Учебно-методический комплекс дисциплины «Климатология и метрология» для специальности 5М060800 «Экология» учебно-методические материалы
жүктеу/скачать 8.34 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 1. Состав атмосферы Земли
Атмосфера. Состав и строение1. Состав атмосферы Земли. 2. Строение атмосферы: а) тропосфера, б) стратосфера, в) мезосфера, г) термосфера, д) экзосфера. 3. Эволюция атмосферы. 1. Состав атмосферы ЗемлиАтмосфера (греч. аtmos – пар, дыхание + sphaira – шар, сфера) – воздушная оболочка Земли, принимающая участие в ее суточном и годовом вращении. Атмосфера Земли благодаря своему составу, способности регулировать температуру, поглощать и отражать опасную для живых организмов часть коротковолновой солнечной радиации делает возможным существование жизни на планете. Атмосфера удерживается Землей гравитационным притяжением и фактически вращается вместе с ней (рисунок 5). 
Рисунок 5 – Атмосфера Земли (http://www.darwin.museum.ru/expos/floor3/Crisis/21.htm) Атмосфера состоит из смеси газов (около 20) – воздуха, в котором взвешены коллоидные примеси – пыль, капельки, кристаллы и пр. (таблица 1). С высотой состав атмосферного воздуха меняется мало. За исключением паров воды, содержание которых сильно меняется в тропосфере, капелек воды и твердых частиц во взвешенном состоянии, а также переменного содержания озона О3 в стратосфере, атмосфера хорошо перемешана и постоянна по составу до высоты 100 км. Эту часть атмосферы называют гомосферой. Начиная с высоты 100 км, наряду с молекулярным кислородом О2 и азотом N2 появляется и атомарный кислород, в результате фотодиссоциации молекул, а также начинается гравитационное разделение газов. Вероятно, основной составляющей атмосферы с высоты около 300 км до 800 км становится атомарный кислород, выше преобладают гелий и атомарный водород. Этот слой, сильно меняющийся по составу, называют гетеросфера. Ионизация различных составляющих, также обусловленная поглощением ультрафиолетовой солнечной радиации, становится основным фактором в слоях примерно 60 км, т.е. выше нижней границы ионосферы. На высоте более 600-800 км столкновения между частицами становятся столь редкими, что некоторые из частиц, движущихся вверх, могут покидать атмосферу. Общая масса атмосферы 5×1015 т, в том числе аэрозоля 108 т. Таблица 1 – Состав атмосферы (сухой воздух)
Примечание: Кроме этих газов в состав воздуха входят Xe, I, Rn, NH3, H2O2, N2O и др. Водяной пар в воздухе. Доля паров воды в воздухе у земной поверхности составляет от 0,2% в полярных широтах до 2,5% у экватора, а в отдельных случаях колеблется от 0 до 4%. В связи с этим колеблется содержание других газов. Пути поступления водяного пара в атмосферу:
В атмосфере может возникать состояние насыщения (когда содержание водяного пара достигает максимально возможного при данной температуре). Обычно возникает при низких температурах. Когда состояние насыщения достигнуто, то часть водяного пара становится избыточным и конденсируется (переходит в жидкое или твердое состояние). В воздухе возникают капли и водяные кристаллы облаков и туманов. Облака могут испаряться, или же капли и кристаллы облаков могут укрупняться и выпадать на земную поверхность. Содержание Н2О в каждом участке атмосферы изменчиво. С фазовыми переходами воды связаны важнейшие процессы погоды и особенности климата. Азот – (гр. а – нет, без; zoo – живу) самый распространенный газ в атмосфере. В газообразном состоянии химически инертен. В соединениях (нитраты, нитриты) играет важную роль в обмене веществ в растительном и животном мире. Животные не могут усваивать молекулярный азот N2 непосредственно из воздуха. Он входит в состав пищи, получаемой животными ежедневно. Свободный азот (N2) захватывается азотфиксирующими бактериями, поселяющимися в корнях бобовых растений. Нитраты, которые синтезируются бактериями, становятся доступными для растений и животных (идут на построение белка). Кислород – самый активный в биологическом отношении газ атмосферы. Общее количество кислорода в настоящее время более или менее сбалансировано: непрерывное использование кислорода животными уравновешивается выделением его растениями (ежегодная продукция 1,2×1011 т). Углекислый газ – один из самых важных компонентов атмосферы, по мнению метеорологов и климатологов. Колебания СО2 в атмосфере могут коренным образом изменить погоду и климат Земли. Ar, Ne, He, Н2, Xe, О3 – не участвуют в биологических процессах, но играют важную роль в переносе энергии в высоких слоях. Другие вещества в атмосфере. Кроме перечисленных выше газов в атмосфере находится много веществ в твердом и жидком состоянии. Аэрозоль – это вещество в твердом или жидком состоянии, которое находится в атмосфере во взвешенном виде. Так, в атмосферу поступают различные виды пыли (результат промышленной деятельности человека, сдувания верхнего слоя почвы ветром), а при извержениях вулканов в атмосферу попадают пепел, сернистый газ. С растительного покрова в атмосферу переносится бесчисленное количество пыльцы, спор, семян. В атмосфере также встречаются различные микроорганизмы. Вместе с брызгами морской воды в атмосферу поступают кристаллики соли. Различные газы и твердые частицы, попав в атмосферу, по-разному влияют на условия погоды. В частности, они поглощают часть лучистой энергии, приходящей к атмосфере извне. Кристаллики солей становятся ядрами конденсации и участвуют в процессах осадкообразования вместе с пылевыми частицами.
Резкой верхней границы атмосфера не имеет, плотность составляющих ее газов приближается к плотности газов межпланетного пространства. На высоте от 2 до 20 тыс. км, в так называемой земной короне, в среднем содержится около 1000 ионизированных частиц на 1 см3. в межпланетном пространстве – не более 100 частиц/см3. жүктеу/скачать 8.34 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||