at meteoric na pinagmulan. Bilang karagdagan sa napakabihirang mga particle na tulad ng alikabok, ang electromagnetic at corpuscular radiation ng solar at galactic na pinagmulan ay tumagos sa espasyong ito.

Ang troposphere ay bumubuo ng halos 80% ng masa ng atmospera, ang stratosphere ay humigit-kumulang 20%; ang masa ng mesosphere ay hindi hihigit sa 0.3%, ang thermosphere ay mas mababa sa 0.05% ng kabuuang masa ng atmospera. Batay sa mga electrical properties sa atmospera, ang neutrosphere at ionosphere ay nakikilala. Sa kasalukuyan ay pinaniniwalaan na ang atmospera ay umaabot sa taas na 2000-3000 km.

Depende sa komposisyon ng gas sa atmospera, naglalabas sila homosphere at heterosphere. heterosphere - ito ay isang lugar kung saan ang gravity ay nakakaapekto sa paghihiwalay ng mga gas, dahil ang kanilang paghahalo sa naturang taas ay bale-wala. Kaya't sinusunod ang variable na komposisyon ng heterosphere. Sa ibaba nito ay namamalagi ang isang mahusay na halo-halong, homogenous na bahagi ng atmospera, na tinatawag homosphere. Ang hangganan sa pagitan ng mga layer na ito ay tinatawag turbopause, ito ay nasa taas na humigit-kumulang 120 km.

Mga katangiang pisikal

Ang kapal ng atmospera ay humigit-kumulang 2000 - 3000 km mula sa ibabaw ng Earth. Kabuuang masa hangin- (5.1-5.3) × 10 18 kg. Molar mass ang malinis na tuyong hangin ay 28.966. Presyon sa 0 °C sa antas ng dagat 101.325 kPa; kritikal na temperatura-140.7 °C; kritikal na presyon 3.7 MPa; C p 1.0048×10 3 J/(kg K)(sa 0°C), C v 0.7159×10 3 J/(kg K) (sa 0 °C). Ang solubility ng hangin sa tubig sa 0 °C - 0.036%, sa 25 °C - 0.22%.

Physiological at iba pang mga katangian ng kapaligiran

Nasa taas na 5 km sa ibabaw ng antas ng dagat, ang isang hindi sanay na tao ay bubuo gutom sa oxygen at walang adaptasyon, ang pagganap ng tao ay makabuluhang nabawasan. Dito nagtatapos ang physiological zone ng atmospera. Ang paghinga ng tao ay nagiging imposible sa taas na 15 km, bagaman hanggang sa humigit-kumulang 115 km ang atmospera ay naglalaman ng oxygen.

Ang kapaligiran ay nagbibigay sa atin ng oxygen na kailangan natin para huminga. Gayunpaman, dahil sa pagbaba ng kabuuang presyon ng atmospera habang tumataas ka sa taas, bumababa rin ang bahagyang presyon ng oxygen nang naaayon.

Ang mga baga ng tao ay patuloy na naglalaman ng humigit-kumulang 3 litro ng alveolar air. Bahagyang presyon oxygen sa alveolar air sa normal na atmospheric pressure ay 110 mm Hg. Art., presyon ng carbon dioxide - 40 mm Hg. Art., at singaw ng tubig - 47 mm Hg. Art. Sa pagtaas ng altitude, bumababa ang presyon ng oxygen, at ang kabuuang presyon ng singaw ng tubig at carbon dioxide sa mga baga ay nananatiling halos pare-pareho - mga 87 mm Hg. Art. Ang daloy ng oxygen sa baga ay ganap na titigil kapag ang presyon ng nakapalibot na hangin ay naging katumbas ng halagang ito.

Sa taas na humigit-kumulang 19-20 km, ang presyon ng atmospera ay bumaba sa 47 mm Hg. Art. Samakatuwid, sa taas na ito, ang tubig at interstitial fluid ay nagsisimulang kumulo sa katawan ng tao. Sa labas ng presyur na cabin sa mga kataas-taasang ito, ang kamatayan ay nangyayari halos kaagad. Kaya, mula sa punto ng view ng pisyolohiya ng tao, ang "espasyo" ay nagsisimula na sa taas na 15-19 km.

Ang mga siksik na layer ng hangin - ang troposphere at stratosphere - ay nagpoprotekta sa atin mula sa mga nakakapinsalang epekto ng radiation. Na may sapat na rarefaction ng hangin, sa mga taas na higit sa 36 km, isang matinding epekto sa katawan ay ibinibigay sa pamamagitan ng ionizing radiation- pangunahing cosmic ray; sa mga altitude na higit sa 40 km, ang ultraviolet na bahagi ng solar spectrum, na mapanganib para sa mga tao, ay nagpapatakbo.

Habang tumataas tayo sa isang mas mataas na taas sa ibabaw ng Earth, unti-unting humina, at pagkatapos ay ganap na nawawala, ang gayong mga phenomena na pamilyar sa atin ay naobserbahan sa mas mababang mga layer ng atmospera, tulad ng pagpapalaganap ng tunog, ang paglitaw ng aerodynamic. lakas ng pag-angat at paglaban, paglipat ng init kombeksyon at iba pa.

Sa rarefied layers ng hangin, pagpapalaganap tunog nagiging imposible. Hanggang sa taas na 60-90 km, posible pa ring gumamit ng air resistance at lift para sa kinokontrol na aerodynamic flight. Ngunit simula sa mga altitude na 100-130 km, mga konsepto na pamilyar sa bawat piloto mga numero M at harang sa tunog mawala ang kanilang kahulugan, may pumasa sa kondisyon Linya ng Karman lampas na kung saan magsisimula ang globo ng purong ballistic na paglipad, na makokontrol lamang sa pamamagitan ng paggamit ng mga reaktibong pwersa.

Sa mga taas na higit sa 100 km, ang kapaligiran ay pinagkaitan din ng isa pang kahanga-hangang pag-aari - ang kakayahang sumipsip, magsagawa at maglipat ng thermal energy sa pamamagitan ng convection (i.e., sa pamamagitan ng paghahalo ng hangin). Nangangahulugan ito na ang iba't ibang mga elemento ng kagamitan, kagamitan ng istasyon ng orbital na espasyo ay hindi magagawang palamig mula sa labas sa paraang karaniwang ginagawa sa isang eroplano - sa tulong ng mga air jet at air radiator. Sa ganoong taas, tulad ng sa espasyo sa pangkalahatan, ang tanging paraan upang ilipat ang init ay thermal radiation.

Komposisyon ng kapaligiran

Komposisyon ng tuyong hangin

Ang kapaligiran ng Earth ay pangunahing binubuo ng mga gas at iba't ibang mga dumi (alikabok, mga patak ng tubig, mga kristal ng yelo, mga asin sa dagat, mga produkto ng pagkasunog).

Ang konsentrasyon ng mga gas na bumubuo sa atmospera ay halos pare-pareho, maliban sa tubig (H 2 O) at carbon dioxide (CO 2).

Komposisyon ng tuyong hangin
Nitrogen
Oxygen
Argon
Tubig
Carbon dioxide
Neon
Helium
Methane
Krypton
hydrogen
Xenon
Nitrous oxide

Bilang karagdagan sa mga gas na ipinahiwatig sa talahanayan, ang kapaligiran ay naglalaman ng SO 2, NH 3, CO, ozone, haydrokarbon, HCl, HF, mag-asawa hg, ako 2 , at HINDI at maraming iba pang mga gas sa maliit na dami. Ang troposphere ay patuloy na naglalaman ng isang malaking bilang ng mga nasuspinde na solid at likidong mga particle ( latang pandilig).

Kasaysayan ng pagbuo ng atmospera

Ayon sa pinakakaraniwang teorya, ang kapaligiran ng Earth ay nasa apat na magkakaibang komposisyon sa paglipas ng panahon. Sa una, ito ay binubuo ng mga magaan na gas ( hydrogen at helium) nakuha mula sa interplanetary space. Ito ang tinatawag na pangunahing kapaligiran(mga apat na bilyong taon na ang nakalilipas). Sa susunod na yugto, ang aktibong aktibidad ng bulkan ay humantong sa saturation ng atmospera na may mga gas maliban sa hydrogen (carbon dioxide, ammonia, singaw). Ganito po pangalawang kapaligiran(mga tatlong bilyong taon bago ang ating mga araw). Ang kapaligirang ito ay nakapagpapanumbalik. Dagdag pa, ang proseso ng pagbuo ng atmospera ay tinutukoy ng mga sumusunod na kadahilanan:

pagtagas ng mga magaan na gas (hydrogen at helium) sa interplanetary space;

mga reaksiyong kemikal na nagaganap sa atmospera sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet radiation, mga paglabas ng kidlat at ilang iba pang mga kadahilanan.

Unti-unti, ang mga salik na ito ay humantong sa pagbuo tersiyaryong kapaligiran, na nailalarawan sa pamamagitan ng isang mas mababang nilalaman ng hydrogen at isang mas mataas na nilalaman ng nitrogen at carbon dioxide (nabuo bilang isang resulta ng mga kemikal na reaksyon mula sa ammonia at hydrocarbons).

Nitrogen

Ang pagbuo ng isang malaking halaga ng N 2 ay dahil sa oksihenasyon ng ammonia-hydrogen na kapaligiran ng molekular O 2, na nagsimulang magmula sa ibabaw ng planeta bilang isang resulta ng photosynthesis, simula sa 3 bilyong taon na ang nakalilipas. Ang N 2 ay inilabas din sa atmospera bilang resulta ng denitrification ng mga nitrates at iba pang mga compound na naglalaman ng nitrogen. Ang nitrogen ay na-oxidize ng ozone sa NO sa itaas na kapaligiran.

Ang nitrogen N 2 ay pumapasok sa mga reaksyon lamang sa ilalim ng mga partikular na kondisyon (halimbawa, sa panahon ng paglabas ng kidlat). Ang oksihenasyon ng molecular nitrogen sa pamamagitan ng ozone sa panahon ng mga electrical discharge ay ginagamit sa pang-industriya na produksyon ng mga nitrogen fertilizers. Maaari itong ma-oxidized na may mababang pagkonsumo ng enerhiya at ma-convert sa isang biologically active form cyanobacteria (asul-berdeng algae) at nodule bacteria na bumubuo sa rhizobial symbiosis kasama munggo halaman, tinatawag na. berdeng pataba.

Oxygen

Ang komposisyon ng kapaligiran ay nagsimulang magbago nang radikal sa pagdating ng mga buhay na organismo, ang resulta potosintesis sinamahan ng paglabas ng oxygen at pagsipsip ng carbon dioxide. Sa una, ang oxygen ay ginugol sa oksihenasyon ng mga pinababang compound - ammonia, hydrocarbons, oxide form glandula nakapaloob sa mga karagatan, atbp. Sa pagtatapos ng yugtong ito, nagsimulang lumaki ang nilalaman ng oxygen sa atmospera. Unti-unti, nabuo ang isang modernong kapaligiran na may mga katangian ng oxidizing. Dahil nagdulot ito ng malubha at biglaang pagbabago sa maraming prosesong nagaganap sa kapaligiran, lithosphere at biosphere, ang tawag sa kaganapang ito Sakuna ng oxygen.

Sa panahon ng Phanerozoic ang komposisyon ng atmospera at ang nilalaman ng oxygen ay sumailalim sa mga pagbabago. Pangunahing nauugnay ang mga ito sa rate ng pagtitiwalag ng mga organikong sedimentary na bato. Kaya, sa mga panahon ng akumulasyon ng karbon, ang nilalaman ng oxygen sa kapaligiran, tila, ay kapansin-pansing lumampas sa modernong antas.

Carbon dioxide

Ang nilalaman ng CO 2 sa atmospera ay nakasalalay sa aktibidad ng bulkan at mga proseso ng kemikal sa mga shell ng lupa, ngunit higit sa lahat - sa intensity ng biosynthesis at decomposition ng organikong bagay sa biosphere Lupa. Halos ang buong kasalukuyang biomass ng planeta (mga 2.4 × 10 12 tonelada ) ay nabuo dahil sa carbon dioxide, nitrogen at singaw ng tubig na nakapaloob sa hangin sa atmospera. Inilibing sa karagatan, sa mga latian at sa kagubatan nagiging organikong bagay uling, langis at natural na gas. (cm. Geochemical cycle ng carbon)

mga noble gas

Pinagmumulan ng mga inert gas - argon, helium at krypton- mga pagsabog ng bulkan at pagkabulok ng mga radioactive na elemento. Ang daigdig sa kabuuan at ang atmospera sa partikular ay nauubos sa mga inert na gas kumpara sa kalawakan. Ito ay pinaniniwalaan na ang dahilan nito ay nakasalalay sa patuloy na pagtagas ng mga gas sa interplanetary space.

Polusyon sa hangin

Kamakailan, ang ebolusyon ng atmospera ay nagsimulang maimpluwensyahan ng Tao. Ang resulta ng kanyang mga aktibidad ay isang patuloy na makabuluhang pagtaas sa nilalaman ng carbon dioxide sa atmospera dahil sa pagkasunog ng mga hydrocarbon fuels na naipon sa mga nakaraang geological epochs. Malaking halaga ng CO 2 ang natupok sa panahon ng photosynthesis at sinisipsip ng mga karagatan sa mundo. Ang gas na ito ay pumapasok sa atmospera dahil sa pagkabulok ng mga carbonate na bato at mga organikong sangkap na pinagmulan ng halaman at hayop, gayundin dahil sa bulkanismo at mga aktibidad sa paggawa ng tao. Sa nakalipas na 100 taon, ang nilalaman ng CO 2 sa atmospera ay tumaas ng 10%, na ang pangunahing bahagi (360 bilyong tonelada) ay nagmumula sa pagkasunog ng gasolina. Kung magpapatuloy ang rate ng paglago ng pagkasunog ng gasolina, sa susunod na 50 - 60 taon ang halaga ng CO 2 sa atmospera ay magdodoble at maaaring humantong sa pandaigdigang pagbabago ng klima.

Ang pagkasunog ng gasolina ay ang pangunahing pinagmumulan ng parehong mga pollutant na gas ( KAYA, HINDI, KAYA 2 ). Ang sulfur dioxide ay na-oxidize ng atmospheric oxygen sa KAYA 3 sa itaas na kapaligiran, na kung saan ay nakikipag-ugnayan sa singaw ng tubig at ammonia, at ang resulta sulfuric acid (H 2 KAYA 4 ) at ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 KAYA 4 ) bumalik sa ibabaw ng Earth sa anyo ng isang tinatawag na. acid rain. Paggamit panloob na combustion engine humahantong sa makabuluhang polusyon sa hangin na may nitrogen oxides, hydrocarbons at lead compounds ( tetraethyl lead Pb(CH 3 CH 2 ) 4 ) ).

Ang polusyon ng aerosol sa atmospera ay sanhi ng parehong mga likas na sanhi (pagsabog ng bulkan, mga bagyo ng alikabok, pagpasok ng mga patak ng tubig sa dagat at pollen ng halaman, atbp.) At ng aktibidad ng ekonomiya ng tao (pagmimina ng mga ores at materyales sa gusali, pagkasunog ng gasolina, paggawa ng semento, atbp. .). Ang matinding malakihang pag-alis ng mga solidong particle sa atmospera ay isa sa mga posibleng dahilan ng pagbabago ng klima sa planeta.

Ang shell ng hangin na pumapalibot sa ating planeta at umiikot kasama nito ay tinatawag na atmospera. Ang kalahati ng kabuuang masa ng atmospera ay puro sa mas mababang 5 km, at tatlong-kapat ng masa sa mas mababang 10 km. Sa itaas, ang hangin ay napakabihirang, bagaman ang mga particle nito ay matatagpuan sa taas na 2000-3000 km sa itaas ng ibabaw ng lupa.

Ang hangin na ating nilalanghap ay pinaghalong mga gas. Karamihan sa lahat ay naglalaman ito ng nitrogen - 78% at oxygen - 21%. Ang argon ay mas mababa sa 1% at 0.03% ay carbon dioxide. Maraming iba pang mga gas, tulad ng krypton, xenon, neon, helium, hydrogen, ozone at iba pa, ang bumubuo sa ika-1000 at ika-1000 ng isang porsyento. Ang hangin ay naglalaman din ng singaw ng tubig, mga particle ng iba't ibang mga sangkap, bakterya, pollen at cosmic dust.

Ang kapaligiran ay binubuo ng ilang mga layer. Ang mas mababang layer hanggang sa taas na 10-15 km sa ibabaw ng Earth ay tinatawag na troposphere. Nag-iinit ito mula sa Earth, kaya ang temperatura ng hangin dito na may taas ay bumaba ng 6 ° C bawat 1 kilometro ng pag-akyat. Halos lahat ng singaw ng tubig ay nasa troposphere at halos lahat ng ulap ay nabuo - tandaan .. Ang taas ng troposphere sa iba't ibang latitude ng planeta ay hindi pareho. Ito ay tumataas nang hanggang 9 km sa itaas ng mga pole, hanggang 10-12 km sa mapagtimpi na latitude, at hanggang 15 km sa ibabaw ng ekwador. Ang mga prosesong nagaganap sa troposphere - ang pagbuo at paggalaw ng mga masa ng hangin, ang pagbuo ng mga cyclone at anticyclone, ang hitsura ng mga ulap at pag-ulan - tinutukoy ang panahon at klima malapit sa ibabaw ng mundo.

Sa itaas ng troposphere ay ang stratosphere, na umaabot hanggang 50-55 km. Ang troposphere at stratosphere ay pinaghihiwalay ng isang transition layer na tinatawag na tropopause, 1–2 km ang kapal. Sa stratosphere sa taas na halos 25 km, ang temperatura ng hangin ay unti-unting nagsisimulang tumaas at umabot sa + 10 +30 ° С sa 50 km. Ang nasabing pagtaas ng temperatura ay dahil sa ang katunayan na mayroong isang layer ng ozone sa stratosphere sa mga taas na 25-30 km. Sa ibabaw ng Earth, ang nilalaman nito sa hangin ay bale-wala, at sa mataas na altitude, ang mga molekula ng diatomic na oxygen ay sumisipsip ng ultraviolet solar radiation, na bumubuo ng mga molekula ng triatomic ozone.

Kung ang ozone ay matatagpuan sa mas mababang mga layer ng atmospera, sa isang taas na may normal na presyon, ang kapal ng layer nito ay magiging 3 mm lamang. Ngunit kahit na sa isang maliit na halaga, ito ay gumaganap ng isang napakahalagang papel: ito ay sumisipsip ng bahagi ng solar radiation na nakakapinsala sa mga buhay na organismo.

Sa itaas ng stratosphere, hanggang sa humigit-kumulang 80 km, ang mesosphere ay umaabot, kung saan ang temperatura ng hangin ay bumaba sa taas sa ilang sampu-sampung degree sa ibaba ng zero.

Ang itaas na bahagi ng atmospera ay nailalarawan sa pamamagitan ng napakataas na temperatura at tinatawag na thermosphere - tandaan .. Ito ay nahahati sa dalawang bahagi - ang ionosphere - hanggang sa taas na halos 1000 km, kung saan ang hangin ay mataas ang ionized, at ang exosphere - higit sa 1000 km. Sa ionosphere, ang mga molekula ng gas sa atmospera ay sumisipsip ng ultraviolet radiation mula sa Araw, at ang mga sisingilin na atomo at mga libreng electron ay nabuo. Ang Auroras ay sinusunod sa ionosphere.

Ang kapaligiran ay gumaganap ng isang napakahalagang papel sa buhay ng ating planeta. Pinoprotektahan nito ang Earth mula sa malakas na pag-init ng sinag ng araw sa araw at mula sa hypothermia sa gabi. Karamihan sa mga meteorite ay nasusunog sa mga layer ng atmospera bago makarating sa ibabaw ng planeta. Ang kapaligiran ay naglalaman ng oxygen, kinakailangan para sa lahat ng mga organismo, isang ozone shield na nagpoprotekta sa buhay sa Earth mula sa mapaminsalang bahagi ng ultraviolet radiation ng Araw.

ATMOSPHERES NG MGA PLANETA NG SOLAR SYSTEM

Ang kapaligiran ng Mercury ay napakabihirang na, maaaring sabihin ng isa, ito ay halos wala. Ang air envelope ng Venus ay binubuo ng carbon dioxide (96%) at nitrogen (mga 4%), ito ay napaka siksik - ang atmospheric pressure malapit sa ibabaw ng planeta ay halos 100 beses na mas malaki kaysa sa Earth. Ang kapaligiran ng Martian ay pangunahing binubuo din ng carbon dioxide (95%) at nitrogen (2.7%), ngunit ang density nito ay halos 300 beses na mas mababa kaysa sa lupa, at ang presyon nito ay halos 100 beses na mas mababa. Ang nakikitang ibabaw ng Jupiter ay talagang ang tuktok na layer ng isang hydrogen-helium na kapaligiran. Ang mga air shell ng Saturn at Uranus ay pareho sa komposisyon. Ang magandang asul na kulay ng Uranus ay dahil sa mataas na konsentrasyon ng mitein sa itaas na bahagi ng atmospera nito - humigit-kumulang .. Ang Neptune, na nababalot ng hydrocarbon haze, ay may dalawang pangunahing patong ng mga ulap: ang isa ay binubuo ng mga frozen na methane crystals, at ang pangalawa, na matatagpuan sa ibaba, naglalaman ng ammonia at hydrogen sulfide.