Что такое атмосфера земли

Что мы знаем о биосфере?

Биосфера возникла гораздо позже, чем другие земные оболочки. Более 3 млрд лет назад (возможно, и раньше) на нашей Земле в древнем Океане зародились простейшие микроорганизмы и одноклеточные водоросли, затем появились более сложные организмы. Постепенно растения и животные вышли на сушу (рис. 105). Около 40 тыс. лет назад появился Человек разумный. Прошли сотни миллионов лет, прежде чем в процессе эволюции сформировался тот разнообразный органический мир, который сегодня существует на Земле.

Живые организмы распространены очень широко — от верхних слоёв тропосферы (птицы, переносимые ветром микроорганизмы) до глубин Океана (глубоководные рыбы) и земных глубин в несколько километров (микроорганизмы, способные существовать без воздуха). Нынешний состав атмосферы — результат многовековой работы растений. Поглощая солнечный свет и углекислый газ, растения вырабатывают органические вещества и выделяют в атмосферу кислород.

Живые организмы на Земле исключительно разнообразны. Учёные лишь приблизительно подсчитали, что их больше 2,5 млн видов.

Все вместе они образуют органический мир нашей планеты. Из общего числа видов организмов 21% приходится на растения, но по своей массе они почти в 100 раз превосходят массу животных. Большинство растений малоподвижны, надолго прикреплены к одному месту. Животные же, напротив, подвижны — большинство активно передвигаются по суше, воде и в воздухе. Чем проще устроен организм, тем шире он распространён на нашей планете. Например, среди всех живых существ (кроме бактерий) преобладают насекомые. Среди животных всего 4% позвоночных, из которых лишь десятая часть — млекопитающие, в том числе и человек.

Биосфера — земная оболочка, в которой существуют живые организмы и продукты их жизнедеятельности (живое вещество).

Область обитания живых организмов на нашей планете охватывает верхние слои литосферы, гидросферу и нижние слои атмосферы.

В Океане существуют свободно плавающие в толще воды организмы — рыбы, киты, морские черепахи (нектон). Некоторые организмы обитают на дне, как, например, водоросли, моллюски, крабы (бентос). Есть огромная группа мельчайших океанских обитателей — планктон, который переносится течениями. Планктон состоит из множества микроскопических водорослей, рачков, медуз, мальков и служит пищей большинству рыб. Основная масса организмов Океана обитает на малых глубинах — до 200 м, где больше света.

Биосфера возникла и расширила свои границы благодаря живым организмам. Они широко распространены на земле и исключительно разнообразны.

Пятна на Солнце

На ярком фоне фотосферы наблюдаются темные пятна. Такое пятно представляет собой довольно сложное образование, состоящее из центральной темной области, называемой тенью, и окаймляющей ее более светлой области с вытянутыми вдоль радиуса пятна темными и светлыми образованиями, получившей название полутени.

Размеры солнечных пятен крайне разнообразны. В небольшие телескопы примерно с 50-кратным увеличением уже можно видеть пятна с угловым поперечником в 4—5″. Они выглядят небольшими черными точками без признаков полутени, но в действительности их линейные размеры близки к 3000—3500 км. Линейные поперечники пятен с угловыми размерами около 18″ сравнимы с диаметром нашей Земли (примерно 13 000 км). У наиболее же крупных, но редко появляющихся пятен угловые диаметры достигают 4′, т. е. 0,13 диаметра Солнца, и следовательно, их линейные размеры приближаются к 180 000 км! Такие крупные пятна хорошо видны даже невооруженным глазом (конечно, только сквозь темный светофильтр) .

На фоне ослепительно яркой фотосферы пятно нам кажется черным. Однако измерения показали, что яркость пятен в 5—10 раз меньше яркости окружающей горячей фотосферы, а их реальный цвет — красноватый. Эти измерения позволили оценить температуру Т„ вещества в тени пятен. Поскольку поверхность пятен площадью 1 м2 излучает в 5—10 раз меньше энергии, чем такой же участок фотосферы с температурой Т = 6000 К, то, используя закон Стефана — Больцмана, можно записать:

откуда следует, что температура пятен заключена в пределах от 3400 до 4000 K:

На фотографиях солнечных пятен отчетливо заметна структура распределения темных и светлых областей в полутени пятна, похожая на распределение железных опилок в магнитном поле, причем темные области вытянуты вдоль магнитных линий. Наличие сильного магнитного поля в пятнах подтверждается и спектральными наблюдениями. В некоторых пятнах магнитная индукция достигает 0,5 Тл и выше, в то время как в среднем в фотосфере она составляет 10-4-10-3 Тл. В центре пятна вектор магнитной индукции направлен перпендикулярно к поверхности Солнца, а на краях, в полутени он идет вдоль поверхности и его значение меньше.

Сильное магнитное поле пятен является причиной их низкой температуры. Это объясняется тем, что вещество фотосферы представляет собой плазму, состоящую из заряженных частиц. Сильное магнитное поле тормозит движение плазмы, замедляет ее конвенцию и тем самым ослабляет поступление энергии из внутренних слоев Солнца. В результате температура вещества в области пятен уменьшается и пятна выглядят темными на фоне яркой фотосферы.

Обычно пятна появляются группами. В группе самое большое головное пятно расположено впереди по направлению вращения Солнца; оно имеет полярность магнитного поля, противоположную полярности следующего за ним меньшего пятна. Кроме того, головное пятно в северном полушарии Солнца имеет полярность, противоположную полярности головного пятна южного полушария.

Наряду с пятнами на фотосфере, вблизи края солнечного диска сравнительно часто видны факелы — светлые образования довольно сложной волокнистой структуры. Некоторые факелы живут неделями. Их яркость незначительно превышает яркость фотосферы, а температура всего лишь на 200— 300 К выше ее температуры.

Погода и ее прогноз

Наблюдать за погодой и пытаться её предсказать начали ещё первобытные племена. От наших прапрадедов дошло множество «верных» примет погоды. Надёжность таких примет, как «на Ефимия метель — вся Масленая неделя метельная» или «на Ефимия в полдень солнце — будет ранняя весна» весьма сомнительна. А вот когда говорят «солнце всходит красное — на метель» или «яркие звёзды — к морозу, тусклые — к оттепели», это почти всегда сбывается. Не все уверены, что «всякая погода благодать».

Барометр

Найдутся любители и холода, и дождя, но вот неожиданных перемен погоды не любит никто

Чтобы не попасть под дождь или не задыхаться от жары в тёплом свитере, надо лишь обращать внимание на прогноз погоды. Знать, какой погода будет в ближайшие дни, полезно всем

Но есть люди, для работы которых прогноз погоды очень важен: лётчики и моряки, альпинисты и спасатели. Прогнозы погоды предупреждают людей о приближении гроз и ливней, о перемещениях ураганов и о смерчах.

 Составляют прогнозы погоды синоптики, обработав огромное количество данных, полученных с размещённых по всему земному шару метеостанций и с метеорологических спутников, следящих за состоянием атмосферы Земли из космоса. Спутниковую информацию в составлении прогнозов погоды стали использовать с 1960 г.

А в 1968 г. была создана Всемирная служба погоды, состоящая из трёх мировых (в Москве, Вашингтоне и Мельбурне) и более двадцати региональных метеорологических центров, соединённых между собой каналами быстродействующей связи. А какая сегодня погода? Разные люди ответят на этот простой вопрос по-разному. Один из важнейших показателей погоды — температура воздуха. Даже на простейший вопрос, тепло ли сегодня на улице, эскимос может ответить «жара», а африканец будет стучать зубами от холода.

 В прогнозе погоды важны все данные: температура воздуха и его влажность, давление, сила ветра и его направление: северный ветер обычно приносит похолодание, западный — осадки. Но даже самая холодная погода не так страшна, если нет ветра. А не самая сильная жара невыносима при высокой влажности. Ещё один важнейший показатель погоды — атмосферное давление. Вашим бабушкам и дедушкам приходится следить за ним и принимать лекарства при резких изменениях давления. И в заключение несколько интересных цифр.

Самая высокая температура на Земле (+59 °C) была отмечена в пустыне Сахаре, а самая низкая в Антарктиде (–89,2 °C). В нашей столице Москве зимой 1940 г. столбик термометра опустился ниже 42 °C, а самый жаркий день (+38,2 °C) был летом 2010 г.

Работники метеостанции работают и днём и ночью

Поделиться ссылкой

Палеоатмосфера Земного шара

Среди авторов (см. например, Шульдинер, 1985) имеются небольшие расхождения в величинах температур для одних и тех же периодов эволюции Земли,
но общий характер остается примерно одинаковым. По видимому, есть основания считать,
что температура на поверхности Земли примерно 3.8 млрд. лет назад приближалась к 100° С (океаны кипели!).
Если восстановить (Кузнецов, 1990) эту зависимость для ранней Земли, ко времени 4.5 млрд. лет назад,
то температура окажется порядка (и более) 300 °С.
Это, однако, не самая высокая оценка температуры поверхности ранней Земли. Например, согласно Р.Геррелсу и Ф.Маккензи (там же, с. 79),
температура на поверхности ранней Земли достигала 600 °С, а давление превышало 360 атмосфер,
из которых на долю воды приходилось 300, углекислоты — 45, соляной кислоты 10 атм.

Различные авторы попутно неоднократно высказывали идею, согласно которой древняя атмосфера Земли
соответствует атмосфере современной Венеры.

Физико-химические ритмы атмосферы

Изменение температуры, углекислого газа и запылённости атмосферы за последние полмиллиарда лет (фанерозой):

Эволюция атмосферы Земли

Физические характеристики тропосферы

Каждый из основных слоёв обладает особыми характеристиками. Тропосфера — самая плотная оболочка, первая по счёту от поверхности планеты. На полюсах она распространяется на 7 км от поверхности, а у экватора — на 20 км. Разница обусловлена тем, что планета не круглая, а немного сплющенная, так как на неё воздействует центробежная сила. Чем теплее воздух, тем больше размер тропосферы.

Этот слой — наиболее продуктивный и динамичный. В нём формируются тучи, образуются ветра, циклоны и антициклоны. В тропосфере обитает большая часть видов, образующих живую природу. Температура воздуха в этой части оболочки понижается на 0,5−0,7 градуса с увеличением высоты на каждые 100 метров. Скорость ветра изменяется на 2−3 км/с на 1 км высоты.

В тропопаузе температура остаётся неизменной. Нижняя часть тропосферы примыкает к литосфере и образует приграничный слой. Его роль заключается в аккумуляции и передача тепла на высоту. Водообмен также происходит в приграничном слое. В течение 8−12 дней совершается полный оборот воды. Таким образом, тропосфера играет роль огромного фильтра.

История образования атмосферы

Согласно наиболее распространённой теории, атмосфера Земли во времени пребывала в трёх различных составах. Первоначально она состояла из лёгких газов (водорода и гелия), захваченных из межпланетного пространства. Это так называемая первичная атмосфера (около четырех миллиардов лет назад). На следующем этапе активная вулканическая деятельность привела к насыщению атмосферы и другими газами, кроме водорода (углекислым газом, аммиаком , водяным паром). Так образовалась вторичная атмосфера (около трех миллиардов лет до наших дней). Эта атмосфера была восстановительной. Далее процесс образования атмосферы определялся следующими факторами:

• утечка легких газов (водорода и гелия) в межпланетное пространство ;
• химические реакции, происходящие в атмосфере под влиянием ультрафиолетового излучения, грозовых разрядов и некоторых других факторов.

Постепенно эти факторы привели к образованию третичной атмосферы, характеризующейся гораздо меньшим содержанием водорода и гораздо большим — азота и углекислого газа (образованы в результате химических реакций из аммиака и углеводородов).

Азот

Образование большого количества азота N 2 обусловлено окислением аммиачно-водородной атмосферы молекулярным кислородом О 2 , который стал поступать с поверхности планеты в результате фотосинтеза, начиная с 3 млрд лет назад. Также азот N 2 выделяется в атмосферу в результате денитрификации нитратов и других азотсодержащих соединений. Азот окисляется озоном до NO в верхних слоях атмосферы.

Азот N 2 вступает в реакции лишь в специфических условиях (например, при разряде молнии). Окисление молекулярного азота озоном при электрических разрядах в малых количествах используется в промышленном изготовлении азотных удобрений. Окислять его с малыми энергозатратами и переводить в биологически активную форму могут цианобактерии (сине-зелёные водоросли) и клубеньковые бактерии, формирующие ризобиальный симбиоз с бобовыми растениями, т. н. сидератами.

Кислород

Состав атмосферы начал радикально меняться с появлением на Земле живых организмов , в результате фотосинтеза , сопровождающегося выделением кислорода и поглощением углекислого газа. Первоначально кислород расходовался на окисление восстановленных соединений — аммиака, углеводородов, закисной формы железа , содержавшейся в океанах и др. По окончании данного этапа содержание кислорода в атмосфере стало расти. Постепенно образовалась современная атмосфера, обладающая окислительными свойствами. Поскольку это вызвало серьёзные и резкие изменения многих процессов, протекающих в атмосфере , литосфере и биосфере , это событие получило название Кислородная катастрофа .

Загрязнение атмосферы

В последнее время на эволюцию атмосферы стал оказывать влияние человек . Результатом его деятельности стал постоянный значительный рост содержания в атмосфере углекислого газа из-за сжигания углеводородного топлива, накопленного в предыдущие геологические эпохи. Громадные количества СО 2 потребляются при фотосинтезе и поглощаются мировым океаном. Этот газ поступает в атмосферу благодаря разложению карбонатных горных пород и органических веществ растительного и животного происхождения, а также вследствие вулканизма и производственной деятельности человека. За последние 100 лет содержание СО 2 в атмосфере возросло на 10 %, причём основная часть (360 млрд тонн) поступила в результате сжигания топлива. Если темпы роста сжигания топлива сохранятся, то в ближайшие 200-300 лет количество СО 2 в атмосфере удвоится и может привести к глобальным изменениям климата .

Сжигание топлива — основной источник и загрязняющих газов (СО , , SO 2). Диоксид серы окисляется кислородом воздуха до SO 3 в верхних слоях атмосферы, который в свою очередь взаимодействует с парами воды и аммиака, а образующиеся при этом серная кислота (Н 2 SO 4) и сульфат аммония ((NH 4) 2 SO 4) возвращаются на поверхность Земли в виде т. н. кислотных дождей. Использование двигателей внутреннего сгорания приводит к значительному загрязнению атмосферы оксидами азота, углеводородами и соединениями свинца (тетраэтилсвинец Pb(CH 3 CH 2) 4)).

Аэрозольное загрязнение атмосферы обусловлено как естественными причинами (извержение вулканов, пыльные бури, унос капель морской воды и пыльцы растений и др.), так и хозяйственной деятельностью человека (добыча руд и строительных материалов, сжигание топлива, изготовление цемента и т. п.). Интенсивный широкомасштабный вынос твёрдых частиц в атмосферу — одна из возможных причин изменений климата планеты.

Закономерности географической оболочки Земли

Целостность.
Ритмичность.
Зональность.
Целостность
Эта закономерность основывается на том, что все компоненты географической оболочки (нижняя часть атмосферы, верхняя часть литосферы, гидросфера и биосфера), не могут существовать изолированно, они тесно связаны между собой. Связывает их круговорот веществ и энергии в природе. Изменения в одной из оболочек приводят к изменению и в остальных.

Ритмичность

Ритмичность развития – это основа жизни, и означает, что в природе все циклично и происходит через определенные промежутки времени. Выделяют цикличность суточную и годовую.

Суточным ритм вызывает вращение земного шара вокруг своей оси. Такая цикличность вызывает изменение температуры, давления, силы ветра, смена дня и ночи. Приливы на море и в океане вызваны также суточной ритмичностью. Даже биоритмы человека и животных связаны с цикличностью. Вращение Земли вокруг Солнца вызывает годовые ритмы, такие как смена времен года, сезонные изменения.

Зональность

Земная оболочка разделена на географические пояса и природные зоны, которые различаются климатом, растительностью, составом почв и разнообразием природного мира. Происходит это по простой причине, в которой и заключена закономерность географической оболочки. Из-за шарообразной формы нашей планеты солнечные лучи прогревают ее неравномерно, отсюда и разница в климатических условиях.

Строение атмосферы Земли

Глядя на небо, особенно когда оно совершенно безоблачно, очень сложно даже предположить, что оно имеет такую сложную и многослойную структуру, что температура там на различных высотах очень сильно отличается, и что именно там, в высоте, происходят важнейшие процессы для всей флоры и фауны на Земле.

Если бы не такой сложный состав газового покрова планеты, то здесь бы просто не было никакой жизни и даже возможности для ее зарождения.

Первые попытки изучить эту часть окружающего мира были предприняты еще древними греками, но те не могли зайти в своих умозаключениях слишком далеко, так как не обладали необходимой технической базой. Они не видели границы разных слоев, не могли измерить их температуру, изучить компонентный состав и т. д.

В основном только погодные явления наталкивали самые прогрессивные умы на размышления о том, что видимое небо не такое простое, как кажется.

Считается, что структура современной газовой оболочки вокруг Земли образовалась в три этапа. Сначала была первичная атмосфера из водорода и гелия, захваченных из космического пространства.

Потом извержение вулканов наполнило воздух массой других частиц, и возникла вторичная атмосфера. После прохождения всех основных химических реакций и процессов релаксации частиц, возникла нынешняя ситуация.

Тропосфера:

Тропосфера – это первый, самый нижний слой атмосферы – «придонный», в котором обитает все живое на планете: человек, животные, растения. Тропосфера простирается на несколько километров: возле полюсов его высота не превышает 8-10 км, а в районе экватора достигает 18 км. Такая разность в высоте атмосферы обусловлено центробежной силой Земли и тем, что ширина планеты неодинакова в разных ее частях (Земля имеет эллиптическую форму). Еще один фактор, влияющий на величину слоя – сезон, т.е. температурный режим. В теплое время года воздушные массы поднимаются выше, в холодное – опускаются к поверхности планеты, тем самым увеличивая или уменьшая ширину тропосферы.

Свое название слой получил от древнегреческих слов τρόπος  – «поворот, изменение» и σφαῖρα – «шар». Первая часть слова полностью соответствует основным критериям тропосферы – подвижности, изменчивости, динамичности, формирующих все те явления, которые принято называть «климат» и «погода». Это:

– образование облаков;

– циркуляция жидкости;

– образование циклонов, антициклонов;

– генерация ветров.

Тропосфера – самый тяжелый слой, т.к. в нем содержится 80% массы атмосферы, 50% всех газов и практически вся влага, что позволяет обитателям тропосферы «дышать». Удерживает он и тепло, сохраняя поглощаемые Землей солнечные лучи, поэтому при удалении от ее поверхности понижаются и давление, и температура. Причем температура понижается на 0,5-0,7 градуса Цельсия каждые 100 метров. Также с набором высоты усиливается ветер: на каждый километр высоты его скорость растет на 2-3 км/с. Примечательно, что снижение температуры характерно только для нижнего слоя (тропосферы), во всех же иных она растет по мере приближения к верхним границам.

На нижней границе, возле литосферы, находится еще один барьер: приземной пограничный слой, самый важный для циркуляции всей атмосферы. Именно здесь происходит отдача тепловой энергии и излучения планетой, создаются перепады давления и ветряные потоки, позже разделяемые и направляемые неровностями поверхности (горами, скалами и т.д.).

Верхним пределом тропосферы является тропопауза – промежуточный барьер между тропосферой и следующим слоем атмосферы – стратосферой.

Нормальным давлением у нижней границы тропосферы принято считать показатель в 1000 миллибар, который максимально приближен к эталону – 1013 миллибар (одна «атмосфера»). У верхнего слоя давление составляет уже 200 мБар, а при удалении от уровня моря на 45 км падает до 1 мБара.

За тропосферой и тропопаузой следует следующий слой атмосферы – стратосфера. В тропопаузе прекращается снижение температуры воздуха с возрастанием высоты.

Ионизация

Ионизация атмосферы вызывается солнечным излучением, в частности, гамма, рентгеновским и ультрафиолетовым излучениями, поэтому граница ионосферы меняется в течение суток.

В течение дня ионизированный воздух образуется в нижних слоях атмосферы. Короткие радиоволны от этих слоев отражаются, поэтому не могут распространяться на большие расстояния. По этой причине днем слышно так мало радиостанций, работающих в этом диапазоне. Ночью, когда граница ионосферы поднимается высоко, радиоволны отражаются от высших слоев и могут распространяться на большие расстояния.

Именно из-за ионизации радиоволны распространяются по разному в течение суток.

Гидросфера — водная оболочка Земли

Гидросфера — водная оболочка, включающая всю воду на нашей планете. К ней относится вода, которая находится на поверхности планеты, под землей и в воздухе. Гидросфера планеты может быть жидкостью, паром или льдом.

На Земле жидкая вода существует на поверхности в виде океанов, озер и рек. Под землей она встречается в колодцах и водоносных горизонтах, а также как грунтовые воды. Водяной пар наиболее заметен в виде облаков и тумана.

Замерзшая часть гидросферы Земли состоит из льда: ледников, ледяных вершин и айсбергов, и имеет свое название — криосфера.

Вода проходит через гидросферу благодаря циклическому перемещению. Она накапливается в облаках, затем падает на Землю в виде дождя или снега. Эта вода собирается в реках, озерах и океанах. Затем она испаряется в атмосферу, чтобы снова начать цикл. Этот процесс называется гидрологическим циклом.

По оценкам ученых, на нашей планете есть более 1386 млн. км³ воды.

В океанах содержится более 97 % запасов воды на Земле. Остальная часть приходится на пресную воду, две трети которой находится в замерзшем состоянии в полярных регионах планеты и на снежных вершинах гор. Интересно отметить, что, хотя вода покрывает большую часть поверхности планеты, она составляет всего 0,023 % общей массы Земли.

Слои атмосферы по порядку от поверхности Земли

Схема строения земной оболочки состоит из основных и переходных слоев в соответствии с характером изменения температуры с высотой.  

Тропосфера. Самый нижний и самый плотный слой атмосферы расположен от поверхности Земли до высоты 8 км над полюсами, 10 км в умеренных широтах и 18 км в тропиках. С каждым километром вверх температура понижается на 6 градусов, растет и сила ветра. Приграничный слой называют «кухней погоды»: здесь формируются метеорологические явления и зарождаются осадки, туманы, грозы.

Тропосфера содержит до 75-80 процентов всей массы атмосферы и большую часть атмосферного водяного пара. Последнее обстоятельство стало причиной формирования облаков. Если же облака состоят из ледяных кристаллов, то могут встречаться и в более высоких слоях.

Знакомые авиапилотам турбулентность и мощные воздушные течения тоже берут начало на этих высотах. В переходном слое толщиной от нескольких сотен метров до 2 км, тропопаузе, замедляется или вовсе прекращается падение температуры.  

Стратосфера. Простирается до 50 км в высоту, с высотой растет и температура за счет молекул озона. В озоносфере сосредоточена пятая часть массы атмосферы. Водяного пара здесь уже почти нет, нет и условий для образования обычных облаков. Заканчивается стратопаузой.

Мезосфера. В оболочке выше переходной стратопаузы, доходящей до высоты 80–85 км, происходит понижение температуры до минимальных показателей в атмосфере. Рекорд в –110°С был зарегистрирован метеорологическими ракетами, запущенными с американо-канадской установки в Форт-Черчилле.

Мезопауза совпадает с нижней границей области активного поглощения рентгеновского и коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца, что сопровождается нагреванием и ионизацией газа.

Термосфера. Слой непрерывного повышения температуры до 600 км в высоту. Чем выше — тем ниже становится давление и плотность газа. Термопауза расположена над термосферой, отстоит от земной поверхности примерно на 650 км. В ней температура перестает повышаться.

Примечание

В мезосфере и термосфере под влиянием космических лучей молекулы газов распадаются на заряженные, ионизированные частицы атомов. Эта часть атмосферы получила название ионосферы — слоя очень разреженного воздуха на высоте от 50 до 1000 км с наличием ионизированных атомов кислорода, молекул окиси азота и свободных электронов.

Основные характеристики ионосферы — высокая наэлектризованность, как от зеркала отражающая длинные и средние радиоволны, резкие колебания магнитного поля и свечение разреженных газов от электрически заряженных, летящих от Солнца частиц. Так образуются полярные сияния.

Экзосфера. Внешний слой атмосферы, который простирается до 2-3 тыс. км.

Как влияет человек на атмосферу?

Очень негативно. Это связано с разрастающейся деятельностью людей. Основная доля всех отрицательных моментов приходится на промышленность и транспорт. Кстати, именно автомобили выделяют почти 60% всех загрязняющих веществ, которые проникают в слои атмосферы. Оставшиеся сорок делят между собой энергетика и промышленность, а также отрасли по уничтожению отходов.

Список вредных веществ, которые ежедневно пополняют состав воздуха, очень длинный. Из-за транспорта в атмосфере оказываются: азот и сера, углерод, синец и сажа, а также сильный канцероген, вызывающий рак кожи – бензопирен.

На долю промышленности приходятся такие химические элементы: сернистый газ, углеводород и сероводород, аммиак и фенол, хлор и фтор. Если процесс будет продолжаться, то скоро ответы на вопросы: «Что такое атмосфера? Из чего она состоит?» будут совсем другими.

Литература об атмосфере и аэрологии

Также смотрите литературу по геомагнетизму.

• Бримблкумб П. Состав и химия атмосферы. М.: Мир, 1988. 351 с.
• Мальцев Ю.П. (ред.), Магнитосферно-ионосферная физика, краткий справочник. — СПБ.: «Наука», 1993. — 184 с.
• Charlson R.J., Lovelock J.E., Andreae M.O., Warren S.G.
  Oceanic phytoplankton, atmospheric sulfur, cloud albedo and climate //
  Nature. 1987. Vol. 326, N 614. P. 655-661.
• Lamb A.H. Volcanic dust in the atmosphere // Phil. Trans. Roy. Soc. 1970. Vol. 266. P. 425-533.
• Lamb A.H. Update of the chronology of assessments of the volcanic dust veil index //
  Clim. Monit. 1983. N 12. P. 79-90.
• Sato M., Hansen J.E., McCormick M.P., Pollack J.B. Stratospheric aerosol optical depths, 1850–1990 //
  J. Geophys. Res. 1993. Vol. 98. P. 22 987-22 994.
• Stothers R.B., Wolff J.A., Self S., Rampino M.R.
  Basaltic fissure eruptions, plume heights and atmospheric aerosols //
  Geophys. Res. Let. 1986. N 13. P. 725-728.

Главная

Науки о земле :

Атмосфера |
Геосфера |
Гидросфера |

История Земли |
Климатология |
Бедствия и ЧП |
Дисциплины |
Геопорталы |
Геологи |
Геособытия |
Геоцентры |
Геокнига |
Геотермины |
Авторские исследования

Близкие по теме страницы:
География |
Карты |

Экзопланеты |

Музеи и библиотеки

На правах рекламы (см.
условия):

Для пекарен: упаковочное оборудование Звоните!
   

Алфавитный перечень страниц: А | Б | В | Г | Д | Е (Ё) | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Э | Ю | Я | 0-9 | A-Z (англ.)

Ключевые слова для поиска сведений о воздушной оболочке Земли: На русском языке: физика свободной атмосферы, воздушная оболочка Земли, аэрология, концентрация воздушных газов, химический состав воздуха, атмосферная циркуляция, ионосфера, тропосфера, стратосфера, метеорология, палеоатмосфера, штормовой ветер, ураганы и штормы, морские стихии, тайфуны, циклоны и антициклоны, синоптические факторы, синоптика; На английском языке: Earth atmosphere, meteorology, aerology, air, weather.

«Сайт Игоря Гаршина», 2002, 2005.
Автор и владелец — Игорь Константинович Гаршин
(см. резюме).

Пишите письма
().

Страница обновлена 16.05.2021

Атмосфера — воздушная оболочка Земли

Атмосфера — это совокупность газов, окружающих нашу планету, удерживаемых на месте земной гравитацией. Большая часть нашей атмосферы находится вблизи земной поверхности, где она наиболее плотная. Воздух Земли на 79 % состоит из азота и чуть менее 21 % — из кислорода, а также аргона, двуокиси углерода и других газов. Водяной пар и пыль также являются частью атмосферы Земли. Другие планеты и Луна обладают очень разными атмосферами, а некоторые вообще не имеют таковой. В космосе нет атмосферы.

Атмосфера настолько распространена, что она почти незаметна, но ее вес равен слою воды глубиной более 10 метров, которая покрывает всю нашу планету. Нижние 30 километров атмосферы содержат около 98 % всей ее массы.

Ученые утверждают, что многие из газов в нашей атмосфере были выброшены в воздух ранними вулканами. В то время вокруг Земли было мало или вообще не было свободного кислорода. Свободный кислород состоит из молекул кислорода, не связанных с другим элементом, таким как углерод (с образованием углекислого газа) или водород (с образованием воды).

Свободный кислород, возможно, был добавлен в атмосферу примитивными организмами, вероятно бактериями, во время фотосинтеза. Позднее более сложные формы растительной жизни добавили больше кислорода в атмосферу. Кислороду в сегодняшней атмосфере, вероятно, потребовалось миллионы лет чтобы накопиться.

Атмосфера действует как гигантский фильтр, поглощая большую часть ультрафиолетового излучения и позволяя проникать солнечным лучам. Ультрафиолетовое излучение вредно для живых существ, и может вызвать ожоги. Тем не менее солнечная энергия необходима для всей жизни на Земле.

Атмосфера Земли имеет слоистую структуру. От поверхности планеты к небу идут следующие слои: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера. Другой слой, называемый ионосферой, простирается от мезосферы до экзосферы. Вне экзосферы находится космос. Границы между атмосферными слоями четко не определены и изменяются в зависимости от широты и времени года.

Слои атмосферы Солнца

Атмосфера Солнца состоит из трех слоев, между которыми нет резкой границы. Самый близкий к фотосфере и самый плотный, но очень тонкий слой называется обращающим слоем. Следующий, более обширный и более разреженный слой называется хромосферой (от греческого «хромоc», что означает «цвет»). Хромосфера Солнца имеет красноватый оттенок.

Хромосфера видна во время полных солнечных затмений как клочковатое яркое кольцо вокруг чёрного диска Луны, только что затмившего Солнце. Хромосфера весьма неоднородна и состоит в основном из продолговатых вытянутых язычков (спикул), придающих ей вид горящей травы. Температура этих хромосферных струй в два-три раза выше, чем в фотосфере, а плотность в сотни тысяч раз меньше. Общая протяжённость хромосферы 10— 15 тыс. километров.

Наконец, третий, самый обширный и разреженный слой атмосферы Солнца называется солнечной короной. Он представляется нам в виде лучистого сияния с перламутровым оттенком.

Фотосфера Солнца начинается на 200—300 км глубже видимого края солнечного диска. Эти самые глубокие слои атмосферы называют фотосферой. Поскольку их толщина составляет не более одной трёхтысячной доли солнечного радиуса, фотосферу иногда условно называют поверхностью Солнца.

В фотосфере видна зернистая структура, получившая название грануляции. Характерные угловые размеры гранул, напоминающих по виду рисовые зерна, составляют 1—2′, но линейные их размеры достигают тысячи и более километров. Наблюдения показывают, что грануляция находится в непрерывном движении и изменении: одни гранулы исчезают, а взамен им тут же появляются новые. Средняя продолжительность жизни различных гранул от 5 до 10 мин. Смещение спектральных линий в спектре центральной, более яркой и горячей части гранулы указывает на подъем горячего вещества из-под фотосферы; противоположное смещение линии в спектре более темного и холодного вещества, окаймляющего гранулу, указывает на опускание вещества под фотосферу.

Скорость подъема и опускания газа в слоях солнечной атмосферы составляет около 1 км/с, а разница между температурой горячего и холодного вещества близка к 300 К. Картина грануляции во многом напоминает картину на поверхности кипящей воды — конвекцию. Горячая вода, как более легкая, поднимается снизу вверх, на поверхности она отдает свою энергию в окружающее пространство и, охладившись, опускается вниз. Специальные измерения показали, что поверхность кипящей воды разбивается на ячейки и в каждой горячее вещество поднимается, а по краям более холодное опускается. Таким образом, грануляция на Солнце указывает на то, что энергия в фотосферу поступает из более глубоких и горячих слоев Солнца путем конвекции.