Hvordan ser jordens atmosfære ut? Et eksklusivt element i jordens atmosfære

Atmosfære(fra den greske atmosfæren - damp og spharia - ball) - luftskallet til jorden, roterende med det. Utviklingen av atmosfæren var nært knyttet til de geologiske og geokjemiske prosessene som forekommer på planeten vår, så vel som til aktivitetene til levende organismer.

Atmosfærens nedre grense faller sammen med jordens overflate, siden luft trenger inn i de minste porene i jorda og oppløses selv i vann.

Den øvre grensen i en høyde på 2000-3000 km går gradvis over i verdensrommet.

Takket være atmosfæren, som inneholder oksygen, er liv på jorden mulig. Atmosfærisk oksygen brukes i pusteprosessen til mennesker, dyr og planter.

Hvis det ikke var noen atmosfære, ville jorden vært like stille som månen. Tross alt er lyd vibrasjonen av luftpartikler. Den blå fargen på himmelen forklares av det faktum at solstrålene, som passerer gjennom atmosfæren, som gjennom en linse, dekomponeres i deres komponentfarger. I dette tilfellet er strålene av blå og blå farger spredt mest.

Atmosfæren fanger det meste av solens ultrafiolette stråling, som har en skadelig effekt på levende organismer. Den holder også på varmen nær jordoverflaten, og hindrer planeten vår i å avkjøles.

Atmosfærens struktur

I atmosfæren kan flere lag skilles fra hverandre i tetthet (fig. 1).

Troposfæren

Troposfæren- det laveste laget av atmosfæren, hvis tykkelse over polene er 8-10 km, i tempererte breddegrader - 10-12 km, og over ekvator - 16-18 km.

Ris. 1. Strukturen til jordens atmosfære

Luften i troposfæren varmes opp av jordoverflaten, det vil si av land og vann. Derfor synker lufttemperaturen i dette laget med høyden med gjennomsnittlig 0,6 °C for hver 100 m. Ved troposfærens øvre grense når den -55 °C. Samtidig, i området av ekvator ved troposfærens øvre grense, er lufttemperaturen -70 °C, og i området av Nordpolen -65 °C.

Omtrent 80 % av massen til atmosfæren er konsentrert i troposfæren, nesten all vanndamp er lokalisert, tordenvær, stormer, skyer og nedbør forekommer, og vertikal (konveksjon) og horisontal (vind) bevegelse av luft oppstår.

Vi kan si at været hovedsakelig dannes i troposfæren.

Stratosfæren

Stratosfæren- et lag av atmosfæren som ligger over troposfæren i en høyde på 8 til 50 km. Fargen på himmelen i dette laget virker lilla, noe som forklares av luftens tynnhet, på grunn av hvilken solstrålene nesten ikke er spredt.

Stratosfæren inneholder 20 % av massen til atmosfæren. Luften i dette laget er sjeldne, det er praktisk talt ingen vanndamp, og derfor dannes nesten ingen skyer og nedbør. Imidlertid observeres stabile luftstrømmer i stratosfæren, hvis hastighet når 300 km/t.

Dette laget er konsentrert ozon(ozonskjerm, ozonosfære), et lag som absorberer ultrafiolette stråler, hindrer dem i å nå jorden og dermed beskytter levende organismer på planeten vår. Takket være ozon varierer lufttemperaturen ved den øvre grensen av stratosfæren fra -50 til 4-55 °C.

Mellom mesosfæren og stratosfæren er det en overgangssone - stratopausen.

Mesosfæren

Mesosfæren- et lag av atmosfæren som ligger i en høyde på 50-80 km. Lufttettheten her er 200 ganger mindre enn ved jordoverflaten. Fargen på himmelen i mesosfæren virker svart, og stjerner er synlige i løpet av dagen. Lufttemperaturen synker til -75 (-90)°C.

I en høyde av 80 km begynner termosfære. Lufttemperaturen i dette laget stiger kraftig til en høyde på 250 m, og blir deretter konstant: i en høyde på 150 km når den 220-240 ° C; i en høyde på 500-600 km overstiger 1500 °C.

I mesosfæren og termosfæren, under påvirkning av kosmiske stråler, desintegrerer gassmolekyler til ladede (ioniserte) partikler av atomer, så denne delen av atmosfæren kalles ionosfære- et lag med svært sjeldne luft, lokalisert i en høyde på 50 til 1000 km, hovedsakelig bestående av ioniserte oksygenatomer, nitrogenoksidmolekyler og frie elektroner. Dette laget er preget av høy elektrifisering, og lange og mellomstore radiobølger reflekteres fra det, som fra et speil.

I ionosfæren dukker nordlys opp - gløden fra forsjeldne gasser under påvirkning av elektrisk ladde partikler som flyr fra solen - og det observeres skarpe svingninger i magnetfeltet.

Eksosfære

Eksosfære- det ytre laget av atmosfæren som ligger over 1000 km. Dette laget kalles også spredningssfæren, siden gasspartikler beveger seg hit med høy hastighet og kan spres ut i verdensrommet.

Atmosfærisk sammensetning

Atmosfæren er en blanding av gasser som består av nitrogen (78,08%), oksygen (20,95%), karbondioksid (0,03%), argon (0,93%), en liten mengde helium, neon, xenon, krypton (0,01%), ozon og andre gasser, men innholdet er ubetydelig (tabell 1). Den moderne sammensetningen av jordens luft ble etablert for mer enn hundre millioner år siden, men den kraftig økte menneskelige produksjonsaktiviteten førte likevel til endringen. For tiden er det en økning i CO 2 -innholdet med ca. 10-12 %.

Gassene som utgjør atmosfæren har ulike funksjonelle roller. Hovedbetydningen av disse gassene bestemmes imidlertid først og fremst av det faktum at de absorberer strålingsenergi meget sterkt og dermed har en betydelig innvirkning på temperaturregimet til jordoverflaten og atmosfæren.

Tabell 1. Kjemisk sammensetning av tørr atmosfærisk luft nær jordoverflaten

Volumkonsentrasjon. %

Molekylvekt, enheter

Oksygen

Karbondioksid

Nitrogenoksid

fra 0 til 0,00001

Svoveldioksid

fra 0 til 0,000007 om sommeren;

fra 0 til 0,000002 om vinteren

Fra 0 til 0,000002

46,0055/17,03061

Azogdioksid

Karbonmonoksid

Nitrogen, Den vanligste gassen i atmosfæren, den er kjemisk inaktiv.

Oksygen, i motsetning til nitrogen, er et kjemisk svært aktivt grunnstoff. Den spesifikke funksjonen til oksygen er oksidasjon av organisk materiale fra heterotrofe organismer, bergarter og underoksiderte gasser som slippes ut i atmosfæren av vulkaner. Uten oksygen ville det ikke vært noen nedbrytning av dødt organisk materiale.

Karbondioksidets rolle i atmosfæren er ekstremt stor. Det kommer inn i atmosfæren som et resultat av forbrenningsprosesser, respirasjon av levende organismer og forfall, og er først og fremst hovedbyggematerialet for dannelsen av organisk materiale under fotosyntesen. I tillegg er karbondioksids evne til å overføre kortbølget solstråling og absorbere en del av den termiske langbølgestrålingen av stor betydning, noe som vil skape den såkalte drivhuseffekten, som vil bli diskutert nedenfor.

Atmosfæriske prosesser, spesielt det termiske regimet i stratosfæren, påvirkes også av ozon. Denne gassen fungerer som en naturlig absorber av ultrafiolett stråling fra solen, og absorpsjonen av solstråling fører til oppvarming av luften. Gjennomsnittlige månedlige verdier av det totale ozoninnholdet i atmosfæren varierer avhengig av breddegrad og tid på året innenfor området 0,23-0,52 cm (dette er tykkelsen på ozonlaget ved bakketrykk og temperatur). Det er en økning i ozoninnholdet fra ekvator til polene og en årssyklus med et minimum om høsten og et maksimum om våren.

En karakteristisk egenskap ved atmosfæren er at innholdet av hovedgassene (nitrogen, oksygen, argon) endres litt med høyden: i en høyde på 65 km i atmosfæren er innholdet av nitrogen 86 %, oksygen - 19, argon - 0,91 , i en høyde av 95 km - nitrogen 77, oksygen - 21,3, argon - 0,82%. Konstansen til sammensetningen av atmosfærisk luft vertikalt og horisontalt opprettholdes ved blanding.

I tillegg til gasser inneholder luften vanndamp Og faste partikler. Sistnevnte kan ha både naturlig og kunstig (antropogen) opprinnelse. Disse er pollen, bittesmå saltkrystaller, veistøv og aerosol-urenheter. Når solstrålene trenger gjennom vinduet, kan de sees med det blotte øye.

Det er spesielt mange partikler i luften i byer og store industrisentre, hvor utslipp av skadelige gasser og deres urenheter dannet under drivstoffforbrenning tilsettes aerosoler.

Konsentrasjonen av aerosoler i atmosfæren bestemmer luftens gjennomsiktighet, noe som påvirker solstrålingen som når jordens overflate. De største aerosolene er kondensasjonskjerner (fra lat. kondensasjon- komprimering, fortykning) - bidra til transformasjon av vanndamp til vanndråper.

Betydningen av vanndamp bestemmes først og fremst av at den forsinker langbølget termisk stråling fra jordoverflaten; representerer hovedleddet mellom store og små fuktighetssykluser; øker lufttemperaturen under kondensering av vannsenger.

Mengden vanndamp i atmosfæren varierer i tid og rom. Dermed varierer konsentrasjonen av vanndamp på jordoverflaten fra 3 % i tropene til 2-10 (15) % i Antarktis.

Gjennomsnittlig innhold av vanndamp i den vertikale kolonnen av atmosfæren i tempererte breddegrader er omtrent 1,6-1,7 cm (dette er tykkelsen på laget av kondensert vanndamp). Informasjon om vanndamp i forskjellige lag av atmosfæren er motstridende. Det ble for eksempel antatt at i høydeområdet fra 20 til 30 km øker den spesifikke fuktigheten kraftig med høyden. Påfølgende målinger indikerer imidlertid større tørrhet i stratosfæren. Tilsynelatende avhenger den spesifikke fuktigheten i stratosfæren lite av høyden og er 2-4 mg/kg.

Variasjonen av vanndampinnhold i troposfæren bestemmes av samspillet mellom prosessene for fordampning, kondensering og horisontal transport. Som følge av kondensering av vanndamp dannes det skyer og nedbør faller i form av regn, hagl og snø.

Prosessene med faseoverganger av vann skjer hovedsakelig i troposfæren, og det er grunnen til at skyer i stratosfæren (i høyder på 20-30 km) og mesosfæren (nær mesopausen), kalt perleskimrende og sølvfarget, observeres relativt sjelden, mens troposfæriske skyer dekker ofte rundt 50 % av hele jordens overflate.

Mengden vanndamp som kan inneholdes i luften avhenger av lufttemperaturen.

1 m 3 luft ved en temperatur på -20 ° C kan ikke inneholde mer enn 1 g vann; ved 0 °C - ikke mer enn 5 g; ved +10 °C - ikke mer enn 9 g; ved +30 °C - ikke mer enn 30 g vann.

Konklusjon: Jo høyere lufttemperatur, jo mer vanndamp kan den inneholde.

Luften kan være rik Og ikke mettet vanndamp. Så hvis ved en temperatur på +30 °C 1 m 3 luft inneholder 15 g vanndamp, er luften ikke mettet med vanndamp; hvis 30 g - mettet.

Absolutt fuktighet er mengden vanndamp i 1 m3 luft. Det uttrykkes i gram. For eksempel, hvis de sier "absolutt luftfuktighet er 15", betyr dette at 1 mL inneholder 15 g vanndamp.

Relativ fuktighet- dette er forholdet (i prosent) mellom det faktiske innholdet av vanndamp i 1 m 3 luft og mengden vanndamp som kan inneholdes i 1 m L ved en gitt temperatur. For eksempel, hvis radioen sender en værmelding om at den relative luftfuktigheten er 70 %, betyr dette at luften inneholder 70 % av vanndampen den kan holde ved den temperaturen.

Jo høyere relativ luftfuktighet, dvs. Jo nærmere luften er en tilstand av metning, jo mer sannsynlig er nedbør.

Alltid høy (opptil 90 %) relativ luftfuktighet observeres i ekvatorialsonen, siden lufttemperaturen forblir høy der gjennom hele året og stor fordampning skjer fra overflaten av havene. Den relative luftfuktigheten er også høy i polarområdene, men fordi ved lave temperaturer gjør selv en liten mengde vanndamp luften mettet eller nær mettet. På tempererte breddegrader varierer den relative luftfuktigheten med årstidene - den er høyere om vinteren, lavere om sommeren.

Den relative luftfuktigheten i ørkener er spesielt lav: 1 m 1 luft der inneholder to til tre ganger mindre vanndamp enn det som er mulig ved en gitt temperatur.

For å måle relativ fuktighet brukes et hygrometer (fra det greske hygros - vått og metreco - jeg måler).

Når den avkjøles, kan ikke mettet luft holde på samme mengde vanndamp; den tykner (kondenserer) og blir til tåkedråper. Tåke kan observeres om sommeren på en klar, kjølig natt.

Skyer- dette er den samme tåken, bare den dannes ikke på jordens overflate, men i en viss høyde. Når luften stiger, avkjøles den og vanndampen i den kondenserer. De resulterende små vanndråpene utgjør skyer.

Skydannelse involverer også svevestøv suspendert i troposfæren.

Skyer kan ha forskjellige former, som avhenger av dannelsesforholdene (tabell 14).

De laveste og tyngste skyene er stratus. De befinner seg i en høyde av 2 km fra jordoverflaten. I en høyde på 2 til 8 km kan mer pittoreske cumulusskyer observeres. Den høyeste og letteste er cirrusskyer. De befinner seg i en høyde på 8 til 18 km over jordens overflate.

Familier

Typer skyer

Utseende

A. Øvre skyer - over 6 km

I. Cirrus

Trådaktig, fibrøst, hvit

II. Cirrocumulus

Lag og rygger av små flak og krøller, hvite

III. Cirrostratus

Gjennomsiktig hvitaktig slør

B. Mellomnivåskyer - over 2 km

IV. Altocumulus

Lag og rygger av hvit og grå farge

V. Altostratifisert

Glatt slør av melkegrå farge

B. Lave skyer - opptil 2 km

VI. Nimbostratus

Solid formløst grått lag

VII. Stratocumulus

Ugjennomsiktige lag og rygger av grå farge

VIII. Lagdelt

Ugjennomsiktig grått slør

D. Skyer av vertikal utvikling - fra det nedre til det øvre nivået

IX. Cumulus

Køller og kupler er knallhvite, med revne kanter i vinden

X. Cumulonimbus

Kraftige cumulusformede masser av mørk blyfarge

Atmosfærisk beskyttelse

Hovedkildene er industribedrifter og biler. I store byer er problemet med gassforurensning på hovedtransportveiene svært akutt. Det er grunnen til at mange store byer rundt om i verden, inkludert landet vårt, har innført miljøkontroll av toksisiteten til kjøretøyeksosgasser. Ifølge eksperter kan røyk og støv i luften redusere tilførselen av solenergi til jordoverflaten med det halve, noe som vil føre til en endring i naturlige forhold.

Atmosfæren er en av de viktigste komponentene på planeten vår. Det er hun som "skjermer" mennesker fra de tøffe forholdene i verdensrommet, som solstråling og romrester.

Mange fakta om atmosfæren er imidlertid ukjente for de fleste.

1. Sann farge på himmelen

Selv om det er vanskelig å tro, er himmelen faktisk lilla. Når lys kommer inn i atmosfæren, absorberer luft- og vannpartikler lyset og sprer det. Samtidig sprer den fiolette fargen mest, og det er derfor folk ser en blå himmel.

2. Et eksklusivt element i jordens atmosfære

Som mange husker fra skolen, består jordens atmosfære av omtrent 78 % nitrogen, 21 % oksygen og små mengder argon, karbondioksid og andre gasser. Men få mennesker vet at atmosfæren vår er den eneste så langt oppdaget av forskere (foruten kometen 67P) som har fritt oksygen. Fordi oksygen er en svært reaktiv gass, reagerer den ofte med andre kjemikalier i verdensrommet. Dens rene form på jorden gjør planeten beboelig.

3. Hvit stripe på himmelen

Noen har sikkert noen ganger lurt på hvorfor en hvit stripe forblir på himmelen bak et jetfly. Disse hvite løypene, kjent som contrails, dannes når varme, fuktige eksosgasser fra et flys motor blandes med kjøligere uteluft. Vanndamp fra eksosen fryser og blir synlig.

4. Hovedlag i atmosfæren

Jordens atmosfære består av fem hovedlag, som gjør livet på planeten mulig. Den første av disse, troposfæren, strekker seg fra havnivå til en høyde på rundt 17 km ved ekvator. De fleste værhendelser forekommer her.

5. Ozonlag

Det neste laget av atmosfæren, stratosfæren, når en høyde på omtrent 50 km ved ekvator. Den inneholder ozonlaget, som beskytter mennesker mot farlige ultrafiolette stråler. Selv om dette laget er over troposfæren, kan det faktisk være varmere på grunn av energien som absorberes fra solens stråler. De fleste jetfly og værballonger flyr i stratosfæren. Fly kan fly raskere i den fordi de er mindre påvirket av tyngdekraft og friksjon. Værballonger kan gi et bedre bilde av stormer, hvorav de fleste forekommer lavere i troposfæren.

6. Mesosfæren

Mesosfæren er det midterste laget, som strekker seg til en høyde på 85 km over planetens overflate. Temperaturen ligger rundt -120 ° C. De fleste meteorer som kommer inn i jordens atmosfære brenner opp i mesosfæren. De to siste lagene som strekker seg ut i rommet er termosfæren og eksosfæren.

7. Atmosfærens forsvinning

Jorden har mest sannsynlig mistet atmosfæren flere ganger. Da planeten var dekket av hav av magma, krasjet massive interstellare objekter inn i den. Disse nedslagene, som også dannet Månen, kan ha dannet planetens atmosfære for første gang.

8. Hvis det ikke fantes atmosfæriske gasser...

Uten de forskjellige gassene i atmosfæren ville jorden vært for kald for menneskelig eksistens. Vanndamp, karbondioksid og andre atmosfæriske gasser absorberer varme fra solen og «fordeler» den over planetens overflate, og bidrar til å skape et beboelig klima.

9. Dannelse av ozonlaget

Det beryktede (og essensielle) ozonlaget ble skapt da oksygenatomer reagerte med ultrafiolett lys fra solen for å danne ozon. Det er ozon som absorberer mesteparten av den skadelige strålingen fra solen. Til tross for dets betydning, ble ozonlaget dannet relativt nylig etter at det oppsto nok liv i havene til å slippe ut i atmosfæren den mengden oksygen som trengs for å skape en minimumskonsentrasjon av ozon

10. Ionosfære

Ionosfæren kalles så fordi høyenergipartikler fra verdensrommet og solen bidrar til å danne ioner, og skaper et "elektrisk lag" rundt planeten. Når det ikke fantes satellitter, hjalp dette laget med å reflektere radiobølger.

11. Surt regn

Sur nedbør, som ødelegger hele skoger og ødelegger akvatiske økosystemer, dannes i atmosfæren når svoveldioksid eller nitrogenoksidpartikler blandes med vanndamp og faller til bakken som regn. Disse kjemiske forbindelsene finnes også i naturen: svoveldioksid produseres under vulkanutbrudd, og nitrogenoksid produseres under lynnedslag.

12. Lynkraft

Lynet er så kraftig at bare én bolt kan varme den omkringliggende luften opp til 30 000 ° C. Den raske oppvarmingen forårsaker en eksplosiv utvidelse av nærliggende luft, som høres som en lydbølge kalt torden.

Aurora Borealis og Aurora Australis (nordlige og sørlige nordlys) er forårsaket av ionereaksjoner som skjer i det fjerde nivået av atmosfæren, termosfæren. Når høyt ladede partikler fra solvinden kolliderer med luftmolekyler over planetens magnetiske poler, lyser de og skaper blendende lysshow.

14. Solnedganger

I 2013 oppdaget forskere at bittesmå mikrober kan overleve mange kilometer over jordens overflate. I en høyde på 8-15 km over planeten ble det oppdaget mikrober som ødelegger organiske kjemikalier og flyter i atmosfæren og "mater" dem.


Atmosfæren er en av de viktigste komponentene på planeten vår. Det er hun som "skjermer" mennesker fra de tøffe forholdene i verdensrommet, som solstråling og romrester. Mange fakta om atmosfæren er imidlertid ukjente for de fleste.

1. Sann farge på himmelen




Selv om det er vanskelig å tro, er himmelen faktisk lilla. Når lys kommer inn i atmosfæren, absorberer luft- og vannpartikler lyset og sprer det. Samtidig sprer den fiolette fargen mest, og det er derfor folk ser en blå himmel.

2. Et eksklusivt element i jordens atmosfære



Som mange husker fra skolen, består jordens atmosfære av omtrent 78 % nitrogen, 21 % oksygen og små mengder argon, karbondioksid og andre gasser. Men få mennesker vet at atmosfæren vår er den eneste så langt oppdaget av forskere (foruten kometen 67P) som har fritt oksygen. Fordi oksygen er en svært reaktiv gass, reagerer den ofte med andre kjemikalier i verdensrommet. Dens rene form på jorden gjør planeten beboelig.

3. Hvit stripe på himmelen



Noen har sikkert noen ganger lurt på hvorfor en hvit stripe forblir på himmelen bak et jetfly. Disse hvite løypene, kjent som contrails, dannes når varme, fuktige eksosgasser fra et flys motor blandes med kjøligere uteluft. Vanndamp fra eksosen fryser og blir synlig.

4. Hovedlag i atmosfæren



Jordens atmosfære består av fem hovedlag, som gjør livet på planeten mulig. Den første av disse, troposfæren, strekker seg fra havnivå til en høyde på rundt 17 km ved ekvator. De fleste værhendelser forekommer her.

5. Ozonlag

Det neste laget av atmosfæren, stratosfæren, når en høyde på omtrent 50 km ved ekvator. Den inneholder ozonlaget, som beskytter mennesker mot farlige ultrafiolette stråler. Selv om dette laget er over troposfæren, kan det faktisk være varmere på grunn av energien som absorberes fra solens stråler. De fleste jetfly og værballonger flyr i stratosfæren. Fly kan fly raskere i den fordi de er mindre påvirket av tyngdekraft og friksjon. Værballonger kan gi et bedre bilde av stormer, hvorav de fleste forekommer lavere i troposfæren.

6. Mesosfæren



Mesosfæren er det midterste laget, som strekker seg til en høyde på 85 km over planetens overflate. Temperaturen ligger rundt -120 ° C. De fleste meteorer som kommer inn i jordens atmosfære brenner opp i mesosfæren. De to siste lagene som strekker seg ut i rommet er termosfæren og eksosfæren.

7. Atmosfærens forsvinning



Jorden har mest sannsynlig mistet atmosfæren flere ganger. Da planeten var dekket av hav av magma, krasjet massive interstellare objekter inn i den. Disse nedslagene, som også dannet Månen, kan ha dannet planetens atmosfære for første gang.

8. Hvis det ikke fantes atmosfæriske gasser...



Uten de forskjellige gassene i atmosfæren ville jorden vært for kald for menneskelig eksistens. Vanndamp, karbondioksid og andre atmosfæriske gasser absorberer varme fra solen og «fordeler» den over planetens overflate, og bidrar til å skape et beboelig klima.

9. Dannelse av ozonlaget



Det beryktede (og essensielle) ozonlaget ble skapt da oksygenatomer reagerte med ultrafiolett lys fra solen for å danne ozon. Det er ozon som absorberer mesteparten av den skadelige strålingen fra solen. Til tross for dets betydning, ble ozonlaget dannet relativt nylig etter at det oppsto nok liv i havene til å slippe ut i atmosfæren den mengden oksygen som trengs for å skape en minimumskonsentrasjon av ozon

10. Ionosfære



Ionosfæren kalles så fordi høyenergipartikler fra verdensrommet og solen bidrar til å danne ioner, og skaper et "elektrisk lag" rundt planeten. Når det ikke fantes satellitter, hjalp dette laget med å reflektere radiobølger.

11. Surt regn



Sur nedbør, som ødelegger hele skoger og ødelegger akvatiske økosystemer, dannes i atmosfæren når svoveldioksid eller nitrogenoksidpartikler blandes med vanndamp og faller til bakken som regn. Disse kjemiske forbindelsene finnes også i naturen: svoveldioksid produseres under vulkanutbrudd, og nitrogenoksid produseres under lynnedslag.

12. Lynkraft



Lynet er så kraftig at bare én bolt kan varme den omkringliggende luften opp til 30 000 ° C. Den raske oppvarmingen forårsaker en eksplosiv utvidelse av nærliggende luft, som høres som en lydbølge kalt torden.



Aurora Borealis og Aurora Australis (nordlige og sørlige nordlys) er forårsaket av ionereaksjoner som skjer i det fjerde nivået av atmosfæren, termosfæren. Når høyt ladede partikler fra solvinden kolliderer med luftmolekyler over planetens magnetiske poler, lyser de og skaper blendende lysshow.

14. Solnedganger



Solnedganger ser ofte ut som om himmelen brenner, da små atmosfæriske partikler sprer lyset og reflekterer det i oransje og gule nyanser. Det samme prinsippet ligger til grunn for dannelsen av regnbuer.



I 2013 oppdaget forskere at bittesmå mikrober kan overleve mange kilometer over jordens overflate. I en høyde på 8-15 km over planeten ble det oppdaget mikrober som ødelegger organiske kjemikalier og flyter i atmosfæren og "mater" dem.

Tilhengere av teorien om apokalypsen og forskjellige andre skrekkhistorier vil være interessert i å lære om.

Verden rundt oss er formet av tre vidt forskjellige deler: jord, vann og luft. Hver av dem er unik og interessant på sin egen måte. Nå skal vi bare snakke om den siste av dem. Hva er atmosfære? Hvordan ble det til? Hva består den av og i hvilke deler er den delt inn? Alle disse spørsmålene er ekstremt interessante.

Selve navnet "atmosfære" er dannet av to ord av gresk opprinnelse, oversatt til russisk betyr de "damp" og "ball". Og hvis du ser på den nøyaktige definisjonen, kan du lese følgende: "Atmosfæren er luftskallet til planeten Jorden, som suser sammen med det i verdensrommet." Den utviklet seg parallelt med de geologiske og geokjemiske prosessene som fant sted på planeten. Og i dag er alle prosesser som skjer i levende organismer avhengig av det. Uten en atmosfære ville planeten blitt en livløs ørken, som Månen.

Hva består den av?

Spørsmålet om hvordan atmosfæren er og hvilke elementer som inngår i den har interessert folk lenge. Hovedkomponentene i dette skallet var allerede kjent i 1774. De ble installert av Antoine Lavoisier. Han oppdaget at atmosfærens sammensetning i stor grad var sammensatt av nitrogen og oksygen. Over tid ble komponentene raffinert. Og nå er det kjent at den inneholder mange andre gasser, i tillegg til vann og støv.

La oss se nærmere på hva som utgjør jordens atmosfære nær overflaten. Den vanligste gassen er nitrogen. Den inneholder litt mer enn 78 prosent. Men til tross for en så stor mengde, er nitrogen praktisk talt inaktivt i luften.

Det neste elementet i mengde og svært viktig i betydning er oksygen. Denne gassen inneholder nesten 21 %, og den viser meget høy aktivitet. Dens spesifikke funksjon er å oksidere dødt organisk materiale, som brytes ned som et resultat av denne reaksjonen.

Lave, men viktige gasser

Den tredje gassen som er en del av atmosfæren er argon. Det er litt mindre enn én prosent. Etter det kommer karbondioksid med neon, helium med metan, krypton med hydrogen, xenon, ozon og til og med ammoniakk. Men det er så få av dem at prosentandelen av slike komponenter er lik hundredeler, tusendeler og milliondeler. Av disse er det bare karbondioksid som spiller en vesentlig rolle, siden det er byggematerialet som planter trenger for fotosyntesen. Dens andre viktige funksjon er å blokkere stråling og absorbere noe av solens varme.

En annen liten, men viktig gass, ozon, eksisterer for å fange ultrafiolett stråling fra solen. Takket være denne eiendommen er alt liv på planeten pålitelig beskyttet. På den annen side påvirker ozon temperaturen i stratosfæren. På grunn av det faktum at den absorberer denne strålingen, varmes luften opp.

Konstansen til den kvantitative sammensetningen av atmosfæren opprettholdes ved ustanselig blanding. Lagene beveger seg både horisontalt og vertikalt. Derfor, hvor som helst på kloden, er det nok oksygen og ingen overflødig karbondioksid.

Hva annet er i luften?

Det skal bemerkes at det kan finnes damp og støv i luftrommet. Sistnevnte består av pollen og jordpartikler; i byen er de sammen med urenheter av faste utslipp fra eksosgasser.

Men det er mye vann i atmosfæren. Under visse forhold kondenserer det og skyer og tåke oppstår. I hovedsak er dette det samme, bare de første vises høyt over jordens overflate, og den siste sprer seg langs den. Skyer har forskjellige former. Denne prosessen avhenger av høyden over jorden.

Hvis de dannet seg 2 km over land, kalles de lagdelte. Det er fra dem regnet renner på bakken eller snøen faller. Over dem dannes cumulusskyer opp til en høyde på 8 km. De er alltid de vakreste og vakreste. Det er de som ser på dem og lurer på hvordan de ser ut. Hvis slike formasjoner dukker opp i løpet av de neste 10 km, vil de være veldig lette og luftige. Navnet deres er fjæraktig.

Hvilke lag er atmosfæren delt inn i?

Selv om de har svært forskjellige temperaturer fra hverandre, er det veldig vanskelig å si i hvilken spesifikk høyde det ene laget begynner og det andre slutter. Denne inndelingen er svært betinget og er omtrentlig. Imidlertid eksisterer lagene i atmosfæren fortsatt og utfører sine funksjoner.

Den laveste delen av luftskallet kalles troposfæren. Tykkelsen øker når den beveger seg fra polene til ekvator fra 8 til 18 km. Dette er den varmeste delen av atmosfæren fordi luften i den varmes opp av jordoverflaten. Mesteparten av vanndampen er konsentrert i troposfæren, og det er grunnen til at det dannes skyer, nedbøren faller, tordenværet buldrer og det blåser.

Det neste laget er ca 40 km tykt og kalles stratosfæren. Hvis en observatør beveger seg inn i denne delen av luften, vil han oppdage at himmelen har blitt lilla. Dette forklares av den lave tettheten til stoffet, som praktisk talt ikke sprer solstrålene. Det er i dette laget jetfly flyr. Alle åpne områder er åpne for dem, siden det praktisk talt ikke er skyer. Inne i stratosfæren er det et lag som består av store mengder ozon.

Etter det kommer stratopausen og mesosfæren. Sistnevnte er ca 30 km tykk. Det er preget av en kraftig reduksjon i lufttetthet og temperatur. Himmelen virker svart for observatøren. Her kan du til og med se stjernene om dagen.

Lag der det praktisk talt ikke er luft

Atmosfærens struktur fortsetter med et lag kalt termosfæren - den lengste av alle de andre, dens tykkelse når 400 km. Dette laget utmerker seg ved sin enorme temperatur, som kan nå 1700 °C.

De to siste kulene er ofte kombinert til én og kalt ionosfæren. Dette skyldes det faktum at reaksjoner oppstår i dem med frigjøring av ioner. Det er disse lagene som gjør det mulig å observere et slikt naturfenomen som nordlyset.

De neste 50 km fra jorden er allokert til eksosfæren. Dette er atmosfærens ytre skall. Det sprer luftpartikler ut i rommet. Værsatellitter beveger seg vanligvis i dette laget.

Jordens atmosfære ender med magnetosfæren. Det er hun som beskyttet de fleste av planetens kunstige satellitter.

Etter alt som er sagt, skal det ikke være noen spørsmål om hvordan atmosfæren er. Hvis du er i tvil om nødvendigheten, kan de lett fjernes.

Betydningen av atmosfære

Atmosfærens hovedfunksjon er å beskytte planetens overflate mot overoppheting om dagen og overdreven avkjøling om natten. Det neste viktige formålet med dette skallet, som ingen vil bestride, er å levere oksygen til alle levende vesener. Uten dette ville de kveles.

De fleste meteoritter brenner opp i de øvre lagene, og når aldri jordens overflate. Og folk kan beundre de flygende lysene og forveksle dem med stjerneskudd. Uten en atmosfære ville hele jorden være strødd med kratere. Og beskyttelse mot solstråling er allerede diskutert ovenfor.

Hvordan påvirker en person atmosfæren?

Veldig negativ. Dette er på grunn av den økende aktiviteten til mennesker. Hovedandelen av alle negative aspekter faller på industri og transport. Det er forresten biler som slipper ut nesten 60 % av alle forurensende stoffer som trenger inn i atmosfæren. De resterende førti er fordelt på energi og industri, samt renovasjonsnæringer.

Listen over skadelige stoffer som daglig fyller på luften er veldig lang. På grunn av transport i atmosfæren er det: nitrogen og svovel, karbon, blått og sot, samt et sterkt kreftfremkallende stoff som forårsaker hudkreft - benzopyren.

Industrien står for følgende kjemiske elementer: svoveldioksid, hydrokarboner og hydrogensulfid, ammoniakk og fenol, klor og fluor. Hvis prosessen fortsetter, så snart svarene på spørsmålene: "Hva er atmosfæren? Hva består den av? vil være helt annerledes.

Atmosfæren er det som gjør livet mulig på jorden. Vi får den aller første informasjonen og fakta om stemningen i barneskolen. På videregående blir vi mer kjent med dette konseptet i geografitimene.

Konsept av jordens atmosfære

Ikke bare jorden, men også andre himmellegemer har en atmosfære. Dette er navnet gitt til det gassformede skallet som omgir planetene. Sammensetningen av dette gasslaget varierer betydelig mellom planetene. La oss se på grunnleggende informasjon og fakta om ellers kalt luft.

Dens viktigste komponent er oksygen. Noen tror feilaktig at jordens atmosfære utelukkende består av oksygen, men faktisk er luft en blanding av gasser. Den inneholder 78 % nitrogen og 21 % oksygen. Den resterende prosenten inkluderer ozon, argon, karbondioksid og vanndamp. Selv om prosentandelen av disse gassene er liten, utfører de en viktig funksjon - de absorberer en betydelig del av solstrålingsenergien, og forhindrer derved at lyskilden gjør alt liv på planeten vår til aske. Atmosfærens egenskaper endres avhengig av høyden. For eksempel, i en høyde på 65 km, er nitrogen 86% og oksygen er 19%.

Sammensetningen av jordens atmosfære

  • Karbondioksid nødvendig for plantenæring. Det vises i atmosfæren som et resultat av prosessen med respirasjon av levende organismer, råtning og forbrenning. Dens fravær i atmosfæren ville gjøre eksistensen av planter umulig.
  • Oksygen- en viktig komponent i atmosfæren for mennesker. Dens tilstedeværelse er en betingelse for eksistensen av alle levende organismer. Det utgjør omtrent 20 % av det totale volumet av atmosfæriske gasser.
  • Ozon er en naturlig absorber av ultrafiolett solstråling, som har en skadelig effekt på levende organismer. Det meste danner et eget lag av atmosfæren - ozonskjermen. Den siste tiden har menneskelig aktivitet ført til at den gradvis begynner å kollapse, men siden den er av stor betydning, jobbes det aktivt med å bevare og restaurere den.
  • vanndamp bestemmer luftfuktigheten. Innholdet kan variere avhengig av ulike faktorer: lufttemperatur, territoriell plassering, årstid. Ved lave temperaturer er det svært lite vanndamp i luften, kanskje mindre enn én prosent, og ved høye temperaturer når mengden 4 %.
  • I tillegg til alt det ovennevnte inneholder sammensetningen av jordens atmosfære alltid en viss prosentandel faste og flytende urenheter. Disse er sot, aske, havsalt, støv, vanndråper, mikroorganismer. De kan komme i luften både naturlig og menneskelig.

Lag av atmosfæren

Luftens temperatur, tetthet og kvalitetssammensetning er ikke den samme i forskjellige høyder. På grunn av dette er det vanlig å skille forskjellige lag av atmosfæren. Hver av dem har sine egne egenskaper. La oss finne ut hvilke lag av atmosfæren som skiller seg ut:

  • Troposfæren - dette laget av atmosfæren er nærmest jordens overflate. Høyden er 8-10 km over polene og 16-18 km i tropene. 90 % av all vanndamp i atmosfæren ligger her, så aktiv skydannelse oppstår. Også i dette laget observeres prosesser som luft (vind) bevegelse, turbulens og konveksjon. Temperaturene varierer fra +45 grader midt på dagen i den varme årstiden i tropene til -65 grader ved polene.
  • Stratosfæren er det nest fjerneste laget av atmosfæren. Ligger i en høyde på 11 til 50 km. I det nedre laget av stratosfæren er temperaturen omtrent -55, mens den beveger seg bort fra jorden stiger den til +1˚С. Denne regionen kalles en inversjon og er grensen mellom stratosfæren og mesosfæren.
  • Mesosfæren ligger i en høyde på 50 til 90 km. Temperaturen ved dens nedre grense er omtrent 0, ved den øvre når den -80...-90 ˚С. Meteoritter som kommer inn i jordens atmosfære brenner fullstendig opp i mesosfæren, og forårsaker at det oppstår luftglød her.
  • Termosfæren er omtrent 700 km tykk. Nordlyset vises i dette laget av atmosfæren. De vises på grunn av påvirkning av kosmisk stråling og stråling som kommer fra solen.
  • Eksosfæren er sonen for luftspredning. Her er konsentrasjonen av gasser liten og de slipper gradvis ut i det interplanetære rommet.

Grensen mellom jordens atmosfære og verdensrommet anses å være 100 km. Denne linjen kalles Karman-linjen.

Atmosfærisk trykk

Når vi lytter til værmeldingen, hører vi ofte barometertrykkavlesninger. Men hva betyr atmosfærisk trykk, og hvordan kan det påvirke oss?

Vi fant ut at luft består av gasser og urenheter. Hver av disse komponentene har sin egen vekt, noe som betyr at atmosfæren ikke er vektløs, slik man trodde frem til 1600-tallet. Atmosfærisk trykk er kraften som alle lag i atmosfæren presser på jordoverflaten og på alle objekter.

Forskere utførte komplekse beregninger og beviste at atmosfæren presser med en kraft på 10 333 kg per kvadratmeter areal. Dette betyr at menneskekroppen er utsatt for lufttrykk, hvis vekt er 12-15 tonn. Hvorfor føler vi ikke dette? Det er vårt indre press som redder oss, som balanserer det ytre. Du kan føle trykket fra atmosfæren mens du er på et fly eller høyt oppe i fjellet, siden det atmosfæriske trykket i høyden er mye mindre. I dette tilfellet er fysisk ubehag, blokkerte ører og svimmelhet mulig.

Mye kan sies om atmosfæren rundt. Vi vet mange interessante fakta om henne, og noen av dem kan virke overraskende:

  • Vekten av jordens atmosfære er 5.300.000.000.000.000 tonn.
  • Det fremmer lydoverføring. I en høyde på mer enn 100 km forsvinner denne egenskapen på grunn av endringer i atmosfærens sammensetning.
  • Atmosfærens bevegelse er provosert av ujevn oppvarming av jordoverflaten.
  • Et termometer brukes til å bestemme lufttemperaturen, og et barometer brukes til å bestemme trykket i atmosfæren.
  • Tilstedeværelsen av en atmosfære redder planeten vår fra 100 tonn meteoritter hver dag.
  • Luftens sammensetning var fast i flere hundre millioner år, men begynte å endre seg med begynnelsen av rask industriell aktivitet.
  • Atmosfæren antas å strekke seg oppover til en høyde på 3000 km.

Atmosfærens betydning for mennesker

Atmosfærens fysiologiske sone er 5 km. I en høyde på 5000 m over havet begynner en person å oppleve oksygen sult, som kommer til uttrykk i en reduksjon i ytelsen og forverring av velvære. Dette viser at en person ikke kan overleve i et rom hvor det ikke er denne fantastiske blandingen av gasser.

All informasjon og fakta om atmosfæren bekrefter bare dens betydning for mennesker. Takket være dens tilstedeværelse ble det mulig å utvikle liv på jorden. Allerede i dag, etter å ha vurdert omfanget av skade som menneskeheten er i stand til å påføre den livgivende luften gjennom sine handlinger, bør vi tenke på ytterligere tiltak for å bevare og gjenopprette atmosfæren.