Ni asilimia ngapi ya kiasi cha angahewa ni nitrojeni? Vipimo vya magnetosphere, wingi na kiasi cha anga

Troposphere

Yake kikomo cha juu iko kwenye urefu wa kilomita 8-10 katika polar, kilomita 10-12 katika hali ya joto na kilomita 16-18 katika latitudo za kitropiki; chini katika majira ya baridi kuliko katika majira ya joto. Safu ya chini, kuu ya anga ina zaidi ya 80% ya jumla ya misa hewa ya anga na karibu 90% ya mvuke wote wa maji unaopatikana katika angahewa. Msukosuko na convection huendelezwa sana katika troposphere, mawingu hutokea, na vimbunga na anticyclones kuendeleza. Joto hupungua kwa kuongezeka kwa mwinuko kwa wastani wa gradient wima ya 0.65°/100 m

Tropopause

Safu ya mpito kutoka troposphere hadi stratosphere, safu ya anga ambayo kupungua kwa joto na urefu huacha.

Stratosphere

Safu ya anga iko kwenye urefu wa 11 hadi 50 km. Tabia mabadiliko madogo joto katika safu ya 11-25 km (safu ya chini ya stratosphere) na ongezeko lake katika safu ya 25-40 km kutoka -56.5 hadi 0.8 °C ( safu ya juu eneo la stratosphere au inversion). Baada ya kufikia thamani ya karibu 273 K (karibu 0 ° C) kwa urefu wa kilomita 40, hali ya joto inabaki mara kwa mara hadi urefu wa kilomita 55. Eneo hili la joto la mara kwa mara linaitwa stratopause na ni mpaka kati ya stratosphere na mesosphere.

Stratopause

Safu ya mpaka ya angahewa kati ya stratosphere na mesosphere. Katika usambazaji wa joto la wima kuna kiwango cha juu (kuhusu 0 ° C).

Mesosphere

Mesosphere huanza kwa urefu wa kilomita 50 na inaenea hadi kilomita 80-90. Joto hupungua kwa urefu na kipenyo cha wastani cha wima cha (0.25-0.3) °/100 m. Mchakato mkuu wa nishati ni uhamishaji wa joto wa radiant. Michakato changamano ya fotokemikali inayohusisha itikadi kali huru, molekuli zenye msisimko wa mtetemo, n.k. husababisha mwangaza wa angahewa.

Mesopause

Safu ya mpito kati ya mesosphere na thermosphere. Kuna kiwango cha chini katika usambazaji wa joto la wima (kuhusu -90 °C).

Mstari wa Karman

Urefu juu ya usawa wa bahari, ambao unakubaliwa kwa kawaida kama mpaka kati ya angahewa ya Dunia na anga. Laini ya Karman iko kwenye mwinuko wa kilomita 100 juu ya usawa wa bahari.

Mpaka wa angahewa ya Dunia

Thermosphere

Kikomo cha juu- karibu 800 km. Joto huongezeka hadi urefu wa kilomita 200-300, ambapo hufikia maadili ya utaratibu wa 1500 K, baada ya hapo inabaki karibu mara kwa mara hadi urefu wa juu. Chini ya ushawishi wa ultraviolet na x-ray mionzi ya jua Na mionzi ya cosmic ionization ya hewa hutokea (" auroras") - mikoa kuu ya ionosphere iko ndani ya thermosphere. Katika mwinuko wa zaidi ya kilomita 300, oksijeni ya atomiki inatawala. Kikomo cha juu cha thermosphere imedhamiriwa kwa kiasi kikubwa na shughuli za sasa za Jua. Wakati wa shughuli za chini, kupungua kwa ukubwa wa safu hii hutokea.

Thermopause

Eneo la angahewa karibu na thermosphere. Katika eneo hili kunyonya mionzi ya jua insignificantly na hali ya joto haibadiliki kwa urefu.

Exosphere (duara ya kutawanyika)

Tabaka za anga hadi urefu wa kilomita 120

Exosphere ni eneo la utawanyiko, sehemu ya nje ya thermosphere, iko juu ya 700 km. Gesi katika exosphere haipatikani sana, na kutoka hapa chembe zake huvuja kwenye nafasi ya interplanetary (dissipation).

Hadi urefu wa kilomita 100, angahewa ni mchanganyiko usio na usawa, uliochanganywa vizuri wa gesi. Katika tabaka za juu, usambazaji wa gesi juu ya urefu unategemea wao uzito wa Masi, mkusanyiko wa gesi nzito hupungua kwa kasi na umbali kutoka kwenye uso wa Dunia. Kutokana na kupungua kwa msongamano wa gesi, halijoto hupungua kutoka 0 °C kwenye stratosphere hadi -110 °C katika mesosphere. Hata hivyo nishati ya kinetic chembe za kibinafsi katika mwinuko wa kilomita 200-250 zinalingana na joto la ~150 °C. Zaidi ya kilomita 200, mabadiliko makubwa ya joto na wiani wa gesi katika muda na nafasi huzingatiwa.

Katika mwinuko wa kama 2000-3500 km, exosphere polepole inageuka kuwa utupu unaoitwa karibu-nafasi, ambayo imejaa chembe adimu sana za gesi ya interplanetary, haswa atomi za hidrojeni. Lakini gesi hii inawakilisha sehemu tu ya jambo kati ya sayari. Sehemu nyingine ina chembe za vumbi za asili ya cometary na meteoric. Mbali na chembe za vumbi ambazo hazijafichwa sana, mionzi ya sumakuumeme na corpuscular ya asili ya jua na galactic hupenya ndani ya nafasi hii.

The troposphere akaunti kwa karibu 80% ya molekuli ya anga, stratosphere - karibu 20%; wingi wa mesosphere - si zaidi ya 0.3%, thermosphere - chini ya 0.05% ya molekuli jumla anga. Kulingana mali ya umeme Angahewa imegawanywa katika neutronosphere na ionosphere. Kwa sasa inaaminika kuwa anga inaenea hadi urefu wa kilomita 2000-3000.

Kulingana na muundo wa gesi katika angahewa, homosphere na heterosphere zinajulikana. Heterosphere ni eneo ambalo mvuto huathiri mgawanyiko wa gesi, kwa kuwa kuchanganya kwao kwa urefu huo ni mdogo. Hii ina maana muundo wa kutofautiana wa heterosphere. Chini yake kuna sehemu iliyochanganyikana vizuri ya angahewa inayoitwa homosphere. Mpaka kati ya tabaka hizi huitwa turbopause, iko kwenye mwinuko wa kilomita 120.

Angahewa ndiyo hufanya maisha yawezekane Duniani. Tunapokea taarifa za kwanza kabisa na ukweli kuhusu angahewa huko nyuma Shule ya msingi. Katika shule ya upili, tunafahamu zaidi dhana hii katika masomo ya jiografia.

Dhana ya angahewa ya dunia

Sio tu Dunia ina angahewa, lakini pia zingine miili ya mbinguni. Hiyo ndiyo wanaiita ganda la gesi, sayari zinazozunguka. Muundo wa safu hii ya gesi sayari tofauti ni tofauti sana. Hebu tuangalie taarifa za msingi na ukweli kuhusu vinginevyo huitwa hewa.

Sehemu yake muhimu zaidi ni oksijeni. Watu fulani hufikiri kimakosa kwamba angahewa la dunia lina oksijeni kabisa, lakini kwa kweli, hewa ni mchanganyiko wa gesi. Ina 78% ya nitrojeni na 21% ya oksijeni. Asilimia moja iliyobaki ni pamoja na ozoni, argon, kaboni dioksidi, mvuke wa maji. Hebu asilimia gesi hizi ni ndogo, lakini hufanya kazi muhimu- kunyonya sehemu kubwa ya nishati ya mionzi ya jua, na hivyo kuzuia mwanga kugeuza maisha yote kwenye sayari yetu kuwa majivu. Tabia za anga hubadilika kulingana na urefu. Kwa mfano, kwa urefu wa kilomita 65, nitrojeni ni 86% na oksijeni ni 19%.

Muundo wa angahewa ya Dunia

Dioksidi kaboni muhimu kwa lishe ya mmea. Inaonekana katika angahewa kama matokeo ya mchakato wa kupumua kwa viumbe hai, kuoza, na mwako. Kutokuwepo kwake katika angahewa kungefanya kuwepo kwa mimea yoyote isiwezekane.
Oksijeni- sehemu muhimu ya anga kwa wanadamu. Uwepo wake ni hali ya kuwepo kwa viumbe vyote vilivyo hai. Inafanya juu ya 20% ya jumla ya kiasi gesi za anga.
Ozoni ni absorber asili ya mionzi ya jua ya ultraviolet, ambayo ina athari mbaya kwa viumbe hai. Wengi wao huunda safu tofauti ya anga - skrini ya ozoni. KATIKA Hivi majuzi shughuli za kibinadamu husababisha ukweli kwamba huanza kuanguka polepole, lakini kwa kuwa ni muhimu sana, inafanywa. kazi hai kwa uhifadhi na urejesho wake.
mvuke wa maji huamua unyevu wa hewa. Maudhui yake yanaweza kutofautiana kulingana na mambo mbalimbali: joto la hewa, eneo la eneo, msimu. Kwa joto la chini kuna mvuke mdogo sana wa maji katika hewa, labda chini ya asilimia moja, na kwa joto la juu kiasi chake kinafikia 4%.
Mbali na yote hapo juu, muundo angahewa ya dunia daima kuwepo asilimia fulani ngumu na uchafu wa kioevu . Hii ni masizi, majivu, chumvi bahari, vumbi, matone ya maji, microorganisms. Wanaweza kuingia angani kwa asili na kwa njia ya anthropogenic.

Tabaka za anga

Na joto, na wiani, na utungaji wa ubora wa juu hewa si sawa urefu tofauti. Kwa sababu ya hili, ni desturi ya kutofautisha tabaka tofauti za anga. Kila mmoja wao ana sifa zake. Wacha tujue ni tabaka gani za anga zinajulikana:

Troposphere - safu hii ya anga iko karibu na uso wa Dunia. Urefu wake ni kilomita 8-10 juu ya miti na kilomita 16-18 katika nchi za hari. 90% ya mvuke wote wa maji katika angahewa hupatikana hapa, kwa hivyo elimu hai mawingu Pia katika safu hii michakato kama vile harakati za hewa (upepo), mtikisiko, na upitishaji huzingatiwa. Joto huanzia digrii +45 mchana katika msimu wa joto katika nchi za hari hadi digrii -65 kwenye nguzo.
Safu ya angahewa ni safu ya pili ya mbali zaidi ya anga. Ziko katika urefu wa 11 hadi 50 km. Katika safu ya chini ya stratosphere joto ni takriban -55; kusonga mbali na Dunia huongezeka hadi +1˚С. Eneo hili linaitwa inversion na ni mpaka wa stratosphere na mesosphere.
Mesosphere iko kwenye urefu wa kilomita 50 hadi 90. Joto kwenye mpaka wake wa chini ni karibu 0, kwa juu hufikia -80...-90 ˚С. Vimondo vinavyoingia kwenye angahewa ya dunia huwaka kabisa kwenye mesosphere, na kusababisha miale ya anga kutokea hapa.
Thermosphere ni takriban 700 km nene. Katika safu hii ya anga kunatokea taa za kaskazini. Wanaonekana kutokana na ushawishi wa mionzi ya cosmic na mionzi inayotoka kwenye Jua.
Exosphere ni eneo la utawanyiko wa hewa. Hapa mkusanyiko wa gesi ni mdogo na polepole hutoroka kwenye nafasi ya kati ya sayari.

Mpaka kati ya angahewa ya dunia na anga ya nje Njia hiyo inachukuliwa kuwa 100 km. Mstari huu unaitwa mstari wa Karman.

Shinikizo la anga

Wakati wa kusikiliza utabiri wa hali ya hewa, mara nyingi tunasikia usomaji wa shinikizo la barometriki. Lakini shinikizo la angahewa linamaanisha nini, na linaweza kutuathirije?

Tuligundua kuwa hewa ina gesi na uchafu. Kila moja ya vifaa hivi ina uzito wake, ambayo inamaanisha kuwa anga haina uzito, kama ilivyoaminika hadi karne ya 17. Shinikizo la angahewa ni nguvu ambayo tabaka zote za angahewa zinashinikiza juu ya uso wa Dunia na juu ya vitu vyote.

Wanasayansi walifanya mahesabu magumu na kuthibitisha hilo mita ya mraba eneo ambalo anga linasukuma kwa nguvu ya kilo 10,333. Ina maana, mwili wa binadamu wazi kwa shinikizo la hewa, uzito ambao ni tani 12-15. Kwa nini hatuhisi hivi? Ni shinikizo letu la ndani linalotuokoa, ambalo linasawazisha nje. Unaweza kuhisi shinikizo la anga ukiwa kwenye ndege au juu ya milima, kwa sababu Shinikizo la anga kidogo sana kwa urefu. Katika kesi hiyo, usumbufu wa kimwili, masikio yaliyofungwa, na kizunguzungu vinawezekana.

Mengi yanaweza kusemwa kuhusu angahewa inayozunguka. Tunajua mengi kumhusu ukweli wa kuvutia, na baadhi yao yanaweza kuonekana ya kushangaza:

Uzito wa angahewa ya dunia ni tani 5,300,000,000,000,000.
Inakuza usambazaji wa sauti. Katika urefu wa zaidi ya kilomita 100, mali hii hupotea kutokana na mabadiliko katika muundo wa anga.
Mwendo wa angahewa hukasirishwa na joto lisilo sawa la uso wa Dunia.
Thermometer hutumiwa kuamua joto la hewa, na barometer hutumiwa kuamua shinikizo la anga.
Uwepo wa angahewa huokoa sayari yetu kutoka kwa tani 100 za meteorites kila siku.
Muundo wa hewa uliwekwa kwa miaka milioni mia kadhaa, lakini ilianza kubadilika na kuanza kwa shughuli za haraka za viwanda.
Angahewa inaaminika kupanua hadi urefu wa kilomita 3000.

Umuhimu wa anga kwa wanadamu

Eneo la kisaikolojia la angahewa ni kilomita 5. Katika urefu wa 5000 m juu ya usawa wa bahari, mtu huanza kupata uzoefu njaa ya oksijeni, ambayo inaonyeshwa kwa kupungua kwa utendaji wake na kuzorota kwa ustawi. Hii inaonyesha kwamba mtu hawezi kuishi katika nafasi ambapo hakuna mchanganyiko huu wa ajabu wa gesi.

Taarifa zote na ukweli kuhusu angahewa huthibitisha tu umuhimu wake kwa watu. Shukrani kwa uwepo wake, iliwezekana kukuza maisha Duniani. Tayari leo, baada ya kutathmini kiwango cha madhara ambayo ubinadamu unaweza kusababisha kupitia vitendo vyake kwa hewa inayotoa uhai, tunapaswa kufikiria juu ya hatua zaidi za kuhifadhi na kurejesha anga.

Pengine wale wanaota ndoto ya nafasi labda wamejiuliza kwa nini kuna angahewa tu kwenye Zuhura na Dunia na hakuna mahali pengine (hatuzingatii satelaiti kwa sasa)? Na jinsi ya kuifanya ionekane hapo. Iko wapi sababu kwa nini haiwezekani kupumua kwa undani bila spacesuit, ama kwenye Mirihi au Mwezi?

Ili kuelewa hili, itabidi tujifunze dhana ya pili kasi ya kutoroka, na pia soma uhusiano kati ya molekuli ya molekuli na kasi.

Hewa ya dunia ina kimsingi vipengele vifuatavyo: oksijeni(O) na nitrojeni(N).

Katika kasi ya pili ya kutoroka, mwili ambao saizi/wingi wake hautambuliki ikilinganishwa na sayari utaruka kwenda kwenye nafasi ya kati ya sayari milele.

Sasa, kujua zaidi kasi inayowezekana molekuli za nitrojeni na kasi ya pili ya kutoroka, ni rahisi kuamua hali ambayo molekuli ya gesi itabaki katika obiti kuzunguka sayari.

Sharti lazima litimizwe

au ikiwa radius ya sayari imeonyeshwa kwa kilomita basi

Nitrojeni huingia ndani hali ya kioevu karibu -200 digrii Selsiasi, au katika Kelvin T=73 digrii.

Kwa hivyo, badala ya hapa tayari idadi inayojulikana tunaona kwamba nitrojeni katika hali ya gesi inaweza kuwa juu ya uso wa sayari katika kesi wakati

Kwa Dunia, uwiano huu ni 62435> 21681 - ambayo ina maana kwamba nitrojeni inaweza kubakishwa karibu na Dunia sio tu kwa joto la digrii 73 za Kelvin, lakini pia kwa joto la si zaidi ya digrii 210 za Kelvin (hiyo ni, karibu digrii 400 Celsius) . Ikiwa joto la gesi ni kubwa zaidi, basi kasi ya molekuli itakuwa kubwa zaidi kuliko kasi ya pili ya kukimbia na wataanza kuruka kwenye nafasi ya interplanetary na Dunia itaanza kupoteza anga yake.

Vipi kuhusu sayari nyingine na nitrojeni?

Tutachukua data kutoka kwa jedwali la muhtasari Sifa kuu za sayari za mfumo wa jua

Kwa Zuhura (radius=6052, kasi ya kuanguka bila malipo=8.6) 52047>21681. Nitrojeni inaweza kuhifadhiwa na sayari.

Kwa Mars (radius=3398, kasi ya kuanguka bila malipo=3.72) 12641<21681. Азот haiwezi kushikiliwa na sayari.

Kwa kuwa Zuhura ina nitrojeni yenye molekuli ya 14 g/mol, ndivyo zaidi sayari hiyo pia itakavyoshikilia gesi zenye uzito wa juu zaidi (ambayo ina maana, kwa mfano, oksijeni, pamoja na methane, dioksidi kaboni na derivatives nyingine.

Vizuri - unasema - lakini vipi kuhusu gesi nzito - radon? Kuna uzito wa Masi ni 226 g/mol!

Mara kwa mara gesi kwa radon ni 36.8

Mirihi inaweza kubakisha radoni na wingi wake ikiwa joto la gesi halizidi digrii 343 Kelvin. Kwa hivyo, ndio, Mars inashikilia na ikiwezekana kuvutia molekuli za radon yenyewe, lakini hii haitatusaidia kupanga maisha kwenye sayari.

Mwanzoni mwa kifungu hicho, tulizungumza juu ya satelaiti ambayo ina anga. Ni satelaiti ya asili ya Zohali - Titanium. Ni vyema kutambua kwamba radius yake ni 2575 km, na kuongeza kasi ya mvuto ni 1.352.

Hiyo ni, kulingana na sheria zilizo hapo juu, satelaiti haipaswi kuwa na anga, lakini inafanya.

Kwa hivyo, hesabu zetu sio sawa? Sidhani hivyo, vinginevyo kanuni nyingi za kimsingi zingepaswa kurekebishwa.

Sababu ni uwezekano mkubwa kwamba satelaiti iko karibu na "mama" wake Saturn na mawasiliano yanayotokana kati ya kasi ya wastani ya molekuli na kasi ya pili ya cosmic mbele ya "jirani" kama hiyo sio ngumu sana.

Au kama chaguo la tatu, kwamba anga "inavuja" kwenye nafasi kwenye satelaiti, lakini ni nini kinachozalisha kiasi kama hicho cha gesi bado haiwezekani kujua.

Kuna baadhi ya kutosema kushoto ... hivyo

Tufanye nini kwenye Mirihi ili kuwe na angahewa huko?

Uzalishaji wa oksijeni kwa vituo vya nguvu, kama ilivyokuwa katika filamu ya hadithi ya kisayansi iliyoigizwa na Schwarzenegger, haitafanya kazi... anga hatimaye itayeyuka.

Chaguo lile lile la bahati mbaya litakuwa ikiwa utalipuka kitu kwenye sayari, kama vile chaji za nyuklia, kama wengine wanavyopendekeza.

Ili nitrojeni ibaki kwenye Mirihi, tunahitaji kuongeza radius ya sayari au kuongeza kasi yake ya mvuto kwa karibu mara mbili.

Haiwezekani kuongeza radius, lakini vipi kuhusu kuongeza kasi?

Licha ya ukweli kwamba hewa ina uzito wa elfu (halisi, karibu 1000) chini ya maji, bado ina uzito wa kitu.
Na sio kidogo kama inavyoonekana mwanzoni.

Kwa hivyo mita ya ujazo ya maji kwenye usawa wa uso wa bahari inachukua lita 1000 na, ipasavyo, ina uzito wa tani. Wale. chombo cha ujazo na vipimo mita moja kwa mita moja kwa mita moja iliyojaa maji ina uzito (au tuseme ina uzito) kilo 1000. Bila kuhesabu uzito wa chombo yenyewe. Umwagaji wa kawaida, kwa mfano, unajumuisha sehemu ya tatu ya mchemraba huu, i.e. 300 lita.

Mchemraba huo uliojaa hewa (yaani, kulingana na dhana zetu, tupu) una uzito wa kilo 1.3. Huu ni uzito wa hewa ambayo iko ndani ya chombo cha ujazo.

Lakini kuhesabu kwa usahihi kiasi cha anga sio kazi rahisi sana. Kwanza, haiwezekani kuamua kwa usahihi wowote wa kuaminika ikiwa hapa ndipo anga huisha na nafasi isiyo na hewa huanza, na pili, msongamano wa hewa hushuka sana na kuongezeka kwa urefu.

Angahewa inafikiriwa kuwa na unene wa kilomita 2000-3000, na nusu ya uzito wake iko ndani ya kilomita 5 kutoka kwa uso.

Hata hivyo, kuna njia nyingine, sahihi sana ya kujua ni kiasi gani angahewa ina uzito. Ilitumiwa miaka 400 iliyopita na mwanasayansi bora, mwanahisabati, mwanafizikia, mwandishi na mwanafalsafa Blaise Pascal.

Inatosha kujua shinikizo la anga ni (katika milimita ya zebaki) na kwamba juu ya uso wa bahari chini ya hali ya kawaida ni takriban 760 ya milimita hizi sawa.
Miaka michache kabla ya majaribio ya Pascal, ukweli huu uligunduliwa na mwanahisabati na mwanafizikia wa Italia, mwanafunzi wa Galileo Evangelista Torricelli.

Kwa hivyo, ili kusawazisha shinikizo la anga kwa kila sentimita 1 ya mraba ya uso wa dunia kwenye usawa wa bahari, safu ya zebaki yenye urefu wa milimita 760 inahitajika; safu hii ya zebaki ina uzito wa takriban gramu 1033. Hewa inayoshinikiza kwenye sentimita hii ya mraba ina uzito sawa, urefu wake tu ni mkubwa zaidi - sawa na km 2000-3000 ambayo katika wakati huu haijalishi.

Sasa inatosha kuhesabu eneo la uso wa dunia. Kama tunavyokumbuka sote, Dunia ni tufe yenye eneo la takriban kilomita 6,400 (au yenye mduara kwenye ikweta ya takriban kilomita 40,000), na kama sisi sote tunakumbuka (kutoka darasa la 8 la shule ya upili) S sphere = 4πR 2 .

Jumla ya eneo la Dunia ni takriban 510,072,000 km², na jumla ya misa ya anga ni 5 x 10 21 gramu, au tani 5 x 10 15, au kwa maneno - tani 5 quadrillion!

Takwimu hii ilimshangaza Pascal wakati huo, kwa sababu alihesabu kwamba mpira wa shaba wenye kipenyo cha kilomita 10 ungekuwa na uzito sawa.

Sio nyepesi sana, hewa hii ...

P.S. Kwa njia, ukweli machache zaidi ya kuvutia juu ya shinikizo la anga, au tuseme kuhusu kupungua kwake na kuongezeka kwa urefu na matokeo yaliyofuata katika chapisho la miaka mitatu iliyopita. Hatakiwi kutoweka kwenye giza...

Anga(kutoka kwa atmos ya Kigiriki - mvuke na spharia - mpira) - shell ya hewa ya Dunia, inayozunguka nayo. Ukuaji wa angahewa ulihusiana kwa karibu na michakato ya kijiolojia na kijiografia inayotokea kwenye sayari yetu, na pia kwa shughuli za viumbe hai.

Mpaka wa chini wa angahewa sanjari na uso wa Dunia, kwani hewa huingia ndani ya vinyweleo vidogo zaidi kwenye udongo na kufutwa hata katika maji.

Mpaka wa juu kwa urefu wa kilomita 2000-3000 hatua kwa hatua hupita kwenye anga ya nje.

Shukrani kwa anga, ambayo ina oksijeni, maisha duniani yanawezekana. Oksijeni ya anga hutumika katika mchakato wa kupumua kwa wanadamu, wanyama na mimea.

Kama kungekuwa hakuna angahewa, Dunia ingekuwa tulivu kama Mwezi. Baada ya yote, sauti ni vibration ya chembe za hewa. Rangi ya bluu ya anga inaelezewa na ukweli kwamba mionzi ya jua, inapita angani, kama kupitia lensi, imetenganishwa kuwa rangi za sehemu zao. Katika kesi hii, mionzi ya rangi ya bluu na bluu hutawanyika zaidi.

Angahewa hunasa sehemu kubwa ya miale ya jua ya urujuanimno, ambayo ina athari mbaya kwa viumbe hai. Pia huhifadhi joto karibu na uso wa Dunia, hivyo basi kuzuia sayari yetu isipoe.

Muundo wa anga

Katika anga, tabaka kadhaa zinaweza kujulikana, tofauti katika wiani (Mchoro 1).

Troposphere

Troposphere- safu ya chini kabisa ya anga, unene ambao juu ya miti ni kilomita 8-10, katika latitudo za wastani - 10-12 km, na juu ya ikweta - 16-18 km.

Mchele. 1. Muundo wa angahewa ya Dunia

Hewa katika troposphere ina joto na uso wa dunia, yaani, na ardhi na maji. Kwa hiyo, joto la hewa katika safu hii hupungua kwa urefu kwa wastani wa 0.6 ° C kwa kila m 100. Katika mpaka wa juu wa troposphere hufikia -55 ° C. Wakati huo huo, katika eneo la ikweta kwenye mpaka wa juu wa troposphere, joto la hewa ni -70 ° C, na katika eneo la Ncha ya Kaskazini -65 ° C.

Karibu 80% ya misa ya anga imejilimbikizia kwenye troposphere, karibu mvuke wote wa maji iko, dhoruba za radi, dhoruba, mawingu na mvua hufanyika, na harakati za wima (convection) na usawa (upepo) hufanyika.

Tunaweza kusema kwamba hali ya hewa huundwa hasa katika troposphere.

Stratosphere

Stratosphere- safu ya anga iko juu ya troposphere kwa urefu wa 8 hadi 50 km. Rangi ya anga katika safu hii inaonekana ya zambarau, ambayo inaelezewa na wembamba wa hewa, kutokana na ambayo mionzi ya jua karibu haijatawanyika.

Stratosphere ina 20% ya wingi wa angahewa. Hewa katika safu hii haipatikani tena, kwa kweli hakuna mvuke wa maji, na kwa hivyo karibu hakuna mawingu na fomu ya mvua. Hata hivyo, mikondo ya hewa imara huzingatiwa katika stratosphere, kasi ambayo hufikia 300 km / h.

Safu hii imejilimbikizia ozoni(skrini ya ozoni, ozonosphere), safu inayofyonza miale ya urujuanimno, kuizuia isifike Duniani na hivyo kulinda viumbe hai kwenye sayari yetu. Shukrani kwa ozoni, halijoto ya hewa kwenye mpaka wa juu wa angahewa huanzia -50 hadi 4-55 °C.

Kati ya mesosphere na stratosphere kuna eneo la mpito - stratopause.

Mesosphere

Mesosphere- safu ya anga iko kwenye urefu wa kilomita 50-80. Msongamano wa hewa hapa ni mara 200 chini ya uso wa Dunia. Rangi ya anga katika mesosphere inaonekana nyeusi, na nyota zinaonekana wakati wa mchana. Joto la hewa hushuka hadi -75 (-90)°C.

Katika urefu wa kilomita 80 huanza thermosphere. Joto la hewa katika safu hii huongezeka kwa kasi hadi urefu wa 250 m, na kisha inakuwa mara kwa mara: kwa urefu wa kilomita 150 hufikia 220-240 ° C; kwa urefu wa kilomita 500-600 unazidi 1500 °C.

Katika mesosphere na thermosphere, chini ya ushawishi wa mionzi ya cosmic, molekuli za gesi hutengana katika chembe za atomi zilizochajiwa (ionized), kwa hivyo sehemu hii ya anga inaitwa. ionosphere- safu ya hewa yenye nadra sana, iko kwenye urefu wa kilomita 50 hadi 1000, inayojumuisha hasa atomi za oksijeni ionized, molekuli za oksidi za nitrojeni na elektroni za bure. Safu hii ina sifa ya umeme wa juu, na mawimbi ya redio ya muda mrefu na ya kati yanaonyeshwa kutoka kwake, kama kutoka kwa kioo.

Katika ionosphere, aurorae inaonekana - mwanga wa gesi adimu chini ya ushawishi wa chembe za kushtakiwa kwa umeme zinazoruka kutoka Jua - na kushuka kwa kasi kwa uwanja wa sumaku kunazingatiwa.

Exosphere

Exosphere- safu ya nje ya anga iko juu ya kilomita 1000. Safu hii pia inaitwa nyanja ya kueneza, kwani chembe za gesi huhamia hapa kwa kasi ya juu na zinaweza kutawanyika kwenye anga ya nje.

Utungaji wa anga

Angahewa ni mchanganyiko wa gesi yenye nitrojeni (78.08%), oksijeni (20.95%), dioksidi kaboni (0.03%), argon (0.93%), kiasi kidogo cha heliamu, neon, xenon, kryptoni (0.01%); ozoni na gesi nyingine, lakini maudhui yao hayana maana (Jedwali 1). Muundo wa kisasa wa hewa ya Dunia ulianzishwa zaidi ya miaka milioni mia moja iliyopita, lakini shughuli za uzalishaji wa binadamu ziliongezeka sana hata hivyo zilisababisha mabadiliko yake. Hivi sasa, kuna ongezeko la maudhui ya CO 2 kwa takriban 10-12%.

Gesi zinazounda anga hufanya majukumu mbalimbali ya kazi. Hata hivyo, umuhimu kuu wa gesi hizi imedhamiriwa hasa na ukweli kwamba wao huchukua nishati ya mionzi kwa nguvu sana na hivyo kuwa na athari kubwa kwa utawala wa joto wa uso wa Dunia na anga.

Jedwali 1. Muundo wa kemikali wa hewa kavu ya anga karibu na uso wa dunia

	Mkusanyiko wa sauti. %	Uzito wa Masi, vitengo

Oksijeni

Dioksidi kaboni





Oksidi ya nitrojeni
	kutoka 0 hadi 0.00001
Dioksidi ya sulfuri	kutoka 0 hadi 0.000007 katika majira ya joto; kutoka 0 hadi 0.000002 wakati wa baridi
	Kutoka 0 hadi 0.000002	46,0055/17,03061
Azog dioksidi

Monoxide ya kaboni

Naitrojeni, gesi ya kawaida katika anga, ni kemikali inaktiv.

Oksijeni, tofauti na nitrojeni, ni kipengele kinachofanya kazi sana kemikali. Kazi mahususi ya oksijeni ni uoksidishaji wa vitu vya kikaboni vya viumbe vya heterotrofiki, miamba na gesi zisizo na oksidi zinazotolewa angani na volkano. Bila oksijeni, hakungekuwa na mtengano wa vitu vya kikaboni vilivyokufa.

Jukumu la dioksidi kaboni katika angahewa ni kubwa sana. Inaingia angani kama matokeo ya michakato ya mwako, kupumua kwa viumbe hai, na kuoza na ni, kwanza kabisa, nyenzo kuu ya ujenzi kwa uundaji wa vitu vya kikaboni wakati wa photosynthesis. Kwa kuongeza, uwezo wa dioksidi kaboni kusambaza mionzi ya jua ya wimbi fupi na kunyonya sehemu ya mionzi ya joto ya muda mrefu ni muhimu sana, ambayo itaunda kinachojulikana kama athari ya chafu, ambayo itajadiliwa hapa chini.

Michakato ya anga, hasa utawala wa joto wa stratosphere, pia huathiriwa na ozoni. Gesi hii hutumika kama kifyonzaji asilia cha mionzi ya ultraviolet kutoka jua, na kunyonya kwa mionzi ya jua husababisha joto la hewa. Wastani wa maadili ya kila mwezi ya maudhui ya ozoni katika angahewa hutofautiana kulingana na latitudo na wakati wa mwaka ndani ya safu ya cm 0.23-0.52 (huu ni unene wa safu ya ozoni kwa shinikizo la ardhini na joto). Kuna ongezeko la maudhui ya ozoni kutoka kwa ikweta hadi kwenye miti na mzunguko wa kila mwaka na kiwango cha chini katika vuli na kiwango cha juu katika spring.

Sifa ya tabia ya anga ni kwamba yaliyomo katika gesi kuu (nitrojeni, oksijeni, argon) hubadilika kidogo na urefu: kwa urefu wa kilomita 65 angani yaliyomo nitrojeni ni 86%, oksijeni - 19, argon - 0.91. , kwa urefu wa kilomita 95 - nitrojeni 77, oksijeni - 21.3, argon - 0.82%. Kudumu kwa muundo wa hewa ya anga kwa wima na kwa usawa hudumishwa na mchanganyiko wake.

Mbali na gesi, hewa ina mvuke wa maji Na chembe imara. Mwisho unaweza kuwa na asili ya asili na ya bandia (anthropogenic). Hizi ni chavua, fuwele ndogo za chumvi, vumbi la barabarani, na uchafu wa erosoli. Wakati mionzi ya jua inapoingia kwenye dirisha, inaweza kuonekana kwa jicho la uchi.

Kuna chembe nyingi za chembe katika hewa ya miji na vituo vikubwa vya viwanda, ambapo uzalishaji wa gesi hatari na uchafu wao unaoundwa wakati wa mwako wa mafuta huongezwa kwa erosoli.

Mkusanyiko wa erosoli katika anga huamua uwazi wa hewa, ambayo huathiri mionzi ya jua inayofikia uso wa Dunia. Aerosols kubwa zaidi ni viini vya condensation (kutoka lat. condensatio- compaction, thickening) - kuchangia katika mabadiliko ya mvuke wa maji katika matone ya maji.

Umuhimu wa mvuke wa maji imedhamiriwa hasa na ukweli kwamba huchelewesha mionzi ya joto ya wimbi la muda mrefu kutoka kwenye uso wa dunia; inawakilisha kiungo kikuu cha mzunguko mkubwa na mdogo wa unyevu; huongeza joto la hewa wakati wa condensation ya vitanda vya maji.

Kiasi cha mvuke wa maji katika angahewa hutofautiana kwa wakati na nafasi. Kwa hivyo, mkusanyiko wa mvuke wa maji kwenye uso wa dunia huanzia 3% katika nchi za hari hadi 2-10 (15)% huko Antaktika.

Kiwango cha wastani cha mvuke wa maji katika safu wima ya angahewa katika latitudo za wastani ni karibu 1.6-1.7 cm (hii ni unene wa safu ya mvuke wa maji uliofupishwa). Habari kuhusu mvuke wa maji katika tabaka tofauti za anga inapingana. Ilifikiriwa, kwa mfano, kwamba katika urefu wa urefu kutoka kilomita 20 hadi 30, unyevu maalum huongezeka sana na urefu. Hata hivyo, vipimo vilivyofuata vinaonyesha ukame mkubwa wa stratosphere. Inaonekana, unyevu maalum katika stratosphere inategemea kidogo juu ya urefu na ni 2-4 mg / kg.

Tofauti ya maudhui ya mvuke wa maji katika troposphere imedhamiriwa na mwingiliano wa michakato ya uvukizi, condensation na usafiri wa usawa. Kama matokeo ya kufidia kwa mvuke wa maji, mawingu huunda na mvua huanguka kwa njia ya mvua, mvua ya mawe na theluji.

Michakato ya mabadiliko ya awamu ya maji hutokea sana katika troposphere, ndiyo sababu mawingu kwenye stratosphere (katika urefu wa kilomita 20-30) na mesosphere (karibu na mesopause), inayoitwa pearlescent na silvery, huzingatiwa mara chache, wakati mawingu ya tropospheric. mara nyingi hufunika takriban 50% ya uso wa dunia nzima.

Kiasi cha mvuke wa maji ambayo inaweza kuwa ndani ya hewa inategemea joto la hewa.

1 m 3 ya hewa kwa joto la -20 ° C inaweza kuwa na si zaidi ya 1 g ya maji; saa 0 ° C - si zaidi ya 5 g; saa +10 ° C - si zaidi ya 9 g; saa +30 ° C - si zaidi ya 30 g ya maji.

Hitimisho: Kadiri joto la hewa lilivyo juu, ndivyo mvuke wa maji unavyoweza kuwa nayo.

Hewa inaweza kuwa tajiri Na haijajaa mvuke wa maji. Kwa hiyo, ikiwa kwa joto la +30 ° C 1 m 3 ya hewa ina 15 g ya mvuke wa maji, hewa haijajaa mvuke wa maji; ikiwa 30 g - imejaa.

Unyevu kamili- hii ni kiasi cha mvuke wa maji yaliyomo katika 1 m 3 ya hewa. Inaonyeshwa kwa gramu. Kwa mfano, ikiwa wanasema "unyevu kamili ni 15," hii ina maana kwamba 1 m L ina 15 g ya mvuke wa maji.

Unyevu wa jamaa- hii ni uwiano (kwa asilimia) ya maudhui halisi ya mvuke wa maji katika 1 m 3 ya hewa kwa kiasi cha mvuke wa maji ambayo inaweza kuwa katika 1 m L kwa joto fulani. Kwa mfano, ikiwa redio inatangaza ripoti ya hali ya hewa kwamba unyevu wa kiasi ni 70%, hii ina maana kwamba hewa ina 70% ya mvuke wa maji ambayo inaweza kushikilia kwenye joto hilo.

Ya juu ya unyevu wa jamaa, i.e. Kadiri hewa inavyokaribia hali ya kueneza, ndivyo uwezekano wa kunyesha unavyoongezeka.

Unyevu wa juu kila wakati (hadi 90%) huzingatiwa katika ukanda wa ikweta, kwani joto la hewa hubaki juu huko mwaka mzima na uvukizi mkubwa hufanyika kutoka kwa uso wa bahari. Unyevu wa jamaa pia ni wa juu katika mikoa ya polar, lakini kwa sababu kwa joto la chini hata kiasi kidogo cha mvuke wa maji hufanya hewa ijae au karibu na iliyojaa. Katika latitudo za wastani, unyevu wa jamaa hutofautiana kulingana na misimu - ni ya juu wakati wa baridi, chini katika majira ya joto.

Unyevu wa hewa wa jamaa katika jangwa ni mdogo sana: 1 m 1 ya hewa huko ina mvuke wa maji mara mbili hadi tatu kuliko inavyowezekana kwa joto fulani.

Kupima unyevu wa jamaa, hygrometer hutumiwa (kutoka kwa Kigiriki hygros - mvua na metreco - I kupima).

Inapopozwa, hewa iliyojaa haiwezi kuhifadhi kiwango sawa cha mvuke wa maji; huongezeka (huunganishwa), na kugeuka kuwa matone ya ukungu. Ukungu unaweza kuzingatiwa wakati wa kiangazi kwenye usiku wazi na wa baridi.

Mawingu- huu ni ukungu sawa, sio tu huundwa kwenye uso wa dunia, lakini kwa urefu fulani. Hewa inapoinuka, inapoa na mvuke wa maji ndani yake hujifunga. Matone madogo ya maji yanayotokana hutengeneza mawingu.

Uundaji wa wingu pia unahusisha chembe chembe kusimamishwa katika troposphere.

Mawingu yanaweza kuwa na maumbo tofauti, ambayo yanategemea hali ya malezi yao (Jedwali 14).

Mawingu ya chini na mazito zaidi ni tabaka. Ziko kwenye urefu wa kilomita 2 kutoka kwenye uso wa dunia. Katika mwinuko wa kilomita 2 hadi 8, mawingu ya kuvutia zaidi ya cumulus yanaweza kuzingatiwa. Ya juu na nyepesi zaidi ni mawingu ya cirrus. Ziko katika urefu wa kilomita 8 hadi 18 juu ya uso wa dunia.

Familia	Aina za mawingu	Mwonekano
A. Mawingu ya juu - juu ya 6 km	I. Cirrus	Thread-kama, nyuzinyuzi, nyeupe
	II. Cirrocumulus	Safu na matuta ya flakes ndogo na curls, nyeupe
	III. Cirrostratus	Pazia nyeupe ya uwazi
B. Mawingu ya kiwango cha kati - juu ya 2 km	IV. Altocumulus	Safu na matuta ya rangi nyeupe na kijivu
B. Mawingu ya kiwango cha kati - juu ya 2 km	V. Altostratified	Pazia laini la rangi ya kijivu ya milky
B. Mawingu ya chini - hadi 2 km	VI. Nimbostratus	Safu ya kijivu isiyo na sura thabiti
	VII. Stratocumulus	Safu zisizo na uwazi na matuta ya rangi ya kijivu
	VIII. Yenye tabaka	Pazia la kijivu lisilo na uwazi
D. Mawingu ya maendeleo ya wima - kutoka chini hadi ngazi ya juu	IX. Kumulus	Vilabu na kuba ni nyeupe nyangavu, na kingo zilizopasuka kwa upepo
	X. Cumulonimbus	Misa yenye nguvu yenye umbo la cumulus ya rangi nyeusi ya risasi

Ulinzi wa anga

Chanzo kikuu ni biashara za viwandani na magari. Katika miji mikubwa, tatizo la uchafuzi wa gesi kwenye njia kuu za usafiri ni kubwa sana. Ndiyo maana miji mingi mikubwa duniani kote, ikiwa ni pamoja na nchi yetu, imeanzisha udhibiti wa mazingira wa sumu ya gesi za kutolea nje ya gari. Kulingana na wataalamu, moshi na vumbi katika hewa vinaweza kupunguza usambazaji wa nishati ya jua kwenye uso wa dunia kwa nusu, ambayo itasababisha mabadiliko katika hali ya asili.