Структура и состав атмосферы

Атмосфера – газовая оболочка Земли массой 5,9*10¹⁵ т, компоненты которой распределены неравномерно. В зависимости от температуры можно выделить несколько зон, располагающихся на различных высотах от Земли.

Самый близкий к поверхности Земли слой называется тропосферой. Его высота в средних широтах 10-12 км над уровнем моря, над экватором 16-18 км и на полюсах 7-10 км. Температура воздуха от +40° до -50°С, снижаясь на 0,6°С при подъёме на каждые 100м.

Выше тропосферы расположен слой толщиной 40 км, который называется стратосферой. В ней воздух более разряжен и влажность его не высока. Температура в стратосфере до высоты 30 км остается постоянной (-50°С), затем повышается до +10°С (на отметке 50 км). В стратосфере сконцентрирована основная часть озонового слоя.

За стратосферой, на высоте от 50 до 80 км находится мезосфера.

За мезосферой расположена термосфера, не имеющая определенной верхней границы. Температура в термосфере увеличивается и на высоте 500-600 км достигает 1600°С.

Атмосферное давление с ростом высоты уменьшается. Под действием солнечного излучения в атмосфере протекает множество физико-химических реакций.

Неравномерность распределения по планете водных пространств и суши, а также различия в степени нагрева отдельных участков поверхности Земли приводят к изменению атмосферного давления в различных районах, в результате чего возникают воздушные течения, приводящие к общей циркуляции атмосферы.

По сравнению с другими компонентами биосферы атмосфера имеет ряд присущих только ей особенностей: высокая подвижность, изменчивость составляющих её элементов; своеобразие молекулярных реакций, в которых могут участвовать инертные газы.

Состояние атмосферы определяет тепловой режим поверхности Земли. Различные соотношения тепла и влаги в воздухе являются основными причинами различных географических зон на Земле, которые, в свою очередь, являются определяющими при формировании почвенно-растительного покрова, рельефа, стока рек и т.д.

Атмосфера является жизненной средой и выполняет функцию защиты жизни от воздействия открытого Космоса. Например, отсутствие атмосферы привело бы к тому, что каждые 3-4 дня на 1 км² поверхности Земли падал бы метеорит. Благодаря атмосфере этого не происходит, т.к. большинство их сгорает в её плотных слоях. Кроме того, атмосфера дозирует поступление на поверхность Земли солнечной энергии. При отсутствии атмосферы поверхность Земли днем нагревалась до +100°С, а ночью охлаждалась до -100°С.

Озоновый слой атмосферы снижает воздействие космических и рентгеновских лучей, ограничивают проникновение ультрафиолетовых, инфракрасных лучей и т.д.

Защищая поверхность Земли от различных излучений, атмосфера в то же время пропускает достаточное количество солнечной энергии, необходимой для осуществления реакций фотосинтеза, освещения поверхности Земли. Газовый состав атмосферы формировался в течение млрд. лет. Параллельно с этим происходили эволюционные процессы живой материи. В результате все живое на нашей планете приспособилось к существованию в такой атмосфере. Атмосферный воздух необходим для поддержания жизненных процессов и формирования погодно-климатических условий на Земле.

Состояние среды обитания человека определяются физико-химическими свойствами воздуха, её газовым составом, влажностью и электрическими свойствами атмосферы.

Ветер, возникающий в результате разности температур и давлений в разных регионах планеты, влияние не только на физико-химические свойства самого воздуха, но и на интенсивность теплообмена, химического состава воздуха, снижая или увеличивая при этом количество загрязнений.

Электрические свойства воздуха формируются под воздействием солнечного излучения. Земля, обладающая отрицательным потенциалом, притягивает положительные ионы. В результате между Землей и атмосферным воздухом создается разность потенциалов 150В на 1м высоты. В зависимости от погоды она может увеличиться до 50000В.