2020-06-08
293Атмосфера имеет ряд присущих только ей особенностей по сравнению с другими компонентами биосферы – высокую подвижность, изменчивость составляющих ее компонентов, своеобразие физико-химических процессов. Состояние атмосферы определяет тепловой режим поверхности Земли. Атмосфера (слой озона) защищает нашу планету от воздействия ультрафиолетового излучения Солнца.
Состав атмосферы находится в состоянии динамического равновесия, поддерживаемого в результате деятельности живых организмов, геохимических явлений и хозяйственной деятельности человека. Главными компонентами атмосферы являются азот (78%), кислород (21%) и аргон (0,9%) – в приземном слое. Доля остальных компонентов, несмотря на их очень важное значение, не превышает 0,1%.
Тропосферу и стратосферу обычно объединяют в нижние слои атмосферы, которые существенно отличаются по составу от верхних слоев (ионосферы). В нижних слоях сосредоточена основная масса атмосферы (50% общей массы атмосферы приходится на нижний слой толщиной около 5 км, а масса слоя высотой 30 км составляет 99% всей массы атмосферы).
Тропосфера – неравновесная химически активная система. Большинство газообразных примесей, выделяемых с поверхности Земли в антропогенной деятельности, находится в восстановленной форме или в виде оксидов с низкой степенью окисления: H2S, NO, NH3, CO, NO2, CH4, SO2 и др. Анализ атмосферных осадков показывает, что возвращаемые на поверхность Земли примеси представлены в основном соединениями в высокой, чаще всего в высшей, степени окисления – H2SO4, HNO3, нитраты, сульфаты, СО2, SO3 и т.д. Таким образом, тропосфера играет на планете роль глобального окислительного резервуара.
Возросшая интенсивность хозяйственной деятельности человечества в ХХ в, проявилась в глобальном загрязнении Земли разнообразными отходами промышленного производства, сельского хозяйства, продуктами жизнедеятельности человека, что является грозным предвестником грядущего экологического кризиса планетарного масштаба. Его проявления наблюдаются в настоящее время в отдельных регионах планеты в изменении характеристик природной среды, и при разумном осуществлении всей совокупной деятельности человеческого сообщества может привести к негативным последствиям глобального масштаба. Наблюдаемые признаки подступающего глобального экологического кризиса в наибольшей мере реализуются в проявлении таких аномальных явлений, как кислотные дожди, парниковый эффект, так называемые озоновые дыры и загрязнение поверхности планеты, супер токсичными продуктами, появляющимися исключительно в результате антропогенной деятельности.
Под кислотными дождями понимаются атмосферные осадки, значение водородного показателя которых ниже величин, отвечающих содержанию углекислоты в атмосфере, т.е. рН ≤ 5,5. Появление аномалий данного типа связывается, в первую очередь, с выносом в атмосферу значительных количеств оксидов серы и азота, различных галогенсодержащих соединений в результате антропогенной деятельности. Взаимодействие кислотных дождей с биосферой, сооружениями, техникой, культурными ценностями характеризуются для них губительными последствиями.
Парниковый эффект проявляется в повышении температуры нижних слоев атмосферы в результате нарастающего поглощения «парниковыми газами» (СО2, СН4, N2O и др.) инфракрасного теплового излучения Земли. Последствия парникового эффекта могут привести к изменению климата, что сопровождается повышением частоты катастрофических природных явлений.
Значительную экологическую опасность представляет загрязнение биосферы веществами, имеющими преимущественно антропогенное происхождение и характеризующимися весьма высокой степенью токсичности. К ним относятся галогеносодержащие органические вещества и ряд тяжелых металлов, долгоживущие радионуклиды и т.д.
Под «озоновыми дырами» понимается сезонное уменьшение озонового слоя над Антарктидой и другими областями земной поверхности. Озоновый слой является своеобразным фильтром, отсекающим опасное для живых существ ультрафиолетовое излучение Солнца с длиной волны менее 285-315 нм. Вследствие этого существенное понижение концентрации озона (уменьшение толщины слоя) представляет серьёзную экологическую опасность, которая может быть спровоцирована и человеческой деятельностью. Озоновая дыра диаметром свыше 1000 км впервые была обнаружена в 1985 г. над Антарктидой. В результате отсутствия солнечного излучения, во время полярных ночей озон не образуется. Имея большую массу, молекулы озона опускаются к поверхности Земли и разрушаются, т.к. неустойчивы при нормальном давлении.
Причины образования климатов. Циркуляция воздушных масс в атмосфере влияет на режим осадков и географию их распределения на земном шаре, температуру воздуха. Для характеристики климата очень важно знать, как в данном месте распределяется суша и море.
На Земле при условии однородной, достаточно влажной поверхности различия в климате в любых участков Земли зависели бы от радиационного баланса и циркуляции атмосферы. В этом случае климатические пояса располагались бы строго зонально и границы их совпадали бы с параллелями. На самом деле климатические пояса выражены не столь идеально. Это объясняется тем, что климат различных участков Земли формируется под влиянием всех климатообразующих факторов.
Солнечная радиация – источник энергии всех процессов, происходящих в атмосфере. За счет солнечной радиации происходит передача тепла Солнцем через космическое пространство. Шарообразная форма Земли определяет различия климата в зависимости от географической широты, а наклонное положение оси вращения Земли – сезонность климата. Циркуляция воздушных масс в атмосфере влияет на режим осадков и географию их распределения на земном шаре, температуру воздуха.
Для характеристики климата очень важно знать, как в данном месте распределяется суша и море. Удаленность от берегов океана вглубь материков отражается на режиме температуры, влажности, определяет степень континентальности данного климата. Теплые течения в морях и океанах способствуют повышению температуры в прибрежных районах суши и увеличению осадков. Холодные течения, наоборот, понижают температуру на окраинах материков и препятствуют выпадению осадков. Климат восточных и западных побережий Южной Америки, Австралии и Африки, находящихся в пределах одного тропического климата, различен. Велико воздействие на климат и рельефа. Так, в горах на разной высоте местности над уровнем моря климатические условия различаются; на климат влияет направление горных хребтов, служащих препятствием для ветра и вторжения воздушных масс. Равнины, наоборот, позволяют континентальным или океаническим воздушным массам беспрепятственно проникать в соседние районы.
Климат в большой степени зависит от характера подстилающей поверхности, под которой понимают компоненты земной поверхности, взаимодействующие с атмосферой. Лес, например, уменьшает суточную амплитуду температур почвы и, значит, окружающего воздуха. Снег уменьшает потери тепла почвой, но он отражает значительное количество солнечных лучей, и Земля, поэтому нагревается слабо.
С развитием на Земле человеческого общества появился новый фактор, влияющий на климат планеты. В городах температура воздуха выше, чем в окрестностях. Запыленность воздуха способствует образованию туманов, облаков, что ведет к сокращению продолжительности солнечного сияния и выпадению осадков. Хозяйственная деятельность человека порой имеет необратимое пагубное влияние на климат. Например, загрязнение атмосферы двуокисью серы и окислами азота породило такое явление, как кислотные дожди, отравляющие почву и водоемы, губящие леса. Эти загрязнения переносятся на большие расстояния воздушными массами и вместе с осадками выпадают далеко от источников загрязнения. Только в США и Западной Европе ими уничтожено уже более 30 млн.га, являющихся «легкими» планеты. Кислотные дожди выпадают и на территории России.
