Milyen gömbök nincsenek jelen a föld légkörében. Atmoszféra - a Föld léghéja

A sztratoszféra bolygónk léghéjának egyik felső rétege. Körülbelül 11 km-es magasságban kezdődik a talaj felett. Utasszállító repülőgépek már nem repülnek itt, és ritkán képződnek felhők. Az ózon a sztratoszférában található - egy vékony héj, amely megvédi a bolygót a káros ultraibolya sugárzás behatolásától.

A bolygó léghéja

A légkör a Föld gáznemű héja, amely szomszédos a hidroszféra és a földkéreg belső felületével. Külső határa fokozatosan átmegy a világűrbe. A légkör összetétele gázokat tartalmaz: nitrogén, oxigén, argon, szén-dioxid és így tovább, valamint szennyeződések por, vízcseppek, jégkristályok, égéstermékek formájában. A léghéj fő elemeinek arányát állandóan tartják. Ez alól kivétel a szén-dioxid és a víz – ezek mennyisége a légkörben gyakran változik.

A gáznemű burok rétegei

A légkör több rétegre oszlik, amelyek egymás felett helyezkednek el, és a kompozícióban jellemzők:

határréteg - közvetlenül a bolygó felszínével szomszédos, 1-2 km magasságig terjed;

a troposzféra a második réteg, a külső határ átlagosan 11 km-es magasságban helyezkedik el, a légkör szinte teljes vízpárája itt koncentrálódik, felhők képződnek, ciklonok és anticiklonok keletkeznek, a hőmérséklet a magasság növekedésével emelkedik;

tropopauza - átmeneti réteg, amelyet a hőmérséklet csökkenése jellemez;

a sztratoszféra egy 50 km magasságig terjedő réteg, amely három zónára oszlik: 11-től 25 km-ig a hőmérséklet enyhén változik, 25-től 40-ig - a hőmérséklet emelkedik, 40-től 50-ig - a hőmérséklet állandó marad ( sztratopauza);

a mezoszféra 80-90 km magasságig terjed;

a termoszféra eléri a 700-800 km-es tengerszint feletti magasságot, itt 100 km-es magasságban van a Kármán-vonal, amelyet a Föld légköre és az űr közötti határnak tekintenek;

Az exoszférát szóródási zónának is nevezik, itt sokat veszít az anyagrészecskékből, és azok elrepülnek az űrbe.

Hőmérsékletváltozások a sztratoszférában

Tehát a sztratoszféra a bolygó gáznemű héjának az a része, amely a troposzférát követi. Itt a levegő hőmérséklete, amely a tropopauza egész ideje alatt állandó, megváltozni kezd. A sztratoszféra magassága körülbelül 40 km. Az alsó határ 11 km tengerszint feletti magasságban van. Ettől a jeltől kezdve a hőmérséklet enyhe változáson megy keresztül. 25 km-es magasságban a fűtési index lassan emelkedni kezd. A tengerszint feletti 40 km-re a hőmérséklet -56,5º-ról +0,8ºС-ra emelkedik. Továbbá 50-55 km magasságig nulla fok közelében marad. A 40 és 55 kilométer közötti zónát sztratopauzának nevezik, mivel itt a hőmérséklet nem változik. Ez egy átmeneti zóna a sztratoszférából a mezoszférába.

A sztratoszféra jellemzői

A Föld sztratoszférája a teljes légkör tömegének körülbelül 20%-át tartalmazza. Annyira ritka itt a levegő, hogy lehetetlen, hogy valaki különleges szkafander nélkül maradjon. Ez a tény az egyik oka annak, hogy a sztratoszférába irányuló repüléseket csak viszonylag nemrégiben kezdték el végrehajtani.

A bolygó gázburának másik jellemzője 11-50 km magasságban a nagyon kis mennyiségű vízgőz. Emiatt a sztratoszférában szinte soha nem képződnek felhők. Számukra egyszerűen nincs építési anyag. Ritkán lehet azonban megfigyelni az úgynevezett gyöngyházfelhőket, amelyek a sztratoszférát „díszítik” (a fotó alább látható) 20-30 km-es tengerszint feletti magasságban. Vékony, mintha belülről világító képződmények figyelhetők meg napnyugta után vagy napkelte előtt. A gyöngyházfelhők alakja hasonló a cirrushoz vagy a cirrocumulushoz.

A Föld ózonrétege

itthon megkülönböztető vonás A sztratoszféra a legmagasabb ózonkoncentráció az egész légkörben. Napfény hatására képződik, és megvédi a bolygó összes életét a pusztító sugárzásuktól. A Föld ózonrétege 20-25 km tengerszint feletti magasságban található. Az O 3 molekulák a sztratoszférában eloszlanak, sőt a bolygó felszíne közelében is léteznek, de a legmagasabb koncentrációjuk ezen a szinten figyelhető meg.

Meg kell jegyezni, hogy a Föld ózonrétege mindössze 3-4 mm. Ez lesz a vastagsága, ha ennek a gáznak a részecskéit olyan körülmények között helyezzük el normál nyomás például a bolygó felszínén. Az ózon az oxigénmolekula ultraibolya sugárzás hatására két atomra bomlásának eredményeként keletkezik. Az egyik egy "teljes értékű" molekulával egyesül, és ózon képződik - O 3.

Veszélyes védő

Így ma a sztratoszféra a légkör jobban feltárt rétege, mint a múlt század elején. Az ózonréteg jövője azonban, amely nélkül nem keletkezett volna élet a Földön, még mindig nem egészen világos. Miközben az országok csökkentik a freontermelést, egyes tudósok szerint ez nem sok hasznot hoz, legalábbis ilyen ütemben, míg mások szerint ez egyáltalán nem szükséges, mivel a fő rész káros anyagok természetes úton alakult ki. Hogy kinek van igaza, azt az idő eldönti.

- a földgömb léghéja, amely a Földdel együtt forog. A légkör felső határát hagyományosan 150-200 km magasságban végzik. Az alsó határ a Föld felszíne.

A légköri levegő gázok keveréke. A felszíni levegőréteg térfogatának nagy része nitrogén (78%) és oxigén (21%). Ezenkívül a levegő inert gázokat (argon, hélium, neon stb.), szén-dioxidot (0,03), vízgőzt és különféle szilárd részecskéket (por, korom, sókristályok) tartalmaz.

A levegő színtelen, az égbolt színét a fényhullámok szóródásának sajátosságai magyarázzák.

A légkör több rétegből áll: troposzféra, sztratoszféra, mezoszféra és termoszféra.

Alsó felszíni réteg levegőt hívják troposzféra. Különböző szélességeken a ereje nem azonos. A troposzféra megismétli a bolygó alakját, és a Földdel együtt részt vesz a tengelyirányú forgásban. Az Egyenlítőnél a légkör vastagsága 10-20 km között változik. Az Egyenlítőn nagyobb, a sarkokon kisebb. A troposzférát a levegő maximális sűrűsége jellemzi, a teljes légkör tömegének 4/5-e koncentrálódik benne. A troposzféra határozza meg időjárás: itt különféle légtömegek képződnek, felhők, csapadék képződik, intenzív vízszintes és függőleges légmozgás van.

A troposzféra felett, 50 km-es magasságig található sztratoszféra. Kisebb levegősűrűség jellemzi, nincs benne vízgőz. A sztratoszféra alsó részén körülbelül 25 km magasságban. van egy "ózonernyő" - a légkör magas ózonkoncentrációjú rétege, amely elnyeli az ultraibolya sugárzást, ami végzetes a szervezetekre.

50-80-90 km magasságban terül el mezoszféra. A magasság növekedésével a hőmérséklet (0,25-0,3)°/100 m átlagos függőleges gradienssel csökken, a levegő sűrűsége pedig csökken. A fő energiafolyamat a sugárzó hőátadás. A légkör izzása összetett fotokémiai folyamatoknak köszönhető, amelyekben gyökök, rezgéssel gerjesztett molekulák vesznek részt.

Termoszféra 80-90-800 km magasságban található. A levegő sűrűsége itt minimális, a levegő ionizációs foka nagyon magas. A hőmérséklet a Nap aktivitásától függően változik. A töltött részecskék nagy száma miatt itt aurórákat és mágneses viharokat figyelnek meg.

A légkör megvan kiváló érték a föld természetéhez. Oxigén nélkül az élő szervezetek nem tudnak lélegezni. Ózonrétege megvéd minden élőlényt a káros ultraibolya sugaraktól. A légkör kiegyenlíti a hőmérséklet-ingadozásokat: a Föld felszíne éjszaka nem hűl le, nappal sem melegszik túl. Sűrű rétegekben légköri levegő mielőtt elérnék a bolygó felszínét, a meteoritok kiégnek a tövisből.

A légkör kölcsönhatásba lép a Föld összes héjával. Segítségével hő- és nedvességcsere az óceán és a szárazföld között. A légkör nélkül nem lenne felhő, csapadék, szél.

Az emberi tevékenység jelentős káros hatással van a légkörre. Légszennyezés lép fel, ami a szén-monoxid (CO 2) koncentrációjának növekedéséhez vezet. És ez hozzájárul globális felmelegedés klíma és fokozza Üvegházhatás". A Föld ózonrétege az ipari hulladék és a szállítás miatt pusztul.

A légkört óvni kell. A fejlett országokban egy sor intézkedést hoznak a légköri levegő szennyeződés elleni védelmére.

Van kérdésed? Szeretne többet tudni a légkörről?
Ha oktatói segítséget szeretne kérni - regisztráljon.

oldalon, az anyag teljes vagy részleges másolásakor a forrásra mutató hivatkozás szükséges.

Meg kell mondani, hogy a Föld légkörének szerkezete és összetétele nem mindig volt állandó érték bolygónk fejlődésének egyik vagy másik időszakában. Ma ennek az elemnek a függőleges szerkezetét, amelynek teljes "vastagsága" 1,5-2,0 ezer km, több fő réteg képviseli, beleértve:

1. Troposzféra.
2. tropopauza.
3. Sztratoszféra.
4. Sztratopauza.
5. mezoszféra és mezopauza.
6. Termoszféra.
7. exoszféra.

A légkör alapelemei

A troposzféra egy olyan réteg, amelyben erős függőleges és vízszintes mozgások figyelhetők meg, itt vannak az időjárási, csapadékjelenségek, éghajlati viszonyok. Szinte mindenhol 7-8 kilométerre nyúlik el a bolygó felszínétől, kivéve a sarki régiókat (ott - 15 km-ig). A troposzférában a hőmérséklet fokozatosan csökken, körülbelül 6,4 ° C-kal minden magassági kilométerrel. Ez a szám a különböző szélességi körökben és évszakokban eltérő lehet.

A Föld légkörének összetételét ebben a részben a következő elemek és azok százalékos aránya képviseli:

Nitrogén - körülbelül 78 százalék;

Oxigén - csaknem 21 százalék;

Argon - körülbelül egy százalék;

Szén-dioxid - kevesebb, mint 0,05%.

Egyetlen kompozíció 90 kilométeres magasságig

Emellett megtalálhatók itt por, vízcseppek, vízgőz, égéstermékek, jégkristályok, tengeri sók, sok aeroszolrészecske stb.. A Föld légkörének ezt az összetételét megközelítőleg kilencven kilométeres magasságig figyeljük meg, így a levegő kémiai összetételében megközelítőleg azonos, nemcsak a troposzférában, hanem a felső rétegekben is. De ott a légkör alapvetően eltérő fizikai tulajdonságokkal rendelkezik. Az a réteg, amelynek közös kémiai összetétel homoszférának hívják.

Milyen egyéb elemek találhatók a Föld légkörében? Százalékban (térfogatban, száraz levegőben) olyan gázok, mint a kripton (körülbelül 1,14 x 10 -4), xenon (8,7 x 10 -7), hidrogén (5,0 x 10 -5), metán (körülbelül 1,7 x 10 -7). 4), dinitrogén-oxid (5,0 x 10 -5) stb.. A felsorolt ​​komponensek tömegszázalékát tekintve a legtöbb a dinitrogén-oxid és a hidrogén, ezt követi a hélium, kripton stb.

Különböző légköri rétegek fizikai tulajdonságai

Fizikai tulajdonságok a troposzféra szorosan összefügg a bolygó felszínével való szomszédságával. Innen a visszavert naphő infravörös sugarak formájában visszakerül felfelé, beleértve a hővezetési és konvekciós folyamatokat. Éppen ezért az eltávolításával a Föld felszíne a hőmérséklet leesik. Ez a jelenség a sztratoszféra magasságáig (11-17 kilométer) figyelhető meg, majd 34-35 km-ig gyakorlatilag nem változik a hőmérséklet, majd ismét 50 kilométeres magasságig emelkedik a hőmérséklet ( a sztratoszféra felső határa). A sztratoszféra és a troposzféra között van a tropopauza vékony közbenső rétege (legfeljebb 1-2 km), ahol állandó hőmérséklet figyelhető meg az Egyenlítő felett - körülbelül mínusz 70 ° C és alatta. A pólusok felett a tropopauza nyáron mínusz 45°C-ra "melegszik", télen itt -65°C körül ingadozik a hőmérséklet.

A Föld légkörének gázösszetétele olyan fontos elemet tartalmaz, mint az ózon. Viszonylag kevés van belőle a felszín közelében (tíz-mínusz hatodik százalék), mivel a gáz a napfény hatására képződik az atmoszféra felső részein lévő atomi oxigénből. Az ózon nagy része körülbelül 25 km-es tengerszint feletti magasságban található, és a teljes "ózonképernyő" a pólusok 7-8 km-es, az egyenlítői 18 km-es és akár ötven kilométeres területeken található. általában a bolygó felszíne felett.

A légkör véd a napsugárzástól

A Föld légkörében lévő levegő összetétele nagyon fontos szerepet játszik az élet megőrzésében, hiszen egyéni kémiai elemekés a kompozíciók sikeresen korlátozzák a napsugárzásnak a földfelszínhez és a rajta élő emberekhez, állatokhoz és növényekhez való hozzáférését. Például a vízgőzmolekulák hatékonyan elnyelik az infravörös sugárzás szinte minden tartományát, kivéve a 8 és 13 mikron közötti hosszúságokat. Az ózon ezzel szemben 3100 A hullámhosszig nyeli el az ultraibolya sugárzást. Vékony rétege nélkül (átlagosan 3 mm, ha a bolygó felszínére helyezzük) csak a 10 méternél mélyebb vizet és a földalatti barlangokat, ahol a napsugárzás nem ér el, ott lakható. .

Nulla Celsius a sztratopauzában

A légkör következő két szintje, a sztratoszféra és a mezoszféra között van egy figyelemre méltó réteg - a sztratopauza. Ez megközelítőleg megfelel az ózonmaximumok magasságának, és itt az ember számára viszonylag kellemes hőmérsékletet figyelnek meg - körülbelül 0 ° C. A sztratopauza felett, a mezoszférában (valahol 50 km magasságban kezdődik és 80-90 km magasságban ér véget) ismét hőmérséklet csökkenés következik be a Föld felszínétől való növekvő távolsággal (mínusz 70-80 °C-ig). C). A mezoszférában a meteorok általában teljesen kiégnek.

A termoszférában - plusz 2000 K!

A Föld légkörének kémiai összetétele a termoszférában (a mezopauza után kezdődik, körülbelül 85-90-800 km magasságból) meghatározza egy olyan jelenség lehetőségét, mint a nagyon ritka "levegő" rétegeinek fokozatos felmelegedése a napsugárzás hatására. sugárzás. A bolygó "levegőtakarójának" ezen részén 200 és 2000 K közötti hőmérsékletek fordulnak elő, amelyeket az oxigén ionizációja (300 km felett az atomi oxigén), valamint az oxigénatomok molekulákká történő rekombinációja során érnek el. , a kiadás kíséretében egy nagy szám hőség. A termoszféra az a hely, ahol az aurorák erednek.

A termoszféra felett található az exoszféra - a légkör külső rétege, ahonnan könnyű és gyorsan mozgó hidrogénatomok juthatnak ki a világűrbe. A Föld légkörének kémiai összetételét itt inkább az alsó rétegekben az egyes oxigénatomok, a középső héliumatomok, a felső rétegekben szinte kizárólag hidrogénatomok képviselik. Itt uralkodik magas hőmérsékletek- körülbelül 3000 K és nincs légköri nyomás.

Hogyan alakult ki a Föld légköre?

De amint fentebb említettük, a bolygó légkörének nem mindig volt ilyen összetétele. Összességében három fogalom létezik ennek az elemnek az eredetéről. Az első hipotézis azt feltételezi, hogy a légkört egy protoplanetáris felhő akkréciója során vették. Ma azonban ezt az elméletet jelentős kritika éri, mivel az ilyen elsődleges légkört a bolygórendszerünk egyik csillagából származó napszél pusztította el. Ezenkívül azt feltételezik, hogy az illékony elemek a túl magas hőmérséklet miatt nem maradhattak a bolygók kialakulásának zónájában, mint a földi csoport.

A Föld elsődleges légkörének a második hipotézisben megfogalmazott összetétele a közelről érkező aszteroidák és üstökösök aktív felszínbombázása miatt alakulhatott ki. Naprendszer a fejlődés korai szakaszában. Ezt az elképzelést meglehetősen nehéz megerősíteni vagy cáfolni.

Kísérlet az IDG RAS-nál

A legvalószínűbb a harmadik hipotézis, amely szerint a légkör a földkéreg köpenyéből mintegy 4 milliárd évvel ezelőtti gázok felszabadulásának eredményeként jelent meg. Ezt a koncepciót az Orosz Tudományos Akadémia Földtani és Geokémiai Intézetében tesztelték a "Tsarev 2" nevű kísérlet során, amikor egy meteorikus anyag mintáját vákuumban hevítették. Ezután olyan gázok felszabadulását rögzítették, mint a H 2, CH 4, CO, H 2 O, N 2 stb. Ezért a tudósok joggal feltételezték, hogy a Föld elsődleges légkörének kémiai összetétele vízből és szén-dioxidból, hidrogén-fluorid gőzből áll. (HF), szén-monoxid gáz (CO), hidrogén-szulfid (H 2 S), nitrogénvegyületek, hidrogén, metán (CH 4), ammóniagőz (NH 3), argon stb. A primer atmoszférából származó vízgőz részt vett a a hidroszféra kialakulása, a szén-dioxid a szerves anyagokban inkább kötött állapotban és sziklák ah, a nitrogén átjutott a modern levegő összetételébe, és ismét az üledékes kőzetekbe és a szerves anyagokba.

A Föld elsődleges légkörének összetétele nem engedné modern emberek légzőkészülék nélkül lenni benne, mivel akkor még nem volt oxigén a szükséges mennyiségben. Ez az elem jelentős mennyiségben jelent meg másfél milliárd évvel ezelőtt, amint azt gondolják, a kék-zöld és más algák fotoszintézisének fejlődésével kapcsolatban, amelyek bolygónk legrégebbi lakói.

Oxigén minimum

Hogy a Föld légkörének összetétele kezdetben szinte anoxikus volt, azt jelzi, hogy a legősibb (katarchei) kőzetekben könnyen oxidálódó, de nem oxidálódó grafit (szén) található. Ezt követően a sávos ún vasérc, amely dúsított vas-oxidok közbenső rétegeit tartalmazta, ami azt jelenti, hogy a bolygón egy erőteljes oxigénforrás molekuláris formában jelenik meg. De ezek az elemek csak időszakosan találkoztak (talán ugyanazok az algák vagy más oxigéntermelők jelentek meg kis szigetként egy anoxikus sivatagban), míg a világ többi része anaerob volt. Ez utóbbit támasztja alá, hogy könnyen oxidálódó piritet találtak kavics formájában, amelyet az áramlás nyomtalanul feldolgozott. kémiai reakciók. Mivel az áramló vizeket nem lehet rosszul levegőztetni, az a nézet alakult ki, hogy a kambrium előtti légkör a mai összetételnek kevesebb mint egy százalékát tartalmazta.

Forradalmi változás a levegő összetételében

Körülbelül a proterozoikum közepén (1,8 milliárd évvel ezelőtt) zajlott le az „oxigénforradalom”, amikor a világ áttért az aerob légzésre, melynek során egy molekuláról tápláló(glükóz) 38, és nem két (mint az anaerob légzés) egységnyi energiához juthat. A Föld légkörének összetétele az oxigén tekintetében kezdett meghaladni a modern egy százalékát, és elkezdett megjelenni az ózonréteg, amely megvédi az élőlényeket a sugárzástól. Tőle „rejtettek” vastag héjak alá, például olyan ősi állatokat, mint a trilobitok. Ettől kezdve egészen korunkig a fő "lélegeztető" elem tartalma fokozatosan és lassan nőtt, ami az életformák változatos fejlődését biztosítja a bolygón.

Enciklopédiai YouTube

1 / 5

✪ Földi űrhajó (14. epizód) – Atmoszféra

✪ Miért nem húzták be a légkört az űr vákuumába?

✪ A "Soyuz TMA-8" űrszonda belépése a Föld légkörébe

✪ A légkör szerkezete, jelentése, tanulmányozása

✪ O. S. Ugolnikov "Felső légkör. A Föld és az űr találkozása"

Feliratok

A légkör határa

Légkörnek azt a Föld körüli területet tekintjük, amelyben a gáznemű közeg a Föld egészével együtt forog. A bolygóközi térbe a légkör fokozatosan, az exoszférában kerül át a Föld felszínétől 500-1000 km-es magasságból kiindulva.

A Nemzetközi Repülési Szövetség által javasolt definíció szerint a légkör és az űr közötti határ a mintegy 100 km-es magasságban található Karmana vonal mentén húzódik, amely felett a légi repülés teljesen lehetetlenné válik. A NASA a 122 kilométeres (400 000 láb) jelölést használja a légkör határaként, ahol a siklók a meghajtásról aerodinamikai manőverezésre váltanak.

Fizikai tulajdonságok

A táblázatban feltüntetett gázokon kívül a légkör Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, szénhidrogének, HCl,, HBr, gőzök, I 2, Br 2, valamint sok egyéb gázok kis mennyiségben. A troposzférában folyamatosan nagy mennyiségű lebegő szilárd és folyékony részecskék (aeroszol) találhatók. A radon (Rn) a Föld légkörének legritkább gáza.

A légkör szerkezete

a légkör határrétege

A troposzféra alsó rétege (1-2 km vastag), amelyben a Föld felszínének állapota és tulajdonságai közvetlenül befolyásolják a légkör dinamikáját.

Troposzféra

Felső határa a sarkvidéken 8-10 km, a mérsékelt öviben 10-12 km, a trópusi szélességeken 16-18 km magasságban van; alacsonyabb télen, mint nyáron.
A légkör alsó, fő rétege a teljes légköri levegőtömeg több mint 80%-át és a légkörben jelenlévő összes vízgőz körülbelül 90%-át tartalmazza. A troposzférában erősen kifejlődik a turbulencia és a konvekció, felhők jelennek meg, ciklonok, anticiklonok alakulnak ki. A hőmérséklet a magassággal csökken, átlagosan 0,65°/100 méteres függőleges gradienssel.

tropopauza

A troposzférából a sztratoszférába vezető átmeneti réteg, a légkör azon rétege, amelyben a hőmérséklet magasságcsökkenése megáll.

Sztratoszféra

A légkör 11-50 km magasságban található rétege. Jellemző a hőmérséklet enyhe változása a 11-25 km-es rétegben (a sztratoszféra alsó rétegében), a 25-40 km-es rétegben pedig -56,5-ről +0,8 °-ra (felső sztratoszféra vagy inverziós régió). Körülbelül 40 km-es magasságban elérve a 273 K (majdnem 0 °C) értéket, a hőmérséklet körülbelül 55 km-es magasságig állandó marad. Ezt az állandó hőmérsékletű régiót sztratopauzának nevezik, és ez a határ a sztratoszféra és a mezoszféra között.

Sztratopauza

A légkör határrétege a sztratoszféra és a mezoszféra között. A függőleges hőmérséklet-eloszlásban van egy maximum (kb. 0 °C).

Mezoszféra

Termoszféra

A felső határ körülbelül 800 km. A hőmérséklet 200-300 km magasságig emelkedik, ahol eléri az 1500 K nagyságrendű értéket, ami után szinte állandó marad a nagy magasságokig. A napsugárzás és a kozmikus sugárzás hatására a levegő ionizálódik („poláris fények”) - az ionoszféra fő területei a termoszférában találhatók. 300 km feletti magasságban az atomi oxigén dominál. A termoszféra felső határát nagyrészt a Nap aktuális aktivitása határozza meg. Alacsony aktivitású időszakokban - például 2008-2009-ben - ennek a rétegnek a mérete észrevehetően csökken.

Termopauza

A légkör termoszféra feletti tartománya. Ebben a régióban a napsugárzás elnyelése jelentéktelen, és a hőmérséklet valójában nem változik a magassággal.

Exoszféra (szóródó gömb)

100 km magasságig a légkör homogén, jól elegyített gázkeverék. A magasabb rétegekben a gázok magasságbeli eloszlása ​​molekulatömegüktől függ, a nehezebb gázok koncentrációja a Föld felszínétől való távolság növekedésével gyorsabban csökken. A gázsűrűség csökkenése miatt a hőmérséklet a sztratoszférában 0 °C-ról -110 °C-ra csökken a mezoszférában. Az egyes részecskék kinetikus energiája azonban 200-250 km magasságban ~150 °C hőmérsékletnek felel meg. 200 km felett jelentős hőmérséklet- és gázsűrűség-ingadozások figyelhetők meg időben és térben.

Körülbelül 2000-3500 km magasságban az exoszféra fokozatosan átmegy az ún. közeli űrvákuum, amely bolygóközi gáz ritka részecskéivel, főleg hidrogénatomokkal van tele. De ez a gáz csak egy része a bolygóközi anyagnak. A másik rész üstökös és meteor eredetű porszerű részecskékből áll. Ebbe a térbe a rendkívül ritka porszerű részecskék mellett nap- és galaktikus eredetű elektromágneses és korpuszkuláris sugárzás is behatol.

Felülvizsgálat

A troposzféra a légkör tömegének körülbelül 80%-át, a sztratoszféra körülbelül 20%-át teszi ki; a mezoszféra tömege - legfeljebb 0,3%, a termoszféra - kevesebb, mint 0,05% össztömeg légkör.

A légkör elektromos tulajdonságai alapján bocsátanak ki a neutroszféraés ionoszféra .

A légkörben lévő gáz összetételétől függően bocsátanak ki homoszféraés heteroszféra. heteroszféra- ez az a terület, ahol a gravitáció befolyásolja a gázok elválasztását, mivel ilyen magasságban elhanyagolható a keveredésük. Ebből következik a heteroszféra változó összetétele. Alatta a légkör egy jól kevert, homogén része, az úgynevezett homoszféra található. E rétegek közötti határt turbopauzának nevezik, körülbelül 120 km-es magasságban fekszik.

A légkör egyéb tulajdonságai és az emberi szervezetre gyakorolt ​​hatások

Már 5 km-es tengerszint feletti magasságban az edzetlen emberben oxigénéhezés alakul ki, alkalmazkodás nélkül pedig jelentősen lecsökken az ember teljesítménye. Itt ér véget a légkör élettani zónája. Az emberi légzés 9 km-es magasságban lehetetlenné válik, bár körülbelül 115 km-ig a légkör oxigént tartalmaz.

A légkör biztosítja számunkra a légzéshez szükséges oxigént. Az esés miatt azonban össznyomás atmoszféra, ahogy magasra emelkedik, az oxigén parciális nyomása ennek megfelelően csökken.

A légkör kialakulásának története

A legelterjedtebb elmélet szerint a Föld légköre három különböző összetételű volt története során. Kezdetben könnyű gázokból (hidrogén és hélium) állt, amelyeket a bolygóközi térből fogtak be. Ez az ún elsődleges légkör. A következő szakaszban az aktív vulkáni tevékenység a légkör hidrogéntől eltérő gázokkal (szén-dioxid, ammónia, vízgőz) való telítéséhez vezetett. Így másodlagos légkör. Ez a légkör helyreállító volt. Továbbá a légkör kialakulásának folyamatát a következő tényezők határozták meg:

• könnyű gázok (hidrogén és hélium) szivárgása a bolygóközi térbe;
• kémiai reakciók, amelyek a légkörben ultraibolya sugárzás, villámkisülés és néhány egyéb tényező hatására lejátszódnak.

Fokozatosan ezek a tényezők vezettek a kialakulásához harmadlagos légkör, amelyet jóval alacsonyabb hidrogén- és sokkal magasabb nitrogén- és szén-dioxid-tartalom jellemez (amely ammóniából és szénhidrogénekből kémiai reakciók eredményeként keletkezik).

Nitrogén

A nagy mennyiségű nitrogén N 2 képződése az ammónia-hidrogén atmoszféra molekuláris oxigén O 2 általi oxidációjának köszönhető, amely 3 milliárd évvel ezelőtt a fotoszintézis eredményeként kezdett kijönni a bolygó felszínéről. A nitrogén N 2 a nitrátok és más nitrogéntartalmú vegyületek denitrifikációja következtében is a légkörbe kerül. A nitrogént az ózon NO-vá oxidálja a felső légkörben.

A nitrogén N 2 csak meghatározott körülmények között lép reakcióba (például villámkisülés során). A molekuláris nitrogén elektromos kisülések során ózon általi oxidációját kis mennyiségben használják fel a nitrogénműtrágyák ipari gyártása során. Alacsony energiafelhasználással oxidálható és biológiailag aktív formává alakítható a hüvelyesekkel rizobiális szimbiózist alkotó cianobaktériumok (kék-zöld algák) és gócbaktériumok által, amelyek hatékony zöldtrágyanövények lehetnek, amelyek nem kimerítik, hanem gazdagítják a talajt. természetes műtrágyák.

Oxigén

A légkör összetétele radikálisan megváltozni kezdett az élő szervezetek Földön való megjelenésével, a fotoszintézis eredményeként, amelyet oxigén felszabadulás és szén-dioxid felszívódás kísér. Kezdetben az oxigént redukált vegyületek oxidációjára fordították - ammónia, szénhidrogének, az óceánokban található vas vas formái és mások. Ennek a szakasznak a végén a légkör oxigéntartalma növekedni kezdett. Fokozatosan modern, oxidáló tulajdonságokkal rendelkező légkör alakult ki. Mivel ez a légkörben, a litoszférában és a bioszférában lezajló számos folyamatban komoly és hirtelen változásokat okozott, ezt az eseményt oxigénkatasztrófának nevezték.

nemesgázok

Légszennyeződés

NÁL NÉL mostanában az ember elkezdte befolyásolni a légkör alakulását. Az emberi tevékenység eredménye a légkör szén-dioxid-tartalmának folyamatos növekedése a korábbi geológiai korszakokban felhalmozódott szénhidrogén üzemanyagok elégetése következtében. Hatalmas mennyiségű CO 2 fogy el a fotoszintézis során, és a világ óceánjai elnyelik. Ez a gáz a karbonátos kőzetek, valamint a növényi és állati eredetű szerves anyagok bomlása, valamint a vulkanizmus és az emberi termelő tevékenység következtében kerül a légkörbe. Az elmúlt 100 év során a légkör CO 2-tartalma 10%-kal nőtt, ennek túlnyomó része (360 milliárd tonna) az üzemanyag elégetéséből származik. Ha a tüzelőanyag elégetésének növekedési üteme folytatódik, akkor a következő 200-300 évben a légkörben lévő CO 2 mennyisége megkétszereződik, és globális klímaváltozáshoz vezethet.

A tüzelőanyag elégetése a szennyező gázok (СО,, SO 2) fő forrása. A kén-dioxidot a légköri oxigén SO 3 -dá, a nitrogén-oxidot NO 2 -dá oxidálja a felső légkörben, amelyek viszont kölcsönhatásba lépnek a vízgőzzel, és a keletkező kénsav H 2 SO 4 és salétromsav HNO 3 a Föld felszínére hullik. a forma ún savas eső. Használat

Légkör (a görög ατμός - "gőz" és σφαῖρα - "gömb" szóból) - az égitest gáznemű héja, amelyet a gravitáció tartja körül. Atmoszféra - a bolygó gáznemű héja, amely különféle gázok, vízgőz és por keverékéből áll. A Föld és a Kozmosz közötti anyagcsere a légkörön keresztül megy végbe. A Föld kozmikus port és meteoritanyagot kap, elveszíti a legkönnyebb gázokat: a hidrogént és a héliumot. A Föld légkörét keresztül-kasul behatol a Nap erőteljes sugárzása, amely meghatározza a bolygó felszínének hőkezelését, ami a légköri gázmolekulák disszociációját és az atomok ionizációját okozza.

A Föld légköre oxigént tartalmaz, amelyet a legtöbb élő szervezet légzésre használ fel, valamint szén-dioxidot, amelyet a növények, algák és cianobaktériumok fogyasztanak el a fotoszintézis során. A légkör egyben védőréteg is a bolygón, amely megvédi lakóit a nap ultraibolya sugárzásától.

Minden hatalmas testnek van légköre - földi bolygóknak, gázóriásoknak.

A légkör összetétele

A légkör gázok keveréke, amely nitrogénből (78,08%), oxigénből (20,95%), szén-dioxidból (0,03%), argonból (0,93%), kis mennyiségű héliumból, neonból, xenonból, kriptonból (0,01%) áll, 0,038% szén-dioxid, valamint kis mennyiségű hidrogén, hélium, egyéb nemesgázok és szennyező anyagok.

A Föld levegőjének modern összetétele több mint százmillió évvel ezelőtt alakult ki, de az erősen megnövekedett emberi termelési tevékenység ennek ellenére megváltoztatta. Jelenleg mintegy 10-12%-kal nőtt a CO 2 tartalom, A légkört alkotó gázok különféle funkcionális szerepet töltenek be. E gázok fő jelentőségét azonban elsősorban az határozza meg, hogy nagyon erősen elnyelik a sugárzási energiát, és így jelentős hatást gyakorolnak a hőmérsékleti rezsim A Föld felszíne és légköre.

A bolygó légkörének kezdeti összetétele általában a Nap kémiai és termikus tulajdonságaitól függ a bolygóképződés és az azt követő felszabadulás időszakában. külső gázok. Ezután a gázburok összetétele különböző tényezők hatására alakul.

A Vénusz és a Mars légköre többnyire szén-dioxid, kis mennyiségű nitrogén, argon, oxigén és egyéb gázok hozzáadásával. A Föld légköre nagyrészt a benne élő szervezetek terméke. Az alacsony hőmérsékletű gázóriások – a Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz – többnyire kis molekulatömegű gázokat – hidrogént és héliumot – képesek tárolni. A magas hőmérsékletű gázóriások, mint például az Osiris vagy az 51 Pegasi b, éppen ellenkezőleg, nem tudják megtartani, és légkörük molekulái szétszóródnak a térben. Ez a folyamat lassú és folyamatos.

Nitrogén, a légkör leggyakoribb gáza, kémiailag kevéssé aktív.

Oxigén A nitrogénnel ellentétben kémiailag nagyon aktív elem. Az oxigén specifikus funkciója az oxidáció szerves anyag heterotróf szervezetek, kőzetek és aluloxidált gázok, amelyeket a vulkánok bocsátanak ki a légkörbe. Oxigén nélkül nem bomlanak le az elhalt szerves anyagok.

Légköri szerkezet

A légkör szerkezete két részből áll: a belső - troposzféra, sztratoszféra, mezoszféra és termoszféra, vagy ionoszféra, valamint a külső - magnetoszféra (exoszféra).

1) Troposzféra- ez a légkör alsó része, amelyben a 3/4 koncentrálódik, azaz. A Föld teljes légkörének ~80%-a. Magasságát a földfelszín és az óceán felmelegedése által kiváltott függőleges (felszálló vagy leszálló) légáramlatok intenzitása határozza meg, így a troposzféra vastagsága az egyenlítőnél 16-18 km, a mérsékelt övi szélességeken 10-11 km. , és az oszlopoknál - 8 km-ig. A levegő hőmérséklete a troposzférában a tengerszint feletti magasságban 0,6ºС-kal csökken 100 méterenként, és +40 és -50ºС között mozog.

2) Sztratoszféra a troposzféra felett helyezkedik el, és a bolygó felszínétől akár 50 km-re is magas. A hőmérséklet 30 km-es magasságig állandó -50ºС. Ezután emelkedni kezd, és 50 km-es magasságban eléri a +10ºС-ot.

A bioszféra felső határa az ózonernyő.

Az ózonernyő a légkörnek a sztratoszférán belüli rétege, amely a Föld felszínétől különböző magasságokban helyezkedik el, és amelynek maximális ózonsűrűsége 20-26 km magasságban van.

Az ózonréteg magasságát a pólusokon 7-8 km-re, az Egyenlítőnél 17-18 km-re, az ózon jelenlétének maximális magasságát 45-50 km-re becsülik. Az ózonernyő felett az élet lehetetlen a nap durva ultraibolya sugárzása miatt. Ha az összes ózonmolekulát összenyomja, körülbelül 3 mm-es réteget kap a bolygó körül.

3) Mezoszféra– ennek a rétegnek a felső határa 80 km magasságig található. Fő jellemzője a hőmérséklet -90ºС éles csökkenése a felső határon. Itt jégkristályokból álló ezüstös felhők rögzülnek.

4) Ionoszféra (termoszféra) - 800 km-es magasságig található, és jelentős hőmérséklet-emelkedés jellemzi:

150km hőmérséklet +240ºС,

200km hőmérséklet +500ºС,

600km hőmérséklet +1500ºС.

A nap ultraibolya sugárzásának hatására a gázok ionizált állapotban vannak. Az ionizáció a gázok izzásával és az aurorák előfordulásával jár.

Az ionoszféra képes a rádióhullámok ismételt visszaverésére, ami nagy hatótávolságú rádiókommunikációt biztosít a bolygón.

5) Exoszféra- 800 km felett található és 3000 km-ig terjed. Itt a hőmérséklet >2000ºС. A gázmozgás sebessége megközelíti a kritikus ~ 11,2 km/sec. A hidrogén és a hélium atomok dominálnak, amelyek világító koronát alkotnak a Föld körül, amely 20 000 km magasságig terjed.

Légköri funkciók

1) Hőszabályozás - az időjárás és az éghajlat a Földön a hő, nyomás eloszlásától függ.

2) Életfenntartó.

3) A troposzférában a légtömegek globális vertikális és vízszintes mozgása zajlik, amely meghatározza a víz körforgását, a hőátadást.

4) Szinte minden felszíni geológiai folyamat a légkör, a litoszféra és a hidroszféra kölcsönhatásának köszönhető.

5) Védő – a légkör védi a Földet az űrtől, a napsugárzástól és a meteoritportól.

Légköri funkciók. Légkör nélkül lehetetlen lenne az élet a Földön. Egy ember naponta 12-15 kg-ot fogyaszt. levegő, percenként 5-100 liter belélegzés, ami jelentősen meghaladja az átlagos napi táplálék- és vízszükségletet. Ezenkívül a légkör megbízhatóan megvédi az embert a világűrből fenyegető veszélyektől: nem engedi át a meteoritokat és a kozmikus sugárzást. Egy ember öt hétig élhet élelem nélkül, öt napig víz nélkül és öt percig levegő nélkül. Az emberek normális életéhez nemcsak levegőre van szükség, hanem annak bizonyos tisztaságára is. A levegő minőségétől függ az emberek egészsége, a növény- és állatvilág állapota, az épületek és építmények szerkezeteinek szilárdsága és tartóssága. A szennyezett levegő káros a vizekre, a szárazföldre, a tengerekre, a talajokra. Az atmoszféra határozza meg a fényt és szabályozza a föld termikus viszonyait, hozzájárul a hő újraelosztásához a földgömb. A gázburok megvédi a Földet a túlzott lehűléstől és felmelegedéstől. Ha bolygónkat nem venné körül légburok, akkor egy napon belül a hőmérséklet-ingadozások amplitúdója elérné a 200 C-ot. A légkör mindent megóv a Földön a pusztító ultraibolya, röntgen és kozmikus sugaraktól. A légkör jelentősége nagy a fényeloszlásban. Levegője millió kis sugárra bontja a napsugarakat, szétszórja és egységes megvilágítást hoz létre. A légkör a hangok karmestereként szolgál.