Tầng nào của khí quyển ngăn chặn các tia cực tím có hại. Tại sao và làm thế nào để nghiên cứu khí quyển: khoa học về áo giáp của Trái đất

Bầu không khí(từ khí quyển của Hy Lạp - hơi nước và spharia - quả bóng) - vỏ không khí của Trái đất, quay cùng với nó. Sự phát triển của khí quyển có liên quan chặt chẽ đến các quá trình địa chất và địa hóa xảy ra trên hành tinh của chúng ta, cũng như các hoạt động của các sinh vật sống.

Ranh giới dưới của khí quyển trùng với bề mặt Trái đất, vì không khí xâm nhập vào các lỗ nhỏ nhất trong đất và hòa tan ngay cả trong nước.

Ranh giới trên ở độ cao 2000-3000 km dần dần đi vào không gian bên ngoài.

Nhờ bầu khí quyển chứa oxy, sự sống trên Trái đất có thể tồn tại. Oxy trong khí quyển được sử dụng trong quá trình hô hấp của con người, động vật và thực vật.

Nếu không có bầu khí quyển, Trái đất sẽ yên tĩnh như Mặt trăng. Xét cho cùng, âm thanh là sự dao động của các hạt không khí. Màu xanh của bầu trời được giải thích là do các tia mặt trời khi xuyên qua bầu khí quyển, giống như xuyên qua thấu kính, bị phân hủy thành các màu thành phần của chúng. Trong trường hợp này, các tia màu xanh lam và xanh lam bị phân tán nhiều nhất.

Bầu khí quyển giữ lại phần lớn bức xạ cực tím của mặt trời, có tác động bất lợi đến các sinh vật sống. Nó cũng giữ nhiệt gần bề mặt Trái đất, ngăn cản hành tinh của chúng ta nguội đi.

Cấu trúc của khí quyển

Trong khí quyển, có thể phân biệt được một số lớp có mật độ khác nhau (Hình 1).

Tầng đối lưu

Tầng đối lưu- lớp thấp nhất của khí quyển, độ dày của nó phía trên cực là 8-10 km, ở vĩ độ ôn đới - 10-12 km và phía trên xích đạo - 16-18 km.

Cơm. 1. Cấu trúc bầu khí quyển Trái đất

Không khí trong tầng đối lưu được làm nóng bởi bề mặt trái đất, nghĩa là bởi đất và nước. Do đó, nhiệt độ không khí ở tầng này giảm theo độ cao trung bình 0,6 °C cứ 100 m. Ở ranh giới trên của tầng đối lưu, nhiệt độ đạt tới -55 °C. Đồng thời, ở khu vực xích đạo ở ranh giới trên của tầng đối lưu, nhiệt độ không khí là -70 ° C và ở khu vực Bắc Cực -65 ° C.

Khoảng 80% khối lượng của khí quyển tập trung ở tầng đối lưu, gần như toàn bộ hơi nước nằm ở đó, xảy ra giông bão, bão, mây và mưa, đồng thời xảy ra chuyển động thẳng đứng (đối lưu) và ngang (gió).

Có thể nói thời tiết chủ yếu được hình thành ở tầng đối lưu.

Tầng bình lưu

Tầng bình lưu- tầng khí quyển nằm phía trên tầng đối lưu ở độ cao từ 8 đến 50 km. Màu sắc của bầu trời trong lớp này có màu tím, điều này được giải thích là do không khí loãng nên tia nắng hầu như không bị phân tán.

Tầng bình lưu chứa 20% khối lượng của khí quyển. Không khí trong lớp này loãng hơn, thực tế không có hơi nước và do đó hầu như không có mây và dạng mưa. Tuy nhiên, các dòng không khí ổn định được quan sát thấy trong tầng bình lưu, tốc độ đạt tới 300 km/h.

Lớp này tập trung ozon(màn hình ozone, tầng ozon), một lớp hấp thụ tia cực tím, ngăn chúng chiếu tới Trái đất và từ đó bảo vệ các sinh vật sống trên hành tinh của chúng ta. Nhờ có ozone, nhiệt độ không khí ở ranh giới trên của tầng bình lưu dao động từ -50 đến 4-55°C.

Giữa tầng trung lưu và tầng bình lưu có một vùng chuyển tiếp - tầng bình lưu.

Tầng trung lưu

Tầng trung lưu- tầng khí quyển nằm ở độ cao 50-80 km. Mật độ không khí ở đây nhỏ hơn 200 lần so với bề mặt Trái đất. Màu sắc của bầu trời ở tầng trung lưu có màu đen và có thể nhìn thấy các ngôi sao vào ban ngày. Nhiệt độ không khí giảm xuống -75 (-90)°C.

Ở độ cao 80 km bắt đầu nhiệt quyển. Nhiệt độ không khí ở tầng này tăng mạnh lên độ cao 250 m, sau đó không đổi: ở độ cao 150 km, nhiệt độ đạt 220-240 ° C; ở độ cao 500-600 km vượt quá 1500 ° C.

Trong tầng trung lưu và tầng nhiệt, dưới tác dụng của tia vũ trụ, các phân tử khí phân hủy thành các hạt nguyên tử mang điện tích (ion hóa) nên phần khí quyển này được gọi là tầng điện ly- một lớp không khí rất loãng, nằm ở độ cao từ 50 đến 1000 km, bao gồm chủ yếu là các nguyên tử oxy bị ion hóa, phân tử oxit nitơ và các electron tự do. Lớp này được đặc trưng bởi mức độ điện khí hóa cao và các sóng vô tuyến dài và trung bình được phản xạ từ nó, giống như từ một tấm gương.

Trong tầng điện ly, cực quang xuất hiện - sự phát sáng của các khí hiếm dưới tác động của các hạt tích điện bay từ Mặt trời - và người ta quan sát thấy những biến động mạnh trong từ trường.

Tầng ngoài

Tầng ngoài- lớp ngoài của khí quyển nằm ở độ cao trên 1000 km. Lớp này còn được gọi là quả cầu tán xạ, vì các hạt khí di chuyển ở đây với tốc độ cao và có thể phân tán ra ngoài không gian.

Thành phần khí quyển

Khí quyển là hỗn hợp các loại khí bao gồm nitơ (78,08%), oxy (20,95%), carbon dioxide (0,03%), argon (0,93%), một lượng nhỏ helium, neon, xenon, krypton (0,01%), ozone và các loại khí khác nhưng hàm lượng của chúng không đáng kể (Bảng 1). Thành phần hiện đại của không khí trên Trái đất đã được hình thành cách đây hơn một trăm triệu năm, tuy nhiên hoạt động sản xuất của con người tăng mạnh đã dẫn đến sự thay đổi của nó. Hiện nay, hàm lượng CO 2 đang tăng khoảng 10-12%.

Các khí tạo nên bầu khí quyển thực hiện nhiều vai trò chức năng khác nhau. Tuy nhiên, tầm quan trọng chính của các loại khí này được xác định chủ yếu bởi thực tế là chúng hấp thụ rất mạnh năng lượng bức xạ và do đó có tác động đáng kể đến chế độ nhiệt độ của bề mặt và khí quyển Trái đất.

Bảng 1. Thành phần hóa học của không khí khô trong khí quyển gần bề mặt trái đất

	Nồng độ khối lượng. %	Trọng lượng phân tử, đơn vị

Ôxy

Khí cacbonic





oxit nitơ
	từ 0 đến 0,00001
lưu huỳnh đioxit	từ 0 đến 0,000007 vào mùa hè; từ 0 đến 0,000002 vào mùa đông
	Từ 0 đến 0,000002	46,0055/17,03061
Azog dioxide

cacbon monoxit

Nitơ, Là loại khí phổ biến nhất trong khí quyển, nó không hoạt động về mặt hóa học.

Ôxy, không giống như nitơ, là một nguyên tố hóa học rất hoạt động. Chức năng cụ thể của oxy là oxy hóa các chất hữu cơ của các sinh vật dị dưỡng, đá và các khí chưa được oxy hóa do núi lửa thải vào khí quyển. Không có oxy, sẽ không có sự phân hủy chất hữu cơ chết.

Vai trò của carbon dioxide trong khí quyển là vô cùng lớn. Nó xâm nhập vào khí quyển là kết quả của quá trình đốt cháy, hô hấp của sinh vật sống và phân hủy và trước hết là vật liệu xây dựng chính để tạo ra chất hữu cơ trong quá trình quang hợp. Ngoài ra, khả năng carbon dioxide truyền bức xạ mặt trời sóng ngắn và hấp thụ một phần bức xạ nhiệt sóng dài là rất quan trọng, điều này sẽ tạo ra cái gọi là hiệu ứng nhà kính, sẽ được thảo luận dưới đây.

Các quá trình khí quyển, đặc biệt là chế độ nhiệt của tầng bình lưu, bị ảnh hưởng bởi ozon. Khí này đóng vai trò là chất hấp thụ tự nhiên bức xạ cực tím từ mặt trời và sự hấp thụ bức xạ mặt trời dẫn đến làm nóng không khí. Giá trị trung bình hàng tháng của tổng hàm lượng ozone trong khí quyển thay đổi tùy theo vĩ độ và thời gian trong năm trong khoảng 0,23-0,52 cm (đây là độ dày của tầng ozone ở áp suất và nhiệt độ mặt đất). Có sự gia tăng hàm lượng ozone từ xích đạo đến cực và theo chu kỳ hàng năm với mức tối thiểu vào mùa thu và tối đa vào mùa xuân.

Một đặc tính đặc trưng của khí quyển là hàm lượng các khí chính (nitơ, oxy, argon) thay đổi một chút theo độ cao: ở độ cao 65 km trong khí quyển, hàm lượng nitơ là 86%, oxy - 19, argon - 0,91 , ở độ cao 95 km - nitơ 77, oxy - 21,3, argon - 0,82%. Sự ổn định của thành phần không khí trong khí quyển theo chiều dọc và chiều ngang được duy trì bằng cách trộn nó.

Ngoài khí, không khí còn chứa hơi nước Và các hạt rắn. Loại thứ hai có thể có cả nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo (nhân tạo). Đây là phấn hoa, tinh thể muối nhỏ, bụi đường và tạp chất khí dung. Khi tia nắng xuyên qua cửa sổ, chúng có thể được nhìn thấy bằng mắt thường.

Đặc biệt có nhiều hạt nhỏ trong không khí của các thành phố và trung tâm công nghiệp lớn, nơi phát thải khí độc hại và các tạp chất của chúng hình thành trong quá trình đốt cháy nhiên liệu được thêm vào bình xịt.

Nồng độ sol khí trong khí quyển quyết định độ trong suốt của không khí, ảnh hưởng đến bức xạ mặt trời tới bề mặt Trái đất. Các sol khí lớn nhất là hạt nhân ngưng tụ (từ lat. sự ngưng tụ- nén chặt, làm đặc) - góp phần chuyển hóa hơi nước thành giọt nước.

Tầm quan trọng của hơi nước được xác định chủ yếu bởi thực tế là nó làm chậm bức xạ nhiệt sóng dài từ bề mặt trái đất; đại diện cho liên kết chính của chu kỳ độ ẩm lớn và nhỏ; làm tăng nhiệt độ không khí trong quá trình ngưng tụ của lớp nước.

Lượng hơi nước trong khí quyển thay đổi theo không gian và thời gian. Như vậy, nồng độ hơi nước trên bề mặt trái đất dao động từ 3% ở vùng nhiệt đới đến 2-10 (15)% ở Nam Cực.

Hàm lượng hơi nước trung bình trong cột thẳng đứng của khí quyển ở các vĩ độ ôn đới là khoảng 1,6-1,7 cm (đây là độ dày của lớp hơi nước ngưng tụ). Thông tin liên quan đến hơi nước ở các tầng khác nhau của khí quyển là trái ngược nhau. Ví dụ, người ta giả định rằng ở độ cao từ 20 đến 30 km, độ ẩm riêng tăng mạnh theo độ cao. Tuy nhiên, các phép đo tiếp theo cho thấy tầng bình lưu khô hơn. Rõ ràng, độ ẩm riêng trong tầng bình lưu phụ thuộc rất ít vào độ cao và là 2-4 mg/kg.

Sự biến đổi hàm lượng hơi nước trong tầng đối lưu được xác định bởi sự tương tác của các quá trình bay hơi, ngưng tụ và vận chuyển ngang. Do sự ngưng tụ của hơi nước, các đám mây hình thành và lượng mưa rơi dưới dạng mưa, mưa đá và tuyết.

Các quá trình chuyển pha của nước xảy ra chủ yếu ở tầng đối lưu, đó là lý do tại sao các đám mây ở tầng bình lưu (ở độ cao 20-30 km) và tầng trung lưu (gần tầng trung lưu), được gọi là mây ngọc trai và bạc, tương đối hiếm khi được quan sát thấy, trong khi các đám mây ở tầng đối lưu thường bao phủ khoảng 50% toàn bộ bề mặt trái đất.

Lượng hơi nước có thể chứa trong không khí phụ thuộc vào nhiệt độ không khí.

1 m 3 không khí ở nhiệt độ -20 ° C có thể chứa không quá 1 g nước; ở 0 ° C - không quá 5 g; ở +10 ° C - không quá 9 g; ở +30 ° C - không quá 30 g nước.

Phần kết luận: Nhiệt độ không khí càng cao thì lượng hơi nước có thể chứa càng nhiều.

Không khí có thể giàu có Và không bão hòa hơi nước. Vì vậy, nếu ở nhiệt độ +30 °C 1 m 3 không khí chứa 15 g hơi nước thì không khí không bão hòa hơi nước; nếu 30 g - bão hòa.

Độ ẩm tuyệt đối là lượng hơi nước chứa trong 1m3 không khí. Nó được thể hiện bằng gam. Ví dụ: nếu họ nói “độ ẩm tuyệt đối là 15”, điều này có nghĩa là 1 m L chứa 15 g hơi nước.

Độ ẩm tương đối- đây là tỷ lệ (tính bằng phần trăm) giữa hàm lượng hơi nước thực tế trong 1 m 3 không khí với lượng hơi nước có thể chứa trong 1 m L ở nhiệt độ nhất định. Ví dụ, nếu đài phát thanh đưa tin thời tiết rằng độ ẩm tương đối là 70%, điều này có nghĩa là không khí chứa 70% lượng hơi nước mà nó có thể giữ ở nhiệt độ đó.

Độ ẩm tương đối càng cao, tức là Không khí càng gần trạng thái bão hòa thì khả năng xảy ra mưa càng cao.

Độ ẩm không khí tương đối luôn cao (tới 90%) được quan sát thấy ở vùng xích đạo, vì nhiệt độ không khí ở đó duy trì ở mức cao suốt cả năm và sự bốc hơi lớn xảy ra từ bề mặt đại dương. Độ ẩm tương đối cũng cao ở các vùng cực, nhưng do ở nhiệt độ thấp, ngay cả một lượng nhỏ hơi nước cũng làm cho không khí bão hòa hoặc gần bão hòa. Ở các vĩ độ ôn đới, độ ẩm tương đối thay đổi theo mùa - cao hơn vào mùa đông, thấp hơn vào mùa hè.

Độ ẩm không khí tương đối ở sa mạc đặc biệt thấp: 1 m 1 không khí ở đó chứa lượng hơi nước ít hơn từ hai đến ba lần so với lượng hơi nước có thể có ở một nhiệt độ nhất định.

Để đo độ ẩm tương đối, người ta sử dụng máy đo độ ẩm (từ tiếng Hy Lạp hygros - ướt và métco - tôi đo).

Khi được làm mát, không khí bão hòa không thể giữ lại cùng một lượng hơi nước; nó đặc lại (ngưng tụ), biến thành những giọt sương mù. Sương mù có thể được quan sát vào mùa hè vào một đêm trong xanh, mát mẻ.

Mây- đây cũng là sương mù, chỉ có điều nó không được hình thành trên bề mặt trái đất mà ở một độ cao nhất định. Khi không khí bay lên, nó nguội đi và hơi nước trong đó ngưng tụ lại. Kết quả là những giọt nước nhỏ tạo nên những đám mây.

Sự hình thành đám mây cũng liên quan đến chất dạng hạt lơ lửng ở tầng đối lưu.

Mây có thể có nhiều hình dạng khác nhau, tùy thuộc vào điều kiện hình thành của chúng (Bảng 14).

Những đám mây thấp nhất và nặng nhất là tầng. Chúng nằm ở độ cao 2 km tính từ bề mặt trái đất. Ở độ cao từ 2 đến 8 km, có thể quan sát được những đám mây tích đẹp như tranh vẽ. Cao nhất và nhẹ nhất là những đám mây ti. Chúng nằm ở độ cao từ 8 đến 18 km so với bề mặt trái đất.

Gia đình	Các loại mây	Vẻ bề ngoài
A. Những đám mây phía trên - trên 6 km	I. Cirrus	Dạng sợi, dạng sợi, màu trắng
	II. Cirrocumulus	Các lớp và các đường vân nhỏ và cuộn tròn, màu trắng
	III. Cirrostratus	Tấm màn trắng trong suốt
B. Mây trung bình - trên 2 km	IV. Altocumulus	Các lớp và đường gờ có màu trắng và xám
B. Mây trung bình - trên 2 km	V. Phân tầng	Tấm màn mịn màu xám sữa
B. Mây thấp - cao tới 2 km	VI. Nimbostratus	Lớp màu xám không có hình dạng rắn
	VII. tích tầng	Các lớp và đường vân không trong suốt có màu xám
	VIII. xếp lớp	Mạng che mặt màu xám không mờ
D. Đám mây phát triển theo chiều dọc - từ tầng dưới lên tầng trên	IX. tích lũy	Gậy và mái vòm có màu trắng sáng, mép bị rách trong gió
	X. Cumulonimbus	Khối hình dạng tích mạnh mẽ có màu chì sẫm

Bảo vệ khí quyển

Nguồn chính là các doanh nghiệp công nghiệp và ô tô. Ở các thành phố lớn, vấn đề ô nhiễm khí trên các tuyến giao thông chính là rất nghiêm trọng. Đó là lý do tại sao nhiều thành phố lớn trên thế giới, trong đó có nước ta, đã đưa ra các biện pháp kiểm soát môi trường đối với độc tính của khí thải xe cộ. Theo các chuyên gia, khói bụi trong không khí có thể làm giảm một nửa nguồn năng lượng mặt trời cung cấp cho bề mặt trái đất, dẫn đến thay đổi điều kiện tự nhiên.

Màn chắn ozone là lớp khí quyển có nồng độ phân tử ozone O3 cao nhất ở độ cao khoảng 20 - 25 km, hấp thụ bức xạ cực tím cứng gây tử vong cho sinh vật. Sự hủy diệt o.e. Do sự ô nhiễm không khí do con người gây ra, nó gây ra mối đe dọa cho mọi sinh vật và trên hết là đối với con người.
Màn chắn ôzôn (tầng ozon) là một lớp khí quyển nằm trong tầng bình lưu, nằm ở các độ cao khác nhau so với bề mặt Trái đất và có mật độ (nồng độ phân tử) ôzôn cao nhất ở độ cao 22 - 26 km.
Màn chắn ôzôn là một phần của khí quyển nơi ôzôn được tìm thấy ở nồng độ thấp.
Hàm lượng nitrat trong sản phẩm cây trồng. Sự phá hủy màn chắn ozone có liên quan đến oxit nitơ, đóng vai trò là nguồn hình thành các oxit khác xúc tác cho phản ứng quang hóa của sự phân hủy các phân tử ozone.
Sự xuất hiện của màn chắn ozone, giúp ngăn chặn bề mặt Trái đất khỏi bức xạ hoạt tính hóa học tràn vào không gian bên ngoài, đã thay đổi đáng kể quá trình tiến hóa của vật chất sống. Trong các điều kiện của sinh quyển nguyên sinh (sinh quyển sơ cấp), quá trình đột biến diễn ra rất mãnh liệt: các dạng vật chất sống mới nhanh chóng phát sinh và thay đổi theo nhiều cách khác nhau, đồng thời xảy ra sự tích lũy nhanh chóng các nguồn gen.
Tầng ozon (màn hình ozon), nằm phía trên sinh quyển, ở độ sâu từ 20 đến 35 km, hấp thụ bức xạ cực tím, gây tử vong cho các sinh vật sống trong sinh quyển và được hình thành do oxy, có nguồn gốc sinh học, tức là. cũng được tạo ra bởi vật chất sống của Trái đất. Tuy nhiên, ngay cả khi vật chất sống xâm nhập vào các lớp này dưới dạng bào tử hoặc sinh vật phù du, nó cũng không sinh sản trong đó và nồng độ của nó là không đáng kể. Chúng ta hãy lưu ý rằng, khi thâm nhập vào lớp vỏ Trái đất này và thậm chí cao hơn, vào không gian, một người sẽ mang theo mình vào con tàu vũ trụ, giống như một phần của sinh quyển, tức là. toàn bộ hệ thống hỗ trợ sự sống.
Giải thích cách hình thành lá chắn ôzôn và nguyên nhân phá hủy nó.
Sinh quyển chiếm không gian từ màn chắn ozone, nơi tìm thấy bào tử vi khuẩn và nấm ở độ cao 20 km, đến độ sâu hơn 3 km dưới bề mặt trái đất và khoảng 2 km dưới đáy đại dương. Ở đó, trong vùng nước của các mỏ dầu, người ta tìm thấy vi khuẩn kỵ khí. Sự tập trung sinh khối lớn nhất tập trung ở ranh giới của các tầng địa lý, tức là ở vùng nước ven biển, bề mặt đại dương và trên bề mặt đất liền. Điều này được giải thích là do nguồn năng lượng trong sinh quyển là ánh sáng mặt trời, các sinh vật tự dưỡng và sau đó là dị dưỡng chủ yếu sống ở những nơi có cường độ bức xạ mặt trời mạnh nhất.
Hậu quả nguy hiểm nhất của sự suy giảm tầng ozone đối với con người và nhiều loài động vật là làm tăng tỷ lệ mắc bệnh ung thư da và đục thủy tinh thể ở mắt. Đổi lại, điều này, theo dữ liệu chính thức của Liên Hợp Quốc, dẫn đến sự xuất hiện của 100 nghìn trường hợp đục thủy tinh thể mới và 10 nghìn trường hợp ung thư da trên thế giới, cũng như làm giảm khả năng miễn dịch ở cả người và động vật.
Bức tường cấm môi trường, đã đạt đến cấp độ toàn cầu (phá hủy màn chắn ozone, axit hóa lượng mưa, biến đổi khí hậu, v.v.), hóa ra không phải là yếu tố duy nhất cho sự phát triển xã hội. Đồng thời và song song đó, cơ cấu kinh tế cũng có sự thay đổi.
Động lực của lỗ thủng tầng ozone ở Nam Cực (theo N.F. Reimers, 1990 (không gian không có bóng râm. Hậu quả của việc suy giảm tầng ozone là cực kỳ nguy hiểm đối với con người và nhiều loài động vật - làm gia tăng số lượng bệnh ung thư da và đục thủy tinh thể ở mắt). Đổi lại, điều này, theo quan chức của Liên Hợp Quốc, nó dẫn đến sự xuất hiện của 100 nghìn trường hợp đục thủy tinh thể mới và 10 nghìn trường hợp ung thư da trên thế giới, cũng như giảm khả năng miễn dịch ở cả người và động vật.
Điều tương tự cũng xảy ra với sự gia tăng sản xuất freon và tác động của chúng lên màn chắn ozone của hành tinh.
Chúng ta đã nói rằng sự sống được bảo tồn vì một lá chắn ozone đã hình thành trên khắp hành tinh, bảo vệ sinh quyển khỏi những tia cực tím chết người. Nhưng trong những thập kỷ gần đây, người ta đã ghi nhận sự sụt giảm hàm lượng ozone trong lớp bảo vệ.

Kết quả của quá trình quang hợp, ngày càng nhiều oxy bắt đầu xuất hiện trong khí quyển và một màn hình ozone hình thành trên khắp hành tinh, trở thành sự bảo vệ đáng tin cậy của các sinh vật khỏi bức xạ cực tím hủy diệt của mặt trời và bức xạ vũ trụ sóng ngắn. Dưới sự bảo vệ của ông, sự sống bắt đầu phát triển nhanh chóng: thực vật lơ lửng trong nước (thực vật phù du), giải phóng oxy, bắt đầu phát triển ở các lớp bề mặt của đại dương. Từ đại dương, sự sống hữu cơ di chuyển lên đất liền; Những sinh vật sống đầu tiên bắt đầu cư trú trên trái đất khoảng 400 triệu năm trước. Các sinh vật phát triển trên trái đất và có khả năng quang hợp (thực vật) càng làm tăng thêm lượng oxy vào khí quyển. Người ta tin rằng phải mất ít nhất nửa tỷ năm hàm lượng oxy trong khí quyển mới đạt đến mức hiện tại, vốn không thay đổi trong khoảng 50 triệu năm.
Nhưng chi phí cao của những chuyến bay như vậy đã làm chậm sự phát triển của du hành siêu thanh đến mức nó không còn là mối đe dọa đáng kể đối với lá chắn ozone.
Giám sát toàn cầu được thực hiện để thu thập thông tin về toàn bộ sinh quyển hoặc về các quá trình sinh quyển riêng lẻ, đặc biệt là biến đổi khí hậu, trạng thái của màn chắn ozone, v.v. Các mục tiêu cụ thể của việc giám sát toàn cầu cũng như các mục tiêu của nó được xác định trong quá trình hợp tác quốc tế trong khuôn khổ các thỏa thuận và tuyên bố quốc tế khác nhau.
Giám sát toàn cầu - theo dõi các quá trình và hiện tượng chung, bao gồm tác động của con người lên sinh quyển và cảnh báo về các tình huống cực đoan mới nổi, chẳng hạn như sự suy yếu của màn chắn ozone của hành tinh và các hiện tượng khác trong sinh quyển Trái đất.
Vùng bước sóng ngắn nhất (200 - 280 nm) của phần quang phổ này (tia cực tím C) được da hấp thụ tích cực; Về mức độ nguy hiểm, UV-C gần giống với tia JT nhưng bị màn ozone hấp thụ gần như hoàn toàn.
Sự xuất hiện của thực vật trên đất liền rõ ràng có liên quan đến việc đạt được hàm lượng oxy trong khí quyển khoảng 10% mức hiện tại. Giờ đây, màn chắn ozone ít nhất đã có thể bảo vệ một phần sinh vật khỏi bức xạ cực tím.
Sự phá hủy tầng ozone của Trái đất đi kèm với một số tác động tiêu cực nguy hiểm rõ ràng và tiềm ẩn đối với con người và động vật hoang dã.
Ở ranh giới phía trên của tầng đối lưu, dưới tác dụng của bức xạ vũ trụ, ozon được hình thành từ oxy. Do đó, lá chắn ozone bảo vệ sự sống khỏi bức xạ chết người cũng là kết quả hoạt động của chính sinh vật đó.
Điều kiện tự nhiên không tham gia trực tiếp vào quá trình sản xuất vật chất và phi sản xuất. Trái đất, lá chắn ozone của hành tinh, bảo vệ mọi sinh vật khỏi bức xạ vũ trụ. Nhiều điều kiện tự nhiên tạo ra lực lượng phát triển và trở thành tài nguyên nên ranh giới giữa các khái niệm này là tùy tiện.
Ranh giới dưới của sinh quyển nằm ở độ sâu 3 km trên đất liền và 2 km dưới đáy đại dương. Giới hạn trên là màn chắn ozone, trên đó bức xạ tia cực tím từ mặt trời sẽ loại trừ sự sống hữu cơ. Cơ sở của sự sống hữu cơ là cacbon.
Các vi sinh vật đã được tìm thấy ở vùng nước chứa dầu ở độ sâu này. Giới hạn trên là màn chắn ozone bảo vệ, có tác dụng bảo vệ các sinh vật sống trên Trái đất khỏi tác hại của tia cực tím. Con người cũng thuộc về sinh quyển.
Cơ chế nào để giữ lại tầng ozon như một lớp trong tầng bình lưu có mật độ ozon cao nhất ở độ cao 22 - 25 km so với bề mặt Trái đất vẫn chưa hoàn toàn rõ ràng. Nếu tác động của con người lên màn chắn ozone chỉ giới hạn ở hóa chất thì việc bảo vệ tầng ozon khỏi bị phá hủy là hoàn toàn có thể bằng cách cấm chlorofluorocarbons và các tác nhân hóa học khác nguy hiểm cho nó. Nếu sự mỏng đi của tầng ozon có liên quan đến sự thay đổi từ trường của Trái đất, như một số nhà nghiên cứu đề xuất, thì cần phải xác định lý do cho sự thay đổi này.
Trên thực tế, như chúng ta thấy, lớp vỏ địa lý bao gồm lớp vỏ trái đất, khí quyển, thủy quyển và sinh quyển. Ranh giới của lớp vỏ địa lý được xác định từ trên cao bởi màn chắn ozone và từ bên dưới - bởi lớp vỏ trái đất: dưới các lục địa ở độ sâu 30 - 40 km (bao gồm cả dưới núi - lên tới 70 - 80 km) và dưới đại dương - 5 - 8 km.
Trong hầu hết các trường hợp, tầng ozone được chỉ định là ranh giới lý thuyết trên của sinh quyển mà không chỉ định ranh giới của nó, điều này hoàn toàn có thể chấp nhận được nếu không thảo luận về sự khác biệt giữa tân sinh quyển và cổ sinh quyển. Mặt khác, cần lưu ý rằng màn chắn ozone chỉ hình thành cách đây khoảng 600 triệu năm, sau đó các sinh vật có thể đến được đất liền.

Các quá trình điều tiết trong sinh quyển cũng dựa trên hoạt động cao của vật chất sống. Do đó, việc sản xuất oxy duy trì màn chắn ozone và do đó duy trì sự ổn định tương đối của dòng năng lượng bức xạ tới bề mặt hành tinh. Sự ổn định của thành phần khoáng chất của nước biển được duy trì nhờ hoạt động của các sinh vật tích cực khai thác các nguyên tố riêng lẻ, giúp cân bằng dòng chảy của chúng với dòng chảy của sông vào đại dương. Quy định tương tự xảy ra trong nhiều quá trình khác.
Các vụ nổ hạt nhân có tác động phá hủy tấm chắn ozone ở tầng bình lưu, được biết là có tác dụng bảo vệ các sinh vật sống khỏi tác hại của bức xạ cực tím sóng ngắn.
Để bảo tồn tầng ozone của Trái đất, các biện pháp đang được thực hiện nhằm giảm lượng khí thải freon và thay thế chúng bằng các chất thân thiện với môi trường. Hiện nay, việc giải quyết vấn đề bảo tồn màn ozone và phá hủy các lỗ thủng tầng ozone là cần thiết để bảo tồn nền văn minh trái đất. Hội nghị Liên Hợp Quốc về Môi trường và Phát triển, được tổ chức tại Rio de Janeiro, đã kết luận rằng bầu khí quyển của chúng ta ngày càng bị ảnh hưởng bởi các loại khí nhà kính đe dọa biến đổi khí hậu, cũng như các hóa chất làm giảm tầng ozone.
Ozone được tìm thấy ở nồng độ thấp ở các tầng trên của tầng bình lưu. Vì vậy, phần khí quyển này thường được gọi là lá chắn ozone. Ozone đóng một vai trò lớn trong việc hình thành chế độ nhiệt độ của các lớp bên dưới của khí quyển và do đó, các dòng không khí. Ở những nơi khác nhau trên bề mặt trái đất và vào những thời điểm khác nhau trong năm, hàm lượng ozone cũng khác nhau.
Sinh quyển là lớp vỏ hành tinh của Trái đất nơi có sự sống tồn tại. Trong khí quyển, ranh giới trên của sự sống được xác định bởi màn chắn ozone - một lớp ozone mỏng ở độ cao 16 - 20 km. Đại dương hoàn toàn bão hòa với sự sống. Sinh quyển là một hệ sinh thái toàn cầu được hỗ trợ bởi chu trình sinh học của vật chất và dòng năng lượng mặt trời. Tất cả các hệ sinh thái trên Trái đất đều là thành phần.
Ozone O3 là một loại khí có phân tử bao gồm ba nguyên tử oxy. Chất oxy hóa hoạt động có khả năng tiêu diệt mầm bệnh; Lá chắn ozone ở tầng trên của bầu khí quyển bảo vệ hành tinh của chúng ta khỏi bức xạ cực tím từ Mặt trời.
Sự gia tăng dần dần lượng CCL trong khí quyển diễn ra hiện nay, gắn liền với khí thải công nghiệp, có thể là nguyên nhân làm gia tăng hiệu ứng nhà kính và hiện tượng nóng lên của khí hậu. Đồng thời, sự phá hủy một phần màn chắn ozone được quan sát hiện nay có thể bù đắp ở một mức độ nhất định cho hiệu ứng này bằng cách tăng sự mất nhiệt từ bề mặt Trái đất. Đồng thời, dòng bức xạ cực tím sóng ngắn sẽ tăng lên, gây nguy hiểm cho nhiều sinh vật sống. Như chúng ta thấy, sự can thiệp của con người vào cấu trúc của khí quyển gây ra nhiều hậu quả khó lường và không mong muốn.
Hydrocarbon trong dầu khí thực tế vô hại, nhưng khi được thải ra trong quá trình sử dụng nhiên liệu hóa thạch, chúng sẽ tích tụ trong khí quyển, nước, đất và trở thành tác nhân gây ra những căn bệnh nguy hiểm. Việc sản xuất và giải phóng một lượng lớn freon vào khí quyển có thể phá hủy lá chắn ozone bảo vệ.
Chúng ta hãy xem xét những hậu quả điển hình nhất của ô nhiễm khí quyển của con người. Hậu quả điển hình là kết tủa axit, hiệu ứng nhà kính, phá vỡ tầng ozone, ô nhiễm bụi và khí dung từ các trung tâm công nghiệp lớn.
Ozone liên tục được hình thành ở phần trên của khí quyển. Người ta tin rằng ở độ cao khoảng 25 - 30 km, ozone tạo thành một màn chắn ozone mạnh mẽ, ngăn chặn phần lớn tia cực tím, bảo vệ sinh vật khỏi tác động hủy diệt của chúng. Cùng với carbon dioxide trong không khí và hơi nước, nó bảo vệ Trái đất khỏi tình trạng hạ thân nhiệt và trì hoãn bức xạ hồng ngoại (nhiệt) sóng dài từ hành tinh của chúng ta.
Chỉ cần nói rằng oxy trong bầu khí quyển của chúng ta, nếu không có nó thì không thể có sự sống, màn chắn ozone, nếu thiếu nó sẽ phá hủy sự sống trên trái đất, lớp phủ đất trên đó tất cả thảm thực vật trên hành tinh phát triển, các mỏ than và các mỏ dầu - tất cả đây là kết quả của hoạt động lâu dài của các sinh vật sống.
Trong thực tế canh tác, có tới 30 - 50% tổng lượng phân khoáng bón vào bị lãng phí một cách vô ích. Việc giải phóng oxit nitơ vào khí quyển không chỉ gây thiệt hại về kinh tế mà còn có nguy cơ vi phạm lá chắn ozone của hành tinh.
Các doanh nghiệp chuyển đổi phải hướng tới việc thiết kế, sản xuất và triển khai các hệ thống công nghệ cực kỳ hiện đại để sản xuất các sản phẩm dân dụng đạt tiêu chuẩn thế giới và nhu cầu đại chúng. Ví dụ, chỉ các tổ chức khoa học chuyên ngành và các nhà máy phức hợp công nghiệp-quân sự mới có thể giải quyết được nhiệm vụ quan trọng nhất là thay thế freon, chất phá hủy lá chắn ozone của Trái đất, bằng các chất làm lạnh khác an toàn hơn với môi trường.
Giới hạn trên của sự sống trong khí quyển được xác định bởi mức độ bức xạ tia cực tím. Ở độ cao 25 - 30 km, phần lớn bức xạ cực tím từ Mặt trời bị hấp thụ bởi lớp ozone tương đối mỏng nằm ở đây - màn chắn ozone. Nếu các sinh vật sống vượt lên trên tầng ozone bảo vệ, chúng sẽ chết. Bầu khí quyển phía trên bề mặt Trái đất bão hòa với nhiều loại sinh vật sống di chuyển trong không khí một cách chủ động hoặc thụ động. Các bào tử của vi khuẩn và nấm được tìm thấy ở độ cao 20 - 22 km, nhưng phần lớn sinh vật phù du tập trung ở độ cao lên tới 1 - 15 km.
Người ta cho rằng ô nhiễm khí quyển toàn cầu với một số chất nhất định (freon, oxit nitơ, v.v.) có thể làm gián đoạn hoạt động của màn chắn ozone.

MÀN HÌNH OZONOSPHERE - một lớp khí quyển trùng khớp chặt chẽ với tầng bình lưu, nằm giữa 7 - 8 (ở cực), 17 - 18 (ở xích đạo) và 50 km (với mật độ ozone cao nhất ở độ cao 20 - 22 km) trên bề mặt hành tinh và được đặc trưng bởi sự tập trung ngày càng tăng của các phân tử ozone, phản xạ bức xạ vũ trụ cứng, gây tử vong cho các sinh vật sống. Người ta cho rằng ô nhiễm khí quyển toàn cầu với một số chất (freon, oxit nitơ, v.v.) có thể làm gián đoạn hoạt động của màn chắn ozone.
Tầng ozone hấp thụ hiệu quả bức xạ điện từ có bước sóng trong khoảng 220 - 300 nm, thực hiện chức năng của một màn chắn. Do đó, tia UV có bước sóng lên tới 220 nm bị hấp thụ hoàn toàn bởi các phân tử oxy trong khí quyển và trong vùng 220 - 300 nm bị chặn lại một cách hiệu quả bởi màn chắn ozone. Một phần quan trọng của quang phổ mặt trời là vùng tiếp giáp với bước sóng 300 nm ở cả hai phía.
Quá trình quang phân ly cũng là cơ sở cho sự hình thành ozon từ oxy phân tử. Tầng ozon nằm ở độ cao 10 - 100 km; Nồng độ ozone tối đa được ghi nhận ở độ cao khoảng 20 km. Màn chắn ozone có tầm quan trọng lớn trong việc bảo tồn sự sống trên Trái đất: tầng ozone hấp thụ phần lớn bức xạ cực tím đến từ Mặt trời và phần sóng ngắn của nó có sức tàn phá mạnh nhất đối với các sinh vật sống. Chỉ một phần mềm của dòng tia cực tím có bước sóng khoảng 300 - 400nm tới bề mặt Trái đất, tương đối vô hại và theo một số thông số cần thiết cho sự phát triển và hoạt động bình thường của các sinh vật sống. Trên cơ sở đó, một số nhà khoa học đã vẽ ra ranh giới của sinh quyển một cách chính xác ở độ cao của tầng ozone.
Yếu tố tiến hóa là yếu tố môi trường hiện đại được tạo ra bởi quá trình tiến hóa của sự sống. Ví dụ, màn chắn ozone - một yếu tố môi trường hiện đang hoạt động ảnh hưởng đến các sinh vật, quần thể, quần thể sinh học, hệ sinh thái, bao gồm cả sinh quyển - đã tồn tại trong các thời đại địa chất trước đây. Sự xuất hiện của màn chắn ozone có liên quan đến sự xuất hiện của quá trình quang hợp và sự tích tụ oxy trong khí quyển.
Một yếu tố hạn chế khác cho sự xâm nhập đi lên của sự sống là bức xạ cứng của vũ trụ. Ở độ cao 22 - 24 km tính từ bề mặt Trái đất, người ta quan sát thấy nồng độ ozone tối đa - màn chắn ozone. Màn chắn ozone phản chiếu bức xạ vũ trụ (tia gamma và tia X) và một phần tia cực tím có hại cho sinh vật sống.
Hiệu ứng sinh học gây ra bởi bức xạ có bước sóng khác nhau. Nguồn bức xạ tự nhiên quan trọng nhất là bức xạ mặt trời. Phần lớn năng lượng mặt trời tới Trái đất (khoảng 75%) đến từ các tia khả kiến, gần 20% từ vùng IR của quang phổ và chỉ khoảng 5% từ tia UV có bước sóng 300 - 380 nm. Giới hạn dưới của bước sóng của bức xạ mặt trời tới bề mặt trái đất được xác định bởi mật độ của cái gọi là màn chắn ozone.

Tại sao cần nghiên cứu các quá trình trong khí quyển? Thực tế là bầu không khí được gọi là vỏ khí của hành tinh chúng ta. Không có cô ấy, cuộc sống sẽ không thể thực hiện được. Nhờ bầu không khí, thực vật và động vật nhận được các loại khí cần thiết cho sự sống.

Mọi người sẽ quan tâm muốn biết lớp nào của khí quyển bẫy bức xạ cực tím có hại, đó là lớp nào? đe dọa tính mạng. Đây là tầng ozone. Được biết, tia cực tím làm gián đoạn quá trình sinh trưởng, phát triển của thực vật và còn gây bệnh cho con người. Đó là lý do tại sao bầu khí quyển được gọi là áo giáp của trái đất.

Và nhờ lượng khí nhà kính chứa trong nó, nó hấp thụ bức xạ sóng dài do Trái đất phát ra. Điều này làm cho khí hậu trên hành tinh của chúng ta thoải mái cho cuộc sống. Để trả lời câu hỏi khí quyển được nghiên cứu như thế nào, cần phải hiểu những nhiệm vụ mà khí tượng học tự đặt ra.

Khí tượng học nghiên cứu những gì?

Khí tượng học là khoa học khí quyển. Cô nghiên cứu trạng thái vỏ không khí của Trái đất và các quá trình xảy ra trong đó. Nhiệm vụ của khí tượng học bao gồm:

quan sát thời tiết;
khí hậu;
thành phần hóa học;
đặc điểm nhiệt độ trong khí quyển.

Sự phát triển của khoa học này xảy ra vào nửa sau của thế kỷ 18. Trong thời kỳ này, mạng lưới các trạm thời tiết xuất hiện và tăng dần theo thời gian.

Nghiên cứu khí quyển

Làm thế nào để chúng ta nghiên cứu bầu khí quyển? Phần quan trọng nhất của khí tượng học là trạm thời tiết. Họ thực hiện thu thập thông tin quan trọng: nhiệt độ không khí, lượng mưa, hướng và tốc độ gió, áp suất khí quyển, mây và các hiện tượng khác được ghi lại.

Quan trọng! Trạm thời tiết vẫn là phương pháp chính để nghiên cứu lớp vỏ không khí. Dựa trên dữ liệu thu thập được, rút ra kết luận về xu hướng biến đổi khí hậu. Có hơn 8.000 trạm thời tiết trên thế giới, bao gồm cả các trạm tự động.

Ngoài các trạm thời tiết, còn có các phương pháp khác để nghiên cứu khí quyển, ví dụ, trạm khiêu dâm.

Trên thế giới có khoảng 800 cơ sở như vậy đã hoạt động từ những năm 30 của thế kỷ 20. Đối với nghiên cứu họ liên quan đến khinh khí cầu và khinh khí cầu tầng bình lưu. Máy dò vô tuyến được sử dụng để nghiên cứu các lớp cao nhất và tinh khiết nhất của vỏ khí.

Từ những năm 60 của thế kỷ 20, con người đã tham gia nghiên cứu các quá trình khí quyển vệ tinh nhân tạo. Với sự giúp đỡ của họ, nền nhiệt độ, vị trí của các đám mây và giông bão, sự hình thành lốc xoáy và xoáy nghịch, trạng thái băng vùng cực, v.v.

Vệ tinh làm vòng quay khắp địa cầuở độ cao 800 - 1000 km và địa tĩnh - ở độ cao 36.000 km. Việc sử dụng máy bay cho phép chúng ta mở rộng kiến thức về các quá trình xảy ra trong các tầng khí quyển và trạng thái hiện tại của vỏ khí.

Có nhiều phương pháp khác nhau để nghiên cứu khí quyển, sẽ được thảo luận dưới đây.

Tất cả thông tin thu được từ việc quan sát lớp vỏ không khí của hành tinh đều chảy vào Tổ chức Khí tượng Thế giới.

Các nhà khoa học nghiên cứu khí quyển như thế nào?

Cả người lớn và trẻ em sẽ tò mò muốn tìm hiểu cách nghiên cứu bầu không khí bằng thiết bị. Các thiết bị chính như sau:

nhiệt kế;
phong vũ biểu;
máy đo lượng mưa;
cánh gió thời tiết;
máy đo độ ẩm;
radar;
bong bóng.

Đối với thép xử lý thông tin áp dụng máy tính. Sau khi học cách các nhà khoa học nghiên cứu khí quyển, bạn có thể thử xác định một số thông số tại nhà bằng các dụng cụ đặc biệt.

Nhiệt kế

Nhiệt kếđược phát minh vào thế kỷ 17, nhưng vẫn là một trong những dụng cụ phổ biến trong khí tượng học.

Nguyên lý hoạt động của nhiệt kế dựa trên khả năng giãn nở của chất lỏng khi đun nóng. Nhiệt độ không khí tăng làm cho chất lỏng trong nắp nhiệt kế nóng lên, khiến nó nở ra, làm đầy ống thủy tinh dọc theo đó các mức nhiệt độ được in.

Chất lỏng được sử dụng phổ biến nhất là rượu hoặc thủy ngân. Đơn vị đo là độ: 0 - thời điểm bắt đầu chuyển nước từ pha lỏng sang rắn, 100 - sôi, chuyển thành khí.

Ngoài nhiệt kế thông thường, hiển thị giá trị nhiệt độ hiện tại, cái gọi là nhiệt kế tối thiểu và tối đa, cũng như một nhiệt kế đất đặc biệt. Chúng cho phép bạn xác định nhiệt độ tối thiểu và tối đa hàng ngày cũng như nhiệt độ đất (ở độ sâu đã chọn).

phong vũ biểu

Phong vũ biểu hiển thị trong giá trị áp suất khí quyển. Điều này, đến lượt nó, phụ thuộc vào chiều cao. Nhưng nó cũng dao động dưới tác động của các quá trình xảy ra trong khí quyển.

Áp suất thấp có nghĩa là chuyển động không khí hướng lên trên chiếm ưu thế, thường liên quan đến lượng mưa. Không khí ấm hơn và ẩm hơn, bay vào khí quyển, nguội đi và nở ra, cuối cùng dẫn đến vì mưa hoặc tuyết.

Nếu áp suất cao, không khí chìm xuống, ép xuống mặt đất. Và vì ở độ cao, nó chứa ít độ ẩm nên thường không có mưa. Nhưng chỉ riêng áp suất khí quyển là không đủ để dự đoán chúng.

Máy đo lượng mưa

Làm thế nào để chúng ta nghiên cứu bầu khí quyển bằng thiết bị này? Máy đo lượng mưa là thùng chứa nước rơi từ khí quyển. Đơn vị đo được lấy là milimét lớp nước. Nghĩa là, nếu nó là 10 mm, thì điều này có nghĩa rằng đây chính xác là những gì lớp chất lỏng và rơi ra khỏi khí quyển. Tuy nhiên, một khi nước chạm đất, nó bắt đầu chảy, tích tụ thành những chỗ trũng và tạo thành vũng nước. Máy đo lượng mưa có đáy phẳng nên không xảy ra hiện tượng biến dạng như vậy.

Nếu lượng mưa ở dạng rắn (tuyết, mưa đá) thì chiếm thể tích lớn hơn nên sẽ tan chảy trước khi đo. Với lượng mưa trung bình, trời rơi Độ ẩm 10 – 20mm. Nếu trong một thời gian ngắn lớn hơn 20 mm thì sẽ hình thành những vũng nước lớn, còn nếu lớn hơn 40 thì có thể xảy ra lũ lụt. Đôi khi 50 - 100 mm rơi cùng một lúc, và trong trường hợp đặc biệt lên tới 500 - 1000 mm, điều này luôn gây ra (ngay cả khi mưa kéo dài). lũ lụt khác nhau.

Cánh gió và máy đo gió

Một cánh gió thời tiết và máy đo gió được sử dụng để nghiên cứu bầu khí quyển. Các thiết bị này đo tốc độ và hướng gió. Chúng phải được nâng lên một độ cao vừa đủ vì các luồng không khí gần mặt đất có thể bị biến dạng bởi các chướng ngại vật cục bộ.

Gió lên tới 15 m/s được coi là vừa phải, nếu tốc độ trên 20 m/s thì rất mạnh.

Gió giật mạnh nhất được quan sát thấy khi có giông bão, lốc xoáy, lốc xoáy nhiệt đới và có độ dốc áp suất lớn (ranh giới giữa xoáy thuận sâu và xoáy thuận mạnh). Những cơn gió như vậy có khả năng tạo ra sự tàn phá nghiêm trọng. Sự sống của toàn bộ thành phố, có thể bị xóa sổ khỏi bề mặt Trái đất bởi trận đại hồng thủy, phụ thuộc vào cách một người nghiên cứu bầu khí quyển.

ra đa

Radar là một cấu trúc kỹ thuật được sử dụng để quét bầu khí quyển. Chúng được sử dụng tích cực trong lập bản đồ các quá trình khí quyển.

Radar hoạt động dựa trên sự phản xạ của bức xạ điện từ do thiết bị phát ra từ các đám mây và lượng mưa. Các loại chướng ngại vật khác nhau phản xạ bức xạ này theo cách khác nhau, điều này giúp xác định đặc điểm của chúng.

Radar được sử dụng tích cực trong khí tượng học hiện đại.

Khí cầu được phóng lên độ cao lớn, giúp có thể đo được các thông số khí tượng trong khí quyển. Thông tin như vậy bổ sung cho thông tin nhận được từ các trạm mặt đất.

Bầu không khí rất quan trọng nên các thiết bị và công nghệ mới nhất được sử dụng để nghiên cứu nó.

Trạm sinh quyển

Đây là một nhóm trạm khí tượng đặc biệt được sử dụng để nghiên cứu khí quyển. Họ dẫn đầu đo mức độ bụi và nội dung trong không khí có nhiều tạp chất khí khác nhau. Nhờ hoạt động của các trung tâm nghiên cứu như vậy, người ta có thể xác định được xu hướng ổn định về sự gia tăng hàm lượng khí nhà kính trong khí quyển, sự phá hủy tầng ozone và sự gia tăng hàm lượng bụi trong tầng đối lưu trong thế kỷ trước.

Các trạm sinh quyển được yêu cầu yêu cầu tăng lên. Ví dụ, nhân viên chỉ nên bao gồm các chuyên gia và vị trí của cơ sở sẽ loại trừ ảnh hưởng của ô nhiễm cục bộ. Những chuyên gia nào sẽ được yêu cầu để làm việc tại chỗ, phụ thuộc vào vị trí của nó. Một số trạm này nằm trên các hòn đảo nhỏ ở giữa, cũng như ở Nam Cực. Khi nghiên cứu bầu không khí bị ô nhiễm, họ nghĩ ra các phương pháp mới để chống lại nó.

Khí quyển, cấu trúc của nó

Vai trò của khí quyển đối với sự sống của Trái đất

Điểm mấu chốt

Tầm quan trọng to lớn của bầu không khí trong đời sống con người được giải thích bởi thực tế là Không có nó, sự sống trên Trái đất là không thể. Do đó, lớp vỏ khí của hành tinh không chỉ cần được khám phá mà còn bảo vệ khỏi sự hủy diệt. Nhiều cách nghiên cứu khác nhau giúp các nhà khoa học bảo tồn tầng ozone.

Tầng ozon là một lớp khí quyển của hành tinh chúng ta ngăn chặn phần khắc nghiệt nhất của quang phổ tia cực tím. Một số loại ánh sáng mặt trời có tác động bất lợi đến sinh vật sống. Theo định kỳ, tầng ozon trở nên mỏng hơn và các khoảng trống có kích thước khác nhau xuất hiện trong đó. Thông qua các lỗ tạo thành, các tia nguy hiểm có thể tự do xâm nhập vào bề mặt Trái đất. Nó nằm ở đâu? Có thể làm gì để bảo tồn nó? Bài viết này được dành để thảo luận về những vấn đề về địa lý và sinh thái của Trái đất.

ozon là gì?

Oxy trên Trái đất tồn tại dưới dạng hai hợp chất khí đơn giản; nó là một phần của nước và một lượng rất lớn các chất vô cơ và hữu cơ phổ biến khác (silicat, cacbonat, sunfat, protein, carbohydrate, chất béo). Một trong những biến đổi đẳng hướng nổi tiếng của nguyên tố này là oxy đơn giản, công thức của nó là O 2. Sự biến đổi thứ hai của nguyên tử là O của chất này - O 3. Các phân tử ba nguyên tử được hình thành khi có sự dư thừa năng lượng, chẳng hạn như do sự phóng điện của sét trong tự nhiên. Tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu tầng ozone của Trái đất là gì và tại sao độ dày của nó lại thay đổi liên tục.

Ozone trong điều kiện bình thường là một loại khí màu xanh lam, có mùi thơm đặc trưng. Trọng lượng phân tử của chất là 48 (để so sánh, Mr (không khí) = 29). Mùi của ozone gợi nhớ đến một cơn giông bão, vì sau hiện tượng tự nhiên này trong không khí có nhiều phân tử O 3 hơn. Nồng độ tăng lên không chỉ ở nơi có tầng ozone mà còn ở gần bề mặt Trái đất. Chất hoạt tính hóa học này gây độc cho sinh vật sống nhưng nhanh chóng phân ly (phân hủy). Các thiết bị đặc biệt - máy ozon hóa - đã được chế tạo trong các phòng thí nghiệm và công nghiệp để truyền phóng điện qua không khí hoặc oxy.

lớp?

Phân tử O 3 có hoạt tính hóa học và sinh học cao. Việc bổ sung nguyên tử thứ ba vào oxy diatomic đi kèm với sự gia tăng dự trữ năng lượng và tính không ổn định của hợp chất. Ozone dễ dàng phân hủy thành oxy phân tử và hạt hoạt tính, oxy hóa mạnh các chất khác và tiêu diệt vi sinh vật. Nhưng thường xuyên hơn, các câu hỏi liên quan đến hợp chất có mùi liên quan đến sự tích tụ của nó trong bầu khí quyển phía trên Trái đất. Tầng ozone là gì và tại sao sự phá hủy của nó lại có hại?

Ngay gần bề mặt hành tinh của chúng ta luôn có một lượng phân tử O 3 nhất định, nhưng theo độ cao, nồng độ của hợp chất này tăng lên. Sự hình thành của chất này xảy ra ở tầng bình lưu do bức xạ cực tím từ Mặt trời, mang theo nguồn năng lượng lớn.

Tầng ozon

Có một vùng không gian phía trên Trái đất nơi có nhiều ozone hơn trên bề mặt. Nhưng nhìn chung, lớp vỏ bao gồm các phân tử O 3 mỏng và không liên tục. Tầng ozone của Trái đất hay tầng ozon của hành tinh chúng ta nằm ở đâu? Sự không nhất quán về độ dày của màn hình này đã nhiều lần khiến các nhà nghiên cứu bối rối.

Luôn có một lượng ozone nhất định trong bầu khí quyển Trái đất và có sự biến động đáng kể về nồng độ của nó theo độ cao và theo năm. Chúng ta sẽ hiểu những vấn đề này sau khi tìm ra vị trí chính xác của màn bảo vệ các phân tử O 3.

Tầng ozone của Trái đất nằm ở đâu?

Sự gia tăng hàm lượng đáng chú ý bắt đầu ở khoảng cách 10 km và kéo dài tới 50 km so với Trái đất. Nhưng lượng vật chất có trong tầng đối lưu không phải là một màn chắn. Khi bạn di chuyển ra khỏi bề mặt trái đất, mật độ ozone tăng lên. Các giá trị tối đa xảy ra ở tầng bình lưu, khu vực của nó ở độ cao từ 20 đến 25 km. Ở đây có lượng phân tử O 3 gấp 10 lần so với bề mặt Trái đất.

Nhưng tại sao độ dày và tính toàn vẹn của tầng ozone lại khiến các nhà khoa học và người dân bình thường lo ngại? Sự bùng nổ về tình trạng của màn chắn bảo vệ đã nổ ra vào thế kỷ trước. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng tầng ozone trong khí quyển ở Nam Cực đã trở nên mỏng hơn. Nguyên nhân chính của hiện tượng này đã được xác định - sự phân ly của các phân tử O 3. Sự hủy diệt xảy ra do sự tác động tổng hợp của một số yếu tố, trong đó đứng đầu trong số đó được coi là do con người gây ra, gắn liền với hoạt động của con người.

lỗ thủng tầng ozone

Trong 30-40 năm qua, các nhà khoa học đã ghi nhận sự xuất hiện của những khoảng trống trên màn chắn bảo vệ phía trên bề mặt Trái đất. Cộng đồng khoa học đã cảnh giác trước những báo cáo cho rằng tầng ozone, lá chắn của Trái đất, đang xuống cấp nhanh chóng. Tất cả các phương tiện truyền thông vào giữa những năm 1980 đều đăng tải các báo cáo về một “lỗ hổng” trên Nam Cực. Các nhà nghiên cứu đã nhận thấy rằng khoảng cách này trong tầng ozone tăng lên vào mùa xuân. Nguyên nhân chính khiến thiệt hại gia tăng được xác định là do các chất nhân tạo và tổng hợp - chlorofluorocarbons. Nhóm phổ biến nhất của các hợp chất này là freon hoặc chất làm lạnh. Hơn 40 chất thuộc nhóm này đã được biết đến. Chúng đến từ nhiều nguồn vì các ứng dụng bao gồm thực phẩm, hóa chất, nước hoa và các ngành công nghiệp khác.

Ngoài carbon và hydro, freon còn chứa các halogen: flo, clo và đôi khi là brom. Một số lượng lớn các chất như vậy được sử dụng làm chất làm lạnh trong tủ lạnh và máy điều hòa không khí. Bản thân Freon ổn định, nhưng ở nhiệt độ cao và với sự có mặt của các tác nhân hóa học hoạt động, chúng sẽ tham gia vào các phản ứng oxy hóa. Trong số các sản phẩm phản ứng có thể có những hợp chất gây độc cho sinh vật sống.

Freon và màn chắn ozone

Clorofluorocarbons tương tác với các phân tử O3 và phá hủy lớp bảo vệ trên bề mặt Trái đất. Lúc đầu, sự mỏng đi của tầng ozon bị nhầm lẫn với sự dao động tự nhiên về độ dày của nó, điều này xảy ra mọi lúc. Nhưng theo thời gian, những hố tương tự như “hố” ở Nam Cực đã được chú ý trên khắp Bắc bán cầu. Số lượng những khoảng trống như vậy đã tăng lên kể từ lần quan sát đầu tiên, nhưng chúng có kích thước nhỏ hơn so với phía trên lục địa băng giá.

Ban đầu, các nhà khoa học nghi ngờ rằng chính freon đã gây ra quá trình phá hủy tầng ozone. Đây là những chất có trọng lượng phân tử cao. Làm thế nào chúng có thể đến được tầng bình lưu, nơi có tầng ozone, nếu chúng nặng hơn nhiều so với oxy, nitơ và carbon dioxide? Các quan sát trong khí quyển khi có giông bão, cũng như các thí nghiệm được thực hiện, đã chứng minh khả năng xâm nhập của các hạt khác nhau với không khí tới độ cao 10-20 km so với Trái đất, nơi có ranh giới của tầng đối lưu và tầng bình lưu.

Các loại máy hủy diệt Ozone

Vùng lá chắn ozone cũng nhận được oxit nitơ do quá trình đốt cháy nhiên liệu trong động cơ của máy bay siêu thanh và nhiều loại tàu vũ trụ khác nhau. Danh sách các chất phá hủy bầu khí quyển, tầng ozone và khí thải từ núi lửa trên mặt đất đã được hoàn thiện. Đôi khi các luồng khí và bụi đạt tới độ cao 10-15 km và lan rộng hàng trăm nghìn km.

Khói bụi ở các trung tâm công nghiệp lớn và siêu đô thị cũng góp phần vào sự phân ly của các phân tử O 3 trong khí quyển. Nguyên nhân dẫn đến sự gia tăng kích thước của các lỗ thủng tầng ozone cũng được coi là sự gia tăng nồng độ của cái gọi là khí nhà kính trong khí quyển nơi có tầng ozone. Như vậy, vấn đề môi trường toàn cầu về biến đổi khí hậu có liên quan trực tiếp đến câu hỏi về sự suy giảm tầng ozone. Thực tế là khí nhà kính có chứa các chất phản ứng với phân tử O 3. Ozone phân ly, nguyên tử oxy gây ra quá trình oxy hóa các nguyên tố khác.

Nguy cơ mất lá chắn ozone

Phải chăng có những khoảng trống trong tầng ozon trước các chuyến bay vào vũ trụ và sự xuất hiện của freon cũng như các chất gây ô nhiễm khí quyển khác? Các câu hỏi được liệt kê còn gây tranh cãi, nhưng có một kết luận tự gợi ý: tầng ozone của khí quyển phải được nghiên cứu và bảo vệ khỏi bị phá hủy. Hành tinh của chúng ta không có màn chắn phân tử O 3 sẽ mất khả năng bảo vệ khỏi các tia vũ trụ cứng có chiều dài nhất định được hấp thụ bởi một lớp hoạt chất. Nếu lá chắn ozone mỏng hoặc không có, các quá trình sống thiết yếu trên Trái đất sẽ bị tổn hại. Quá mức làm tăng nguy cơ đột biến trong tế bào của sinh vật sống.

Bảo vệ tầng ozon

Việc thiếu dữ liệu về độ dày của lá chắn bảo vệ trong nhiều thế kỷ và thiên niên kỷ qua khiến việc dự đoán trở nên khó khăn. Điều gì xảy ra nếu tầng ozon bị phá hủy hoàn toàn? Trong nhiều thập kỷ, các bác sĩ đã ghi nhận sự gia tăng số lượng người bị ảnh hưởng bởi bệnh ung thư da. Đây là một trong những căn bệnh gây ra do tiếp xúc với tia cực tím quá mức.

Năm 1987, một số quốc gia tham gia Nghị định thư Montreal, kêu gọi giảm và cấm hoàn toàn việc sản xuất chlorofluorocarbons. Đây chỉ là một trong những biện pháp giúp bảo tồn tầng ozone - lá chắn tia cực tím của Trái đất. Nhưng freon vẫn được sản xuất bởi ngành công nghiệp và thải vào khí quyển. Tuy nhiên, việc tuân thủ Nghị định thư Montreal đã giúp giảm lỗ thủng tầng ozone.

Mọi người có thể làm gì để bảo tồn tầng ozon?

Các nhà nghiên cứu ước tính rằng sẽ phải mất vài thập kỷ nữa mới có thể khôi phục hoàn toàn lớp lá chắn bảo vệ. Đây là trường hợp nếu sự phá hủy mạnh mẽ của nó dừng lại, điều này làm nảy sinh nhiều nghi ngờ. Chúng tiếp tục đi vào bầu khí quyển, tên lửa và các tàu vũ trụ khác được phóng, và đội máy bay ở các quốc gia khác nhau đang phát triển. Điều này có nghĩa là các nhà khoa học vẫn chưa phát triển được những phương pháp hiệu quả để bảo vệ lá chắn tầng ozone khỏi bị phá hủy.

Ở cấp độ hàng ngày, mỗi người cũng có thể đóng góp. Ozone sẽ phân hủy ít hơn nếu không khí trở nên sạch hơn và chứa ít bụi, bồ hóng và khí thải xe cộ độc hại hơn. Để bảo vệ tầng ozon mỏng, cần phải ngừng đốt chất thải và thiết lập cách xử lý an toàn ở mọi nơi. Giao thông vận tải cần phải chuyển sang sử dụng các loại nhiên liệu thân thiện với môi trường hơn và nhiều loại nguồn năng lượng khác nhau phải được tiết kiệm ở mọi nơi.

Hiện nay, người ta thường chấp nhận rằng tất cả sự sống trên Trái đất đều được bảo vệ bởi tầng ozone khỏi tác hại của bức xạ cực tím cứng, nguy hiểm về mặt sinh học. Do đó, mối lo ngại đáng kể trên toàn thế giới được gây ra bởi thông điệp rằng các “lỗ hổng” đã được phát hiện ở tầng này - những khu vực mà độ dày của tầng ozone đã giảm đáng kể. Sau một loạt nghiên cứu, người ta kết luận rằng sự phá hủy tầng ozone được tạo điều kiện thuận lợi bởi freon - dẫn xuất fluorochlorine của hydrocarbon bão hòa (C n H 2n + 2), có công thức hóa học như CFCl 3, CHFCl 2, C 3 H 2 F 4 Cl 2 và những thứ khác. Vào thời điểm đó, freon đã được ứng dụng rộng rãi: chúng được sử dụng làm chất hoạt động trong tủ lạnh gia đình và công nghiệp, chúng được sử dụng làm chất đẩy (xả khí) để nạp nước hoa và hóa chất gia dụng vào các bình xịt, và chúng được sử dụng để phát triển một số loại khí. tài liệu ảnh kỹ thuật. Và vì lượng rò rỉ freon rất lớn nên Công ước Vienna về Bảo vệ Tầng Ozone đã được thông qua vào năm 1985 và vào ngày 1 tháng 1 năm 1989, Nghị định thư Quốc tế (Montreal) đã được soạn thảo để cấm sản xuất freon. Tuy nhiên, một nhà nghiên cứu cấp cao tại một trong những viện ở Moscow, N.I. Chugunov, một chuyên gia trong lĩnh vực hóa lý, người tham gia các cuộc đàm phán Liên Xô-Mỹ về việc cấm vũ khí hóa học (Geneva, 1976), đã nghi ngờ nghiêm trọng về “giá trị”. ” của ozone trong việc bảo vệ khỏi bức xạ cực tím và “lỗi” của freon trong việc phá hủy tầng ozone.

Bản chất của giả thuyết đề xuất là tất cả sự sống trên Trái đất được bảo vệ khỏi bức xạ cực tím nguy hiểm về mặt sinh học không phải bằng ozone mà bằng oxy trong khí quyển. Chính oxy hấp thụ bức xạ sóng ngắn này và chuyển hóa thành ozone. Chúng ta hãy xem xét giả thuyết từ quan điểm của quy luật cơ bản của tự nhiên - định luật bảo toàn năng lượng.

Nếu như người ta thường tin hiện nay, nếu tầng ozone chặn bức xạ cực tím thì nó sẽ hấp thụ năng lượng của nó. Nhưng năng lượng không thể biến mất không dấu vết, và do đó phải có điều gì đó xảy ra với tầng ozone. Có một số lựa chọn.

Sự biến đổi năng lượng bức xạ thành năng lượng nhiệt. Hậu quả của việc này sẽ là sự nóng lên của tầng ozone. Tuy nhiên, nó nằm ở độ cao của bầu không khí lạnh kéo dài. Và vùng đầu tiên có nhiệt độ tăng cao (còn gọi là vùng trung bình) cao hơn tầng ozone hơn hai lần.

Năng lượng tia cực tím được sử dụng để phá hủy tầng ozone. Nếu đúng như vậy, không chỉ luận điểm chính về đặc tính bảo vệ của tầng ozone sẽ sụp đổ mà còn cả những cáo buộc chống lại khí thải công nghiệp “quỷ quyệt” được cho là đã phá hủy nó.

Sự tích tụ năng lượng bức xạ trong tầng ozone. Nó không thể tiếp tục mãi mãi. Đến một lúc nào đó, tầng ozone sẽ đạt đến giới hạn bão hòa năng lượng và khi đó rất có thể xảy ra phản ứng hóa học bùng nổ. Tuy nhiên, chưa có ai từng quan sát thấy các vụ nổ ở tầng ozone trong tự nhiên.

Sự khác biệt với định luật bảo toàn năng lượng cho thấy quan điểm cho rằng tầng ozone hấp thụ bức xạ cực tím cứng là không chính đáng.

Được biết, ở độ cao 20-25 km so với Trái đất, tầng ozone tạo thành một lớp có nồng độ ngày càng tăng. Câu hỏi được đặt ra - anh ta đến từ đâu? Nếu chúng ta coi ozone là một món quà của thiên nhiên thì nó không phù hợp với vai trò này - nó phân hủy quá dễ dàng. Hơn nữa, quá trình phân hủy có đặc điểm là hàm lượng ozone trong khí quyển thấp thì tốc độ phân hủy thấp, nồng độ càng tăng thì tốc độ phân hủy càng tăng mạnh, ở mức 20-40% hàm lượng ozone trong oxy, quá trình phân hủy xảy ra kèm theo một vụ nổ. . Và để ozone xuất hiện trong không khí, một nguồn năng lượng nào đó phải tương tác với oxy trong khí quyển. Nó có thể là sự phóng điện (sự “trong lành” đặc biệt của không khí sau cơn giông là hậu quả của sự xuất hiện của tầng ozone), cũng như bức xạ tia cực tím sóng ngắn. Đó là việc chiếu xạ không khí bằng tia cực tím có bước sóng khoảng 200 nanomet (nm) là một trong những cách để thu được ozone trong điều kiện phòng thí nghiệm và công nghiệp.

Bức xạ cực tím từ Mặt trời nằm trong khoảng bước sóng từ 10 đến 400 nm. Bước sóng càng ngắn thì bức xạ mang theo càng nhiều năng lượng. Năng lượng bức xạ được sử dụng để kích thích (chuyển sang mức năng lượng cao hơn), phân ly (tách) và ion hóa (chuyển đổi thành ion) của các phân tử khí trong khí quyển. Bằng cách tiêu hao năng lượng, bức xạ sẽ yếu đi, hay nói cách khác là bị hấp thụ. Hiện tượng này được đặc trưng về mặt định lượng bởi hệ số hấp thụ. Khi bước sóng giảm, hệ số hấp thụ tăng - bức xạ tác động lên chất mạnh hơn.

Người ta thường chia bức xạ cực tím thành hai phạm vi - gần tia cực tím (bước sóng 200-400nm) và xa, hoặc chân không (10-200 nm). Chúng ta không quan tâm đến số phận của tia cực tím chân không - nó bị hấp thụ ở các tầng cao của khí quyển. Chính ông là người có công tạo ra tầng điện ly. Điều đáng chú ý là thiếu logic khi xem xét các quá trình hấp thụ năng lượng trong khí quyển - tia cực tím xa tạo ra tầng điện ly, nhưng ở gần không tạo ra gì, năng lượng biến mất mà không để lại hậu quả. Đây là trường hợp theo giả thuyết về sự hấp thụ của nó bởi tầng ozone. Giả thuyết được đề xuất đã loại bỏ tính phi logic này.

Chúng tôi quan tâm đến ánh sáng cực tím gần, xuyên qua các lớp bên dưới của khí quyển, bao gồm tầng bình lưu, tầng đối lưu và chiếu xạ Trái đất. Trên đường đi của nó, bức xạ tiếp tục thay đổi thành phần quang phổ do sự hấp thụ sóng ngắn. Ở độ cao 34 km, không phát hiện thấy phát xạ có bước sóng ngắn hơn 280 nm. Bức xạ có bước sóng từ 255 đến 266 nm được coi là nguy hiểm nhất về mặt sinh học. Từ đó, bức xạ cực tím có tính hủy diệt sẽ được hấp thụ trước khi chạm tới tầng ozone, tức là ở độ cao 20-25 km. Còn bức xạ có bước sóng tối thiểu 293 nm tới được bề mặt Trái đất thì không gây nguy hiểm
đại diện. Do đó, tầng ozone không tham gia vào quá trình hấp thụ bức xạ nguy hiểm sinh học.

Chúng ta hãy xem xét quá trình hình thành ozone có khả năng xảy ra nhất trong khí quyển. Khi năng lượng của bức xạ cực tím sóng ngắn bị hấp thụ, một số phân tử bị ion hóa, mất electron và thu được điện tích dương, một số phân ly thành hai nguyên tử trung tính. Electron tự do được tạo ra trong quá trình ion hóa kết hợp với một trong các nguyên tử, tạo thành ion oxy âm. Các ion tích điện trái dấu kết hợp với nhau tạo thành phân tử ozone trung tính. Đồng thời, các nguyên tử và phân tử hấp thụ năng lượng chuyển lên mức năng lượng cao hơn, chuyển sang trạng thái kích thích. Đối với một phân tử oxy, năng lượng kích thích là 5,1 eV. Các phân tử ở trạng thái kích thích trong khoảng 10 -8 giây, sau đó phát ra một lượng tử bức xạ, chúng phân rã (phân ly) thành các nguyên tử.

Trong quá trình ion hóa, oxy có ưu điểm là cần ít năng lượng nhất trong số tất cả các khí tạo nên khí quyển - 12,5 eV (đối với hơi nước - 13,2; carbon dioxide - 14,5; hydro - 15,4; nitơ - 15,8 eV).

Do đó, khi bức xạ cực tím được hấp thụ trong khí quyển sẽ hình thành một loại hỗn hợp trong đó các electron tự do, nguyên tử oxy trung tính, ion dương của phân tử oxy chiếm ưu thế và khi chúng tương tác sẽ hình thành ôzôn.

Sự tương tác của bức xạ cực tím với oxy xảy ra trong toàn bộ chiều cao của khí quyển - có thông tin cho rằng ở tầng trung lưu, ở độ cao từ 50 đến 80 km, quá trình hình thành ôzôn đã được quan sát thấy, quá trình này tiếp tục diễn ra trong tầng bình lưu (từ 15 tới 50 km) và trong tầng đối lưu (lên đến 15 km). Đồng thời, các tầng trên của khí quyển, đặc biệt là tầng trung lưu, chịu tác động mạnh mẽ của bức xạ cực tím sóng ngắn đến mức các phân tử của tất cả các loại khí tạo nên bầu khí quyển bị ion hóa và phân hủy. Ôzôn vừa hình thành ở đó không thể không bị phân hủy, đặc biệt vì nó đòi hỏi năng lượng gần như tương đương với các phân tử oxy. Tuy nhiên, nó không bị phá hủy hoàn toàn - một phần của ozone, nặng hơn không khí 1,62 lần, chìm vào các tầng thấp hơn của khí quyển đến độ cao 20-25 km, nơi có mật độ khí quyển (khoảng 100 g/ m 3) cho phép nó duy trì trạng thái cân bằng như cũ. Ở đó, các phân tử ozone tạo ra một lớp nồng độ tăng lên. Ở áp suất khí quyển bình thường, độ dày của tầng ozone sẽ là 3-4 mm. Hầu như không thể tưởng tượng được nhiệt độ cực cao như vậy sẽ phải nóng lên đến mức nào nếu nó thực sự hấp thụ gần như toàn bộ năng lượng của bức xạ cực tím.

Ở độ cao dưới 20-25 km, quá trình tổng hợp ozone vẫn tiếp tục, bằng chứng là sự thay đổi bước sóng của bức xạ cực tím từ 280 nm ở độ cao 34 km đến 293 nm trên bề mặt Trái đất. Kết quả là ozone không thể bốc lên cao và vẫn còn ở tầng đối lưu. Điều này xác định hàm lượng ozone không đổi trong không khí của tầng đất vào mùa đông ở mức lên tới 2 . 10 -6%. Vào mùa hè, nồng độ ozone cao hơn 3-4 lần, rõ ràng là do sự hình thành thêm ozone trong quá trình phóng điện do sét.

Do đó, oxy trong khí quyển bảo vệ mọi sự sống trên Trái đất khỏi bức xạ cực tím mạnh, trong khi ozone hóa ra chỉ là sản phẩm phụ của quá trình này.

Khi sự xuất hiện của các lỗ hổng trên tầng ozone được phát hiện ở Nam Cực vào tháng 9-10 và trên Bắc Cực - khoảng tháng 1-tháng 3, những nghi ngờ đã nảy sinh về độ tin cậy của giả thuyết về đặc tính bảo vệ của ozone và về sự phá hủy của nó bởi khí thải công nghiệp, vì cả ở Nam Cực lẫn ở Bắc Cực đều không có hoạt động sản xuất nào.

Từ góc độ của giả thuyết đề xuất, tính chất thời vụ của sự xuất hiện của các “lỗ hổng” trên tầng ozone được giải thích là do vào mùa hè và mùa thu ở Nam Cực và vào mùa đông và mùa xuân ở Bắc Cực, bầu khí quyển của Trái đất thực tế không bị lộ ra ngoài. tới tia cực tím. Trong những thời kỳ này, các cực của Trái đất nằm trong “bóng tối”; phía trên chúng không có nguồn năng lượng cần thiết cho sự hình thành tầng ozone.

VĂN HỌC

Mitra S.K. Bầu không khí phía trên.- M., 1955.
Prokofieva I. A. Ozon khí quyển. - M.; L., 1951.