Что такое атмосфера и ее состав?

Гидросфера – водная оболочка Земли

Гидросфера – водная оболочка, включающая всю воду на нашей планете. К ней относится вода, которая находится на поверхности планеты, под землей и в воздухе. Гидросфера планеты может быть жидкостью, паром или льдом.

На Земле жидкая вода существует на поверхности в виде океанов, озер и рек. Под землей она встречается в колодцах и водоносных горизонтах, а также как грунтовые воды. Водяной пар наиболее заметен в виде облаков и тумана.

Замерзшая часть гидросферы Земли состоит из льда: ледников, ледяных вершин и айсбергов, и имеет свое название – криосфера.

Вода проходит через гидросферу благодаря циклическому перемещению. Она накапливается в облаках, затем падает на Землю в виде дождя или снега. Эта вода собирается в реках, озерах и океанах. Затем она испаряется в атмосферу, чтобы снова начать цикл. Этот процесс называется гидрологическим циклом.

По оценкам ученых, на нашей планете есть более 1386 млн. км³ воды.

Что такое слои атмосферы

Атмосфера переводится как «шар» и «пар». Воздушная газовая оболочка земли, которая окружает нашу планету, имеет название атмосфера. Атмосферой обладает не только Земля, но и другие планеты, например, Марс, Венера, Титан.

Строение атмосферы Земли сложное. Каждый слой обладает своими характеристиками и параметрами.

Но только на планете, которая является нашим домом, оболочка уникальна. Между Тропосферой, Стратосферой, Мезосферой, Термосферой, Экзосферой находятся так называемые переходные зоны, где постепенно меняется температура, плотность и состав воздуха. Зоны называются «паузами». Состав атмосферы начал формироваться примерно четыре миллиарда лет назад.

Вначале она состояла из водорода и гелия. Постепенно после извержения вулканов, что стало предпосылкой образования газовой оболочки, происходил обмен газов с водой, живыми организмами и продуктами их жизнедеятельности. Кислород начал активно развиваться за счет активности цианобактерий или сине-зеленых водорослей. Биосфера перестроилась, и последовало глобальное оледенение или кислородная катастрофа. Химический состав менялся и стал таким, в каком виде находится сейчас несколько миллионов лет.

Атмосфера защищает планету от радиации, излучаемой солнцем, попадания небесных тел. Они сгорают, не добравшись до земли, в атмосфере. От Земли атмосфера имеет толщину 1500 км. Атмосфера состоит из азота и кислорода. Один процент углекислота, водяной пар, метан, водород, неон и другие.

Климат и погода определяют физическое состояние атмосферы. Параметры: плотность;давление;температура;состав.

Только атмосфера земли содержит кислород и окружает планету ореолом голубого цвета. Без кислорода не выживут животные и растения.В настоящее время ученые отмечают изменения, происходящие в составе атмосферы в связи с жизнедеятельностью людей. Все это грозит серьезными изменениями климата.

Но все же, куда исчезает кислород из атмосферы земли не понятно. Единого мнения нет. В настоящее время существует пара гипотез. Первая – извлечение большого количества горных пород из земли вызывает окисление, и увеличивают эрозию.

Вторая – изменение климата: снижение температуры за несколько миллионов лет. Реакции, которые сформировались вследствие этого «связали» цепочку, и в океане стало растворяться намного больше кислорода. Но это всего лишь предположение, которые ученые проверяют.

Тем не менее, Д. Столпер говорит о том, что человечество стало потреблять кислорода в тысячи раз больше, чем в былые времена. Цикл замкнулся, сжигаются тысячи тонн углерода. Это является свидетельством того, что большое количество людей, проживающих сейчас на планете, ускоряют в огромной степени процессы, происходящие на Земле.

Примерно до ста пятнадцати километров содержится кислород. Кислородное голодание в пять километров проявляется у многих людей, особенно у тех, которые не тренировались. На высоте девять километров человек дышать практически не может.

Оказавшись в двадцати километрах над уровнем моря без специальных устройств, человек не выживет. Давление воды и углекислого газа в легких не меняется, а кислород постепенно перестанет давить. Поэтому произойдет закипание всей жидкости организма.

5 основных слоев начинаются у поверхности и идут вверх.

Как появилась атмосфера?

Атмосфера земли защищает всех нас от угроз необъятного космоса. Именно она не пропускает опасные излучения, падающие метеориты и нормализует температуру на планете. Ведь благодаря парниковому эффекту, возникающему из-за отражения лучей Солнца от облаков, Земля стала теплее примерно на 30 градусов. Да и само появление жизни было бы невозможно, без разнообразия состава атмосферы. Ведь, если посмотреть на другие планеты, то они и близко непохожи на Землю. Но почему существует атмосфера земли?

Примерная толщина атмосферы составляет более 120 километров, а масса воздуха в ней просто огромна – 5.3*1018 кг. Такой объем возник из-за разнообразия газов в ее составе. Почти вся таблица Менделеева. Но атмосфера земли стала такой, как она есть сейчас, не сразу. Раньше вся поверхность планеты была испещрена кратерами от метеоритов, которым не стоило особо труда пробиться сквозь тонкую пелену, окружающую Землю. Изначально, в составе атмосферы был лишь водород и гелий, а потом, благодаря наличию извергающихся вулканов, добавились аммиак, метан, углекислый газ, сера и азот. Теперь именно они составляют 78 процентов от общей массы атмосферы.

Проходили миллионы и миллионы лет и появился кислород, именно с его приходом все изменилось. Как это случилось? Мантия планеты была раскалена и буквально трещала по швам, выпуская наружу различные газы. А вулканы рождали водяные пары, на них воздействовал ультрафиолет, получая водород и кислород. Но, увы, он не мог надолго задержаться в атмосфере, виной тому были чрезвычайно высокие температуры и излучение солнца, заставляющие его распадаться на исходные части. Все изменилось с приходом первых живых организмов.

Термосфера. Особенности

Термосфера — это слой атмосферы Земли, находящийся прямо над мезосферой и ниже экзосферы. Он простирается от 90 км до 500-1000 км над нашей планетой.

Полярные сияния (северное сияние и южное сияние) в основном происходят в термосфере.

Температура резко поднимается в нижней термосфере (200–300 км над уровнем моря), затем выравнивается и держится достаточно стабильно с увеличением высоты. Солнечная активность сильно влияет на температуру в термосфере. Термосфера обычно примерно на 200 °C горячее днем, чем ночью, и примерно на 500 °C горячее при повышенной Солнечной активности. Температура в верхней термосфере может находиться в диапазоне от 500 °C до 2000 °C или выше.

Граница между термосферой и экзосферой над ней называется термопаузой. В нижней части термосферы находится мезопауза.

Хотя термосфера считается частью атмосферы Земли, плотность воздуха в этом слое настолько низкая, что большая часть термосферы — это то, что мы обычно считаем космическим пространством. На самом деле, наиболее распространенное определение гласит, что космическое пространство начинается на высоте 100 км, немного выше мезопаузы в нижней части термосферы. Международная космическая станция находится на орбите Земли в термосфере!

Международная космическая станция

Ниже термосферы газы, состоящие из атомов и молекул разных типов, перемешиваются турбулентностью в атмосфере. Воздух в нижних слоях атмосферы в основном состоит из знакомой смеси 80% молекул азота (N₂ ) и 20% молекул кислорода (O₂ ). В термосфере и выше газовые частицы сталкиваются так редко, что молекулы газов становятся одноатомными. В верхней термосфере атомарный кислород (O), атомарный азот (N) и гелий (He) являются основными компонентами воздуха.

Большая часть рентгеновского и ультрафиолетового излучения Солнца поглощается в термосфере. Когда Солнце становится очень активным и излучает больше энергии, термосфера нагревается и расширяется. Из-за этого высота верхней границы термосферы (термопауза) меняется. Термопауза находится на высоте от 500 до 1000 км, иногда и выше. Поскольку многие спутники вращаются внутри термосферы, изменение плотности очень разряженного воздуха на орбитальных высотах, вызванное нагревом и расширением термосферы, создает силу трения для вращения спутников. Инженеры должны учитывать это изменяющееся сопротивление полетам при расчете орбит, и спутники иногда нужно поднимать выше, чтобы компенсировать влияние силы сопротивления.

Высокоэнергетические солнечные фотоны также отрывают электроны от газовых частиц в термосфере, создавая электрически заряженные ионы атомов и молекул. Ионосфера Земли, состоящая из нескольких областей таких ионизированных частиц в атмосфере, находится в одном и том же пространстве с электрически нейтральной термосферой.

Как и в океанах, в атмосфере Земли есть волны и приливы. Эти волны и приливы переносят энергию в атмосфере, включая термосферу. Ветры и общая циркуляция в термосфере в значительной степени обусловлены этими приливами и волнами. Движущиеся ионы, увлекаемые столкновениями с электрически нейтральными газами, производят мощные электрические токи в некоторых частях термосферы.

Наконец, полярные сияния (южное и северное сияние) в основном встречаются в термосфере. Заряженные частицы (электроны, протоны и другие ионы) из космоса сталкиваются с атомами и молекулами в термосфере в высоких широтах, переводя их в более высокие энергетические состояния. Эти атомы и молекулы теряют эту избыточную энергию, испуская фотоны света, которые мы видим как красочные полярные сияния.

Северное сияние

Нижний слой атмосферы — тропосфера

Первый слой – тропосфера, в котором одна из особенностей – понижение температуры, которое происходит каждые сто метров со скоростью 0, 65 и в самой верхней части равна -53. Происходит расслоение воздуха горизонтально. Воздушные массы отличаются по месту формирования. На границе воздушных масс появляются антициклоны и циклоны – это атмосферный фронт. Они определяют погоду в конкретный промежуток. Тропосфера больше всего изучена. Высота этого слоя от 8 до 12 км.В основном здесь сосредоточены водяные пары. В Тропосфере образовывается большое количество облаков. Водяные пары есть и в стратосфере и тропопаузе, однако, там их намного меньше, поэтому и отсутствует облакообразование.

Этот слой атмосферы является самым защищенным от лучей Солнца, населенным и подвижным.

80% от массы атмосферы занимает тропосфера.

Не так давно в этом слое атмосферы обнаружили, что температура падает при повышении высоты и решили, что это свойство можно приписать всем слоям атмосферы. Объяснили ученые этот факт так: чем дальше от поверхности Земли, нагретой солнцем, тем холоднее. Но зонды, которые поднимали в атмосферу, показали, что до десяти километров температура понижается, затем остается постоянной, затем постепенно воздушные массы нагреваются. Эти данные противоречили представлениям ученых об изменении в атмосфере температуры по вертикали. Решили проверить и запускали шары ночью, чтобы Солнце приборы не нагревало.

Но сведения были одинаковы: температура с высотой падать прекращает. Ученые признали факт, что выше установленной высоты свои законы, не похожие на законы нижней части атмосферы.

Там где температура становится ниже, называют тропосферой, а тот, в котором не понижается – стратосферой.

Из чего состоит атмосфера?

Выше уже говорилось, что атмосфера является скоплением различных газов, образующих защитную оболочку. Однако, атмосфера земли слои имеет различные, каждый из которых обладает уникальным набором характеристик.

Тропосфера

Строение атмосферы

Первый слой атмосферы, находящийся на промежутке от 0 до 20 километров. Высота зависит от времени года и типа широты. В этом слое содержится примерно 80 процентов всего воздуха и 90 процентов водяного пара. Турбулентность, конвекция, возникновение облаков и циклонов, все это происходит именно здесь. Температура меняется в зависимости от высоты. Как говорит школьный курс – чем выше, тем холоднее. А дальнейшее развитие показало, что каждый 100 метров температура понижается на 0,65 градусов Цельсия. Какой из атмосферных слоев ближе к земле? Как уже говорилось выше, тропосфера. И именно эта близость повлияла на создание воздушного дна. Места, где происходит контакт с литосферов. Роль дна крайне высока для всего живого на Земле, именно тут поверхность создает ветры, возникают перепады давления, разделяющиеся неровностями и выпуклостями. Также, здесь происходит круговорот воды в природе, вся вода, испаряющаяся с площади океанов, возвращается обратно в них, а слой становится похож на самый обычный водяной фильтр, огромных размеров.

Стратосфера

На отрезке между 8 и 50 километрами вверх, находится стратосфера. В ней практически нет водяного пара, и из-за этого атмосферное давление земли серьезно отличается от здешних показателей. Здесь же происходит нагрев воздуха до 0-1 градуса по Цельсию. В нижних слоях стратосферы постоянно летают самолеты.

Нахождение на этой высоте гарантирует отсутствие зон турбулентности и делает движение более простым, благодаря разреженности воздуха. Но в какой-то момент разреженность становится столь высока, что нахождение в этом слое атмосферы более невозможно из-за нехватки притока воздуха для двигателей. Поэтому стратосфера излюбленное место боевых самолетов и метеорологических зондов, которые собирают данные об изменениях тропосферы.

Что удивительно, на такой высоте все еще могут выживать живые организмы. Наиболее часто встречается аэропланктон, но были случаи, когда в турбины самолета попадали разновидности грифов, а некоторые утки могут летать над Эверестом.

Озоновый слой

Атмосферные слои земли содержат в себе и «защитника» всего живого, о котором уже говорилось выше. Находится он именно между страто- и мезосферой.

Мезосфера

Самая опасная и малоизученная часть атмосферы. А всему виной чрезвычайно малое давление и разреженность воздуха. Воздушные шары перестают двигаться, оставаясь висеть на месте, реактивные самолеты становятся бесполезными из-за отсутствия аэродинамики. Полеты остаются возможными лишь для ракет и раекетопланов. Даже спутники не могут надолго задерживаться в этом слое атмосферы, часто они просто сгорают здесь. Именно поэтому, о мезосфере практически ничего не известно, кроме того, что в этом слое сгорает большинство падающих на землю метеоритов.

Термосфера

Слой, начинающийся на отметке линии Кармана и заканчивающийся на 800 км. Отличается чрезвычайно высокими температурами, порядка 1600 градусов по Цельсию. Подобная температура не испепеляет космические шаттлы лишь по двум причинам: 1) чрезвычайно малая концентрация воздуха, создающая эффект вакуума; 2) радиаторы, которыми оснащены все летающие аппараты. Они помогают избавляться от избытка энергии.

Термопауза

Граница термосферы, в которой практически отсутствует поглощение солнечного излучения, и температура перестает меняться в зависимости от изменения высоты.

Экзосфера

На этом слои атмосферы заканчиваются, а происходит это на высоте 800 километров, где атмосфера состоит из атомов водорода, ионизированных под воздействием солнечного излучения. Как результат, чрезвычайная разреженность и низкое давление. Огромные размеры этого слоя перетекают в корону Земли, растянутую на 100 тысяч километров от планеты.

Тропосфера

Тропосфера — это самый плотный слой атмосферы и, следовательно, самый близкий к Земной поверхности. Общая масса атмосферы оценивается в 5х1018 кг, и 75% этого количества находится в тропосфере.

Толщина тропосферы колеблется от 8 км до 14 км, в зависимости от региона Земли. Самые тонкие места (где толщина достигает 8 км) находятся на северном и южном полюсах.

Поскольку это самый нижний слой атмосферы, тропосфера ответственна за жизнь на планете, а также там, где происходят почти все климатические явления. Термин «тропосфера» происходит от греческого «tropos» (означает «изменение»), чтобы отразить динамический характер изменений климата и поведение этого слоя атмосферы.

Область тропосферы, которая ограничивает её конец и начало стратосферы, называется тропопаузой. Тропопауза легко идентифицируется по различным картинам распределения давления и температурам каждого слоя.

Состав тропосферы

По объёму тропосфера состоит из 78,08% азота, 20,95% кислорода, 0,93% аргона и 0,04% углекислого газа. Воздух также состоит из меняющихся процентных показателей водяного пара, который попадает в тропосферу через явление испарения.

Температура тропосферы

Как и давление, температура в тропосфере также уменьшается с увеличением высоты. Это связано с тем, что почва поглощает бóльшую часть солнечной энергии и нагревает нижние уровни тропосферы

Принимая во внимание, что испарение выше в более тёплых областях, водяные пары присутствуют чаще на уровне моря и реже на больших высотах

Что встречается в тропосфере?

Некоторые примеры того, что можно найти в тропосфере:

• климат;
• осадки, такие как: дождь, снег и град;
• газы, такие как: азот, кислород, аргон и углекислый газ;
• облака;
• птицы.

История образования атмосферы

Согласно наиболее распространённой теории, атмосфера Земли во времени пребывала в трёх различных составах. Первоначально она состояла из лёгких газов (водорода и гелия), захваченных из межпланетного пространства. Это так называемая первичная атмосфера (около четырех миллиардов лет назад). На следующем этапе активная вулканическая деятельность привела к насыщению атмосферы и другими газами, кроме водорода (углекислым газом, аммиаком , водяным паром). Так образовалась вторичная атмосфера (около трех миллиардов лет до наших дней). Эта атмосфера была восстановительной. Далее процесс образования атмосферы определялся следующими факторами:

• утечка легких газов (водорода и гелия) в межпланетное пространство ;
• химические реакции, происходящие в атмосфере под влиянием ультрафиолетового излучения, грозовых разрядов и некоторых других факторов.

Постепенно эти факторы привели к образованию третичной атмосферы, характеризующейся гораздо меньшим содержанием водорода и гораздо большим — азота и углекислого газа (образованы в результате химических реакций из аммиака и углеводородов).

Азот

Образование большого количества азота N 2 обусловлено окислением аммиачно-водородной атмосферы молекулярным кислородом О 2 , который стал поступать с поверхности планеты в результате фотосинтеза, начиная с 3 млрд лет назад. Также азот N 2 выделяется в атмосферу в результате денитрификации нитратов и других азотсодержащих соединений. Азот окисляется озоном до NO в верхних слоях атмосферы.

Азот N 2 вступает в реакции лишь в специфических условиях (например, при разряде молнии). Окисление молекулярного азота озоном при электрических разрядах в малых количествах используется в промышленном изготовлении азотных удобрений. Окислять его с малыми энергозатратами и переводить в биологически активную форму могут цианобактерии (сине-зелёные водоросли) и клубеньковые бактерии, формирующие ризобиальный симбиоз с бобовыми растениями, т. н. сидератами.

Кислород

Состав атмосферы начал радикально меняться с появлением на Земле живых организмов , в результате фотосинтеза , сопровождающегося выделением кислорода и поглощением углекислого газа. Первоначально кислород расходовался на окисление восстановленных соединений — аммиака, углеводородов, закисной формы железа , содержавшейся в океанах и др. По окончании данного этапа содержание кислорода в атмосфере стало расти. Постепенно образовалась современная атмосфера, обладающая окислительными свойствами. Поскольку это вызвало серьёзные и резкие изменения многих процессов, протекающих в атмосфере , литосфере и биосфере , это событие получило название Кислородная катастрофа .

Загрязнение атмосферы

В последнее время на эволюцию атмосферы стал оказывать влияние человек . Результатом его деятельности стал постоянный значительный рост содержания в атмосфере углекислого газа из-за сжигания углеводородного топлива, накопленного в предыдущие геологические эпохи. Громадные количества СО 2 потребляются при фотосинтезе и поглощаются мировым океаном. Этот газ поступает в атмосферу благодаря разложению карбонатных горных пород и органических веществ растительного и животного происхождения, а также вследствие вулканизма и производственной деятельности человека. За последние 100 лет содержание СО 2 в атмосфере возросло на 10 %, причём основная часть (360 млрд тонн) поступила в результате сжигания топлива. Если темпы роста сжигания топлива сохранятся, то в ближайшие 200-300 лет количество СО 2 в атмосфере удвоится и может привести к глобальным изменениям климата .

Сжигание топлива — основной источник и загрязняющих газов (СО , , SO 2). Диоксид серы окисляется кислородом воздуха до SO 3 в верхних слоях атмосферы, который в свою очередь взаимодействует с парами воды и аммиака, а образующиеся при этом серная кислота (Н 2 SO 4) и сульфат аммония ((NH 4) 2 SO 4) возвращаются на поверхность Земли в виде т. н. кислотных дождей. Использование двигателей внутреннего сгорания приводит к значительному загрязнению атмосферы оксидами азота, углеводородами и соединениями свинца (тетраэтилсвинец Pb(CH 3 CH 2) 4)).

Аэрозольное загрязнение атмосферы обусловлено как естественными причинами (извержение вулканов, пыльные бури, унос капель морской воды и пыльцы растений и др.), так и хозяйственной деятельностью человека (добыча руд и строительных материалов, сжигание топлива, изготовление цемента и т. п.). Интенсивный широкомасштабный вынос твёрдых частиц в атмосферу — одна из возможных причин изменений климата планеты.

Чем загрязняется атмосфера?

С развитием промышленности все более остро встает проблема загрязнения атмосферы, которое является следствием деятельности людей.

Для того, чтобы получить тепловую и электрическую энергию, люди сжигают миллионы тонн угля и нефтепродуктов, в результате горения которых в атмосферу попадает сажа, углекислый газ и различные газообразные продукты горения.

Многочисленные металлургические, нефтехимические и другие предприятия ежедневно выбрасывают огромное количество газообразных отходов, которые тоже загрязняют и отравляют воздух, которым мы дышим.
Если в большинстве европейских государств контроль за предприятиями, которые могут загрязнять атмосферу, поставлен довольно хорошо, то комбинаты в странах третьего мира выбрасывают вредные вещества в атмосферу практически в неограниченных количествах.

Немалый вклад в загрязнение воздуха вносит и животноводство, производя большое количество органических отходов. Их гниение сопровождается выделением углекислоты и сероводорода. Автомобили, выбрасывая в воздух продукты сгорания бензина, отравляют атмосферу угарным газом, тяжелыми металлами и другими ядовитыми веществами.

Сегодня одна из главных задач, стоящих перед человечеством – максимально сократить загрязнение атмосферы, а в отдаленной перспективе – полностью избавиться от вредных и ядовитых производств.

Воздух, которым мы дышим, должен оставаться чистым, чтобы будущие поколения людей могли жить в естественной среде обитания.

Атмосфера: ее слои

Необходимо знать строение атмосферы земли по слоям, чтобы иметь полное представление о том, чем ценна для нас эта газовая оболочка. Они выделяются потому, что состав и плотность газовой смеси на разных высотах неодинаковы. Каждый из слоев отличается по химическому составу и выполняемым функциям. Расположить атмосферные слои земли по порядку следует так:

Тропосфера – располагается ближе остальных к земной поверхности. Высоты этого слоя достигают 16-18 км в тропических зонах и 9 км в среднем над полюсами. В этом слое концентрируется до 90% всего водяного пара. Именно в тропосфере происходит процесс образования облаков. Также здесь наблюдаются движение воздуха, турбулентность и конвекция. Температурные показатели различны и составляют от +45 до -65 градусов — в тропиках и на полюсах, соответственно. С повышением на 100 метров наблюдается понижение температуры на 0,6 градуса. Именно тропосфера по причине скопления водяного пара и воздуха отвечает за циклонические процессы. Соответственно, правильным ответом на вопрос, как называется слой атмосферы земли в котором развиваются циклоны и антициклоны будет название этого атмосферного слоя.

Стратосфера – этот слой располагается на высоте 11-50 км от поверхности планеты. В нижней его зоне температурные показатели стремятся к значениям в -55. В стратосфере имеется зона инверсии – граница между этим слоем и следующим, называемым мезосферой. Температурные показатели достигают значений в +1 градус. Самолеты летают в нижней зоне стратосферы.

Озоновый слой – небольшой по высоте участок на границе между стратосферой и мезосферой, но именно озоновый слой атмосферы предохраняет все живое на земле от действия ультрафиолета. Также он отделяет комфортные и благоприятные условия для существования живых организмов и суровые космические, где невозможно выжить без специальных условий даже бактериям. Образовался он в результате взаимодействия органических компонентов и кислорода, который контактирует с ультрафиолетовым излучением и вступает в фотохимическую реакцию, что позволяет получить газ под названием озон. Так как озон поглощает ультрафиолет, он способствует нагреву атмосферу, поддерживая оптимальные для жизни в ее привычном виде, условия. Соответственно, отвечать на вопрос: слой какого газа защищает землю от космической радиации и чрезмерного солнечного излучения, следует озон.

Рассматривая слои атмосферы по порядку от поверхности земли следует отметить, что следующей идет мезосфера. Она располагается на высоте 50-90 км от поверхности планеты. Температурные показатели – от 0 до -143 градусов (нижняя и верхняя границы). Она защищает Землю от метеоритов, которые сгорают, проходя через нее – явление свечения воздуха. Давление газов в этой части атмосферы крайне маленькое, что не позволяет изучить мезосферу полностью, так как специальное оборудование, включая спутники или зонды, не могут там работать.

Термосфера – слой атмосферы, который располагается на высоте 100 км над уровнем моря. Это нижняя граница, которая носит название линия Кармана. Ученые условно определили, что здесь начинается космос. Непосредственная толщина термосферы достигает 800 км. Температурные показатели достигают 1800 градусов, но сохранить обшивку космических аппаратов и ракет в целости позволяет незначительная концентрация воздуха. В этом слое земной атмосферы возникает особое явление — северное сияние – особый вид свечения, который можно наблюдать в некоторых регионах планеты. Появляются они вследствие взаимодействия нескольких факторов — ионизации воздуха и действия на него космического излучения и радиации.

Какой слой атмосферы находится дальше всего от земли – Экзосфера. Здесь находится зона рассеивания воздуха, так как концентрация газов небольшая, в результате чего происходит их постепенный выход за пределы атмосферы. Этот слой располагается на высоте 700 км над поверхностью Земли. Основной элемент, составляющий этого слоя – водород. В атомарном состоянии можно встретить такие вещества, как кислород или азот, которые будут сильно ионизированы солнечным излучением. Размеры экзосферы Земли достигают 100 тысяч км от планеты.

Состав атмосферы Земли

След от самолета в небе — откуда он берется?

Задумывались ли вы когда-нибудь почему в небе после реактивного самолета остается белая “лыжня”, которая красиво смотрится на фоне синего неба? Все мы наблюдали за тем, как она долго держится, а потом медленно расходится. На самом деле мы видим в небе лед. Он возникает в результате того, что холодная атмосфера встречается с влажным и горячим выхлопом самолета. Вода в результате сразу же превращается в мелкие кристаллики.

Если след плохо виден и быстро рассеивается, значит на той высоте, где летит самолет, низкая влажность. Если след четкий и держится долго, соответственно, в воздухе повышенная влажность. Это означает, что погода в ближайшее время может ухудшится, возможна даже гроза.

Озоновый слой прогревается сильнее, чем тропосфера

Строение атмосферы Земли

Глядя на небо, особенно когда оно совершенно безоблачно, очень сложно даже предположить, что оно имеет такую сложную и многослойную структуру, что температура там на различных высотах очень сильно отличается, и что именно там, в высоте, происходят важнейшие процессы для всей флоры и фауны на Земле.

Если бы не такой сложный состав газового покрова планеты, то здесь бы просто не было никакой жизни и даже возможности для ее зарождения.

Первые попытки изучить эту часть окружающего мира были предприняты еще древними греками, но те не могли зайти в своих умозаключениях слишком далеко, так как не обладали необходимой технической базой. Они не видели границы разных слоев, не могли измерить их температуру, изучить компонентный состав и т. д.

В основном только погодные явления наталкивали самые прогрессивные умы на размышления о том, что видимое небо не такое простое, как кажется.

Считается, что структура современной газовой оболочки вокруг Земли образовалась в три этапа. Сначала была первичная атмосфера из водорода и гелия, захваченных из космического пространства.

Потом извержение вулканов наполнило воздух массой других частиц, и возникла вторичная атмосфера. После прохождения всех основных химических реакций и процессов релаксации частиц, возникла нынешняя ситуация.

Значение атмосферы

Значимость атмосферы воздуха неоценима, но не стоит забывать о том, что современная техника и производство наносят колоссальный вред и разрушают защитные атмосферные оболочки. Эти процессы могут привести к катастрофе планетарного масштаба. Например, химические вещества, широко применяемые в производстве аэрозолей, устройств кондиционирования и подачи тёплого воздуха, противопожарные системы и т. д. являются разрушающими озоновый слой . В результате чего появляются озоновые дыры, через которые проходят на землю ультрафиолетовые и инфракрасные солнечные лучи в небезопасном количестве, что приводит к повреждению кожных покровов и сетчатки глаза.

Также нельзя оставить без внимания и «парниковый эффект». Это процесс накопления в нижних слоях атмосферы различных газов, которые появляются в результате промышленной деятельности человека. Газовые выбросы поднимают температуру воздуха, что приводит к таянию льдов и повышению уровня мирового океана. В недалёком будущем может настать момент, когда вся суша планеты покроется водой и наступить всемирное затопление.

Зная о пользе атмосферы воздуха и о способах её разрушения, каждый человек должен задуматься над тем, не является ли его жизнедеятельность губительной для окружающей среды. Да, возможно, ещё не одна сотня или тысяча поколений потомков сможет прожить на планете в безопасности и, одновременно, губя её техническими достижениями. Но всё-таки стоит не забывать о пользе атмосферы и её значении для всего живого и быть более гуманными по отношению к ней.

Функции кислорода в атмосфере и для организма

Для человека огромное значение имеет так называемое парциальное давление, которое мог бы производить газ, если бы занимал весь занимаемый объем смеси. Нормальное парциальное давление на высоте 0 метров над уровнем моря составляет 160 миллиметров ртутного столба. Увеличение высоты вызывает уменьшение парциального давления. Этот показатель важен, так как от него зависит поступление кислорода во все важные органы и в кровяную систему.

Кислород нередко используется для лечения различных заболеваний. Кислородные баллоны, ингаляторы помогают органам человека нормально функционировать при наличии кислородного голодания.

Важно ! На состав воздуха влияют многие факторы, соответственно, может меняться процент кислорода. Негативная экологическая ситуация приводит к ухудшению качества воздуха

В мегаполисах и крупных городских поселениях пропорция углекислого газа (СО2) будет больше, чем в небольших поселениях или на лесных и заповедных территориях. Большое влияние оказывает и высота – процентное содержание кислорода будет меньше в горах. Можно рассмотреть следующий пример – на горе Эверест, которая достигает высоты 8,8 км, концентрация кислорода в воздухе будет ниже в 3 раза, чем в низине. Для безопасного пребывания на высокогорных вершинах требуется использовать кислородные маски.

Состав воздуха изменялся с течением лет. Эволюционные процессы, природные катаклизмы привели к изменениям в биосфере, поэтому уменьшился процент кислорода, необходимый для нормальной работы биоорганизмов. Можно рассмотреть несколько исторических этапов:

1. Доисторическая эпоха. В это время концентрация кислорода в атмосфере составляла около 36%.
2. 150 лет назад О2 занимал 26% от общего воздушного состава.
3. В настоящее время концентрация кислорода в воздухе составляет чуть менее 21%.

Последующее развитие окружающего мира может привести к дальнейшему изменению состава воздуха. На ближайшее время маловероятно, что концентрация О2 может быть ниже 14%, так как это вызовет нарушение работы организма.

Изменение содержания кислорода в воздухе на потяжении нескольких веков.

Общие сведения

Под термином «атмосфера» понимают газовый слой, который окутывает нашу планету и многие другие небесные тела во Вселенной. Он образует оболочку, которая возвышается над Землей на несколько сотен километров. В составе присутствуют разнообразные газы, основным из которых является кислород.

Атмосфера характеризуется:

• Неоднородностью с физической точки зрения.
• Повышенной динамичностью.
• Зависимостью от биологических факторов (высокая уязвимость в случае неблагоприятных явлений).

Основное влияние оказывают на состав и процессы его изменяющие, живые существа (включая, микроорганизмы). Эти процессы продолжаются с момента возникновения атмосферы – несколько миллиардов лет. Защитная оболочка планеты соприкасается с такими образованиями, как литосфера и гидросфера, верхние же границы определить с высокой точность сложно, ученые могут назвать только примерные значения. Атмосфера переходит в межпланетное пространство в экзосфере – на высоте 500-1000 км от поверхности нашей планеты, некоторые источники называют цифру в 3000 км.

Значение атмосферы для жизни на земле велико, так как она предохраняет планету от столкновения с космическими телами, обеспечивает оптимальные показатели для формирования и развития жизни в различных ее формах. Состав защитной оболочки:

• Азот – 78%.
• Кислород – 20,9%.
• Смесь газовая – 1,1% (эта часть образована такими веществами, как озон, аргон, неон, гелий, метан, криптон, водород, ксенон, углекислый газ, водяные пары).

Газовая смесь выполняет важную функцию – поглощение излишнего количества солнечной энергии. Состав атмосферы изменяются в зависимости от высоты – на высоте 65 км от поверхности Земли азота в ней будет содержаться уже 86%, кислорода – всего 19%.

Состав атмосферы