Atmosfera ialah cangkang gas planet kita, yang berputar bersama Bumi. Gas di atmosfera dipanggil udara. Atmosfera bersentuhan dengan hidrosfera dan sebahagiannya meliputi litosfera. Tetapi had atas adalah sukar untuk ditentukan. Secara konvensional diterima bahawa atmosfera memanjang ke atas selama kira-kira tiga ribu kilometer. Di sana ia mengalir dengan lancar ke ruang tanpa udara.
Komposisi kimia atmosfera bumi
Pembentukan komposisi kimia atmosfera bermula kira-kira empat bilion tahun yang lalu. Pada mulanya, atmosfera hanya terdiri daripada gas ringan - helium dan hidrogen. Menurut saintis, prasyarat awal untuk penciptaan cangkang gas di sekeliling Bumi adalah letusan gunung berapi, yang, bersama dengan lava, mengeluarkan sejumlah besar gas. Selepas itu, pertukaran gas bermula dengan ruang air, dengan organisma hidup, dan dengan hasil aktiviti mereka. Komposisi udara secara beransur-ansur berubah dan diperbaiki dalam bentuk modennya beberapa juta tahun yang lalu.
Komponen utama atmosfera ialah nitrogen (kira-kira 79%) dan oksigen (20%). Peratusan selebihnya (1%) terdiri daripada gas berikut: argon, neon, helium, metana, karbon dioksida, hidrogen, kripton, xenon, ozon, ammonia, sulfur dan nitrogen dioksida, nitrous oksida dan karbon monoksida, yang termasuk dalam satu peratus ini.
Di samping itu, udara mengandungi wap air dan bahan zarahan (debunga, habuk, hablur garam, kekotoran aerosol).
Baru-baru ini, saintis telah menyatakan bukan kualitatif, tetapi perubahan kuantitatif dalam beberapa bahan udara. Dan sebab untuk ini adalah manusia dan aktivitinya. Dalam 100 tahun lepas sahaja, paras karbon dioksida telah meningkat dengan ketara! Ini penuh dengan banyak masalah, yang paling global ialah perubahan iklim.
Pembentukan cuaca dan iklim
Atmosfera memainkan peranan penting dalam membentuk iklim dan cuaca di Bumi. Banyak bergantung pada jumlah cahaya matahari, sifat permukaan dasar dan peredaran atmosfera.
Mari kita lihat faktor-faktor dalam susunan.
1. Atmosfera menghantar haba sinaran matahari dan menyerap sinaran berbahaya. Orang Yunani purba tahu bahawa sinaran Matahari jatuh pada bahagian yang berlainan di Bumi pada sudut yang berbeza. Perkataan "iklim" itu sendiri diterjemahkan daripada bahasa Yunani kuno bermaksud "cerun". Jadi, di khatulistiwa, sinaran matahari jatuh hampir menegak, itulah sebabnya di sini sangat panas. Semakin dekat dengan kutub, semakin besar sudut kecondongan. Dan suhu turun.
2. Disebabkan oleh pemanasan Bumi yang tidak sekata, arus udara terbentuk di atmosfera. Mereka dikelaskan mengikut saiz mereka. Yang terkecil (berpuluh dan ratusan meter) ialah angin tempatan. Ini diikuti oleh monsun dan angin perdagangan, siklon dan antisiklon, dan zon hadapan planet.
Semua jisim udara ini sentiasa bergerak. Sebahagian daripada mereka agak statik. Contohnya, angin perdagangan yang bertiup dari subtropika ke arah khatulistiwa. Pergerakan orang lain bergantung pada tekanan atmosfera.
3. Tekanan atmosfera adalah faktor lain yang mempengaruhi pembentukan iklim. Ini adalah tekanan udara di permukaan bumi. Seperti yang diketahui, jisim udara bergerak dari kawasan yang mempunyai tekanan atmosfera tinggi ke arah kawasan yang tekanan ini lebih rendah.
Sebanyak 7 zon diperuntukkan. Khatulistiwa ialah zon tekanan rendah. Selanjutnya, di kedua-dua belah khatulistiwa hingga lintang tiga puluhan terdapat kawasan tekanan tinggi. Dari 30° hingga 60° - tekanan rendah sekali lagi. Dan dari 60° ke kutub adalah zon tekanan tinggi. Jisim udara beredar di antara zon ini. Yang datang dari laut ke darat membawa hujan dan cuaca buruk, dan yang bertiup dari benua membawa cuaca cerah dan kering. Di tempat di mana arus udara bertembung, zon hadapan atmosfera terbentuk, yang dicirikan oleh hujan dan cuaca buruk, berangin.
Para saintis telah membuktikan bahawa walaupun kesejahteraan seseorang bergantung pada tekanan atmosfera. Menurut piawaian antarabangsa, tekanan atmosfera normal ialah 760 mm Hg. lajur pada suhu 0°C. Penunjuk ini dikira untuk kawasan tanah yang hampir paras dengan paras laut. Dengan ketinggian tekanan berkurangan. Oleh itu, sebagai contoh, untuk St Petersburg 760 mm Hg. - ini adalah norma. Tetapi untuk Moscow, yang terletak lebih tinggi, tekanan normal ialah 748 mm Hg.
Tekanan berubah bukan sahaja secara menegak, tetapi juga secara mendatar. Ini amat dirasai semasa berlalunya taufan.
Struktur atmosfera
Suasana seperti kek lapis. Dan setiap lapisan mempunyai ciri tersendiri.
. Troposfera- lapisan yang paling hampir dengan Bumi. "Ketebalan" lapisan ini berubah mengikut jarak dari khatulistiwa. Di atas khatulistiwa, lapisan memanjang ke atas sebanyak 16-18 km, di zon sederhana sebanyak 10-12 km, di kutub sebanyak 8-10 km.
Di sinilah 80% daripada jumlah jisim udara dan 90% wap air terkandung. Awan terbentuk di sini, siklon dan antisiklon timbul. Suhu udara bergantung pada ketinggian kawasan. Secara purata, ia berkurangan sebanyak 0.65° C untuk setiap 100 meter.
. Tropopause- lapisan peralihan atmosfera. Ketinggiannya berkisar antara beberapa ratus meter hingga 1-2 km. Suhu udara pada musim panas lebih tinggi daripada musim sejuk. Sebagai contoh, di atas kutub pada musim sejuk ia adalah -65° C. Dan di atas khatulistiwa ia adalah -70° C pada bila-bila masa sepanjang tahun.
. Stratosfera- ini adalah lapisan yang sempadan atasnya terletak pada ketinggian 50-55 kilometer. Turbulensi di sini adalah rendah, kandungan wap air di udara boleh diabaikan. Tetapi terdapat banyak ozon. Kepekatan maksimumnya adalah pada ketinggian 20-25 km. Di stratosfera, suhu udara mula meningkat dan mencapai +0.8° C. Ini disebabkan oleh fakta bahawa lapisan ozon berinteraksi dengan sinaran ultraungu.
. Stratopause- lapisan perantaraan rendah antara stratosfera dan mesosfera yang mengikutinya.
. Mesosfera- sempadan atas lapisan ini ialah 80-85 kilometer. Proses fotokimia kompleks yang melibatkan radikal bebas berlaku di sini. Merekalah yang memberikan cahaya biru lembut planet kita, yang dilihat dari angkasa.
Kebanyakan komet dan meteorit terbakar di mesosfera.
. Mesopause- lapisan perantaraan seterusnya, suhu udara di dalamnya sekurang-kurangnya -90°.
. Termosfera- sempadan bawah bermula pada ketinggian 80 - 90 km, dan sempadan atas lapisan berjalan kira-kira pada 800 km. Suhu udara semakin meningkat. Ia boleh berbeza dari +500° C hingga +1000° C. Pada siang hari, turun naik suhu berjumlah ratusan darjah! Tetapi udara di sini sangat jarang sehingga memahami istilah "suhu" seperti yang kita bayangkan ia tidak sesuai di sini.
. Ionosfera- menggabungkan mesosfera, mesopause dan termosfera. Udara di sini terdiri terutamanya daripada molekul oksigen dan nitrogen, serta plasma separa neutral. Sinaran matahari yang memasuki ionosfera sangat mengionkan molekul udara. Di lapisan bawah (sehingga 90 km) tahap pengionan adalah rendah. Semakin tinggi, semakin besar pengionan. Jadi, pada ketinggian 100-110 km, elektron tertumpu. Ini membantu memantulkan gelombang radio pendek dan sederhana.
Lapisan ionosfera yang paling penting ialah lapisan atas, yang terletak pada ketinggian 150-400 km. Keanehannya ialah ia memantulkan gelombang radio, dan ini memudahkan penghantaran isyarat radio pada jarak yang jauh.
Di dalam ionosfera fenomena seperti aurora berlaku.
. Eksosfera- terdiri daripada atom oksigen, helium dan hidrogen. Gas dalam lapisan ini sangat jarang dan atom hidrogen sering terlepas ke angkasa lepas. Oleh itu, lapisan ini dipanggil "zon penyebaran".
Saintis pertama yang mencadangkan bahawa atmosfera kita mempunyai berat ialah E. Torricelli Itali. Ostap Bender, sebagai contoh, dalam novelnya "The Golden Calf" mengeluh bahawa setiap orang ditekan oleh lajur udara seberat 14 kg! Tetapi perancang hebat itu sedikit tersilap. Seorang dewasa mengalami tekanan 13-15 tan! Tetapi kita tidak merasakan berat ini, kerana tekanan atmosfera diimbangi oleh tekanan dalaman seseorang. Berat atmosfera kita ialah 5,300,000,000,000,000 tan. Angka itu sangat besar, walaupun ia hanya satu juta daripada berat planet kita.
Sampul gas yang mengelilingi planet Bumi kita, yang dikenali sebagai atmosfera, terdiri daripada lima lapisan utama. Lapisan ini berasal dari permukaan planet, dari paras laut (kadang-kadang di bawah) dan naik ke angkasa lepas dalam urutan berikut:
- Troposfera;
- Stratosfera;
- Mesosfera;
- Termosfera;
- Eksosfera.
Gambar rajah lapisan utama atmosfera Bumi
Di antara setiap lima lapisan utama ini terdapat zon peralihan yang dipanggil "jeda" di mana perubahan suhu udara, komposisi dan ketumpatan berlaku. Bersama-sama dengan jeda, atmosfera Bumi merangkumi sejumlah 9 lapisan.
Troposfera: tempat cuaca berlaku
Daripada semua lapisan atmosfera, troposfera adalah lapisan yang paling kita kenali (sama ada anda sedar atau tidak), kerana kita tinggal di bahagian bawahnya - permukaan planet. Ia menyelubungi permukaan Bumi dan memanjang ke atas selama beberapa kilometer. Perkataan troposfera bermaksud "perubahan dunia." Nama yang sangat sesuai, kerana lapisan ini adalah tempat cuaca harian kita berlaku.
Bermula dari permukaan planet, troposfera naik ke ketinggian 6 hingga 20 km. Pertiga bahagian bawah lapisan, paling hampir dengan kita, mengandungi 50% daripada semua gas atmosfera. Ini adalah satu-satunya bahagian dari seluruh atmosfera yang bernafas. Disebabkan fakta bahawa udara dipanaskan dari bawah oleh permukaan bumi, yang menyerap tenaga haba Matahari, suhu dan tekanan troposfera berkurangan dengan peningkatan ketinggian.
Di bahagian atas terdapat lapisan nipis yang dipanggil tropopause, yang hanya penampan antara troposfera dan stratosfera.
Stratosfera: rumah ozon
Stratosfera ialah lapisan atmosfera seterusnya. Ia memanjang dari 6-20 km hingga 50 km di atas permukaan bumi. Ini adalah lapisan di mana kebanyakan pesawat komersial terbang dan belon udara panas bergerak.
Di sini udara tidak mengalir naik dan turun, tetapi bergerak selari dengan permukaan dalam arus udara yang sangat laju. Apabila anda meningkat, suhu meningkat, terima kasih kepada banyaknya ozon semulajadi (O3), hasil sampingan sinaran suria dan oksigen, yang mempunyai keupayaan untuk menyerap sinaran ultraungu berbahaya matahari (sebarang peningkatan suhu dengan ketinggian dalam meteorologi diketahui sebagai "penyongsangan") ).
Oleh kerana stratosfera mempunyai suhu yang lebih panas di bahagian bawah dan suhu yang lebih sejuk di bahagian atas, perolakan (pergerakan menegak jisim udara) jarang berlaku di bahagian atmosfera ini. Malah, anda boleh melihat ribut yang mengamuk di troposfera dari stratosfera kerana lapisan itu bertindak sebagai penutup perolakan yang menghalang awan ribut daripada menembusi.
Selepas stratosfera terdapat lagi lapisan penampan, kali ini dipanggil stratopause.
Mesosfera: suasana tengah
Mesosfera terletak kira-kira 50-80 km dari permukaan bumi. Mesosfera atas adalah tempat semula jadi yang paling sejuk di Bumi, di mana suhu boleh turun di bawah -143°C.
Termosfera: atmosfera atas
Selepas mesosfera dan mesopause muncul termosfera, terletak antara 80 dan 700 km di atas permukaan planet, dan mengandungi kurang daripada 0.01% daripada jumlah udara dalam sampul atmosfera. Suhu di sini mencecah sehingga +2000° C, tetapi disebabkan oleh penipisan udara yang melampau dan kekurangan molekul gas untuk memindahkan haba, suhu tinggi ini dianggap sebagai sangat sejuk.
Eksosfera: sempadan antara atmosfera dan ruang
Pada ketinggian kira-kira 700-10,000 km di atas permukaan bumi adalah eksosfera - pinggir luar atmosfera, bersempadan dengan ruang. Di sini satelit cuaca mengorbit Bumi.
Bagaimana pula dengan ionosfera?
Ionosfera bukanlah lapisan yang berasingan, tetapi sebenarnya istilah ini digunakan untuk merujuk kepada atmosfera antara 60 dan 1000 km ketinggian. Ia termasuk bahagian paling atas mesosfera, seluruh termosfera dan sebahagian daripada eksosfera. Ionosfera mendapat namanya kerana di bahagian atmosfera ini sinaran daripada Matahari terion apabila ia melalui medan magnet Bumi pada dan. Fenomena ini diperhatikan dari tanah sebagai cahaya utara.
Atmosfera adalah salah satu komponen terpenting planet kita. Dialah yang "melindungi" orang dari keadaan angkasa lepas yang keras, seperti sinaran suria dan serpihan angkasa. Walau bagaimanapun, banyak fakta tentang suasana tidak diketahui oleh kebanyakan orang.
Warna sebenar langit
Walaupun sukar untuk dipercayai, langit sebenarnya berwarna ungu. Apabila cahaya memasuki atmosfera, zarah udara dan air menyerap cahaya, menyerakkannya. Pada masa yang sama, warna ungu paling banyak berselerak, itulah sebabnya orang melihat langit biru.
Unsur eksklusif dalam atmosfera Bumi
Seperti yang ramai ingat dari sekolah, atmosfera Bumi terdiri daripada kira-kira 78% nitrogen, 21% oksigen dan sejumlah kecil argon, karbon dioksida dan gas lain. Tetapi beberapa orang tahu bahawa atmosfera kita adalah satu-satunya setakat ini yang ditemui oleh saintis (selain komet 67P) yang mempunyai oksigen bebas. Kerana oksigen adalah gas yang sangat reaktif, ia sering bertindak balas dengan bahan kimia lain di angkasa. Bentuknya yang tulen di Bumi menjadikan planet ini boleh didiami.
Jalur putih di langit
Pasti, sesetengah orang kadang-kadang tertanya-tanya mengapa jalur putih kekal di langit di belakang pesawat jet. Laluan putih ini, dikenali sebagai contrails, terbentuk apabila gas ekzos panas dan lembap daripada enjin pesawat bercampur dengan udara luar yang lebih sejuk. Wap air dari ekzos membeku dan kelihatan.
Lapisan utama atmosfera
Atmosfera Bumi terdiri daripada lima lapisan utama, yang membolehkan kehidupan di planet ini mungkin. Yang pertama, troposfera, memanjang dari paras laut ke ketinggian kira-kira 17 km di khatulistiwa. Kebanyakan kejadian cuaca berlaku di sini.
Lapisan ozon
Lapisan atmosfera seterusnya, stratosfera, mencapai ketinggian kira-kira 50 km di khatulistiwa. Ia mengandungi lapisan ozon, yang melindungi manusia daripada sinaran ultraungu yang berbahaya. Walaupun lapisan ini berada di atas troposfera, ia sebenarnya mungkin lebih panas kerana tenaga yang diserap daripada sinaran matahari. Kebanyakan pesawat jet dan belon cuaca terbang di stratosfera. Kapal terbang boleh terbang lebih pantas di dalamnya kerana ia kurang dipengaruhi oleh graviti dan geseran. Belon cuaca boleh memberikan gambaran yang lebih baik tentang ribut, kebanyakannya berlaku lebih rendah di troposfera.
Mesosfera
Mesosfera ialah lapisan tengah, memanjang hingga ketinggian 85 km di atas permukaan planet. Suhunya berlegar sekitar -120 °C. Kebanyakan meteor yang memasuki atmosfera Bumi terbakar di mesosfera. Dua lapisan terakhir yang memanjang ke angkasa ialah termosfera dan eksosfera.
Hilangnya suasana
Bumi kemungkinan besar kehilangan atmosferanya beberapa kali. Apabila planet itu diliputi lautan magma, objek antara bintang yang besar terhempas ke dalamnya. Kesan ini, yang juga membentuk Bulan, mungkin telah membentuk atmosfera planet buat kali pertama.
Jika tiada gas atmosfera...
Tanpa pelbagai gas di atmosfera, Bumi akan menjadi terlalu sejuk untuk kewujudan manusia. Wap air, karbon dioksida dan gas atmosfera lain menyerap haba daripada matahari dan "mengedarkannya" ke seluruh permukaan planet, membantu mewujudkan iklim yang boleh didiami.
Pembentukan lapisan ozon
Lapisan ozon yang terkenal (dan penting) dicipta apabila atom oksigen bertindak balas dengan cahaya ultraviolet dari matahari untuk membentuk ozon. Ia adalah ozon yang menyerap kebanyakan sinaran berbahaya dari matahari. Walaupun kepentingannya, lapisan ozon terbentuk agak baru-baru ini selepas kehidupan yang mencukupi timbul di lautan untuk melepaskan ke atmosfera jumlah oksigen yang diperlukan untuk mencipta kepekatan minimum ozon.
Ionosfera
Ionosfera dipanggil sedemikian kerana zarah tenaga tinggi dari angkasa dan matahari membantu membentuk ion, mewujudkan "lapisan elektrik" di sekeliling planet ini. Apabila tiada satelit, lapisan ini membantu memantulkan gelombang radio.
Hujan asid
Hujan asid, yang memusnahkan seluruh hutan dan memusnahkan ekosistem akuatik, terbentuk di atmosfera apabila zarah sulfur dioksida atau nitrogen oksida bercampur dengan wap air dan jatuh ke tanah sebagai hujan. Sebatian kimia ini juga terdapat dalam alam semula jadi: sulfur dioksida dihasilkan semasa letusan gunung berapi, dan nitrogen oksida dihasilkan semasa sambaran petir.
Kuasa kilat
Kilat sangat kuat sehinggakan hanya satu bolt boleh memanaskan udara di sekeliling sehingga 30,000°C. Pemanasan pantas menyebabkan pengembangan letupan udara berhampiran, yang kedengaran sebagai gelombang bunyi yang dipanggil guruh.
Lampu Kutub
Aurora Borealis dan Aurora Australis (aurora utara dan selatan) disebabkan oleh tindak balas ion yang berlaku di peringkat keempat atmosfera, termosfera. Apabila zarah bercas tinggi daripada angin suria berlanggar dengan molekul udara di atas kutub magnet planet, ia bercahaya dan mencipta pertunjukan cahaya yang mempesonakan.
Matahari terbenam
Matahari terbenam selalunya kelihatan seperti langit terbakar apabila zarah atmosfera kecil menyerakkan cahaya, memantulkannya dalam warna oren dan kuning. Prinsip yang sama mendasari pembentukan pelangi.
Penduduk atmosfera atas
Pada tahun 2013, saintis mendapati bahawa mikrob kecil boleh bertahan beberapa kilometer di atas permukaan Bumi. Pada ketinggian 8-15 km di atas planet, mikrob ditemui yang memusnahkan bahan kimia organik dan terapung di atmosfera, "memakan" mereka.
Atmosfera Bumi adalah sampul gas planet kita, memanjang sehingga beribu-ribu kilometer di atas permukaan planet. Ia dicirikan oleh dinamisme yang tinggi, heterogeniti fizikal dan terdedah kepada faktor biologi. Sepanjang berbilion tahun sejarah atmosfera Bumi, makhluk hidup yang paling kuat mengubah komposisinya.
Atmosfera adalah kubah pelindung kita daripada semua jenis ancaman dari angkasa. Ia membakar kebanyakan meteorit yang jatuh di planet ini, dan lapisan ozonnya berfungsi sebagai penapis terhadap sinaran ultraungu dari Matahari, tenaga yang membawa maut kepada makhluk hidup. Di samping itu, ia adalah atmosfera yang mengekalkan suhu yang selesa di permukaan Bumi - jika bukan kerana kesan rumah hijau, yang dicapai melalui pantulan berulang sinar matahari dari awan, Bumi akan secara purata 20-30 darjah lebih sejuk. Peredaran air di atmosfera dan pergerakan jisim udara bukan sahaja mengimbangi suhu dan kelembapan, tetapi juga mewujudkan kepelbagaian bentuk landskap dan mineral bumi - kekayaan seperti itu tidak boleh didapati di tempat lain dalam sistem suria.
Jisim atmosfera ialah 5.2×1018 kilogram. Walaupun cengkerang gas menjangkau beribu-ribu kilometer dari Bumi, hanya mereka yang berputar mengelilingi paksi pada kelajuan yang sama dengan kelajuan putaran planet dianggap atmosferanya. Oleh itu, ketinggian atmosfera Bumi adalah kira-kira 1000 kilometer, dengan lancar beralih ke angkasa lepas di lapisan atas, eksosfera (dari bahasa Yunani "sfera luar").
Walaupun udara kelihatan homogen, ia adalah campuran pelbagai gas. Jika kita mengambil hanya mereka yang menduduki sekurang-kurangnya seperseribu daripada isipadu atmosfera, sudah ada 12 daripadanya.Jika kita melihat gambaran keseluruhan, maka keseluruhan jadual berkala berada di udara pada masa yang sama!
Walau bagaimanapun, Bumi tidak berjaya mencapai kepelbagaian tersebut dengan segera. Hanya terima kasih kepada kebetulan unik unsur-unsur kimia dan kehadiran kehidupan bahawa atmosfera Bumi menjadi begitu kompleks. Planet kita telah mengekalkan kesan geologi proses ini, membolehkan kita melihat ke belakang berbilion tahun.
Gas pertama yang menyelubungi Bumi muda 4.3 bilion tahun dahulu ialah hidrogen dan helium, juzuk asas atmosfera gergasi gas seperti Musytari. Ini adalah bahan yang paling asas - mereka terdiri daripada sisa-sisa nebula yang melahirkan Matahari dan planet-planet di sekelilingnya, dan mereka menetap dengan banyaknya di sekitar pusat graviti planet-planet. Kepekatan mereka tidak begitu tinggi, dan jisim atomnya yang rendah membolehkan mereka melarikan diri ke angkasa, yang masih mereka lakukan hari ini. Hari ini, jumlah graviti tentu mereka ialah 0.00052% daripada jumlah jisim atmosfera Bumi (0.00002% hidrogen dan 0.0005% helium), yang sangat kecil.
Walau bagaimanapun, di dalam Bumi itu sendiri terdapat banyak bahan yang cuba melarikan diri dari perut panas. Sejumlah besar gas dibebaskan dari gunung berapi - terutamanya ammonia, metana dan karbon dioksida, serta sulfur. Ammonia dan metana kemudiannya terurai menjadi nitrogen, yang kini menduduki bahagian terbesar jisim atmosfera Bumi - 78%.
Tetapi revolusi sebenar dalam komposisi atmosfera Bumi berlaku dengan kedatangan oksigen. Ia juga muncul secara semula jadi - mantel panas planet muda itu secara aktif menyingkirkan gas yang terperangkap di bawah kerak bumi. Di samping itu, wap air yang dikeluarkan oleh gunung berapi terbahagi kepada hidrogen dan oksigen di bawah pengaruh sinaran ultraungu suria.
Walau bagaimanapun, oksigen sedemikian tidak dapat bertahan lama di atmosfera. Ia bertindak balas dengan karbon monoksida, besi bebas, sulfur dan banyak unsur lain di permukaan planet - dan suhu tinggi serta sinaran suria memangkinkan proses kimia. Keadaan ini diubah hanya dengan penampilan organisma hidup.
Pertama, mereka mula melepaskan begitu banyak oksigen sehingga ia bukan sahaja mengoksidakan semua bahan di permukaan, tetapi juga mula terkumpul - selama beberapa bilion tahun, jumlahnya meningkat dari sifar hingga 21% daripada jumlah jisim atmosfera.
Kedua, organisma hidup secara aktif menggunakan karbon atmosfera untuk membina rangka mereka sendiri. Hasil daripada aktiviti mereka, kerak bumi telah diisi semula dengan seluruh lapisan geologi bahan organik dan fosil, dan karbon dioksida menjadi lebih kurang
Dan akhirnya, oksigen berlebihan membentuk lapisan ozon, yang mula melindungi organisma hidup daripada sinaran ultraungu. Kehidupan mula berkembang dengan lebih aktif dan memperoleh bentuk baharu yang lebih kompleks - makhluk yang sangat teratur mula muncul di kalangan bakteria dan alga. Hari ini, ozon hanya mengambil 0.00001% daripada jumlah jisim Bumi.
Anda mungkin sudah tahu bahawa warna biru langit di Bumi juga dicipta oleh oksigen - daripada keseluruhan spektrum pelangi Matahari, ia paling baik menyerakkan gelombang pendek cahaya yang bertanggungjawab untuk warna biru. Kesan yang sama beroperasi di angkasa - dari kejauhan Bumi seolah-olah diselubungi jerebu biru, dan dari jauh ia benar-benar berubah menjadi titik biru.
Di samping itu, gas mulia hadir dalam kuantiti yang ketara di atmosfera. Antaranya yang paling banyak ialah argon, bahagiannya di atmosfera ialah 0.9-1%. Sumbernya adalah proses nuklear di kedalaman Bumi, dan ia mencapai permukaan melalui retakan mikro dalam plat litosfera dan letusan gunung berapi (beginilah bagaimana helium muncul di atmosfera). Oleh kerana ciri fizikalnya, gas mulia naik ke lapisan atas atmosfera, di mana ia melarikan diri ke angkasa lepas.
Seperti yang kita dapat lihat, komposisi atmosfera Bumi telah berubah lebih daripada sekali, dan sangat kuat pada masa itu - tetapi ia mengambil masa berjuta-juta tahun. Sebaliknya, fenomena penting adalah sangat stabil - lapisan ozon akan wujud dan berfungsi walaupun terdapat 100 kali kurang oksigen di Bumi. Dengan latar belakang sejarah umum planet ini, aktiviti manusia tidak meninggalkan kesan yang serius. Walau bagaimanapun, pada skala tempatan, tamadun mampu mencipta masalah - sekurang-kurangnya untuk dirinya sendiri. Bahan pencemar udara telah menjadikan kehidupan berbahaya bagi penduduk Beijing, China - dan awan besar kabus kotor di atas bandar-bandar besar boleh dilihat walaupun dari angkasa.
Struktur atmosfera
Walau bagaimanapun, eksosfera bukan satu-satunya lapisan khas atmosfera kita. Terdapat banyak daripada mereka, dan setiap daripada mereka mempunyai ciri uniknya sendiri. Mari lihat beberapa yang asas.
Troposfera
Lapisan atmosfera yang paling rendah dan paling padat dipanggil troposfera. Pembaca artikel itu kini tepat di bahagian "bawah" - melainkan, sudah tentu, dia adalah salah satu daripada 500 ribu orang yang sedang terbang di atas kapal terbang sekarang. Had atas troposfera bergantung pada latitud (ingat daya emparan putaran Bumi, yang menjadikan planet lebih luas di khatulistiwa?) dan berjulat dari 7 kilometer di kutub hingga 20 kilometer di khatulistiwa. Juga, saiz troposfera bergantung pada musim - semakin panas udara, semakin tinggi had atas meningkat.
Nama "troposfera" berasal dari perkataan Yunani kuno "tropos", yang diterjemahkan sebagai "berputar, berubah". Ini cukup tepat mencerminkan sifat lapisan atmosfera - ia adalah yang paling dinamik dan produktif. Di troposfera awan berkumpul dan air beredar, siklon dan antisiklon tercipta dan angin dijana - semua proses yang kita panggil "cuaca" dan "iklim" berlaku. Di samping itu, ini adalah lapisan yang paling besar dan padat - ia menyumbang 80% daripada jisim atmosfera dan hampir semua kandungan airnya. Kebanyakan organisma hidup tinggal di sini.
Semua orang tahu bahawa semakin tinggi anda pergi, semakin sejuk. Ini benar - setiap 100 meter ke atas, suhu udara turun sebanyak 0.5-0.7 darjah. Walau bagaimanapun, prinsipnya hanya berfungsi di troposfera - kemudian suhu mula meningkat dengan peningkatan ketinggian. Zon antara troposfera dan stratosfera di mana suhu kekal malar dipanggil tropopause. Dan dengan ketinggian, angin semakin laju - sebanyak 2–3 km/s setiap kilometer ke atas. Oleh itu, peluncur para dan gantung lebih suka dataran tinggi dan gunung untuk penerbangan - mereka akan sentiasa dapat "menangkap ombak" di sana.
Bahagian bawah udara yang telah disebutkan, di mana atmosfera bersentuhan dengan litosfera, dipanggil lapisan sempadan permukaan. Peranannya dalam peredaran atmosfera adalah sangat besar - pemindahan haba dan sinaran dari permukaan menghasilkan angin dan perbezaan tekanan, dan gunung serta penyelewengan rupa bumi yang lain mengarahkan dan memisahkannya. Pertukaran air berlaku serta-merta - dalam masa 8–12 hari, semua air yang diambil dari lautan dan permukaan kembali semula, mengubah troposfera menjadi sejenis penapis air.
Fakta menarik ialah proses penting dalam kehidupan tumbuhan, transpirasi, adalah berdasarkan pertukaran air dengan atmosfera. Dengan bantuannya, flora planet ini secara aktif mempengaruhi iklim - contohnya, kawasan hijau yang besar melembutkan perubahan cuaca dan suhu. Tumbuhan di kawasan tepu air menyejat 99% air yang diambil dari tanah. Sebagai contoh, sehektar gandum melepaskan 2-3 ribu tan air ke atmosfera sepanjang musim panas - ini jauh lebih banyak daripada yang boleh dilepaskan oleh tanah yang tidak bernyawa.
Tekanan normal di permukaan bumi adalah kira-kira 1000 milibar. Piawaian dianggap sebagai tekanan 1013 mbar, iaitu satu "atmosfera" - anda mungkin telah menemui unit ukuran ini. Dengan peningkatan ketinggian, tekanan menurun dengan cepat: pada sempadan troposfera (pada ketinggian 12 kilometer) ia sudah 200 mBar, dan pada ketinggian 45 kilometer ia turun sepenuhnya kepada 1 mBar. Oleh itu, tidak menghairankan bahawa di troposfera tepu 80% daripada keseluruhan jisim atmosfera Bumi dikumpulkan.
Stratosfera
Lapisan atmosfera yang terletak di antara ketinggian 8 km (di kutub) dan 50 km (di khatulistiwa) dipanggil stratosfera. Nama itu berasal dari perkataan Yunani lain "stratos", yang bermaksud "lantai, lapisan". Ini adalah zon yang sangat jarang berlaku di atmosfera Bumi, di mana hampir tiada wap air. Tekanan udara di bahagian bawah stratosfera adalah 10 kali lebih rendah daripada tekanan permukaan, dan di bahagian atasnya adalah 100 kali lebih sedikit.
Dalam perbualan kami tentang troposfera, kami telah mengetahui bahawa suhu di dalamnya berkurangan bergantung pada ketinggian. Di stratosfera, segala-galanya berlaku sebaliknya - dengan peningkatan ketinggian, suhu meningkat dari –56°C hingga 0–1°C. Pemanasan berhenti di stratopause, sempadan antara stratosfera dan mesosfera.
Pesawat penumpang dan pesawat supersonik biasanya terbang di lapisan bawah stratosfera - ini bukan sahaja melindungi mereka daripada ketidakstabilan aliran udara di troposfera, tetapi juga memudahkan pergerakan mereka kerana seretan aerodinamik yang rendah. Dan suhu rendah dan udara nipis memungkinkan untuk mengoptimumkan penggunaan bahan api, yang sangat penting untuk penerbangan jarak jauh.
Walau bagaimanapun, terdapat had ketinggian teknikal untuk pesawat - aliran udara, yang sangat kecil di stratosfera, diperlukan untuk operasi enjin jet. Sehubungan itu, untuk mencapai tekanan udara yang diperlukan dalam turbin, pesawat perlu bergerak lebih laju daripada kelajuan bunyi. Oleh itu, hanya kenderaan tempur dan pesawat supersonik seperti Concordes boleh bergerak tinggi di stratosfera (pada ketinggian 18–30 kilometer). Jadi "penduduk" utama stratosfera adalah probe cuaca yang dilekatkan pada belon - di sana mereka boleh kekal untuk masa yang lama, mengumpul maklumat tentang dinamik troposfera yang mendasari.
Mikroorganisma, yang dipanggil aeroplankton, terdapat di atmosfera sehingga lapisan ozon. Walau bagaimanapun, bukan sahaja bakteria mampu bertahan di stratosfera. Jadi, pada suatu hari seekor burung hering Afrika, sejenis burung hering yang istimewa, masuk ke dalam enjin kapal terbang pada ketinggian 11.5 ribu kilometer. Dan beberapa itik dengan tenang terbang di atas Everest semasa penghijrahan mereka.
Tetapi makhluk terbesar yang pernah berada di stratosfera kekal sebagai manusia. Rekod ketinggian semasa telah ditetapkan oleh Alan Eustace, naib presiden Google. Pada hari lompat dia berumur 57 tahun! Dalam belon khas, dia naik ke ketinggian 41 kilometer di atas paras laut, dan kemudian melompat ke bawah dengan payung terjun. Kelajuan yang dicapainya pada puncak kejatuhannya ialah 1342 km/j - lebih daripada kelajuan bunyi! Pada masa yang sama, Eustace menjadi orang pertama yang secara bebas mengatasi ambang kelajuan bunyi (tidak mengira sut angkasa untuk sokongan hayat dan payung terjun untuk mendarat secara keseluruhan).
Fakta menarik ialah untuk melepaskan diri daripada belon, Eustace memerlukan alat letupan - seperti yang digunakan oleh roket angkasa ketika melepaskan peringkat.
Dan di sempadan antara stratosfera dan mesosfera terdapat lapisan ozon yang terkenal. Ia melindungi permukaan Bumi daripada kesan sinaran ultraungu, dan pada masa yang sama berfungsi sebagai had atas penyebaran kehidupan di planet ini - di atasnya, suhu, tekanan dan sinaran kosmik akan segera menamatkan walaupun yang paling berterusan. bakteria.
Dari mana datangnya perisai ini? Jawapannya luar biasa - ia dicipta oleh organisma hidup, lebih tepat lagi oleh oksigen, yang telah dikeluarkan oleh pelbagai bakteria, alga dan tumbuhan sejak dahulu lagi. Meningkat tinggi di atmosfera, oksigen bersentuhan dengan sinaran ultraungu dan memasuki tindak balas fotokimia. Akibatnya, dari oksigen biasa yang kita sedut, O2, ozon diperolehi - O3.
Secara paradoks, ozon yang dicipta oleh sinaran Matahari melindungi kita daripada sinaran yang sama! Ozon juga tidak mencerminkan, tetapi menyerap sinaran ultraungu - dengan itu memanaskan atmosfera di sekelilingnya.
Mesosfera
Kami telah menyebut bahawa di atas stratosfera - lebih tepat lagi, di atas stratopause, lapisan sempadan suhu stabil - adalah mesosfera. Lapisan yang agak kecil ini terletak di antara ketinggian 40–45 dan 90 kilometer dan merupakan tempat paling sejuk di planet kita - dalam mesopause, lapisan atas mesosfera, udara menyejuk hingga –143°C.
Mesosfera ialah bahagian atmosfera Bumi yang paling kurang dipelajari. Tekanan gas yang sangat rendah, iaitu dari seribu hingga sepuluh ribu kali lebih rendah daripada tekanan permukaan, mengehadkan pergerakan belon - daya angkatnya mencapai sifar, dan ia hanya berlegar di tempatnya. Perkara yang sama berlaku dengan pesawat jet - aerodinamik sayap dan badan pesawat kehilangan maknanya. Oleh itu, sama ada roket atau kapal terbang dengan enjin roket - pesawat roket - boleh terbang di mesosfera. Ini termasuk pesawat roket X-15, yang memegang kedudukan pesawat terpantas di dunia: ia mencapai ketinggian 108 kilometer dan kelajuan 7200 km/j - 6.72 kali kelajuan bunyi.
Bagaimanapun, rekod penerbangan X-15 hanya 15 minit. Ini melambangkan masalah umum kenderaan yang bergerak di mesosfera - mereka terlalu pantas untuk menjalankan sebarang penyelidikan menyeluruh, dan mereka tidak tinggal di ketinggian tertentu untuk masa yang lama, terbang lebih tinggi atau jatuh ke bawah. Juga, mesosfera tidak boleh diterokai menggunakan satelit atau probe suborbital - walaupun tekanan dalam lapisan atmosfera ini rendah, ia memperlahankan (dan kadangkala membakar) kapal angkasa. Kerana kesukaran ini, saintis sering memanggil mesosfera "ignorosphere" (dari bahasa Inggeris "ignorosphere", di mana "kejahilan" adalah kejahilan, kekurangan pengetahuan).
Di mesosfera juga kebanyakan meteor yang jatuh ke Bumi terbakar - di sanalah hujan meteor Perseid, yang dikenali sebagai "pancuran meteor Ogos," tercetus. Kesan cahaya berlaku apabila jasad kosmik memasuki atmosfera Bumi pada sudut akut pada kelajuan lebih daripada 11 km/j - meteorit menyala kerana daya geseran.
Setelah kehilangan jisim mereka di mesosfera, sisa-sisa "alien" menetap di Bumi dalam bentuk debu kosmik - setiap hari dari 100 hingga 10 ribu tan bahan meteorit jatuh di planet ini. Oleh kerana butiran debu individu sangat ringan, ia mengambil masa sehingga satu bulan untuk mencapai permukaan Bumi! Apabila mereka jatuh ke dalam awan, ia menjadikannya lebih berat dan kadangkala menyebabkan hujan - sama seperti abu gunung berapi atau zarah daripada letupan nuklear menyebabkannya. Walau bagaimanapun, pengaruh habuk kosmik pada pembentukan hujan dianggap kecil - walaupun 10 ribu tan tidak mencukupi untuk mengubah peredaran semula jadi atmosfera Bumi dengan serius.
Termosfera. Ulang-alik di laluan Karman. Semua lapisan atmosfera jelas kelihatan dalam foto.
Di atas mesosfera, pada ketinggian 100 kilometer di atas paras laut, melepasi garis Karman - sempadan konvensional antara Bumi dan angkasa. Walaupun terdapat gas di sana yang berputar dengan Bumi dan secara teknikal memasuki atmosfera, jumlahnya di atas garis Karman adalah tidak kelihatan kecil. Oleh itu, mana-mana penerbangan yang melepasi ketinggian 100 kilometer sudah dianggap angkasa lepas.
Sempadan bawah lapisan terpanjang atmosfera, termosfera, bertepatan dengan garis Karman. Ia naik ke ketinggian 800 kilometer dan dicirikan oleh suhu yang sangat tinggi - pada ketinggian 400 kilometer ia mencapai maksimum 1800°C!
Ia panas, bukan? Pada suhu 1538°C, besi mula mencair - kemudian bagaimanakah kapal angkasa kekal utuh di termosfera? Ini semua tentang kepekatan gas yang sangat rendah di atmosfera atas - tekanan di tengah termosfera adalah 1,000,000 kali kurang daripada kepekatan udara di permukaan Bumi! Tenaga zarah individu adalah tinggi, tetapi jarak di antara mereka adalah sangat besar, dan kapal angkasa pada dasarnya berada dalam vakum. Ini, bagaimanapun, tidak membantu mereka menghilangkan haba yang dikeluarkan oleh mekanisme - untuk menghilangkan haba, semua kapal angkasa dilengkapi dengan radiator yang mengeluarkan tenaga berlebihan.
Pada nota. Apabila bercakap mengenai suhu tinggi, ia sentiasa bernilai mempertimbangkan ketumpatan bahan panas - sebagai contoh, saintis di Hadron Collider sebenarnya boleh memanaskan bahan kepada suhu Matahari. Tetapi jelas bahawa ini akan menjadi molekul individu - satu gram jirim bintang akan mencukupi untuk letupan yang kuat. Oleh itu, kita tidak sepatutnya mempercayai akhbar kuning, yang menjanjikan kita penghujung dunia yang akan datang dari "tangan" Collider, sama seperti kita tidak perlu takut dengan haba di termosfera.
Termosfera sebenarnya adalah ruang terbuka - di dalam sempadannya terdapat orbit Sputnik Soviet yang pertama. Terdapat juga apocenter - titik tertinggi di atas Bumi - penerbangan kapal angkasa Vostok-1 dengan Yuri Gagarin di atas kapal. Banyak satelit buatan untuk mengkaji permukaan Bumi, lautan dan atmosfera, seperti satelit Peta Google, turut dilancarkan pada ketinggian ini. Oleh itu, jika kita bercakap tentang LEO (Orbit Rujukan Rendah, istilah biasa dalam angkasawan), dalam 99% kes ia berada di termosfera.
Penerbangan orbit manusia dan haiwan tidak hanya berlaku di termosfera. Hakikatnya ialah di bahagian atasnya, pada ketinggian 500 kilometer, tali pinggang sinaran Bumi memanjang. Di sanalah zarah angin suria bercas ditangkap dan terkumpul oleh magnetosfera. Tinggal lama dalam tali pinggang sinaran menyebabkan kemudaratan yang tidak boleh diperbaiki kepada organisma hidup dan juga elektronik - oleh itu, semua kenderaan orbit tinggi dilindungi daripada sinaran.
Auroras
Di latitud kutub, tontonan yang menakjubkan dan megah sering muncul - aurora. Mereka kelihatan seperti arka panjang bercahaya pelbagai warna dan bentuk yang berkilauan di langit. Bumi berhutang penampilannya kepada magnetosferanya - atau, lebih tepat lagi, kepada lubang di dalamnya berhampiran kutub. Zarah bercas daripada angin suria meletup, menyebabkan atmosfera bercahaya. Anda boleh mengagumi lampu yang paling menakjubkan dan mengetahui lebih lanjut tentang asal usulnya di sini.
Pada masa kini, aurora adalah perkara biasa bagi penduduk negara circumpolar seperti Kanada atau Norway, serta item wajib dalam program mana-mana pelancong - tetapi sebelum ini ia dikaitkan dengan sifat ghaib. Orang zaman dahulu melihat lampu berwarna-warni sebagai pintu ke syurga, makhluk mitos dan unggun api roh, dan tingkah laku mereka dianggap sebagai nubuatan. Dan nenek moyang kita boleh difahami - walaupun pendidikan dan kepercayaan dalam fikiran mereka sendiri kadang-kadang tidak dapat menahan rasa hormat mereka terhadap kuasa alam.
Eksosfera
Lapisan terakhir atmosfera Bumi, sempadan bawahnya yang melepasi pada ketinggian 700 kilometer, adalah eksosfera (daripada campak Yunani yang lain "exo" - di luar, di luar). Ia sangat tersebar dan terdiri terutamanya daripada atom unsur paling ringan - hidrogen; Terdapat juga atom individu oksigen dan nitrogen, yang sangat terion oleh sinaran matahari yang menembusi semua.
Dimensi eksosfera Bumi adalah sangat besar - ia tumbuh menjadi korona Bumi, geocorona, yang membentang sehingga 100 ribu kilometer dari planet ini. Ia sangat jarang - kepekatan zarah berjuta-juta kali kurang daripada ketumpatan udara biasa. Tetapi jika Bulan mengaburi Bumi untuk kapal angkasa yang jauh, maka mahkota planet kita akan kelihatan, sama seperti mahkota Matahari kelihatan kepada kita semasa gerhana. Walau bagaimanapun, fenomena ini masih belum diperhatikan.
Ia juga di eksosfera bahawa luluhawa atmosfera Bumi berlaku - disebabkan oleh jarak yang besar dari pusat graviti planet, zarah-zarah mudah pecah daripada jumlah jisim gas dan memasuki orbit mereka sendiri. Fenomena ini dipanggil pelesapan atmosfera. Planet kita kehilangan 3 kilogram hidrogen dan 50 gram helium dari atmosfera setiap saat. Hanya zarah ini cukup ringan untuk melarikan diri daripada jisim gas am.
Pengiraan mudah menunjukkan bahawa Bumi setiap tahun kehilangan kira-kira 110 ribu tan jisim atmosfera. Adakah ia berbahaya? Malah, tidak - kapasiti planet kita untuk "menghasilkan" hidrogen dan helium melebihi kadar kerugian. Di samping itu, beberapa bahan yang hilang kembali ke atmosfera dari semasa ke semasa. Dan gas penting seperti oksigen dan karbon dioksida terlalu berat untuk meninggalkan Bumi secara beramai-ramai - jadi tidak perlu risau tentang atmosfera Bumi kita yang terlepas.
Fakta menarik ialah "nabi-nabi" akhir dunia sering mengatakan bahawa jika teras Bumi berhenti berputar, atmosfera akan cepat terhakis di bawah tekanan angin suria. Walau bagaimanapun, pembaca kami tahu bahawa atmosfera berhampiran Bumi disatukan oleh daya graviti, yang akan bertindak tanpa mengira putaran teras. Bukti jelas tentang ini ialah Zuhrah, yang mempunyai teras pegun dan medan magnet yang lemah, tetapi atmosferanya adalah 93 kali lebih tumpat dan lebih berat daripada bumi. Walau bagaimanapun, ini tidak bermakna menghentikan dinamik teras bumi adalah selamat - maka medan magnet planet akan hilang. Peranannya tidak begitu penting dalam menampung atmosfera, tetapi dalam melindungi daripada zarah bercas daripada angin suria, yang dengan mudah boleh mengubah planet kita menjadi padang pasir radioaktif.
Atmosfera bumi dalam astronomi
Warna atmosfera planet lain mendedahkan kepada kita rahsia komposisinya. Atmosfera Marikh mempunyai warna merah yang sama dengan permukaannya. Ini kerana gas yang dominan di Marikh ialah karbon dioksida. Begitu juga dengan exoplanet. Dengan menganalisis spektrum warna mereka, kita boleh belajar tentang komposisi atmosfera - tanpa mengetahui rupa planet itu.
Dan komposisi atmosfera, seperti yang kita tahu, boleh memberitahu kita banyak tentang planet ini. Sekiranya terdapat banyak karbon dioksida, ini bermakna gunung berapi sedang mengamuk di planet ini dan proses geologi aktif sedang berlaku. Wap air di atmosfera tidak menjamin lautan di permukaan, tetapi ia adalah sumber oksigen. Dan lebihan oksigen yang ada adalah jaminan hampir seratus peratus kehadiran kehidupan. Lagipun, anda dan saya sudah tahu bahawa oksigen daripada sumber bukan hidup segera dibelanjakan untuk tindak balas kimia, dan sumber biotik diperlukan untuk pengumpulannya.
Di samping itu, semua gas dan cecair beredar mengikut undang-undang kimia yang serupa. Walaupun air adalah bahan yang mempunyai sifat unik, ia bukanlah komponen atmosfera yang sangat diperlukan. Di Titan, satelit Zuhal, terdapat cangkang gas yang serupa dalam struktur dengan bumi. Semua kelas awan yang sama terbentuk di dalamnya, cecair beredar di atmosfera dengan cara yang sama - tetapi suhunya seratus darjah lebih rendah, dan metana muncul dan bukannya air!
Atmosfera juga meninggalkan kesan yang ketara di permukaan Bumi. Tanda-tanda hakisan angin kekal walaupun objek angkasa lepas kehilangan atmosferanya. Dengan membandingkan landskap asing dan Bumi, adalah mungkin untuk menentukan sejarah mereka dengan tepat - contohnya, penyelidikan teori yang dibuat daripada imej satelit pelepasan Marikh telah disahkan semasa kerja rover Marikh.
Atmosfera adalah apa yang membolehkan kehidupan di Bumi. Kami menerima maklumat dan fakta pertama tentang suasana di sekolah rendah. Di sekolah menengah, kami lebih mengenali konsep ini dalam pelajaran geografi.
Konsep atmosfera bumi
Bukan sahaja Bumi, tetapi juga badan angkasa lain mempunyai atmosfera. Ini adalah nama yang diberikan kepada cangkerang gas yang mengelilingi planet. Komposisi lapisan gas ini berbeza dengan ketara antara planet. Mari kita lihat maklumat asas dan fakta tentang sebaliknya dipanggil udara.
Komponen terpentingnya ialah oksigen. Sesetengah orang tersalah anggap bahawa atmosfera bumi sepenuhnya terdiri daripada oksigen, tetapi sebenarnya udara adalah campuran gas. Ia mengandungi 78% nitrogen dan 21% oksigen. Baki satu peratus termasuk ozon, argon, karbon dioksida, dan wap air. Walaupun peratusan gas ini kecil, ia melaksanakan fungsi penting - ia menyerap sebahagian besar tenaga pancaran suria, sekali gus menghalang peneraju daripada mengubah semua kehidupan di planet kita menjadi abu. Sifat atmosfera berubah bergantung pada ketinggian. Sebagai contoh, pada ketinggian 65 km, nitrogen ialah 86% dan oksigen ialah 19%.
Komposisi atmosfera Bumi
- Karbon dioksida diperlukan untuk pemakanan tumbuhan. Ia muncul di atmosfera sebagai hasil daripada proses pernafasan organisma hidup, reput, dan pembakaran. Ketiadaannya di atmosfera akan menjadikan kewujudan mana-mana tumbuhan mustahil.
- Oksigen- komponen penting atmosfera untuk manusia. Kehadirannya adalah syarat untuk kewujudan semua organisma hidup. Ia membentuk kira-kira 20% daripada jumlah isipadu gas atmosfera.
- Ozon adalah penyerap semula jadi sinaran ultraungu suria, yang mempunyai kesan buruk terhadap organisma hidup. Kebanyakannya membentuk lapisan atmosfera yang berasingan - skrin ozon. Baru-baru ini, aktiviti manusia telah membawa kepada fakta bahawa ia secara beransur-ansur mula runtuh, tetapi kerana ia sangat penting, kerja aktif sedang dijalankan untuk memelihara dan memulihkannya.
- wap air menentukan kelembapan udara. Kandungannya mungkin berbeza-beza bergantung kepada pelbagai faktor: suhu udara, lokasi wilayah, musim. Pada suhu rendah terdapat sangat sedikit wap air di udara, mungkin kurang daripada satu peratus, dan pada suhu tinggi jumlahnya mencapai 4%.
- Sebagai tambahan kepada semua perkara di atas, komposisi atmosfera bumi sentiasa mengandungi peratusan tertentu kekotoran pepejal dan cecair. Ini adalah jelaga, abu, garam laut, habuk, titisan air, mikroorganisma. Mereka boleh masuk ke udara secara semula jadi dan antropogenik.
Lapisan atmosfera
Suhu, ketumpatan dan komposisi kualiti udara tidak sama pada ketinggian yang berbeza. Oleh kerana itu, adalah kebiasaan untuk membezakan lapisan atmosfera yang berbeza. Setiap daripada mereka mempunyai ciri tersendiri. Mari kita ketahui lapisan atmosfera yang dibezakan:
- Troposfera - lapisan atmosfera ini paling hampir dengan permukaan bumi. Ketinggiannya ialah 8-10 km di atas kutub dan 16-18 km di kawasan tropika. 90% daripada semua wap air di atmosfera terletak di sini, jadi pembentukan awan aktif berlaku. Juga dalam lapisan ini proses seperti pergerakan udara (angin), pergolakan, dan perolakan diperhatikan. Suhu berjulat dari +45 darjah pada tengah hari pada musim panas di kawasan tropika hingga -65 darjah di kutub.
- Stratosfera adalah lapisan kedua paling jauh di atmosfera. Terletak pada ketinggian 11 hingga 50 km. Di lapisan bawah stratosfera suhu adalah kira-kira -55; bergerak menjauhi Bumi ia meningkat kepada +1˚С. Rantau ini dipanggil penyongsangan dan merupakan sempadan stratosfera dan mesosfera.
- Mesosfera terletak pada ketinggian 50 hingga 90 km. Suhu di sempadan bawahnya adalah kira-kira 0, di bahagian atas ia mencapai -80...-90 ˚С. Meteorit yang memasuki atmosfera Bumi terbakar sepenuhnya di mesosfera, menyebabkan cahaya udara berlaku di sini.
- Termosfera adalah kira-kira 700 km tebal. Cahaya utara muncul di lapisan atmosfera ini. Mereka muncul kerana pengaruh sinaran kosmik dan sinaran yang terpancar dari Matahari.
- Eksosfera ialah zon penyebaran udara. Di sini kepekatan gas adalah kecil dan mereka secara beransur-ansur melarikan diri ke ruang antara planet.
Sempadan antara atmosfera bumi dan angkasa lepas dianggap 100 km. Barisan ini dipanggil garisan Karman.
Tekanan atmosfera
Apabila mendengar ramalan cuaca, kita sering mendengar bacaan tekanan barometrik. Tetapi apakah maksud tekanan atmosfera, dan bagaimanakah ia boleh menjejaskan kita?
Kami mendapati bahawa udara terdiri daripada gas dan bendasing. Setiap komponen ini mempunyai berat sendiri, yang bermaksud bahawa atmosfera tidak berat, seperti yang dipercayai sehingga abad ke-17. Tekanan atmosfera ialah daya yang digunakan oleh semua lapisan atmosfera menekan pada permukaan Bumi dan pada semua objek.
Para saintis menjalankan pengiraan yang rumit dan membuktikan bahawa atmosfera menekan dengan daya 10,333 kg setiap meter persegi kawasan. Ini bermakna bahawa tubuh manusia tertakluk kepada tekanan udara, beratnya ialah 12-15 tan. Mengapa kita tidak merasakan ini? Tekanan dalaman kita yang menyelamatkan kita, yang mengimbangi luaran. Anda boleh merasakan tekanan atmosfera semasa berada di dalam kapal terbang atau tinggi di pergunungan, kerana tekanan atmosfera pada ketinggian adalah lebih rendah. Dalam kes ini, ketidakselesaan fizikal, telinga tersumbat, dan pening adalah mungkin.
Banyak yang boleh diperkatakan tentang suasana sekeliling. Kami tahu banyak fakta menarik tentangnya, dan beberapa daripadanya mungkin kelihatan mengejutkan:
- Berat atmosfera bumi ialah 5,300,000,000,000,000 tan.
- Ia menggalakkan penghantaran bunyi. Pada ketinggian lebih daripada 100 km, harta benda ini hilang akibat perubahan komposisi atmosfera.
- Pergerakan atmosfera dicetuskan oleh pemanasan permukaan Bumi yang tidak sekata.
- Termometer digunakan untuk menentukan suhu udara, dan barometer digunakan untuk menentukan tekanan atmosfera.
- Kehadiran atmosfera menyelamatkan planet kita daripada 100 tan meteorit setiap hari.
- Komposisi udara telah ditetapkan selama beberapa ratus juta tahun, tetapi mula berubah dengan bermulanya aktiviti perindustrian yang pesat.
- Atmosfera dipercayai memanjang ke atas hingga ketinggian 3000 km.
Kepentingan atmosfera kepada manusia
Zon fisiologi atmosfera ialah 5 km. Pada ketinggian 5000 m di atas paras laut, seseorang mula mengalami kebuluran oksigen, yang dinyatakan dalam penurunan prestasinya dan kemerosotan dalam kesejahteraan. Ini menunjukkan bahawa seseorang tidak boleh bertahan di ruang yang tidak ada campuran gas yang menakjubkan ini.
Semua maklumat dan fakta tentang atmosfera hanya mengesahkan kepentingannya untuk orang ramai. Terima kasih kepada kehadirannya, ia menjadi mungkin untuk membangunkan kehidupan di Bumi. Pada hari ini, setelah menilai skala bahaya yang mampu ditimbulkan oleh manusia melalui tindakannya kepada udara yang memberi kehidupan, kita harus memikirkan langkah selanjutnya untuk memelihara dan memulihkan atmosfera.