Структура, склад та екологічні функції атмосфери

1.Структура, склад та екологічні функції атмосфери

2. Джерела забруднення атмосферного повітря

Структура, склад та екологічні функції атмосфери

Атмосфера (від грец. atmos – пара, дихання; sphaira – шар) — газова оболонка планети, що складається з суміші різних газів, водяної пари, пилу. Вона є середовищем проживання наземних живих організмів (людей, тварин, рослин), тому її фізичний стан і процеси та явища, що відбуваються, здійснюють великий вплив на земне життя і формування умов середовища.

Оскільки Атмосфера є повітряною оболонкою Землі, з якою вона зв’язана силою тяжіння, тому вона взаємодіє і з іншими середовищами – водним, ґрунтовим. Через атмосферу здійснюється також обмін речовин між Землею та Космосом, а саме, Земля одержує пил та метеоритний матеріал із космосу, в свою чергу Космос – найлегші гази: Гідроген (Н) і Гелій (Не). Атмосфера Землі наскрізь пронизана потужною радіацією Сонця, яка визначає тепловий режим поверхні планети, викликаючи дисоціацію (розпад) молекул атмосферних газів і іонізацію атомів (перетворення нейтральних частинок в електрично зарядженні).

Маса всієї атмосфери оцінюється приблизно від 5,15 до 5,9×10¹⁵ т, що приблизно складає одну мільйонну маси Землі. Якби на Землі не існувало атмосфери, то добові коливання температури на ній досягли б ±200°С.

Майже вся атмосфера сконцентрована у відносно тонкому шарі, що прилягає до земної поверхні: приблизно половина маси – в шарі до 5 км, 75% - в шарі до висоти 10 км і близько 99 % - в шарі до висоти 30 км.

Повітря це механічна суміш різноманітних газів, в якому в зваженому стані знаходяться різноманітні рідкі та тверді частинки (атмосферні аерозолі). Це наприклад, молекули H₂O, сірчаний газ, пил земної поверхні, сажа, частинки морських солей та ін.

В нижніх шарах атмосфери в змінній кількості міститься водяна пара. Вміст газів у повітрі прийнято виражати у відсоткових значеннях до об’єму чистого і сухого повітря. Приблизний вміст по об’єму (%) та масі в складі нижніх шарів атмосфери хімічних елементів і газів наведено в табл. 1

Приблизний склад нижнього шару атмосфери (тропосфери)*

Атмосфера за своєю будовою має шарувату структуру і з висотою щільність повітря і тиск плавно знижуються і вона поступово переходить в міжпланетний простір. Температура в свою чергу змінюється нерівномірно, що пояснюється неоднаковим поглинанням, на різних висотах, сонячної енергії газами. Найінтенсивніші теплові процеси відбуваються у тропосфері, причому нагрівається атмосфера знизу, від поверхні океану та суші.

У зв’язку з цим Атмосфера поділяється на сфери: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, іоносферу, екзосферу (рис.).

Тропосфера (від грец. τρόπος — поворот і σφαίρα — куля) – це нижній, найщільніший повітряний шар атмосфери, що безпосередньо прилягає до поверхні Землі. В залежності від широти Земної кулі, його висота змінюється. В межах полюсів, верхня межа приблизно дорівнює 8 км, на екваторі – 16 км (середнє значення – 10 км).

Головними хімічними елементами, що входять до складу тропосфери є Нітроген, Оксиген, Аргон і Оксид карбону ІІ. Кожний з елементів, відіграє важливу роль у процес життєдіяльності організмів.

До змінних складових, які також відіграють важливу роль у формуванні природних умов середовища відносяться водяна пара (концентрація якої змінюється від 0,2 % в приполярних до 2,6% поблизу екваторіальних широт) та пил.

Пил в атмосфері має велике значення. До його складу входять найтонші мінеральні частинки підхоплені вітром з поверхні суші, частинки солей, що залишились в повітрі від випаруваних бризок морської води, спорів, бактерій, продукти згоряння метеоритів та ін. Кількість пилу в атмосфері є непостійною, тому що залежить від інтенсивності вулканізму, антропогенних викидів, швидкості осадження частинок та ін. Загалом, велика запиленість атмосфери зустрічається над материками, особливо над посушливими областями Землі, що характеризуються бідною рослинністю, а також в густо заселених місцях, де високий рівень розвитку промисловості. Натомість, в полярних країнах і високо в горах, повітря прозоріше. Високий ступінь запиленості повітря, сприяє послабленню сонячної радіації, утворенню туманів, хмар, опадів та ін.

Стратосфера (від лат. stratum – настил, шар) – область повітряної оболонки, що простягається від межі з тропосферою до висоти 50-55 км. Між тропосферою і стратосферою є перехідний шар потужністю 1-2 км, що зветься тропопаузою. У цьому шарі вологість мінімальна, тому процеси конденсації водяної пари практично не відбуваються, лише зрідка з’являються перламутрові хмари (переважно взимку).

Повітря в стратосфері дуже розріджене, частинок, які б розсіювали відбите світло, дуже мало, тому небо виглядає фіолетовим, майже чорним.

Мезосфера (від грец. μέσος – середній і σφαίρα – куля) – шар атмосфери між стратосферою та термосферою, що простягається до висоти 80 км. Характеризується зниженням температури від 0° до –90°С. Мезосфера має такий же газовий склад, як і атмосферні шари, розташовані нижче неї. Відділяється мезопаузою від вище розміщеної термосфери. На висотах, близьких до верхньої межі мезосфери (80-85 км), спостерігаються так звані сріблясті хмари, що освітлюються у нічні години Сонцем. Найбільш ймовірно, що вони складаються з крижаних кристалів.

Термосфера (грец. υερμη – тепло та σφαίρα – куля) – це верхня частина атмосфери, над мезосферою, що характеризується дуже високими температурами.

Іоносфера атмосферний шар, що характеризується високим ступенем іонізації повітря, починається з висоти 60 км та простягається до 1000 км, охоплюючи мезосферу, мезопаузу, термосферу, термопаузу та екзосферу.

Екзосфера (від дав.-гр. ἐξω – «зовні» та σφαῖρα – куля) – це останній шар атмосфери, що починається з висоти понад 800 км. Його ще називають шаром розсіювання газів, оскільки молекули легких газів, долаючи сили земного тяжіння і магнітного поля, віддаляються в космос.Екзосфера з висотою переходить в «земну корону» (геокорону).

Отже, потужність повітряної оболонки, що захищає життя на нашій планеті від неживого космосу, складає – 1,5 тис. км, або близько 1/4 радіуса Землі, що за космічним масштабами становить лише 1/100000 відстані від Землі до Сонця.

Загалом, роль Атмосфери у процесах життєдіяльності живих організмів є надзвичайно великою, оскільки без її наявності, не було б життя на Землі. Вона виконує ряд екологічних функції, серед яких:

- затримує короткохвильове та гамма-випромінювання, які є згубними для життя на Землі (поглинаються верхніми шарами: іоносферою, в т.ч. озоносферою);

- захист поверхні Землі від ударів метеоритів;

- забезпечує постійний тепло-, волого - та газообмін на поверхні Землі, що впливає на зміну атмосферного тиску, циркуляцію повітря, формування погоди і клімату загалом;

- створює «парниковий ефект», майже не пропускаючи теплового випромінювання (завдяки наявності в атмосфері водяної пари і вуглекислого газу), є носієм тепла і вологи та регулятором сезонних і добових коливань температури;

- впливає на характер і динаміку всіх екзогенних процесів, що відбуваються в літосфері;

- завдяки унікальним пропорціям Нітрогену, Оксигену та інших газів, забезпечує такі основні процеси у біосфері, як фотосинтез, обмін енергії, дихання та ін.

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: