Slojevi atmosfere po redu od površine zemlje. Veličina Zemljine atmosfere

Na 0 °C - 1,0048 10 3 J / (kg K), C v - 0,7159 10 3 J / (kg K) (na 0 °C). Rastvorljivost vazduha u vodi (po masi) na 0°C - 0,0036%, na 25°C - 0,0023%.

Pored gasova navedenih u tabeli, atmosfera sadrži Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, ugljovodonike, HCl,, HBr, pare, I 2, Br 2, kao i mnoge druge gasovi u manjim količinama. U troposferi se stalno nalazi velika količina suspendiranih čvrstih i tečnih čestica (aerosol). Radon (Rn) je najrjeđi gas u Zemljinoj atmosferi.

Struktura atmosfere

granični sloj atmosfere

Donji sloj atmosfere uz površinu Zemlje (debljine 1-2 km) u kojem uticaj ove površine direktno utiče na njenu dinamiku.

Troposfera

Njegova gornja granica je na nadmorskoj visini od 8-10 km u polarnim, 10-12 km u umjerenim i 16-18 km u tropskim geografskim širinama; niže zimi nego ljeti. Donji, glavni sloj atmosfere sadrži više od 80% ukupne mase atmosferskog vazduha i oko 90% sve vodene pare prisutne u atmosferi. U troposferi su snažno razvijene turbulencija i konvekcija, pojavljuju se oblaci, razvijaju se cikloni i anticikloni. Temperatura opada sa visinom sa prosječnim vertikalnim gradijentom od 0,65°/100 m

tropopauza

Prijelazni sloj iz troposfere u stratosferu, sloj atmosfere u kojem se zaustavlja smanjenje temperature sa visinom.

Stratosfera

Sloj atmosfere nalazi se na nadmorskoj visini od 11 do 50 km. Karakteristična je mala promjena temperature u sloju od 11-25 km (donji sloj stratosfere) i njeno povećanje u sloju od 25-40 km od -56,5 do 0,8° (gornja stratosfera ili inverziona regija). Nakon dostizanja vrijednosti od oko 273 K (skoro 0 °C) na visini od oko 40 km, temperatura ostaje konstantna do visine od oko 55 km. Ovo područje konstantne temperature naziva se stratopauza i predstavlja granicu između stratosfere i mezosfere.

Stratopauza

Granični sloj atmosfere između stratosfere i mezosfere. Postoji maksimum u vertikalnoj distribuciji temperature (oko 0 °C).

mezosfera

Mezosfera počinje na nadmorskoj visini od 50 km i proteže se do 80-90 km. Temperatura opada sa visinom sa prosječnim vertikalnim gradijentom od (0,25-0,3)°/100 m. Glavni energetski proces je prijenos topline zračenja. Složeni fotohemijski procesi koji uključuju slobodne radikale, vibracijski pobuđene molekule, itd., uzrokuju luminescenciju atmosfere.

mezopauza

Prijelazni sloj između mezosfere i termosfere. Postoji minimum u vertikalnoj distribuciji temperature (oko -90 °C).

Karmanova linija

Nadmorska visina, koja je konvencionalno prihvaćena kao granica između Zemljine atmosfere i svemira. Prema definiciji FAI, Karmanova linija se nalazi na nadmorskoj visini od 100 km.

Termosfera

Gornja granica je oko 800 km. Temperatura raste do visine od 200-300 km, gdje dostiže vrijednosti reda 1226,85 C, nakon čega ostaje gotovo konstantna do velikih visina. Pod uticajem sunčevog zračenja i kosmičkog zračenja dolazi do jonizacije vazduha (“aurore”) - glavni delovi jonosfere leže unutar termosfere. Na visinama iznad 300 km prevladava atomski kiseonik. Gornja granica termosfere je u velikoj mjeri određena trenutnom aktivnošću Sunca. U periodima niske aktivnosti - na primjer, 2008-2009 - primetno je smanjenje veličine ovog sloja.

Termopauza

Područje atmosfere iznad termosfere. U ovom području apsorpcija sunčevog zračenja je neznatna i temperatura se zapravo ne mijenja s visinom.

Egzosfera (sfera disperzije)

Do visine od 100 km atmosfera je homogena, dobro izmiješana mješavina plinova. U višim slojevima distribucija gasova po visini zavisi od njihove molekularne mase, koncentracija težih gasova opada brže sa udaljavanjem od Zemljine površine. Zbog smanjenja gustine gasa, temperatura pada sa 0 °C u stratosferi na -110 °C u mezosferi. Međutim, kinetička energija pojedinačnih čestica na visinama od 200-250 km odgovara temperaturi od ~150 °C. Iznad 200 km, uočene su značajne fluktuacije u temperaturi i gustini gasa u vremenu i prostoru.

Na visini od oko 2000-3500 km egzosfera postepeno prelazi u tzv. blizu svemirskog vakuuma, koji je ispunjen vrlo razrijeđenim česticama međuplanetarnog plina, uglavnom atomima vodonika. Ali ovaj plin je samo dio međuplanetarne materije. Drugi dio se sastoji od čestica poput prašine kometnog i meteorskog porijekla. Pored izuzetno razrijeđenih čestica poput prašine, u ovaj prostor prodire elektromagnetno i korpuskularno zračenje solarnog i galaktičkog porijekla.

Pregled

Troposfera čini oko 80% mase atmosfere, a stratosfera oko 20%; masa mezosfere nije veća od 0,3%, termosfera je manja od 0,05% ukupne mase atmosfere.

Na osnovu električnih svojstava u atmosferi, oni emituju neutrosfera i jonosfera .

U zavisnosti od sastava gasa u atmosferi, oni emituju homosfera i heterosfera. heterosfera- ovo je oblast u kojoj gravitacija utiče na odvajanje gasova, jer je njihovo mešanje na takvoj visini zanemarljivo. Otuda slijedi varijabilni sastav heterosfere. Ispod njega leži dobro izmiješan, homogen dio atmosfere, nazvan homosfera. Granica između ovih slojeva naziva se turbopauza, nalazi se na nadmorskoj visini od oko 120 km.

Ostala svojstva atmosfere i uticaji na ljudski organizam

Već na visini od 5 km nadmorske visine, neobučena osoba razvija gladovanje kiseonikom i, bez prilagođavanja, performanse osobe su značajno smanjene. Tu se završava fiziološka zona atmosfere. Ljudsko disanje postaje nemoguće na visini od 9 km, iako do oko 115 km atmosfera sadrži kiseonik.

Atmosfera nam daje kiseonik koji nam je potreban za disanje. Međutim, zbog smanjenja ukupnog pritiska atmosfere, kako se čovjek diže na visinu, parcijalni tlak kisika također se smanjuje u skladu s tim.

U razrijeđenim slojevima zraka širenje zvuka je nemoguće. Do visina od 60-90 km još uvijek je moguće koristiti otpor zraka i podizanje za kontrolirani aerodinamički let. Ali počevši od visina od 100-130 km, koncepti M broja i zvučne barijere poznati svakom pilotu gube značenje: prolazi uslovna Karmanova linija, iza koje počinje područje čisto balističkog leta, koje može se kontrolisati samo uz pomoć reaktivnih sila.

Na visinama iznad 100 km atmosfera je također lišena još jednog izuzetnog svojstva - sposobnosti da apsorbira, provodi i prenosi toplinsku energiju konvekcijom (tj. miješanjem zraka). To znači da različiti elementi opreme, opreme orbitalne svemirske stanice neće moći da se hlade spolja na način na koji se to inače radi u avionu - uz pomoć vazdušnih mlaznica i vazdušnih radijatora. Na takvoj visini, kao u svemiru općenito, jedini način prijenosa topline je toplinsko zračenje.

Istorija formiranja atmosfere

Prema najčešćoj teoriji, Zemljina atmosfera je kroz svoju istoriju bila u tri različita sastava. U početku se sastojao od lakih gasova (vodonik i helijum) uhvaćenih iz međuplanetarnog prostora. Ova tzv primarna atmosfera. U sljedećoj fazi, aktivna vulkanska aktivnost dovela je do zasićenja atmosfere drugim plinovima osim vodonika (ugljični dioksid, amonijak, vodena para). Ovako sekundarna atmosfera. Ova atmosfera je bila obnavljajuća. Nadalje, proces formiranja atmosfere određen je sljedećim faktorima:

curenje lakih gasova (vodonik i helijum) u međuplanetarni prostor;
hemijske reakcije koje se dešavaju u atmosferi pod uticajem ultraljubičastog zračenja, pražnjenja groma i nekih drugih faktora.

Postepeno su ovi faktori doveli do formiranja tercijarne atmosfere, koju karakterizira mnogo manji sadržaj vodika i mnogo veći sadržaj dušika i ugljičnog dioksida (nastalih kao rezultat kemijskih reakcija iz amonijaka i ugljikovodika).

Nitrogen

Formiranje velike količine dušika N 2 nastaje zbog oksidacije atmosfere amonijak-vodik molekularnim kisikom O 2, koji je počeo dolaziti s površine planete kao rezultat fotosinteze, počevši od prije 3 milijarde godina. Dušik N 2 se također oslobađa u atmosferu kao rezultat denitrifikacije nitrata i drugih spojeva koji sadrže dušik. Dušik se oksidira ozonom u NO u gornjoj atmosferi.

Azot N 2 ulazi u reakcije samo pod određenim uslovima (na primjer, tokom pražnjenja groma). Oksidacija molekularnog azota ozonom tokom električnih pražnjenja koristi se u malim količinama u industrijskoj proizvodnji azotnih đubriva. Može se oksidirati uz malu potrošnju energije i pretvoriti u biološki aktivan oblik uz pomoć cijanobakterija (plavo-zelene alge) i bakterija kvržica koje formiraju rizobijalnu simbiozu sa mahunarkama, koje mogu biti efikasne biljke zelenog gnojiva koje ne iscrpljuju, već obogaćuju tlo. prirodna đubriva.

Kiseonik

Sastav atmosfere počeo se radikalno mijenjati pojavom živih organizama na Zemlji, kao rezultat fotosinteze, praćene oslobađanjem kisika i apsorpcijom ugljičnog dioksida. U početku se kiseonik trošio na oksidaciju redukovanih jedinjenja – amonijaka, ugljovodonika, željeznog oblika gvožđa sadržanog u okeanima, itd. Na kraju ove faze, sadržaj kiseonika u atmosferi počeo je da raste. Postepeno se formirala moderna atmosfera sa oksidativnim svojstvima. Budući da je to izazvalo ozbiljne i nagle promjene u mnogim procesima u atmosferi, litosferi i biosferi, ovaj događaj je nazvan kisikovom katastrofom.

plemenitih gasova

Zagađenje zraka

Čovek je u poslednje vreme počeo da utiče na evoluciju atmosfere. Rezultat ljudske aktivnosti je konstantno povećanje sadržaja ugljičnog dioksida u atmosferi zbog sagorijevanja ugljikovodičnih goriva akumuliranih u prethodnim geološkim epohama. Ogromne količine CO 2 troše se tokom fotosinteze i apsorbuju ga svjetski okeani. Ovaj plin ulazi u atmosferu zbog raspadanja karbonatnih stijena i organskih tvari biljnog i životinjskog porijekla, kao i zbog vulkanizma i ljudskih proizvodnih aktivnosti. U proteklih 100 godina, sadržaj CO 2 u atmosferi se povećao za 10%, pri čemu glavni dio (360 milijardi tona) dolazi od sagorijevanja goriva. Ako se nastavi stopa rasta sagorijevanja goriva, onda će se u sljedećih 200-300 godina količina CO 2 u atmosferi udvostručiti i može dovesti do globalnih klimatskih promjena.

Sagorevanje goriva je glavni izvor zagađujućih gasova (SO,, SO 2). Atmosferski kisik oksidira sumporni dioksid u SO 3, a dušikov oksid u NO 2 u gornjoj atmosferi, koji zauzvrat stupa u interakciju s vodenom parom, a rezultirajuća sumporna kiselina H 2 SO 4 i dušična kiselina HNO 3 padaju na površinu Zemlje u oblik tzv. kisela kiša. Upotreba motora sa unutrašnjim sagorevanjem dovodi do značajnog zagađenja vazduha oksidima azota, ugljovodonicima i jedinjenjima olova (tetraetil olovo Pb (CH 3 CH 2) 4).

Zagađenje atmosfere aerosolom uzrokovano je kako prirodnim uzrocima (erupcije vulkana, oluje prašine, unošenje kapljica morske vode i biljnog polena, itd.), tako i ljudskim ekonomskim aktivnostima (vađenje ruda i građevinskih materijala, sagorijevanje goriva, proizvodnja cementa itd. .). Intenzivno uklanjanje čvrstih čestica velikih razmjera u atmosferu jedan je od mogućih uzroka klimatskih promjena na planeti.

vidi takođe

Jacchia (model atmosfere)

Napišite recenziju na članak "Atmosfera Zemlje"

Bilješke

M. I. Budyko, K. Ya. Kondratiev Atmosfera Zemlje // Velika sovjetska enciklopedija. 3rd ed. / Ch. ed. A. M. Prokhorov. - M.: Sovjetska enciklopedija, 1970. - T. 2. Angola - Barzas. - str. 380-384.
- članak iz Geološke enciklopedije
Gribbin, John. Nauka. Istorija (1543-2001). - L. : Penguin Books, 2003. - 648 str. - ISBN 978-0-140-29741-6.
Tans, Pieter. Globalno prosječni godišnji podaci o morskoj površini. NOAA/ESRL. Pristupljeno 19. februara 2014.(engleski) (za 2013.)
IPCC (engleski) (za 1998.).
S. P. Khromov Vlažnost zraka // Velika sovjetska enciklopedija. 3rd ed. / Ch. ed. A. M. Prokhorov. - M.: Sovjetska enciklopedija, 1971. - T. 5. Vešin - Gazli. - S. 149.
(engleski) , SpaceDaily, 16.07.2010

Književnost

V. V. Parin, F. P. Kosmolinsky, B. A. Dushkov"Svemirska biologija i medicina" (2. izdanje, revidirano i dopunjeno), M.: "Prosveshchenie", 1975, 223 str.
N. V. Gusakova"Hemija životne sredine", Rostov na Donu: Phoenix, 2004, 192 sa ISBN 5-222-05386-5
Sokolov V. A. Geohemija prirodnih gasova, M., 1971;
McEwen M, Phillips L. Hemija atmosfere, M., 1978;
Wark K., Warner S. Zagađenje zraka. Izvori i kontrola, prev. sa engleskog, M.. 1980;
Praćenje pozadinskog zagađenja prirodne sredine. in. 1, L., 1982.

Linkovi

// 17. decembar 2013., FOBOS centar



Istorija Zemlje

Fizička svojstva Zemlje

Školjke Zemlje

Geografija i geologija

Životna sredina

vidi takođe

Odlomak koji karakteriše Zemljinu atmosferu

Kada im je Pjer prišao, primetio je da je Vera bila u samozadovoljnom entuzijazmu razgovora, a princ Andrej (što mu se retko dešavalo) delovao je posramljeno.
- Šta ti misliš? reče Vera sa tankim osmehom. - Vi, kneže, tako ste pronicljivi i odmah razumete karakter ljudi. Šta mislite o Natalie, može li ona biti stalna u svojim naklonostima, može li ona, kao i druge žene (Vera se razumjela), jednom zavoljeti osobu i zauvijek joj ostati vjerna? To je ono što ja smatram pravom ljubavi. Šta mislite, kneže?
„Premalo poznajem tvoju sestru“, odgovorio je princ Andrej sa podrugljivim osmehom, pod kojim je hteo da sakrije svoju sramotu, „da bih rešio tako delikatno pitanje; a onda sam primijetio da što žena manje voli, to je postojanija - dodao je i pogledao Pjera, koji im je u to vrijeme prišao.
- Da, istina je, kneže; u naše vrijeme, nastavila je Vera (odnosi se na naše vrijeme, kako ograničeni ljudi uglavnom vole pominjati, vjerujući da su pronašli i cijenili karakteristike našeg vremena i da se svojstva ljudi vremenom mijenjaju), u naše vrijeme djevojka ima tako mnogo slobode koja le plaisir d "etre courtisee [zadovoljstvo imati obožavatelje] često utapa pravi osjećaj u njoj. Et Nathalie, il faut l" avouer, y est tres sensible. [A Natalija je, mora se priznati, veoma osetljiva na ovo.] Povratak Nataliji ponovo je naterao princa Andreja da se neprijatno namršti; hteo je da ustane, ali je Vera nastavila sa još prefinjenijim osmehom.
„Mislim da niko nije bio toliko udvarač [objekt udvaranja] kao ona“, rekla je Vera; - ali nikada, do nedavno, nikog nije ozbiljno volela. Znate, grofe, - okrenula se Pjeru, - čak i naš dragi rođak Boris, koji je bio, entre nous [između nas], veoma, veoma dans le pays du tendre... [u zemlji nežnosti...]
Princ Andrej se tiho namrštio.
Jeste li prijatelji sa Borisom? Vera mu je rekla.
– Da, znam ga…
- Da li vam je dobro rekao o svojoj ljubavi iz detinjstva prema Nataši?
Da li je postojala ljubav iz detinjstva? - iznenada iznenada pocrvenevši, upita princ Andrej.
- Da. Vous savez entre cousin et cousine cette intimate mene quelquefois a l "amour: le cousinage est un dangereux voisinage, N" est ce pas? [Znate, između rođaka i sestre, ova bliskost ponekad vodi u ljubav. Takvo srodstvo je opasno susjedstvo. Nije li?]
"Oh, bez sumnje", rekao je princ Andrej, i odjednom, neprirodno živ, počeo se šaliti sa Pjerom o tome koliko treba da bude oprezan u ophođenju prema svojim pedesetogodišnjim moskovskim rođacima, i usred šale razgovora, ustao je i, uzevši Pjera pod ruku, odveo ga u stranu.
- Pa? - rekao je Pjer, sa iznenađenjem gledajući u čudnu animaciju svog prijatelja i primetivši pogled koji je bacio na Natašu dok je ustala.
„Treba mi, moram da razgovaram s tobom“, rekao je princ Andrej. - Znate naše ženske rukavice (pričao je o onim masonskim rukavicama koje je dobio novoizabrani brat da ih pokloni svojoj voljenoj ženi). - Ja... Ali ne, razgovaraćemo kasnije... - I sa čudnim sjajem u očima i nemirom u pokretima, princ Andrej je prišao Nataši i seo pored nje. Pjer je video kako ju je princ Andrej nešto pitao, a ona mu je, pocrvenevši, odgovorila.
Ali u to vrijeme, Berg je prišao Pierreu, pozivajući ga da učestvuje u sporu između generala i pukovnika o španskim poslovima.
Berg je bio zadovoljan i sretan. Osmeh radosti nije silazio s njegovog lica. Veče je bilo jako dobro i baš kao i ostale večeri koje je vidio. Sve je bilo slično. I damski, suptilni razgovori, i karte, a iza karata general koji podiže glas, i samovar, i kolačići; ali jedna stvar je još uvijek nedostajala, ono što je uvijek viđao na zabavama, što je želio imitirati.
Nedostajalo je glasnog razgovora između muškaraca i svađe oko nečeg važnog i pametnog. General je započeo ovaj razgovor i Berg je doveo Pjera u njega.

Sutradan je princ Andrej otišao u Rostovove na večeru, kako ga je nazvao grof Ilja Andrejič, i proveo s njima cijeli dan.
Svi su u kući osećali zbog kojih je princ Andrej otišao, a on je, ne skrivajući se, pokušavao ceo dan da bude sa Natašom. Ne samo u duši Nataše, uplašene, već srećne i oduševljene, već se u celoj kući osećao strah pred nečim važnim što se moralo dogoditi. Grofica je gledala princa Andreja tužnim i ozbiljno strogim očima kada je razgovarao sa Natašom, i bojažljivo i hinjeno otpočela nekakav beznačajan razgovor, čim joj je uzvratio pogled. Sonya se plašila da napusti Natašu i plašila se da bude smetnja kada je sa njima. Nataša je prebledela od straha od iščekivanja kada je nekoliko minuta ostala licem u lice s njim. Princ Andrej ju je pogodio svojom plašljivošću. Osjećala je da treba nešto da joj kaže, ali da se nije mogao natjerati da to učini.
Kada je princ Andrej otišao uveče, grofica je prišla Nataši i rekla šapatom:
- Pa?
- Mama, za ime boga, ne pitaj me sada ništa. Ne možete to da kažete - rekla je Nataša.
Ali uprkos tome što je te večeri Nataša, čas uzbuđena, čas uplašena, zaustavljenih očiju, dugo ležala u majčinom krevetu. Sad joj je pričala kako ju je hvalio, pa kako je rekao da će otići u inostranstvo, pa kako je pitao gde će živeti ovo leto, pa kako ju je pitao za Borisa.
„Ali ovo, ovo… meni se nikada nije dogodilo!“ ona je rekla. "Samo se ja plašim oko njega, uvek se plašim oko njega, šta to znači?" Dakle, stvarno je, zar ne? Mama, spavaš li?
„Ne, dušo moja, i sama se bojim“, odgovori majka. - Idi.
„Ionako neću spavati. Šta nije u redu sa spavanjem? Mama, mama, ovo mi se nikad nije desilo! rekla je sa čuđenjem i strahom pred osećanjem kojeg je bila svjesna u sebi. - A da li bismo mogli da mislimo!...
Nataši se činilo da se čak i kada je prvi put videla princa Andreja u Otradnom, zaljubila u njega. Činilo se da ju je uplašila ta čudna, neočekivana sreća što je onaj koga je tada izabrala (u to je bila čvrsto uvjerena), što ju je taj isti sada ponovo sreo, i, kako izgleda, nije bio ravnodušan prema njoj . „I bilo je neophodno da, sada kada smo mi ovde, namerno dođe u Petersburg. I trebali smo se sresti na ovom balu. Sve ovo je sudbina. Jasno je da je to sudbina, da je sve ovo dovelo do ovoga. Čak i tada, čim sam ga vidio, osjetio sam nešto posebno.
Šta ti je još rekao? Koji su ovo stihovi? Pročitajte... - zamišljeno je rekla majka, pitajući se za pesme koje je princ Andrej napisao u Natašinom albumu.
- Mama, zar nije sramota što je udovac?
- To je to, Natasha. Moli se Bogu. Les Marieiages je font dans les cieux. [Brakovi se sklapaju na nebu.]
"Draga, majko, kako te volim, kako mi je dobro!" vikala je Nataša, plačući suzama od sreće i uzbuđenja i grleći majku.
U isto vreme, princ Andrej je sedeo sa Pjerom i pričao mu o svojoj ljubavi prema Nataši i o svojoj čvrstoj nameri da se oženi njom.

Tog dana je grofica Elena Vasiljevna imala prijem, tu je bio francuski izaslanik, bio je princ, koji je nedavno postao čest gost u groficinoj kući, i mnoge briljantne dame i muškarci. Pjer je bio dole, prošetao hodnicima i pogodio sve goste svojim koncentrisanim, rasejanim i sumornim pogledom.
Od trenutka bala Pjer je u sebi osećao približavanje napada hipohondrije i očajničkim naporom pokušavao da se bori protiv njih. Od prinčevog zbližavanja sa ženom, Pjer je neočekivano dobio zvanje komornika, i od tada je počeo da oseća težinu i stid u velikom društvu, a sve češće su počele da se vrte iste sumorne misli o uzaludnosti svega ljudskog. dođi kod njega. Istovremeno, osjećaj koji je primijetio između Nataše, koju je on patronizirao, i princa Andreja, njegova suprotnost između njegovog položaja i položaja njegovog prijatelja, dodatno je pojačao ovo sumorno raspoloženje. Jednako se trudio da izbjegne misli o svojoj ženi i o Nataši i princu Andreju. Opet mu je sve izgledalo beznačajno u poređenju sa večnošću, opet se postavilo pitanje: „za šta?“. I prisiljavao se danonoćno da radi na masonskim djelima, nadajući se da će otjerati približavanje zlog duha. Pjer je u 12 sati, nakon što je izašao iz groficinih odaja, sjedio gore u zadimljenoj, niskoj prostoriji, u iznošenom kućnom ogrtaču ispred stola i kopirao prave škotske akte, kada je neko ušao u njegovu sobu. Bio je to princ Andrew.
„Ah, to si ti“, rekao je Pjer rasejanim i nezadovoljnim pogledom. "Ali ja radim", rekao je, pokazujući na svesku sa onom vrstom spasa od životnih muka sa kojom nesretni ljudi gledaju na svoj posao.
Knez Andrej, sa blistavim, oduševljenim licem obnovljenim za život, zastao je pred Pjerom i, ne primetivši njegovo tužno lice, nasmešio mu se sa egoizmom sreće.
„Pa, dušo moja“, rekao je, „jučer sam hteo da ti kažem, a danas sam došao kod tebe zbog ovoga. Nikada nisam doživio ništa slično. Zaljubljen sam prijatelju.
Pjer je iznenada teško uzdahnuo i spustio se svojim teškim tijelom na sofu, pored princa Andreja.
- Za Natašu Rostov, zar ne? - on je rekao.
- Da, da, u kome? Nikad ne bih vjerovao, ali ovaj osjećaj je jači od mene. Juče sam patio, patio, ali neću se odreći ove muke ni za šta na svijetu. Nisam živeo ranije. Sad živim samo ja, ali ne mogu bez nje. Ali može li da me voli?... Star sam za nju... Šta ne kažeš?...
- Ja? ja? Šta sam ti rekao, - iznenada je rekao Pjer, ustao i krenuo da hoda po sobi. „Uvek sam mislio da... Ova devojka je takvo blago, takvo... Ovo je retka devojka... Dragi prijatelju, molim te, ne razmišljaj, nemoj da se ustručavaš, udaj se, udaj se i udaj se... A ja Siguran sam da niko neće biti srećniji od tebe.
- Ali ona!
- Ona te voli.
"Ne pričaj gluposti..." rekao je princ Andrej, osmehujući se i gledajući u Pjerove oči.
"On voli, znam," viknuo je Pjer ljutito.
"Ne, slušaj", reče princ Andrej, zaustavljajući ga za ruku. Znate li u kojoj sam poziciji? Moram nekome sve reći.
„Pa, dobro, recimo, veoma mi je drago“, rekao je Pjer, i zaista mu se lice promenilo, bora se izgladila, i radosno je slušao princa Andreja. Princ Andrej je izgledao i bio potpuno drugačija, nova osoba. Gdje je bila njegova tjeskoba, njegov prezir prema životu, njegovo razočaranje? Pjer je bio jedina osoba pred kojom se usudio da progovori; ali s druge strane, rekao mu je sve što mu je bilo u duši. Ili je lako i hrabro pravio planove za dugu budućnost, pričao o tome kako ne može da žrtvuje svoju sreću za očev hir, kako će naterati oca da pristane na ovaj brak i voli je ili da uradi bez njegovog pristanka, onda je bio iznenađen kako na nečemu čudnom, stranom, nezavisnom od njega, protiv osećanja koje ga je zaposedalo.
„Ne bih verovao nekome ko bi mi rekao da mogu tako da volim“, rekao je princ Andrej. “Nije isti osjećaj koji sam imao prije. Ceo svet je za mene podeljen na dve polovine: jedna je ona i tu je sva sreća nade, svetlost; druga polovina - sve tamo gde je nema, tu je sva malodušnost i tama...
„Mrak i mrak“, ponovio je Pjer, „da, da, razumem to.
“Ne mogu a da ne volim svjetlo, nisam ja kriv. I veoma sam sretan. Ti me razumiješ? Znam da si sretan zbog mene.
„Da, da“, potvrdio je Pjer, gledajući svog prijatelja dirljivim i tužnim očima. Što mu se činila svetlija sudbina princa Andreja, mračnija je izgledala i njegova.

Za brak je bio potreban pristanak oca, a za to je sutradan princ Andrej otišao svom ocu.
Otac je, sa spoljašnjom mirnoćom, ali unutrašnjom zlobom, primio poruku svog sina. Nije mogao da shvati da neko želi da promeni život, da unese nešto novo u njega, kada mu se život već završava. „Samo bi me pustili da živim kako hoću, a onda bi radili šta su hteli“, rekao je starac u sebi. Sa sinom je, međutim, koristio diplomatiju koju je koristio u važnim prilikama. Poprimivši miran ton, razgovarao je o cijeloj stvari.
Prvo, brak nije bio briljantan u odnosu na srodstvo, bogatstvo i plemstvo. Drugo, princ Andrej nije bio prvi mladić i bio je lošeg zdravlja (starac se posebno oslanjao na to), a ona je bila vrlo mlada. Treće, bio je sin kojeg je bilo šteta dati djevojci. Četvrto, konačno, - reče otac podrugljivo gledajući sina, - molim te, ostavi stvar na godinu dana, idi u inostranstvo, leči se, nađi, kako hoćeš, Nemca, za kneza Nikolaja, a onda , ako je ljubav, strast, tvrdoglavost, šta god hoćeš, tako super, onda se udaj.
“A ovo je moja posljednja riječ, znate, zadnja...” završio je princ takvim tonom da je pokazao da ga ništa neće natjerati da se predomisli.
Princ Andrej je jasno vidio da se starac nadao da osjećaj njegove ili njegove buduće nevjeste neće izdržati ispit godine, ili da će on sam, stari princ, do tada umrijeti, i odlučio je ispuniti očevu volju: zaprositi i odgoditi vjenčanje za godinu dana.
Tri sedmice nakon posljednje večeri u Rostovima, princ Andrej se vratio u Peterburg.

Sledećeg dana nakon objašnjenja sa majkom, Nataša je ceo dan čekala Bolkonskog, ali on nije stigao. Sutradan, treći dan, bilo je isto. Pjer takođe nije došao, a Nataša, ne znajući da je princ Andrej otišao kod njenog oca, nije mogla sebi da objasni njegovo odsustvo.
Tako su prošle tri sedmice. Nataša nije htela nigde da ide i kao senka, besposlena i malodušna, šetala je po sobama, uveče je potajno plakala od svih i uveče se nije javljala majci. Stalno je crvenila i iznervirala se. Činilo joj se da svi znaju za njeno razočaranje, da se smeju i da je žale. Uz svu snagu unutrašnje tuge, ova sujetna tuga povećala je njenu nesreću.
Jednog dana je došla kod grofice, htela da joj nešto kaže i odjednom je briznula u plač. Njene suze bile su suze uvrijeđenog djeteta koje ni sam ne zna zašto je kažnjen.
Grofica je počela da umiruje Natašu. Nataša, koja je prvo slušala majčine reči, iznenada ju je prekinula:
- Prestani, mama, ne mislim, i ne želim da mislim! Dakle, putovao sam i stao, i stao...
Glas joj je zadrhtao, skoro je briznula u plač, ali se oporavila i mirno nastavila: „A ja uopšte ne želim da se udam. I bojim ga se; Sada sam potpuno, potpuno, smirena...
Sutradan nakon ovog razgovora, Nataša je obukla tu staru haljinu, koje je bila posebno svjesna zbog vedrine koju je ujutro pružala, a ujutru je započela svoj nekadašnji način života, u kojem je zaostajala nakon bala. Nakon što je popila čaj, otišla je u salu, koju je posebno voljela zbog jakog odjeka, i počela pjevati svoj solfeji (pjevačke vježbe). Nakon što je završila prvi čas, zastala je nasred hodnika i ponovila jednu muzičku frazu koja joj se posebno dopala. Ona je radosno slušala tu (kao za nju neočekivanu) draž kojom su ovi zvuci, trepereći, ispunili svu prazninu hodnika i polako zamirali, a ona se odjednom razvedrila. „Zašto razmišljati o tome toliko i tako dobro“, rekla je u sebi i počela hodati gore-dolje hodnikom, ne koračajući jednostavnim koracima po odzvanjajućem parketu, već na svakom koraku iskoračivši s pete (na sebi je imala novo, omiljene cipele) do prstiju, i jednako radosno kao i zvukovi njegovog glasa, slušajući ovo odmjereno zveckanje potpetica i škripu čarapa. Prolazeći pored ogledala, pogledala se u njega. - "Evo me!" kao da je izraz njenog lica pri pogledu na samu sebe govorio. “Pa, to je dobro. I ne treba mi niko."
Lakaj je hteo da uđe da počisti nešto u hodniku, ali ga ona nije pustila unutra, ponovo zatvorivši vrata za njim i nastavila da hoda. Tog jutra se ponovo vratila u svoje voljeno stanje samoljublja i divljenja sebi. - "Kakav je šarm ova Nataša!" rekla je ponovo u sebi rečima nekog trećeg, kolektivnog, muškog lica. - "Dobro, glas, mlada, i ona nikome ne smeta, samo je ostavi na miru." Ali koliko god su je ostavljali samu, ona više nije mogla biti mirna i odmah je to osjetila.
Na ulaznim vratima su se otvorila ulazna vrata, neko je pitao: jesi li kod kuće? i čuli su se nečiji koraci. Nataša se pogledala u ogledalo, ali sebe nije videla. Slušala je zvukove u hodniku. Kada je ugledala sebe, lice joj je bilo blijedo. Bio je to on. To je sigurno znala, iako je jedva čula zvuk njegovog glasa sa zatvorenih vrata.
Nataša, blijeda i uplašena, utrčala je u dnevnu sobu.
- Mama, Bolkonski je stigao! - ona je rekla. - Mama, ovo je strašno, ovo je nepodnošljivo! „Ne želim da... patim!“ Sta da radim?…
Grofica još nije stigla da joj odgovori, kada je princ Andrej ušao u salon zabrinutog i ozbiljnog lica. Čim je ugledao Natašu, lice mu se ozarilo. Poljubio je ruku grofici i Nataši i seo pored sofe.
"Dugo nismo imali zadovoljstvo..." počela je grofica, ali ju je prekinuo princ Andrej, odgovarajući na njeno pitanje i očigledno žureći da kaže šta mu je potrebno.
- Nisam bio s tobom sve ovo vrijeme, jer sam bio sa ocem: trebao sam s njim razgovarati o veoma važnoj stvari. Upravo sam se vratio sinoć”, rekao je gledajući Natašu. "Moram razgovarati s vama, grofice", dodao je nakon kratkog ćutanja.
Grofica je teško uzdahnula i spustila oči.
„Na usluzi sam vam“, rekla je.
Nataša je znala da mora da ode, ali nije mogla: nešto joj je stezalo grlo i ona je nepristojno, direktno, otvorenih očiju pogledala princa Andreja.
"Sad? Ovog trenutka!… Ne, ne može biti!” pomislila je.
Ponovo ju je pogledao i ovaj pogled ju je uvjerio da nije pogriješila. - Da, sad, ovog trenutka se odlučivala o njenoj sudbini.
„Dođi, Nataša, pozvaću te“, rekla je grofica šapatom.
Nataša je uplašenim, molećivim očima pogledala princa Andreja i svoju majku, i izašla.
„Došao sam, grofice, da tražim ruku vaše ćerke“, reče princ Andrej. Groficino lice je pocrvenelo, ali nije rekla ništa.
„Vaš predlog...“ počela je grofica smireno. On je ćutao, gledajući je u oči. - Vaša ponuda... (ona se osramotila) zadovoljni smo, i ... prihvatam vašu ponudu, drago mi je. I moj muž... nadam se... ali to će zavisiti od nje...
- Reći ću joj kad dobijem tvoj pristanak... daješ li mi ga? - rekao je princ Andrija.
„Da“, rekla je grofica i pružila mu ruku i sa mešavinom povučenosti i nežnosti pritisnula svoje usne na njegovo čelo dok se on naginjao nad njenu ruku. Želela je da ga voli kao sina; ali je osjećala da je on stranac i užasna osoba za nju. „Sigurna sam da će se moj muž složiti“, rekla je grofica, „ali vaš otac...
- Moj otac, kome sam obavestio svoje planove, stavio je neizostavni uslov za saglasnost da venčanje ne bude ranije od godinu dana. I ovo sam hteo da vam kažem - rekao je princ Andrej.
- Tačno je da je Nataša još mlada, ali tako dugo.
„Drugačije i ne može biti“, rekao je princ Andrej sa uzdahom.
„Poslaću ti ga“, rekla je grofica i izašla iz sobe.
„Gospode, smiluj se nama“, ponovila je tražeći svoju kćer. Sonya je rekla da je Natasha bila u spavaćoj sobi. Nataša je sedela na svom krevetu, bleda, suvih očiju, gledala u ikone i, brzo se prekrstivši, nešto šaputala. Ugledavši majku, skočila je i pojurila ka njoj.
- Šta? Mama?… Šta?
- Idi do njega. On traži tvoju ruku - reče grofica hladno, kako se Nataši učini... - Idi... idi - reče majka sa tugom i prekorom za kćerkom, koja je bežala, i teško uzdahnu.
Nataša se nije sjećala kako je ušla u dnevnu sobu. Kada je ušla na vrata i ugledala ga, stala je. “Da li je ovaj stranac sada zaista postao moje sve?” upitala se i odmah odgovorila: „Da, sve: samo on mi je sada draži od svega na svijetu.” Princ Andrej priđe joj, spustivši oči.
“Zaljubio sam se u tebe od trenutka kada sam te vidio. Mogu li se nadati?
Pogledao ju je i pogodila ga je iskrena strast njenog lica. Na licu joj je pisalo: „Zašto pitati? Zašto sumnjati u ono što je nemoguće ne znati? Zašto pričati kada ne možete riječima izraziti ono što osjećate.
Prišla mu je i stala. Uzeo je njenu ruku i poljubio je.
- Da li me voliš?
„Da, da“, rekla je Nataša kao uznemireno, uzdahnula glasno, drugi put, sve češće, i zajecala.
- O čemu? Šta nije uredu s tobom?
„O, tako sam srećna“, odgovorila je, nasmešila se kroz suze, privila mu se bliže, razmislila na trenutak, kao da se pita da li je to moguće, i poljubila ga.
Princ Andrej ju je držao za ruke, gledao je u oči i nije našao u svojoj duši nekadašnju ljubav prema njoj. Nešto se odjednom preokrenulo u njegovoj duši: nije bilo nekadašnje poetske i tajanstvene draži žudnje, ali je bilo sažaljenja prema njenoj ženskoj i detinjastoj slabosti, postojao je strah od njene privrženosti i lakovernosti, teška i u isto vreme radosna svest o dužnosti. koja ga je zauvek vezala za nju. Pravi osjećaj, iako nije bio tako lagan i poetičan kao prethodni, bio je ozbiljniji i jači.

Bavi se meteorologijom, a dugoročne varijacije - klimatologijom.

Debljina atmosfere je 1500 km od površine Zemlje. Ukupna masa vazduha, odnosno mešavine gasova koji čine atmosferu, je 5,1-5,3 * 10 ^ 15 tona.Molekulska težina čistog suvog vazduha je 29. Pritisak na 0°C na nivou mora je 101,325 Pa, odnosno 760 mm. rt. Art.; kritična temperatura - 140,7 °C; kritični pritisak 3,7 MPa. Rastvorljivost vazduha u vodi na 0°C je 0,036%, na 25°C - 0,22%.

Utvrđuje se fizičko stanje atmosfere. Glavni parametri atmosfere: gustina vazduha, pritisak, temperatura i sastav. Kako se visina povećava, gustina vazduha se smanjuje. Temperatura se također mijenja sa promjenom nadmorske visine. Vertikalu karakterišu različita temperaturna i električna svojstva, različiti uslovi vazduha. U zavisnosti od temperature u atmosferi razlikuju se sljedeći glavni slojevi: troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera, egzosfera (sfera raspršivanja). Prijelazne regije atmosfere između susjednih školjki nazivaju se tropopauza, stratopauza, itd., respektivno.

Troposfera- niži, glavni, najviše proučavani, sa visinom u polarnim područjima od 8-10 km, u umjerenim geografskim širinama do 10-12 km, na ekvatoru - 16-18 km. Otprilike 80-90% ukupne mase atmosfere i gotovo sva vodena para koncentrirani su u troposferi. Pri porastu na svakih 100 m, temperatura u troposferi se smanjuje u prosjeku za 0,65 °C i dostiže -53 °C u gornjem dijelu. Ovaj gornji sloj troposfere naziva se tropopauza. U troposferi su turbulencija i konvekcija jako razvijene, pretežni dio je koncentrisan, oblaci nastaju, razvijaju se.

Stratosfera- sloj atmosfere, koji se nalazi na nadmorskoj visini od 11-50 km. Lagana promjena temperature u sloju od 11-25 km (donji sloj stratosfere) i njeno povećanje u sloju od 25-40 km od -56,5 do 0,8 °C (gornji sloj stratosfere ili inverzija) su tipično. Nakon dostizanja vrijednosti od 273 K (0 °C) na visini od oko 40 km, temperatura ostaje konstantna do visine od 55 km. Ovo područje konstantne temperature naziva se stratopauza i predstavlja granicu između stratosfere i mezosfere.

Sloj se nalazi u stratosferi ozonosfera(„ozonski omotač“, na nadmorskoj visini od 15-20 do 55-60 km), koji određuje gornju granicu života u. Važna komponenta stratosfere i mezosfere je ozon, koji nastaje kao rezultat fotohemijskih reakcija najintenzivnije na visini od 30 km. Ukupna masa ozona pri normalnom pritisku bila bi sloj debljine 1,7-4 mm, ali i to je dovoljno da apsorbuje ultraljubičasto, štetno po život. Uništavanje ozona nastaje kada je u interakciji sa slobodnim radikalima, dušičnim oksidom, spojevima koji sadrže halogene (uključujući "freone"). Ozon - alotropija kiseonika, nastaje kao rezultat sledeće hemijske reakcije, obično nakon kiše, kada se dobijeno jedinjenje podiže u gornje slojeve troposfere; ozon ima specifičan miris.

Većina kratkotalasnog dela ultraljubičastog zračenja (180-200 nm) zadržava se u stratosferi i energija kratkih talasa se transformiše. Pod uticajem ovih zraka menjaju se magnetna polja, razbijaju se molekuli, dolazi do jonizacije, stvaranja novih gasova i drugih hemijskih jedinjenja. Ovi procesi se mogu posmatrati u obliku sjevernog svjetla, munja i drugih sjaja. U stratosferi gotovo da nema vodene pare.

mezosfera počinje na nadmorskoj visini od 50 km i proteže se do 80-90 km. do visine od 75-85 km pada na -88 °S. Gornja granica mezosfere je mezopauza.

Termosfera(drugo ime je jonosfera) - sloj atmosfere koji prati mezosferu - počinje na visini od 80-90 km i proteže se do 800 km. Temperatura vazduha u termosferi brzo i postojano raste i dostiže nekoliko stotina, pa čak i hiljada stepeni.

Egzosfera- zona raspršivanja, vanjski dio termosfere, smješten iznad 800 km. Gas u egzosferi je veoma razrijeđen, pa stoga njegove čestice cure u međuplanetarni prostor (disipacija).
Do visine od 100 km atmosfera je homogena (jednofazna), dobro izmiješana mješavina plinova. U višim slojevima distribucija gasova po visini zavisi od njihove molekularne mase, koncentracija težih gasova opada brže sa udaljavanjem od Zemljine površine. Zbog smanjenja gustine gasa, temperatura pada sa 0 °C u stratosferi na -110 °C u mezosferi. Međutim, kinetička energija pojedinačnih čestica na visinama od 200-250 km odgovara temperaturi od približno 1500 °C. Iznad 200 km, uočene su značajne fluktuacije u temperaturi i gustini gasa u vremenu i prostoru.

Na visini od oko 2000-3000 km, egzosfera postupno prelazi u tzv. bliski svemirski vakuum, koji je ispunjen vrlo razrijeđenim česticama međuplanetarnog plina, uglavnom atomima vodonika. Ali ovaj plin je samo dio međuplanetarne materije. Drugi dio se sastoji od čestica poput prašine kometnog i meteorskog porijekla. Pored ovih izuzetno rijetkih čestica, u ovaj prostor prodire elektromagnetno i korpuskularno zračenje solarnog i galaktičkog porijekla.

Troposfera čini oko 80% mase atmosfere, a stratosfera oko 20%; masa mezosfere nije veća od 0,3%, termosfera je manja od 0,05% ukupne mase atmosfere. Na osnovu električnih svojstava u atmosferi razlikuju se neutrosfera i jonosfera. Trenutno se vjeruje da se atmosfera prostire na nadmorskoj visini od 2000-3000 km.

U zavisnosti od sastava gasa u atmosferi, razlikuju se homosfera i heterosfera. heterosfera- ovo je oblast u kojoj gravitacija utiče na odvajanje gasova, jer. njihovo miješanje na ovoj visini je zanemarljivo. Otuda slijedi varijabilni sastav heterosfere. Ispod njega leži dobro izmiješan, homogen dio atmosfere koji se naziva homosfera. Granica između ovih slojeva naziva se turbopauza i nalazi se na nadmorskoj visini od oko 120 km.

Atmosferski pritisak - pritisak atmosferskog vazduha na objekte u njemu i na zemljinu površinu. Normalni atmosferski pritisak je 760 mm Hg. Art. (101 325 Pa). Za svaki kilometar povećanja visine, pritisak pada za 100 mm.

Sastav atmosfere

Zračna ljuska Zemlje, koja se sastoji uglavnom od plinova i raznih nečistoća (prašina, kapi vode, kristali leda, morske soli, produkti izgaranja), čija količina nije konstantna. Glavni gasovi su azot (78%), kiseonik (21%) i argon (0,93%). Koncentracija gasova koji čine atmosferu je skoro konstantna, sa izuzetkom ugljen-dioksida CO2 (0,03%).

Atmosfera takođe sadrži SO2, CH4, NH3, CO, ugljovodonike, HC1, HF, Hg pare, I2, kao i NO i mnoge druge gasove u malim količinama. U troposferi se stalno nalazi velika količina suspendiranih čvrstih i tečnih čestica (aerosol).

Zemljina atmosfera

Atmosfera(od. drugi grčkiἀτμός - para i σφαῖρα - lopta) - gasškoljka ( geosfera) koji okružuje planetu zemlja. Njegova unutrašnja površina je prekrivena hidrosfera i djelimično kora, vanjski graniči sa prizemnim dijelom svemira.

Uobičajeno se naziva ukupnost odjeljaka fizike i hemije koji proučavaju atmosferu atmosferska fizika. Atmosfera određuje vrijeme na površini Zemlje, bavi se proučavanjem vremena meteorologija i dugoročne varijacije klima - klimatologija.

Struktura atmosfere

Struktura atmosfere

Troposfera

Njegova gornja granica je na nadmorskoj visini od 8-10 km u polarnim, 10-12 km u umjerenim i 16-18 km u tropskim geografskim širinama; niže zimi nego ljeti. Donji, glavni sloj atmosfere. Sadrži više od 80% ukupne mase atmosferskog zraka i oko 90% sve vodene pare prisutne u atmosferi. visoko razvijena u troposferi turbulencija i konvekcija, ustani oblaci, razviti cikloni i anticikloni. Temperatura opada sa povećanjem visine sa prosečnom vertikalom gradijent 0,65°/100 m

Za "normalne uslove" na površini Zemlje uzimaju se: gustina 1,2 kg/m3, barometarski pritisak 101,35 kPa, temperatura plus 20 °C i relativna vlažnost 50%. Ovi uslovni indikatori imaju čisto inženjersku vrijednost.

Stratosfera

Sloj atmosfere nalazi se na nadmorskoj visini od 11 do 50 km. Karakterizira ga blaga promjena temperature u sloju od 11-25 km (donji sloj stratosfere) i njeno povećanje u sloju od 25-40 km sa -56,5 na 0,8 ° OD(gornja stratosfera ili region inverzije). Postigavši vrijednost od oko 273 K (skoro 0 °C) na nadmorskoj visini od oko 40 km, temperatura ostaje konstantna do visine od oko 55 km. Ovo područje konstantne temperature naziva se stratopauza i granica je između stratosfere i mezosfera.

Stratopauza

Granični sloj atmosfere između stratosfere i mezosfere. Postoji maksimum u vertikalnoj distribuciji temperature (oko 0 °C).

mezosfera

Zemljina atmosfera

mezosfera počinje na nadmorskoj visini od 50 km i proteže se do 80-90 km. Temperatura opada sa visinom sa prosječnim vertikalnim gradijentom od (0,25-0,3)°/100 m. Glavni energetski proces je prijenos topline zračenja. Složeni fotohemijski procesi koji uključuju slobodni radikali, vibracijski pobuđeni molekuli, itd., određuju sjaj atmosfere.

mezopauza

Prijelazni sloj između mezosfere i termosfere. Postoji minimum u vertikalnoj distribuciji temperature (oko -90 °C).

Karmanova linija

Nadmorska visina, koja je konvencionalno prihvaćena kao granica između Zemljine atmosfere i svemira.

Termosfera

Glavni članak: Termosfera

Gornja granica je oko 800 km. Temperatura se penje na nadmorske visine od 200-300 km, gdje dostiže vrijednosti od reda od 1500 K, nakon čega ostaje gotovo konstantna do velikih visina. Pod uticajem ultraljubičastog i rendgenskog sunčevog zračenja i kosmičkog zračenja dolazi do jonizacije vazduha (" auroras”) - glavna područja jonosfera leže unutar termosfere. Na visinama iznad 300 km prevladava atomski kiseonik.

Atmosferski slojevi do visine od 120 km

Egzosfera (sfera disperzije)

Egzosfera- zona raspršivanja, vanjski dio termosfere, smješten iznad 700 km. Gas u egzosferi je vrlo razrijeđen, pa stoga njegove čestice propuštaju u međuplanetarni prostor ( rasipanje).

Do visine od 100 km atmosfera je homogena, dobro izmiješana mješavina plinova. U višim slojevima distribucija gasova po visini zavisi od njihove molekularne mase, koncentracija težih gasova opada brže sa udaljavanjem od Zemljine površine. Zbog smanjenja gustine gasa, temperatura pada sa 0 °C u stratosferi na -110 °C u mezosferi. Međutim, kinetička energija pojedinačnih čestica na visinama od 200-250 km odgovara temperaturi od ~1500 °C. Iznad 200 km, uočene su značajne fluktuacije u temperaturi i gustini gasa u vremenu i prostoru.

Na visini od oko 2000-3000 km egzosfera postepeno prelazi u tzv. blizu svemirskog vakuuma, koji je ispunjen vrlo razrijeđenim česticama međuplanetarnog plina, uglavnom atomima vodonika. Ali ovaj plin je samo dio međuplanetarne materije. Drugi dio se sastoji od čestica poput prašine kometnog i meteorskog porijekla. Pored izuzetno razrijeđenih čestica poput prašine, u ovaj prostor prodire elektromagnetno i korpuskularno zračenje solarnog i galaktičkog porijekla.

U zavisnosti od sastava gasa u atmosferi, oni emituju homosfera i heterosfera. heterosfera - ovo je oblast u kojoj gravitacija utiče na odvajanje gasova, jer je njihovo mešanje na takvoj visini zanemarljivo. Otuda slijedi varijabilni sastav heterosfere. Ispod njega leži dobro izmiješan, homogen dio atmosfere, tzv homosfera. Granica između ovih slojeva se naziva turbopauza, leži na nadmorskoj visini od oko 120 km.

Fizička svojstva

Debljina atmosfere je otprilike 2000 - 3000 km od površine Zemlje. Ukupna tezina zrak- (5.1-5.3) × 10 18 kg. Molarna masačisti suhi vazduh je 28.966. Pritisak na 0 °C na nivou mora 101.325 kPa; kritična temperatura-140,7 °C; kritični pritisak 3,7 MPa; C str 1,0048×10 3 J/(kg K) (na 0°C), C v 0,7159×10 3 J/(kg K) (na 0 °C). Rastvorljivost vazduha u vodi na 0 °C - 0,036%, na 25 °C - 0,22%.

Fiziološka i druga svojstva atmosfere

Već na nadmorskoj visini od 5 km razvija se neobučena osoba gladovanje kiseonikom a bez prilagođavanja, ljudski učinak je značajno smanjen. Tu se završava fiziološka zona atmosfere. Ljudsko disanje postaje nemoguće na visini od 15 km, iako do oko 115 km atmosfera sadrži kiseonik.

Ljudska pluća stalno sadrže oko 3 litre alveolarnog zraka. Parcijalni pritisak kiseonik u alveolarnom vazduhu pri normalnom atmosferskom pritisku je 110 mm Hg. Art., pritisak ugljičnog dioksida - 40 mm Hg. art., i vodena para - 47 mm Hg. Art. Sa povećanjem nadmorske visine, pritisak kiseonika opada, a ukupni pritisak vodene pare i ugljen-dioksida u plućima ostaje gotovo konstantan - oko 87 mm Hg. Art. Protok kiseonika u pluća će potpuno prestati kada pritisak okolnog vazduha postane jednak ovoj vrednosti.

Na visini od oko 19-20 km, atmosferski pritisak pada na 47 mm Hg. Art. Stoga, na ovoj visini, voda i intersticijska tekućina počinju da ključaju u ljudskom tijelu. Izvan kabine pod pritiskom na ovim visinama, smrt se događa gotovo trenutno. Dakle, sa stanovišta ljudske fiziologije, "svemir" počinje već na visini od 15-19 km.

Gusti slojevi zraka - troposfera i stratosfera - štite nas od štetnog djelovanja radijacije. Uz dovoljno razrjeđivanje zraka, na visinama većim od 36 km, intenzivan učinak na organizam vrši se jonizacijom. radijacije- primarni kosmički zraci; na visinama većim od 40 km djeluje ultraljubičasti dio sunčevog spektra, koji je opasan za ljude.

Kako se dižemo na sve veću visinu iznad Zemljine površine, postepeno slabimo, a zatim potpuno nestajemo, takve nama poznate pojave uočene su u nižim slojevima atmosfere, kao što je širenje zvuka, pojava aerodinamičkih sila dizanja i otpor, prenos toplote konvekcija i sl.

U razrijeđenim slojevima zraka, širenje zvuk ispostavilo se da je nemoguće. Do visina od 60-90 km još uvijek je moguće koristiti otpor zraka i podizanje za kontrolirani aerodinamički let. Ali počevši od visina od 100-130 km, koncepti poznati svakom pilotu brojevi M i zvučna barijera gube smisao, prolazi kondicional Karmanova linija iza koje počinje sfera čisto balističkog leta, koja se može kontrolisati samo upotrebom reaktivnih sila.

Na visinama iznad 100 km atmosfera je također lišena još jednog izuzetnog svojstva - sposobnosti da apsorbira, provodi i prenosi toplotnu energiju konvekcijom (tj. miješanjem zraka). To znači da različiti elementi opreme, opreme orbitalne svemirske stanice neće moći da se hlade spolja na način na koji se to inače radi u avionu - uz pomoć vazdušnih mlaznica i vazdušnih radijatora. Na takvoj visini, kao u svemiru općenito, jedini način za prijenos topline je toplotno zračenje.

Sastav atmosfere

Sastav suvog vazduha

Zemljina atmosfera se sastoji uglavnom od plinova i raznih nečistoća (prašina, kapi vode, kristali leda, morske soli, produkti sagorijevanja).

Koncentracija plinova koji čine atmosferu gotovo je konstantna, s izuzetkom vode (H 2 O) i ugljičnog dioksida (CO 2).

Sastav suvog vazduha

Nitrogen
Kiseonik
Argon
Voda
Ugljen-dioksid
Neon
Helijum
Metan
Krypton
Vodonik
Xenon
Dušikov oksid

Pored gasova navedenih u tabeli, atmosfera sadrži SO 2, NH 3, CO, ozona, ugljovodonici, HCl, HF, parovi hg, I 2 , i NO i mnogi drugi gasovi u manjim količinama. Troposfera stalno sadrži veliki broj suspendovanih čvrstih i tečnih čestica ( sprej).

Istorija formiranja atmosfere

Prema najčešćoj teoriji, Zemljina atmosfera je tokom vremena bila u četiri različita sastava. U početku se sastojao od lakih gasova ( vodonik i helijum) snimljen iz međuplanetarnog prostora. Ova tzv primarna atmosfera(prije oko četiri milijarde godina). U sljedećoj fazi, aktivna vulkanska aktivnost dovela je do zasićenja atmosfere drugim plinovima osim vodonika (ugljični dioksid, amonijak, pare). Ovako sekundarna atmosfera(oko tri milijarde godina prije naših dana). Ova atmosfera je bila obnavljajuća. Nadalje, proces formiranja atmosfere određen je sljedećim faktorima:

curenje lakih gasova (vodonik i helijum) u međuplanetarnog prostora;

hemijske reakcije koje se dešavaju u atmosferi pod uticajem ultraljubičastog zračenja, pražnjenja groma i nekih drugih faktora.

Nitrogen

Formiranje velike količine N 2 nastaje zbog oksidacije atmosfere amonijak-vodik molekularnim O 2, koji je počeo dolaziti s površine planete kao rezultat fotosinteze, počevši od prije 3 milijarde godina. N 2 se također oslobađa u atmosferu kao rezultat denitrifikacije nitrata i drugih spojeva koji sadrže dušik. Dušik se oksidira ozonom u NO u gornjoj atmosferi.

Azot N 2 ulazi u reakcije samo pod određenim uslovima (na primjer, tokom pražnjenja groma). Oksidacija molekularnog azota ozonom tokom električnih pražnjenja koristi se u industrijskoj proizvodnji azotnih đubriva. Može se oksidirati uz malu potrošnju energije i pretvoriti u biološki aktivan oblik cijanobakterije (plavo-zelene alge) i kvržice koje formiraju rizobial simbioza With mahunarke biljke, tzv. zeleno đubrivo.

Kiseonik

Sastav atmosfere počeo se radikalno mijenjati pojavom živi organizmi, kao rezultat fotosinteza praćeno oslobađanjem kisika i apsorpcijom ugljičnog dioksida. U početku se kiseonik trošio na oksidaciju redukovanih jedinjenja - amonijaka, ugljovodonika, oksidnog oblika žlezda sadržane u okeanima, itd. Na kraju ove faze, sadržaj kiseonika u atmosferi počeo je da raste. Postepeno se formirala moderna atmosfera sa oksidativnim svojstvima. Budući da je to izazvalo ozbiljne i nagle promjene u mnogim procesima koji se dešavaju u atmosfera, litosfera i biosfera, ovaj događaj se zove Kiseonička katastrofa.

Tokom Fanerozoik sastav atmosfere i sadržaj kiseonika su pretrpeli promene. One su prvenstveno povezane sa brzinom taloženja organskih sedimentnih stijena. Dakle, tokom perioda akumulacije uglja, sadržaj kiseonika u atmosferi, očigledno, primetno je premašio savremeni nivo.

Ugljen-dioksid

Sadržaj CO 2 u atmosferi zavisi od vulkanske aktivnosti i hemijskih procesa u zemljinim školjkama, ali najviše od intenziteta biosinteze i razgradnje organske materije u biosfera zemlja. Gotovo cjelokupna trenutna biomasa planete (oko 2,4 × 10 12 tona ) nastaje zbog ugljičnog dioksida, dušika i vodene pare sadržane u atmosferskom zraku. Zakopan ocean, in močvare i u šume organska materija postaje ugalj, ulje i prirodni gas. (cm. Geohemijski ciklus ugljenika)

plemenitih gasova

Izvor inertnih gasova - argon, helijum i kripton- vulkanske erupcije i raspad radioaktivnih elemenata. Zemlja u cjelini i atmosfera posebno su osiromašeni inertnim plinovima u odnosu na svemir. Vjeruje se da razlog tome leži u kontinuiranom curenju plinova u međuplanetarni prostor.

Zagađenje zraka

Nedavno su na evoluciju atmosfere počeli da utiču čovjek. Rezultat njegovih aktivnosti bio je konstantno značajno povećanje sadržaja ugljičnog dioksida u atmosferi zbog sagorijevanja ugljikovodičnih goriva akumuliranih u prethodnim geološkim epohama. Ogromne količine CO 2 troše se tokom fotosinteze i apsorbuju ga svjetski okeani. Ovaj plin ulazi u atmosferu zbog raspadanja karbonatnih stijena i organskih tvari biljnog i životinjskog porijekla, kao i zbog vulkanizma i ljudskih proizvodnih aktivnosti. U proteklih 100 godina, sadržaj CO 2 u atmosferi se povećao za 10%, pri čemu glavni dio (360 milijardi tona) dolazi od sagorijevanja goriva. Ako se stopa rasta sagorijevanja goriva nastavi, tada će se u sljedećih 50 - 60 godina količina CO 2 u atmosferi udvostručiti i može dovesti do globalne klimatske promjene.

Sagorijevanje goriva je glavni izvor oba zagađujuća plina ( SO, NO, SO 2 ). Sumpor dioksid se oksidira kisikom iz atmosfere u SO 3 u gornjoj atmosferi, koja zauzvrat stupa u interakciju s vodenom parom i amonijakom, i rezultirajućim sumporna kiselina (H 2 SO 4 ) i amonijum sulfat ((NH 4 ) 2 SO 4 ) povratak na površinu Zemlje u obliku tzv. kisela kiša. Upotreba motori sa unutrašnjim sagorevanjem dovodi do značajnog zagađenja vazduha azotnim oksidima, ugljovodonicima i jedinjenjima olova ( tetraetil olovo Pb(CH 3 CH 2 ) 4 ) ).

Atmosfera je plinovita ljuska naše planete koja rotira sa Zemljom. Gas u atmosferi naziva se vazduh. Atmosfera je u kontaktu sa hidrosferom i delimično prekriva litosferu. Ali teško je odrediti gornje granice. Uobičajeno se pretpostavlja da se atmosfera prostire naviše za oko tri hiljade kilometara. Tamo glatko teče u bezvazdušni prostor.

Hemijski sastav Zemljine atmosfere

Formiranje hemijskog sastava atmosfere počelo je prije oko četiri milijarde godina. U početku se atmosfera sastojala samo od lakih gasova - helijuma i vodonika. Prema naučnicima, početni preduslovi za stvaranje gasne ljuske oko Zemlje bile su vulkanske erupcije, koje su, zajedno sa lavom, ispuštale ogromnu količinu gasova. Nakon toga je počela izmjena plinova s vodenim prostorima, sa živim organizmima, s proizvodima njihove aktivnosti. Sastav vazduha se postepeno menjao i u svom današnjem obliku fiksiran je pre nekoliko miliona godina.

Glavne komponente atmosfere su azot (oko 79%) i kiseonik (20%). Preostali postotak (1%) čine sljedeći plinovi: argon, neon, helij, metan, ugljični dioksid, vodonik, kripton, ksenon, ozon, amonijak, sumpor-dioksid i dušik, dušikov oksid i ugljični monoksid koji su uključeni u ovaj plin. posto.

Osim toga, zrak sadrži vodenu paru i čestice (pelud biljaka, prašinu, kristale soli, aerosolne nečistoće).

Nedavno su naučnici primijetili ne kvalitativnu, već kvantitativnu promjenu nekih sastojaka zraka. A razlog tome je osoba i njena aktivnost. Samo u posljednjih 100 godina sadržaj ugljičnog dioksida se značajno povećao! Ovo je ispunjeno mnogim problemima, od kojih su najglobalniji klimatske promjene.

Formiranje vremena i klime

Atmosfera igra vitalnu ulogu u oblikovanju klime i vremena na Zemlji. Mnogo toga zavisi od količine sunčeve svetlosti, od prirode donje površine i atmosferske cirkulacije.

Pogledajmo faktore redom.

1. Atmosfera prenosi toplotu sunčevih zraka i upija štetno zračenje. Stari Grci su znali da sunčevi zraci padaju na različite dijelove Zemlje pod različitim uglovima. Sama riječ "klima" u prijevodu sa starogrčkog znači "kosina". Dakle, na ekvatoru, sunčevi zraci padaju gotovo okomito, jer je ovdje jako vruće. Što je bliže polovima, veći je ugao nagiba. I temperatura pada.

2. Zbog neravnomjernog zagrijavanja Zemlje u atmosferi nastaju vazdušne struje. Klasificiraju se prema veličini. Najmanji (desetine i stotine metara) su lokalni vjetrovi. Zatim slijede monsuni i pasati, cikloni i anticikloni, planetarne frontalne zone.

Sve ove vazdušne mase se neprestano kreću. Neki od njih su prilično statični. Na primjer, pasati koji duvaju iz subtropskih područja prema ekvatoru. Kretanje drugih uvelike zavisi od atmosferskog pritiska.

3. Atmosferski pritisak je još jedan faktor koji utiče na formiranje klime. Ovo je pritisak vazduha na površini zemlje. Kao što znate, vazdušne mase se kreću iz oblasti sa visokim atmosferskim pritiskom ka oblasti gde je taj pritisak niži.

Ukupno ima 7 zona. Ekvator je zona niskog pritiska. Nadalje, s obje strane ekvatora do tridesetih geografskih širina - područje visokog pritiska. Od 30° do 60° - opet nizak pritisak. A od 60° do polova - zona visokog pritiska. Vazdušne mase kruže između ovih zona. Oni koji idu s mora na kopno donose kišu i loše vrijeme, a oni koji pušu s kontinenata donose vedro i suho vrijeme. Na mjestima gdje se zračne struje sudaraju formiraju se atmosferske frontalne zone koje karakteriziraju padavine i nepogodno, vjetrovito vrijeme.

Naučnici su dokazali da čak i dobrobit osobe zavisi od atmosferskog pritiska. Prema međunarodnim standardima, normalni atmosferski pritisak je 760 mm Hg. kolona na 0°C. Ova brojka je izračunata za one površine kopna koje su skoro u ravni sa nivoom mora. Pritisak opada sa visinom. Stoga, na primjer, za Sankt Peterburg 760 mm Hg. - je norma. Ali za Moskvu, koja se nalazi više, normalan pritisak je 748 mm Hg.

Pritisak se mijenja ne samo okomito, već i horizontalno. To se posebno osjeća prilikom prolaska ciklona.

Struktura atmosfere

Atmosfera je poput kolača. I svaki sloj ima svoje karakteristike.

. Troposfera je sloj najbliži Zemlji. "Debljina" ovog sloja se mijenja kako se udaljavate od ekvatora. Iznad ekvatora sloj se proteže prema gore za 16-18 km, u umjerenim zonama - za 10-12 km, na polovima - za 8-10 km.

Ovdje se nalazi 80% ukupne mase zraka i 90% vodene pare. Ovdje nastaju oblaci, nastaju cikloni i anticikloni. Temperatura zraka ovisi o nadmorskoj visini područja. U prosjeku, padne za 0,65°C na svakih 100 metara.

. tropopauza- prelazni sloj atmosfere. Njegova visina je od nekoliko stotina metara do 1-2 km. Temperatura zraka ljeti je viša nego zimi. Tako, na primjer, preko polova zimi -65 °C. A iznad ekvatora u bilo koje doba godine je -70 °C.

. Stratosfera- ovo je sloj čija gornja granica ide na nadmorskoj visini od 50-55 kilometara. Turbulencija je ovdje niska, sadržaj vodene pare u zraku je zanemarljiv. Ali puno ozona. Maksimalna koncentracija mu je na nadmorskoj visini od 20-25 km. U stratosferi temperatura zraka počinje rasti i dostiže +0,8 ° C. To je zbog činjenice da ozonski omotač stupa u interakciju s ultraljubičastim zračenjem.

. Stratopauza- niski međusloj između stratosfere i mezosfere koja ga prati.

. mezosfera- gornja granica ovog sloja je 80-85 kilometara. Ovdje se odvijaju složeni fotohemijski procesi koji uključuju slobodne radikale. Upravo oni daju onaj nježni plavi sjaj naše planete, koji se vidi iz svemira.

Većina kometa i meteorita sagorijeva u mezosferi.

. mezopauza- sljedeći srednji sloj, temperatura zraka u kojem je najmanje -90 °.

. Termosfera- donja granica počinje na nadmorskoj visini od 80 - 90 km, a gornja granica sloja prolazi otprilike na oznaci od 800 km. Temperatura vazduha raste. Može da varira od +500° C do +1000° C. Tokom dana temperaturne fluktuacije iznose stotine stepeni! Ali zrak je ovdje toliko razrijeđen da razumijevanje pojma "temperatura" kako ga zamišljamo nije prikladno ovdje.

. Ionosfera- objedinjuje mezosferu, mezopauzu i termosferu. Vazduh se ovde sastoji uglavnom od molekula kiseonika i azota, kao i od kvazi-neutralne plazme. Sunčeve zrake, padajući u jonosferu, snažno joniziraju molekule zraka. U donjem sloju (do 90 km) stepen jonizacije je nizak. Što je veća, to je veća jonizacija. Dakle, na visini od 100-110 km, elektroni su koncentrisani. Ovo doprinosi refleksiji kratkih i srednjih radio talasa.

Najvažniji sloj jonosfere je gornji, koji se nalazi na nadmorskoj visini od 150-400 km. Njegova posebnost je da reflektuje radio talase, a to doprinosi prenosu radio signala na velike udaljenosti.

U jonosferi se javlja takav fenomen kao što je aurora.

. Egzosfera- sastoji se od atoma kiseonika, helijuma i vodonika. Gas u ovom sloju je vrlo razrijeđen i često atomi vodonika izlaze u svemir. Stoga se ovaj sloj naziva "zonom raspršivanja".

Prvi naučnik koji je sugerisao da naša atmosfera ima težinu bio je Italijan E. Torricelli. Ostap Bender je, na primjer, u romanu "Zlatno tele" žalio da je svaku osobu pritisnuo vazdušni stub težak 14 kg! Ali veliki strateg se malo prevario. Odrasla osoba doživljava pritisak od 13-15 tona! Ali mi ne osjećamo tu težinu, jer je atmosferski pritisak uravnotežen unutrašnjim pritiskom osobe. Težina naše atmosfere je 5.300.000.000.000.000.000 tona. Brojka je kolosalna, iako je samo milioniti dio težine naše planete.

Atmosfera je mješavina raznih plinova. Proteže se od površine Zemlje do visine do 900 km, štiteći planetu od štetnog spektra sunčevog zračenja, a sadrži plinove neophodne za sav život na planeti. Atmosfera zadržava toplinu sunca, zagrijavajući se blizu površine zemlje i stvarajući povoljnu klimu.

Sastav atmosfere

Zemljina atmosfera se sastoji uglavnom od dva gasa - azota (78%) i kiseonika (21%). Osim toga, sadrži nečistoće ugljičnog dioksida i drugih plinova. u atmosferi postoji u obliku pare, kapi vlage u oblacima i kristala leda.

Slojevi atmosfere

Atmosfera se sastoji od mnogo slojeva, između kojih nema jasnih granica. Temperature različitih slojeva značajno se razlikuju jedna od druge.

bezzračna magnetosfera. Većina Zemljinih satelita leti ovdje izvan Zemljine atmosfere. Egzosfera (450-500 km od površine). Gotovo ne sadrži plinove. Neki vremenski sateliti lete u egzosferi. Termosferu (80-450 km) karakterišu visoke temperature koje dostižu 1700°C u gornjem sloju. Mezosfera (50-80 km). U ovoj sferi temperatura opada kako se visina povećava. Ovdje izgara većina meteorita (fragmenata svemirskih stijena) koji uđu u atmosferu. Stratosfera (15-50 km). Sadrži ozonski omotač, odnosno sloj ozona koji upija ultraljubičasto zračenje sunca. To dovodi do povećanja temperature blizu površine Zemlje. Ovde obično lete mlazni avioni vidljivost u ovom sloju je vrlo dobra i gotovo da nema smetnji uzrokovanih vremenskim uslovima. Troposfera. Visina varira od 8 do 15 km od površine zemlje. Ovdje se formira vrijeme planete, od god ovaj sloj sadrži najviše vodene pare, prašine i vjetrova. Temperatura opada sa udaljenosti od površine zemlje.

Atmosferski pritisak

Iako to ne osjećamo, slojevi atmosfere vrše pritisak na površinu Zemlje. Najviša je blizu površine, a kako se udaljavate od nje, postepeno se smanjuje. Zavisi od temperaturne razlike između kopna i okeana, pa stoga u područjima koja se nalaze na istoj visini iznad nivoa mora često postoji različit pritisak. Nizak pritisak donosi vlažno vreme, dok visok pritisak obično postavlja vedro vreme.

Kretanje vazdušnih masa u atmosferi

A pritisci uzrokuju miješanje niže atmosfere. Ovo stvara vjetrove koji duvaju iz područja visokog tlaka u područja niskog tlaka. U mnogim regijama javljaju se i lokalni vjetrovi, uzrokovani razlikama u temperaturama kopna i mora. Planine takođe imaju značajan uticaj na smer vetrova.

Efekat staklenika

Ugljični dioksid i drugi plinovi u zemljinoj atmosferi zadržavaju sunčevu toplinu. Ovaj proces se obično naziva efektom staklenika, jer je na mnogo načina sličan cirkulaciji topline u staklenicima. Efekat staklene bašte uzrokuje globalno zagrijavanje na planeti. U područjima visokog pritiska - anticikloni - uspostavlja se čist solarni. U područjima niskog pritiska - cikloni - vrijeme je obično nestabilno. Toplota i svjetlost ulaze u atmosferu. Gasovi zadržavaju toplotu reflektovanu od zemljine površine, uzrokujući tako porast temperature na zemlji.

U stratosferi postoji poseban ozonski omotač. Ozon blokira većinu ultraljubičastog zračenja Sunca, štiteći Zemlju i sav život na njoj od nje. Naučnici su otkrili da su uzrok uništenja ozonskog omotača posebni plinovi hlorofluorougljični dioksid koji se nalaze u nekim aerosolima i rashladnoj opremi. Iznad Arktika i Antarktika pronađene su ogromne rupe u ozonskom omotaču, koje doprinose povećanju količine ultraljubičastog zračenja koje utiče na površinu Zemlje.

Ozon nastaje u nižim slojevima atmosfere kao rezultat između sunčevog zračenja i raznih izduvnih gasova i gasova. Obično se raspršuje kroz atmosferu, ali ako se ispod sloja toplog zraka formira zatvoreni sloj hladnog zraka, ozon se koncentrira i nastaje smog. Nažalost, to ne može nadoknaditi gubitak ozona u ozonskim rupama.

Satelitska slika jasno pokazuje rupu u ozonskom omotaču iznad Antarktika. Veličina rupe varira, ali naučnici vjeruju da se ona stalno povećava. Pokušava se smanjiti nivo izduvnih gasova u atmosferi. Smanjite zagađenje zraka i koristite bezdimna goriva u gradovima. Smog kod mnogih ljudi izaziva iritaciju očiju i gušenje.

Nastanak i evolucija Zemljine atmosfere

Moderna atmosfera Zemlje rezultat je dugog evolucijskog razvoja. Nastala je kao rezultat zajedničkog djelovanja geoloških faktora i vitalne aktivnosti organizama. Tokom geološke istorije, Zemljina atmosfera je prošla kroz nekoliko dubokih preuređivanja. Na osnovu geoloških podataka i teorijskih (preduvjeta), primordijalna atmosfera mlade Zemlje, koja je postojala prije oko 4 milijarde godina, mogla bi se sastojati od mješavine inertnih i plemenitih plinova s malim dodatkom pasivnog dušika (N. A. Yasamanov, 1985. ; A. S. Monin, 1987; O. G. Sorokhtin, S. A. Ushakov, 1991, 1993. Trenutno se pogled na sastav i strukturu rane atmosfere donekle promijenio. Primarna atmosfera (protoatmosfera) je u najranijoj protoplanetarnoj fazi. 4,2 milijarde godina , mogao bi se sastojati od mješavine metana, amonijaka i ugljičnog dioksida. Kao rezultat otplinjavanja plašta i aktivnih procesa trošenja koji se odvijaju na površini zemlje, vodena para, ugljikova jedinjenja u obliku CO 2 i CO, sumpor i njegovi jedinjenja su počela da ulaze u atmosferu, kao i jake halogene kiseline - HCI, HF, HI i borna kiselina, koje su dopunjene metanom, amonijakom, vodonikom, argonom i nekim drugim plemenitim gasovima u atmosferi. Ova primarna atmosfera je kroz izuzetno tanak. Stoga je temperatura u blizini zemljine površine bila bliska temperaturi radijacijske ravnoteže (AS Monin, 1977).

S vremenom se plinoviti sastav primarne atmosfere počeo mijenjati pod utjecajem trošenja stijena koje su virile na površini zemlje, vitalne aktivnosti cijanobakterija i modrozelenih algi, vulkanskih procesa i djelovanja sunčeve svjetlosti. To je dovelo do razgradnje metana na i ugljični dioksid, amonijaka - na dušik i vodik; u sekundarnoj atmosferi počeo se akumulirati ugljični dioksid, koji se polako spuštao na površinu zemlje, i dušik. Zahvaljujući vitalnoj aktivnosti plavo-zelenih algi, kisik se počeo proizvoditi u procesu fotosinteze, koji se, međutim, u početku uglavnom trošio na „oksidaciju atmosferskih plinova, a potom i stijena. Istovremeno, amonijak, oksidiran u molekularni dušik, počeo se intenzivno akumulirati u atmosferi. Pretpostavlja se da je značajan dio dušika u modernoj atmosferi reliktan. Metan i ugljični monoksid su oksidirani u ugljični dioksid. Sumpor i vodonik sulfid su oksidirani u SO 2 i SO 3, koji su zbog svoje velike pokretljivosti i lakoće brzo uklonjeni iz atmosfere. Tako se atmosfera iz redukcijske, kakva je bila u arheju i ranom proterozoiku, postepeno pretvarala u oksidirajuću.

Ugljični dioksid je ušao u atmosferu i kao rezultat oksidacije metana i kao rezultat otplinjavanja plašta i trošenja stijena. U slučaju da sav ugljični dioksid koji se oslobađa tokom cijele povijesti Zemlje ostane u atmosferi, njegov parcijalni tlak bi sada mogao postati isti kao na Veneri (O. Sorokhtin, S. A. Ushakov, 1991). Ali na Zemlji je proces bio obrnut. Značajan dio ugljičnog dioksida iz atmosfere otopljen je u hidrosferi, u kojoj su ga vodeni organizmi koristili za izgradnju svojih ljuštura i biogeni pretvoren u karbonate. Nakon toga su od njih nastali najmoćniji slojevi kemogenih i organogenih karbonata.

Kiseonik se u atmosferu dovodio iz tri izvora. Dugo vremena, počevši od trenutka nastanka Zemlje, oslobađao se tokom otplinjavanja omotača i uglavnom se trošio na oksidativne procese.Drugi izvor kiseonika bila je fotodisocijacija vodene pare jakim ultraljubičastim sunčevim zračenjem. izgledi; slobodni kiseonik u atmosferi doveo je do smrti većine prokariota koji su živeli u redukcionim uslovima. Prokariotski organizmi su promijenili svoja staništa. Prepustili su površinu Zemlje njenim dubinama i regionima u kojima su još uvek bili očuvani redukcioni uslovi. Zamijenili su ih eukarioti, koji su počeli energično prerađivati ugljični dioksid u kisik.

Tokom arheja i značajan dio proterozoika, gotovo sav kisik, koji je nastao i abiogeno i biogeno, uglavnom se trošio na oksidaciju željeza i sumpora. Do kraja proterozoika, svo metalno dvovalentno željezo koje se nalazilo na zemljinoj površini ili je oksidiralo ili se preselilo u Zemljino jezgro. To je dovelo do činjenice da se parcijalni tlak kisika u ranoj proterozojskoj atmosferi promijenio.

Sredinom proterozoika koncentracija kiseonika u atmosferi dostigla je Urejevu tačku i iznosila je 0,01% sadašnjeg nivoa. Počevši od tog vremena, kiseonik je počeo da se akumulira u atmosferi i, verovatno, već na kraju rifeja, njegov sadržaj je dostigao Pasteurovu tačku (0,1% sadašnjeg nivoa). Moguće je da je ozonski omotač nastao u vendskom periodu i da tada nikada nije nestao.

Pojava slobodnog kiseonika u zemljinoj atmosferi potaknula je evoluciju života i dovela do pojave novih oblika sa savršenijim metabolizmom. Ako su ranije eukariotske jednoćelijske alge i cijanidi, koji su se pojavili početkom proterozoika, zahtijevali sadržaj kisika u vodi od samo 10 -3 od današnje koncentracije, onda s pojavom neskeletnih Metazoa na kraju ranog venda, prije oko 650 miliona godina, koncentracija kisika u atmosferi trebala je biti mnogo veća. Na kraju krajeva, Metazoa je koristila disanje kiseonika i to je zahtevalo da parcijalni pritisak kiseonika dostigne kritični nivo - Pasteurovu tačku. U ovom slučaju, proces anaerobne fermentacije zamijenjen je energetski perspektivnijim i progresivnijim metabolizmom kisika.

Nakon toga, daljnja akumulacija kisika u zemljinoj atmosferi odvijala se prilično brzo. Progresivno povećanje količine plavo-zelenih algi doprinijelo je postizanju u atmosferi nivoa kiseonika neophodnog za održavanje života životinjskog svijeta. Od trenutka kada su biljke sletjele - prije oko 450 miliona godina, došlo je do određene stabilizacije sadržaja kisika u atmosferi. Pojava biljaka na kopnu, koja se dogodila u siluru, dovela je do konačne stabilizacije nivoa kiseonika u atmosferi. Od tog vremena, njegova koncentracija je počela da varira u prilično uskim granicama, nikada ne prelazeći dalje od postojanja života. Koncentracija kisika u atmosferi se potpuno stabilizirala od pojave cvjetnica. Ovaj događaj se dogodio sredinom perioda krede, tj. prije oko 100 miliona godina.

Najveći dio dušika nastao je u ranim fazama razvoja Zemlje, uglavnom zbog razgradnje amonijaka. Pojavom organizama započeo je proces vezivanja atmosferskog dušika u organsku tvar i zakopavanja u morskim sedimentima. Nakon puštanja organizama na kopno, dušik je počeo da se zakopava u kontinentalne sedimente. Procesi prerade slobodnog dušika posebno su intenzivirani pojavom kopnenih biljaka.

Na prijelazu kriptozoika i fanerozoika, odnosno prije oko 650 miliona godina, sadržaj ugljičnog dioksida u atmosferi se smanjio na desetine procenta, a tek je nedavno dostigao sadržaj blizak sadašnjem, oko 10-20 miliona. godine.

Dakle, plinoviti sastav atmosfere ne samo da je obezbijedio životni prostor organizmima, već je odredio i karakteristike njihove vitalne aktivnosti, potaknuo naseljavanje i evoluciju. Nastali propusti u distribuciji gasnog sastava atmosfere povoljnog za organizme, kako zbog kosmičkih tako i zbog planetarnih uzroka, doveli su do masovnih izumiranja organskog svijeta, što se više puta događalo tokom kriptozoika i na određenim prekretnicama istorije fanerozoika.

Etnosferske funkcije atmosfere

Zemljina atmosfera daje potrebnu supstancu, energiju i određuje smjer i brzinu metaboličkih procesa. Gasni sastav moderne atmosfere je optimalan za postojanje i razvoj života. Kao područje formiranja vremena i klime, atmosfera mora stvarati ugodne uslove za život ljudi, životinja i vegetacije. Odstupanja u jednom ili drugom smjeru u kvaliteti atmosferskog zraka i vremenskim prilikama stvaraju ekstremne uvjete za život životinjskog i biljnog svijeta, uključujući i ljude.

Atmosfera Zemlje ne samo da obezbjeđuje uslove za postojanje čovječanstva, budući da je glavni faktor u evoluciji etnosfere. Istovremeno se ispostavlja kao energetski i sirovinski resurs za proizvodnju. Atmosfera je generalno faktor koji čuva zdravlje ljudi, a neka područja zbog fizičko-geografskih uslova i kvaliteta atmosferskog zraka služe kao rekreativna područja i područja su namijenjena za sanatorijsko liječenje i rekreaciju ljudi. Dakle, atmosfera je faktor estetskog i emocionalnog uticaja.

Etnosferske i tehnosferske funkcije atmosfere, određene sasvim nedavno (E. D. Nikitin, N. A. Yasamanov, 2001), zahtijevaju nezavisnu i dubinsku studiju. Stoga je proučavanje energetskih funkcija atmosfere vrlo relevantno kako sa stanovišta nastanka i djelovanja procesa koji oštećuju okoliš, tako i sa stanovišta utjecaja na zdravlje i dobrobit ljudi. U ovom slučaju radi se o energiji ciklona i anticiklona, atmosferskim vrtlozima, atmosferskom pritisku i drugim ekstremnim atmosferskim pojavama, čija će efektivna upotreba doprinijeti uspješnom rješavanju problema dobijanja alternativnih izvora energije koji ne zagađuju okoliš. okruženje. Uostalom, zračno okruženje, posebno onaj njegov dio koji se nalazi iznad Svjetskog okeana, je područje za oslobađanje kolosalne količine besplatne energije.

Na primjer, utvrđeno je da tropski cikloni prosječne snage oslobađaju energiju koja je ekvivalentna energiji 500.000 atomskih bombi bačenih na Hirošimu i Nagasaki u samo jednom danu. Za 10 dana postojanja takvog ciklona oslobađa se dovoljno energije da se podmire sve energetske potrebe zemlje poput Sjedinjenih Država za 600 godina.

Poslednjih godina objavljen je veliki broj radova prirodnih naučnika, donekle vezanih za različite aspekte delovanja i uticaja atmosfere na zemaljske procese, što ukazuje na intenziviranje interdisciplinarnih interakcija u savremenoj prirodnoj nauci. Istovremeno se ispoljava integrirajuća uloga pojedinih njegovih pravaca, među kojima je potrebno istaći funkcionalno-ekološki pravac u geoekologiji.

Ovaj pravac stimuliše analizu i teorijsku generalizaciju ekoloških funkcija i planetarne uloge različitih geosfera, a to je, pak, važan preduslov za razvoj metodologije i naučnih osnova za holističko proučavanje naše planete, racionalno korišćenje i zaštite svojih prirodnih resursa.

Zemljina atmosfera se sastoji od nekoliko slojeva: troposfere, stratosfere, mezosfere, termosfere, jonosfere i egzosfere. U gornjem dijelu troposfere i donjem dijelu stratosfere nalazi se sloj obogaćen ozonom, koji se naziva ozonski omotač. Utvrđene su određene (dnevne, sezonske, godišnje, itd.) pravilnosti u distribuciji ozona. Od svog nastanka, atmosfera je uticala na tok planetarnih procesa. Primarni sastav atmosfere bio je potpuno drugačiji nego sada, ali s vremenom se udio i uloga molekularnog dušika stalno povećavao, prije oko 650 miliona godina pojavio se slobodni kisik čija se količina kontinuirano povećavala, ali je koncentracija ugljičnog dioksida shodno tome opadala. . Velika pokretljivost atmosfere, njen gasni sastav i prisustvo aerosola određuju njenu izuzetnu ulogu i aktivno učešće u različitim geološkim i biosferskim procesima. Uloga atmosfere u preraspodjeli sunčeve energije i razvoju katastrofalnih prirodnih pojava i katastrofa je velika. Atmosferski vihori – tornada (tornada), uragani, tajfuni, cikloni i druge pojave negativno utiču na organski svijet i prirodne sisteme. Glavni izvori zagađenja, uz prirodne faktore, su različiti oblici ljudske ekonomske aktivnosti. Antropogeni uticaji na atmosferu izražavaju se ne samo u pojavi različitih aerosola i stakleničkih gasova, već i u povećanju količine vodene pare, a manifestuju se u vidu smoga i kiselih kiša. Gasovi staklene bašte menjaju temperaturni režim zemljine površine, emisije određenih gasova smanjuju zapreminu ozonskog ekrana i doprinose stvaranju ozonskih rupa. Etnosferska uloga Zemljine atmosfere je velika.

Uloga atmosfere u prirodnim procesima

Površinska atmosfera u svom srednjem stanju između litosfere i svemira i svojim gasovitim sastavom stvara uslove za život organizama. Istovremeno, trošenje i intenzitet razaranja stijena, prijenos i nakupljanje detritnog materijala zavise od količine, prirode i učestalosti padavina, od učestalosti i jačine vjetrova, a posebno od temperature zraka. Atmosfera je centralna komponenta klimatskog sistema. Temperatura i vlažnost zraka, oblačnost i padavine, vjetar - sve to karakterizira vrijeme, odnosno stanje atmosfere koja se stalno mijenja. Istovremeno, ove iste komponente karakterišu i klimu, odnosno prosječni dugoročni vremenski režim.

Sastav gasova, prisustvo oblaka i raznih nečistoća, koje se nazivaju čestice aerosola (pepeo, prašina, čestice vodene pare), određuju karakteristike prolaska sunčevog zračenja kroz atmosferu i sprečavaju izlazak toplotnog zračenja Zemlje. u svemir.

Zemljina atmosfera je veoma pokretna. Procesi koji nastaju u njemu i promjene u njegovom plinovitom sastavu, debljini, zamućenosti, providnosti i prisutnosti raznih čestica aerosola u njemu utiču i na vrijeme i na klimu.

Djelovanje i smjer prirodnih procesa, kao i život i aktivnost na Zemlji, određeni su sunčevim zračenjem. On daje 99,98% toplote koja dolazi na površinu zemlje. Godišnje čini 134*1019 kcal. Ova količina toplote može se dobiti sagorevanjem 200 milijardi tona uglja. Zalihe vodonika, koje stvaraju ovaj tok termonuklearne energije u masi Sunca, bit će dovoljne za još najmanje 10 milijardi godina, odnosno za period dvostruko duži od samog našeg planeta.

Oko 1/3 ukupne količine sunčeve energije koja ulazi u gornju granicu atmosfere reflektuje se nazad u svetski prostor, 13% apsorbuje ozonski omotač (uključujući skoro sve ultraljubičasto zračenje). 7% - ostatak atmosfere i samo 44% dostiže površinu zemlje. Ukupna sunčeva radijacija koja stigne do Zemlje u jednom danu jednaka je energiji koju je čovječanstvo primilo kao rezultat sagorijevanja svih vrsta goriva tokom proteklog milenijuma.

Količina i priroda distribucije sunčevog zračenja na zemljinoj površini usko zavise od oblačnosti i providnosti atmosfere. Na količinu raspršenog zračenja utiču visina Sunca iznad horizonta, prozirnost atmosfere, sadržaj vodene pare, prašine, ukupna količina ugljen-dioksida itd.

Maksimalna količina raspršenog zračenja pada u polarne oblasti. Što je Sunce niže iznad horizonta, manje toplote ulazi u dato područje.

Prozirnost atmosfere i oblačnost su od velike važnosti. Po oblačnom ljetnom danu obično je hladnije nego po vedrom, jer dnevna oblačnost sprječava zagrijavanje zemljine površine.

Sadržaj prašine u atmosferi igra važnu ulogu u distribuciji topline. Fino raspršene čvrste čestice prašine i pepela u njemu, koje utiču na njegovu prozirnost, negativno utiču na distribuciju sunčevog zračenja, od čega se većina reflektuje. Fine čestice ulaze u atmosferu na dva načina: ili su pepeo koji se emituje tokom vulkanskih erupcija, ili pustinjska prašina koju nose vjetrovi iz sušnih tropskih i suptropskih područja. Naročito mnogo takve prašine nastaje tokom suše, kada se strujama toplog zraka prenosi u gornje slojeve atmosfere i može se tamo zadržati dugo vremena. Nakon erupcije vulkana Krakatoa 1883. godine, prašina bačena na desetine kilometara u atmosferu zadržala se u stratosferi oko 3 godine. Kao rezultat erupcije vulkana El Chichon (Meksiko) 1985. godine, prašina je stigla u Evropu, pa je došlo do blagog pada površinske temperature.

Zemljina atmosfera sadrži promjenjivu količinu vodene pare. U apsolutnom iznosu, po težini ili zapremini, njegova količina se kreće od 2 do 5%.

Vodena para, poput ugljičnog dioksida, pojačava efekat staklene bašte. U oblacima i magli koji nastaju u atmosferi odvijaju se neobični fizičko-hemijski procesi.

Primarni izvor vodene pare u atmosferi je površina okeana. Iz njega godišnje ispari sloj vode debljine od 95 do 110 cm.Deo vlage se nakon kondenzacije vraća u okean, a drugi se vazdušnim strujama usmerava ka kontinentima. U regijama s promjenljivom vlažnom klimom, padavine vlaže tlo, au vlažnim područjima stvaraju rezerve podzemnih voda. Dakle, atmosfera je akumulator vlage i rezervoar padavina. a magle koje se stvaraju u atmosferi daju vlagu zemljišnom pokrivaču i time imaju odlučujuću ulogu u razvoju životinjskog i biljnog svijeta.

Atmosferska vlaga je raspoređena po površini zemlje zahvaljujući pokretljivosti atmosfere. Ima veoma složen sistem distribucije vjetrova i pritiska. Zbog činjenice da je atmosfera u neprekidnom kretanju, priroda i obim distribucije tokova vjetra i pritiska se stalno mijenjaju. Razmjere cirkulacije variraju od mikrometeoroloških, veličine svega nekoliko stotina metara, do globalnih, veličine nekoliko desetina hiljada kilometara. Ogromni atmosferski vrtlozi uključeni su u stvaranje sistema velikih vazdušnih strujanja i određuju opštu cirkulaciju atmosfere. Osim toga, oni su izvori katastrofalnih atmosferskih pojava.

Distribucija vremenskih i klimatskih uslova i funkcionisanje žive materije zavise od atmosferskog pritiska. U slučaju da atmosferski tlak varira u malim granicama, on ne igra presudnu ulogu u dobrobiti ljudi i ponašanju životinja i ne utječe na fiziološke funkcije biljaka. Po pravilu, frontalne pojave i vremenske promjene povezane su s promjenama pritiska.

Atmosferski pritisak je od fundamentalnog značaja za formiranje vetra, koji kao reljefotvorni faktor ima najjače dejstvo na floru i faunu.

Vjetar je u stanju da potisne rast biljaka i istovremeno podstiče prenos sjemena. Uloga vjetra u formiranju vremenskih i klimatskih uslova je velika. Djeluje i kao regulator morskih struja. Vjetar kao jedan od egzogenih faktora doprinosi eroziji i deflaciji istrošenog materijala na velikim udaljenostima.

Ekološka i geološka uloga atmosferskih procesa

Smanjenje prozirnosti atmosfere zbog pojave čestica aerosola i čvrste prašine u njoj utiče na distribuciju sunčevog zračenja, povećavajući albedo ili reflektivnost. Različite hemijske reakcije dovode do istog rezultata, uzrokujući razgradnju ozona i stvaranje "bisernih" oblaka, koji se sastoje od vodene pare. Globalna promjena refleksivnosti, kao i promjene u gasnom sastavu atmosfere, uglavnom stakleničkih plinova, uzrok su klimatskih promjena.

Neravnomjerno zagrijavanje, koje uzrokuje razlike u atmosferskom pritisku na različitim dijelovima zemljine površine, dovodi do atmosferske cirkulacije, što je obilježje troposfere. Kada postoji razlika u tlaku, zrak juri iz područja visokog tlaka u područja niskog tlaka. Ova kretanja vazdušnih masa, zajedno sa vlažnošću i temperaturom, određuju glavne ekološke i geološke karakteristike atmosferskih procesa.

Ovisno o brzini, vjetar stvara različite geološke radove na površini zemlje. Brzinom od 10 m/s trese debele grane drveća, podiže i nosi prašinu i sitni pijesak; lomi grane drveća brzinom od 20 m/s, nosi pijesak i šljunak; brzinom od 30 m/s (oluja) otkida krovove kuća, čupa drveće, lomi stubove, pomiče kamenčiće i nosi sitni šljunak, a uragan brzinom od 40 m/s uništava kuće, lomi i ruši stubove dalekovoda, čupa velika stabla.

Nevrijeme i tornada (tornada) imaju veliki negativan utjecaj na okoliš sa katastrofalnim posljedicama - atmosferskim vrtlozima koji se javljaju u toplom godišnjem dobu na snažnim atmosferskim frontovima brzinom do 100 m/s. Skvalovi su horizontalni vihorovi sa uraganskim brzinama vjetra (do 60-80 m/s). Često su praćeni jakim pljuskovima i grmljavinom u trajanju od nekoliko minuta do pola sata. Škrobe pokrivaju područja široka do 50 km i putuju na udaljenosti od 200-250 km. Jako nevrijeme u Moskvi i Moskovskoj oblasti 1998. godine oštetilo je krovove mnogih kuća i srušilo drveće.

Tornada, koji se u Sjevernoj Americi nazivaju tornada, moćni su atmosferski vrtlozi u obliku lijevka koji se često povezuju s grmljavinskim oblacima. To su stupovi zraka koji se sužavaju u sredini promjera od nekoliko desetina do stotina metara. Tornado ima izgled lijevka, vrlo sličan surlu slona, koji se spušta iz oblaka ili se diže sa površine zemlje. Posjedujući snažno razrjeđivanje i veliku brzinu rotacije, tornado putuje i do nekoliko stotina kilometara, uvlačeći prašinu, vodu iz rezervoara i raznih objekata. Snažna tornada praćena su grmljavinom, kišom i imaju veliku razornu moć.

Tornada se rijetko javljaju u subpolarnim ili ekvatorijalnim područjima, gdje je stalno hladno ili vruće. Nekoliko tornada na otvorenom okeanu. Tornada se javljaju u Evropi, Japanu, Australiji, SAD-u, a u Rusiji su posebno česta u regionu Centralne Crne Gore, u Moskovskoj, Jaroslavskoj, Nižnji Novgorodskoj i Ivanovskoj oblasti.

Tornada podižu i pomiču automobile, kuće, vagone, mostove. Posebno destruktivna tornada (tornada) se primjećuju u Sjedinjenim Državama. Godišnje se bilježi od 450 do 1500 tornada, sa prosječno oko 100 žrtava. Tornada su katastrofalni atmosferski procesi koji brzo djeluju. Formiraju se za samo 20-30 minuta, a vrijeme njihovog postojanja je 30 minuta. Stoga je gotovo nemoguće predvidjeti vrijeme i mjesto nastanka tornada.

Drugi destruktivni, ali dugotrajni atmosferski vrtlozi su cikloni. Nastaju usled pada pritiska, koji pod određenim uslovima doprinosi nastanku kružnog kretanja vazdušnih struja. Atmosferski vrtlozi nastaju oko moćnih uzlaznih struja vlažnog toplog zraka i rotiraju velikom brzinom u smjeru kazaljke na satu na južnoj hemisferi i suprotno od kazaljke na satu na sjevernoj hemisferi. Cikloni, za razliku od tornada, nastaju iznad okeana i proizvode svoje destruktivno djelovanje nad kontinentima. Glavni destruktivni faktori su jaki vjetrovi, intenzivne padavine u vidu snježnih padavina, pljuskova, grada i naglih poplava. Vjetrovi sa brzinama od 19 - 30 m / s formiraju oluju, 30 - 35 m / s - oluju, a više od 35 m / s - uragan.

Tropski cikloni - uragani i tajfuni - imaju prosječnu širinu od nekoliko stotina kilometara. Brzina vjetra unutar ciklona dostiže uragansku snagu. Tropski cikloni traju od nekoliko dana do nekoliko sedmica, krećući se brzinom od 50 do 200 km/h. Cikloni srednjih geografskih širina imaju veći prečnik. Njihove poprečne dimenzije kreću se od hiljadu do nekoliko hiljada kilometara, brzina vjetra je olujna. Kreću se na sjevernoj hemisferi sa zapadne strane i praćeni su gradom i snježnim padavinama, koji su katastrofalni. Cikloni i s njima povezani uragani i tajfuni najveće su prirodne katastrofe nakon poplava po broju žrtava i pričinjenoj šteti. U gusto naseljenim područjima Azije, broj žrtava tokom uragana mjeri se hiljadama. 1991. godine, u Bangladešu, tokom uragana koji je izazvao stvaranje morskih talasa visokih 6 m, umrlo je 125 hiljada ljudi. Tajfuni nanose veliku štetu Sjedinjenim Državama. Kao rezultat, desetine i stotine ljudi umiru. U zapadnoj Evropi uragani uzrokuju manje štete.

Grmljavine se smatraju katastrofalnim atmosferskim fenomenom. Javljaju se kada se topli, vlažni zrak vrlo brzo diže. Na granici tropskog i suptropskog pojasa, grmljavine se javljaju 90-100 dana u godini, u umjerenom pojasu 10-30 dana. U našoj zemlji najveći broj grmljavina javlja se na Sjevernom Kavkazu.

Oluja sa grmljavinom obično traju manje od sat vremena. Posebnu opasnost predstavljaju intenzivni pljuskovi, oluje s gradom, udari groma, udari vjetra i vertikalna strujanja zraka. Opasnost od tuče određena je veličinom tuče. Na Sjevernom Kavkazu je masa tuče nekada dostizala 0,5 kg, au Indiji su zabilježene tuče težine 7 kg. Najopasnija područja u našoj zemlji nalaze se na Sjevernom Kavkazu. U julu 1992. tuča je oštetila 18 aviona na aerodromu Mineralne Vode.

Munja je opasna vremenska pojava. Ubijaju ljude, stoku, izazivaju požare, oštećuju električnu mrežu. Svake godine oko 10.000 ljudi umre od grmljavine i njihovih posljedica širom svijeta. Štaviše, u nekim dijelovima Afrike, u Francuskoj i Sjedinjenim Državama, broj žrtava od groma je veći nego od drugih prirodnih pojava. Godišnja ekonomska šteta od nevremena u Sjedinjenim Državama iznosi najmanje 700 miliona dolara.

Suše su tipične za pustinjske, stepske i šumsko-stepske regije. Nedostatak padavina uzrokuje isušivanje tla, snižavanje nivoa podzemnih voda i u akumulacijama do potpunog sušenja. Nedostatak vlage dovodi do odumiranja vegetacije i usjeva. Suše su posebno teške u Africi, Bliskom i Srednjem Istoku, Centralnoj Aziji i južnoj Sjevernoj Americi.

Suše mijenjaju uslove života ljudi, negativno utiču na prirodnu sredinu kroz procese kao što su zaslanjivanje tla, suhi vjetrovi, prašne oluje, erozija tla i šumski požari. Požari su posebno jaki tokom suše u predjelima tajge, tropskim i suptropskim šumama i savanama.

Suše su kratkotrajni procesi koji traju jednu sezonu. Kada suše traju duže od dvije sezone, prijeti gladovanje i masovna smrtnost. Obično se efekat suše proteže na teritoriju jedne ili više zemalja. Naročito se često dugotrajne suše s tragičnim posljedicama javljaju u afričkoj regiji Sahel.

Atmosferske pojave kao što su snježne padavine, povremene obilne kiše i dugotrajne dugotrajne kiše uzrokuju velike štete. Snježne padavine uzrokuju ogromne lavine u planinama, a brzo otapanje snijega koji je pao i dugotrajne obilne kiše dovode do poplava. Ogromna masa vode koja pada na površinu zemlje, posebno u područjima bez drveća, uzrokuje jaku eroziju zemljišnog pokrivača. Postoji intenzivan rast jarugo-grednih sistema. Poplave nastaju kao posljedica velikih poplava u periodu obilnih padavina ili poplava nakon naglog zatopljenja ili proljetnog topljenja snijega i stoga su po svom nastanku atmosferske pojave (o njima se govori u poglavlju o ekološkoj ulozi hidrosfere).

Antropogene promjene u atmosferi

Trenutno postoji mnogo različitih izvora antropogene prirode koji uzrokuju zagađenje atmosfere i dovode do ozbiljnih narušavanja ekološke ravnoteže. U smislu obima, dva izvora imaju najveći uticaj na atmosferu: transport i industrija. U prosjeku, transport čini oko 60% ukupne količine zagađenja atmosfere, industrija - 15%, toplotna energija - 15%, tehnologije za uništavanje kućnog i industrijskog otpada - 10%.

Transport, ovisno o korištenom gorivu i vrsti oksidirajućih sredstava, ispušta u atmosferu dušikove okside, sumpor, okside i diokside ugljika, olova i njegovih spojeva, čađ, benzopiren (tvar iz grupe policikličkih aromatičnih ugljovodonika, koja je jak kancerogen koji uzrokuje rak kože).

Industrija u atmosferu emituje sumpordioksid, ugljične okside i diokside, ugljovodonike, amonijak, vodonik sulfid, sumpornu kiselinu, fenol, hlor, fluor i druge spojeve i hemikalije. Ali dominantnu poziciju među emisijama (do 85%) zauzima prašina.

Kao rezultat zagađenja, mijenja se prozirnost atmosfere, u njoj se pojavljuju aerosoli, smog i kisele kiše.

Aerosoli su dispergovani sistemi koji se sastoje od čvrstih čestica ili tečnih kapljica suspendovanih u gasovitom mediju. Veličina čestica dispergirane faze je obično 10 -3 -10 -7 cm U zavisnosti od sastava dispergirane faze, aerosoli se dijele u dvije grupe. Jedan uključuje aerosole koji se sastoje od čvrstih čestica raspršenih u plinovitom mediju, drugi - aerosole, koji su mješavina plinovitih i tekućih faza. Prvi se zovu dimovi, a drugi - magle. Kondenzacijski centri igraju važnu ulogu u procesu njihovog formiranja. Kao kondenzaciona jezgra djeluju vulkanski pepeo, kosmička prašina, produkti industrijskih emisija, razne bakterije itd. Broj mogućih izvora koncentriranih jezgara stalno raste. Tako, na primjer, kada se suva trava uništi vatrom na površini od 4000 m 2, formira se u prosjeku 11 * 10 22 jezgri aerosola.

Aerosoli su se počeli formirati od trenutka nastanka naše planete i uticali su na prirodne uslove. Međutim, njihov broj i djelovanje, uravnoteženo s općim kruženjem tvari u prirodi, nije izazvalo duboke ekološke promjene. Antropogeni faktori njihovog formiranja pomaknuli su ovu ravnotežu ka značajnim biosferskim preopterećenjima. Ova osobina je posebno izražena otkako je čovječanstvo počelo koristiti posebno stvorene aerosole kako u obliku toksičnih tvari tako i za zaštitu bilja.

Najopasniji za vegetacijski pokrivač su aerosoli sumpor-dioksida, fluorovodonika i dušika. U dodiru s vlažnom površinom lista stvaraju kiseline koje štetno djeluju na živa bića. Kisele magle zajedno sa udahnutim vazduhom ulaze u respiratorne organe životinja i ljudi i agresivno utiču na sluzokožu. Neki od njih razgrađuju živo tkivo, a radioaktivni aerosoli uzrokuju rak. Među radioaktivnim izotopima, SG 90 je posebno opasan ne samo zbog svoje kancerogenosti, već i kao analog kalcijuma, zamjenjujući ga u kostima organizama, uzrokujući njihovu razgradnju.

Prilikom nuklearnih eksplozija u atmosferi nastaju oblaci radioaktivnog aerosola. Male čestice polumjera od 1 - 10 mikrona padaju ne samo u gornje slojeve troposfere, već iu stratosferu, u kojoj mogu ostati dugo vremena. Oblaci aerosola nastaju i tokom rada reaktora industrijskih postrojenja koja proizvode nuklearno gorivo, kao i kao posljedica nesreća u nuklearnim elektranama.

Smog je mješavina aerosola s tekućim i čvrstim dispergiranim fazama koji formiraju maglovitu zavjesu nad industrijskim područjima i velikim gradovima.

Postoje tri vrste smoga: ledeni, mokri i suvi. Ledeni smog se zove Aljaski. Ovo je kombinacija gasovitih zagađivača sa dodatkom čestica prašine i kristala leda koji nastaju kada se kapljice magle i para iz sistema za grejanje smrznu.

Vlažni smog, ili smog londonskog tipa, ponekad se naziva zimski smog. To je mješavina plinovitih zagađivača (uglavnom sumpor-dioksida), čestica prašine i kapljica magle. Meteorološki preduslov za pojavu zimskog smoga je mirno vrijeme, u kojem se sloj toplog zraka nalazi iznad površinskog sloja hladnog zraka (ispod 700 m). Istovremeno, izostaje ne samo horizontalna, već i vertikalna razmjena. Zagađivači, koji su obično raspršeni u visokim slojevima, u ovom slučaju se akumuliraju u površinskom sloju.

Suvi smog se javlja tokom ljeta i često se naziva smog tipa LA. To je mješavina ozona, ugljičnog monoksida, dušikovih oksida i kiselih para. Takav smog nastaje kao rezultat razgradnje zagađivača sunčevim zračenjem, posebno njegovog ultraljubičastog dijela. Meteorološki preduslov je atmosferska inverzija, koja se izražava u pojavljivanju sloja hladnog vazduha iznad toplog. Gasovi i čvrste čestice koje se obično podižu toplim vazdušnim strujama raspršuju se u gornjim hladnim slojevima, ali se u ovom slučaju akumuliraju u inverzionom sloju. U procesu fotolize, dušikovi dioksidi koji nastaju tokom sagorijevanja goriva u automobilskim motorima se razlažu:

NO 2 → NO + O

Zatim dolazi do sinteze ozona:

O + O 2 + M → O 3 + M

NE + O → NE 2

Procesi fotodisocijacije su praćeni žuto-zelenim sjajem.

Osim toga, reakcije se odvijaju po tipu: SO 3 + H 2 0 -> H 2 SO 4, odnosno nastaje jaka sumporna kiselina.

Promjenom meteoroloških uslova (pojava vjetra ili promjena vlažnosti) hladan zrak se raspršuje i smog nestaje.

Prisustvo kancerogena u smogu dovodi do zatajenja disanja, iritacije sluzokože, poremećaja cirkulacije, astmatičnog gušenja, a često i smrti. Smog je posebno opasan za malu djecu.

Kisele kiše su atmosferske padavine zakiseljene industrijskim emisijama sumpornih oksida, azotnih oksida i para perhlorne kiseline i hlora otopljenog u njima. U procesu sagorijevanja uglja i plina, većina sumpora u njemu, kako u obliku oksida tako i u spojevima sa željezom, posebno u piritu, pirotinu, halkopiritu itd., prelazi u sumporov oksid, koji zajedno s ugljikom dioksida, ispušta se u atmosferu. Kada se atmosferski dušik i tehničke emisije kombiniraju s kisikom, nastaju različiti dušikovi oksidi, a volumen nastalih dušikovih oksida ovisi o temperaturi izgaranja. Najveći dio dušikovih oksida nastaje tokom rada vozila i dizel lokomotiva, a manji dio se javlja u energetskom sektoru i industrijskim preduzećima. Oksidi sumpora i dušika su glavni tvorci kiselina. Pri reakciji s atmosferskim kisikom i vodenom parom u njemu nastaju sumporna i dušična kiselina.

Poznato je da je alkalno-kiseli balans medijuma određen pH vrednošću. Neutralna sredina ima pH vrijednost 7, kisela sredina ima pH vrijednost 0, a alkalna sredina ima pH vrijednost 14. U modernom dobu pH vrijednost kišnice je 5,6, iako je u nedavnoj prošlosti bio neutralan. Smanjenje pH vrijednosti za jedan odgovara desetostrukom povećanju kiselosti i, stoga, trenutno kiše s povećanom kiselošću padaju gotovo posvuda. Maksimalna kiselost kiše zabilježena u zapadnoj Evropi bila je 4-3,5 pH. Treba uzeti u obzir da je pH vrijednost jednaka 4-4,5 fatalna za većinu riba.

Kisele kiše agresivno djeluju na vegetacijski pokrivač Zemlje, na industrijske i stambene objekte i doprinose značajnom ubrzanju trošenja izloženih stijena. Povećanje kiselosti onemogućava samoregulaciju neutralizacije tla u kojima su otopljene hranjive tvari. Zauzvrat, to dovodi do naglog smanjenja prinosa i uzrokuje degradaciju vegetacijskog pokrivača. Kiselost tla doprinosi oslobađanju teških, koje su u vezanom stanju, koje biljke postupno apsorbiraju, uzrokujući ozbiljna oštećenja tkiva u njima i prodiru u ljudski lanac ishrane.

Promjena alkalno-kiselinskog potencijala morskih voda, posebno u plitkim vodama, dovodi do prestanka razmnožavanja mnogih beskičmenjaka, uzrokuje uginuće riba i narušava ekološku ravnotežu u oceanima.

Kao rezultat kiselih kiša, šume zapadne Evrope, baltičkih država, Karelije, Urala, Sibira i Kanade su pod prijetnjom smrti.