Атмосферные процессы в тропосфере.

Из всех рассмотренных геосфер атмосфера самая подвижная. В нижнем слое атмосферы, в тропосфере происходят вертикальные и горизонтальные перемещения воздушных масс. При вертикальных восходящих токах нагретого воздуха осуществляется конденсация воды в верхних, холодных слоях тропосферы и формируются осадки, которые в форме дождя, снега, града, измороси выпадают на землю. Чаще всего они приносят большую пользу биосфере. Дожди увлажняют почву для растений, снег укрывает землю, защищая её от переохлаждения при сильных похолоданиях воздуха. Дожди омывают растения и животных. Но наряду с этим, на землю падает град, который побивает растения и животных, выпадают сильные ливни, которые смывают почву, вызывают паводки на реках. Во время паводков бывают затоплены норы животных и жилища человека. Гибнут животные, люди, посевы. В горах при ливнях возникают катастрофические грязекаменные потоки – сели. Таким образом, атмосфера является источником сил, карающих население Земли по воле Божией.

Большой ущерб биосфере приносят кислотные дожди и туманы. Впервые подобное явление было отмечено в Великобритании во второй половине XIX века. Обычный для городов острова смог на этот раз оказался с кислой реакцией. Он захватил и растворил выброшенные в атмосферу промышленные газы этого города металлургов. В настоящее время атмосфера загрязняется выбросами диоксида серы SO₂ и ряда оксидов азота NO, NO₂, N₂O₃. Газы получаются при сгорании каменного угля, нефтепродуктов и горючих газов на ТЭЦ и в двигателях внутреннего сгорания транспорта. Выбросы оксидов серы в атмосферу вцелом для планеты на текущий момент имеют порядок величины 100 млн. т/год. Около 20% из них приходится на длю США, выбросы России менее 10% общего количества. Для сравнения, природное поступление диоксида серы в атмосферу около 20 млн.т. Промышленные мировые выбросы оксидов азота оцениваются в 70 млн.т., природное поступление этих соединений в атмосферу порядка 700 млн.т. Тудно оценить выбросы от сельскохозяйственного производства, но они не менее промышленных. Эти газы растворяются в атмосферной воде и выпадают на Землю осадками в виде дождя и снега. Показатель рН таких осадков опускается до 3,1, но чаще принимает зачения 5-6. В засушливые периоды эти соединения на Землю выпадают в виде пыли, которая легко растворяется при первом же дожде. Кислотные дожди обжигают листву и хвою деревьев. Снижается прирост древесины. Многие деревья и целые леса погибают. Это характерно для Европы и Северной Америки. Ущерб лесам Европы от кислотных осадков оценивается в 118млн. м³ древесины в год. Из них 35 приходится на РФ. Окисляется вода прудов и озёр. В кислой воде мобилизуются ионы металлов алюминия, кадмия, свинца и других. В водоёмах исчезает рыба. Так в канадской провинции Квебек 60% озёр не имеют рыб. В Норвегии из 5000 озёр в 1750 рыба отсутствует. Большой ущерб наносится здоровью людей. Кислотный смог 1952 года в Лондоне унёс 4000 жизней и привёл к массовым заболеваниям дыхательных путей.. Существенный ущерб наносится памятникам архитектуры и другим зданиям, в которых применены карбонатные материалы мрамор, доломит, известняк или известковый раствор. В 1976 году многочисленные мраморные дворцы и скульптуры Вены были покрыты серым коррозионным слоем. Поверхность камня, некогда шлифованная, приобрела шероховатость. До 10-15 мм камня было растворено кислым и осадками. Формы так были искажены, что только по надписям можно было узнать, кому поставлен памятник. Активно проводилась очистка памятников от копоти автомобилей пескоструйными аппаратами, что с необходимостью приводило к снятию ещё слоя камня и к полной утрате ценных произведений искусства. Бронзовые скульптуры и медные кровли были малахитово зелёными , покрытыми толстым слоем оксидов меди. Для уменьшения кислотных поступлений в атмосферу Москва в 1960-х годах была переведена на газовое отопление. Европа также закупает российский газ, что снижает загрязнение атмосферы, водоёмов, растительности, почв.

Горизонтальные перемещения воздушных масс приносят с океана на континенты большие массы воды, которые выпадают на поверхность Земли в виде осадков. Они возвращаются в океан, стекая по руслам рек и через подземные водоносные горизонты. Ветер очищает атмосферу городов и промышленных зон, рассеивая загрязнения. При небольшой степени загрязнений это хорошо, так как в процесс очистки атмосферы включаются растительность и почвы на большой территории. С атмосферными осадками загрязняющие вещества выпадают на почву и перерабатываются микроорганизмами.

Но иногда ветер принимает форму урагана, обрушивается штормом на побережье океана, создаёт нагоны-паводки на побережьях. Нам наиболее известны такие нагонные подъёмы уровня воды по наводнениям в Санкт-Петербурге. В первое десятилетие текущего ХХI века дважды такие паводки затапливали в США город Новый Орлеан, вызывая большие разрушения и гибель тысяч людей. Как и Санкт-Петербург город Новый Орлеан расположен в устье крупной реки Миссисипи.

Погода – это состояние атмосферы, нижнего её слоя, в данной местности в данное время. Общей особенностью погоды является её изменчивость во времени. Изменения наиболее сильно проявляются при смене воздушных масс и атмосферного давления. Воздушная масса – это громадный движущийся объём воздуха с определённой массой, температурой, плотностью, влажностью, прозрачностью. В зависимости от места формирования выделяются арктические, умеренного пояса, тропические, экваториальные воздушные массы. При встрече воздушных масс на их границе на границе образуется воздушный фронт протяженностью до нескольких тысяч км при значительно меньшей ширине. В пределах фронта образуются зоны с пониженным давлением – циклоны и зоны с повышенным давлением – антициклоны, которые определяют аномальную погоду.

Климат – это многолетний режим погоды, характерный для данной местности. Постоянство климата является гарантией для растений и животных безбедного их существования на протяжении десятилетий и столетий. Различие климата определяет многообразие экологических систем на Земле. На характер климата основное влияние оказывают географическая широта местности, близость моря, близость высоких гор. С удалением от моря растёт амплитуда температур воздуха. Так в Мурманске амплитуда среднемесячных температур равна 22,5^о, а в Якутске 64,9^о. Разница между минимальной наблюдённой и максимальной наблюдённой температурами в Якутске равна 102^о. Очень влияют на климат морские течения. Наряду с постоянством климата следует отметить наличие ритмических колебаний климата под воздействием космических факторов. Эти колебания совершаются с различными периодами от 11 лет до сотен лет и тысяч лет. В истории Земли известны колебания климата и с значительно большими периодами. Потому суждения о техногенной смене климата Земли трудно сделать с безусловной надёжностью.