Состав, строение атмосферы.

Загрязнение атмосферы

Состав, строение и значение атмосферы

Атмосфера является средой обитания наземных живых организмов (человека, животных и растений), поэтому ее физическое состояние и происходящие процессы и явления оказывают огромное влияние на земную жизнь и формирование условий среды. Атмосферные явления также оказывают большое воздействие на процессы, протекающие в других средах – воде, почве, и существенно влияют на физические условия в них.

Состав, строение атмосферы.

По своим физическим свойствам атмосфера очень неоднородна в горизонтальном и, особенно, в вертикальном направлении. В частности, изменяются такие физические свойства, как температура, влажность, плотность, давление и состав воздуха, содержание в нем аэрозолей и др.

По вертикали атмосферу разделяют на ряд слоев, существенно различающихся по тому или иному признаку:

1) характеру изменения температуры воздуха с высотой,

2) степени ионизации воздуха,

3) его составу,

4) взаимодействию атмосферы с земной поверхностью и др.

Существует несколько классификаций вертикального строения атмосферы. Разные классификации используются в зависимости от конкретной цели.

1) Наиболее часто используют классификацию атмосферных слоев по характеру изменения температуры с высотой. По этому признаку атмосферу делят на пять основных слоев (сфер):

- тропосферу,

- стратосферу,

- мезосферу,

- термосферу

- экзосферу

Основные атмосферные слои разделяются переходными слоями относительно небольшой вертикальной протяженности: тропопауза, стратопауза, мезопауза и термопауза.

Самым нижним слоем атмосферы является тропосфера. Отличительный признак ее – понижение температуры с увеличением высоты со средним градиентом 0,65^оС на каждые 100 м высоты. В среднем в умеренных широтах она равна 11 км. Средняя годовая температура по верхней границе тропосферы составляет в среднем по земному шару -56,5^оС (35).

В тропосфере сосредоточено около 80 % массы атмосферы и почти весь водяной пар. В ней интенсивно развиты процессы перемешивания воздуха – перемещения его в горизонтальном и вертикальном направлениях; тепло- и влагооборота, а также взаимодействия атмосферы с земной поверхностью. Процессы, происходящие в тропосфере, оказывают решающее влияние на формирование погоды и климата, а значит, и на формирование условий среды для живых организмов.

Рисунок 9.1 - Строение атмосферы

Над тропосферой до высоты около 50 км простирается стратосфера, характеризующаяся иным характером изменения температуры с высотой. Начиная с тропопаузы (мощность ее до 1 – 2 км) падения температур с высотой замедляется.

Выше стратосферы, до высоты приблизительно 90 км, лежит мезосфера, для которой характерны быстрое понижение температуры с высотой (с градиентом в среднем 0,35^оС/100 м) и очень низкие температуры воздуха вблизи верхней границы (от -85^оС до -90^оС).

В вышележащем слое – в термосфере вновь наблюдается рост температуры с высотой, который происходит главным образом за счет поглощения некоторой части ультрафиолетовой солнечной радиации кислородом.

Термосфера простирается до высоты 450 км и отличается очень высокими температурами – до 1000^оС и более (особенно в годы активного Солнца)..

Внешний слой атмосферы – экзосфера простирается до верхней границы атмосферы, где постепенно переходит в космическое пространство. Этот слой выделяется по признаку рассеивания газов (в основном атомов водорода), а не по температурному признаку. Поэтому экзосферу называют еще сферой рассеяния. Как и в термосфере, в экзосфере очень высокие температуры воздуха и еще большее разряжение.

2) По степени ионизации воздуха слой атмосферы, характеризующийся относительно высокой концентрацией молекулярных и атомных ионов и свободных электронов, называется ионосферой. Этот слой начинается с высоты 50 – 60 км и простирается до высоты порядка тысячи километров. Причинами ионизации воздуха являются ультрафиолетовая и рентгеновская радиация Солнца, а также корпускулярное (поток протонов и электронов высоких энергий) космическое и солнечное излучения.

4)По характеру взаимодействия с земной поверхностью выделяют пограничный слой или слой трения до высоты 1,0 – 1,5 км и свободную атмосферу. В слое трения на движение воздуха оказывает влияние сила трения о земную поверхность, и физические свойства воздуха определяются в основном взаимодействием его с земной поверхностью. Нижняя часть пограничного слоя до высоты 50 – 100 м называют приземным слоем.