1.Биосфера. Компоненты биосферы. Биосфе́ра (от др.-греч. βιος — жизнь и σφαῖρα — сфера, шар) — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.

Биосфера — взаимоотношение всего живого с косными предметами и абиотическим фактором . Биосфера начала формироваться не позднее, чем 3,8 млрд. лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Границы: в атмосфере –от поверхности Земли до высоты 18 км, в океане – до дна или до глубины 11км., и в литосфере – от нескольких метров до 4 км.

Структура Биосферы:^[2]:

1. Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4…3,6·10¹² т (в сухом весе) и составляет менее одной миллионной части всей биосферы (ок. 3·10¹⁸ т), которая, в свою очередь, представляет собой менее одной тысячной массы Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живые организмы не просто населяют земную кору, а преобразуют облик Земли. Живые организмы населяют земную поверхность очень неравномерно. Их распространение зависит от географической широты.

2. Биогенное вещество — вещество, создаваемое и перерабатываемое живым организмом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь большую часть атмосферы, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д.

3. Косное вещество — продукты, образующиеся без участия живых организмов.

4. Биокосное вещество - вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль.

5. Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.

6. Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.

7. Вещество космического происхождения.

2.Антропогенные факторы загрязнения. Формы разного рода загрязнений. Антропогенные факторы, т.е. результаты деятельности человека, приводящие к изменению среды обитания можно рассматривать на уровне региона, страны или глобальном уровне.

Антропогенное загрязнение атмосферы приводит к глобальному изменению.

Главные источники аэрозолей — промышленность строительных материалов, производство цемента, открытая добыча угля и руд, черная металлургия и другие отрасли. Общее количество аэрозолей антропогенного происхождения, поступающих в атмосферу в течение года составляет 60 млн. тонн. Это в несколько раз меньше объема загрязнений естественного происхождения (пыльные бури, вулканы).

Гораздо большую опасность представляют газообразные вещества, на долю которых приходится 80-90% всех антропогенных выбросов. Это соединения углерода, серы и азота. Соединения углерода, прежде всего углекислый газ сам по себе не ядовит, но с накоплением его связана опасность такого глобального процесса как «парниковый эффект». Кроме того выбрасывается угарный газ, в основном двигателями внутреннего сгорания.

Соединения азота представлены ядовитыми газами — окисью и перекисью азота. Они так же образуются при работе двигателей внутреннего сгорания, при работе теплоэлектростанций, при сжигании твердых отходов.

Наибольшую опасность представляет собой загрязнение атмосферы соединениями серы, и прежде всего сернистым газом. Соединения серы выбрасываются в атмосферу при сжигании угольного топлива, нефти и природного газа, а также при выплавке цветных металлов и производстве серной кислоты. Антропогенное загрязнение серой в два раза превосходит природное.

Эти отрицательные воздействия глобального масштаба усугубляются процессами опустынивания и вырубки лесов. Главный фактор опустынивания — это деятельность самого человека. Среди антропогенных причин — это избыточный выпас скота, вырубка лесов, чрезмерная и неправильная эксплуатация земель.

Формы разного рода загрязнений. 1. Химическое загрязнение атмосферы: а) Основные загрязняющие вещества б) Аэрозольное загрязнение в) Фотохимический туман (смог)

2. Химическое загрязнение природных вод: а) Неорганическое загрязнение б) Органическое загрязнение

3. Загрязнение Мирового океана: а) Нефть б) Пестициды в) СПАВ г) Канцерогены д) Тяжелые металлы е) Сброс отходов в море (дампинг) ж) Тепловое загрязнение

4. Загрязнение почвы а) Пестициды, как загрязняющий фактор б) Кислотные дожди

3. Техносфера. Ноосфера. Техносфера - это часть биосферы в прошлом, преобразованная человеком посредством прямого или косвенного воздействия технических средств с целью наибольшего соответствия своим материальным и социально-экономическим потребностям. Или Техносфера - это искусственная оболочка Земли, воплощающая человеческий труд, организованный научно-техническим разумом.

Ноосфе́ра (греч. νόος — «разум» и σφαῖρα — «шар») — сфера разума; сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческаядеятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается также терминами «антропосфера», «биосфера», «биотехносфера»)^[1].

Ноосфера — предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы. Согласно В. И. Вернадскому, «в биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе… Эта сила есть разум человека, устремленная и организованная воля его как существа общественного»^[

4. Атмосфера. Структура атмосферы. Атмосфе́ра (от. др.-греч. ἀτμός — пар и σφαῖρα — шар) — газовая оболочка (геосфера), окружающая планету Земля. Внутренняя её поверхность покрывает гидросферу и частично земную кору, внешняя граничит с околоземной частью космического пространства. Также существует определение атмосферы, как внешней геологической газовой оболочки Земли^{[источник не указан 319 дней]}.

Совокупность разделов физики и химии, изучающих атмосферу, принято называть физикой атмосферы. Атмосфера определяет погоду на поверхности Земли, изучением погоды занимается метеорология, а длительными вариациями климата — климатология.

Структура(снизу вверх): Тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера, экзосфера.

5.Роль и значение структурных единиц атмосферы.  Атмосфера  является  надежным  щитом,  спасающим  живые  организмы земли  от  губительных  ультрафиолетовых,  рентгеновских  и  космических  излучений, частично поглощая, частично рассеивая в верхних слоях все вредные излучения.     Велико значение атмосферы в распространении влаги в виду присутствия туманов и переноса дождевых облаков. В среде атмосферы хорошо распространяется звук. Не будь этого, на Земле царила бы мертвая тишина, была бы невозможна человеческая речь. 

Вертикальное распределение температуры в Тропосфера зависит от особенностей поглощения солнечного и земного излучений вТропосфера и от конвективной передачи тепла. Основной поглотитель излучения в атмосфере - водяной пар, содержание которого с высотой быстро убывает, в связи с чем должна убывать и температура воздуха. Это способствует возникновению конвекции, которая переносит нагретый воздух от земной поверхности в атмосферу, чем меняет вертикальное распределение температуры (см.Стратификация атмосферы). В результате в Тропосфера устанавливается средний вертикальный градиент температуры у, равный 0,6°С на 100 м; в нижней части Тропосфера у несколько меньше, а в верхней части больше. Температура воздуха на верхней границе Тропосфера в среднем за год около -55°С в полярных широтах и около -80°С у экватора, летом температура в верхней части Тропосфера всегда значительно ниже нуля. В отдельных случаях распределение температуры может существенно отличаться от среднего. В тех или иных слоях Тропосфера, особенно в нижней её части, часто возникают инверсии температуры, то есть температура с высотой возрастает.   Почти вся масса водяного пара атмосферы сосредоточена в Тропосфера, поэтому в ней возникают в основном все облака. ВТропосфера содержится также и основная масса атмосферных аэрозолей (пыли, дыма и др.), поступающих с земной поверхности. В нижней части Тропосфера (в пограничном слое, или слое трения) хорошо выражен суточный ход температуры и влажности воздуха, скорость ветра с высотой быстро возрастает, направление его приближается к направлению изобар. Над этим слоем скорость ветра чаще всего продолжает возрастать, а направление его меняется по-разному, в зависимости от распределения температуры в толщеТропосфера От пограничного слоя до тропопаузы скорость ветра возрастает примерно в 3 раза. В верхней Тропосфера, вблизи тропопаузы, наблюдаются очень сильные так называемые струйные течения. Нижний слой Тропосфера в несколько десятков мнепосредственно над земной поверхностью (приземный слой атмосферы) является средой обитания растений, животных и человека. Ветер здесь особенно ослаблен, а влажность повышена; над сушей вертикальные градиенты температуры в дневные часы очень велики, а ночью, наоборот, нередки приземные инверсии температуры.   Система воздушных течений в Тропосфера и нижней стратосфере называется общей циркуляцией атмосферы. Для Тропосферахарактерно всё время меняющееся горизонтальное расчленение на воздушные массы, различные по свойствам в зависимости от влияния широты и той подстилающей поверхности, над которой они формируются. На границах между воздушными массами - фронтах атмосферных, развиваются циклоны и антициклоны, определяющие перемещение воздушных масс и фронтов, а с ними и непериодического изменения погоды у земной поверхности и в вышележащих слоях. Таким образом, в Тропосфера, помимо общих квазизональных переносов воздуха (преимущественно с З. на В.), поддерживается междуширотный обмен воздуха, очень важный для условий погоды и климата.

Стратосфера (от лат. stratum - слой и греч. sphaira - шар), слой атмосферы между тропосферой и мезосферой (от 8-16 км до 45-55км), температура в Стратосфера в общем растет с высотой. Газовый состав воздуха в Стратосфера сходен с тропосферным, но вСтратосфера меньше водяного пара и больше озона (O₃). Наибольшая концентрация O₃ в слое от 20 до 30 км. Тепловой режимСтратосфера в основном определяется лучистым теплообменом, в меньшей степени - вертикальными движениями и горизонтальным переносом воздуха. В целом Стратосфера близка к лучистому равновесию, т. е. температура в ней определяется равенством энергии, поглощаемой и излучаемой молекулами H₂O, CO₂ и O₃. Нагревание воздуха Стратосфера вызывается главным образом поглощением ультрафиолетовой солнечной радиации озоном. Наоборот, длинноволновое излучение молекул H₂O и CO₂ приводит к охлаждению воздуха. Из-за этого в низких широтах, где повышено количество H₂O и CO₂, а O₃ меньше, Стратосфера холоднее, чем над высокими широтами. В умеренных и высоких широтах температура в нижней половине Стратосфера мало меняется с высотой, а выше - растет. Над экватором и тропиками во всей Стратосфера температура растет с высотой. На нижней границеСтратосфера температура меняется от -40 °С (-60 °С) в полярных и умеренных широтах до -70 °С (-80 °С) в тропиках. На верхней границе Стратосфера температура в среднем близка к 0 °Стратосфера В Стратосфера наблюдаются большие скорости ветра, а также струйные течения. Летом выше 20-25 км преобладающее направление ветра в Стратосфера меняется с западного на восточное. Зимой во всей Стратосфера дуют западные ветры. Максимальные скорости ветра наблюдаются у верхней границыСтратосфера (до 80-100 м/сек зимой и 60-80 м/сек летом). На высоте 20-30 км иногда образуются т. н. перламутровые облака, состоящие, по-видимому, из кристалликов льда или переохлажденных капель воды. Нижняя Стратосфера на высоте до 20-25 кмотличается повышенным содержанием аэрозольных частиц, в особенности сульфатных, заносимых сюда при вулканических извержениях. Они сохраняются здесь дольше, чем в тропосфере, вследствие малого турбулентного обмена и отсутствия вымывания осадками. Этот аэрозольный слой Стратосфера, увеличивая атмосферное альбедо, приводит к некоторому понижению температуры воздуха у земной поверхности, особенно сильному после больших взрывных извержений вулканов

6 Влияние метеорологических факторов на уровень загрязнения атмосферы

Основные параметры, определяющие распространение и рассеивание загрязняющих веществ в атмосфере, могут быть описаны качественно и полуколичественно. Такие данные позволяют сопоставить различные географические пункты или определить возможную частоту условий, при которых будет происходить быстрая или замедленная диффузия в атмосфере. Наиболее характерным свойством атмосферы является ее непрерывная изменчивость: температура, ветер и осадки широко варьируют в зависимости от широты местности, времени года и топографических условий. В меньшей мере изучены и описаны в литературе другие важные метеорологические параметры, влияющие на концентрацию атмосферных загрязнений, а именно турбулентная структура ветра, низкие уровни температуры воздуха и градиенты ветра. Эти параметры широко изменяются во времени и пространстве и представляют собой на деле почти единственные метеорологические факторы, которые человек может изменить существенным образом и то лишь локально.Основным параметром, определяющим распространение атмосферных загрязнителей, является ветер, его скорость и направление, которые в свою очередь взаимосвязаны с вертикальным и горизонтальным градиентами температуры воздуха в больших и малых масштабах. Основная закономерность заключается в том что чем больше скорость ветра, тем больше турбулентность и тем быстрее и полнее происходит рассеивание загрязнений в атмосфере. Турбулентность, или вихревое движение, представляет собой механизм, обеспечивающий эффективную диффузию в атмосфере. Поэтому изучение спектра распространения энергии в вихрях, проводящееся значительно более интенсивно в настоящее время , теснейшим образом связано с проблемой рассеивания атмосферных загрязнений. Общая турбулентность состоит в основном из двух компонентов - механической и термической турбулентности. Механическая турбулентность возникает при движении ветра над аэродинамически шероховатой поверхностью земли и пропорциональна степени этой шероховатости и скорости ветра. Термическая турбулентность возникает в результате нагревания земли солнцем и зависит от широты местности, величины излучающей поверхности, и стабильности атмосферы. Промышленные процессы, повышенное выделение тепла в городских районах и неровности поверхности, создаваемые зданиями, способствуют термической и механической турбулентности, усиливающей перемешивание воздушных масс и препятствующей образованию поверхностной инверсии. Благодаря этому основание инверсии, которое в условиях открытой местности располагалось бы на уровне земли, находится здесь над слоем интенсивного перемешивания обычно толщиной около 30-150 м. Эти условия могут свести на нет преимущества выброса загрязнений через высокие трубы, поскольку выпускаемые отходы будут концентрироваться в относительно ограниченном пространстве. Без одновременного изучения метеорологических условий нельзя сделать определенных выводов относительно влияния погоды на чистоту атмосферного воздуха. Так как с изменением условий погоды могут изменяться и концентрации атмосферных загрязнений, то и другие выводы становятся менее точными, если недостаточно хорошо известны метеорологические параметры, в связи с возможностью существенных микроклиматических различий как между разными районами, так и между отдельными пунктами одного и того же района объем требуемых метеорологических наблюдений в большой степени зависит от топографии местности, количества точек отбора проб, продолжительности и щели исследования.