Строение земной атмосферы

ВОЗДУШНАЯ СРЕДА, ЕЕ ЭКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Атмосферный воздух является одним из важнейших элементов окружающей среды. Это необходимое условие поддержания жизни на Земле. Воздушная среда необходима для дыхания человека, животных и растений, она является также резервуаром, принимающим газообразные продукты их обмена.

В процессе эволюции человек приспособился к существованию в воздушной среде, которая имеет определенные свойства, и поэтому изменение химического состава этой среды или ее физических свойств сказывается на состоянии здоровья, самочувствии и работоспособности человека.

Атмосфера является одним из важных факторов климатообра-зования, ее состояние определяет циркуляцию воздушных масс, способствует формированию облаков и атмосферных осадков.

Земля окружена газовой оболочкой, называемой атмосферой. Свойства атмосферы на различных высотах неодинаковы, поэтому она условно разделяется на несколько слоев: тропосфера, стратосфера, мезосфера, ионосфера, экзосфера и магнитосфера.

Наиболее плотные воздушные слои, прилегающие к земной поверхности, называются тропосферой. Толщина ее на полюсах составляет от 7 до 10 км; над экватором - до 16-18 км, в среднем составляя до 12-14 км.

Именно в тропосфере концентрируется до 79 % всей воздушной массы, окружающей Земной шар.

В тропосфере концентрируется 100 % водяных паров, наблюдаются все метеорологические явления (образование туманов, облаков; выпадение осадков - дождя, снега). Именно в тропосфере в силу активного перемещения воздушных масс формируется

погода. Вертикальное перемещение конвекционных потоков в тропосфере сопровождается так называемым вертикальным температурным градиентом. Температура воздуха в тропосфере уменьшается с подъемом на высоту на 0,5-0,65 °С на каждые 100 м подъема. Химический состав воздуха в тропосфере постоянен. На состоянии тропосферы отражаются все процессы, совершающиеся на земной поверхности.

Стратосфера характеризуется значительной разреженностью воздуха, очень малой влажностью, почти полным отсутствием облаков, пыли земного происхождения и особым температурным режимом.

Так, на границе с тропосферой температура воздуха составляет - 56 °С и остается неизменной до высоты 30 км. Далее начинается подъем температуры воздушных масс, и на высоте 40 км она достигает 40-50 °С. Начиная с высоты 50 км температура воздуха вновь понижается. Особый температурный режим стратосферы связан с образованием озона (О3) под действием ультрафиолетового излучения Солнца. Этот процесс сопровождается большим выделением тепла.

Образованию озона в стратосфере способствует также космическое излучение и коротковолновое излучение Солнца. Рассеянный слой озона в стратосфере простирается от 16 до 32 км. Однако максимальная его концентрация определена на высоте 20-25 км. Содержание озона в озоновом слое в 10 раз выше, чем у поверхности Земли. Озон выполняет серьезную экологическую функцию в стратосфере, поглощая короткий ультрафиолет.

Озоновая дыра - это значительное пространство в озоновом слое Земли с заметно меньшим содержанием озона. Причины этого пока недостаточно ясны. Исследователи связывают изменение содержания озона в стратосфере с антропогенными выбросами, в частности фреонов, так называемых хлорфторуглеводородов.

Мезосфера занимает пространство от 40 до 80 км и содержит около 5 % всего атмосферного воздуха. Многие исследователи не выделяют ее в самостоятельный слой и рассматривают как составную часть стратосферы.

Ионосфера, границы которой колеблются от 500 до 1000 км, - это зона сильно разреженных газов с малой плотностью и большой электропроводностью, что обусловлено значительной ионизацией газовых частиц за счет ультрафиолетовых и космических лучей.

Слой атмосферы, лежащий выше ионосферы и простирающийся до высоты 3000 км, составляет экзосферу, плотность которой практически не отличается от плотности безвоздушного космического пространства.

Еще сильнее разреженность газов в магнитосфере, протяженность которой от 2000 до 50 000 км. В магнитосфере формируются пояса радиации.

За верхнюю границу земной атмосферы можно принять высоту 50 000 км от поверхности Земли. Это толщина газовой оболочки нашей планеты.