المحيط الجوي.

الصفحة 1

يتمتع المحيط الجوي بالقدرة على تنظيف نفسه ذاتيًا من الملوثات. يتم غسل الهباء الجوي من الغلاف الجوي عن طريق هطول الأمطار، وتستقر الأيونات تحت تأثير المجال الكهربائي للغلاف الجوي، وكذلك بسبب الجاذبية. خلال هذا الوقت، عند سرعة رياح تبلغ 2 م/ث، سيتم نقل الانبعاثات من الأنبوب مسافة 10 كم، وسوف تستقر الجسيمات ذات القطر الأصغر على مسافة أكبر. يتم تسهيل الترسيب عن طريق امتصاصها على سطح الجزيئات الأكبر حجمًا. في حالة عدم هطول الأمطار، تتساقط الهباء الجوي نتيجة ملامسة الطبقة السفلية من الهواء لسطح الأرض والأشياء الموجودة عليها. وهكذا تتم تنقية التيارات الهوائية الحاملة للتلوث عندما تلتقي بالغابات في طريقها. لا يتم ترسيب الجزيئات الصلبة على الأشجار فحسب، بل أيضًا المواد المتطايرة.  

إن محيط الهواء الذي يغلف الأرض يحمي سطحها من التأثيرات المباشرة للأشعة الكونية الأولية.  

يحتوي المحيط الجوي الآن على أكثر من 500 مليون طن من أول أكسيد الكربون. ثلثاها يتم إنشاؤها بواسطة النشاط الصناعي البشري. تم إطلاق أكثر من 200 مليون طن من أول أكسيد الكربون في هواء الكوكب بواسطة السيارات، والتي تبلغ سعتها الإجمالية في الاتحاد السوفييتي مرتين، وعلى مقياس الأرض أكبر بعشر مرات من قدرة جميع محطات الطاقة.  

إن محيط الهواء المحيط بجسمنا لا يتلامس مع أعضائنا الداخلية. لكن لا يمكن لأي خلية أن توجد إذا لم تتلق كمية كافية من الأكسجين ولم تتخلص من النفايات الأيضية. هذا هو السبب في أن الكائنات المعقدة متعددة الخلايا طورت في عملية التطور التطوري بيئة داخلية خاصة، إلى حد ما مسيجة من العالم الخارجي.  

حجم المحيط الجوي لكوكبنا هائل، وقد يبدو أن مئات الملايين من أطنان التلوث التي تدخل الغلاف الجوي سنويًا وتشكل أقل من واحد على عشرة آلاف من كتلة الغلاف الجوي ليست سوى قطرة في المحيط. ومع ذلك، هذا أبعد ما يكون عن الحقيقة، لأنه مع مرور الوقت تتراكم كمية ملوثات الهواء. يتم توزيع ملوثات الهواء بشكل غير متساو، وفي بعض الأماكن يكون تركيزها مرتفعا بالفعل بشكل غير مقبول. وأخيرا، حتى التركيزات الصغيرة جدا من بعض المواد تشكل خطورة.  

يتكون محيط الهواء المحيط بنا من جزيئات النيتروجين والأكسجين مع آثار من الأرجون وثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى. وتقصف هذه الجزيئات جميع الأجسام الموجودة على سطح الأرض باستمرار، وبالتالي فإن السطح المفتوح للزئبق في الوعاء الواسع للبارومتر يتعرض لضغط يدفع الزئبق إلى داخل الأنبوب إلى ارتفاع حوالي 760 ملم. ويصاحب التغيرات في الطقس تغيرات في الضغط الجوي، مما يؤدي إلى تغير في قراءات البارومتر. تحدث التغيرات في الضغط الجوي عادة قبل 12 إلى 24 ساعة من تغير الطقس، وهذا يجعل من الممكن التنبؤ بالطقس.  

الغلاف الجوي أو المحيط الجوي هو طبقة الغازات التي تتبع الحركة اليومية للأرض. ويمتد الغلاف الجوي من سطح الأرض إلى عدة آلاف من الكيلومترات. وتبلغ الكتلة الإجمالية للغلاف الجوي حوالي (5 – 6) 1015 طناً، أي حوالي واحد على المليون من كتلة الأرض. على الرغم من المدى العمودي الكبير نسبيًا للغلاف الجوي، فإن أكثر من نصف كتلته الإجمالية يتركز في طبقات أقل من 5 كيلومترات.  

وكما هو معروف، فإن محيط الهواء غير متجانس عموديًا. الجزء الأكثر عدوانية هو الطبقة القريبة من الأرض، حيث تتراكم الجزيئات الصغيرة ذات التكوين والأصل الأكثر تنوعًا.  

الغلاف الجوي، أو محيط الهواء، هو طبقة الغازات التي تتبع الحركة اليومية للأرض. ويمتد الغلاف الجوي من سطح الأرض لمسافة عدة آلاف من الكيلومترات. وتبلغ الكتلة الإجمالية للغلاف الجوي حوالي (5 – 6) 1015 طناً، أي حوالي واحد على المليون من كتلة الأرض. على الرغم من المدى الرأسي الكبير نسبيًا للغلاف الجوي، فإن أكثر من نصف كتلته الإجمالية يتركز في طبقات أقل من 5 كيلومترات.  

طائرة تحلق عاليا في محيط الهواء الأزرق.  

لقد أثبتت أن المحيط الهوائي الذي نعيش في قاعه مشبع بأجنة هذه الكائنات المجهرية، المستعدة دائمًا للتكاثر على بقايا المادة العتيقة لتؤدي دورها كمدمرات، وهو أمر بالنسبة لها مظهر من مظاهر الحياة. وإذا كانت قوانين التطور التي تحكم التغيرات في الأنسجة والسوائل في جسم الحيوانات لم تمنع تكاثر هذه المخلوقات (أو، بشكل أكثر دقة، لم تقيده ضمن الحدود المتوافقة مع الحياة الطبيعية والصحة)، فيمكننا أن نكون تطغى عليهم في أي لحظة تدفق لا يمكن وقفه. ولكن بمجرد أن تتلاشى الحياة، لا شيء يمكن أن يمنع أي جزء من كائن حي حيواني أو نباتي من أن يصبح غذاء لهذه الكائنات المجهرية. باختصار، بعد الموت، تتجلى الحياة في شكل جديد وبصفة جديدة. تبدأ جراثيم الكائنات الحية الدقيقة المنتشرة في كل مكان بالتطور، وتحت تأثيرها إما أن تتحول المادة العضوية إلى حالة غازية بسبب عمليات التخمر، أو يرتبط بها الأكسجين الجوي بكميات كبيرة ويسبب احتراقها التدريجي والكامل.  

نحن نعيش في قاع محيط من الهواء، وسمعنا مهيأ لإدراك الموجات الصوتية المنتشرة في الهواء.  

إن طاقة المحيط الخامس، كما يُطلق عليها غالبًا محيط الهواء، هائلة. ويقدر العلماء أن الرياح يمكن أن توفر طاقة أكثر بثلاثة آلاف مرة مما تتلقاه البشرية حاليا من الفحم المحترق في جميع أنحاء العالم. لذا، ربما نحتاج إلى إعادة النظر في موقفنا تجاه مصدر الطاقة هذا.  

تكمن إمكانات الطاقة الهائلة في محيط الهواء، في الطاقة الحركية للرياح. تشير التقديرات إلى أنه فقط في طبقة يبلغ ارتفاعها 90 مترًا من سطح الأرض فوق كامل أراضي الاتحاد السوفيتي، تبلغ طاقة الرياح 130 مليار كيلووات. في كل عام، يمكن الحصول على كيلومتر مربع واحد من سطح الأرض، بفضل طاقة الرياح، من 250 إلى 750 كيلووات من الطاقة، أو 219 إلى 657 كيلووات في الساعة من الكهرباء.  

(من جرين وأتموس - كرة وسفيرا - بيئة) - قذيفة غازية تحيط بالكرة الأرضية. كتلة الغلاف الجوي أقل بحوالي مليون مرة من كتلة الأرض.
الغاز الذي يشكل الغلاف الجوي يسمى الهواء. مثل أي غاز، يشغل الهواء كل المساحة الحرة، لذلك لا يوجد مكان على سطح الأرض لا يوجد فيه هواء. يتم احتجاز الهواء بالقرب من الأرض بواسطة الجاذبية. ومع زيادة الارتفاع، يصبح الهواء أرق. على ارتفاع 100 كم، يبقى أقل من مليون من الكتلة الإجمالية للغلاف الجوي، لكن الشفق القطبي، الذي يتم ملاحظته على ارتفاع 1000 كم، يشير إلى وجود الهواء هناك. وليس للغلاف الجوي حد أعلى، فهو ينتقل تدريجياً إلى الفضاء الخارجي.
الهواء عبارة عن خليط من الغازات. عند درجات الحرارة المرصودة على الأرض، تكون جميع مكونات الهواء في حالة غازية وتخضع لقانون الغازات المثالية. يوجد دائمًا بخار ماء في الهواء - وهو الطور الغازي للماء. عند درجات حرارة وضغوط مختلفة، يمكن لبخار الماء أن يتواجد في الغلاف الجوي إما في حالة سائلة (ماء) أو في حالة صلبة (جليد). يدخل الغلاف الجوي بشكل رئيسي من سطح المحيطات والغطاء النباتي بسبب النتح (من اللاتينية عبر - من خلال، من خلال وسبيرو - أنا أتنفس، أنا ازفر).
في الهواء الجوي، تكون نسبة الغازات ذات الأصل الطبيعي ثابتة. ينطبق هذا على الغازات الرئيسية - النيتروجين والأكسجين والأرجون، التي تشكل 99.95٪ من كتلة الغلاف الجوي، وعلى الشوائب الغازية الصغيرة - النيون والهيليوم والميثان والكريبتون والهيدروجين وغيرها، التي يبلغ محتواها عشرة آلاف من الألف، المليون والمليارات من المئة. وعلى العكس من ذلك فإن محتوى ثاني أكسيد الكربون (CO2 - ثاني أكسيد الكربون) والأوزون (03) يختلف باختلاف الموسم والموقع.
الكتلة الإجمالية لهذه الغازات صغيرة، لكنها تؤثر على النظام الحراري للغلاف الجوي وسطح الأرض. يتم استهلاك ثاني أكسيد الكربون بكثافة على اليابسة بواسطة النباتات، وفي المحيطات بواسطة الطحالب، التي تحوله من خلال عملية التمثيل الضوئي إلى مادة حية تعمل كغذاء لعالم الحيوان.

في عصر ما قبل الصناعة، لم يتغير تكوين الغاز في الغلاف الجوي لعدة مئات من السنين، ولكن مع بداية العصر الصناعي، أدى حرق الوقود الأحفوري - الفحم والنفط والغاز الطبيعي - إلى اضطراب في الغلاف الجوي. التوازن الطبيعي وزيادة ثاني أكسيد الكربون (جزء في المليون) في الغلاف الجوي: في عام 1890 - 295، في عام 1935 - 310، في عام 1962 - 320، في عام 1973 - 324، في عام 1991 - 330، في عام 1994 - 352. 1996 - 363. ثاني أكسيد الكربون سلبي كيميائيًا (يبلغ عمر جزيء ثاني أكسيد الكربون حوالي 4.5 سنوات)، لذا يمكن أن يبقى في الغلاف الجوي لفترة طويلة ويتراكم.
تطفو جزيئات صلبة وسائلة صغيرة تسمى الهباء الجوي معلقة في الغلاف الجوي. حجمها 0.001 - 5 ميكرون (ميكرومتر).
وينتج الهباء الجوي عن عمليات طبيعية مثل موجات الرياح فوق المحيطات، ورذاذ الرغوة، وتآكل الصخور والغبار الناتج عن الرياح، وحرائق الغابات والخث، والانفجارات البركانية.
بالإضافة إلى الهباء الجوي الطبيعي، يحتوي الغلاف الجوي على عدد كبير من الهباء الجوي ذي الأصل الصناعي. هذه هي الدخان الناتج عن المؤسسات الصناعية، وانبعاثات التهوية من الصناعات المختلفة (على سبيل المثال، مصانع الأسمنت)، والنقل، وما إلى ذلك. تركيز الهباء الجوي غير متساوٍ للغاية: في الغلاف الجوي بأكمله يوجد الهباء الجوي ذو الأصل الطبيعي عدة مرات أكثر من الإنسان المصنوعة منها، وفي المناطق الصناعية يكون الأمر على العكس من ذلك.

وباستثناء بخار الماء والهباء الجوي، فإن التركيب الغازي للهواء يكون ثابتًا حتى ارتفاع حوالي 100 كيلومتر. يرجع ثبات التركيبة إلى الخلط القوي للهواء عموديًا وأفقيًا.
ومع زيادة الارتفاع، تسود الغازات الأخف. بالإضافة إلى ذلك، تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية، تنقسم جزيئات الأكسجين وشوائب الغاز الصغيرة إلى ذرات. من ارتفاع 800 كم وما فوق، يسود الهيدروجين والهيليوم. بسبب الاصطدامات، تكتسب بعض الجزيئات والذرات سرعة هروب ثانية وتطير إلى الفضاء الخارجي.

عندما نغادر المنزل، نهتم دائمًا بما هو عليه الطقس اليوم. إذا كنا مشغولين بأفكارنا، ولم نلاحظ الطقس، فإنه يذكرنا بنفسه باستمرار. الطقس هو رفيقنا الأبدي، متقلب ومتقلب!

منذ العصور القديمة، حاول الناس شرح سبب تغير الطقس، وكيف تنشأ الأعاصير الرهيبة، والاستحمام، والعواصف الثلجية، وما هي القوى التي تخلقها؟ الجواب على هذه الأسئلة يقدمه علم الأرصاد الجوية - وهو العلم الذي يدرس الظواهر في الغلاف الجوي للكرة الأرضية (الغلاف الجوي). كلمة "الأرصاد الجوية" تأتي من الكلمات اليونانية "نيزك" - تطفو في الهواء و "شعارات" - كلمة، عقيدة.

خطورة الهواء المحيط

نحن نعيش في قاع محيط الهواء. الهواء من حولنا شفاف وخفيف جدًا لدرجة أنه حتى القرن السابع عشر، كان العلم يهيمن عليه الاعتقاد بانعدام الوزن.

في عام 1640، قرر دوق توسكانا في إيطاليا تركيب نافورة على شرفة قصره. لتزويد البحيرة بالمياه، تم بناء مضخة كبيرة لم يتم بناء مثلها من قبل. ولكن اتضح أن المضخة لم تعمل - حيث ارتفع مستوى المياه فيها إلى 10.3 متر فقط فوق مستوى الخزان.

لم يستطع أحد أن يشرح ما كان يحدث هنا حتى اقترح طالب جاليليو إي. توريتشيلي أن الماء في المضخة لا يرتفع تحت تأثير جاذبية الغلاف الجوي التي تضغط على سطح البحيرة. عمود من الماء ارتفاعه 10.3 m يوازن هذا الضغط تمامًا، وبالتالي لا يرتفع الماء إلى أعلى. أخذ توريتشيلي أنبوبًا زجاجيًا مغلقًا من أحد طرفيه والآخر مفتوحًا وملأه بالزئبق. ثم أغلق الحفرة بإصبعه، وقلب الأنبوب، وأنزل نهايته المفتوحة في وعاء مملوء بالزئبق. ولم يتدفق الزئبق من الأنبوب، بل انخفض قليلاً فقط.

ويتم إنشاء عمود الزئبق في الأنبوب على ارتفاع 760 ملم فوق سطح الزئبق الموجود في الوعاء. وزن عمود من الزئبق بمقطع عرضي قدره 1 مربع. سم يساوي 1.033 كجم، أي. يساوي تمامًا وزن عمود من الماء من نفس المقطع العرضي بارتفاع 10.3 مترًا، وبهذه القوة يضغط الغلاف الجوي على كل سنتيمتر مربع من أي سطح، بما في ذلك سطح جسمنا.

تتعرض كف يد الشخص البالغ لضغط جوي يبلغ حوالي 150 كجم، أي. يساوي وزن رجلين.

لذلك أنشأ Toricelli مقياسا - أول جهاز في العالم يقيس الضغط الجوي (من الكلمات اليونانية "Baros" - الثقل والوزن و "Metreo" - أقيس). لفترة طويلة، تم قياس الضغط الجوي بالملليمتر من ارتفاع عمود الزئبق. متوسط ​​الضغط عند مستوى سطح البحر 760 ملم. ولكن تبين أن مثل هذه الوحدة غير ملائمة للحسابات، والآن يتم التعبير عن الضغط الجوي بالميليبار. واحد مليبار يساوي تقريبًا القوة التي يضغط بها جسم يزن 1 جرام على سطح مساحته 1 متر مربع. سم، ويبلغ متوسط ​​الضغط الجوي 1013 مليبار. وباستخدام البارومتر، وجد أن الضغط الجوي يتغير طوال الوقت وليس هو نفسه في أماكن مختلفة. وقد وجد أن الضغط الجوي يتناقص مع زيادة الارتفاع، حيث يتناقص سمك طبقة الغلاف الجوي فوق البارومتر.

توزيع كتلة الغلاف الجوي حسب الطبقات

يُظهر البارومتر المرفوع إلى نفس الارتفاع من مستويات مختلفة تغيرًا مختلفًا في الضغط. بعد كل شيء، فإن الطبقات السفلية من الهواء تتعرض للضغط من كامل سماكة الغلاف الجوي، فهي مضغوطة للغاية والأكثر كثافة. كلما زاد ذلك، كلما كان الضغط أضعف وانخفضت كثافة الهواء.

لذلك، على سبيل المثال، عند مستوى 5.5 كم، يكون الضغط نصف الضغط عند مستوى سطح البحر، أي أن نصف الكتلة الإجمالية للغلاف الجوي تتركز في طبقة يبلغ سمكها 5.5 كم. لكن الطبقة التالية بنفس السماكة، الواقعة بين المستويين 5.5 و11 كيلومترا، تحتوي فقط على ربع كتلة الغلاف الجوي. في الأعلى، يتباطأ الانخفاض في الضغط مع الصعود بشكل أكبر. إذا ارتفعت إلى مستوى 22 كم، فإن الضغط هنا ليس صفراً، بل هو 1/25 من الضغط السطحي. فقط 1/25، أو 4%، من إجمالي كتلة الغلاف الجوي تبقى في الطبقات التي تغطيها. وحتى أعلى من ذلك، يمكن تتبع علامات جزيئات الهواء فوق سطح الأرض إلى ارتفاعات تزيد عن 1000 كيلومتر.

طبقات المحيط الجوي

لفترة طويلة، لم يتمكن الناس من الحكم على خصائص المحيط الجوي إلا من خلال الملاحظات من الأرض. لقد بدأ العلم يخترق أسراره حقًا عندما اخترعوا وسائل لرفع أدوات القياس إلى الطبقات العليا من الغلاف الجوي.

ومن تجربة صعود الجبال والصعود الأول للبالونات، أصبح من المعروف أن درجة حرارة الهواء تنخفض مع الارتفاع. ولهذا السبب، حتى في ذروة الصيف في البلدان الاستوائية الحارة، تُغطى قمم الجبال العالية بالثلوج الأبدية المتلألئة. وقد وجد أن درجة حرارة الهواء تنخفض بمعدل 5-6 درجات لكل كيلومتر من الصعود. وفي طبقات معينة من الجو وفي أيام معينة قد يكون هذا الانخفاض في درجة الحرارة أكبر أو أقل. في بعض الأحيان توجد طبقات تزداد فيها درجة الحرارة مع الارتفاع: وتسمى هذه الظاهرة بانعكاس أو دوران درجة الحرارة. لاحظنا أيضًا أنه نادرًا ما تنخفض درجة الحرارة إلى 10 درجات لكل كيلومتر واحد من الصعود ولا تتجاوز هذه القيمة أبدًا.

ولكن بعد ذلك بدأ الباحثون في اختراق أعلى وأعلى، وإطلاق البالونات - المجسات التي تم إرفاق أجهزة التسجيل بها. على ارتفاع معين، انفجرت البالونات، وتم إنزال الأدوات ذات التسجيلات بالمظلة. وبدأت بالونات السبر تخترق ارتفاعات تزيد عن 10-11 كم، ومن ثم اكتشف أن درجة الحرارة فوق هذا المستوى تتوقف عن الانخفاض مع الارتفاع. في البداية لم يصدقوا الأجهزة: قرروا أن الشمس تسخنها. ومع ذلك، كان علي أن أعترف أنه فوق 10-11 كم تبدأ بالفعل طبقة مختلفة تمامًا من الغلاف الجوي، حيث لا تنخفض درجة الحرارة مع الارتفاع، ولكنها تظل ثابتة.

أطلق العلماء على هذه الطبقة اسم الستراتوسفير، على عكس الطبقة السفلية - التروبوسفير.

حتى ارتفاع 11 كم، أي أن طبقة التروبوسفير تحتوي على 3/4 من إجمالي كتلة الغلاف الجوي. وهذا أيضًا هو المكان الذي تتشكل فيه كل الغيوم تقريبًا وحيث تتساقط الأمطار والثلوج. تتطور الظواهر التي نسميها الطقس في طبقة التروبوسفير.

مع مرور الوقت، تم تحسين الأدوات القديمة لدراسة الغلاف الجوي وظهرت أدوات جديدة. بدلا من البالونات، بدأ استخدام المسبار الراديوي - محطات الراديو الأوتوماتيكية التي ترتفع على البالونات، والتي تنقل القراءات من أدوات القياس إلى الأرض. اتضح أن سمك طبقة التروبوسفير يتغير طوال الوقت وليس هو نفسه في أماكن مختلفة من الكرة الأرضية. كلما قلت الحرارة القادمة من الشمس، كلما كانت طبقة التروبوسفير أكثر برودة، أصبحت أرق. وفي خطوط العرض المعتدلة لدينا، يتراوح سمك طبقة التروبوسفير من 8 إلى 13 كم، وينخفض ​​أحيانًا إلى 6 كم أو يزيد إلى 15 كم.

وفي القطبين الجنوبي والشمالي يبلغ سمكها في المتوسط ​​8 كم، وفوق خط الاستواء يصل إلى 17 كم. كلما كانت طبقة التروبوسفير أكثر سماكة، كلما كانت طبقة الستراتوسفير أكثر برودة: ففي طبقة التروبوسفير تنخفض درجة الحرارة مع الارتفاع. لذلك، فإن متوسط ​​\u200b\u200bدرجة الحرارة في طبقة الستراتوسفير فوق القطب الشمالي هو 45 درجة تحت الصفر، فوق خطوط العرض لدينا - 55 درجة تحت الصفر، فوق خط الاستواء - 80 درجة تحت الصفر. وهكذا، اتضح أنه فوق طبقة التروبوسفير السميكة الأكثر دفئًا تقع طبقة الستراتوسفير الأكثر برودة، وعلى العكس من ذلك، فوق طبقة التروبوسفير الرقيقة الباردة تقع طبقة الستراتوسفير الدافئة.

في البداية، بعد اكتشاف طبقة الستراتوسفير، كان من المفترض أنها تمتد إلى الحدود العليا للغلاف الجوي وتنتقل تدريجياً إلى الفضاء الخالي من الهواء. ثم ظهرت وسيلة جديدة لرصد الأرصاد الجوية - صاروخ بدأ يصل إلى ارتفاعات مئات الكيلومترات.

تم الحصول على بيانات مثيرة للاهتمام للغاية باستخدام الأقمار الصناعية. أظهرت كل هذه الملاحظات أن درجة الحرارة في طبقة الستراتوسفير تظل ثابتة مع ارتفاع يصل إلى 40 كم فقط. هذا هو المكان الذي تنتهي فيه طبقة الستراتوسفير. ويمتد فوق الميزوسفير إلى مستوى 80 كم، حيث تنخفض درجة الحرارة، وعند الحد العلوي للميزوسفير تنخفض إلى 90 درجة تحت الصفر. فوق 80 كيلومترا هو الغلاف الأيوني.

وتزداد درجة حرارة الغلاف الأيوني مع الارتفاع وتصل إلى قيم عالية جداً عند بعض المستويات قد تصل إلى مئات الدرجات. لكن هذا لا يعني أن الشخص الذي يصل إلى هناك سيشوى حياً: فكثافة الهواء هناك منخفضة للغاية بحيث يستحيل الشعور بالفرق مع الفضاء الخارجي الخالي من الهواء، والذي تبلغ درجة حرارته الصفر المطلق (ناقص 273 درجة مئوية). نشعر بالحرارة من خلال شدة جزيئات المادة التي تقصف سطح جسمنا. تمثل سرعة حركة الجزيئات الجوهر الفيزيائي لدرجة حرارة المادة؛ وهذه السرعة هي التي تزداد في طبقة الأيونوسفير إلى حدود كبيرة جدًا، والتي يمكن أن تتوافق مع درجات حرارة الهواء المرتفعة جدًا بالمعنى المعتاد للكلمة.

فوق 800 كيلومتر فوق الأرض، تنتهي طبقة الأيونوسفير وتبدأ منطقة التشتت. ومن هنا، تهرب جزيئات الهواء إلى الفضاء الخارجي، تاركة كوكبنا إلى الأبد. في هذه المنطقة، يكون الهواء مخلخلًا جدًا لدرجة أن الجسيم يمكنه الطيران لمئات الكيلومترات دون الاصطدام بآخر.

ولتخيل ذلك، يكفي أن نقول أنه على ارتفاع 100 كيلومتر من تصادم إلى آخر، يمكن لجسيم الهواء أن يطير مسافة 1-2 سم، بينما على سطح الأرض - لا يزيد عن مائة ألف سنتيمتر! وبحسب بعض العلامات، توجد جزيئات الغازات التي يتكون منها الهواء على ارتفاعات تتراوح بين 1500 و2000 كيلومتر. ويمكن اعتبار هذا المستوى الحد الأعلى للغلاف الجوي.

ما الذي يفسر التقسيم الطبقي للغلاف الجوي؟

لماذا ينقسم الغلاف الجوي إلى هذه الطبقات؟ ويفسر ذلك عدد من الأسباب. أولا، كثافة الهواء تقل مع الارتفاع. ثانيًا، أشعة الشمس، التي تحمل الحرارة، تخترق الغلاف الجوي دون عوائق تقريبًا، وتسخن سطح الأرض ومنه تنتشر الحرارة إلى الغلاف الجوي بأكمله. ثالثاً: لا يزال الغلاف الجوي يمتص جزءاً من الإشعاع الشمسي، وخاصة تدفق الجزيئات المتطايرة من الشمس، وبالتالي فإن الأجزاء العليا من الغلاف الجوي تتعرض لهذا الإشعاع، والأجزاء السفلية محمية منه. وأخيرًا، تنتشر الحرارة في الغلاف الجوي بطريقتين مختلفتين: عن طريق خلط الهواء، وعن طريق الإشعاع الحراري من جزيئاته. علاوة على ذلك، في الهواء الكثيف تسود الطريقة الأولى، وفي الهواء المتخلخل تسود الطريقة الثانية.

طبقة التروبوسفير على اتصال مباشر مع المدفأة - سطح الأرض. وتكون كثافة الهواء فيه أعظم ما يكون، وتتوزع الحرارة بشكل رئيسي عن طريق اختلاط الهواء وخفض وارتفاع جزيئاته. ومع ارتفاع الهواء، فإنه يدخل طبقات الضغط الجوي الأدنى ويتوسع. من الناحية النظرية، عندما يتمدد الهواء، تنخفض درجة حرارته بمقدار 10 درجات لكل كيلومتر واحد من الارتفاع. وعلى العكس من ذلك، عندما يهبط الهواء، ترتفع درجة حرارته بنفس المقدار: 10 درجات لكل كيلومتر واحد. هذا يعني أنه بالفعل من مثل هذه الارتفاعات والهبوط في الهواء في طبقة التروبوسفير، يجب أن تنخفض درجة الحرارة مع الارتفاع. لكن الجسيمات الأكثر دفئًا أخف من الجسيمات الباردة، فهي ترتفع كثيرًا، بينما تهبط الجسيمات الباردة إلى الأسفل. ولذلك يتبين أن درجة الحرارة في طبقة التروبوسفير تنخفض مع الارتفاع بمقدار 10 درجات لكل كيلومتر، وفي المتوسط ​​بمقدار 5-6 درجات.

وفي طبقة الستراتوسفير، حيث تكون كثافة الهواء منخفضة، لا تستطيع تدفقاته نقل الكثير من الحرارة. هنا، يتم نقل الحرارة عن طريق الإشعاع - الأشعة الحرارية غير المرئية. كل جسم يشع حرارة، وكلما ارتفعت درجة حرارته، كانت أقوى. نشعر بهذه الأشعة القادمة من جدار الموقد الساخن. إذا وضعت جسمًا ساخنًا وجسمًا باردًا أمام بعضهما البعض، فإن الجسم الساخن سوف يبرد، وسوف يسخن الجسم البارد حتى تتساوى درجتا حرارتهما. ويحدث نفس الشيء في طبقة الستراتوسفير، حيث تشع جميع الطبقات الحرارة إلى الأسفل وإلى الأعلى وبالتالي تحافظ على نفس درجة الحرارة. تخترق الجسيمات المشحونة كهربائيًا المندفعة من الشمس بسرعة هائلة طبقة الأيونوسفير، حيث يكون الهواء مخلخلًا للغاية، وتقصف جزيئات الهواء وتكهربها. وتبين أن الطبقة المكهربة قادرة على توصيل الكهرباء وتؤثر بشكل كبير على انتشار موجات الراديو القصيرة - فهي تعكسها وصولاً إلى الأرض. تنعكس موجات الراديو القصيرة بالتناوب من الغلاف الأيوني ومن سطح الأرض، وتنتقل حول العالم بأكمله - وهذا هو سر مداها الطويل المذهل.

في هذا الدرس سنتعرف على ماهية الغلاف الجوي ونتعرف على خصائصه وخصائصه. سنكتشف أيضًا كيفية تفاعله مع أجزاء أخرى من الكوكب.

الموضوع: الأرض

الدرس: المحيط الجوي للأرض

أَجواء- الغلاف الغازي لجرم سماوي متواجد بالقرب منه بفعل الجاذبية. يحدد الغلاف الجوي حالة الطقس على سطح الأرض، وتدرس الأرصاد الجوية الطقس، ويتعامل علم المناخ مع التغيرات المناخية طويلة المدى. نشأ الغلاف الجوي للأرض نتيجة إطلاق الغازات أثناء الانفجارات البركانية. ومع ظهور المحيطات والمحيط الحيوي، تشكلت بسبب تبادل الغازات مع الماء والنباتات والحيوانات ومنتجات تحللها في التربة والمستنقعات.

هواء- خليط طبيعي من الغازات التي تشكل الغلاف الجوي للأرض. الهواء ضروري للوجود الطبيعي للغالبية العظمى من الكائنات الحية الأرضية.

يتكون الغلاف الجوي للأرض حاليًا بشكل أساسي من غازات وشوائب مختلفة (الغبار وقطرات الماء وبلورات الجليد وأملاح البحر ومنتجات الاحتراق).

يكون تركيز الغازات التي يتكون منها الغلاف الجوي ثابتًا تقريبًا، باستثناء الماء وثاني أكسيد الكربون.

أرز. 1. تكوين الغلاف الجوي للأرض ()

يمكن أن يُطلق على الغلاف الجوي اسم محيط الهواء نظرًا لحجمه الهائل ودورانه وعملياته المشابهة للغلاف المائي.

تلوث الهواء عملية متغيرة. وتشارك العديد من الملوثات المختلفة. بمجرد إطلاق الملوثات في الهواء، فإنها تتفاعل مع بعضها البعض ومع البيئة، وتدخل في تفاعلات معقدة تعتمد على درجة الحرارة والرطوبة والظروف البيئية الأخرى. يمكن تقسيم الملوثات إلى مجموعتين:

الملوثات الأولية هي مواد تتشكل أثناء الأنشطة البشرية.

الملوثات الثانوية هي مواد تتكون نتيجة تفاعل الملوثات الأولية مع الغلاف الجوي. الهواء ملوث بالسيارات والمصانع.

أرز. 2. تلوث الهواء ()

ويبلغ سمك الغلاف الجوي حوالي 120 كيلومترا من سطح الأرض.

يتكون الغلاف الجوي من الهيكل التالي:

أرز. 3. هيكل الغلاف الجوي ()

كلما كنت أعلى من سطح الأرض، كلما انخفضت درجة الحرارة.

الغيوم- تراكمات قطرات الماء وبلورات الجليد العالقة في الجو. تتشكل الغيوم بشكل رئيسي في طبقة التروبوسفير.

هناك ثلاثة أنواع من السحب:

أرز. 4. السحب الرقيقة ()

أرز. 5. السحب الركامية ()

أرز. 6. السحب الطبقية ()

تساهم السحب الركامية والسحب الطبقية في هطول الأمطار.

وتشمل خصائص الغلاف الجوي: درجة الحرارة والضغط وسرعة الرياح.

طقس- هذه هي حالة الطبقة السفلى من الغلاف الجوي في مكان معين وفي وقت معين.

مناخ- نظام الطقس طويل الأمد. يتأثر تكوين المناخ بعدة أسباب، والتي تسمى عوامل تكوين المناخ: كمية الطاقة الشمسية، التضاريس، المحيط العالمي، الموقع الجغرافي، التيارات البحرية.

السمة الرئيسية للطقس هي درجة حرارة الهواء.

هناك دوران مستمر للهواء في الغلاف الجوي: الهواء البارد ينخفض ​​والهواء الساخن يرتفع. وهكذا تحدث حركة عمودية للهواء.

رياح- هذا تدفق هواء أفقي. خصائصه الرئيسية هي السرعة والاتجاه.

البرق هو تفريغ شرارة كهربائية عملاقة في الغلاف الجوي يمكن أن يحدث عادة أثناء عاصفة رعدية، مما يؤدي إلى وميض مشرق من الضوء يصاحبه الرعد. كما تم تسجيل البرق على كوكب الزهرة والمشتري وزحل وأورانوس وما إلى ذلك. ويصل التيار في تفريغ البرق إلى 10-100 ألف أمبير، ويصل الجهد إلى ملايين فولت (يصل أحيانًا إلى 50 مليون فولت)، ومع ذلك، يموت 47 فقط بعد ذلك. صاعقة 3٪ من الناس.

عاصفة- ظاهرة جوية تحدث فيها تفريغات كهربائية داخل السحب أو بين السحابة وسطح الأرض - البرق المصحوب بالرعد. عادة، تتشكل العواصف الرعدية في السحب الركامية القوية وترتبط بالأمطار الغزيرة والبرد والرياح القوية.

1. ميلتشاكوف إل.إ.، سكاتنيك إم.إن. التاريخ الطبيعي: كتاب مدرسي. لمدة 3.5 درجات متوسط مدرسة - الطبعة الثامنة. - م: التربية، 1992. - 240 ص: مريض.

2. بختشييفا أو.أ.، كليوتشنيكوفا ن.م.، بياتونينا إس.ك. وغيرها التاريخ الطبيعي 5. - م: الأدب التربوي.

3. إسكوف ك.يو. وغيرها التاريخ الطبيعي 5 / إد. فاخروشيفا أ. - م: بلاس.

1. ميلتشاكوف إل.إ.، سكاتنيك إم.إن. التاريخ الطبيعي: كتاب مدرسي. لمدة 3.5 درجات متوسط مدرسة - الطبعة الثامنة. - م: التربية، 1992. - ص. 173، المهام والسؤال. 1، 2، 5.

2. ما هي أنواع السحب الموجودة؟

3. ما هو الطقس والمناخ؟

4. * إعداد تقرير قصير عن عاصفة رعدية كبرى. ما الضرر الذي فعلته؟

المحيط الجوي. نشر. الغلاف الجوي، المجال الجوي. ف 2، 17. فوق المحيط. نشر. إلى أمريكا (وخاصة الولايات المتحدة الأمريكية). موكينكو 2003، 67. المحيط الخامس. نشر. 1. مثل محيط الهواء. 2. الفضاء، الفضاء الخارجي. موكينكو 2003، 67. في الخارج...

المحيط، آه، زوج. 1. الغطاء المائي الكامل للأرض المحيط بالقارات والجزر. العالم س. 2. مسطح مائي يحيط بقارة أو يقع بين القارات. جزيرة القطب الشمالي لودسكوي عنه. (ترجم: عن جماهير الناس). يا المعرفة (مترجم). … … قاموس أوزيجوف التوضيحي

- (اليونانية). مساحة شاسعة من المياه المالحة المرة تغطي معظم أنحاء العالم. 2) بحسب الأساطير اليونانية، إله البحار، الذي يغطي كل الأرض والمياه، زوج ثيتيس، وأب 3000 ابن من أبناء الينابيع ونفس العدد من بنات المحيطيات. قاموس…… قاموس الكلمات الأجنبية للغة الروسية

المحيط، المحيط، الزوج. (اليونانية okeanos، الاسم الصحيح الأصلي في الأساطير). 1. المسطحات المائية بين قارات سطح الأرض. المحيط الأطلسي. الطيران عبر المحيط. || كامل الغطاء المائي للأرض (جغرافيا). || البحر (شاعر). البحر لونه أزرق... قاموس أوشاكوف التوضيحي

أ؛ م [اليونانية كيانوس] 1. وحدات فقط كامل الجسم المائي على الأرض المحيط بالقارات والجزر. العالم س. / عن الفضاء المائي أو الجوي الشاسع. الهواء، الخامس س. (عن الغلاف الجوي للأرض). 2. أحد الأجزاء الأربعة لمثل هذا الفضاء: ... ... القاموس الموسوعي

إذا كنت تبحث عن أجهزة رائعة وليست حقيقية، فانظر حاملات الطائرات في الخيال "حاملة الطائرات الطائرة" TB 3 4AM 34FRN مع مقاتلات I 16 تحت الجناح حاملة الطائرات، حاملة الطائرات الطائرة، Aviamatka طائرة تحمل ... .. ويكيبيديا

محيط- أ؛ م (اليونانية Ōkeanós) انظر أيضا. أوكييان، محيطي، محيطي 1) أ) الوحدات فقط. كامل الجسم المائي على الأرض المحيط بالقارات والجزر. المحيط العالمي / ن. ب) تحويلة. عن … قاموس العديد من التعبيرات

نشر. 1. مثل محيط الهواء. 2. الفضاء، الفضاء الخارجي. موكينكو 2003، 67 ... قاموس كبير من الأمثال الروسية

- (الاسم اللاتيني Mare Atlanticum، واليوناني Atlantis يشير إلى المساحة الواقعة بين مضيق جبل طارق وجزر الكناري، ويسمى المحيط بأكمله Oceanus Occidentalis Western Ocean) رسم فيزيائي جغرافي. أ.س. الثانية في... ...

ثالث أكبر محيط على وجه الأرض (بعد المحيط الهادئ والمحيط الأطلسي). تقع معظمها في نصف الكرة الجنوبي، بين آسيا في الشمال، وأفريقيا في الغرب، وأستراليا في الشرق، والقارة القطبية الجنوبية في الجنوب، وتتصل في الجنوب الغربي بالمحيط الأطلسي، في الشرق والجنوب. الموسوعة السوفيتية الكبرى