Тема 25. Значение атмосферы и проблемы ее загрязнения.

Учебные вопросы

1. Понятие воздуха и атмосферы.

2. Воздействие атмосферы Земли на организм человека.

3. Понятие и типы климата. Климатические пояса Земли.

4. Экология атмосферы.

1. Понятие воздуха и атмосферы.

Воздух. Под атмосферным воздухом понимается: жизненно важный компонент окружающей среды, представляющий собой естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений (Закон от 4 мая 1999 г. № 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха»).

Химический состав воздуха. Воздух – естественная смесь газов (главным образом азота и кислорода – 98-99 % в сумме, а также углекислого газа, воды, водорода и пр.) образующая земную атмосферу.

Количество кислорода в воздухе. 23,15% содержания в воздухе кислорода (почти 1/5 часть его состава) легко проверяется химической реакцией.

Атмосфера. Атмосфера - это внешняя газовая оболочка Земли, которая начинается у ее поверхности и простирается в космическое пространство приблизительно на 3000 км.

Литосфера. В отличие от атмосферы литосфера (от греч. λίθος – камень и σφαίρα – шар, сфера) – твёрдая оболочка Земли. Состоит из земной коры и верхней части мантии, до астеносферы, где скорости сейсмических волн понижаются, свидетельствуя об изменении пластичности пород.

Метеорология и климатология. Атмосфера определяет погоду на поверхности Земли, изучением погоды занимается метеорология, а длительными вариациями климата – климатология.

Значение атмосферы в жизни планеты Земля. Наличие земной атмосферы: определяет общий тепловой режим поверхности планеты; защищает от вредного космического излучения; защищает от вредного ультрафиолетого излучения.

Общая защитная функция атмосферы. Воздушная оболочка Земли осуществляет защитные функции, главная из которых предотвращение жесткого космического излучения и попадания на планету метеоритов. Кроме этого, жизненную дозу солнечной энергии «отмеряет» атмосфера. Не будь ее, днем Солнце раскаляли бы земную поверхность до + 100 °С, а ночью до -100 °С выстуживал бы ее ледяной космос; 200-градусный перепад суточных температур намного превышает возможности к выживанию большинства живых организмов.

Значения процесса циркуляции атмосферы. Циркуляция атмосферы: Влияет на местный климат – влияет на режим рек – влияет на почвенно-растительный покров – влияет на процессы рельефообразования.

Экзогенные процессы в литосфере и их значение. Атмосфера влияет на экзогенные (обусловенные внешними факторами) процессы в литосфере: физичеси химическое кое выветривание, мерзлота, ледники, ветра и т.д.

Обеспечение чистоты воздуха законодательством РФ. Обеспечивается Законом от 4 мая 1999 г. № 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха».

Строение атмосферы Земли. В общем виде атмосфера Земли состоит из: Тропосферы; Тропопаузы; Стратосферы; Стратопаузы; Мезосферы; Мезопаузы; Термосферы.

Тропосфера. Тропосфера - нижний, наиболее изученный слой атмосферы, высотой в полярных областях: 8 - 10 км; в умеренных широтах до 10 -12 км; на экваторе 16- 18 км.

Турбулентность и конвекция тропосферы. Турбулентность - встреча воздушных масс разной температуры (а следовательно - плотности). При этом образуются многочисленные вихри различных размеров, их скорость, температура, давление, плотность изменяются хаотично и непредсказуемо. Конвекция - вертикальные перемещения воздуха с одних высот на другие, обусловленные тем, что воздух более тёплый и, следовательно, менее плотный, чем окружающая среда, перемещается вверх, а воздух более холодный и более плотный – вниз (архимедова сила).

Стратосфера. Стратосфера - слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км. Достигнув на высоте около 40 км значения около 273°К (почти 0 °C), температура остаётся постоянной до высоты около 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой.

Мезосфера. Мезосфера начинается на высоте 50 км и простирается до 80–90 км. Благодаря «лучистому теплообмену» наблюдаются эффекты свечения атмосферы. Мезопауза - переходный слой между мезосферой и термосферой. Т = около – 90 °C.

Линия Кармана. Линия Кармана - высота над уровнем моря, которая условно принимается в качестве границы между атмосферой Земли и космосом. Находится на высоте 100 км над уровнем моря

Граница атмосферы Земли. Принято считать, что граница атмосферы Земли и ионосферы находится на высоте 118 километров. Это показывает анализ параметров движения высокоэнергетических частиц, перемещающихся в атмосфере и ионосфере.

Ионосфера. Ионосфера – верхняя часть атмосферы Земли, состоящая из мезосферы, мезопаузы и термосферы, сильно ионизирующаяся вследствие облучения космическими лучами, идущими, в первую очередь, от Солнца.

Термосфера. Верхний предел – около 800 км. Температура достигает значений порядка 1500 К (191,6° C). Под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и космического излучения происходит ионизация воздуха («полярные сияния») – основные области ионосферы лежат внутри термосферы.