Lag av atmosfæren i rekkefølge fra jordoverflaten. Størrelsen på jordens atmosfære

Ved 0 °C - 1,0048 10 3 J / (kg K), C v - 0,7159 10 3 J / (kg K) (ved 0 ° C). Løseligheten av luft i vann (i masse) ved 0 ° C - 0,0036%, ved 25 ° C - 0,0023%.

I tillegg til gassene som er angitt i tabellen, inneholder atmosfæren Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, hydrokarboner, HCl,, HBr, damper, I 2, Br 2, samt mange andre gasser i mindre mengder. I troposfæren er det konstant en stor mengde suspenderte faste og flytende partikler (aerosol). Radon (Rn) er den sjeldneste gassen i jordens atmosfære.

Atmosfærens struktur

grenselaget til atmosfæren

Det nedre laget av atmosfæren ved siden av jordoverflaten (1-2 km tykt) hvor påvirkningen fra denne overflaten direkte påvirker dens dynamikk.

Troposfæren

Dens øvre grense er i en høyde på 8-10 km i polar, 10-12 km i tempererte og 16-18 km i tropiske breddegrader; lavere om vinteren enn om sommeren. Det nedre hovedlaget av atmosfæren inneholder mer enn 80 % av den totale massen av atmosfærisk luft og omtrent 90 % av all vanndamp som er tilstede i atmosfæren. Turbulens og konveksjon er sterkt utviklet i troposfæren, skyer oppstår, sykloner og antisykloner utvikles. Temperaturen synker med høyden med en gjennomsnittlig vertikal gradient på 0,65°/100 m

tropopause

Overgangslaget fra troposfæren til stratosfæren, laget av atmosfæren der nedgangen i temperatur med høyden stopper.

Stratosfæren

Laget av atmosfæren ligger i en høyde på 11 til 50 km. En liten endring i temperaturen i 11-25 km-laget (nedre lag av stratosfæren) og økningen i 25-40 km-laget fra -56,5 til 0,8 ° (øvre stratosfære eller inversjonsregion) er typiske. Etter å ha nådd en verdi på ca. 273 K (nesten 0 °C) i en høyde på ca. 40 km, holder temperaturen seg konstant opp til en høyde på ca. 55 km. Dette området med konstant temperatur kalles stratopausen og er grensen mellom stratosfæren og mesosfæren.

Stratopause

Atmosfærens grenselag mellom stratosfæren og mesosfæren. Det er et maksimum i den vertikale temperaturfordelingen (ca. 0 °C).

Mesosfæren

Mesosfæren begynner i en høyde av 50 km og strekker seg opp til 80-90 km. Temperaturen synker med høyden med en gjennomsnittlig vertikal gradient på (0,25-0,3)°/100 m. Hovedenergiprosessen er strålingsvarmeoverføring. Komplekse fotokjemiske prosesser som involverer frie radikaler, vibrasjonseksiterte molekyler, etc., forårsaker atmosfærisk luminescens.

mesopause

Overgangslag mellom mesosfære og termosfære. Det er et minimum i den vertikale temperaturfordelingen (ca. -90 °C).

Karman Line

Høyde over havet, som er konvensjonelt akseptert som grensen mellom jordens atmosfære og verdensrom. I følge FAI-definisjonen ligger Karmanlinjen i en høyde på 100 km over havet.

Termosfære

Den øvre grensen er ca 800 km. Temperaturen stiger til høyder på 200-300 km, hvor den når verdier i størrelsesorden 1226,85 C, hvoretter den forblir nesten konstant opp til store høyder. Under påvirkning av solstråling og kosmisk stråling blir luft ionisert ("auroras") - hovedområdene i ionosfæren ligger inne i termosfæren. I høyder over 300 km dominerer atomært oksygen. Den øvre grensen for termosfæren bestemmes i stor grad av solens nåværende aktivitet. I perioder med lav aktivitet - for eksempel i 2008-2009 - er det en merkbar nedgang i størrelsen på dette laget.

Termopause

Området i atmosfæren over termosfæren. I denne regionen er absorpsjonen av solstråling ubetydelig, og temperaturen endres faktisk ikke med høyden.

Eksosfære (spredningssfære)

Opp til en høyde på 100 km er atmosfæren en homogen, godt blandet blanding av gasser. I høyere lag avhenger fordelingen av gasser i høyden av deres molekylvekter, avtar konsentrasjonen av tyngre gasser raskere med avstanden fra jordoverflaten. På grunn av nedgangen i gasstetthet synker temperaturen fra 0 °C i stratosfæren til -110 °C i mesosfæren. Imidlertid tilsvarer den kinetiske energien til individuelle partikler i høyder på 200–250 km en temperatur på ~150 °C. Over 200 km observeres betydelige svingninger i temperatur og gasstetthet i tid og rom.

I en høyde på ca 2000-3500 km går eksosfæren gradvis over i den s.k. nær romvakuum, som er fylt med svært forsjeldne partikler av interplanetær gass, hovedsakelig hydrogenatomer. Men denne gassen er bare en del av den interplanetære materien. Den andre delen er sammensatt av støvlignende partikler av kometær og meteorisk opprinnelse. I tillegg til ekstremt sjeldne støvlignende partikler, trenger elektromagnetisk og korpuskulær stråling av sol- og galaktisk opprinnelse inn i dette rommet.

Anmeldelse

Troposfæren står for omtrent 80 % av massen til atmosfæren, stratosfæren står for omtrent 20 %; massen til mesosfæren er ikke mer enn 0,3 %, termosfæren er mindre enn 0,05 % av atmosfærens totale masse.

Basert på de elektriske egenskapene i atmosfæren avgir de nøytrosfæren Og ionosfære .

Avhengig av sammensetningen av gassen i atmosfæren slipper de ut homosfære Og heterosfære. heterosfære- dette er et område der tyngdekraften påvirker separasjonen av gasser, siden deres blanding i en slik høyde er ubetydelig. Derfor følger den variable sammensetningen av heterosfæren. Under den ligger en godt blandet, homogen del av atmosfæren, kalt homosfæren. Grensen mellom disse lagene kalles turbopause, den ligger i en høyde på ca 120 km.

Andre egenskaper ved atmosfæren og effekter på menneskekroppen

Allerede i en høyde på 5 km over havet utvikler en utrent person oksygen sult, og uten tilpasning reduseres en persons ytelse betydelig. Det er her den fysiologiske sonen i atmosfæren slutter. Menneskelig pust blir umulig i en høyde på 9 km, selv om opp til ca. 115 km inneholder atmosfæren oksygen.

Atmosfæren gir oss oksygenet vi trenger for å puste. Men på grunn av fallet i det totale trykket i atmosfæren når du stiger til en høyde, reduseres også partialtrykket av oksygen tilsvarende.

I sjeldne luftlag er forplantning av lyd umulig. Opp til høyder på 60-90 km er det fortsatt mulig å bruke luftmotstand og løft for kontrollert aerodynamisk flyging. Men fra høyder på 100-130 km mister begrepene M-tallet og lydmuren som er kjent for hver pilot sin mening: der passerer den betingede Karman-linjen, bortenfor hvilken området med rent ballistisk flyging begynner, som kan kun styres ved hjelp av reaktive krefter.

I høyder over 100 km er atmosfæren også blottet for en annen bemerkelsesverdig egenskap - evnen til å absorbere, lede og overføre Termisk energi ved konveksjon (det vil si ved hjelp av luftblanding). Dette betyr at ulike elementer av utstyr, utstyr av orbital romstasjon de vil ikke kunne kjøles fra utsiden på den måten det vanligvis gjøres på et fly – ved hjelp av luftstråler og luftradiatorer. I en slik høyde, som i verdensrommet generelt, er den eneste måten å overføre varme på termisk stråling.

Historien om dannelsen av atmosfæren

I følge den vanligste teorien har jordens atmosfære vært i tre forskjellige sammensetninger gjennom historien. Opprinnelig besto den av lette gasser (hydrogen og helium) fanget fra det interplanetære rommet. Dette såkalte primær atmosfære. På neste trinn førte aktiv vulkansk aktivitet til metning av atmosfæren med andre gasser enn hydrogen (karbondioksid, ammoniakk, vanndamp). Dette er hvordan sekundær atmosfære. Denne atmosfæren var gjenopprettende. Videre ble prosessen med dannelse av atmosfæren bestemt av følgende faktorer:

• lekkasje av lette gasser (hydrogen og helium) inn i det interplanetære rommet;
• kjemiske reaksjoner forekommer i atmosfæren under påvirkning av ultrafiolett stråling, lynutladninger og noen andre faktorer.

Gradvis førte disse faktorene til dannelsen tertiær atmosfære, karakterisert ved et mye lavere innhold av hydrogen og et mye høyere innhold av nitrogen og karbondioksid(dannes som et resultat av kjemiske reaksjoner fra ammoniakk og hydrokarboner).

Nitrogen

Dannelsen av en stor mengde nitrogen N 2 skyldes oksidasjon av ammoniakk-hydrogen-atmosfæren av molekylært oksygen O 2, som begynte å komme fra overflaten av planeten som et resultat av fotosyntese, fra 3 milliarder år siden. Nitrogen N 2 slippes også ut i atmosfæren som følge av denitrifiseringen av nitrater og andre nitrogenholdige forbindelser. Nitrogen oksideres av ozon til NO i den øvre atmosfæren.

Nitrogen N 2 inngår reaksjoner bare under spesifikke forhold (for eksempel under et lynutladning). Oksidasjon av molekylært nitrogen med ozon under elektriske utladninger brukes i små mengder i industriell produksjon av nitrogengjødsel. Oksiderer det med lavt energiforbruk og konverter det til biologisk aktiv form kan være cyanobakterier (blågrønnalger) og knutebakterier som danner rhizobial symbiose med belgfrukter, som kan være effektiv grønngjødsel – planter som ikke utarmer, men beriker jorda med naturlig gjødsel.

Oksygen

Sammensetningen av atmosfæren begynte å endre seg radikalt med ankomsten av levende organismer på jorden, som et resultat av fotosyntese, ledsaget av frigjøring av oksygen og absorpsjon av karbondioksid. Opprinnelig ble oksygen brukt på oksidasjon av reduserte forbindelser - ammoniakk, hydrokarboner, den jernholdige formen av jern som finnes i havene, etc. På slutten av dette stadiet begynte oksygeninnholdet i atmosfæren å vokse. Etter hvert dannet det seg en moderne atmosfære med oksiderende egenskaper. Siden dette forårsaket alvorlig drastiske endringer mange prosesser som skjer i atmosfæren, litosfæren og biosfæren, ble denne hendelsen kalt oksygenkatastrofen.

edle gasser

Luftforurensing

I I det siste mennesket begynte å påvirke utviklingen av atmosfæren. Resultatet av menneskelig aktivitet har vært en konstant økning i innholdet av karbondioksid i atmosfæren på grunn av forbrenning av hydrokarbonbrensel akkumulert i tidligere geologiske epoker. Store mengder CO 2 forbrukes under fotosyntesen og absorberes av verdenshavene. Denne gassen kommer inn i atmosfæren på grunn av nedbrytning av karbonatbergarter og organiske stoffer av plante- og animalsk opprinnelse, samt på grunn av vulkanisme og menneskelig produksjonsaktiviteter. I løpet av de siste 100 årene har innholdet av CO 2 i atmosfæren økt med 10 %, hvor hoveddelen (360 milliarder tonn) kommer fra forbrenning av drivstoff. Hvis veksthastigheten for forbrenning av drivstoff fortsetter, vil mengden CO 2 i atmosfæren fordobles i løpet av de neste 200-300 årene og kan føre til globale klimaendringer.

Drivstoffforbrenning er hovedkilden til forurensende gasser (СО,, SO 2). Svoveldioksid oksideres av atmosfærisk oksygen til SO 3, og nitrogenoksid til NO 2 i den øvre atmosfæren, som igjen samhandler med vanndamp, og den resulterende svovelsyren H 2 SO 4 og salpetersyre HNO 3 faller på jordoverflaten i skjemaet såkalte. sur nedbør. Bruk av forbrenningsmotorer fører til betydelig luftforurensning med nitrogenoksider, hydrokarboner og blyforbindelser (tetraetylbly Pb (CH 3 CH 2) 4).

Aerosolforurensning av atmosfæren er forårsaket både av naturlige årsaker (vulkanutbrudd, støvstormer, medføring av sjøvannsdråper og plantepollen, etc.) og av menneskelig økonomisk aktivitet (utvinning av malm og byggematerialer, brennstoffforbrenning, sementproduksjon, etc.) .). Intens storskala fjerning av faste partikler i atmosfæren er en av de mulige årsakene til klimaendringer på planeten.

se også

• Jacchia (atmosfæremodell)

Skriv en anmeldelse av artikkelen "Atmosphere of the Earth"

Notater

1. M. I. Budyko, K. Ya. Kondratiev Jordens atmosfære // Great Soviet Encyclopedia. 3. utg. / Kap. utg. A. M. Prokhorov. - M.: Sovjetisk leksikon, 1970. - T. 2. Angola - Barzas. - s. 380-384.
2. - artikkel fra Geological Encyclopedia
4. Gribbin, John. Vitenskap. En historie (1543-2001). - L. : Penguin Books, 2003. - 648 s. - ISBN 978-0-140-29741-6.
5. Tans, Pieter. Globalt gjennomsnittlig marin overflate årlig gjennomsnittsdata. NOAA/ESRL. Hentet 19. februar 2014.(engelsk) (for 2013)
6. IPCC (engelsk) (for 1998).
7. S.P. Khromov Luftfuktighet // Great Soviet Encyclopedia. 3. utg. / Kap. utg. A. M. Prokhorov. - M .: Soviet Encyclopedia, 1971. - T. 5. Veshin - Gazli. - S. 149.
8. (Engelsk) , SpaceDaily, 16.07.2010

Litteratur

1. V. V. Parin, F. P. Kosmolinsky, B. A. Dushkov"Rombiologi og medisin" (2. utgave, revidert og supplert), M .: "Prosveshchenie", 1975, 223 sider.
2. N.V. Gusakova"Chemistry of the environment", Rostov-on-Don: Phoenix, 2004, 192 med ISBN 5-222-05386-5
3. Sokolov V.A. Geokjemi naturgasser, M., 1971;
4. McEwen M, Phillips L. Atmosfærens kjemi, M., 1978;
5. Wark K., Warner S. Luftforurensing. Kilder og kontroll, trans. fra engelsk, M.. 1980;
6. Overvåking av bakgrunnsforurensning av naturmiljø. V. 1, L., 1982.

Linker

• // 17. desember 2013, FOBOS-senteret

Jordens historie Jordens fysiske egenskaper Jordens skjell Geografi og geologi Miljø se også

Et utdrag som karakteriserer jordens atmosfære

Da Pierre henvendte seg til dem, la han merke til at Vera var i den selvtilfredse entusiasmen i samtalen, prins Andrei (som sjelden skjedde med ham) virket flau.
- Hva tror du? sa Vera med et tynt smil. – Du, prins, er så innsiktsfull og forstår menneskers karakter med en gang. Hva synes du om Natalie, kan hun være konstant i sine følelser, kan hun, som andre kvinner (Vera forsto seg selv), elske en person én gang og forbli trofast mot ham for alltid? Dette er hva jeg tror ekte kjærlighet. Hva synes du, prins?
"Jeg kjenner søsteren din for lite," svarte prins Andrei med et hånende smil, som han ønsket å skjule sin forlegenhet under, "for å bestemme slikt. subtilt spørsmål; og så la jeg merke til at jo mindre en kvinne liker, jo mer konstant er hun,” la han til og så på Pierre, som hadde henvendt seg til dem på den tiden.
– Ja, det er sant, prins; i vår tid, - fortsatte Vera (med henvisning til vår tid, som de vanligvis liker å nevne begrensede mennesker, i troen på at de har funnet og verdsatt vår tids trekk og at menneskenes egenskaper endrer seg over tid), i vår tid har jenta så mye frihet at le plaisir d "etre courtisee [gleden av å ha fans] ofte overdøver hennes sanne følelse. Et Nathalie, il faut l "avouer, y est tre sensible. [Og Natalya, må det innrømmes, er veldig følsom for dette.] Tilbakekomsten til Natalya fikk igjen prins Andrei til å rynke ubehagelig; han ville reise seg, men Vera fortsatte med et enda mer raffinert smil.
"Jeg tror ikke noen var så kurtiser [objekt for frieri] som hun var," sa Vera; - men aldri, før helt nylig, likte hun noen seriøst. Du vet, greven, - hun henvendte seg til Pierre, - til og med vår kjære fetter Boris, som var, entre nous [mellom oss], veldig, veldig dans le pays du tendre ... [i ømhetens land ...]
Prins Andrei rynket pannen stille.
Er du venn med Boris? Vera fortalte ham.
- Ja, jeg kjenner ham...
– Fortalte han deg rett om barndommens kjærlighet til Natasha?
Var det barndomskjærlighet? – plutselig rødmer, spurte prins Andrei.
- Ja. Vous savez entre cousin et cousine cette intim mene quelquefois a l "amour: le cousinage est un dangereux voisinage, N" est ce pas? [Du vet, mellom fetter og søster denne nærheten fører noen ganger til kjærlighet. Et slikt slektskap er et farlig nabolag. Er det ikke?]
"Å, uten tvil," sa prins Andrei, og plutselig, unaturlig animert, begynte han å spøke med Pierre om hvor forsiktig han skulle være i behandlingen av sine 50 år gamle Moskva-kusiner, og midt i en spøk. samtale reiste han seg og tok ham under armen på Pierre og tok ham til side.
- Vi vil? - sa Pierre, og så med overraskelse på den merkelige animasjonen til vennen hans og la merke til blikket han kastet på Natasha som reiste seg.
"Jeg trenger, jeg må snakke med deg," sa prins Andrei. - Du kjenner kvinnehanskene våre (han snakket om de frimurerhanskene som ble gitt til den nyvalgte broren for å presentere til sin elskede kvinne). - Jeg ... Men nei, jeg snakkes med deg senere ... - Og med et merkelig glimt i øynene og rastløshet i bevegelsene, gikk prins Andrei bort til Natasja og satte seg ved siden av henne. Pierre så hvordan prins Andrei spurte henne om noe, og hun rødmende svarte ham.
Men på dette tidspunktet henvendte Berg seg til Pierre og oppfordret ham til å delta i en strid mellom generalen og obersten om spanske anliggender.
Berg var fornøyd og glad. Gledens smil forlot aldri ansiktet hans. Kvelden var veldig bra og akkurat som de andre kveldene han hadde sett. Alt var likt. Og damelike, subtile samtaler og kort, og bak kortene en general som hever stemmen, og en samovar og småkaker; men en ting manglet fortsatt, det som han alltid så på fester, som han ville etterligne.
Det manglet høylytte samtaler mellom menn og krangel om noe viktig og smart. Generalen startet denne samtalen og Berg tok med seg Pierre.

Dagen etter dro prins Andrei til Rostovs for å spise middag, som grev Ilya Andreich kalte ham, og tilbrakte hele dagen med dem.
Alle i huset følte hvem prins Andrei gikk for, og han, uten å gjemme seg, prøvde hele dagen å være sammen med Natasha. Ikke bare i sjelen til Natasha, redd, men glad og entusiastisk, men i hele huset følte man frykt før noe viktig som måtte skje. Grevinnen så på prins Andrei med triste og alvorlig strenge øyne da han snakket med Natasha, og begynte engstelig og fingerende en slags ubetydelig samtale, så snart han så tilbake på henne. Sonya var redd for å forlate Natasha og var redd for å være en hindring når hun var sammen med dem. Natasha ble blek av frykt for forventning da hun ble stående ansikt til ansikt med ham i minutter. Prins Andrei slo henne med sin fryktsomhet. Hun følte at han trengte å fortelle henne noe, men at han ikke klarte å gjøre det.
Da prins Andrei dro om kvelden, gikk grevinnen opp til Natasha og sa hviskende:
- Vi vil?
– Mamma, for guds skyld ikke spør meg om noe nå. Du kan ikke si det, sa Natasha.
Men til tross for at Natasha den kvelden, nå opprørt, nå redd, med stoppende øyne, lå lenge i morens seng. Nå fortalte hun henne hvordan han roste henne, så hvordan han sa at han ville reise til utlandet, så hvordan han spurte hvor de skulle bo i sommer, så hvordan han spurte henne om Boris.
"Men dette, dette... har aldri skjedd meg!" hun sa. "Bare jeg er redd rundt ham, jeg er alltid redd rundt ham, hva betyr det?" Så det er ekte, ikke sant? Mamma, sover du?
"Nei, min sjel, jeg er selv redd," svarte moren. - Gå.
«Jeg vil ikke sove uansett. Hva er galt med å sove? Mamma, mamma, dette har aldri skjedd meg! sa hun med forbauselse og frykt før følelsen hun var klar over i seg selv. - Og kunne vi tenke! ...
Det virket for Natasha at selv da hun først så prins Andrei i Otradnoye, ble hun forelsket i ham. Hun så ut til å bli skremt av denne merkelige, uventede lykken som den hun hadde valgt den gang (hun var fast overbevist om dette), at den samme nå hadde møtt henne igjen, og som det ser ut, ikke var likegyldig for henne . «Og det var nødvendig for ham, nå som vi er her, å komme til Petersburg med vilje. Og vi burde ha møttes på dette ballet. Alt dette er skjebne. Det er klart at dette er skjebnen, at alt dette ble ført til dette. Allerede da, så snart jeg så ham, følte jeg noe spesielt.
Hva annet fortalte han deg? Hvilke vers er dette? Les det ... - ettertenksomt sa moren og spurte om diktene som prins Andrei skrev i Natasjas album.
– Mamma, er det ikke synd at han er enkemann?
- Det var det, Natasha. Be til Gud. Les Marieiages se font dans les cieux. [Ekteskap blir til i himmelen.]
"Kjære, mor, hvor jeg elsker deg, hvor bra det er for meg!" ropte Natasha, gråt tårer av lykke og spenning og klemte moren.
Samtidig satt prins Andrei sammen med Pierre og fortalte ham om hans kjærlighet til Natasha og om hans faste intensjon om å gifte seg med henne.

Den dagen hadde grevinne Elena Vasilievna en mottakelse, det var en fransk utsending, det var en prins, som nylig hadde blitt en hyppig besøkende i grevinnens hus, og mange strålende damer og menn. Pierre var nede, gikk gjennom gangene og slo alle gjestene med sitt konsentrerte, fraværende og dystre blikk.
Fra balltidspunktet kjente Pierre at anfall av hypokondri nærmet seg i seg selv og forsøkte med en desperat innsats å kjempe mot dem. Fra tidspunktet for prinsens tilnærming til sin kone, ble Pierre uventet innvilget en kammerherre, og fra den tiden begynte han å føle tyngde og skam i et stort samfunn, og oftere begynte de samme dystre tankene om nytteløsheten til alt menneskelig kom til ham. Samtidig forsterket følelsen han la merke til mellom Natasha, som ble beskyttet av ham, og prins Andrei, hans motsetning mellom hans stilling og vennens stilling, denne dystre stemningen ytterligere. Han prøvde like mye å unngå tanker om kona og om Natasha og prins Andrei. Igjen virket alt for ham ubetydelig sammenlignet med evigheten, igjen stilte spørsmålet seg: "for hva?". Og han tvang seg selv dag og natt til å arbeide med frimurerverkene, i håp om å drive bort den onde åndens nærhet. Pierre ved 12-tiden, etter å ha forlatt grevinnens kamre, satt oppe i et røykfylt, lavt rom, i en slitt morgenkåpe foran bordet og kopierte ekte skotske handlinger, da noen kom inn på rommet hans. Det var prins Andrew.
"Ah, det er deg," sa Pierre med et fraværende og misfornøyd blikk. "Men jeg jobber," sa han og pekte på en notatbok med den slags frelse fra livets vanskeligheter som ulykkelige mennesker ser på arbeidet sitt med.
Prins Andrei, med et strålende, entusiastisk ansikt fornyet til live, stoppet foran Pierre og, uten å merke det triste ansiktet hans, smilte han til ham med egoisme av lykke.
«Vel, min sjel,» sa han, «i går ville jeg fortelle deg det, og i dag kom jeg til deg for dette. Aldri opplevd noe lignende. Jeg er forelsket min venn.
Pierre sukket plutselig tungt og sank ned med sin tunge kropp i sofaen, ved siden av prins Andrei.
- Til Natasha Rostov, ikke sant? - han sa.
– Ja, ja, i hvem? Jeg ville aldri tro det, men denne følelsen er sterkere enn meg. I går led jeg, led, men jeg vil ikke gi opp denne plagen for noe i verden. Jeg har ikke levd før. Nå er det bare jeg som lever, men jeg kan ikke leve uten henne. Men kan hun elske meg?... Jeg er gammel for henne... Hva sier du ikke?...
- JEG? JEG? Hva sa jeg til deg, - sa Pierre plutselig, reiste seg og begynte å gå rundt i rommet. "Jeg har alltid tenkt at... Denne jenta er en slik skatt, slik... Dette er en sjelden jente... Kjære venn, jeg ber deg, ikke tenk, ikke nøl, gift deg, gift deg og gift deg... Og jeg" Jeg er sikker på at ingen vil være lykkeligere enn deg.
- Men hun!
- Hun elsker deg.
"Ikke snakk tull ..." sa prins Andrei, smilte og så inn i øynene til Pierre.
"Han elsker, jeg vet," ropte Pierre sint.
"Nei, hør," sa prins Andrei og stoppet ham ved hånden. Vet du hvilken stilling jeg er i? Jeg må fortelle alt til noen.
"Vel, vel, si, jeg er veldig glad," sa Pierre, og ansiktet hans forandret seg, rynken jevnet seg ut, og han lyttet gledelig til prins Andrei. Prins Andrei virket og var en helt annen, ny person. Hvor var hans kvaler, hans forakt for livet, hans skuffelse? Pierre var den eneste personen han våget å si fra; men på den annen side fortalte han ham alt som var i hans sjel. Enten la han enkelt og frimodig planer for en lang fremtid, snakket om hvordan han ikke kunne ofre sin lykke for farens innfall, hvordan han ville tvinge sin far til å gå med på dette ekteskapet og elske henne eller gjøre det uten hans samtykke, så han ble overrasket over at noe rart, fremmed, uavhengig av ham, mot følelsen som besatte ham.
"Jeg ville ikke tro noen som ville fortelle meg at jeg kan elske slik," sa prins Andrei. «Det er ikke den samme følelsen jeg hadde før. Hele verden er delt for meg i to halvdeler: den ene er hun og det er all håpets lykke, lys; den andre halvparten - alt der det ikke er der, det er all motløshet og mørke ...
«Mørke og dysterhet», gjentok Pierre, «ja, ja, jeg forstår det.
«Jeg kan ikke annet enn å elske lyset, det er ikke min feil. Og jeg er veldig glad. Du forstår meg? Jeg vet at du er glad i meg.
"Ja, ja," bekreftet Pierre og så på vennen sin med rørende og triste øyne. Jo lysere skjebnen til prins Andrei virket for ham, jo ​​mørkere virket hans egen.

For ekteskap var farens samtykke nødvendig, og for dette, dagen etter, dro prins Andrei til faren.
Faren, med ytre ro, men indre ondskap, mottok sønnens budskap. Han kunne ikke forstå at noen ønsket å forandre livet, bringe noe nytt inn i det, når livet allerede tok slutt for ham. "De ville bare la meg leve som jeg vil, og så ville de gjøre som de ville," sa den gamle mannen til seg selv. Sammen med sønnen brukte han imidlertid diplomatiet han brukte ved viktige anledninger. Med en rolig tone diskuterte han hele saken.
For det første var ikke ekteskapet strålende i forhold til slektskap, rikdom og adel. For det andre var ikke prins Andrei den første ungdommen og hadde dårlig helse (den gamle mannen støttet seg spesielt på dette), og hun var veldig ung. For det tredje var det en sønn som det var synd å gi til en jente. For det fjerde, endelig, - sa faren og så hånende på sønnen sin, - jeg ber deg, utsett saken et år, dra til utlandet, ta medisinsk behandling, finn, som du vil, en tysker, for prins Nikolai, og så, hvis det er kjærlighet, lidenskap, stahet, hva du vil, så flott, så gift deg.
«Og dette er mitt siste ord, vet du, det siste ...» avsluttet prinsen i en slik tone at han viste at ingenting ville få ham til å ombestemme seg.
Prins Andrei så tydelig at den gamle mannen håpet at følelsen av hans eller hans fremtidige brud ikke ville tåle årets prøve, eller at han selv, den gamle prinsen, ville dø på dette tidspunktet, og bestemte seg for å oppfylle hans vilje. far: å fri til og utsette bryllupet i ett år.
Tre uker etter hans forrige kveld ved Rostovs vendte prins Andrei tilbake til Petersburg.

Neste dag etter hennes forklaring med moren, ventet Natasha hele dagen på Bolkonsky, men han kom ikke. Dagen etter, den tredje dagen, var det det samme. Pierre kom heller ikke, og Natasha, uten å vite at prins Andrei hadde gått til faren hennes, kunne ikke forklare fraværet for seg selv.
Så det gikk tre uker. Natasha ønsket ikke å gå noe sted, og som en skygge, ledig og motløs, gikk hun rundt i rommene, om kvelden gråt hun i hemmelighet fra alle og dukket ikke opp om kveldene til moren. Hun rødmet konstant og irriterte seg. Det virket for henne som om alle visste om skuffelsen hennes, lo og angret på henne. Med all den indre sorgens styrke, økte denne forfengelige sorgen hennes ulykke.
En dag kom hun til grevinnen, ville si noe til henne, og brast plutselig i gråt. Tårene hennes var tårene til et fornærmet barn som selv ikke vet hvorfor han blir straffet.
Grevinnen begynte å berolige Natasha. Natasha, som først lyttet til morens ord, avbrøt henne plutselig:
- Slutt, mamma, jeg tenker ikke, og jeg vil ikke tenke! Så jeg reiste og stoppet, og stoppet ...
Stemmen hennes skalv, hun brast nesten i gråt, men hun kom seg selv og fortsatte rolig: «Og jeg vil ikke gifte meg i det hele tatt. Og jeg er redd for ham; Nå er jeg helt, fullstendig, rolig...
Neste dag etter denne samtalen tok Natasha på seg den gamle kjolen, som hun var spesielt oppmerksom på for den munterheten den ga om morgenen, og om morgenen begynte hun på sin tidligere livsstil, hvorfra hun sakket etter ballen. Etter å ha drukket te, gikk hun til salen, som hun elsket spesielt for sin sterke resonans, og begynte å synge solfeji (sangøvelser). Etter å ha fullført den første leksjonen, stoppet hun midt i salen og gjentok en musikalsk frase som hun likte spesielt godt. Hun lyttet med glede til den (som om det var uventet for henne) sjarmen som disse lydene, skimrende, fylte hele tomheten i salen med og langsomt døde bort, og hun ble plutselig munter. "Hvorfor tenke så mye og så godt på det," sa hun til seg selv, og begynte å gå opp og ned i gangen og tråkke uten enkle trinn på det resonansfulle parkettgulvet, men ved hvert steg hun gikk fra hælen (hun hadde på seg nye favorittsko) til tåen, og like gledelig som til lyden av stemmen hennes som lyttet til denne avmålte klatringen av hælen og knirkingen av tåen. Hun gikk forbi et speil og så inn i det. - "Her er jeg!" som om ansiktsuttrykket hennes ved synet av henne selv talte. «Vel, det er bra. Og jeg trenger ingen."
Fotmannen ville komme inn for å rydde opp i gangen, men hun slapp ham ikke inn, lukket igjen døren bak seg og fortsatte sin tur. Hun vendte tilbake den morgenen igjen til sin elskede tilstand av selvkjærlighet og beundring for seg selv. - "For en sjarm denne Natasha er!" sa hun igjen til seg selv med ordene til et tredje, kollektivt, maskulint ansikt. - "Bra, stemme, ung, og hun forstyrrer ikke noen, bare la henne være i fred." Men uansett hvor mye de lot henne være i fred, kunne hun ikke lenger være i fred, og kjente det umiddelbart.
I inngangsdøren åpnet inngangsdøren seg, noen spurte: er du hjemme? og noens skritt ble hørt. Natasha så i speilet, men hun så ikke seg selv. Hun lyttet til lydene i gangen. Da hun så seg selv, var ansiktet hennes blekt. Det var han. Dette visste hun sikkert, selv om hun knapt hørte lyden av stemmen hans fra de lukkede dørene.
Natasha, blek og redd, løp inn i stua.
– Mamma, Bolkonsky har kommet! - hun sa. – Mamma, dette er forferdelig, dette er uutholdelig! "Jeg vil ikke ... lide!" Hva burde jeg gjøre?…
Grevinnen hadde ennå ikke rukket å svare henne, da prins Andrei kom inn i salongen med et engstelig og alvorlig ansikt. Så snart han så Natasha, lyste ansiktet hans opp. Han kysset hånden til grevinnen og Natasja og satte seg ved sofaen.
"I lang tid har vi ikke hatt glede ..." begynte grevinnen, men prins Andrei avbrøt henne, svarte på spørsmålet hennes og hadde tydeligvis hastverk med å si det han trengte.
– Jeg har ikke vært med deg hele denne tiden, fordi jeg var sammen med faren min: Jeg trengte å snakke med ham om en veldig viktig sak. Jeg kom akkurat tilbake i går kveld,” sa han og så på Natasha. «Jeg må snakke med deg, grevinne,» la han til etter et øyeblikks stillhet.
Grevinnen sukket tungt og senket øynene.
"Jeg står til tjeneste," sa hun.
Natasha visste at hun måtte gå, men hun kunne ikke gjøre det: noe klemte halsen hennes, og hun uhøflig, direkte, åpne øyne så på prins Andrei.
"Nå? Dette minuttet!... Nei, det kan ikke være det! hun trodde.
Han så på henne igjen, og dette blikket overbeviste henne om at hun ikke hadde tatt feil. - Ja, nå, akkurat i dette øyeblikket ble skjebnen hennes avgjort.
"Kom, Natasha, jeg ringer deg," sa grevinnen hviskende.
Natasha så med redde, bedende øyne på prins Andrei og på moren hennes, og gikk ut.
"Jeg er kommet, grevinne, for å be om hånden til datteren din," sa prins Andrei. Grevinnens ansikt rødmet, men hun sa ingenting.
"Ditt forslag ..." begynte grevinnen rolig. Han forble stille og så henne inn i øynene. - Tilbudet ditt ... (hun var flau) vi er fornøyde, og ... jeg aksepterer tilbudet ditt, jeg er glad. Og mannen min ... håper jeg ... men det kommer an på henne ...
– Jeg skal si det til henne når jeg har ditt samtykke ... gir du meg det? - sa prins Andrew.
"Ja," sa grevinnen og rakte ut hånden til ham, og presset med en blanding av avstand og ømhet leppene hennes mot pannen hans mens han lente seg over hånden hennes. Hun ville elske ham som en sønn; men hun følte at han var en fremmed og en forferdelig person for henne. "Jeg er sikker på at mannen min vil være enig," sa grevinnen, "men din far ...
- Min far, som jeg informerte mine planer til, gjorde det til en uunnværlig betingelse for samtykke at bryllupet ikke skulle være før et år. Og dette ville jeg fortelle deg, - sa prins Andrei.
– Det er riktig at Natasha fortsatt er ung, men så lenge.
"Det kunne ikke vært annerledes," sa prins Andrei med et sukk.
"Jeg skal sende den til deg," sa grevinnen og forlot rommet.
«Herre, forbarm deg over oss,» gjentok hun og lette etter datteren. Sonya sa at Natasha var på soverommet. Natasha satt på sengen sin, blek, med tørre øyne, så på ikonene, og raskt tegnet korsets tegn, hvisket hun noe. Da hun så moren sin, spratt hun opp og skyndte seg til henne.
- Hva? Mamma?... Hva?
- Gå, gå til ham. Han ber om hånden din, - sa grevinnen kaldt, slik det så ut for Natasja ... - Gå ... gå, - sa moren med sorg og bebreidelse etter den flyktende datteren, og sukket tungt.
Natasha husket ikke hvordan hun kom inn i stuen. Da hun gikk inn døren og så ham, stoppet hun. "Er denne fremmede virkelig blitt mitt alt nå?" spurte hun seg selv og svarte øyeblikkelig: "Ja, alt: han alene er nå kjærere for meg enn alt i verden." Prins Andrei gikk bort til henne og senket øynene.
«Jeg ble forelsket i deg fra det øyeblikket jeg så deg. Kan jeg håpe?
Han så på henne, og den alvorlige lidenskapen i ansiktet hennes slo ham. Ansiktet hennes sa: «Hvorfor spørre? Hvorfor tvile på det som er umulig å ikke vite? Hvorfor snakke når du ikke kan uttrykke det du føler med ord.
Hun gikk bort til ham og stoppet. Han tok hånden hennes og kysset den.
- Elsker du meg?
"Ja, ja," sa Natasha som irritert, sukket høyt, en annen gang, oftere og oftere, og hulket.
- Om hva? Hva feiler det deg?
«Å, jeg er så glad,» svarte hun, smilte gjennom tårene, bøyde seg nærmere ham, tenkte et sekund, som om hun spurte seg selv om det var mulig, og kysset ham.
Prins Andrei holdt hendene hennes, så inn i øynene hennes og fant ikke i sin sjel den tidligere kjærligheten til henne. Noe snudde plutselig i sjelen hans: det var ingen tidligere poetisk og mystisk begjær, men det var medlidenhet med hennes feminine og barnlige svakhet, det var frykt for hennes hengivenhet og godtroenhet, en tung og samtidig gledelig bevissthet om plikten. som bandt ham til henne for alltid. Den virkelige følelsen, selv om den ikke var like lett og poetisk som den første, var mer alvorlig og sterkere.

Engasjert i meteorologi, og langsiktige variasjoner - klimatologi.

Atmosfærens tykkelse er 1500 km fra jordens overflate. Den totale massen av luft, det vil si en blanding av gasser som utgjør atmosfæren, er 5,1-5,3 * 10 ^ 15 tonn.. Molekylvekten til ren tørr luft er 29. Trykket ved 0 ° C ved havnivå er 101 325 Pa, eller 760 mm. rt. Kunst.; kritisk temperatur - 140,7 °C; kritisk trykk 3,7 MPa. Løseligheten til luft i vann ved 0 ° C er 0,036 %, ved 25 ° C - 0,22 %.

Fysisk tilstand atmosfæren er bestemt. Atmosfærens hovedparametre: lufttetthet, trykk, temperatur og sammensetning. Når høyden øker, reduseres lufttettheten. Temperaturen endres også med høydeendringen. Vertikal er preget av forskjellige termiske og elektriske egenskaper, annen tilstand luft. Avhengig av temperaturen i atmosfæren skilles følgende hovedlag: troposfære, stratosfære, mesosfære, termosfære, eksosfære (spredningssfære). Overgangsområdene i atmosfæren mellom tilstøtende skjell kalles henholdsvis tropopause, stratopause, etc..

Troposfæren- lavere, hoved, mest studert, med en høyde i polarområdene på 8-10 km, i tempererte breddegrader opp til 10-12 km, ved ekvator - 16-18 km. Omtrent 80-90 % av atmosfærens totale masse og nesten all vanndamp er konsentrert i troposfæren. Når den stiger hver 100 m, synker temperaturen i troposfæren med et gjennomsnitt på 0,65 ° C og når -53 ° C i den øvre delen. Dette øvre laget av troposfæren kalles tropopausen. I troposfæren er turbulens og konveksjon høyt utviklet, den dominerende delen er konsentrert, skyer oppstår, utvikler seg.

Stratosfæren- lag av atmosfæren, som ligger i en høyde på 11-50 km. En liten endring i temperaturen i 11-25 km-laget (det nedre laget av stratosfæren) og dets økning i 25-40 km-laget fra -56,5 til 0,8 °C (det øvre laget av stratosfæren eller inversjonsområdet) er typisk. Etter å ha nådd en verdi på 273 K (0 °C) i en høyde på omtrent 40 km, forblir temperaturen konstant opp til en høyde på 55 km. Dette området med konstant temperatur kalles stratopausen og er grensen mellom stratosfæren og mesosfæren.

Det er i stratosfæren laget ligger ozonosfæren("ozonlaget", i en høyde på 15-20 til 55-60 km), som bestemmer øvre grense livet i . En viktig komponent i stratosfæren og mesosfæren er ozon, som dannes som et resultat av fotokjemiske reaksjoner mest intensivt i en høyde av 30 km. Den totale massen av ozon ved normalt trykk vil være et lag 1,7-4 mm tykt, men selv dette er nok til å absorbere ultrafiolett, som er skadelig for liv. Ødeleggelsen av ozon skjer når det interagerer med frie radikaler, nitrogenoksid, halogenholdige forbindelser (inkludert "freoner"). Ozon - en allotropi av oksygen, dannes som et resultat av følgende kjemiske reaksjon, vanligvis etter regn, når den resulterende forbindelsen stiger til de øvre lagene av troposfæren; ozon har en bestemt lukt.

Det meste av den kortbølgelengde delen av ultrafiolett stråling (180-200 nm) holdes tilbake i stratosfæren og energien til korte bølger transformeres. Under påvirkning av disse strålene, magnetiske felt, molekyler brytes opp, ionisering skjer, nydannelse av gasser og andre kjemiske forbindelser. Disse prosessene kan observeres i form av nordlys, lyn og andre gløder. Det er nesten ingen vanndamp i stratosfæren.

Mesosfæren starter i 50 km høyde og strekker seg opp til 80-90 km. til en høyde på 75-85 km faller den til -88 °С. Den øvre grensen til mesosfæren er mesopausen.

Termosfære(et annet navn er ionosfæren) - laget av atmosfæren som følger mesosfæren - begynner i en høyde på 80-90 km og strekker seg opp til 800 km. Lufttemperaturen i termosfæren øker raskt og jevnt og når flere hundre og til og med tusenvis av grader.

Eksosfære- spredningssone, den ytre delen av termosfæren, som ligger over 800 km. Gassen i eksosfæren er svært sjeldne, og derfor lekker partiklene inn i det interplanetære rommet (spredning).
Opp til en høyde på 100 km er atmosfæren en homogen (enfaset), godt blandet blanding av gasser. I høyere lag avhenger fordelingen av gasser i høyden av deres molekylvekter, konsentrasjonen av tyngre gasser avtar raskere med avstanden fra jordoverflaten. På grunn av nedgangen i gasstetthet synker temperaturen fra 0 °C i stratosfæren til -110 °C i mesosfæren. Imidlertid tilsvarer den kinetiske energien til individuelle partikler i høyder på 200-250 km en temperatur på omtrent 1500 °C. Over 200 km observeres betydelige svingninger i temperatur og gasstetthet i tid og rom.

I en høyde på omtrent 2000-3000 km går eksosfæren gradvis over i det såkalte nærromvakuumet, som er fylt med svært forsjeldne partikler av interplanetarisk gass, hovedsakelig hydrogenatomer. Men denne gassen er bare en del av den interplanetære materien. Den andre delen er sammensatt av støvlignende partikler av kometær og meteorisk opprinnelse. I tillegg til disse ekstremt sjeldne partiklene, trenger elektromagnetisk og korpuskulær stråling av sol- og galaktisk opprinnelse inn i dette rommet.

Troposfæren står for omtrent 80 % av massen til atmosfæren, stratosfæren står for omtrent 20 %; massen til mesosfæren er ikke mer enn 0,3 %, termosfæren er mindre enn 0,05 % av atmosfærens totale masse. Basert på de elektriske egenskapene i atmosfæren skilles nøytrosfæren og ionosfæren. Det antas for tiden at atmosfæren strekker seg til en høyde på 2000-3000 km.

Avhengig av sammensetningen av gassen i atmosfæren, skilles homosfære og heterosfære. heterosfære- dette er området hvor tyngdekraften påvirker separasjonen av gasser, fordi. deres blanding i denne høyden er ubetydelig. Derfor følger den variable sammensetningen av heterosfæren. Under den ligger en godt blandet, homogen del av atmosfæren kalt homosfæren. Grensen mellom disse lagene kalles turbopausen og ligger i en høyde av ca. 120 km.

Atmosfærisk trykk - trykket av atmosfærisk luft på gjenstandene i den og jordens overflate. Normalt atmosfærisk trykk er 760 mm Hg. Kunst. (101 325 Pa). For hver kilometer økning i høyden synker trykket med 100 mm.

Sammensetningen av atmosfæren

Jordens luftskall, hovedsakelig bestående av gasser og forskjellige urenheter (støv, vanndråper, iskrystaller, havsalter, forbrenningsprodukter), hvor mengden ikke er konstant. Hovedgassene er nitrogen (78 %), oksygen (21 %) og argon (0,93 %). Konsentrasjonen av gasser som utgjør atmosfæren er nesten konstant, med unntak av karbondioksid CO2 (0,03%).

Atmosfæren inneholder også SO2, CH4, NH3, CO, hydrokarboner, HC1, HF, Hg-damp, I2, samt NO og mange andre gasser i små mengder. I troposfæren er det konstant en stor mengde suspenderte faste og flytende partikler (aerosol).

Jordens atmosfære

Atmosfære(fra. annen greskἀτμός - damp og σφαῖρα - ball) - gass skall ( geosfære) rundt planeten Jord. Dens indre overflate er dekket hydrosfære og delvis bark, den ytre grenser til den jordnære delen av verdensrommet.

Helheten av seksjoner av fysikk og kjemi som studerer atmosfæren kalles ofte atmosfærisk fysikk. Atmosfæren bestemmer vær på jordens overflate, er engasjert i studiet av været meteorologi, og langsiktige variasjoner klima - klimatologi.

Atmosfærens struktur

Atmosfærens struktur

Troposfæren

Dens øvre grense er i en høyde på 8-10 km i polar, 10-12 km i tempererte og 16-18 km i tropiske breddegrader; lavere om vinteren enn om sommeren. Det nedre, hovedlaget av atmosfæren. Den inneholder mer enn 80 % av den totale massen av atmosfærisk luft og omtrent 90 % av all vanndamp som finnes i atmosfæren. høyt utviklet i troposfæren turbulens Og konveksjon, oppstå skyer, utvikle sykloner Og antisykloner. Temperaturen synker med økende høyde med en gjennomsnittlig vertikal gradient 0,65°/100 m

For "normale forhold" ved jordoverflaten tas: tetthet 1,2 kg/m3, barometertrykk 101,35 kPa, temperatur pluss 20 °C og relativ fuktighet 50%. Disse betingede indikatorene har en ren ingeniørmessig verdi.

Stratosfæren

Laget av atmosfæren ligger i en høyde på 11 til 50 km. Karakterisert av en liten endring i temperaturen i 11-25 km-laget (nedre lag av stratosfæren) og dets økning i 25-40 km-laget fra -56,5 til 0,8 ° MED(øvre stratosfære eller region inversjoner). Etter å ha nådd en verdi på omtrent 273 K (nesten 0 ° C) i en høyde på omtrent 40 km, forblir temperaturen konstant opp til en høyde på omtrent 55 km. Dette området med konstant temperatur kalles stratopause og er grensen mellom stratosfæren og mesosfæren.

Stratopause

Atmosfærens grenselag mellom stratosfæren og mesosfæren. Det er et maksimum i den vertikale temperaturfordelingen (ca. 0 °C).

Mesosfæren

Jordens atmosfære

Mesosfæren starter i 50 km høyde og strekker seg opp til 80-90 km. Temperaturen synker med høyden med en gjennomsnittlig vertikal gradient på (0,25-0,3)°/100 m. Hovedenergiprosessen er strålingsvarmeoverføring. Komplekse fotokjemiske prosesser som involverer frie radikaler, vibrasjonseksiterte molekyler, etc., bestemmer gløden til atmosfæren.

mesopause

Overgangslag mellom mesosfære og termosfære. Det er et minimum i den vertikale temperaturfordelingen (ca. -90 °C).

Karman Line

Høyde over havet, som er konvensjonelt akseptert som grensen mellom jordens atmosfære og verdensrom.

Termosfære

Hovedartikkel: Termosfære

Den øvre grensen er ca 800 km. Temperaturen stiger til høyder på 200-300 km, hvor den når verdier i størrelsesorden 1500 K, hvoretter den forblir nesten konstant opp til store høyder. Under påvirkning av ultrafiolett og røntgensolstråling og kosmisk stråling oppstår luftionisering (" nordlys”) - hovedområder ionosfære ligge inne i termosfæren. I høyder over 300 km dominerer atomært oksygen.

Atmosfæriske lag opp til en høyde på 120 km

Eksosfære (spredningssfære)

Eksosfære- spredningssone, den ytre delen av termosfæren, som ligger over 700 km. Gassen i eksosfæren er svært sjeldne, og derfor lekker partiklene inn i det interplanetære rommet ( dissipasjon).

Opp til en høyde på 100 km er atmosfæren en homogen, godt blandet blanding av gasser. I høyere lag avhenger fordelingen av gasser i høyden av deres molekylmasser, konsentrasjonen av tyngre gasser avtar raskere med avstanden fra jordoverflaten. På grunn av nedgangen i gasstetthet synker temperaturen fra 0 °C i stratosfæren til -110 °C i mesosfæren. Imidlertid tilsvarer den kinetiske energien til individuelle partikler i høyder på 200–250 km en temperatur på ~1500 °C. Over 200 km observeres betydelige svingninger i temperatur og gasstetthet i tid og rom.

I en høyde på ca 2000-3000 km går eksosfæren gradvis over i den s.k. nær romvakuum, som er fylt med svært forsjeldne partikler av interplanetær gass, hovedsakelig hydrogenatomer. Men denne gassen er bare en del av den interplanetære materien. Den andre delen er sammensatt av støvlignende partikler av kometær og meteorisk opprinnelse. I tillegg til ekstremt sjeldne støvlignende partikler, trenger elektromagnetisk og korpuskulær stråling av sol- og galaktisk opprinnelse inn i dette rommet.

Troposfæren står for omtrent 80 % av massen til atmosfæren, stratosfæren står for omtrent 20 %; massen til mesosfæren er ikke mer enn 0,3 %, termosfæren er mindre enn 0,05 % av atmosfærens totale masse. Basert på de elektriske egenskapene i atmosfæren skilles nøytrosfæren og ionosfæren. Det antas for tiden at atmosfæren strekker seg til en høyde på 2000-3000 km.

Avhengig av sammensetningen av gassen i atmosfæren slipper de ut homosfære Og heterosfære. heterosfære - dette er et område der tyngdekraften påvirker separasjonen av gasser, siden deres blanding i en slik høyde er ubetydelig. Derfor følger den variable sammensetningen av heterosfæren. Under den ligger en godt blandet, homogen del av atmosfæren, kalt homosfære. Grensen mellom disse lagene kalles turbopause, ligger den i en høyde av ca. 120 km.

Fysiske egenskaper

Atmosfærens tykkelse er omtrent 2000 - 3000 km fra jordens overflate. Total vekt luft- (5,1-5,3) × 10 18 kg. Molar masse ren tørr luft er 28.966. Press ved 0 °C ved havnivå 101,325 kPa; kritisk temperatur-140,7 °C; kritisk trykk 3,7 MPa; C s 1,0048×103 J/(kg K)(ved 0°C), C v 0,7159×103 J/(kg K) (ved 0 °C). Løselighet av luft i vann ved 0 °C - 0,036 %, ved 25 °C - 0,22 %.

Fysiologiske og andre egenskaper ved atmosfæren

Allerede i en høyde av 5 km over havet utvikler en utrent person oksygen sult og uten tilpasning reduseres menneskelig ytelse betydelig. Det er her den fysiologiske sonen i atmosfæren slutter. Menneskelig pust blir umulig i en høyde på 15 km, selv om opp til ca. 115 km inneholder atmosfæren oksygen.

Atmosfæren gir oss oksygenet vi trenger for å puste. Men på grunn av fallet i det totale trykket i atmosfæren når du stiger til en høyde, reduseres også partialtrykket av oksygen tilsvarende.

Menneskelungene inneholder konstant rundt 3 liter alveolær luft. Delvis Trykk oksygen i alveolærluften ved normal atmosfærisk trykk er 110 mm Hg. Art., trykk av karbondioksid - 40 mm Hg. Art., og vanndamp - 47 mm Hg. Kunst. Med økende høyde synker oksygentrykket, og det totale trykket av vanndamp og karbondioksid i lungene forblir nesten konstant - omtrent 87 mm Hg. Kunst. Strømmen av oksygen inn i lungene vil stoppe helt når trykket i luften rundt blir lik denne verdien.

I en høyde på ca. 19-20 km synker atmosfæretrykket til 47 mm Hg. Kunst. Derfor, i denne høyden, begynner vann og interstitiell væske å koke i menneskekroppen. Utenfor trykkkabinen i disse høydene inntreffer døden nesten øyeblikkelig. Således, fra synspunktet til menneskelig fysiologi, begynner "rom" allerede i en høyde på 15-19 km.

Tette luftlag - troposfæren og stratosfæren - beskytter oss mot skadevirkningene av stråling. Med tilstrekkelig sjeldne luft, i høyder på mer enn 36 km, utøves en intens effekt på kroppen ved ionisering stråling- primære kosmiske stråler; i høyder på mer enn 40 km, opererer den ultrafiolette delen av solspekteret, som er farlig for mennesker.

Når vi stiger til en stadig større høyde over jordoverflaten, gradvis svekkes og deretter helt forsvinner, observeres slike fenomener som er kjent for oss i de nedre lagene av atmosfæren, som forplantning av lyd, fremveksten av aerodynamisk løftekraft og motstand, varmeoverføring konveksjon og så videre.

I sjeldne luftlag, forplantning lyd viser seg å være umulig. Opp til høyder på 60-90 km er det fortsatt mulig å bruke luftmotstand og løft for kontrollert aerodynamisk flyging. Men fra høyder på 100-130 km, konsepter som er kjent for enhver pilot tall M Og lydbarriere miste sin mening, der går det betingede Karman Line bortenfor begynner sfæren av rent ballistisk flukt, som bare kan kontrolleres ved å bruke reaktive krefter.

I høyder over 100 km er atmosfæren også fratatt en annen bemerkelsesverdig egenskap - evnen til å absorbere, lede og overføre termisk energi ved konveksjon (dvs. ved hjelp av luftblanding). Dette betyr at ulike elementer av utstyr, utstyr til orbitalromstasjonen ikke vil kunne kjøles fra utsiden på den måten det vanligvis gjøres på et fly – ved hjelp av luftstråler og luftradiatorer. I en slik høyde, som i verdensrommet generelt, er den eneste måten å overføre varme på termisk stråling.

Sammensetningen av atmosfæren

Sammensetning av tørr luft

Jordens atmosfære består hovedsakelig av gasser og ulike urenheter (støv, vanndråper, iskrystaller, havsalter, forbrenningsprodukter).

Konsentrasjonen av gasser som utgjør atmosfæren er nesten konstant, med unntak av vann (H 2 O) og karbondioksid (CO 2).

Sammensetning av tørr luft
Nitrogen
Oksygen
Argon
Vann
Karbondioksid
Neon
Helium
Metan
Krypton
Hydrogen
Xenon
Nitrogenoksid

I tillegg til gassene som er angitt i tabellen, inneholder atmosfæren SO 2, NH 3, CO, ozon, hydrokarboner, HCl, HF, par hg, I 2 , og NEI og mange andre gasser i mindre mengder. Troposfæren inneholder konstant et stort antall suspenderte faste og flytende partikler ( aerosol).

Historien om dannelsen av atmosfæren

Ifølge den vanligste teorien har jordens atmosfære vært i fire forskjellige sammensetninger over tid. Opprinnelig besto den av lette gasser ( hydrogen Og helium) fanget fra interplanetarisk rom. Dette såkalte primær atmosfære(for omtrent fire milliarder år siden). På neste trinn førte aktiv vulkansk aktivitet til metning av atmosfæren med andre gasser enn hydrogen (karbondioksid, ammoniakk, damp). Dette er hvordan sekundær atmosfære(omtrent tre milliarder år før våre dager). Denne atmosfæren var gjenopprettende. Videre ble prosessen med dannelse av atmosfæren bestemt av følgende faktorer:

lekkasje av lette gasser (hydrogen og helium) inn i interplanetarisk rom;

kjemiske reaksjoner som oppstår i atmosfæren under påvirkning av ultrafiolett stråling, lynutladninger og noen andre faktorer.

Gradvis førte disse faktorene til dannelsen tertiær atmosfære, karakterisert ved et mye lavere innhold av hydrogen og et mye høyere innhold av nitrogen og karbondioksid (dannet som følge av kjemiske reaksjoner fra ammoniakk og hydrokarboner).

Nitrogen

Dannelsen av en stor mengde N 2 skyldes oksidasjonen av ammoniakk-hydrogen-atmosfæren av molekylær O 2, som begynte å komme fra overflaten av planeten som et resultat av fotosyntese, fra 3 milliarder år siden. N 2 frigjøres også til atmosfæren som følge av denitrifisering av nitrater og andre nitrogenholdige forbindelser. Nitrogen oksideres av ozon til NO i den øvre atmosfæren.

Nitrogen N 2 inngår reaksjoner bare under spesifikke forhold (for eksempel under et lynutladning). Oksidasjon av molekylært nitrogen med ozon under elektriske utladninger brukes i industriell produksjon av nitrogengjødsel. Den kan oksideres med lavt energiforbruk og omdannes til en biologisk aktiv form cyanobakterier (blågrønnalger) og knutebakterier som danner rhizobialen symbiose Med belgfrukter planter, såkalte. grønngjødsel.

Oksygen

Sammensetningen av atmosfæren begynte å endre seg radikalt med ankomsten av levende organismer, som et resultat fotosyntese ledsaget av frigjøring av oksygen og absorpsjon av karbondioksid. Opprinnelig ble oksygen brukt på oksidasjon av reduserte forbindelser - ammoniakk, hydrokarboner, oksidform kjertel inneholdt i havene osv. På slutten av dette stadiet begynte oksygeninnholdet i atmosfæren å vokse. Etter hvert dannet det seg en moderne atmosfære med oksiderende egenskaper. Siden dette forårsaket alvorlige og brå endringer i mange prosesser som skjedde i atmosfære, litosfæren Og biosfære, kalles denne hendelsen Oksygenkatastrofe.

I løpet av Fanerozoikum atmosfærens sammensetning og oksygeninnholdet gjennomgikk endringer. De korrelerte først og fremst med avsetningshastigheten for organiske sedimentære bergarter. Så i periodene med kullakkumulering oversteg oksygeninnholdet i atmosfæren tilsynelatende det moderne nivået merkbart.

Karbondioksid

Innholdet av CO 2 i atmosfæren avhenger av vulkansk aktivitet og kjemiske prosesser i jordskjellene, men mest av alt - av intensiteten av biosyntese og nedbrytning av organisk materiale i biosfære Jord. Nesten hele den nåværende biomassen til planeten (omtrent 2,4 × 10 12 tonn ) dannes på grunn av karbondioksid, nitrogen og vanndamp som finnes i atmosfærisk luft. Begravd i hav, V sumper og i skoger organisk materiale blir kull, olje Og naturgass. (cm. Geokjemisk syklus av karbon)

edle gasser

Kilde til inerte gasser - argon, helium Og krypton- vulkanutbrudd og forfall av radioaktive grunnstoffer. Jorden som helhet og atmosfæren spesielt er utarmet på inerte gasser sammenlignet med verdensrommet. Det antas at årsaken til dette ligger i kontinuerlig lekkasje av gasser til det interplanetære rommet.

Luftforurensing

Nylig begynte utviklingen av atmosfæren å bli påvirket av Menneskelig. Resultatet av hans aktiviteter var en konstant betydelig økning i innholdet av karbondioksid i atmosfæren på grunn av forbrenning av hydrokarbonbrensel akkumulert i tidligere geologiske epoker. Store mengder CO 2 forbrukes under fotosyntesen og absorberes av verdenshavene. Denne gassen kommer inn i atmosfæren på grunn av nedbrytning av karbonatbergarter og organiske stoffer av plante- og animalsk opprinnelse, samt på grunn av vulkanisme og menneskelig produksjonsaktiviteter. I løpet av de siste 100 årene har innholdet av CO 2 i atmosfæren økt med 10 %, hvor hoveddelen (360 milliarder tonn) kommer fra forbrenning av drivstoff. Hvis veksthastigheten for forbrenning av drivstoff fortsetter, vil mengden CO 2 i atmosfæren fordobles i løpet av de neste 50 - 60 årene og kan føre til globale klimaendringer.

Drivstoffforbrenning er hovedkilden til begge forurensende gasser ( SÅ, NEI, SÅ 2 ). Svoveldioksid oksideres av atmosfærisk oksygen til SÅ 3 i den øvre atmosfæren, som igjen samhandler med vanndamp og ammoniakk, og det resulterende svovelsyre (H 2 SÅ 4 ) Og ammoniumsulfat ((NH 4 ) 2 SÅ 4 ) tilbake til jordoverflaten i form av en såkalt. sur nedbør. Bruk motorer intern forbrenning fører til betydelig luftforurensning med nitrogenoksider, hydrokarboner og blyforbindelser ( tetraetyl bly Pb(CH 3 CH 2 ) 4 ) ).

Aerosolforurensning av atmosfæren er forårsaket både av naturlige årsaker (vulkanutbrudd, støvstormer, medføring av sjøvannsdråper og plantepollen, etc.) og av menneskelig økonomisk aktivitet (utvinning av malm og byggematerialer, brennstoffforbrenning, sementproduksjon, etc.) .). Intens storskala fjerning av faste partikler i atmosfæren er en av de mulige årsakene til klimaendringer på planeten.

Atmosfæren er det gassformede skallet på planeten vår som roterer med jorden. Gassen i atmosfæren kalles luft. Atmosfæren er i kontakt med hydrosfæren og dekker delvis litosfæren. Men det er vanskelig å bestemme de øvre grensene. Konvensjonelt antas det at atmosfæren strekker seg oppover i omtrent tre tusen kilometer. Der flyter det jevnt inn i det luftløse rommet.

Den kjemiske sammensetningen av jordens atmosfære

Formasjon kjemisk oppbygning atmosfæren begynte for rundt fire milliarder år siden. Opprinnelig besto atmosfæren bare av lette gasser - helium og hydrogen. Ifølge forskere var de første forutsetningene for å lage et gasskall rundt jorden vulkanutbrudd, som sammen med lava ga ut en enorm mengde gasser. Deretter begynte gassutvekslingen vannforekomster, med levende organismer, med produktene av deres aktivitet. Sammensetningen av luften endret seg gradvis og moderne form etablert for flere millioner år siden.

Hovedkomponentene i atmosfæren er nitrogen (omtrent 79 %) og oksygen (20 %). Den resterende prosentandelen (1%) står for følgende gasser: argon, neon, helium, metan, karbondioksid, hydrogen, krypton, xenon, ozon, ammoniakk, svoveldioksid og nitrogen, lystgass og karbonmonoksid, inkludert i denne én prosent.

I tillegg inneholder luften vanndamp og partikler (plantepollen, støv, saltkrystaller, aerosol-urenheter).

Nylig har forskere bemerket ikke kvalitativ, men kvantitativ endring noen luftingredienser. Og grunnen til dette er personen og hans aktivitet. Bare de siste 100 årene har innholdet av karbondioksid økt betydelig! Dette er fylt med mange problemer, hvorav det mest globale er klimaendringer.

Dannelse av vær og klima

Stemningen spiller essensiell rolle i dannelsen av klima og vær på jorden. Mye avhenger av mengden sollys, på beskaffenheten til den underliggende overflaten og atmosfærisk sirkulasjon.

La oss se på faktorene i rekkefølge.

1. Atmosfæren overfører varmen fra solstrålene og absorberer skadelig stråling. De gamle grekerne visste at solens stråler faller på forskjellige deler av jorden i forskjellige vinkler. Selve ordet "klima" i oversettelse fra gammelgresk betyr "skråning". Så ved ekvator faller solstrålene nesten vertikalt, fordi det er veldig varmt her. Jo nærmere stolpene, jo større helningsvinkel. Og temperaturen synker.

2. På grunn av jordens ujevn oppvarming dannes det luftstrømmer i atmosfæren. De er klassifisert etter størrelse. De minste (ti og hundre meter) er lokale vinder. Dette etterfølges av monsuner og passatvinder, sykloner og antisykloner, planetariske frontalsoner.

Alle disse luftmassene beveger seg konstant. Noen av dem er ganske statiske. For eksempel passatvindene som blåser fra subtropene mot ekvator. Andres bevegelse er i stor grad avhengig av atmosfærisk trykk.

3. Atmosfærisk trykk er en annen faktor som påvirker klimadannelsen. Dette er lufttrykket på jordoverflaten. Luftmasser beveger seg som kjent fra et område med høyt atmosfærisk trykk mot et område hvor dette trykket er lavere.

Det er totalt 7 soner. Ekvator er en lavtrykkssone. Videre, på begge sider av ekvator opp til trettiende breddegrader - et område med høyt trykk. Fra 30° til 60° - igjen lavtrykk. Og fra 60° til polene - en sone med høytrykk. Luftmasser sirkulerer mellom disse sonene. De som går fra havet til land gir regn og dårlig vær, og de som blåser fra kontinentene gir klart og tørt vær. På steder der luftstrømmer kolliderer, dannes atmosfæriske frontsoner, som er preget av nedbør og dårlig vind.

Forskere har bevist at selv en persons velvære avhenger av atmosfærisk trykk. I henhold til internasjonale standarder er normalt atmosfærisk trykk 760 mm Hg. kolonne ved 0°C. Dette tallet er beregnet for de landområdene som er nesten i flukt med havnivået. Trykket avtar med høyden. Derfor, for eksempel for St. Petersburg 760 mm Hg. - er normen. Men for Moskva, som ligger høyere, er det normale trykket 748 mm Hg.

Trykket endres ikke bare vertikalt, men også horisontalt. Dette merkes spesielt under passering av sykloner.

Atmosfærens struktur

Atmosfæren er som en lagkake. Og hvert lag har sine egne egenskaper.

. Troposfæren er laget nærmest jorden. "Tykkelsen" på dette laget endres når du beveger deg bort fra ekvator. Over ekvator strekker laget seg oppover i 16-18 km, i tempererte soner - i 10-12 km, ved polene - i 8-10 km.

Det er her at 80% av den totale massen av luft og 90% av vanndamp er inneholdt. Her dannes skyer, sykloner og antisykloner oppstår. Lufttemperaturen avhenger av høyden i området. I gjennomsnitt synker den med 0,65 °C for hver 100 meter.

. tropopause- overgangslag av atmosfæren. Høyden er fra flere hundre meter til 1-2 km. Lufttemperaturen om sommeren er høyere enn om vinteren. Så for eksempel over polene om vinteren -65 ° C. Og over ekvator når som helst på året er det -70 ° C.

. Stratosfæren- dette er et lag, hvis øvre grense går i en høyde på 50-55 kilometer. Turbulensen er lav her, vanndampinnholdet i luften er ubetydelig. Men mye ozon. Dens maksimale konsentrasjon er i en høyde på 20-25 km. I stratosfæren begynner lufttemperaturen å stige og når +0,8 ° C. Dette skyldes det faktum at ozonlaget interagerer med ultrafiolett stråling.

. Stratopause- et lavt mellomlag mellom stratosfæren og mesosfæren etter den.

. Mesosfæren- den øvre grensen til dette laget er 80-85 kilometer. Her foregår komplekse fotokjemiske prosesser som involverer frie radikaler. Det er de som gir den milde blå gløden til planeten vår, som er sett fra verdensrommet.

De fleste kometer og meteoritter brenner opp i mesosfæren.

. mesopause- det neste mellomlaget, hvor lufttemperaturen er minst -90 °.

. Termosfære- den nedre grensen begynner i en høyde på 80 - 90 km, og den øvre grensen til laget passerer omtrent ved merket på 800 km. Lufttemperaturen stiger. Det kan variere fra +500° C til +1000° C. På dagtid utgjør temperatursvingningene hundrevis av grader! Men luften her er så sjelden at forståelsen av begrepet "temperatur" slik vi forestiller oss det ikke er hensiktsmessig her.

. Ionosfære- forener mesosfære, mesopause og termosfære. Luften her består hovedsakelig av oksygen- og nitrogenmolekyler, samt kvasinutralt plasma. Solens stråler, som faller inn i ionosfæren, ioniserer kraftig luftmolekyler. I det nedre laget (opptil 90 km) er ioniseringsgraden lav. Jo høyere, jo mer ionisering. Så, i en høyde på 100-110 km, er elektroner konsentrert. Dette bidrar til refleksjon av korte og mellomstore radiobølger.

Det viktigste laget av ionosfæren er det øvre, som ligger i en høyde på 150-400 km. Det særegne er at det reflekterer radiobølger, og dette bidrar til overføring av radiosignaler over lange avstander.

Det er i ionosfæren at et slikt fenomen som nordlys oppstår.

. Eksosfære- består av oksygen, helium og hydrogenatomer. Gassen i dette laget er svært sjeldent, og ofte slipper hydrogenatomer ut i verdensrommet. Derfor kalles dette laget "spredningssonen".

Den første forskeren som antydet at atmosfæren vår har vekt var italieneren E. Torricelli. Ostap Bender, for eksempel, i romanen "Gullkalven" beklaget at hver person ble presset av en luftsøyle som veide 14 kg! Men den store strategen tok litt feil. En voksen person opplever et trykk på 13-15 tonn! Men vi føler ikke denne tyngden, fordi atmosfærisk trykk balanseres av det indre trykket til en person. Vekten av atmosfæren vår er 5.300.000.000.000.000 tonn. Tallet er kolossalt, selv om det bare er en milliondel av vekten til planeten vår.

Atmosfæren er en blanding av forskjellige gasser. Den strekker seg fra jordens overflate til en høyde på opptil 900 km, og beskytter planeten mot det skadelige spekteret av solstråling, og inneholder gasser som er nødvendige for alt liv på planeten. Atmosfæren fanger varmen fra solen, varmer nær jordoverflaten og skaper et gunstig klima.

Sammensetningen av atmosfæren

Jordens atmosfære består hovedsakelig av to gasser - nitrogen (78 %) og oksygen (21 %). I tillegg inneholder den urenheter av karbondioksid og andre gasser. i atmosfæren finnes i form av damp, dråper av fuktighet i skyer og iskrystaller.

Lag av atmosfæren

Atmosfæren består av mange lag, mellom hvilke det ikke er klare grenser. Temperaturene til forskjellige lag skiller seg markant fra hverandre.

luftløs magnetosfære. De fleste av jordens satellitter flyr her utenfor jordens atmosfære. Eksosfære (450-500 km fra overflaten). Inneholder nesten ikke gasser. Noen værsatellitter flyr i eksosfæren. Termosfæren (80-450 km) er preget av høye temperaturer som når 1700°C i det øvre laget. Mesosfæren (50-80 km). I denne sfæren synker temperaturen når høyden øker. Det er her de fleste meteorittene (fragmenter av rombergarter) som kommer inn i atmosfæren brenner ned. Stratosfæren (15-50 km). Inneholder et ozonlag, dvs. et ozonlag som absorberer ultrafiolett stråling fra solen. Dette fører til en økning i temperaturen nær jordoverflaten. Jetfly flyr vanligvis her, som sikten i dette laget er veldig god og det er nesten ingen forstyrrelser forårsaket av værforhold. Troposfæren. Høyden varierer fra 8 til 15 km fra jordoverflaten. Det er her planetens vær dannes, siden i dette laget inneholder mest vanndamp, støv og vind. Temperaturen synker med avstanden fra jordoverflaten.

Atmosfæretrykk

Selv om vi ikke føler det, utøver lagene i atmosfæren press på jordoverflaten. Den høyeste er nær overflaten, og når du beveger deg bort fra den, avtar den gradvis. Det avhenger av temperaturforskjellen mellom land og hav, og derfor i områder som ligger på samme høyde det er ofte forskjellige trykk over havet. Lavtrykk gir vått vær, mens høytrykk vanligvis setter klart vær.

Bevegelsen av luftmasser i atmosfæren

Og trykket får den nedre atmosfæren til å blande seg. Dette skaper vind som blåser fra områder med høytrykk til områder med lavtrykk. I mange regioner forekommer også lokale vinder, forårsaket av forskjeller i land- og havtemperaturer. Fjell har også en betydelig innflytelse på vindretningen.

Drivhuseffekt

Karbondioksid og andre gasser i jordens atmosfære fanger opp solvarmen. Denne prosessen kalles vanligvis drivhuseffekten, da den på mange måter ligner sirkulasjonen av varme i drivhusene. Drivhuseffekten forårsaker global oppvarming på planeten. I områder med høyt trykk - antisykloner - etableres en klar solenergi. I områder med lavtrykk - sykloner - er været vanligvis ustabilt. Varme og lys kommer inn i atmosfæren. Gassene fanger varmen som reflekteres fra jordoverflaten, og får dermed temperaturen på jorden til å stige.

Det er et spesielt ozonlag i stratosfæren. Ozon blokkerer det meste av den ultrafiolette strålingen fra solen, og beskytter jorden og alt liv på den fra den. Forskere har funnet ut at årsaken til ødeleggelsen av ozonlaget er spesielle klorfluorkarbondioksidgasser som finnes i enkelte aerosoler og kjøleutstyr. Over Arktis og Antarktis er det funnet enorme hull i ozonlaget, noe som bidrar til en økning i mengden ultrafiolett stråling som påvirker jordoverflaten.

Ozon dannes i den nedre atmosfæren som følge av solstråling og ulike avgasser og gasser. Vanligvis spres det gjennom atmosfæren, men hvis det dannes et lukket lag med kald luft under et lag med varm luft, konsentreres ozon og det oppstår smog. Dessverre kan dette ikke veie opp for tapet av ozon i ozonhullÅh.

Satellittbildet viser tydelig et hull i ozonlaget over Antarktis. Størrelsen på hullet varierer, men forskerne mener at det stadig øker. Det gjøres forsøk på å redusere nivået av avgasser i atmosfæren. Reduser luftforurensning og bruk røykfritt drivstoff i byer. Smog forårsaker øyeirritasjon og kvelning hos mange mennesker.

Fremveksten og utviklingen av jordens atmosfære

Jordens moderne atmosfære er et resultat av en lang evolusjonær utvikling. Det oppsto som et resultat felles aksjon geologiske faktorer og vital aktivitet av organismer. Gjennom geologisk historie har jordens atmosfære gjennomgått flere dyptgripende omorganiseringer. På grunnlag av geologiske data og teoretiske (forutsetninger) kan den unge jordens uratmosfære, som eksisterte for rundt 4 milliarder år siden, bestå av en blanding av inert og edle gasser med et lite tilskudd av passivt nitrogen (N. A. Yasamanov, 1985; A. S. Monin, 1987; O. G. Sorokhtin, S. A. Ushakov, 1991, 1993). For tiden har synet på sammensetningen og strukturen til den tidlige atmosfæren endret seg noe. Primær atmosfære (protoatmosfære) på det tidligste protoplanetariske stadiet, dvs. eldre enn 4,2 milliarder år, kan bestå av en blanding av metan, ammoniakk og karbondioksid. Som et resultat av avgassing av mantelen og aktive forvitringsprosesser på jordens overflate, vanndamp, karbonforbindelser i form av CO 2 og CO, svovel og dets forbindelser, samt sterke halogensyrer - НCI, НF, НI og borsyre, som ble supplert med metan, ammoniakk, hydrogen, argon og noen andre edle gasser i atmosfæren. Denne uratmosfæren var ekstremt tynn. Derfor var temperaturen nær jordoverflaten nær temperaturen for strålingslikevekt (AS Monin, 1977).

Over tid begynte gasssammensetningen til den primære atmosfæren å forvandle seg under påvirkning av forvitringsprosessene av bergarter som stikker ut på jordens overflate, den vitale aktiviteten til cyanobakterier og blågrønne alger, vulkanske prosesser og virkningen av sollys. Dette førte til spaltning av metan til og karbondioksid, ammoniakk - til nitrogen og hydrogen; karbondioksid begynte å samle seg i den sekundære atmosfæren, som sakte falt ned til jordens overflate, og nitrogen. Takket være den vitale aktiviteten til blågrønne alger, begynte oksygen å produseres i prosessen med fotosyntese, som imidlertid i begynnelsen hovedsakelig ble brukt på å "oksidere atmosfæriske gasser, og deretter bergarter. Samtidig begynte ammoniakk, oksidert til molekylært nitrogen, å samle seg intensivt i atmosfæren. Det antas at en betydelig del av nitrogenet i den moderne atmosfæren er relikt. Metan og karbonmonoksid ble oksidert til karbondioksid. Svovel og hydrogensulfid ble oksidert til SO 2 og SO 3, som på grunn av sin høye mobilitet og letthet raskt ble fjernet fra atmosfæren. Dermed ble atmosfæren fra en reduserende, slik den var i det arkeiske og tidlige proterozoikum, gradvis til en oksiderende.

Karbondioksid kom inn i atmosfæren både som følge av metanoksidasjon og som følge av avgassing av mantelen og forvitring av bergarter. I tilfelle at all karbondioksid som ble frigjort gjennom hele jordens historie, forble i atmosfæren, kan partialtrykket nå bli det samme som på Venus (O. Sorokhtin, S. A. Ushakov, 1991). Men på jorden ble prosessen snudd. En betydelig del av karbondioksid fra atmosfæren ble løst opp i hydrosfæren, hvor det ble brukt av vannlevende organismer til å bygge skall og biogent omdannet til karbonater. Deretter ble de kraftigste lagene av kjemogene og organogene karbonater dannet fra dem.

Oksygen ble tilført atmosfæren fra tre kilder. I lang tid, fra tidspunktet for dannelsen av jorden, ble den frigjort i prosessen med avgassing av mantelen og ble hovedsakelig brukt på oksidative prosesser, En annen kilde til oksygen var fotodissosiasjonen av vanndamp ved hard ultrafiolett solstråling. opptredener; fritt oksygen i atmosfæren førte til døden til de fleste prokaryotene som levde under reduserende forhold. Prokaryote organismer har endret habitater. De forlot jordens overflate til dens dybder og regioner der reduserende forhold fortsatt var bevart. De ble erstattet av eukaryoter, som begynte å prosessere karbondioksid kraftig til oksygen.

Under det arkeiske og en betydelig del av proterozoikum ble nesten alt oksygen, som oppsto både abiogent og biogent, hovedsakelig brukt på oksidasjon av jern og svovel. Ved slutten av proterozoikum oksiderte alt det metalliske jernholdige jernet som var på jordoverflaten enten oksidert eller flyttet inn i jordens kjerne. Dette førte til at partialtrykket av oksygen i den tidlige proterozoiske atmosfæren endret seg.

Midt i Proterozoikum nådde konsentrasjonen av oksygen i atmosfæren Urey-punktet og utgjorde 0,01 % av dagens nivå. Fra den tiden begynte oksygen å samle seg i atmosfæren, og sannsynligvis allerede på slutten av Riphean nådde innholdet Pasteur-punktet (0,1% av dagens nivå). Det er mulig at ozonlaget oppsto i den vendiske perioden og den gangen forsvant det aldri.

Fremkomsten av fritt oksygen i jordens atmosfære stimulerte utviklingen av liv og førte til fremveksten av nye former med en mer perfekt metabolisme. Hvis tidligere eukaryote encellede alger og cyanider, som dukket opp i begynnelsen av Proterozoicum, krevde et oksygeninnhold i vann på bare 10 -3 av dens moderne konsentrasjon, så med fremveksten av ikke-skjelettmetazoa på slutten av den tidlige vendianske, dvs. for rundt 650 millioner år siden burde oksygenkonsentrasjonen i atmosfæren vært mye høyere. Tross alt ble Metazoa brukt oksygen respirasjon og dette krevde partialtrykket av oksygen for å nå kritisk nivå- Pasteurpoeng. I dette tilfellet ble den anaerobe gjæringsprosessen erstattet av en energisk mer lovende og progressiv oksygenmetabolisme.

Etter det skjedde den videre akkumuleringen av oksygen i jordens atmosfære ganske raskt. Den progressive økningen i volumet av blågrønne alger bidro til oppnåelsen i atmosfæren av oksygennivået som er nødvendig for livsstøtten til dyreverdenen. En viss stabilisering av oksygeninnholdet i atmosfæren har skjedd siden det øyeblikket plantene kom til land – for rundt 450 millioner år siden. Fremveksten av planter på land, som skjedde i silurperioden, førte til den endelige stabiliseringen av oksygennivået i atmosfæren. Siden den gang begynte konsentrasjonen å svinge innenfor ganske trange grenser, og gikk aldri utover livets eksistens. Konsentrasjonen av oksygen i atmosfæren har stabilisert seg fullstendig siden blomstrende planter dukket opp. Denne hendelsen fant sted midt i kritttiden, d.v.s. for rundt 100 millioner år siden.

Hovedtyngden av nitrogen ble dannet i de tidlige stadiene av jordens utvikling, hovedsakelig på grunn av nedbryting av ammoniakk. Med fremkomsten av organismer begynte prosessen med å binde atmosfærisk nitrogen til organisk materiale og begrave det i marine sedimenter. Etter frigjøring av organismer på land begynte nitrogen å bli begravd i kontinentale sedimenter. Prosessene med å behandle fritt nitrogen ble spesielt intensivert med ankomsten av landplanter.

Ved overgangen til kryptozoikum og fanerozoikum, det vil si for rundt 650 millioner år siden, sank karbondioksidinnholdet i atmosfæren til tideler av en prosent, og det nådde et innhold nær dagens nivå bare ganske nylig, rundt 10-20 millioner. år siden.

Dermed ga gasssammensetningen i atmosfæren ikke bare leverom for organismer, men bestemte også egenskapene til deres vitale aktivitet, fremmet bosetting og evolusjon. De resulterende feilene i fordelingen av den atmosfæriske gasssammensetningen som var gunstig for organismer, både på grunn av kosmiske og planetariske årsaker, førte til masseutryddelser av den organiske verden, som gjentatte ganger skjedde under kryptozoikum og ved visse grenser av den fanerozoiske historien.

Etnosfæriske funksjoner av atmosfæren

Jordens atmosfære gir nødvendig stoff, energi og bestemmer retningen og hastigheten til metabolske prosesser. Gasssammensetningen i den moderne atmosfæren er optimal for livets eksistens og utvikling. Som en region med vær og klimadannelse, må atmosfæren skape komfortable forhold for livet til mennesker, dyr og vegetasjon. Avvik i en eller annen retning i kvaliteten på atmosfærisk luft og værforhold skaper ekstreme forhold for livet til dyre- og planteverdenen, inkludert mennesker.

Atmosfæren på jorden gir ikke bare betingelsene for menneskehetens eksistens, den er hovedfaktoren i utviklingen av etnosfæren. Samtidig viser det seg å være en energi- og råvareressurs for produksjon. Generelt er atmosfæren en faktor som bevarer menneskers helse, og noen områder, på grunn av fysiske og geografiske forhold og atmosfærisk luftkvalitet, fungerer som rekreasjonsområder og er områder beregnet for sanatoriumbehandling og rekreasjon for mennesker. Dermed er atmosfæren en faktor for estetisk og følelsesmessig påvirkning.

Atmosfærens etnosfæriske og teknosfæriske funksjoner, bestemt ganske nylig (E. D. Nikitin, N. A. Yasamanov, 2001), trenger en uavhengig og dyptgående studie. Dermed er studiet av atmosfæriske energifunksjoner svært relevant både når det gjelder forekomst og drift av prosesser som skader miljøet, og når det gjelder innvirkning på menneskers helse og velvære. I dette tilfellet snakker vi om energien til sykloner og antisykloner, atmosfæriske virvler, atmosfærisk trykk og andre ekstreme atmosfæriske fenomener, hvis effektive bruk vil bidra til vellykket løsning problemer med å skaffe ikke-forurensende miljø alternative energikilder. Tross alt er luftmiljøet, spesielt den delen av det som ligger over verdenshavet, et område for frigjøring av en kolossal mengde gratis energi.

For eksempel er det fastslått at tropiske sykloner med gjennomsnittlig styrke frigjør energi tilsvarende energien til 500 000 atombomber som ble sluppet over Hiroshima og Nagasaki på bare en dag. I 10 dager etter eksistensen av en slik syklon, frigjøres energi tilstrekkelig til å tilfredsstille alle energibehov et land som USA i 600 år.

I i fjor Det er publisert et stort antall arbeider av naturvitere, på en eller annen måte om ulike aspekter ved aktivitet og atmosfærens påvirkning på jordprosesser, noe som indikerer intensivering av tverrfaglige interaksjoner i moderne naturvitenskap. Samtidig manifesteres den integrerende rollen til visse av dens retninger, blant annet er det nødvendig å merke seg den funksjonell-økologiske retningen i geoøkologi.

Denne retningen stimulerer analysen og teoretisk generalisering på økologiske funksjoner og den planetariske rollen til ulike geosfærer, og dette er i sin tur en viktig forutsetning for utvikling av metodikk og vitenskapelig grunnlag for en helhetlig studie av planeten vår, rasjonell bruk og beskyttelse av naturressursene.

Jordens atmosfære består av flere lag: troposfære, stratosfære, mesosfære, termosfære, ionosfære og eksosfære. I den øvre delen av troposfæren og den nedre delen av stratosfæren er det et lag anriket med ozon, kalt ozonlaget. Det er etablert visse (daglige, sesongmessige, årlige osv.) regulariteter i fordelingen av ozon. Siden starten har atmosfæren påvirket forløpet av planetariske prosesser. Atmosfærens primære sammensetning var helt annerledes enn i dag, men over tid økte andelen og rollen til molekylært nitrogen jevnt og trutt, for rundt 650 millioner år siden dukket det opp fritt oksygen, mengden av dette økte kontinuerlig, men konsentrasjonen av karbondioksid sank tilsvarende. . Atmosfærens høye mobilitet, gasssammensetningen og tilstedeværelsen av aerosoler bestemmer dens enestående rolle og aktive deltakelse i ulike geologiske og biosfæriske prosesser. Atmosfærens rolle i omfordelingen er stor solenergi og utviklingen av katastrofale naturfenomener og katastrofer. Negativ innvirkning på den organiske verden og naturlige systemer atmosfæriske virvelvinder - tornadoer (tornadoer), orkaner, tyfoner, sykloner og andre fenomener. De viktigste kildene til forurensning sammen med naturlige faktorer kommer i ulike former Økonomisk aktivitet person. Menneskeskapte påvirkninger på atmosfæren uttrykkes ikke bare i utseendet til ulike aerosoler og drivhusgasser, men i en økning i mengden vanndamp, og vises i form av smog og sur nedbør. Drivhusgasser endrer temperaturregimet på jordoverflaten, utslipp av visse gasser reduserer volumet av ozonskjermen og bidrar til dannelsen av ozonhull. Den etnosfæriske rollen til jordens atmosfære er stor.

Atmosfærens rolle i naturlige prosesser

Overflateatmosfæren i sin mellomtilstand mellom litosfæren og verdensrommet og dens gasssammensetning skaper betingelser for organismers liv. Samtidig avhenger forvitringen og intensiteten av ødeleggelse av bergarter, overføring og akkumulering av skadelig materiale av nedbørsmengden, naturen og hyppigheten av nedbør, vindfrekvensen og styrken, og spesielt lufttemperaturen. Atmosfæren er den sentrale komponenten i klimasystemet. Lufttemperatur og fuktighet, overskyet og nedbør, vind - alt dette kjennetegner været, det vil si atmosfærens konstant skiftende tilstand. Samtidig karakteriserer de samme komponentene også klimaet, det vil si det gjennomsnittlige langsiktige værregimet.

Sammensetningen av gasser, tilstedeværelsen av skyer og forskjellige urenheter, som kalles aerosolpartikler (aske, støv, partikler av vanndamp), bestemmer egenskapene til passasjen av solstråling gjennom atmosfæren og forhindrer rømning termisk stråling Jorden til verdensrommet.

Jordens atmosfære er veldig mobil. Prosessene som oppstår i den og endringer i gasssammensetning, tykkelse, uklarhet, gjennomsiktighet og tilstedeværelsen av ulike aerosolpartikler i den påvirker både været og klimaet.

Virkningen og retningen til naturlige prosesser, samt liv og aktivitet på jorden, bestemmes av solstråling. Det gir 99,98 % av varmen som kommer til jordens overflate. Årlig gir den 134*1019 kcal. Denne mengden varme kan oppnås ved å brenne 200 milliarder tonn kull. Reservene av hydrogen, som skaper denne strømmen av termonukleær energi i solens masse, vil være nok i minst 10 milliarder år til, det vil si i en periode dobbelt så lenge som planeten vår selv eksisterer.

Omtrent 1/3 av den totale mengden solenergi som kommer inn i atmosfærens øvre grense reflekteres tilbake til verdensrommet, 13 % absorberes av ozonlaget (inkludert nesten all ultrafiolett stråling). 7% - resten av atmosfæren og bare 44% når jordens overflate. Den totale solstrålingen som når jorden i løpet av en dag er lik energien menneskeheten har mottatt som et resultat av å brenne alle typer drivstoff i løpet av det siste årtusenet.

Mengden og arten av fordelingen av solstråling på jordens overflate er nært avhengig av atmosfærens uklarhet og gjennomsiktighet. Mengden spredt stråling påvirkes av solens høyde over horisonten, atmosfærens gjennomsiktighet, innholdet av vanndamp, støv, den totale mengden karbondioksid, etc.

Den maksimale mengden spredt stråling faller inn i de polare områdene. Jo lavere solen er over horisonten, jo mindre varme kommer inn i et gitt område.

Atmosfærisk åpenhet og uklarhet er av stor betydning. På en overskyet sommerdag er det vanligvis kaldere enn på en klar dag, siden skyer på dagtid hindrer jordoverflaten i å varmes opp.

Støvinnholdet i atmosfæren spiller en viktig rolle i fordelingen av varme. De fint spredte faste partiklene av støv og aske i den, som påvirker dens gjennomsiktighet, påvirker fordelingen av solstråling negativt, hvorav det meste reflekteres. Fine partikler kommer inn i atmosfæren på to måter: det er enten aske som slippes ut under vulkanutbrudd, eller ørkenstøv båret av vind fra tørre tropiske og subtropiske områder. Spesielt mye slikt støv dannes under tørke, når det føres inn i de øvre lagene av atmosfæren av strømmer av varm luft og kan bli der i lang tid. Etter utbruddet av Krakatoa-vulkanen i 1883 forble støv som ble kastet titalls kilometer inn i atmosfæren i stratosfæren i omtrent 3 år. Som et resultat av 1985-utbruddet av El Chichon-vulkanen (Mexico), nådde støv Europa, og derfor var det en liten nedgang i overflatetemperaturen.

Jordens atmosfære inneholder en variabel mengde vanndamp. I absolutte termer, etter vekt eller volum, varierer mengden fra 2 til 5%.

Vanndamp, som karbondioksid, forsterker Drivhuseffekt. I skyene og tåkene som oppstår i atmosfæren, foregår særegne fysisk-kjemiske prosesser.

Den primære kilden til vanndamp i atmosfæren er overflaten av havene. Et vannlag som er 95 til 110 cm tykt, fordamper årlig fra det.En del av fuktigheten går tilbake til havet etter kondensering, og det andre ledes mot kontinentene av luftstrømmer. I regioner med et variabelt fuktig klima fukter nedbør jorda, og i fuktige områder skaper det grunnvannsreserver. Dermed er atmosfæren en akkumulator av fuktighet og et reservoar av nedbør. og tåke som dannes i atmosfæren gir fuktighet til jorddekket og spiller dermed en avgjørende rolle i utviklingen av dyre- og planteverdenen.

Atmosfærisk fuktighet fordeles over jordoverflaten på grunn av atmosfærens mobilitet. Hun har en veldig et komplekst system vind og trykkfordeling. På grunn av at atmosfæren er i kontinuerlig bevegelse, er arten og omfanget av fordelingen av vindstrømmer og trykk i stadig endring. Sirkulasjonsskalaene varierer fra mikrometeorologiske, med en størrelse på bare noen få hundre meter, til en global, med en størrelse på flere titusenvis av kilometer. Enorme atmosfæriske virvler er involvert i etableringen av systemer med store luftstrømmer og bestemmer atmosfærens generelle sirkulasjon. I tillegg er de kilder til katastrofale atmosfæriske fenomener.

Fordelingen av vær og klimatiske forhold og funksjonen til levende stoffer avhenger av atmosfærisk trykk. I tilfelle atmosfærisk trykk svinger innenfor små grenser, spiller det ikke avgjørende rolle i menneskers velvære og oppførselen til dyr og påvirker ikke plantens fysiologiske funksjoner. Som regel er frontfenomener og værforandringer forbundet med trykkendringer.

Atmosfærisk trykk er av grunnleggende betydning for dannelsen av vind, som, som en avlastningsdannende faktor, har sterkest effekt på flora og fauna.

Vinden er i stand til å undertrykke veksten av planter og fremmer samtidig overføringen av frø. Vindens rolle i dannelsen av vær og klimatiske forhold er stor. Han fungerer også som regulator. havstrømmer. Vind som en av de eksogene faktorene bidrar til erosjon og deflasjon av forvitret materiale over lange avstander.

Økologisk og geologisk rolle av atmosfæriske prosesser

Nedgangen i atmosfærens gjennomsiktighet på grunn av utseendet til aerosolpartikler og fast støv i den påvirker fordelingen av solstråling, øker albedoen eller reflektiviteten. Ulike kjemiske reaksjoner fører til det samme resultatet, og forårsaker nedbrytning av ozon og dannelse av "perle"-skyer, bestående av vanndamp. Global endring i refleksjonsevne, samt endringer i gasssammensetningen i atmosfæren, hovedsakelig klimagasser, er årsaken til klimaendringene.

Ujevn oppvarming, som forårsaker forskjeller i atmosfærisk trykk over forskjellige deler av jordens overflate, fører til atmosfærisk sirkulasjon, som er kjennetegn troposfæren. Når det er forskjell i trykk, suser luft fra områder med høyt trykk til områder med lavt trykk. Disse bevegelsene av luftmasser, sammen med fuktighet og temperatur, bestemmer de viktigste økologiske og geologiske egenskapene til atmosfæriske prosesser.

Avhengig av hastigheten produserer vinden ulike geologiske arbeider på jordoverflaten. Med en hastighet på 10 m/s rister den tykke grener av trær, plukker opp og bærer støv og fin sand; bryter tregrener med en hastighet på 20 m/s, bærer sand og grus; med en hastighet på 30 m/s (storm) river av hustak, river opp trær, knekker stolper, flytter småstein og bærer små grus, og en orkan med en hastighet på 40 m/s ødelegger hus, bryter og river kraftledninger stolper, rykker opp store trær.

stort negativt miljøpåvirkning stormer og tornadoer (tornadoer) - atmosfæriske virvler som oppstår i den varme årstiden på kraftige atmosfæriske fronter med en hastighet på opptil 100 m / s, har katastrofale konsekvenser. Squalls er horisontale virvelvinder med orkanvindhastigheter (opptil 60-80 m/s). De er ofte ledsaget av kraftige byger og tordenvær som varer fra noen få minutter til en halv time. Skallene dekker områder opptil 50 km brede og strekker seg over 200-250 km. En kraftig storm i Moskva og Moskva-regionen i 1998 skadet takene på mange hus og veltet trær.

Tornadoer, kalt inn Nord Amerika tornadoer er kraftige traktformede atmosfæriske virvler, ofte assosiert med tordenskyer. Dette er luftsøyler som smalner av i midten med en diameter på flere titalls til hundrevis av meter. Tornadoen ser ut som en trakt, veldig lik en elefantsnabel, som stiger ned fra skyene eller stiger opp fra jordoverflaten. Med en sterk sjeldne og høy rotasjonshastighet reiser en tornado en avstand på opptil flere hundre kilometer og trekker inn støv, vann fra reservoarer og ulike gjenstander. Kraftige tornadoer er ledsaget av tordenvær, regn og har stor ødeleggende kraft.

Tornadoer forekommer sjelden i subpolare eller ekvatoriale områder, hvor det konstant er kaldt eller varmt. Få tornadoer i åpent hav. Tornadoer forekommer i Europa, Japan, Australia, USA, og i Russland er de spesielt hyppige i Central Black Earth-regionen, i Moskva, Yaroslavl, Nizhny Novgorod og Ivanovo-regionene.

Tornadoer løfter og flytter biler, hus, vogner, broer. Spesielt ødeleggende tornadoer (tornadoer) er observert i USA. Fra 450 til 1500 tornadoer registreres årlig, med et gjennomsnitt på rundt 100 ofre. Tornadoer er hurtigvirkende katastrofale atmosfæriske prosesser. De dannes på bare 20-30 minutter, og eksistenstiden deres er 30 minutter. Derfor er det nesten umulig å forutsi tid og sted for forekomsten av tornadoer.

Andre destruktive, men langsiktige atmosfæriske virvler er sykloner. De dannes på grunn av et trykkfall, som under visse forhold bidrar til forekomsten rundkjøring luftstrømmer. Atmosfæriske virvler har sin opprinnelse rundt kraftige stigende strømmer av fuktig varm luft og roterer med høy hastighet med klokken på den sørlige halvkule og mot klokken på den nordlige halvkule. Sykloner, i motsetning til tornadoer, har sin opprinnelse over havene og produserer deres destruktive handlinger over kontinentene. De viktigste ødeleggende faktorene er sterk vind, intens nedbør i form av snøfall, regnskyll, hagl og flommer. Vind med hastigheter på 19 - 30 m / s danner en storm, 30 - 35 m / s - en storm, og mer enn 35 m / s - en orkan.

Tropiske sykloner – orkaner og tyfoner – har en gjennomsnittlig bredde på flere hundre kilometer. Vindhastigheten inne i syklonen når orkanstyrke. Tropiske sykloner varer fra flere dager til flere uker, og beveger seg med en hastighet på 50 til 200 km/t. Sykloner på middels breddegrad har en større diameter. Deres tverrmål varierer fra tusen til flere tusen kilometer, vindhastigheten er stormfull. De beveger seg på den nordlige halvkule fra vest og er ledsaget av hagl og snøfall, som er katastrofale. Sykloner og tilhørende orkaner og tyfoner er de største naturkatastrofene etter flom når det gjelder antall ofre og skader forårsaket. I tettbefolkede områder i Asia måles antall ofre under orkaner i tusenvis. I 1991, i Bangladesh, under en orkan som forårsaket dannelsen av havbølger 6 m høye, døde 125 tusen mennesker. Tyfoner forårsaker stor skade på USA. Som et resultat dør dusinvis og hundrevis av mennesker. I Vest-Europa forårsaker orkaner mindre skade.

Tordenvær regnes som et katastrofalt atmosfærisk fenomen. De oppstår når varm, fuktig luft stiger veldig raskt. På grensen til de tropiske og subtropiske sonene forekommer tordenvær 90-100 dager i året, i temperert sone i 10-30 dager. I vårt land forekommer det største antallet tordenvær i Nord-Kaukasus.

Tordenvær varer vanligvis mindre enn en time. Intense regnskyll, haglbyger, lynnedslag, vindkast og vertikale luftstrømmer utgjør en spesiell fare. Haglfaren bestemmes av størrelsen på haglsteinene. I Nord-Kaukasus nådde massen av hagl en gang 0,5 kg, og i India ble hagl som veide 7 kg notert. De mest farlige områdene i landet vårt ligger i Nord-Kaukasus. I juli 1992 skadet hagl 18 fly på Mineralnye Vody-flyplassen.

Lyn er et farlig værfenomen. De dreper mennesker, husdyr, forårsaker branner, skader strømnettet. Rundt 10 000 mennesker dør hvert år av tordenvær og deres konsekvenser over hele verden. Dessuten, i noen deler av Afrika, i Frankrike og USA, er antallet ofre for lynnedslag større enn fra andre naturfenomener. Den årlige økonomiske skaden fra tordenvær i USA er på minst 700 millioner dollar.

Tørke er typisk for ørken, steppe og skog-steppe regioner. Mangelen på nedbør fører til uttørking av jorda, og senker nivået grunnvann og i reservoarer til de er helt tørre. Fuktighetsmangel fører til død av vegetasjon og avlinger. Tørke er spesielt alvorlig i Afrika, Nær- og Midtøsten, Sentral-Asia og det sørlige Nord-Amerika.

Tørke endrer forholdene for menneskers liv, har en negativ effekt på naturlige omgivelser gjennom prosesser som jordsalting, tørre vinder, støvstormer, jorderosjon og skogbranner. Branner er spesielt sterke under tørke i taiga-regioner, tropiske og subtropiske skoger og savanner.

Tørke er kortsiktige prosesser som varer i én sesong. Når tørke varer mer enn to sesonger, er det en trussel om sult og massedødelighet. Vanligvis strekker effekten av tørke seg til territoriet til ett eller flere land. Spesielt ofte forekommer langvarige tørker med tragiske konsekvenser i Sahel-regionen i Afrika.

Atmosfæriske fenomener som snøfall, periodisk kraftig regn og langvarig langvarig regn forårsaker stor skade. Snøfall forårsaker massive snøskred i fjellet, og den raske smeltingen av snøen og langvarig kraftig regn fører til flom. En enorm vannmasse som faller på jordens overflate, spesielt i treløse områder, forårsaker alvorlig erosjon av jorddekket. Det er en intensiv vekst av ravinebjelkesystemer. Flom oppstår som følge av store flom i perioder med kraftig nedbør eller flom etter en plutselig oppvarming eller vårsnøsmelting og er derfor atmosfæriske fenomener i opprinnelse (de er omtalt i kapittelet om økologisk rolle hydrosfære).

Antropogene endringer i atmosfæren

For tiden er det mange forskjellige kilder til menneskeskapt natur som forårsaker atmosfærisk forurensning og fører til alvorlige brudd på den økologiske balansen. Skalamessig er det to kilder som har størst innvirkning på atmosfæren: transport og industri. I gjennomsnitt utgjør transport omtrent 60% av den totale mengden atmosfærisk forurensning, industri - 15%, termisk energi - 15%, teknologier for destruksjon av husholdnings- og industriavfall - 10%.

Transport, avhengig av drivstoffet som brukes og typene oksidasjonsmidler, avgir til atmosfæren nitrogenoksider, svovel, oksider og dioksider av karbon, bly og dets forbindelser, sot, benzopyren (et stoff fra gruppen polysykliske aromatiske hydrokarboner, som er et sterkt kreftfremkallende stoff som forårsaker hudkreft).

Industrien slipper ut svoveldioksid, karbonoksider og -dioksider, hydrokarboner, ammoniakk, hydrogensulfid, svovelsyre, fenol, klor, fluor og andre forbindelser og kjemiske . Men den dominerende posisjonen blant utslippene (opptil 85%) er okkupert av støv.

Som et resultat av forurensning endres gjennomsiktigheten av atmosfæren, aerosoler, smog og sur nedbør vises i den.

Aerosoler er dispergerte systemer som består av partikler solid kropp eller dråper av væske suspendert i et gassformig medium. Partikkelstørrelsen til den dispergerte fasen er vanligvis 10 -3 -10 -7 cm Avhengig av sammensetningen av den dispergerte fasen deles aerosoler i to grupper. Den ene inkluderer aerosoler som består av faste partikler dispergert i et gassformig medium, den andre - aerosoler, som er en blanding av gassformige og flytende faser. Den første kalles røyk, og den andre - tåker. Kondensasjonssentre spiller en viktig rolle i dannelsesprosessen. Kondensasjonskjernene er vulkansk aske, kosmisk støv, produkter av industrielle utslipp, ulike bakterier, etc. Antallet mulige kilder til konsentrasjonskjerner vokser stadig. Så, for eksempel, når tørt gress ødelegges av brann på et område på 4000 m 2, dannes et gjennomsnitt på 11 * 10 22 aerosolkjerner.

Aerosoler har blitt dannet siden opprinnelsen til planeten vår og har påvirket naturlige forhold. Imidlertid forårsaket deres antall og handlinger, balansert med den generelle sirkulasjonen av stoffer i naturen, ikke dype økologiske endringer. Antropogene faktorer deres formasjoner flyttet denne balansen mot betydelige biosfæriske overbelastninger. Denne funksjonen har vært spesielt uttalt siden menneskeheten begynte å bruke spesiallagde aerosoler både i form av giftige stoffer og for plantevern.

De farligste for vegetasjonsdekket er aerosoler av svoveldioksid, hydrogenfluorid og nitrogen. Ved kontakt med en våt bladoverflate danner de syrer som har en skadelig effekt på levende ting. Syretåke, sammen med innåndet luft, kommer inn i luftveiene til dyr og mennesker, og påvirker slimhinnene aggressivt. Noen av dem bryter ned levende vev, og radioaktive aerosoler forårsaker kreft. Blant radioaktive isotoper SG 90 er av spesiell fare, ikke bare på grunn av dens kreftfremkallende egenskaper, men også som en analog av kalsium, og erstatter det i organismenes bein og forårsaker deres nedbrytning.

I løpet av atomeksplosjoner radioaktive aerosolskyer dannes i atmosfæren. Små partikler med en radius på 1 - 10 mikron faller ikke bare inn i de øvre lagene av troposfæren, men også inn i stratosfæren, der de er i stand til å lang tid. Aerosolskyer dannes også under drift av reaktorer til industrianlegg som produserer kjernebrensel, samt som følge av ulykker ved kjernekraftverk.

Smog er en blanding av aerosoler med flytende og faste spredte faser som danner en tåkete gardin over industriområder og store byer.

Det finnes tre typer smog: is, våt og tørr. Issmog kalles Alaskan. Dette er en kombinasjon av gassformige forurensninger med tillegg av støvete partikler og iskrystaller som oppstår når tåkedråper og damp fra varmesystemer fryser.

Våt smog, eller London-type smog, kalles noen ganger vintersmog. Det er en blanding av gassformige forurensninger (hovedsakelig svoveldioksid), støvpartikler og tåkedråper. Den meteorologiske forutsetningen for utseendet av vintersmog er rolig vær, der et lag med varm luft er plassert over overflatelaget med kald luft (under 700 m). Samtidig er ikke bare horisontal, men også vertikal utveksling fraværende. Forurensninger, som vanligvis er spredt i høye lag, samler seg i dette tilfellet i overflatelaget.

Tørrsmog oppstår om sommeren og blir ofte referert til som LA-type smog. Det er en blanding av ozon, karbonmonoksid, nitrogenoksider og syredamp. Slik smog dannes som et resultat av nedbrytning av forurensninger ved solstråling, spesielt dens ultrafiolette del. Den meteorologiske forutsetningen er atmosfærisk inversjon, som kommer til uttrykk i utseendet til et lag med kald luft over den varme. Gasser og faste partikler som vanligvis løftes av varme luftstrømmer, blir deretter spredt i de øvre kalde lagene, men i dette tilfellet samler de seg i inversjonslaget. I prosessen med fotolyse brytes nitrogendioksider som dannes under forbrenning av drivstoff i bilmotorer ned:

NO 2 → NO + O

Deretter oppstår ozonsyntese:

O + O 2 + M → O 3 + M

NEI + O → NEI 2

Fotodissosiasjonsprosesser er ledsaget av en gulgrønn glød.

I tillegg skjer reaksjoner etter typen: SO 3 + H 2 0 -> H 2 SO 4, dvs. det dannes sterk svovelsyre.

Med endring meteorologiske forhold(utseende av vind eller endring i fuktighet) den kalde luften forsvinner og smogen forsvinner.

Tilstedeværelsen av kreftfremkallende stoffer i smog fører til respirasjonssvikt, irritasjon av slimhinnene, sirkulasjonsforstyrrelser, astmatisk kvelning og ofte død. Smog er spesielt farlig for små barn.

Sur nedbør er atmosfærisk nedbør forsuret av industrielle utslipp av svoveloksider, nitrogenoksider og damper av perklorsyre og klor oppløst i dem. I prosessen med å brenne kull og gass blir det meste av svovelet i det, både i form av oksid og i forbindelser med jern, spesielt i svovelkis, pyrrhotitt, kolopiritt, etc., til svoveloksid, som sammen med karbon dioksid, slippes ut i atmosfæren. Når atmosfærisk nitrogen og tekniske utslipp kombineres med oksygen, dannes det ulike nitrogenoksider, og volumet av nitrogenoksider som dannes avhenger av forbrenningstemperaturen. Hovedtyngden av nitrogenoksider forekommer under drift av kjøretøy og diesellokomotiv, og en mindre del forekommer i energisektoren og industribedrifter. Svovel og nitrogenoksider er de viktigste syredannerne. Ved reaksjon med atmosfærisk oksygen og vanndampen i den, dannes svovelsyre og salpetersyre.

Det er kjent at alkali-syrebalansen i mediet bestemmes av pH-verdien. Et nøytralt miljø har en pH-verdi på 7, et surt miljø har en pH-verdi på 0, og et alkalisk miljø har en pH-verdi på 14. I moderne tid er pH-verdien til regnvann 5,6, selv om den i nyere tid var nøytral. En nedgang i pH-verdien med én tilsvarer en tidobling av surhetsgraden, og derfor faller det for øyeblikket regn med økt surhet nesten overalt. Maksimal surhet av regn registrert i Vest-Europa var 4-3,5 pH. Det bør tas i betraktning at pH-verdien lik 4-4,5 er dødelig for de fleste fisker.

Sur nedbør har en aggressiv effekt på jordens vegetasjonsdekke, på industri- og boligbygg og bidrar til en betydelig akselerasjon av forvitringen av utsatte bergarter. En økning i surhet forhindrer selvregulering av nøytralisering av jord der næringsstoffer er oppløst. Dette fører igjen til en kraftig nedgang i avlingene og forårsaker nedbrytning av vegetasjonsdekket. Surheten i jorda bidrar til frigjøring av tunge, som er i bundet tilstand, som gradvis absorberes av planter, forårsaker alvorlig vevsskade i dem og trenger inn i menneskelige næringskjeder.

En endring i det alkaliske syrepotensialet i sjøvann, spesielt i grunt vann, fører til at mange virvelløse dyr stopper reproduksjonen, fører til at fisk dør og forstyrrer den økologiske balansen i havene.

Som et resultat av sur nedbør er skogene i Vest-Europa, de baltiske statene, Karelia, Ural, Sibir og Canada truet av død.