Атмосферата е смес от различни газове. Той се простира от повърхността на Земята до височина от 900 км, защитавайки планетата от вредния спектър на слънчевата радиация и съдържа газове, необходими за целия живот на планетата. Атмосферата улавя топлината от слънцето, затопляйки земната повърхност и създавайки благоприятен климат.
Атмосферен състав
Атмосферата на Земята се състои основно от два газа - азот (78%) и кислород (21%). Освен това съдържа примеси от въглероден диоксид и други газове. в атмосферата съществува под формата на пара, капки влага в облаци и ледени кристали.
Слоеве на атмосферата
Атмосферата се състои от много слоеве, между които няма ясни граници. Температурите на различните слоеве се различават значително една от друга.
- Безвъздушна магнитосфера. Това е мястото, където повечето от спътниците на Земята летят извън земната атмосфера.
- Екзосфера (450-500 км от повърхността). Почти никакви газове. Някои метеорологични спътници летят в екзосферата. Термосферата (80-450 km) се характеризира с високи температури, достигащи 1700°C в горния слой.
- Мезосфера (50-80 км). В тази област температурата пада с увеличаване на надморската височина. Това е мястото, където изгарят повечето метеорити (фрагменти от космически скали), които навлизат в атмосферата.
- Стратосфера (15-50 км). Съдържа озонов слой, т.е. слой от озон, който абсорбира ултравиолетовото лъчение от Слънцето. Това води до повишаване на температурите в близост до повърхността на Земята. Тук обикновено летят реактивни самолети, защото Видимостта в този слой е много добра и почти няма смущения, причинени от метеорологичните условия.
- Тропосфера. Височината варира от 8 до 15 км от земната повърхност. Именно тук се формира времето на планетата, тъй като през Този слой съдържа най-много водни пари, прах и ветрове. Температурата намалява с отдалечаване от земната повърхност.
Атмосферно налягане
Въпреки че не го усещаме, слоевете на атмосферата упражняват натиск върху земната повърхност. Тя е най-висока близо до повърхността и с отдалечаване от нея постепенно намалява. Зависи от температурната разлика между сушата и океана и следователно в райони, разположени на една и съща надморска височина, често има различно налягане. Ниското налягане носи влажно време, докато високото налягане обикновено носи ясно време.
Движение на въздушни маси в атмосферата
И налягането принуждава долните слоеве на атмосферата да се смесват. Така възникват ветрове, които духат от области с високо налягане към области с ниско налягане. В много региони местните ветрове възникват и поради разликите в температурата между сушата и морето. Планините също оказват значително влияние върху посоката на ветровете.
Парников ефект
Въглеродният диоксид и други газове, които изграждат земната атмосфера, улавят топлината от слънцето. Този процес обикновено се нарича парников ефект, тъй като в много отношения напомня на циркулацията на топлина в оранжерии. Парниковият ефект причинява глобално затопляне на планетата. В областите с високо налягане - антициклони - се установява ясно слънчево време. Областите с ниско налягане - циклони - обикновено изпитват нестабилно време. Топлина и светлина навлизат в атмосферата. Газовете улавят топлината, отразена от земната повърхност, като по този начин причиняват повишаване на температурата на Земята.
В стратосферата има специален озонов слой. Озонът блокира по-голямата част от ултравиолетовото лъчение на слънцето, предпазвайки Земята и целия живот на нея от него. Учените са установили, че причината за разрушаването на озоновия слой са специални газове хлорфлуорвъглероден диоксид, съдържащи се в някои аерозоли и хладилно оборудване. Над Арктика и Антарктида са открити огромни дупки в озоновия слой, които допринасят за увеличаване на количеството ултравиолетова радиация, засягаща повърхността на Земята.
Озонът се образува в ниските слоеве на атмосферата като резултат между слънчевата радиация и различни изгорели газове и газове. Обикновено той се разпръсква из цялата атмосфера, но ако се образува затворен слой студен въздух под слой топъл въздух, озонът се концентрира и възниква смог. За съжаление, това не може да замени озона, изгубен в озоновите дупки.
На тази сателитна снимка ясно се вижда дупка в озоновия слой над Антарктика. Размерът на дупката варира, но учените смятат, че тя непрекъснато расте. Полагат се усилия за намаляване на нивото на изгорелите газове в атмосферата. Замърсяването на въздуха трябва да се намали и в градовете да се използват бездимни горива. Смогът причинява дразнене на очите и задушаване на много хора.
Възникването и еволюцията на земната атмосфера
Съвременната атмосфера на Земята е резултат от дълго еволюционно развитие. Възниква в резултат на съвместното действие на геоложки фактори и жизнената дейност на организмите. През геоложката история земната атмосфера е претърпяла няколко дълбоки промени. Въз основа на геоложки данни и теоретични предпоставки, първичната атмосфера на младата Земя, която е съществувала преди около 4 милиарда години, може да се състои от смес от инертни и благородни газове с малка добавка на пасивен азот (N. A. Yasamanov, 1985; A. S. Monin, 1987; О. Г. Сорохтин, С. А. Ушаков, 1991, 1993). Понастоящем виждането за състава и структурата на ранната атмосфера се е променило донякъде. Първичната атмосфера (протоатмосфера) на най-ранния протопланетен етап., т.е. по-стари от 4,2 милиарда години, може да се състои от смес от метан, амоняк и въглероден диоксид.В резултат на дегазация на мантията и активни процеси на изветряне, протичащи на земната повърхност, водни пари, въглеродни съединения под формата на CO 2 и CO, сяра и нейните съединения започнаха да навлизат в атмосферата, както и силни халогенни киселини - HCI, HF, HI и борна киселина, които бяха допълнени от метан, амоняк, водород, аргон и някои други благородни газове в атмосферата. Тази първична атмосфера беше изключително тънка. Следователно температурата на земната повърхност беше близка до температурата на радиационното равновесие (А. С. Монин, 1977).
С течение на времето газовият състав на първичната атмосфера започва да се трансформира под въздействието на процесите на изветряне на скалите, изпъкнали на земната повърхност, активността на цианобактериите и синьо-зелените водорасли, вулканичните процеси и действието на слънчевата светлина. Това доведе до разлагането на метана на въглероден диоксид, амоняка на азот и водород; Въглеродният диоксид, който бавно потъва на земната повърхност, и азотът започват да се натрупват във вторичната атмосфера. Благодарение на жизнената активност на синьо-зелените водорасли, в процеса на фотосинтеза започва да се произвежда кислород, който обаче в началото се изразходва главно за „окисляване на атмосферни газове, а след това и на скали. В същото време в атмосферата започна интензивно да се натрупва амоняк, окислен до молекулярен азот. Предполага се, че значително количество азот в съвременната атмосфера е реликтно. Метанът и въглеродният оксид се окисляват до въглероден диоксид. Сярата и сероводородът се окисляват до SO 2 и SO 3, които поради високата си подвижност и лекота бързо се отстраняват от атмосферата. Така атмосферата от редуцираща атмосфера, каквато е била през архея и ранния протерозой, постепенно се превръща в окислителна.
Въглеродният диоксид навлиза в атмосферата както в резултат на окисление на метан, така и в резултат на дегазация на мантията и изветряне на скалите. В случай, че целият въглероден диоксид, отделен през цялата история на Земята, се запази в атмосферата, нейното парциално налягане в момента може да стане същото като на Венера (О. Сорохтин, С. А. Ушаков, 1991). Но на Земята действаше обратният процес. Значителна част от въглеродния диоксид от атмосферата е разтворен в хидросферата, в която е използван от хидробионтите за изграждане на техните черупки и биогенно превърнат в карбонати. Впоследствие от тях се формират дебели пластове от хемогенни и органогенни карбонати.
Кислородът навлиза в атмосферата от три източника. Дълго време, започвайки от момента на появата на Земята, той се освобождава по време на дегазирането на мантията и се изразходва главно за окислителни процеси.Друг източник на кислород е фотодисоциацията на водните пари от силно ултравиолетово слънчево лъчение. Изяви; свободният кислород в атмосферата доведе до смъртта на повечето прокариоти, които живееха в редуциращи условия. Прокариотните организми промениха местообитанията си. Те напуснаха повърхността на Земята в нейните дълбини и области, където все още съществуват условия за възстановяване. Те бяха заменени от еукариоти, които започнаха енергично да превръщат въглеродния диоксид в кислород.
По време на архея и значителна част от протерозоя, почти целият кислород, възникващ както по абиогенен, така и по биогенен начин, се изразходва главно за окисляване на желязо и сяра. До края на протерозоя цялото метално двувалентно желязо, намиращо се на земната повърхност, или се окислява, или се премества в земното ядро. Това доведе до промяна на парциалното налягане на кислорода в атмосферата на ранния протерозой.
В средата на протерозоя концентрацията на кислород в атмосферата достигна точката на Джури и възлиза на 0,01% от съвременните нива. От този момент кислородът започва да се натрупва в атмосферата и вероятно вече в края на Рифея съдържанието му достига точката на Пастьор (0,1% от съвременното ниво). Възможно е озоновият слой да се е появил през вендския период и никога да не е изчезнал.
Появата на свободен кислород в земната атмосфера стимулира еволюцията на живота и води до появата на нови форми с по-напреднал метаболизъм. Ако по-ранните еукариотни едноклетъчни водорасли и цианеи, които се появяват в началото на протерозоя, изискват съдържание на кислород във водата само 10 -3 от съвременната му концентрация, тогава с появата на нескелетни Metazoa в края на ранния венд, т.е. преди около 650 милиона години, концентрацията на кислород в атмосферата трябва да е значително по-висока. В крайна сметка Metazoa използва кислородно дишане и това изисква парциалното налягане на кислорода да достигне критично ниво - точката на Пастьор. В този случай процесът на анаеробна ферментация е заменен от енергийно по-обещаващ и прогресивен кислороден метаболизъм.
След това по-нататъшното натрупване на кислород в земната атмосфера се случи доста бързо. Прогресивното увеличаване на обема на синьо-зелените водорасли допринесе за постигането в атмосферата на нивото на кислород, необходимо за поддържане на живота на животинския свят. Известно стабилизиране на съдържанието на кислород в атмосферата настъпи от момента, в който растенията достигнаха сушата - преди около 450 милиона години. Появата на растенията на сушата, която се случи през Силурийския период, доведе до окончателното стабилизиране на нивата на кислород в атмосферата. От този момент нататък концентрацията му започва да се колебае в доста тесни граници, никога не надхвърляйки границите на съществуването на живот. Концентрацията на кислород в атмосферата е напълно стабилизирана след появата на цъфтящи растения. Това събитие се случи в средата на периода Креда, т.е. преди около 100 милиона години.
По-голямата част от азота се образува в ранните етапи от развитието на Земята, главно поради разлагането на амоняка. С появата на организмите започва процесът на свързване на атмосферния азот в органична материя и погребването му в морските седименти. След като организмите достигнаха сушата, азотът започна да се погребва в континенталните утайки. Процесите на преработка на свободния азот особено се засилиха с появата на сухоземни растения.
На границата на криптозоя и фанерозоя, т.е. преди около 650 милиона години, съдържанието на въглероден диоксид в атмосферата намалява до десети от процента и достига съдържание, близко до съвременното ниво едва наскоро, приблизително 10-20 милиона години преди.
По този начин газовият състав на атмосферата не само осигурява жизнено пространство за организмите, но и определя характеристиките на тяхната жизнена дейност и допринася за заселването и еволюцията. Възникващите нарушения в благоприятното за организмите разпределение на газовия състав на атмосферата поради космически и планетарни причини доведоха до масови измиранияорганичен свят, което се е случвало многократно по време на криптозоя и в определени граници на историята на фанерозоя.
Етносферни функции на атмосферата
Земната атмосфера осигурява необходимите вещества, енергия и определя посоката и скоростта на метаболитните процеси. Газовият състав на съвременната атмосфера е оптимален за съществуването и развитието на живота. Като зона, където се формират времето и климатът, атмосферата трябва да създава удобни условия за живот на хора, животни и растителност. Отклоненията в една или друга посока в качеството на атмосферния въздух и климатичните условия създават екстремни условия за живот на флората и фауната, включително и на човека.
Атмосферата на Земята не само осигурява условията за съществуване на човечеството, но е основният фактор в еволюцията на етносферата. Същевременно се оказва енергиен и суровинен ресурс за производство. Като цяло атмосферата е фактор, който запазва здравето на хората, а някои райони, поради физико-географските условия и качеството на атмосферния въздух, служат като зони за отдих и са зони, предназначени за санаторно-курортно лечение и отдих на хората. Така атмосферата е фактор на естетическо и емоционално въздействие.
Етносферните и техносферните функции на атмосферата, определени съвсем наскоро (Е. Д. Никитин, Н. А. Ясаманов, 2001), изискват самостоятелно и задълбочено изследване. По този начин изследването на атмосферните енергийни функции е много уместно, както от гледна точка на възникването и функционирането на процеси, които увреждат околната среда, така и от гледна точка на въздействието върху здравето и благосъстоянието на хората. В този случай става дума за енергията на циклоните и антициклоните, атмосферните вихри, атмосферното налягане и други екстремни атмосферни явления, чието ефективно използване ще допринесе за успешното решаване на проблема за получаване на незамърсяващи алтернативни източнициенергия. В края на краищата, въздушната среда, особено тази част от нея, която се намира над Световния океан, е зона, където се освобождава колосално количество свободна енергия.
Например, установено е, че тропическите циклони със средна сила отделят енергия, еквивалентна на енергията на 500 хиляди атомни бомби, пуснати над Хирошима и Нагасаки само за един ден. За 10 дни от съществуването на такъв циклон се отделя достатъчно енергия, за да задоволи всички енергийни нужди на страна като САЩ за 600 години.
IN последните годинибеше публикувано голям бройтрудове на учени в областта на природните науки, в една или друга степен, отнасящи се до различни аспекти на дейността и влиянието на атмосферата върху земните процеси, което показва засилването на междудисциплинарните взаимодействия в съвременната естествознание. В същото време се проявява интегриращата роля на някои от неговите направления, сред които трябва да се отбележи функционално-екологичното направление в геоекологията.
Това направление стимулира анализа и теоретичните обобщения върху екологичните функции и планетарната роля на различни геосфери, а това от своя страна е важна предпоставка за разработване на методология и научни основицялостно изучаване на нашата планета, рационално използване и опазване на нейните природни ресурси.
Атмосферата на Земята се състои от няколко слоя: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера, йоносфера и екзосфера. В горната част на тропосферата и в долната част на стратосферата има слой, обогатен с озон, наречен озонов щит. Установени са определени (дневни, сезонни, годишни и др.) закономерности в разпределението на озона. От самото си възникване атмосферата оказва влияние върху хода на планетарните процеси. Първичният състав на атмосферата е бил напълно различен от сегашния, но с течение на времето делът и ролята на молекулярния азот непрекъснато се увеличават, преди около 650 милиона години се появява свободен кислород, чието количество непрекъснато нараства, но концентрацията на въглероден диоксид съответно намаля. Високата подвижност на атмосферата, нейният газов състав и наличието на аерозоли определят нейната изключителна роля и активно участие в различни геоложки и биосферни процеси. Атмосферата играе голяма роля в преразпределението на слънчевата енергия и развитието на катастрофални природни явления и бедствия. Атмосферните вихри – торнадо (торнадо), урагани, тайфуни, циклони и други явления оказват негативно влияние върху органичния свят и природните системи. Основните източници на замърсяване, наред с природните фактори, са различни форми на стопанска дейност на човека. Антропогенните въздействия върху атмосферата се изразяват не само в появата на различни аерозоли и парникови газове, но и в увеличаване на количеството на водните пари и се проявяват под формата на смог и киселинен дъжд. Парниковите газове променят температурния режим на земната повърхност, емисиите на някои газове намаляват обема на озоновия слой и допринасят за образуването на озонови дупки. Голяма е етносферната роля на земната атмосфера.
Ролята на атмосферата в природните процеси
Повърхностната атмосфера в нейното междинно състояние между литосферата и космическото пространство и нейния газов състав създава условия за живот на организмите. В същото време изветрянето и интензивността на разрушаване на скалите, преносът и натрупването на кластичен материал зависят от количеството, характера и честотата на валежите, от честотата и силата на ветровете и особено от температурата на въздуха. Атмосферата е централен компонент на климатичната система. Температура и влажност на въздуха, облачност и валежи, вятър - всичко това характеризира времето, т.е. непрекъснато променящото се състояние на атмосферата. В същото време същите тези компоненти характеризират климата, т.е. средния дългосрочен метеорологичен режим.
Съставът на газовете, наличието на облаци и различни примеси, които се наричат аерозолни частици (пепел, прах, частици водна пара), определят характеристиките на преминаването на слънчевата радиация през атмосферата и предотвратяват изтичането на топлинната радиация на Земята. в открития космос.
Атмосферата на Земята е много подвижна. Процесите, които възникват в него и промените в неговия газов състав, дебелина, облачност, прозрачност и наличието на определени аерозолни частици в него влияят както на времето, така и на климата.
Действието и посоката на природните процеси, както и животът и дейността на Земята се определят от слънчевата радиация. Той осигурява 99,98% от топлината, доставяна на земната повърхност. Всяка година това възлиза на 134 * 10 19 kcal. Това количество топлина може да се получи чрез изгаряне на 200 милиарда тона въглища. Запасите от водород, които създават този поток от термоядрена енергия в масата на Слънцето, ще стигнат за поне още 10 милиарда години, т.е. за период, два пъти по-дълъг от съществуването на нашата планета и самата нея.
Около 1/3 от общото количество слънчева енергия, достигаща до горната граница на атмосферата, се отразява обратно в космоса, 13% се абсорбира от озоновия слой (включително почти цялата ултравиолетова радиация). 7% - останалата част от атмосферата и само 44% достига земната повърхност. Общата слънчева радиация, достигаща Земята на ден, е равна на енергията, която човечеството е получило в резултат на изгарянето на всички видове горива през последното хилядолетие.
Количеството и характерът на разпределението на слънчевата радиация върху земната повърхност са в тясна зависимост от облачността и прозрачността на атмосферата. Количеството разсеяна радиация се влияе от височината на Слънцето над хоризонта, прозрачността на атмосферата, съдържанието на водни пари, прах, общото количество въглероден диоксид и др.
Максималното количество разсеяна радиация достига до полярните области. Колкото по-ниско е слънцето над хоризонта, толкова по-малко топлина навлиза в дадена област от терена.
Прозрачността и облачността на атмосферата са от голямо значение. В облачен летен ден обикновено е по-студено, отколкото в ясен, тъй като облачността през деня предотвратява нагряването на земната повърхност.
Запрашеността на атмосферата играе основна роля в разпределението на топлината. Намиращите се в него фино диспергирани твърди частици прах и пепел, които влияят на неговата прозрачност, влияят негативно върху разпределението на слънчевата радиация, голяма част от която се отразява. Фините частици навлизат в атмосферата по два начина: или пепел, отделяна по време на вулканични изригвания, или пустинен прах, пренасян от ветровете от сухите тропически и субтропични региони. Особено много такъв прах се образува по време на суша, когато топъл въздушен поток го пренася в горните слоеве на атмосферата и може да остане там за дълго време. След изригването на вулкана Кракатау през 1883 г. прахът, изхвърлен на десетки километри в атмосферата, остава в стратосферата около 3 години. В резултат на изригването през 1985 г. на вулкана Ел Чичон (Мексико) прахът достигна Европа и следователно имаше леко понижение на температурите на повърхността.
Атмосферата на Земята съдържа променливи количества водна пара. В абсолютно изражение по тегло или обем количеството му варира от 2 до 5%.
Водната пара, подобно на въглеродния диоксид, засилва парниковия ефект. В облаците и мъглите, възникващи в атмосферата, протичат особени физични и химични процеси.
Основният източник на водни пари в атмосферата е повърхността на Световния океан. Годишно от него се изпарява слой вода с дебелина от 95 до 110 см. Част от влагата след кондензация се връща в океана, а другата се насочва от въздушните течения към континентите. В райони с променлив влажен климат валежите овлажняват почвата, а във влажен климат създават запаси от подземни води. Така атмосферата е акумулатор на влага и резервоар за валежи. и мъглите, които се образуват в атмосферата, осигуряват влага на почвената покривка и по този начин играят решаваща роля в развитието на флората и фауната.
Атмосферната влага се разпределя по земната повърхност поради подвижността на атмосферата. Характеризира се с много сложна система от ветрове и разпределение на налягането. Поради факта, че атмосферата е в непрекъснато движение, характерът и мащабът на разпределението на ветровите потоци и налягането непрекъснато се променят. Мащабът на циркулация варира от микрометеорологичен, с размер от само няколкостотин метра, до глобален мащаб от няколко десетки хиляди километра. Огромните атмосферни вихри участват в създаването на системи от мащабни въздушни течения и определят общата циркулация на атмосферата. Освен това те са източници на катастрофални атмосферни явления.
Разпределението на времето и климатичните условия и функционирането на живата материя зависят от атмосферното налягане. Ако атмосферното налягане се колебае в малки граници, то не играе решаваща роля за благосъстоянието на хората и поведението на животните и не засяга физиологичните функции на растенията. Промените в налягането обикновено се свързват с фронтални явления и промени във времето.
Атмосферното налягане е от основно значение за образуването на вятъра, който като релефообразуващ фактор оказва силно влияние върху животинския и растителния свят.
Вятърът може да потисне растежа на растенията и в същото време да насърчи преноса на семена. Ролята на вятъра при формирането на времето и климатичните условия е голяма. Освен това действа като регулатор морските течения. Вятърът, като един от екзогенните фактори, допринася за ерозията и дефлацията на изветрения материал на големи разстояния.
Екологична и геоложка роля на атмосферните процеси
Намаляването на прозрачността на атмосферата поради появата на аерозолни частици и твърд прах в нея влияе върху разпределението на слънчевата радиация, увеличавайки албедото или отразяващата способност. Различни химически реакции, които причиняват разлагането на озона и генерирането на "перлени" облаци, състоящи се от водна пара, водят до същия резултат. Глобалните промени в отразяващата способност, както и промените в атмосферните газове, главно парникови газове, са отговорни за изменението на климата.
Неравномерното нагряване, което причинява разлики в атмосферното налягане в различните части на земната повърхност, води до атмосферна циркулация, която е отличителен белег на тропосферата. Когато възникне разлика в налягането, въздухът се втурва от области с високо налягане към области с ниско налягане. Тези движения на въздушните маси, заедно с влажността и температурата, определят основните екологични и геоложки характеристики на атмосферните процеси.
В зависимост от скоростта вятърът извършва различни геоложки дейности на земната повърхност. Със скорост 10 m/s разклаща дебели клони на дървета, повдигайки и пренасяйки прах и фин пясък; чупи клони на дървета със скорост 20 м/с, пренася пясък и чакъл; със скорост 30 m/s (буря) събаря покриви на къщи, изкоренява дървета, чупи стълбове, мести камъчета и носи дребни отломки, а ураганен вятър със скорост 40 m/s руши къщи, чупи и събаря ел. ред стълбове, изкоренява големи дървета.
Шквалове и торнадо (торнадо) - атмосферни вихри, които възникват през топлия сезон на мощни атмосферни фронтове, със скорост до 100 m/s, имат голямо отрицателно въздействие върху околната среда с катастрофални последици. Шкваловете са хоризонтални вихрушки с ураганна скорост на вятъра (до 60-80 m/s). Те често са придружени от силни валежи и гръмотевични бури с продължителност от няколко минути до половин час. Шкваловете обхващат райони с ширина до 50 км и се движат на разстояние от 200-250 км. Силна буря в Москва и Московска област през 1998 г. повреди покривите на много къщи и събори дървета.
Торнадата, наричани торнадо в Северна Америка, са мощни атмосферни вихри с форма на фуния, често свързвани с гръмотевични облаци. Това са колони от въздух, стесняващи се в средата с диаметър от няколко десетки до стотици метри. Торнадото има вид на фуния, много подобна на хобота на слон, спускаща се от облаците или издигаща се от повърхността на земята. Притежавайки силно разреждане и висока скорост на въртене, торнадото пътува до няколкостотин километра, извличайки прах, вода от резервоари и различни предмети. Мощните торнада са придружени от гръмотевични бури, дъжд и имат голяма разрушителна сила.
Торнадо рядко се появяват в субполярни или екваториални региони, където е постоянно студено или горещо. В открития океан има малко торнада. Торнадо се среща в Европа, Япония, Австралия, САЩ, а в Русия те са особено чести в района на Централния Чернозем, в района на Москва, Ярославъл, Нижни Новгород и Иваново.
Торнадото повдигат и преместват коли, къщи, карети и мостове. Особено разрушителни торнада се наблюдават в САЩ. Всяка година има от 450 до 1500 торнада със среден брой жертви от около 100 души. Торнадото са бързодействащи катастрофални атмосферни процеси. Оформят се само за 20-30 минути, а животът им е 30 минути. Поради това е почти невъзможно да се предвиди времето и мястото на торнадото.
Други разрушителни, но дълготрайни атмосферни вихри са циклоните. Те се образуват поради разлика в налягането, която при определени условия допринася за появата на кръгово движение на въздушните потоци. Атмосферните вихри възникват около мощни възходящи потоци от влажен топъл въздух и се въртят с висока скорост по посока на часовниковата стрелка в южното полукълбо и обратно на часовниковата стрелка в северното. Циклоните, за разлика от торнадото, възникват над океаните и предизвикват своите разрушителни ефекти над континентите. Основните разрушителни фактори са силни ветрове, интензивни валежи под формата на снеговалеж, дъждове, градушка и наводнения. Ветрове със скорост 19 - 30 m/s образуват буря, 30 - 35 m/s - буря, а над 35 m/s - ураган.
Тропическите циклони - урагани и тайфуни - имат средна ширина от няколкостотин километра. Скоростта на вятъра вътре в циклона достига ураганна сила. Тропическите циклони продължават от няколко дни до няколко седмици, движейки се със скорости от 50 до 200 км/ч. Циклоните на средна ширина имат по-голям диаметър. Напречните им размери варират от хиляда до няколко хиляди километра, а скоростта на вятъра е бурна. Те се движат в северното полукълбо от запад и са придружени от градушки и снеговалежи, които имат катастрофален характер. По отношение на броя на жертвите и нанесените щети циклоните и свързаните с тях урагани и тайфуни са най-големите естествени атмосферни явления след наводненията. В гъсто населените райони на Азия броят на жертвите на ураганите е хиляди. През 1991 г. в Бангладеш по време на ураган, който предизвика образуването на морски вълни с височина 6 м, загинаха 125 хиляди души. Тайфуните нанасят големи щети на Съединените щати. В същото време умират десетки и стотици хора. В Западна Европа ураганите причиняват по-малко щети.
Гръмотевичните бури се считат за катастрофално атмосферно явление. Те възникват, когато топъл, влажен въздух се издига много бързо. На границата на тропическия и субтропичния пояс гръмотевичните бури се случват 90-100 дни в годината, в умерения пояс 10-30 дни. В нашата страна най-много гръмотевични бури има в Северен Кавказ.
Гръмотевичните бури обикновено продължават по-малко от час. Особено опасни са интензивните валежи, градушки, мълнии, пориви на вятъра и вертикални въздушни течения. Опасността от градушка се определя от размера на зърната град. В Северен Кавказ масата на градушката някога е достигала 0,5 кг, а в Индия са регистрирани градушки с тегло 7 кг. Най-опасните от гледна точка на града райони у нас се намират в Северен Кавказ. През юли 1992 г. градушка поврежда 18 самолета на летището в Минералние Води.
Към опасните атмосферни явления спадат мълниите. Те убиват хора, добитък, предизвикват пожари и повреждат електропреносната мрежа. Всяка година по света около 10 000 души умират от гръмотевични бури и последствията от тях. Освен това в някои райони на Африка, Франция и САЩ броят на жертвите от мълнии е по-голям, отколкото от други природни явления. Годишните икономически щети от гръмотевични бури в САЩ са най-малко 700 милиона долара.
Засушаванията са типични за пустинни, степни и лесостепни райони. Липсата на валежи причинява изсушаване на почвата, намаляване на нивото на подпочвените води и в резервоарите до пълното им изсъхване. Недостигът на влага води до смърт на растителността и културите. Сушите са особено тежки в Африка, Близкия и Средния изток, Централна Азия и Южна Северна Америка.
Сушите променят условията на живот на хората и оказват неблагоприятно въздействие върху природната среда чрез процеси като засоляване на почвата, сухи ветрове, прашни бури, ерозия на почвата и горски пожари. Пожарите са особено тежки по време на суша в районите на тайгата, тропическите и субтропичните гори и саваните.
Засушаванията са краткотрайни процеси, които продължават един сезон. Когато сушите продължават повече от два сезона, има заплаха от глад и масова смъртност. Обикновено сушата засяга територията на една или повече държави. Продължителни засушавания с трагични последици се случват особено често в района на Сахел в Африка.
Атмосферните явления като снеговалежи, краткотрайни обилни дъждове и продължителни продължителни дъждове нанасят големи щети. Снеговалежите причиняват масивни лавини в планините, а бързото топене на падналия сняг и продължителните валежи водят до наводнения. Огромната маса вода, падаща върху земната повърхност, особено в безлесните райони, причинява силна ерозия на почвата. Наблюдава се интензивен ръст на улейно-гредовите системи. Наводненията възникват в резултат на големи наводнения по време на периоди на обилни валежи или високи води след внезапно затопляне или пролетно топене на снега и следователно са атмосферни явления по произход (те са обсъдени в главата за екологичната роля на хидросферата).
Антропогенни промени в атмосферата
В момента има много различни антропогенни източници, които причиняват замърсяване на въздуха и водят до сериозни нарушения в екологичния баланс. По отношение на мащаба два източника оказват най-голямо влияние върху атмосферата: транспортът и индустрията. Средно транспортът представлява около 60% от общото количество замърсяване на атмосферата, индустрията - 15, топлинната енергия - 15, технологиите за унищожаване на битови и промишлени отпадъци - 10%.
Транспортът, в зависимост от използваното гориво и видовете окислители, отделя в атмосферата азотни оксиди, сяра, въглеродни оксиди и диоксиди, олово и неговите съединения, сажди, бензопирен (вещество от групата на полицикличните ароматни въглеводороди, което е силно канцероген, който причинява рак на кожата).
Промишлеността отделя в атмосферата серен диоксид, въглеродни оксиди и диоксиди, въглеводороди, амоняк, сероводород, сярна киселина, фенол, хлор, флуор и други химични съединения. Но доминиращата позиция сред емисиите (до 85%) е заета от прах.
В резултат на замърсяването прозрачността на атмосферата се променя, причинявайки аерозоли, смог и киселинен дъжд.
Аерозолите са диспергирани системи, състоящи се от частици твърдоили капки течност, суспендирани в газова среда. Размерът на частиците на дисперсната фаза обикновено е 10 -3 -10 -7 см. В зависимост от състава на дисперсната фаза аерозолите се разделят на две групи. Единият включва аерозоли, състоящи се от твърди частици, диспергирани в газообразна среда, вторият включва аерозоли, които са смес от газообразна и течна фази. Първите се наричат димове, а вторите - мъгли. В процеса на тяхното формиране голяма ролясе играят от кондензационни центрове. В ролята на кондензационни ядра действат вулканична пепел, космически прах, продукти от промишлени емисии, различни бактерии и пр. Броят на възможните източници на концентрационни ядра непрекъснато нараства. Така например, когато сухата трева е унищожена от пожар на площ от 4000 m 2, се образуват средно 11 * 10 22 аерозолни ядра.
Аерозолите започнаха да се образуват от момента, в който нашата планета се появи и повлия на природните условия. Но тяхното количество и действие, балансирани с общия кръговрат на веществата в природата, не предизвикват дълбоки промени в околната среда. Антропогенните фактори на тяхното формиране са изместили този баланс към значителни претоварвания на биосферата. Тази особеност е особено очевидна, откакто човечеството започна да използва специално създадени аерозоли както под формата на токсични вещества, така и за растителна защита.
Най-опасни за растителността са аерозолите от серен диоксид, флуороводород и азот. Когато влязат в контакт с влажна листна повърхност, те образуват киселини, които имат пагубен ефект върху живите същества. Киселинните мъгли влизат с вдишания въздух дихателни органиживотни и хора, имат агресивно въздействие върху лигавиците. Някои от тях разлагат живи тъкани, а радиоактивните аерозоли причиняват рак. Сред радиоактивните изотопи Sg 90 е особено опасен не само заради канцерогенността си, но и като аналог на калция, който го замества в костите на организмите, причинявайки тяхното разлагане.
По време на ядрени експлозии в атмосферата се образуват радиоактивни аерозолни облаци. Малките частици с радиус 1 - 10 микрона попадат не само в горните слоеве на тропосферата, но и в стратосферата, където могат да останат дълго време. Аерозолни облаци се образуват и по време на работа на реактори в промишлени инсталации, които произвеждат ядрено гориво, както и в резултат на аварии в атомни електроцентрали.
Смогът е смес от аерозоли с течни и твърди диспергирани фази, които образуват мъглива завеса над промишлени зони и големи градове.
Има три вида смог: леден, мокър и сух. Леденият смог се нарича аляски смог. Това е комбинация от газообразни замърсители с добавка на прахови частици и ледени кристали, които се получават при замръзване на капчици мъгла и пара от отоплителните системи.
Мокър смог или лондонски смог понякога се нарича зимен смог. Това е смес от газообразни замърсители (предимно серен диоксид), прахови частици и капки мъгла. Метеорологичната предпоставка за появата на зимен смог е безветрено време, при което слой топъл въздух се намира над приземния слой студен въздух (под 700 m). В този случай има не само хоризонтален, но и вертикален обмен. Замърсителите, обикновено разпръснати във високи слоеве, в този случай се натрупват в повърхностния слой.
Сухият смог се появява през лятото и често се нарича смог от Лос Анджелис. Това е смес от озон, въглероден окис, азотни оксиди и киселинни пари. Такъв смог се образува в резултат на разграждането на замърсителите от слънчевата радиация, особено нейната ултравиолетова част. Метеорологичната предпоставка е атмосферна инверсия, изразяваща се в появата на слой студен въздух над топъл въздух. Обикновено газовете и твърдите частици, повдигнати от топли въздушни течения, след това се разпръскват в горните студени слоеве, но в този случай те се натрупват в инверсионния слой. В процеса на фотолиза азотните диоксиди, образувани при изгарянето на горивото в автомобилните двигатели, се разлагат:
НЕ 2 → НЕ + О
Тогава се получава синтез на озон:
O + O 2 + M → O 3 + M
NO + O → NO 2
Процесите на фотодисоциация са придружени от жълто-зелено сияние.
Освен това възникват реакции от типа: SO 3 + H 2 0 -> H 2 SO 4, т.е. образува се силна сярна киселина.
При промяна на метеорологичните условия (поява на вятър или промяна на влажността) студеният въздух се разсейва и смогът изчезва.
Наличието на канцерогенни вещества в смога води до проблеми с дишането, дразнене на лигавиците, нарушения на кръвообращението, астматично задушаване и често смърт. Смогът е особено опасен за малките деца.
Киселинният дъжд е атмосферен валеж, подкислен от промишлени емисии на серни оксиди, азот и изпарения на перхлорна киселина и хлор, разтворени в тях. В процеса на изгаряне на въглища и газ по-голямата част от съдържащата се в тях сяра, както под формата на оксид, така и в съединения с желязо, по-специално в пирит, пиротит, халкопирит и др., Се превръща в серен оксид, който заедно с въглероден диоксид, се отделя в атмосферата. Когато атмосферният азот и техническите емисии се комбинират с кислород, се образуват различни азотни оксиди, а обемът на образуваните азотни оксиди зависи от температурата на горене. По-голямата част от азотните оксиди възниква при експлоатацията на превозни средства и дизелови локомотиви, а по-малка част се среща в енергетиката и промишлените предприятия. Серните и азотните оксиди са основните образуващи киселина. При взаимодействие с атмосферния кислород и съдържащите се в него водни пари се образуват сярна и азотна киселина.
Известно е, че алкално-киселинното равновесие на средата се определя от стойността на pH. Неутралната среда има pH стойност 7, киселинната среда има pH стойност 0, а алкалната среда има pH стойност 14. В съвременната епоха pH стойността на дъждовната вода е 5,6, въпреки че в близкото минало беше неутрален. Намаляването на стойността на pH с единица съответства на десетократно увеличение на киселинността и следователно в момента дъжд с повишена киселинност пада почти навсякъде. Максималната киселинност на дъжда, регистрирана в Западна Европа, е 4-3,5 pH. Трябва да се има предвид, че pH стойност от 4-4,5 е смъртоносна за повечето риби.
Киселинният дъжд има агресивно въздействие върху растителността на Земята, върху промишлени и жилищни сгради и допринася за значително ускоряване на изветрянето на оголените скали. Повишената киселинност предотвратява саморегулирането на неутрализацията на почвите, в които се разтварят хранителни вещества. Това от своя страна води до рязко намаляване на добива и причинява деградация на растителната покривка. Киселинността на почвата насърчава освобождаването на свързани тежки почви, които постепенно се абсорбират от растенията, причинявайки сериозно увреждане на тъканите и прониквайки в човешката хранителна верига.
Промяна в алкално-киселинния потенциал морски води, особено в плитки води, води до спиране на възпроизводството на много безгръбначни, причинява смъртта на рибите и нарушава екологичния баланс в океаните.
В резултат на киселинните дъждове горите са изложени на риск от унищожаване Западна Европа, Балтийските държави, Карелия, Урал, Сибир и Канада.
АТМОСФЕРА - газовата обвивка на Земята, състояща се, с изключение на водата и праха (по обем), от азот (78,08%), кислород (20,95%), аргон (0,93%), въглероден диоксид (около 0,09%) и водород, неон , хелий, криптон, ксенон и редица други газове (общо около 0,01%). Съставът на сухия алуминий е почти еднакъв по цялата му дебелина, но съдържанието се увеличава в долната част. вода, прах, а в близост до почвата - въглероден диоксид. Долната граница на Африка е повърхността на сушата и водата, а горната граница е фиксирана на надморска височина от 1300 км чрез постепенен преход в открития космос. А. е разделен на три слоя: долен - тропосфера,средно аритметично - стратосфераи отгоре - йоносфера.Тропосферата до височина 7-10 km (над полярните региони) и 16-18 km (над екваториалната област) включва повече от 79% от масата на Земята и (от 80 km и повече) само около 0,5 %. Теглото на колона от определена секция на различни географски ширини и при различни температури. температурата е малко по-различна. На ширина 45° при 0° е равно на теглото на живачен стълб 760 mm или налягането на 1 cm 2 1,0333 kg.
Във всички слоеве на атмосферата възникват сложни хоризонтални (в различни посоки и с различна скорост), вертикални и турбулентни движения. Възниква поглъщане на слънчева и космическа радиация и самоизлъчване. Особено важен в А. като абсорбатор на ултравиолетовите лъчи е озонът с общо съдържание. само 0,000001% от обема на А., но 60% концентрирани в слоеве на надморска височина 16-32 km - озон, а за тропосферата - водна пара, предаваща късовълнова радиация и блокираща „отразена“ дълговълнова радиация. Последното води до нагряване на долните слоеве на земята.В историята на развитието на Земята съставът на земята не е бил постоянен. В архея количеството CO 2 вероятно е било много по-голямо, а O 2 - по-малко и т.н. Геохим. и геол. ролята на А. като вместилище биосфераи агент хипергенезамного голям. Освен А. като физ. тяло, съществува понятието А. като техническа величина за изразяване на натиск. А. технически е равен на налягане от 1 kg на cm 2, 735,68 mm живак, 10 m вода (при 4 ° C). В. И. Лебедев.
Геологически речник: в 2 тома. - М.: Недра. Редактирано от K. N. Paffengoltz et al.. 1978 .
атмосфера
Земя (от гръцки atmos - пара и sphaira - * а.атмосфера; н.Атмосфера; f.атмосфера; И.атмосфера) - газова обвивка, обграждаща Земята и участваща в ежедневното й въртене. Macca A. е на ок. 5,15 * 10 15 т. А. осигурява възможността за живот на Земята и влияе върху геоложките процеси.
Произход и роля на А.Модерен А. изглежда от вторичен произход; възниква от газове, отделени от твърдата обвивка на Земята (литосферата) след образуването на планетата. По време на геоложките история на Земята А. е претърпяла средства. еволюция под влияние на редица фактори: дисипация (разсейване) на газовите молекули в пространството. пространството, освобождаването на газове от литосферата в резултат на вулканични събития. активност, дисоциация (разцепване) на молекули под въздействието на слънчевата ултравиолетова радиация, хим. реакции между компонентите на А. и скалите, които изграждат земната кора, (улавяне) метеоритна материя. Развитието на А. е тясно свързано не само с геол. и геохимични процеси, но и с дейността на живите организми, в частност на човека (антропогенен фактор). Проучване на промените в състава на А. в миналото показа, че още в ранните периоди на фанерозоя количеството кислород във въздуха е било приблизително. 1/3 от съвременния си значения. Съдържанието на кислород в A. се е увеличило рязко през девон и карбон, когато може да е надвишило това в съвременното време. . След намаляване през пермския и триаския период той отново се увеличава, достигайки макс. стойности в юра, след което настъпи нов спад, който остава и в нашата. През целия фанерозой количеството въглероден диоксид също се променя значително. От камбрия до палеогена CO 2 варира между 0,1-0,4%. Свеждайки го до съвремието. ниво (0,03%) се среща в олигоцена и (след известно увеличение в миоцена) плиоцена. Банкомат рендиране на същества. влияние върху еволюцията на литосферата. Например б.ч. въглеродният диоксид, който първоначално навлиза в Африка от литосферата, след това се натрупва в карбонатни скали. Банкомат и водната пара са най-важните фактори, влияещи върху g.p. През цялата история на Земята атм. утаяването играе голяма роля в процеса на хипергенеза. Вятърната активност е не по-малко важна ( см.Изветряне), транспортиране на малки разрушени площи на големи разстояния. Колебанията в температурата и другите атмосфери оказват значително влияние върху разрушаването на газа. фактори.
А. защитава земната повърхност от разрушение. последици от падащи камъни (метеорити), б.ч. който изгаря при навлизане в плътните му повърхности. Флора и изобразени същества. влияние върху развитието на А., сами силно зависят от атм. условия. Озоновият слой в А. задържа б.ч. ултравиолетова радиация от Слънцето, която би имала пагубен ефект върху живите организми. А. кислородът се използва в процеса на дишане от животни и растения, въглеродният диоксид се използва в процеса на хранене на растенията. Банкомат въздухът е важен химикал. суровини за промишлеността: например атм. е суровина за производството на амоняк, азот и други химикали. връзки; при разграждането се използва кислород. индустрии х-ва. Развитието на вятърната енергия става все по-важно, особено в региони, където няма други енергии.
Сграда А.А. се характеризира с ясно изразено (фиг.), Обусловено от особеностите на вертикалното разпределение на температурата и плътността на съставните му газове.
Температурният ход е много сложен, намаляващ по експоненциален закон (80% от общата маса на А. е концентрирана в тропосферата).
Преходният регион между Австралия и междупланетното пространство е най-външната му част - екзосферата, състояща се от разреден водород. На височини от 1-20 хил. км гравитационни Земното поле вече не е в състояние да задържа газ и молекулите на водорода се разпръскват в космоса. пространство. Областта на разсейване на водорода създава феномена геокорона. Първите полети на изкуството. сателитите откриха, че са заобиколени от няколко. обвивки от заредени частици, газокинетични. температурата достига няколко пъти. хиляди градуса. Тези черупки се наричат радиация колани Заредените частици - електрони и протони от слънчев произход - се улавят от магнитното поле на Земята и причиняват разлагане в A. явления, например полярно сияние. Радиация поясите са част от магнитосферата.
Характеризират се всички параметри на А. - темп-ра, налягане, плътност. пространствено-времева променливост (географска ширина, годишна, сезонна, дневна). Открита е и зависимостта им от слънчевите изригвания.
Състав А.Основен Компонентите на А. са азот и кислород, както и въглероден диоксид и други газове (таблица). 
Най-важният променлив компонент на А. е водната пара. Изменението на концентрацията му варира в широки граници: от 3% от земната повърхност на екватора до 0,2% в полярните ширини. Основен масата му е съсредоточена в тропосферата, съдържанието му се определя от съотношението на процесите на изпарение, кондензация и хоризонтален пренос. В резултат на кондензация на водни пари се образуват облаци и пада атм. валежи (дъжд, градушка, сняг, пока, мъгла). Не. променливият компонент А. е въглероден диоксид, промяната в съдържанието на който е свързана с жизнената активност на растенията (процеси на фотосинтеза) и разтворимостта в морето. вода (обмен на газ между океана и А.). Има увеличение на съдържанието на въглероден диоксид поради промишлено замърсяване, което оказва влияние върху.
Радиационен, топлинен и воден баланс А.Практически единство. източник на енергия за всички физически процесите, развиващи се в A., е слънчевата радиация, предавана от „прозрачни прозорци“ A. Ch. характеристика на радиацията режим А. - т.нар парников ефект - състои се в това, че почти не абсорбира оптично лъчение. обхват (много радиация достига до земната повърхност и я нагрява) и не се предава на обратна посокаинфрачервено (топлинно) лъчение от Земята, което значително намалява топлообмена на планетата и повишава нейната температура. Част от слънчевата радиация, падаща върху А., се абсорбира (главно от водна пара, въглероден диоксид, озон и аерозоли), другата част се разпръсква от газови молекули (което обяснява синия цвят на небето), прахови частици и колебания в плътността. Разсеяната радиация се сумира с пряката слънчева светлина и при достигане на повърхността на Земята частично се отразява от нея и частично се поглъща. Делът на отразената радиация зависи от рефлектора. способност на подлежащата повърхност (албедо). Радиацията, погълната от земната повърхност, се преработва в инфрачервено лъчение, насочено към А. От своя страна, А. също е източник на дълговълнова радиация, насочена към повърхността на Земята (т.нар. противорадиация А.) и в космоса ( така нареченото изходящо лъчение). Разликата между късовълновата радиация, погълната от земната повърхност, и ефективната радиация на А. се нарича. радиация баланс.
Преобразуването на енергията на слънчевата радиация след поглъщането й от земната повърхност и А. съставлява топлинния баланс на Земята. топлината от А. в космоса далеч надвишава енергията, донесена от абсорбираната радиация, но дефицитът се компенсира от притока й поради механични топлообмен (турбулентност) и топлина на кондензация на водни пари. Стойността на последното в А. е числено равна на потреблението на топлина на земната повърхност ( см.Воден баланс).
Движение на въздуха.Поради високата подвижност на атмосферния въздух, ветровете се наблюдават на всички височини в А. Посоките на движение на въздуха зависят от много. фактори, но основният е неравномерното нагряване на А. в различни региони. В резултат на това А. може да се оприличи на гигантска топлинна машина, която преобразува лъчистата енергия, идваща от Слънцето, в кинетична енергия. енергията на движещите се въздушни маси. С ок. Ефективността на този процес се оценява на 2%, което съответства на мощност от 2,26 * 10 15 W. Тази енергия се изразходва за образуването на мащабни вихри (циклони и антициклони) и поддържането на стабилна глобална вятърна система (мусони и пасати). Наред с мащабни въздушни течения в дол. пластове А. наблюдават се множество. местна циркулация на въздуха (бриз, бора, планинско-долинни ветрове и др.). Във всички въздушни течения обикновено се наблюдават пулсации, съответстващи на движението на въздушни вихри със средни и малки размери. Забележими промени в метеорологичните условия се постигат чрез мелиоративни мерки като напояване, защитно залесяване и влажни зони. п-ново, създаване на изкуства. морета. Тези промени са основно ограничено до повърхностния слой въздух.
В допълнение към целенасочените въздействия върху времето и климата, човешката дейност влияе върху състава на А. Замърсяването на А. се дължи на действието на енергийни, металургични и химически съоръжения. и рог. промишленост възниква в резултат на отделянето на ч. във въздуха. обр. отработени газове (90%), както и прах и аерозоли. Общата маса на аерозолите, отделяни годишно във въздуха в резултат на човешката дейност, е ок. 300 млн. т. Във връзка с това в много случаи. страни работят за контрол на замърсяването на въздуха. Бързият растеж на енергията води до допълнителни отопление A., to-poe все още се забелязва само в големи индустриални зони. центрове, но в бъдеще може да доведе до промени в климата на големи територии. Замърсяване А. рог. предприятията зависят от геоложките естество на разработваното находище, технология за производство и преработка на нефтопродукти. Например отделянето на метан от въглищните пластове по време на неговото разработване е приблизително. 90 милиона м3 годишно. При извършване на взривни работи (за взривяване на г.п.) през годината в А. ок. 8 млн. m 3 газове, от които б.х. инертни и не оказват вредно въздействие върху околната среда. Интензивността на газовите емисии в резултат на това ще се окисли. процесите в сметищата е сравнително голям. Обилно отделяне на прах се получава по време на обработката на рудата, както и в ковачницата. предприятия, разработващи находища, използващи открити методи, използващи взривни операции, особено в сухи райони, изложени на ветрове. Минералните частици няма да продължат да замърсяват въздушното пространство. време, гл. обр. в близост до предприятия, утаяване на почвата, повърхността на резервоари и други обекти.
За предотвратяване на замърсяването на А. с газове се използват: улавяне на метан, пеновъздушни и въздушно-водни завеси, пречистване на отработените газове и електрическо задвижване (вместо дизел) за пещта. и транспорт оборудване, изолиране на изкопани пространства (запълване), инжектиране на вода или антипирогенни разтвори във въглищни пластове и др. В процесите на преработка на руда се въвеждат нови технологии (включително затворени производствени цикли), инсталации за пречистване на газ, отстраняване на дим и газ до високи слоеве на А. и др. Намаляването на емисиите на прах и аерозоли в А. по време на разработването на находища се постига чрез потискане, свързване и улавяне на прах в процеса на сондиране и взривяване и товарене и транспорт. работи (напояване с вода, разтвори, пени, нанасяне на емулсионни или филмови покрития върху сметища, страни и пътища и др.). При транспортиране на руда се използват тръбопроводи, контейнери, филмови и емулсионни покрития, при обработка - почистване с филтри, покриване на хвост с камъчета, органични материали. смоли, рекултивация, депониране на хвост. Литература: Матвеев Л. Т., Kypc на общата метеорология, Физика на атмосферата, L., 1976; Khrgian A. Kh., Физика на атмосферата, 2-ро издание, том 1-2, L., 1978; Будико M.I., Климатът в миналото и в бъдещето, Ленинград, 1980 г. М. И. Будико.
Планинска енциклопедия. - М.: Съветска енциклопедия. Под редакцията на Е. А. Козловски. 1984-1991 .
Синоними:Вижте какво е „Атмосфера“ в други речници:
атмосфера… Правописен речник-справочник
атмосфера- y, w. атмосфера f., n. лат. atmosphaera gr. 1. физически, метеорен. Въздушната обвивка на земята, въздух. Сл. 18. В атмосферата или във въздуха, който ни заобикаля и който дишаме. Карамзин 11 111. Разсейване на светлината от атмосферата. астр. Лаланда 415.… … Исторически речникГалицизми на руския език
АТМОСФЕРА- Земя (от гръцки atmos пара и sphaira топка), газовата обвивка на Земята, свързана с нея чрез гравитация и участваща в нейното ежедневно и годишно въртене. атмосфера. Схема на структурата на земната атмосфера (по Рябчиков). Тегло A. прибл. 5,15 10 8 кг.… … Екологичен речник
- (гръцки atmosphaira, от atmos пара и sphaira топка, сфера). 1) Газообразна обвивка, обграждаща земята или друга планета. 2) психическата среда, в която някой се движи. 3) единица, която измерва изпитаното или произведеното налягане... ... Речник на чуждите думи на руския език
Тропосфера
Горната му граница е на надморска височина 8-10 km в полярните, 10-12 km в умерените и 16-18 km в тропичните ширини; по-ниска през зимата, отколкото през лятото. Долният, основен слой на атмосферата съдържа повече от 80% от общата маса на атмосферния въздух и около 90% от общата водна пара, присъстваща в атмосферата. Турбулентността и конвекцията са силно развити в тропосферата, възникват облаци и се развиват циклони и антициклони. Температурата намалява с увеличаване на надморската височина със среден вертикален градиент от 0,65°/100 m
Тропопауза
Преходният слой от тропосферата към стратосферата, слой от атмосферата, в който спадът на температурата с височина спира.
Стратосфера
Слой от атмосферата, разположен на височина от 11 до 50 km. Характеризира се с лека промяна в температурата в слоя 11-25 km (долния слой на стратосферата) и повишаване на температурата в слоя 25-40 km от −56,5 до 0,8 ° C (горния слой на стратосферата или инверсионната област) . Достигнала стойност от около 273 K (почти 0 °C) на надморска височина от около 40 km, температурата остава постоянна до надморска височина от около 55 km. Тази област с постоянна температура се нарича стратопауза и е границата между стратосферата и мезосферата.
Стратопауза
Граничният слой на атмосферата между стратосферата и мезосферата. При вертикалното разпределение на температурата има максимум (около 0 °C).
Мезосфера
Мезосферата започва от надморска височина 50 km и се простира до 80-90 km. Температурата намалява с височина със среден вертикален градиент (0,25-0,3)°/100 м. Основният енергиен процес е лъчистият топлообмен. Сложни фотохимични процеси, включващи свободни радикали, вибрационно възбудени молекули и др., причиняват атмосферна луминесценция.
Мезопауза
Преходен слой между мезосферата и термосферата. Има минимум във вертикалното разпределение на температурата (около -90 °C).
Линия Карман
Височината над морското равнище, която условно се приема за граница между земната атмосфера и космоса. Линията Карман се намира на надморска височина от 100 км.
Граница на земната атмосфера
Термосфера
Горната граница е около 800 км. Температурата се повишава до надморска височина от 200-300 km, където достига стойности от порядъка на 1500 K, след което остава почти постоянна до голяма надморска височина. Под въздействието на ултравиолетовата и рентгеновата слънчева радиация и космическата радиация възниква йонизация на въздуха („полярни сияния“) - основните области на йоносферата се намират вътре в термосферата. На надморска височина над 300 км преобладава атомният кислород. Горната граница на термосферата до голяма степен се определя от текущата активност на Слънцето. По време на периоди на ниска активност се наблюдава забележимо намаляване на размера на този слой.
Термопауза
Областта на атмосферата, съседна на термосферата. В този регион поглъщането на слънчевата радиация е незначително и температурата всъщност не се променя с надморската височина.
Екзосфера (разсейваща сфера)
Атмосферни слоеве до надморска височина 120 км
Екзосферата е дисперсионна зона, външната част на термосферата, разположена над 700 km. Газът в екзосферата е силно разреден и оттук неговите частици изтичат в междупланетното пространство (разсейване).
До височина 100 км атмосферата е хомогенна, добре смесена смес от газове. В по-високите слоеве разпределението на газовете по височина зависи от тяхното молекулни тегла, концентрацията на по-тежки газове намалява по-бързо с отдалечаване от повърхността на Земята. Поради намаляването на плътността на газа температурата пада от 0 °C в стратосферата до −110 °C в мезосферата. Но кинетичната енергия на отделните частици на височини от 200-250 km съответства на температура ~150 °C. Над 200 km се наблюдават значителни колебания в температурата и плътността на газа във времето и пространството.
На надморска височина от около 2000-3500 км екзосферата постепенно се превръща в така наречения околокосмически вакуум, който е изпълнен със силно разредени частици от междупланетен газ, главно водородни атоми. Но този газ представлява само част от междупланетната материя. Другата част се състои от прахови частици от кометен и метеорен произход. В допълнение към изключително разредените прахови частици, в това пространство прониква електромагнитно и корпускулярно лъчение от слънчев и галактически произход.
Тропосферата представлява около 80% от масата на атмосферата, стратосферата - около 20%; масата на мезосферата е не повече от 0,3%, термосферата е по-малко от 0,05% от общата маса на атмосферата. Базиран електрически свойстваАтмосферата е разделена на неутроносфера и йоносфера. В момента се смята, че атмосферата се простира до надморска височина от 2000-3000 км.
В зависимост от състава на газа в атмосферата се разграничават хомосфера и хетеросфера. Хетеросферата е област, в която гравитацията влияе върху разделянето на газовете, тъй като тяхното смесване на такава височина е незначително. Това предполага променлив състав на хетеросферата. Под него се намира добре смесена, хомогенна част от атмосферата, наречена хомосфера. Границата между тези слоеве се нарича турбопауза, тя се намира на надморска височина от около 120 km.
Атмосферата на Земята е въздушна обвивка.
Наличието на специална топка над земната повърхност е доказано от древните гърци, които наричат атмосферата парна или газова топка.
Това е една от геосферите на планетата, без която съществуването на всички живи същества не би било възможно.
Къде е атмосферата
Атмосферата обгражда планетите с плътен слой въздух, започващ от земната повърхност. Той влиза в контакт с хидросферата, покрива литосферата, простирайки се далеч в открития космос.
От какво се състои атмосферата?
Въздушният слой на Земята се състои главно от въздух, чиято обща маса достига 5,3 * 1018 килограма. От тях болната част е сух въздух и много по-малко водни пари.
Над морето плътността на атмосферата е 1,2 килограма на кубичен метър. Температурата в атмосферата може да достигне –140,7 градуса, въздухът се разтваря във вода при нулева температура.
Атмосферата се състои от няколко слоя:
- Тропосфера;
- тропопауза;
- Стратосфера и стратопауза;
- Мезосфера и мезопауза;
- Специална линия над морското равнище, наречена линия на Карман;
- Термосфера и термопауза;
- Зона на разсейване или екзосфера.
Всеки слой има свои собствени характеристики, те са свързани помежду си и осигуряват функционирането на въздушната обвивка на планетата.
Граници на атмосферата
Най-долният край на атмосферата преминава през хидросферата и горните слоеве на литосферата. Горната граница започва в екзосферата, която се намира на 700 километра от повърхността на планетата и ще достигне 1,3 хиляди километра.
Според някои доклади атмосферата достига 10 хиляди километра. Учените се съгласиха, че горната граница на въздушния слой трябва да бъде линията на Карман, тъй като тук вече не е възможна аеронавтика.
Благодарение на постоянните изследвания в тази област учените са установили, че атмосферата влиза в контакт с йоносферата на надморска височина от 118 километра.
Химичен състав
Този слой на Земята се състои от газове и газообразни примеси, които включват остатъци от изгаряне, морска сол, лед, вода, прах. Съставът и масата на газовете, които могат да бъдат намерени в атмосферата, почти никога не се променят, променя се само концентрацията на вода и въглероден диоксид.
Съставът на водата може да варира от 0,2% до 2,5% в зависимост от географската ширина. Допълнителни елементи са хлор, азот, сяра, амоняк, въглерод, озон, въглеводороди, солна киселина, флуороводород, бромоводород, йодоводород.
Отделна част заемат живакът, йодът, бромът и азотният оксид. Освен това в тропосферата се намират течни и твърди частици, наречени аерозол. Един от най-редките газове на планетата, радонът, се намира в атмосферата.
По химичен състав азотът заема повече от 78% от атмосферата, кислородът - почти 21%, въглеродният диоксид - 0,03%, аргонът - почти 1%, общото количество на веществото е по-малко от 0,01%. Този състав на въздуха се формира, когато планетата се появи и започна да се развива.
С появата на човека, който постепенно премина към производството, химичен съставпроменен. По-специално, количеството въглероден диоксид непрекъснато нараства.
Функции на атмосферата
Газовете във въздушния слой изпълняват различни функции. Първо, те абсорбират лъчи и лъчиста енергия. Второ, те влияят върху формирането на температурата в атмосферата и на Земята. Трето, осигурява живота и протичането му на Земята.
В допълнение, този слой осигурява терморегулация, която определя времето и климата, начина на разпределение на топлината и атмосферното налягане. Тропосферата помага за регулиране на потока от въздушни маси, определя движението на водата и процесите на топлообмен.
Атмосферата постоянно взаимодейства с литосферата и хидросферата, осигурявайки геоложки процеси. Най-важната функция е, че осигурява защита от прах от метеоритен произход, от влиянието на космоса и слънцето.
Данни
- Кислородът се осигурява на Земята чрез разлагането на органична материя в твърда скала, което е много важно по време на емисиите, разлагането на скалите и окисляването на организмите.
- Въглеродният диоксид подпомага фотосинтезата и също така допринася за предаването на къси вълни на слънчева радиация и поглъщането на дълги топлинни вълни. Ако това не се случи, тогава се наблюдава така нареченият парников ефект.
- Един от основните проблеми, свързани с атмосферата, е замърсяването, което възниква поради работата на заводите и автомобилните емисии. Следователно в много страни специален контрол на околната среда, а на международно ниво се предприемат специални механизми за регулиране на емисиите и парниковия ефект.
Газовата обвивка около нашата планета Земя, известна като атмосфера, се състои от пет основни слоя. Тези слоеве произхождат от повърхността на планетата, от морското равнище (понякога под) и се издигат до космоса в следната последователност:
- Тропосфера;
- стратосфера;
- Мезосфера;
- Термосфера;
- Екзосфера.
Диаграма на основните слоеве на земната атмосфера
Между всеки от тези пет основни слоя има преходни зони, наречени "паузи", където настъпват промени в температурата, състава и плътността на въздуха. Заедно с паузите земната атмосфера включва общо 9 слоя.
Тропосфера: където се случва времето
От всички слоеве на атмосферата, тропосферата е тази, с която сме най-запознати (независимо дали го осъзнавате или не), тъй като живеем на нейното дъно - повърхността на планетата. Той обгръща повърхността на Земята и се простира нагоре в продължение на няколко километра. Думата тропосфера означава "промяна на земното кълбо". Много подходящо име, тъй като този слой е мястото, където се случва нашето ежедневно време.
Започвайки от повърхността на планетата, тропосферата се издига на височина от 6 до 20 km. Най-близката до нас долна трета от слоя съдържа 50% от всички атмосферни газове. Това е единствената част от цялата атмосфера, която диша. Поради факта, че въздухът се нагрява отдолу от земната повърхност, която поглъща топлинната енергия на Слънцето, температурата и налягането на тропосферата намаляват с увеличаване на надморската височина.
В горната част има тънък слой, наречен тропопауза, който е просто буфер между тропосферата и стратосферата.
Стратосферата: домът на озона
Стратосферата е следващият слой на атмосферата. Простира се от 6-20 км до 50 км над земната повърхност. Това е слоят, в който летят повечето търговски самолети и балони с горещ въздух.
Тук въздухът не тече нагоре и надолу, а се движи успоредно на повърхността в много бързи въздушни течения. Докато се издигате, температурата се повишава благодарение на изобилието от естествен озон (O3), страничен продукт от слънчева радиация и кислород, който има способността да абсорбира вредните ултравиолетови лъчи на слънцето (всяко повишаване на температурата с надморска височина в метеорологията е известно като „инверсия“).
Тъй като стратосферата има по-високи температури на дъното и по-ниски температури на върха, конвекцията (вертикалното движение на въздушните маси) е рядкост в тази част на атмосферата. Всъщност можете да видите буря, бушуваща в тропосферата от стратосферата, защото слоят действа като конвекционна шапка, която не позволява на буреносните облаци да проникнат.
След стратосферата отново има буферен слой, този път наречен стратопауза.
Мезосфера: средна атмосфера
Мезосферата се намира на приблизително 50-80 км от повърхността на Земята. Горната мезосфера е най-студеното естествено място на Земята, където температурите могат да паднат под -143°C.
Термосфера: горната атмосфера
След мезосферата и мезопаузата идва термосферата, която се намира между 80 и 700 km над повърхността на планетата и съдържа по-малко от 0,01% от общия въздух в атмосферната обвивка. Температурите тук достигат до +2000° C, но поради изключителната рядкост на въздуха и липсата на газови молекули за пренос на топлина, тези високи температури се възприемат като много студени.
Екзосфера: границата между атмосферата и космоса
На височина около 700-10 000 км над земната повърхност се намира екзосферата - външната граница на атмосферата, граничеща с космоса. Тук сателитите за времето обикалят около Земята.
Ами йоносферата?
Йоносферата не е отделен слой, но всъщност терминът се използва за обозначаване на атмосферата между 60 и 1000 km надморска височина. Тя включва най-горните части на мезосферата, цялата термосфера и част от екзосферата. Йоносферата получава името си, защото в тази част на атмосферата радиацията от Слънцето се йонизира, когато преминава през магнитните полета на Земята при и. Това явление се наблюдава от земята като северно сияние.
