double arrow

Состав и строение атмосферы

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В АТМОСФЕРЕ

Состояние атмосферы определяет тепловой режим поверхности Земли, ее озоновый слой защищает живые организмы от жесткого УФ-излучения. Распределение тепла и влаги в атмосфере – основная причина существования природных зон на Земле, определяющих особенности гидрологического режима, состояние почвенно-растительного покрова и важные процессы формирования рельефа.

Атмосфера обладает следующими специфическими особенностями:

– вещество в атмосфере перемешивается очень быстро (для полного перемешивания нужно 2-3 месяца);

– атмосфера прозрачна для электромагнитных излучений, поэтому многие протекающие в ней реакции – результат его воздействия;

– в верхних слоях атмосферы могут существовать нестабильные частицы, поскольку атмосфера находится в разреженном состоянии;

– негазообразные продукты реакций быстро выводятся из атмосферы.

Общая масса газовой оболочки нашей планеты – атмосферы – составляет 5,14*1015т. Это примерно одна миллионная часть массы Земли. Состав атмосферы претерпевал серьезнейшие изменения в различные геологические эпохи. В настоящее время состав атмосферы находится в состоянии динамического равновесия, поддерживаемого в результате действия живых организмов, геохимических явлений и хозяйственной деятельности человека.

Главными компонентами атмосферы (табл.7) являются азот, кислород и аргон: на их долю в приземном слое приходится соответственно 78, 21 и 0,9% (об.). На долю всех остальных компонентов приходится менее 0,1% (об.), но их роль в общей динамике состояния атмосферы чрезвычайно велика. Объемные концентрации постоянно содержащихся в атмосфере (так называемых «квазипостоянных») компонентов (N2, O2, Ar, He, Xe, Kr, H2) остаются практически неизменными вплоть до высоты 100 км. Содержание других («активных») газов и аэрозолей существенно меняется в зависимости от сезона, географического положения и высоты над уровнем моря. Антропогенное влияние на состав атмосферы ограничено, в основном, изменениями концентрации «активных» газов и аэрозолей.

Таблица 7 – Состав атмосферы вблизи земной поверхности

Квазипостоянные компоненты «Активные» компоненты
компонент концентрация,%(об.) компонент концентрация,%(об.)
N2 78,11±0,004 H2O 0-7
O2 20,95±0,001 CO2 0,01-0,1 (в сред. 0,035)
Ar 0,934±0,001
Ne (18,18±0,04)·10-4 O3 0-10-4 (в сред. 3·10-5)
He (5,24±0,04)·10-4
Kr (1,14±0,1)·10-4 SO2 0-10-4
Xe (0,087±0,01)·10-4 CH4 1,6·10-4
H2 0,5·10-4 NO2 2·10-6

Одним из важных показателей, характеризующих поведение примесей в атмосфере, является время их пребывания в рассматриваемом объеме атмосферы. В случае динамического равновесия – равенства скоростей поступления примеси из всех возможных источников и суммарного стока примеси из резервуара – время пребывания примеси и ее общая масса в резервуаре связаны уравнением:

Qисточник = Qсток = A / τ, где (1)

Qисточник и Qсток – скорости поступления и стока веществ соответственно для произвольного резервуара, атмосферы в целом или ее части;

А – общая масса примеси, содержащейся в произвольном резервуаре, атмосфере в целом или в ее части;

τ – время пребывания примеси в произвольном резервуаре, атмосфере в целом или в ее части.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: