Debelina atmosfere je približno 120 km od zemeljske površine. Skupna masa zraka v ozračju je (5,1-5,3) 10 18 kg. Od tega je masa suhega zraka 5,1352 ±0,0003 10 18 kg, skupna masa vodne pare pa povprečno 1,27 10 16 kg.

Tropopavza

Prehodna plast iz troposfere v stratosfero, plast ozračja, v kateri se upadanje temperature z višino ustavi.

Stratosfera

Plast ozračja, ki se nahaja na nadmorski višini od 11 do 50 km. Zanj je značilna rahla sprememba temperature v plasti 11-25 km (spodnja plast stratosfere) in zvišanje temperature v plasti 25-40 km od -56,5 do 0,8 ° (zgornja plast stratosfere ali območje inverzije). Ko je na nadmorski višini približno 40 km dosegla vrednost približno 273 K (skoraj 0 °C), temperatura ostane konstantna do višine približno 55 km. To območje konstantne temperature imenujemo stratopavza in je meja med stratosfero in mezosfero.

Stratopavza

Mejna plast ozračja med stratosfero in mezosfero. Pri navpični porazdelitvi temperature je največ (približno 0 °C).

Mezosfera

Zemljina atmosfera

Meja zemeljske atmosfere

Termosfera

Zgornja meja je približno 800 km. Temperatura se dvigne do nadmorske višine 200-300 km, kjer doseže vrednosti reda 1500 K, nato pa ostane skoraj konstantna do visokih nadmorskih višin. Pod vplivom ultravijoličnega in rentgenskega sončnega sevanja ter kozmičnega sevanja pride do ionizacije zraka (»auroras«) - glavna področja ionosfere ležijo znotraj termosfere. Na nadmorski višini nad 300 km prevladuje atomski kisik. Zgornjo mejo termosfere v veliki meri določa trenutna aktivnost Sonca. V obdobjih nizke aktivnosti - na primer v letih 2008-2009 - je opazno zmanjšanje velikosti te plasti.

Termopavza

Območje ozračja, ki meji na termosfero. V tem območju je absorpcija sončnega sevanja zanemarljiva in temperatura se dejansko ne spreminja z nadmorsko višino.

Eksosfera (razpršilna krogla)

Do višine 100 km je ozračje homogena, dobro premešana mešanica plinov. V višjih plasteh je porazdelitev plinov po višini odvisna od njihove molekulske mase, koncentracija težjih plinov pa z oddaljenostjo od površja Zemlje hitreje upada. Zaradi zmanjšanja gostote plina temperatura pade od 0 °C v stratosferi do −110 °C v mezosferi. Vendar pa kinetična energija posameznih delcev na višinah 200-250 km ustreza temperaturi ~150 °C. Nad 200 km opazimo znatna nihanja temperature in gostote plina v času in prostoru.

Na nadmorski višini približno 2000-3500 km se eksosfera postopoma spremeni v t.i. vakuum v bližnjem vesolju, ki je napolnjen z zelo redkimi delci medplanetarnega plina, predvsem atomi vodika. Toda ta plin predstavlja le del medplanetarne snovi. Drugi del sestavljajo prašni delci kometnega in meteorskega izvora. V ta prostor prodira poleg izredno redkih prašnih delcev tudi elektromagnetno in korpuskularno sevanje sončnega in galaktičnega izvora.

Troposfera predstavlja približno 80% mase ozračja, stratosfera - približno 20%; masa mezosfere ni večja od 0,3%, termosfera je manjša od 0,05% celotne mase ozračja. Glede na električne lastnosti atmosfere ločimo nevtronosfero in ionosfero. Trenutno se domneva, da se atmosfera razteza do nadmorske višine 2000-3000 km.

Odvisno od sestave plina v ozračju, ki ga oddajajo homosfera in heterosfera. Heterosfera- To je področje, kjer gravitacija vpliva na ločevanje plinov, saj je njihovo mešanje na taki višini zanemarljivo. To pomeni spremenljivo sestavo heterosfere. Pod njo leži dobro premešan, homogen del ozračja, imenovan homosfera. Meja med temi plastmi se imenuje turbopavza, leži na nadmorski višini okoli 120 km.

Fiziološke in druge lastnosti ozračja

Že na nadmorski višini 5 km začne netrenirana oseba doživljati kisikovo stradanje in brez prilagoditve se človekova zmogljivost znatno zmanjša. Tu se konča fiziološka cona ozračja. Človeško dihanje postane nemogoče na višini 9 km, čeprav do približno 115 km atmosfera vsebuje kisik.

Ozračje nas oskrbuje s kisikom, ki je potreben za dihanje. Zaradi padca celotnega atmosferskega tlaka, ko se dvignete na višino, se parcialni tlak kisika ustrezno zmanjša.

V redkih slojih zraka je širjenje zvoka nemogoče. Do višin 60-90 km je še vedno mogoče uporabiti zračni upor in vzgon za nadzorovan aerodinamični let. Toda od višine 100 do 130 km koncepti številke M in zvočne pregrade, ki jih pozna vsak pilot, izgubijo svoj pomen: tam poteka konvencionalna Karmanova črta, za katero se začne območje čisto balističnega leta, ki lahko le nadzorovati z uporabo reaktivnih sil.

Na višinah nad 100 km je atmosferi odvzeta še ena izjemna lastnost - sposobnost absorbiranja, prevajanja in prenosa toplotne energije s konvekcijo (tj. z mešanjem zraka). To pomeni, da različnih elementov opreme na orbitalni vesoljski postaji ne bo mogoče hladiti od zunaj na enak način, kot je to običajno na letalu – s pomočjo zračnih šob in zračnih radiatorjev. Na tej nadmorski višini, kot na splošno v vesolju, je edini način prenosa toplote toplotno sevanje.

Zgodovina nastanka atmosfere

Po najpogostejši teoriji je imela Zemljina atmosfera skozi čas tri različne sestave. Sprva je bil sestavljen iz lahkih plinov (vodika in helija), zajetih iz medplanetarnega prostora. To je t.i primarna atmosfera(pred približno štirimi milijardami let). Na naslednji stopnji je aktivna vulkanska aktivnost povzročila nasičenost ozračja s plini, ki niso vodik (ogljikov dioksid, amoniak, vodna para). Tako je nastala sekundarna atmosfera(približno tri milijarde let pred današnjim dnem). To vzdušje je bilo krepčilno. Nadalje so proces nastajanja atmosfere določili naslednji dejavniki:

• uhajanje lahkih plinov (vodika in helija) v medplanetarni prostor;
• kemične reakcije, ki se pojavljajo v ozračju pod vplivom ultravijoličnega sevanja, strele in nekaterih drugih dejavnikov.

Postopoma so ti dejavniki pripeljali do nastanka terciarna atmosfera, za katerega je značilna veliko nižja vsebnost vodika in veliko višja vsebnost dušika in ogljikovega dioksida (nastalega kot posledica kemijskih reakcij iz amoniaka in ogljikovodikov).

Dušik

Nastanek velike količine dušika N2 je posledica oksidacije atmosfere amoniak-vodik z molekularnim kisikom O2, ki je začel prihajati s površine planeta kot posledica fotosinteze, ki se je začela pred 3 milijardami let. Dušik N2 se sprošča v ozračje tudi kot posledica denitrifikacije nitratov in drugih spojin, ki vsebujejo dušik. Dušik oksidira ozon v NO v zgornji atmosferi.

Dušik N 2 reagira le pod določenimi pogoji (na primer med razelektritvijo strele). Oksidacija molekularnega dušika z ozonom med električnimi razelektritvami se v majhnih količinah uporablja pri industrijski proizvodnji dušikovih gnojil. Cianobakterije (modrozelene alge) in gomoljične bakterije, ki tvorijo rizobialno simbiozo s stročnicami, tako imenovane, ga lahko z nizko porabo energije oksidirajo in pretvorijo v biološko aktivno obliko. zeleno gnojenje.

kisik

Sestava atmosfere se je začela radikalno spreminjati s pojavom živih organizmov na Zemlji, kot posledica fotosinteze, ki jo spremlja sproščanje kisika in absorpcija ogljikovega dioksida. Sprva je bil kisik porabljen za oksidacijo reduciranih spojin - amoniaka, ogljikovodikov, železove oblike železa v oceanih itd. Na koncu te stopnje se je vsebnost kisika v ozračju začela povečevati. Postopoma je nastala sodobna atmosfera z oksidativnimi lastnostmi. Ker je to povzročilo resne in nenadne spremembe v številnih procesih, ki se dogajajo v ozračju, litosferi in biosferi, so ta dogodek poimenovali kisikova katastrofa.

Žlahtni plini

Onesnaževanje zraka

V zadnjem času je človek začel vplivati ​​na razvoj ozračja. Rezultat njegovih dejavnosti je bilo stalno znatno povečanje vsebnosti ogljikovega dioksida v ozračju zaradi zgorevanja ogljikovodikov, nabranih v prejšnjih geoloških obdobjih. Med fotosintezo se porabijo ogromne količine CO 2 , ki jih absorbirajo svetovni oceani. Ta plin pride v ozračje zaradi razgradnje karbonatnih kamnin in organskih snovi rastlinskega in živalskega izvora, pa tudi zaradi vulkanizma in človeške industrijske dejavnosti. V zadnjih 100 letih se je vsebnost CO 2 v ozračju povečala za 10 %, pri čemer glavnina (360 milijard ton) izvira iz zgorevanja goriva. Če se bo stopnja rasti izgorevanja goriva nadaljevala, se bo v naslednjih 200-300 letih količina CO 2 v ozračju podvojila in lahko povzroči globalne podnebne spremembe.

Zgorevanje goriva je glavni vir onesnaževanja plinov (CO, SO2). Žveplov dioksid oksidira atmosferski kisik v SO 3 v zgornjih plasteh atmosfere, ta pa medsebojno deluje z vodo in amoniakovimi hlapi ter nastaneta žveplova kislina (H 2 SO 4) in amonijev sulfat ((NH 4) 2 SO 4 ) se vračajo na površje Zemlje v obliki t.i. kisel dež. Uporaba motorjev z notranjim zgorevanjem povzroča znatno onesnaženje ozračja z dušikovimi oksidi, ogljikovodiki in svinčevimi spojinami (tetraetil svinec Pb(CH 3 CH 2) 4)).

Aerosolno onesnaženje ozračja povzročajo tako naravni vzroki (vulkanski izbruhi, prašni viharji, vnos kapljic morske vode in cvetnega prahu rastlin itd.) kot človekove gospodarske dejavnosti (rudarstvo in gradbeni material, kurjenje goriva, izdelava cementa itd.). ). Intenzivno obsežno izpuščanje trdih delcev v ozračje je eden od možnih vzrokov podnebnih sprememb na planetu.

Poglej tudi

• Jacchia (model atmosfere)

Opombe

Povezave

Literatura

1. V. V. Parin, F. P. Kosmolinski, B. A. Duškov“Vesoljska biologija in medicina” (2. izdaja, revidirana in razširjena), M.: “Prosveshcheniye”, 1975, 223 str.
2. N. V. Gusakova“Okoljska kemija”, Rostov na Donu: Phoenix, 2004, 192 z ISBN 5-222-05386-5
3. Sokolov V. A. Geokemija zemeljskih plinov, M., 1971;
4. McEwen M., Phillips L. Atmosferska kemija, M., 1978;
5. Wark K., Warner S. Onesnaževanje zraka. Viri in nadzor, prev. iz angleščine, M.. 1980;
6. Monitoring ozadja onesnaženosti naravnih okolij. V. 1, L., 1982.

Zemlja
Zgodovina Zemlje	Starost Zemlje Geološka zgodovina Zemlje Geokronološka lestvica Zgodovina življenja na Zemlji Poledenitev Zemlje Paradoks šibkega mladega Sonca Teorija udarca velikana Kronologija evolucije
Geografija in geologija	Avstralija Azija Antarktika Afrika Evropa Severna Amerika Južna Amerika Atlantski ocean Indijski ocean Arktični ocean

10,045×10 3 J/(kg*K) (v temperaturnem območju od 0-100°C), C v 8,3710*10 3 J/(kg*K) (0-1500°C). Topnost zraka v vodi pri 0°C je 0,036%, pri 25°C - 0,22%.

Atmosferska sestava

Zgodovina nastanka atmosfere

Zgodnja zgodovina

Trenutno znanost ne more izslediti vseh stopenj nastanka Zemlje s stoodstotno natančnostjo. Po najpogostejši teoriji je imela Zemljina atmosfera skozi čas štiri različne sestave. Sprva je bil sestavljen iz lahkih plinov (vodika in helija), zajetih iz medplanetarnega prostora. To je t.i primarna atmosfera. Na naslednji stopnji je aktivna vulkanska aktivnost povzročila nasičenost ozračja s plini, ki niso vodik (ogljikovodiki, amoniak, vodna para). Tako je nastala sekundarna atmosfera. To vzdušje je bilo krepčilno. Nadalje so proces nastajanja atmosfere določili naslednji dejavniki:

• stalno uhajanje vodika v medplanetarni prostor;
• kemične reakcije, ki se pojavljajo v ozračju pod vplivom ultravijoličnega sevanja, strele in nekaterih drugih dejavnikov.

Postopoma so ti dejavniki pripeljali do nastanka terciarna atmosfera, za katerega je značilna veliko nižja vsebnost vodika in veliko višja vsebnost dušika in ogljikovega dioksida (nastalega kot posledica kemijskih reakcij iz amoniaka in ogljikovodikov).

Nastanek življenja in kisika

S pojavom živih organizmov na Zemlji kot posledica fotosinteze, ki jo spremlja sproščanje kisika in absorpcija ogljikovega dioksida, se je sestava ozračja začela spreminjati. Obstajajo pa podatki (analiza izotopske sestave atmosferskega kisika in tistega, ki se sprošča med fotosintezo), ki kažejo na geološki izvor atmosferskega kisika.

Sprva je bil kisik porabljen za oksidacijo reduciranih spojin - ogljikovodikov, železove oblike železa v oceanih itd. Na koncu te stopnje se je vsebnost kisika v ozračju začela povečevati.

V devetdesetih letih prejšnjega stoletja so bili izvedeni poskusi za ustvarjanje zaprtega ekološkega sistema ("Biosfera 2"), med katerimi ni bilo mogoče ustvariti stabilnega sistema z enakomerno sestavo zraka. Vpliv mikroorganizmov je povzročil znižanje ravni kisika in povečanje količine ogljikovega dioksida.

Dušik

Nastanek velike količine N 2 je posledica oksidacije primarne atmosfere amoniak-vodik z molekularnim O 2, ki je začel prihajati s površine planeta kot posledica fotosinteze, domnevno pred približno 3 milijardami let (po po drugi različici pa je atmosferski kisik geološkega izvora). Dušik se v zgornjih plasteh atmosfere oksidira v NO, ki se uporablja v industriji in ga vežejo bakterije, ki vežejo dušik, medtem ko se N2 sprošča v ozračje kot posledica denitrifikacije nitratov in drugih spojin, ki vsebujejo dušik.

Dušik N 2 je inerten plin in reagira le pod določenimi pogoji (na primer med razelektritvijo strele). Cianobakterije in nekatere bakterije (na primer gomoljične bakterije, ki tvorijo rizobialno simbiozo s stročnicami) ga lahko oksidirajo in pretvorijo v biološko obliko.

Oksidacija molekularnega dušika z električnimi razelektritvami se uporablja v industrijski proizvodnji dušikovih gnojil, privedla pa je tudi do nastanka edinstvenih nahajališč nitratov v čilski puščavi Atacama.

Žlahtni plini

Zgorevanje goriva je glavni vir onesnaževanja plinov (CO, NO, SO2). Žveplov dioksid se v zgornjih plasteh atmosfere oksidira z zrakom O 2 v SO 3, ki medsebojno deluje s hlapi H 2 O in NH 3, nastala H 2 SO 4 in (NH 4) 2 SO 4 pa se vrneta na zemeljsko površje. skupaj s padavinami. Uporaba motorjev z notranjim zgorevanjem povzroča znatno onesnaženje ozračja z dušikovimi oksidi, ogljikovodiki in Pb spojinami.

Onesnaženje ozračja z aerosoli povzročajo tako naravni vzroki (vulkanski izbruhi, prašne nevihte, prenos kapljic morske vode in delcev cvetnega prahu rastlin itd.) kot človekove gospodarske dejavnosti (rudarstvo in gradbeni materiali, kurjenje goriva, izdelava cementa itd.). .) . Intenzivno obsežno izpuščanje trdih delcev v ozračje je eden od možnih vzrokov podnebnih sprememb na planetu.

Struktura ozračja in značilnosti posameznih školjk

Fizikalno stanje ozračja določata vreme in podnebje. Osnovni parametri ozračja: gostota zraka, tlak, temperatura in sestava. Z naraščanjem nadmorske višine se gostota zraka in atmosferski tlak zmanjšujeta. Temperatura se spreminja tudi s spremembami nadmorske višine. Za vertikalno strukturo ozračja so značilne različne temperaturne in električne lastnosti ter različni zračni pogoji. Glede na temperaturo v atmosferi ločimo naslednje glavne plasti: troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera, eksosfera (sfera sipanja). Prehodna območja ozračja med sosednjimi lupinami se imenujejo tropopavza, stratopavza itd.

Troposfera

Stratosfera

V stratosferi se večina kratkovalovnega dela ultravijoličnega sevanja (180-200 nm) zadrži in energija kratkih valov se transformira. Pod vplivom teh žarkov se spreminjajo magnetna polja, molekule razpadajo, prihaja do ionizacije, na novo nastajajo plini in druge kemične spojine. Te procese lahko opazujemo v obliki severnega sija, strele in drugih sijev.

V stratosferi in višjih plasteh pod vplivom sončnega sevanja molekule plina disociirajo na atome (nad 80 km CO 2 in H 2 disociirata, nad 150 km - O 2, nad 300 km - H 2). Na nadmorski višini 100-400 km pride tudi do ionizacije plinov v ionosferi, na višini 320 km pa je koncentracija nabitih delcev (O + 2, O − 2, N + 2) ~ 1/300 od koncentracija nevtralnih delcev. V zgornjih plasteh atmosfere so prosti radikali - OH, HO 2 itd.

V stratosferi skoraj ni vodne pare.

Mezosfera

Do višine 100 km je ozračje homogena, dobro premešana mešanica plinov. V višjih plasteh je porazdelitev plinov po višini odvisna od njihove molekulske mase, koncentracija težjih plinov pa z oddaljenostjo od površja Zemlje hitreje upada. Zaradi zmanjšanja gostote plina temperatura pade od 0 °C v stratosferi do –110 °C v mezosferi. Vendar pa kinetična energija posameznih delcev na višinah 200-250 km ustreza temperaturi ~1500°C. Nad 200 km opazimo znatna nihanja temperature in gostote plina v času in prostoru.

Na nadmorski višini približno 2000-3000 km se eksosfera postopoma spremeni v tako imenovani skoraj vesoljski vakuum, ki je napolnjen z zelo redkimi delci medplanetarnega plina, predvsem atomi vodika. Toda ta plin predstavlja le del medplanetarne snovi. Drugi del sestavljajo prašni delci kometnega in meteorskega izvora. Poleg teh izjemno redkih delcev v ta prostor prodira elektromagnetno in korpuskularno sevanje sončnega in galaktičnega izvora.

Troposfera predstavlja približno 80% mase ozračja, stratosfera - približno 20%; masa mezosfere ni večja od 0,3%, termosfera je manjša od 0,05% celotne mase ozračja. Glede na električne lastnosti atmosfere ločimo nevtronosfero in ionosfero. Trenutno se domneva, da se atmosfera razteza do nadmorske višine 2000-3000 km.

Odvisno od sestave plina v ozračju, ki ga oddajajo homosfera in heterosfera. Heterosfera- To je področje, kjer gravitacija vpliva na ločevanje plinov, saj je njihovo mešanje na taki višini zanemarljivo. To pomeni spremenljivo sestavo heterosfere. Pod njim leži dobro premešan, homogen del ozračja, imenovan homosfera. Meja med temi plastmi se imenuje turbopavza, leži na nadmorski višini približno 120 km.

Atmosferske lastnosti

Že na nadmorski višini 5 km začne netrenirana oseba doživljati kisikovo stradanje in brez prilagoditve se človekova zmogljivost znatno zmanjša. Tu se konča fiziološka cona ozračja. Človeško dihanje postane nemogoče na višini 15 km, čeprav do približno 115 km atmosfera vsebuje kisik.

Ozračje nas oskrbuje s kisikom, ki je potreben za dihanje. Zaradi padca celotnega atmosferskega tlaka, ko se dvignete na višino, se parcialni tlak kisika ustrezno zmanjša.

Človeška pljuča nenehno vsebujejo približno 3 litre alveolarnega zraka. Parcialni tlak kisika v alveolarnem zraku pri normalnem atmosferskem tlaku je 110 mmHg. Art., Tlak ogljikovega dioksida - 40 mm Hg. Art., in vodna para −47 mm Hg. Umetnost. Z naraščanjem nadmorske višine tlak kisika pada, skupni parni tlak vode in ogljikovega dioksida v pljučih pa ostaja skoraj enak - približno 87 mm Hg. Umetnost. Dovod kisika v pljuča se bo popolnoma ustavil, ko bo zračni tlak okolice enak tej vrednosti.

Na nadmorski višini približno 19-20 km atmosferski tlak pade na 47 mm Hg. Umetnost. Zato na tej višini voda in medcelična tekočina začneta vreti v človeškem telesu. Zunaj kabine pod tlakom na teh višinah smrt nastopi skoraj v trenutku. Tako se z vidika človeške fiziologije "vesolje" začne že na nadmorski višini 15-19 km.

Goste plasti zraka – troposfera in stratosfera – nas varujejo pred škodljivimi učinki sevanja. Ob zadostnem redčenju zraka na nadmorski višini več kot 36 km ionizirajoče sevanje - primarni kozmični žarki - intenzivno delujejo na telo; Na nadmorski višini več kot 40 km je za človeka nevaren ultravijolični del sončnega spektra.

Njegova zgornja meja je na nadmorski višini 8-10 km v polarnih, 10-12 km v zmernih in 16-18 km v tropskih širinah; nižja pozimi kot poleti. Spodnji, glavni sloj ozračja. Vsebuje več kot 80 % celotne mase atmosferskega zraka in približno 90 % vse vodne pare, ki je prisotna v ozračju. V troposferi sta močno razviti turbulenca in konvekcija, pojavljajo se oblaki, razvijajo se cikloni in anticikloni. Temperatura pada z naraščajočo nadmorsko višino s povprečnim navpičnim gradientom 0,65°/100 m

Za »normalne pogoje« na zemeljskem površju so sprejeti naslednji: gostota 1,2 kg/m3, zračni tlak 101,35 kPa, temperatura plus 20 °C in relativna vlažnost 50 %. Ti pogojni kazalniki imajo izključno inženirski pomen.

Stratosfera

Plast ozračja, ki se nahaja na nadmorski višini od 11 do 50 km. Zanj je značilna rahla sprememba temperature v plasti 11-25 km (spodnja plast stratosfere) in zvišanje temperature v plasti 25-40 km od -56,5 do 0,8 ° (zgornja plast stratosfere ali območje inverzije). Ko je na nadmorski višini približno 40 km dosegla vrednost približno 273 K (skoraj 0 ° C), temperatura ostane konstantna do nadmorske višine približno 55 km. To območje konstantne temperature imenujemo stratopavza in je meja med stratosfero in mezosfero.

Stratopavza

Mejna plast ozračja med stratosfero in mezosfero. Pri navpični porazdelitvi temperature je največ (približno 0 °C).

Mezosfera

Mezopavza

Prehodna plast med mezosfero in termosfero. V navpični porazdelitvi temperature je minimum (približno -90°C).

Linija Karman

Višina nad morsko gladino, ki je običajno sprejeta kot meja med zemeljsko atmosfero in vesoljem.

Termosfera

Zgornja meja je približno 800 km. Temperatura se dvigne do nadmorske višine 200-300 km, kjer doseže vrednosti reda 1500 K, nato pa ostane skoraj konstantna do visokih nadmorskih višin. Pod vplivom ultravijoličnega in rentgenskega sončnega sevanja ter kozmičnega sevanja pride do ionizacije zraka (»auroras«) - glavna področja ionosfere ležijo znotraj termosfere. Na nadmorski višini nad 300 km prevladuje atomski kisik.

Eksosfera (razpršilna krogla)

Do višine 100 km je ozračje homogena, dobro premešana mešanica plinov. V višjih plasteh je porazdelitev plinov po višini odvisna od njihove molekulske mase, koncentracija težjih plinov pa z oddaljenostjo od površja Zemlje hitreje upada. Zaradi zmanjšanja gostote plina temperatura pade od 0 °C v stratosferi do -110 °C v mezosferi. Vendar pa kinetična energija posameznih delcev na višinah 200-250 km ustreza temperaturi ~1500°C. Nad 200 km opazimo znatna nihanja temperature in gostote plina v času in prostoru.

Na višini približno 2000-3000 km se eksosfera postopoma spremeni v t.i. vakuum v bližnjem vesolju, ki je napolnjen z zelo redkimi delci medplanetarnega plina, predvsem atomi vodika. Toda ta plin predstavlja le del medplanetarne snovi. Drugi del sestavljajo prašni delci kometnega in meteorskega izvora. V ta prostor prodira poleg izredno redkih prašnih delcev tudi elektromagnetno in korpuskularno sevanje sončnega in galaktičnega izvora.

Troposfera predstavlja približno 80% mase ozračja, stratosfera - približno 20%; masa mezosfere ni večja od 0,3%, termosfera je manjša od 0,05% celotne mase ozračja. Glede na električne lastnosti atmosfere ločimo nevtronosfero in ionosfero. Trenutno se domneva, da se atmosfera razteza do nadmorske višine 2000-3000 km.

Odvisno od sestave plina v ozračju, ki ga oddajajo homosfera in heterosfera. Heterosfera- To je področje, kjer gravitacija vpliva na ločevanje plinov, saj je njihovo mešanje na taki višini zanemarljivo. To pomeni spremenljivo sestavo heterosfere. Pod njo leži dobro premešan, homogen del ozračja, imenovan homosfera. Meja med temi plastmi se imenuje turbopavza, leži na nadmorski višini okoli 120 km.

Fizične lastnosti

Debelina atmosfere je približno 2000 - 3000 km od zemeljske površine. Skupna masa zraka je (5,1-5,3)?10 18 kg. Molska masa čistega suhega zraka je 28,966. Tlak pri 0 °C na morski gladini 101,325 kPa; kritična temperatura ?140,7 °C; kritični tlak 3,7 MPa; C p 1,0048?10? J/(kg K)(pri 0 °C), C v 0,7159 10? J/(kg K) (pri 0 °C). Topnost zraka v vodi pri 0°C je 0,036%, pri 25°C - 0,22%.

Fiziološke in druge lastnosti ozračja

Že na nadmorski višini 5 km začne netrenirana oseba doživljati kisikovo stradanje in brez prilagoditve se človekova zmogljivost znatno zmanjša. Tu se konča fiziološka cona ozračja. Človeško dihanje postane nemogoče na višini 15 km, čeprav do približno 115 km atmosfera vsebuje kisik.

Ozračje nas oskrbuje s kisikom, ki je potreben za dihanje. Zaradi padca celotnega atmosferskega tlaka, ko se dvignete na višino, se parcialni tlak kisika ustrezno zmanjša.

Človeška pljuča nenehno vsebujejo približno 3 litre alveolarnega zraka. Parcialni tlak kisika v alveolarnem zraku pri normalnem atmosferskem tlaku je 110 mmHg. Art., Tlak ogljikovega dioksida - 40 mm Hg. Art., In vodna para - 47 mm Hg. Umetnost. Z naraščanjem nadmorske višine tlak kisika pada, skupni parni tlak vode in ogljikovega dioksida v pljučih pa ostaja skoraj enak - približno 87 mm Hg. Umetnost. Dovod kisika v pljuča se bo popolnoma ustavil, ko bo zračni tlak okolice enak tej vrednosti.

Na nadmorski višini približno 19-20 km atmosferski tlak pade na 47 mm Hg. Umetnost. Zato na tej višini voda in medcelična tekočina začneta vreti v človeškem telesu. Zunaj kabine pod tlakom na teh višinah smrt nastopi skoraj v trenutku. Tako se z vidika človeške fiziologije "vesolje" začne že na nadmorski višini 15-19 km.

Goste plasti zraka – troposfera in stratosfera – nas varujejo pred škodljivimi učinki sevanja. Ob zadostnem redčenju zraka na nadmorski višini več kot 36 km ionizirajoče sevanje - primarni kozmični žarki - intenzivno delujejo na telo; Na nadmorski višini več kot 40 km je za človeka nevaren ultravijolični del sončnega spektra.

Ko se dvigamo na vedno večjo višino nad zemeljsko površino, znani pojavi, ki jih opazimo v nižjih plasteh ozračja, kot so širjenje zvoka, pojav aerodinamičnega vzgona in upora, prenos toplote s konvekcijo itd., postopoma oslabijo in nato popolnoma izginejo. .

V redkih slojih zraka je širjenje zvoka nemogoče. Do višin 60-90 km je še vedno mogoče uporabiti zračni upor in vzgon za nadzorovan aerodinamični let. Toda od višine 100 do 130 km koncepti številke M in zvočnega zidu, ki jih pozna vsak pilot, izgubijo svoj pomen; tam poteka konvencionalna Karmanova črta, za katero se začne sfera čisto balističnega letenja, ki lahko le nadzorovati z uporabo reaktivnih sil.

Na višinah nad 100 km je atmosferi odvzeta še ena izjemna lastnost - sposobnost absorbiranja, prevajanja in prenosa toplotne energije s konvekcijo (tj. z mešanjem zraka). To pomeni, da različnih elementov opreme na orbitalni vesoljski postaji ne bo mogoče hladiti od zunaj na enak način, kot je to običajno na letalu – s pomočjo zračnih šob in zračnih radiatorjev. Na tej nadmorski višini, kot na splošno v vesolju, je edini način prenosa toplote toplotno sevanje.

Atmosferska sestava

Zemljino ozračje sestavljajo predvsem plini in različne nečistoče (prah, vodne kapljice, ledeni kristali, morske soli, produkti zgorevanja).

Koncentracija plinov, ki sestavljajo ozračje, je skoraj konstantna, z izjemo vode (H 2 O) in ogljikovega dioksida (CO 2).

Poleg plinov, navedenih v tabeli, vsebuje atmosfera SO 2, NH 3, CO, ozon, ogljikovodike, HCl, pare, I 2, pa tudi številne druge pline v majhnih količinah. Troposfera nenehno vsebuje veliko količino suspendiranih trdnih in tekočih delcev (aerosol).

Zgodovina nastanka atmosfere

Po najpogostejši teoriji je imela Zemljina atmosfera skozi čas štiri različne sestave. Sprva je bil sestavljen iz lahkih plinov (vodika in helija), zajetih iz medplanetarnega prostora. To je t.i primarna atmosfera(pred približno štirimi milijardami let). Na naslednji stopnji je aktivna vulkanska aktivnost povzročila nasičenost ozračja s plini, ki niso vodik (ogljikov dioksid, amoniak, vodna para). Tako je nastala sekundarna atmosfera(približno tri milijarde let pred današnjim dnem). To vzdušje je bilo krepčilno. Nadalje so proces nastajanja atmosfere določili naslednji dejavniki:

• uhajanje lahkih plinov (vodika in helija) v medplanetarni prostor;
• kemične reakcije, ki se pojavljajo v ozračju pod vplivom ultravijoličnega sevanja, strele in nekaterih drugih dejavnikov.

Postopoma so ti dejavniki pripeljali do nastanka terciarna atmosfera, za katerega je značilna veliko nižja vsebnost vodika in veliko višja vsebnost dušika in ogljikovega dioksida (nastalega kot posledica kemijskih reakcij iz amoniaka in ogljikovodikov).

Dušik

Nastanek velike količine N 2 je posledica oksidacije atmosfere amoniak-vodik z molekularnim O 2, ki je začel prihajati s površine planeta kot posledica fotosinteze, ki se je začela pred 3 milijardami let. N2 se v ozračje sprošča tudi kot posledica denitrifikacije nitratov in drugih spojin, ki vsebujejo dušik. Dušik oksidira ozon v NO v zgornji atmosferi.

Dušik N 2 reagira le pod določenimi pogoji (na primer med razelektritvijo strele). Oksidacija molekularnega dušika z ozonom med električnimi razelektritvami se uporablja v industrijski proizvodnji dušikovih gnojil. Cianobakterije (modrozelene alge) in gomoljične bakterije, ki tvorijo rizobialno simbiozo s stročnicami, tako imenovane, ga lahko z nizko porabo energije oksidirajo in pretvorijo v biološko aktivno obliko. zeleno gnojenje.

kisik

Sestava atmosfere se je začela radikalno spreminjati s pojavom živih organizmov na Zemlji, kot posledica fotosinteze, ki jo spremlja sproščanje kisika in absorpcija ogljikovega dioksida. Sprva je bil kisik porabljen za oksidacijo reduciranih spojin - amoniaka, ogljikovodikov, železove oblike železa v oceanih itd. Na koncu te stopnje se je vsebnost kisika v ozračju začela povečevati. Postopoma je nastala sodobna atmosfera z oksidativnimi lastnostmi. Ker je povzročil velike in nenadne spremembe v številnih procesih, ki se dogajajo v ozračju, litosferi in biosferi, so dogodek poimenovali kisikova katastrofa.

Ogljikov dioksid

Vsebnost CO 2 v atmosferi je odvisna od vulkanske aktivnosti in kemičnih procesov v zemeljskih lupinah, predvsem pa od intenzivnosti biosinteze in razgradnje organskih snovi v zemeljski biosferi. Skoraj celotna trenutna biomasa planeta (približno 2,4 × 10 12 ton) nastane zaradi ogljikovega dioksida, dušika in vodne pare, ki jih vsebuje atmosferski zrak. Organske snovi, zakopane v oceanih, močvirjih in gozdovih, se spremenijo v premog, nafto in zemeljski plin. (glej Geokemični ogljikov cikel)

Žlahtni plini

Onesnaževanje zraka

V zadnjem času je človek začel vplivati ​​na razvoj ozračja. Rezultat njegovih dejavnosti je bilo stalno znatno povečanje vsebnosti ogljikovega dioksida v ozračju zaradi zgorevanja ogljikovodikov, nabranih v prejšnjih geoloških obdobjih. Med fotosintezo se porabijo ogromne količine CO 2 , ki jih absorbirajo svetovni oceani. Ta plin pride v ozračje zaradi razgradnje karbonatnih kamnin in organskih snovi rastlinskega in živalskega izvora, pa tudi zaradi vulkanizma in človeške industrijske dejavnosti. V zadnjih 100 letih se je vsebnost CO 2 v ozračju povečala za 10 %, pri čemer glavnina (360 milijard ton) izvira iz zgorevanja goriva. Če se bo stopnja rasti izgorevanja goriva nadaljevala, se bo v naslednjih 50-60 letih količina CO 2 v ozračju podvojila in lahko povzroči globalne podnebne spremembe.

Zgorevanje goriva je glavni vir onesnaževanja plinov (CO, SO2). Žveplov dioksid oksidira atmosferski kisik v SO 3 v zgornjih plasteh atmosfere, ta pa medsebojno deluje z vodo in amoniakovimi hlapi ter nastaneta žveplova kislina (H 2 SO 4) in amonijev sulfat ((NH 4) 2 SO 4 ) se vračajo na površje Zemlje v obliki t.i. kisel dež. Uporaba motorjev z notranjim zgorevanjem povzroča znatno onesnaženje ozračja z dušikovimi oksidi, ogljikovodiki in svinčevimi spojinami (tetraetil svinec Pb(CH 3 CH 2) 4)).

Aerosolno onesnaženje ozračja povzročajo tako naravni vzroki (vulkanski izbruhi, prašni viharji, vnos kapljic morske vode in cvetnega prahu rastlin itd.) kot človekove gospodarske dejavnosti (rudarstvo in gradbeni material, kurjenje goriva, izdelava cementa itd.). ). Intenzivno obsežno izpuščanje trdih delcev v ozračje je eden od možnih vzrokov podnebnih sprememb na planetu.

Literatura

1. V. V. Parin, F. P. Kosmolinsky, B. A. Dushkov "Vesoljska biologija in medicina" (2. izdaja, revidirana in razširjena), M.: "Prosveshchenie", 1975, 223 str.
2. N. V. Gusakova “Okoljska kemija”, Rostov na Donu: Phoenix, 2004, 192 z ISBN 5-222-05386-5
3. Sokolov V. A.. Geokemija zemeljskih plinov, M., 1971;
4. McEwen M., Phillips L.. Atmosferska kemija, M., 1978;
5. Wark K., Warner S., Onesnaženost zraka. Viri in nadzor, prev. iz angleščine, M.. 1980;
6. Monitoring ozadja onesnaženosti naravnih okolij. V. 1, L., 1982.

Poglej tudi

Povezave

OZRAČJE - plinasti ovoj Zemlje, ki ga brez vode in prahu (po prostornini) sestavljajo dušik (78,08%), kisik (20,95%), argon (0,93%), ogljikov dioksid (približno 0,09%) in vodik, neon , helij, kripton, ksenon in številni drugi plini (skupaj približno 0,01%). Sestava suhega aluminija je po vsej debelini skoraj enaka, v spodnjem delu pa se vsebnost poveča. voda, prah in v bližini zemlje - ogljikov dioksid. Spodnja meja Afrike je površina kopnega in vode, zgornja meja pa je določena na nadmorski višini 1300 km s postopnim prehodom v vesolje. A. je razdeljen na tri plasti: spodnji - troposfera, povprečno - stratosfera in vrh - ionosfera. Troposfera do nadmorske višine 7-10 km (nad polarnimi regijami) in 16-18 km (nad ekvatorialno regijo) vključuje več kot 79% mase Zemlje in (od 80 km naprej) le približno 0,5 %. Teža stolpca določenega odseka na različnih zemljepisnih širinah in pri različnih temperaturah. temperatura je nekoliko drugačna. Na zemljepisni širini 45° pri 0° je enaka teži stebra živega srebra 760 mm ali tlaku na 1 cm 2 1,0333 kg.

V vseh plasteh ozračja se pojavljajo kompleksna horizontalna (v različnih smereh in z različnimi hitrostmi), vertikalna in turbulentna gibanja. Pride do absorpcije sončnega in kozmičnega sevanja ter do samoemisije. Posebej pomemben kot absorber ultravijoličnih žarkov v A. je ozon s skupno vsebnostjo. le 0,000001% prostornine A., vendar 60% koncentriranih v plasteh na nadmorski višini 16-32 km - ozon, za troposfero pa vodna para, ki prenaša kratkovalovno sevanje in blokira "odbito" dolgovalovno sevanje. Slednje vodi do segrevanja spodnjih plasti zemlje.V zgodovini razvoja Zemlje sestava zemlje ni bila konstantna. V arheju je bila količina CO 2 verjetno veliko večja, O 2 pa manjša itd. Geokemija. in geol. vlogo A. kot vsebnika biosfera in agent hipergeneza zelo velika. Poleg A. kot fizič. telesa, obstaja pojem A. kot tehnična veličina za izražanje pritiska. A. tehnični je enak tlaku 1 kg na cm 2, 735,68 mm živega srebra, 10 m vode (pri 4 ° C). V. I. Lebedev.

Geološki slovar: v 2 zvezkih. - M.: Nedra. Uredil K. N. Paffengoltz et al.. 1978 .

Vzdušje

Zemlja (iz grškega atmos - para in sphaira - * a. vzdušje; n. Atmosfera; f. vzdušje; in. atmosfera) - plinska lupina, ki obdaja Zemljo in sodeluje pri njeni dnevni rotaciji. Macca A. je pribl. 5,15 * 10 15 t.A. zagotavlja možnost življenja na Zemlji in vpliva na geološke procesov.
Izvor in vloga A. Moderno Zdi se, da je A. sekundarnega izvora; nastala je iz plinov, ki jih sprošča trdna lupina Zemlje (litosfera) po nastanku planeta. Med geološkimi zgodovini Zemlje je A. doživel sredstva. evolucija pod vplivom številnih dejavnikov: disipacija (sipanje) molekul plina v prostoru. prostor, sproščanje plinov iz litosfere kot posledica vulkanskih dogodkov. aktivnost, disociacija (cepitev) molekul pod vplivom sončnega ultravijoličnega sevanja, kem. reakcije med sestavinami A. in kamninami, ki sestavljajo zemeljsko skorjo, (zajem) meteorne snovi. Razvoj A. je tesno povezan ne le z geol. in geokemični procesov, temveč tudi z delovanjem živih organizmov, zlasti človeka (antropogeni dejavnik). Študija sprememb v sestavi A. v preteklosti je pokazala, da je bila že v zgodnjih obdobjih fanerozoika količina kisika v zraku pribl. 1/3 modernega pomeni. Vsebnost kisika v A. se je močno povečala v devonu in karbonu, ko je morda presegla sodobno. . Po zmanjšanju v obdobju perma in triasa se je ponovno povečala in dosegla najvišjo vrednost. vrednosti v juri, nato pa je prišlo do novega znižanja, ki ostaja v našem. V celotnem fanerozoiku se je močno spreminjala tudi količina ogljikovega dioksida. Od kambrija do paleogena je CO 2 nihal med 0,1-0,4 %. Zmanjšanje na sodoben čas. stopnja (0,03 %) se je pojavila v oligocenu in (po določenem povečanju v miocenu) pliocenu. Bankomat upodobiti bitja. vpliv na razvoj litosfere. Na primer, b.ch. ogljikov dioksid, ki je v Afriko sprva prišel iz litosfere, se je nato kopičil v karbonatnih kamninah. Bankomat in vodna para sta najpomembnejša dejavnika, ki vplivata na g.p. Skozi zgodovino Zemlje atm. padavine igrajo veliko vlogo v procesu hipergeneze. Dejavnost vetra ni nič manj pomembna ( cm. Preperevanje), prevoz majhnih uničenih površin na velike razdalje. Na uničenje plina pomembno vplivajo nihanja temperature in drugih atmosfer. dejavniki.
A. ščiti zemeljsko površino pred uničenjem. učinki padajočega kamenja (meteoritov), ​​b.ch. ki gori ob vstopu v njene goste površine. Flora in upodobljena bitja. vpliv na razvoj A., sami močno odvisni od atmosfere. pogoji. Ozonski plašč v A. zadržuje b.ch. ultravijolično sevanje Sonca, ki bi škodljivo vplivalo na žive organizme. A. kisik se uporablja v procesu dihanja živali in rastlin, ogljikov dioksid se uporablja v procesu prehrane rastlin. Bankomat zrak je pomembna kemikalija. surovine za industrijo: npr. atm. je surovina za proizvodnjo amoniaka, dušika in drugih kemikalij. povezave; pri razgradnji se uporablja kisik. industrije x-va. Razvoj vetrne energije postaja vse pomembnejši, še posebej v regijah, kjer drugih virov energije ni.
Stavba A. Za A. je značilna jasno izražena (sl.), ki jo določajo posebnosti navpične porazdelitve temperature in gostote njegovih sestavnih plinov.

Potek temperature je zelo zapleten, pada po eksponentnem zakonu (80% celotne mase A. je koncentrirano v troposferi).
Prehodno območje med Avstralijo in medplanetarnim prostorom je njen najbolj oddaljeni del - eksosfera, sestavljena iz redčenega vodika. Na višinah 1-20 tisoč km gravitacijski Zemljino polje ni več sposobno zadrževati plina, molekule vodika pa se razpršijo v vesolje. prostora. Območje disipacije vodika ustvarja pojav geokorone. Prvi poleti umetnosti. sateliti odkrili, da jih obdaja več. lupine nabitih delcev, plinskinetični. temp doseže večkrat. tisoč stopinj. Te lupine se imenujejo sevanje pasovi Nabite delce - elektrone in protone sončnega izvora - ujame zemeljsko magnetno polje in povzroči razgradnjo v A. pojavov, na primer polarni sij. sevanje pasovi tvorijo del magnetosfere.
Označeni so vsi parametri A. - temp-pa, tlak, gostota. prostorsko-časovna variabilnost (latitudinalna, letna, sezonska, dnevna). Odkrita je bila tudi njihova odvisnost od sončnih izbruhov.
Sestava A. Glavni Sestavine A. so dušik in kisik, pa tudi ogljikov dioksid in drugi plini (tabela).

Najpomembnejša spremenljiva sestavina A. je vodna para. Sprememba njegove koncentracije je zelo različna: od 3 % zemeljske površine na ekvatorju do 0,2 % na polarnih širinah. Glavni njegova masa je koncentrirana v troposferi, njena vsebina je določena z razmerjem procesov izhlapevanja, kondenzacije in horizontalnega prenosa. Zaradi kondenzacije vodne pare nastanejo oblaki in pade atm. padavine (dež, toča, sneg, poča, megla). št. spremenljiva komponenta A. je ogljikov dioksid, katerega sprememba vsebnosti je povezana z vitalno aktivnostjo rastlin (procesi fotosinteze) in topnostjo v morju. voda (izmenjava plinov med oceanom in A.). Vsebnost ogljikovega dioksida se povečuje zaradi industrijskega onesnaženja, kar vpliva na.
Bilanca sevanja, toplote in vode A. Praktično enotnost. vir energije za vse telesne procesi, ki se razvijajo v A., je sončno sevanje, ki ga prenašajo "prosojna okna" A. Ch. značilnost sevanja način A. - tako imenovani učinek tople grede - sestoji iz dejstva, da skoraj ne absorbira optičnega sevanja. obseg (veliko sevanja doseže zemeljsko površje in ga segreje) in infrardeče (toplotno) sevanje Zemlje se ne prepušča v nasprotni smeri, kar bistveno zmanjša toplotni prehod planeta in poveča njegovo temperaturo. Del sončnega sevanja, ki pade na A., se absorbira (predvsem z vodno paro, ogljikovim dioksidom, ozonom in aerosoli), drugi del pa razpršijo molekule plina (kar pojasnjuje modro barvo neba), delci prahu in nihanja gostote. Razpršeno sevanje se sešteje z neposredno sončno svetlobo in se, ko doseže zemeljsko površje, delno odbije od nje in delno absorbira. Delež odbitega sevanja je odvisen od reflektorja. sposobnost podležeče površine (albedo). Sevanje, ki ga absorbira zemeljsko površje, se predela v infrardeče sevanje, usmerjeno na A. Po drugi strani pa je A. tudi vir dolgovalovnega sevanja, usmerjenega na zemeljsko površje (tako imenovano protisevanje A.) in v vesolje ( tako imenovano izhodno sevanje). Razlika med kratkovalovnim sevanjem, ki ga absorbira zemeljska površina, in efektivnim sevanjem A. se imenuje. sevanje ravnovesje.
Preoblikovanje energije sončnega sevanja po njeni absorpciji na zemeljski površini in A. tvori toplotno bilanco Zemlje. toplota iz A. v vesolje močno presega energijo, ki jo prinaša absorbirano sevanje, vendar se primanjkljaj kompenzira z njegovim dotokom zaradi mehanskih izmenjava toplote (turbulenca) in toplota kondenzacije vodne pare. Vrednost slednjega v A. je številčno enaka porabi toplote na zemeljski površini ( cm. Vodna bilanca).
Gibanje zraka. Zaradi velike mobilnosti atmosferskega zraka so vetrovi opaženi na vseh nadmorskih višinah v A. Smeri gibanja zraka so odvisne od mnogih. dejavniki, vendar je glavni neenakomerno segrevanje A. v različnih regijah. Posledično lahko A. primerjamo z ogromnim toplotnim strojem, ki pretvarja sevalno energijo, ki prihaja od Sonca, v kinetično energijo. energija premikajočih se zračnih mas. Do pribl. Učinkovitost tega postopka je ocenjena na 2%, kar ustreza moči 2,26 * 10 15 W. Ta energija se porabi za nastanek obsežnih vrtincev (cikloni in anticikloni) in vzdrževanje stabilnega globalnega vetrovnega sistema (monsuni in pasati). Ob obsežnih zračnih tokovih v spodnjem. plasti A. opazimo številne. lokalno kroženje zraka (veter, burja, gorsko-dolinski vetrovi itd.). V vseh zračnih tokovih običajno opazimo pulzacije, ki ustrezajo gibanju zračnih vrtincev srednje in majhne velikosti. Občutne spremembe meteorološkega pogoji se dosežejo z melioracijskimi ukrepi, kot so namakanje, varovalno pogozdovanje in mokrišča. p-novo, ustvarjanje umetn. morja. Te spremembe so v bistvu omejeno na površinsko plast zraka.
Človekova dejavnost poleg ciljnih vplivov na vreme in podnebje vpliva na sestavo A. Onesnaženje A. zaradi delovanja energetskih, metalurških in kemičnih objektov. in rog. industriji nastane kot posledica izpusta pogl. prir. izpušni plini (90%), pa tudi prah in aerosoli. Skupna masa aerosolov, ki se letno izpustijo v zrak kot posledica človekove dejavnosti, je cca. 300 milijoni ton V zvezi s tem v številnih. države si prizadevajo za nadzor nad onesnaženostjo zraka. Hitra rast energije vodi v dodatne segrevanje A., to-poe je opazno še le v velikih industrijskih območjih. središča, vendar lahko v prihodnosti povzroči podnebne spremembe na velikih območjih. Onesnaženje A. rog. podjetja so odvisna od geoloških narava nahajališča, ki se razvija, tehnologija proizvodnje in predelave naftnih derivatov. Na primer, sproščanje metana iz premogovnih plasti med njegovim razvojem je pribl. 90 milijonov m3 na leto. Pri izvajanju miniranja (za miniranje g.p.) med letom v A. cca. 8 milijonov m 3 plinov, od tega b.h. inertni in nimajo škodljivega vpliva na okolje. Intenzivnost izpusta plinov bo zaradi tega oksidirala. procesov na odlagališčih je razmeroma veliko. Pri predelavi rude, pa tudi v kovačnici, nastaja obilen izpust prahu. podjetja, ki razvijajo nahajališča z odprtimi metodami z razstreljevanjem, zlasti v sušnih regijah, izpostavljenih vetru. Mineralni delci ne bodo še naprej onesnaževali zračnega prostora. čas, pog. prir. v bližini podjetij, usedanje na tla, površino rezervoarjev in druge predmete.
Za preprečevanje onesnaženja A. s plini se uporabljajo: zajemanje metana, penasto-zračne in zračno-vodne zavese, čiščenje izpušnih plinov in električni pogon (namesto dizla) za peč. in transport oprema, izolacija izkopanih prostorov (zasipavanje), vbrizgavanje vode ali antipirogenih raztopin v premogovne plasti itd. V procesih predelave rude se uvajajo nove tehnologije (vključno z zaprtimi proizvodnimi cikli), naprave za čiščenje plinov, odstranjevanje dima in plinov v visoke plasti A. itd. Zmanjšanje emisije prahu in aerosolov v A. med razvojem usedlin se doseže z zatiranjem, vezanjem in zajemanjem prahu v procesu vrtanja in razstreljevanja ter nakladanja in transporta. dela (namakanje z vodo, raztopinami, penami, nanašanje emulzijskih ali filmskih premazov na odlagališča, robove in ceste itd.). Pri transportu rude se uporabljajo cevovodi, kontejnerji, filmski in emulzijski premazi, pri predelavi - čiščenje s filtri, pokrivanje jalovine s kamenčki, organskimi materiali. smole, predelava, odlaganje jalovine. Literatura: Matveev L. T., Kypc splošne meteorologije, Atmosferska fizika, L., 1976; Khrgian A. Kh., Atmosferska fizika, 2. izdaja, zvezek 1-2, L., 1978; Budyko M.I., Podnebje v preteklosti in v prihodnosti, Leningrad, 1980. M. I. Budyko.

Planinska enciklopedija. - M.: Sovjetska enciklopedija. Uredil E. A. Kozlovsky. 1984-1991 .

Oglejte si, kaj je "Atmosfera" v drugih slovarjih:

Vzdušje … Pravopisni slovar-priročnik

vzdušje- y, w. vzdušje f., n. lat. atmosphaera gr. 1. fizični, meteor. Zračni ovoj zemlje, zrak. Sl. 18. V ozračju oziroma v zraku, ki nas obdaja in ga dihamo. Karamzin 11 111. Sipanje svetlobe v atmosferi. Astr. Lalanda 415. … … Zgodovinski slovar galicizmov ruskega jezika

Zemlja (iz grškega atmos para in krogla sphaira), plinska lupina Zemlje, ki je z njo povezana z gravitacijo in sodeluje pri njenem dnevnem in letnem vrtenju. Vzdušje. Diagram zgradbe zemeljske atmosfere (po Rjabčikovu). Teža A. pribl. 5,15 10 8 kg.… … Ekološki slovar

- (grško atmosphaira, iz atmos para in sphaira krogla, krogla). 1) Plinasta lupina, ki obdaja zemljo ali drug planet. 2) duševno okolje, v katerem se nekdo giblje. 3) enota, ki meri tlak, ki se pojavi ali proizvede ... ... Slovar tujih besed ruskega jezika

STRUKTURA OZRAČJA

Vzdušje(iz starogrške ἀτμός - para in σφαῖρα - krogla) - plinska lupina (geosfera), ki obdaja planet Zemljo. Njena notranja površina pokriva hidrosfero in deloma zemeljsko skorjo, zunanja površina pa meji na prizemni del vesolja.

Fizične lastnosti

Debelina atmosfere je približno 120 km od zemeljske površine. Skupna masa zraka v ozračju je (5,1-5,3) 10 18 kg. Od tega je masa suhega zraka (5,1352 ± 0,0003) 10 18 kg, skupna masa vodne pare pa povprečno 1,27 10 16 kg.

Molska masa čistega suhega zraka je 28,966 g/mol, gostota zraka na površini morja pa približno 1,2 kg/m3. Tlak pri 0 °C na morski gladini je 101,325 kPa; kritična temperatura - −140,7 °C; kritični tlak - 3,7 MPa; C p pri 0 °C - 1,0048·10 3 J/(kg·K), C v - 0,7159·10 3 J/(kg·K) (pri 0 °C). Topnost zraka v vodi (masna) pri 0 °C - 0,0036 %, pri 25 °C - 0,0023 %.

Za »normalne pogoje« na zemeljskem površju so sprejeti naslednji: gostota 1,2 kg/m3, zračni tlak 101,35 kPa, temperatura plus 20 °C in relativna vlažnost 50 %. Ti pogojni kazalniki imajo izključno inženirski pomen.

Struktura ozračja

Atmosfera ima plastovito strukturo. Plasti ozračja se med seboj razlikujejo po temperaturi zraka, njegovi gostoti, količini vodne pare v zraku in drugih lastnostih.

Troposfera(starogrški τρόπος - "obrat", "sprememba" in σφαῖρα - "krogla") - spodnja, najbolj raziskana plast ozračja, visoka 8-10 km v polarnih regijah, do 10-12 km v zmernih širinah, na ekvatorju - 16-18 km.

Ko se dvigne v troposferi, se temperatura v povprečju zmanjša za 0,65 K na vsakih 100 m in doseže 180-220 K v zgornjem delu. To zgornjo plast troposfere, v kateri se zniževanje temperature z višino ustavi, imenujemo tropopavza. Naslednja plast ozračja, ki se nahaja nad troposfero, se imenuje stratosfera.

V troposferi je skoncentrirano več kot 80 % celotne mase atmosferskega zraka, močno sta razviti turbulenca in konvekcija, koncentriran je pretežni del vodne pare, nastajajo oblaki, nastajajo atmosferske fronte, razvijajo se cikloni in anticikloni ter drugi procesi. ki določajo vreme in podnebje. Procese, ki se dogajajo v troposferi, povzroča predvsem konvekcija.

Del troposfere, znotraj katerega je možen nastanek ledenikov na zemeljskem površju, se imenuje kionosfera.

Tropopavza(iz grščine τροπος - obrat, sprememba in παῦσις - zaustavitev, prenehanje) - plast atmosfere, v kateri se zniževanje temperature z višino ustavi; prehodna plast iz troposfere v stratosfero. V zemeljski atmosferi se tropopavza nahaja na nadmorski višini od 8-12 km (nad morsko gladino) v polarnih regijah in do 16-18 km nad ekvatorjem. Višina tropopavze je odvisna tudi od letnega časa (poleti se tropopavza nahaja višje kot pozimi) in ciklonske aktivnosti (v ciklonih je nižja, v anticiklonih pa višja).

Debelina tropopavze je od nekaj sto metrov do 2-3 kilometrov. V subtropih opazimo prekinitve tropopavze zaradi močnih curkov. Tropopavza nad določenimi območji je pogosto uničena in na novo oblikovana.

Stratosfera(iz latinščine stratum - pod, plast) - plast ozračja, ki se nahaja na nadmorski višini od 11 do 50 km. Zanj je značilna rahla sprememba temperature v plasti 11-25 km (spodnja plast stratosfere) in zvišanje temperature v plasti 25-40 km od -56,5 do 0,8 ° C (zgornja plast stratosfere ali območje inverzije) . Ko je na nadmorski višini približno 40 km dosegla vrednost približno 273 K (skoraj 0 °C), temperatura ostane konstantna do višine približno 55 km. To območje konstantne temperature imenujemo stratopavza in je meja med stratosfero in mezosfero. Gostota zraka v stratosferi je desetkrat in stokrat manjša kot na morski gladini.

V stratosferi se nahaja ozonski plašč ("ozonski plašč") (na nadmorski višini od 15-20 do 55-60 km), ki določa zgornjo mejo življenja v biosferi. Ozon (O 3) nastaja kot posledica fotokemičnih reakcij najintenzivneje na nadmorski višini ~30 km. Skupna masa O 3 bi pri normalnem tlaku znašala 1,7-4,0 mm debelo plast, vendar je to dovolj, da absorbira življenje uničujoče ultravijolično sevanje Sonca. Uničenje O 3 se pojavi pri interakciji s prostimi radikali, NO in spojinami, ki vsebujejo halogene (vključno s "freoni").

V stratosferi se večina kratkovalovnega dela ultravijoličnega sevanja (180-200 nm) zadrži in energija kratkih valov se transformira. Pod vplivom teh žarkov se spreminjajo magnetna polja, molekule razpadajo, prihaja do ionizacije, na novo nastajajo plini in druge kemične spojine. Te procese lahko opazujemo v obliki severnega sija, strele in drugih sijev.

V stratosferi in višjih plasteh pod vplivom sončnega sevanja molekule plina disociirajo na atome (nad 80 km disociirata CO 2 in H 2, nad 150 km - O 2, nad 300 km - N 2). Na nadmorski višini 200-500 km pride tudi do ionizacije plinov v ionosferi, na višini 320 km pa je koncentracija nabitih delcev (O + 2, O − 2, N + 2) ~ 1/300 od koncentracija nevtralnih delcev. V zgornjih plasteh atmosfere so prosti radikali - OH, HO 2 itd.

V stratosferi skoraj ni vodne pare.

Poleti v stratosfero so se začeli v tridesetih letih prejšnjega stoletja. Splošno znan je polet prvega stratosferskega balona (FNRS-1), ki sta ga 27. maja 1931 opravila Auguste Picard in Paul Kipfer na višino 16,2 km. Sodobna bojna in nadzvočna komercialna letala letijo v stratosferi na višinah običajno do 20 km (čeprav je lahko dinamična zgornja meja precej višja). Visokogorski vremenski baloni se dvignejo do 40 km; rekord za balon brez posadke je 51,8 km.

V zadnjem času so v vojaških krogih ZDA veliko pozornosti namenili razvoju plasti stratosfere nad 20 km, ki se pogosto imenujejo "predvesolje". « bližnji prostor» ). Predvideva se, da bodo zračne ladje brez posadke in letala na sončni pogon (kot je NASA Pathfinder) lahko dolgo časa ostala na višini približno 30 km ter zagotavljala nadzor in komunikacijo na zelo velikih območjih, medtem ko bodo ostala nizko ranljiva za zračno obrambo. sistemi; Takšne naprave bodo večkrat cenejše od satelitov.

Stratopavza- plast ozračja, ki je meja med dvema plastema, stratosfero in mezosfero. V stratosferi temperatura narašča z naraščajočo nadmorsko višino, stratopavza pa je plast, kjer temperatura doseže svoj maksimum. Temperatura stratopavze je okoli 0 °C.

Ta pojav opazimo ne le na Zemlji, ampak tudi na drugih planetih, ki imajo atmosfero.

Na Zemlji se stratopavza nahaja na nadmorski višini 50 - 55 km. Atmosferski tlak je približno 1/1000 tlaka morske gladine.

Mezosfera(iz grščine μεσο- - "sredina" in σφαῖρα - "krogla", "krogla") - plast ozračja na nadmorski višini od 40-50 do 80-90 km. Zanj je značilno povišanje temperature z nadmorsko višino; najvišja (približno +50 ° C) temperatura se nahaja na nadmorski višini približno 60 km, nato pa se temperatura začne zniževati na -70 ° ali -80 ° C. To znižanje temperature je povezano z močno absorpcijo sončnega sevanja (sevanja) z ozonom. Izraz je leta 1951 sprejela Geografska in geofizikalna zveza.

Plinska sestava mezosfere, tako kot sestava spodaj ležečih atmosferskih plasti, je stalna in vsebuje približno 80 % dušika in 20 % kisika.

Mezosfera je ločena od spodaj ležeče stratosfere s stratopavzo, od zgornje termosfere pa z mezopavzo. Mezopavza v bistvu sovpada s turbopavzo.

Meteorji začnejo žareti in v mezosferi praviloma popolnoma zgorejo.

V mezosferi se lahko pojavijo svetleči oblaki.

Za lete je mezosfera nekakšna "mrtva cona" - zrak je tukaj preveč redek, da bi podpiral letala ali balone (na višini 50 km je gostota zraka 1000-krat manjša kot na morski gladini), hkrati pa pregost za umetne lete satelitov v tako nizki orbiti. Neposredne študije mezosfere se izvajajo predvsem z uporabo suborbitalnih vremenskih raket; Na splošno je bila mezosfera manj raziskana kot druge plasti ozračja, zato so jo znanstveniki poimenovali »ignorosfera«.

Mezopavza

Mezopavza- plast ozračja, ki ločuje mezosfero in termosfero. Na Zemlji se nahaja na nadmorski višini 80-90 km. V mezopavzi je temperaturni minimum, ki je okoli –100 °C. Nižje (od nadmorske višine okoli 50 km) temperatura z višino pada, višje (do nadmorske višine okoli 400 km) pa spet narašča. Mezopavza sovpada s spodnjo mejo območja aktivne absorpcije rentgenskega in kratkovalovnega ultravijoličnega sevanja Sonca. Na tej višini opazimo svetleče oblake.

Mezopavza se ne pojavi le na Zemlji, ampak tudi na drugih planetih, ki imajo atmosfero.

Linija Karman- nadmorska višina, ki je običajno sprejeta kot meja med zemeljsko atmosfero in vesoljem.

Po definiciji Fédération Aéronautique Internationale (FAI) se Karmanova linija nahaja na nadmorski višini 100 km.

Višina je dobila ime po Theodoru von Karmanu, ameriškem znanstveniku madžarskega porekla. Bil je prvi, ki je ugotovil, da se na približno tej višini ozračje tako redči, da aeronavtika postane nemogoča, saj hitrost letala, potrebna za ustvarjanje zadostnega vzgona, postane večja od prve kozmične hitrosti, zato je za doseganje višjih višin potrebno uporabljati astronavtiko.

Zemljina atmosfera se nadaljuje preko Karmanove črte. Zunanji del zemeljske atmosfere, eksosfera, sega do nadmorske višine 10 tisoč km ali več; na tej višini je atmosfera sestavljena predvsem iz atomov vodika, ki lahko zapustijo atmosfero.

Doseganje Karmanove linije je bil prvi pogoj za prejem nagrade Ansari X, saj je to osnova za priznanje poleta kot vesoljskega.