Dünya atmosferinde hangi küreler yoktur? Atmosfer - Dünya'nın hava kabuğu

Stratosfer, gezegenimizin hava kabuğunun üst katmanlarından biridir. Yerden yaklaşık 11 km yükseklikte başlar. Yolcu uçakları artık burada uçmuyor ve nadiren bulutlar oluşuyor. Ozon stratosferde bulunur - gezegeni zararlı ultraviyole radyasyonun nüfuzundan koruyan ince bir kabuk.

Gezegenin hava kabuğu

Atmosfer, hidrosferin iç yüzeyine ve yerkabuğuna bitişik, Dünya'nın gazlı kabuğudur. Dış sınırı yavaş yavaş dış uzaya geçer. Atmosferin bileşimi gazları içerir: azot, oksijen, argon, karbon dioksit vb. ve ayrıca toz, su damlaları, buz kristalleri, yanma ürünleri şeklindeki safsızlıklar. Hava kabuğunun ana elemanlarının oranı sabit tutulur. İstisnalar karbondioksit ve sudur - atmosferdeki miktarları sıklıkla değişir.

Gazlı zarfın katmanları

Atmosfer, üst üste yerleştirilmiş ve bileşimde özelliklere sahip birkaç katmana ayrılmıştır:

    sınır tabakası - 1-2 km yüksekliğe kadar uzanan, gezegenin yüzeyine doğrudan bitişik;

    troposfer ikinci katmandır, dış sınır ortalama olarak 11 km yükseklikte bulunur, atmosferin neredeyse tüm su buharı burada yoğunlaşır, bulutlar oluşur, siklonlar ve antisiklonlar ortaya çıkar, yükseklik arttıkça sıcaklık artar;

    tropopoz - sıcaklık düşüşünün kesilmesi ile karakterize edilen geçiş tabakası;

    stratosfer, 50 km yüksekliğe kadar uzanan ve üç bölgeye ayrılan bir katmandır: 11 ila 25 km arasında sıcaklık hafifçe değişir, 25 ila 40 arasında - sıcaklık yükselir, 40 ila 50 arasında - sıcaklık sabit kalır ( stratopoz);

    mezosfer 80-90 km yüksekliğe kadar uzanır;

    termosfer deniz seviyesinden 700-800 km yüksekliğe ulaşır, burada 100 km yükseklikte, Dünya atmosferi ile uzay arasındaki sınır olarak alınan Karman hattı vardır;

    Ekzosfer ayrıca saçılma bölgesi olarak da adlandırılır, burada madde parçacıklarını çok kaybeder ve uzaya uçarlar.

Stratosferdeki sıcaklık değişiklikleri

Dolayısıyla, stratosfer, gezegenin gazlı kabuğunun troposferi takip eden kısmıdır. Burada tropopoz boyunca sabit olan hava sıcaklığı değişmeye başlar. Stratosferin yüksekliği yaklaşık 40 km'dir. Alt sınır deniz seviyesinden 11 km yüksekliktedir. Bu işaretten başlayarak, sıcaklık hafif değişikliklere uğrar. 25 km yükseklikte, ısıtma endeksi yavaş yavaş artmaya başlar. Deniz seviyesinden 40 km yükseklikte, sıcaklık -56.5º'den +0.8ºº'ye yükselir. Ayrıca 50-55 km irtifaya kadar sıfır dereceye yakın kalır. 40 ila 55 kilometre arasındaki bölgeye stratopoz denir, çünkü buradaki sıcaklık değişmez. Stratosferden mezosfere geçiş bölgesidir.

Stratosferin özellikleri

Dünyanın stratosferi, tüm atmosferin kütlesinin yaklaşık %20'sini içerir. Buradaki hava o kadar seyrektir ki, bir kişinin özel bir uzay giysisi olmadan kalması imkansızdır. Bu gerçek, stratosfere uçuşların ancak nispeten yakın zamanda gerçekleştirilmeye başlamasının nedenlerinden biridir.

Gezegenin 11-50 km yükseklikteki gaz zarfının bir başka özelliği de çok az miktarda su buharıdır. Bu nedenle stratosferde neredeyse hiç bulut oluşmaz. Onlar için basitçe hayır Yapı malzemesi. Bununla birlikte, deniz seviyesinden 20-30 km yükseklikte stratosferi (fotoğraf aşağıda sunulmuştur) “süsleyen” sözde sedef bulutlarını gözlemlemek nadiren mümkündür. Gün batımından sonra veya gün doğumundan önce içeriden ince, sanki parlak oluşumlar gözlemlenebilir. Sedef bulutlarının şekli, sirrus veya cirrocumulus'a benzer.

Dünya'nın ozon tabakası

ev ayırt edici özellik Stratosfer, tüm atmosferdeki en yüksek ozon konsantrasyonudur. Güneş ışığının etkisi altında oluşur ve gezegendeki tüm yaşamı yıkıcı radyasyonlarından korur. Dünyanın ozon tabakası, deniz seviyesinden 20-25 km yükseklikte yer almaktadır. O 3 molekülleri stratosfer boyunca dağılmıştır ve hatta gezegenin yüzeyinin yakınında bulunur, ancak en yüksek konsantrasyonları bu seviyede gözlenir.

Unutulmamalıdır ki Dünya'nın ozon tabakası sadece 3-4 mm'dir. Bu gazın parçacıkları koşullar altında yerleştirilirse bu, kalınlığı olacaktır. normal basınçörneğin, gezegenin yüzeyinde. Ozon, ultraviyole radyasyon etkisi altında bir oksijen molekülünün iki atoma parçalanması sonucu oluşur. Bunlardan biri "tam teşekküllü" bir molekül ile birleşir ve ozon oluşur - O3.

Tehlikeli Defans

Bu nedenle, bugün stratosfer, geçen yüzyılın başında olduğundan daha fazla keşfedilmiş bir atmosfer katmanıdır. Ancak, onsuz Dünya'da yaşamın ortaya çıkmayacağı ozon tabakasının geleceği hala çok net değil. Ülkeler freon üretimini azaltırken, bazı bilim adamları bunun en azından böyle bir hızda çok fazla fayda sağlamayacağını söylerken, diğerleri bunun hiç gerekli olmadığını söylüyor çünkü ana kısım zararlı maddeler doğal olarak oluşur. Kim haklı, zaman gösterecek.

- Dünya ile birlikte dönen dünyanın hava kabuğu. Atmosferin üst sınırı geleneksel olarak 150-200 km rakımlarda gerçekleştirilir. Alt sınır, Dünya'nın yüzeyidir.

Atmosferik hava bir gaz karışımıdır. Yüzey hava tabakasındaki hacminin çoğu nitrojen (%78) ve oksijendir (%21). Ayrıca hava, inert gazlar (argon, helyum, neon vb.), karbondioksit (0,03), su buharı ve çeşitli katı parçacıklar (toz, kurum, tuz kristalleri) içerir.

Hava renksizdir ve gökyüzünün rengi, ışık dalgalarının saçılmasının özellikleriyle açıklanır.

Atmosfer birkaç katmandan oluşur: troposfer, stratosfer, mezosfer ve termosfer.

Daha düşük yüzey katmanı hava denir troposfer. Farklı enlemlerde, gücü aynı değildir. Troposfer, gezegenin şeklini tekrarlar ve Dünya ile birlikte eksenel dönüşe katılır. Ekvatorda atmosferin kalınlığı 10 ila 20 km arasında değişir. Ekvatorda daha büyüktür ve kutuplarda daha azdır. Troposfer, maksimum hava yoğunluğu ile karakterize edilir, tüm atmosferin kütlesinin 4 / 5'i içinde yoğunlaşır. Troposfer belirler hava: burada çeşitli hava kütleleri oluşur, bulutlar ve yağış oluşur, yoğun bir yatay ve dikey hava hareketi vardır.

Troposferin üstünde, 50 km yüksekliğe kadar bulunur stratosfer. Daha düşük bir hava yoğunluğu ile karakterizedir, içinde su buharı yoktur. Stratosferin alt kısmında, yaklaşık 25 km yükseklikte. bir "ozon ekranı" var - organizmalar için ölümcül olan ultraviyole radyasyonu emen yüksek konsantrasyonda ozon içeren bir atmosfer tabakası.

50 ila 80-90 km yükseklikte uzanır mezosfer. Rakım yükseldikçe ortalama dikey eğim (0.25-0.3)° / 100 m ile sıcaklık düşer ve hava yoğunluğu azalır. Ana enerji süreci radyan ısı transferidir. Atmosferin parlaması, radikalleri, titreşimle uyarılan molekülleri içeren karmaşık fotokimyasal süreçlerden kaynaklanmaktadır.

termosfer 80-90 ila 800 km yükseklikte yer almaktadır. Buradaki hava yoğunluğu minimumdur, hava iyonizasyon derecesi çok yüksektir. Sıcaklık, Güneş'in aktivitesine bağlı olarak değişir. Çok sayıda yüklü parçacık nedeniyle, burada auroralar ve manyetik fırtınalar gözlemlenir.

atmosfer vardır büyük bir değer yeryüzünün doğası için. Oksijen olmadan, canlı organizmalar nefes alamaz. Ozon tabakası tüm canlıları zararlı ultraviyole ışınlarından korur. Atmosfer, sıcaklık dalgalanmalarını yumuşatır: Dünya yüzeyi geceleri aşırı soğumaz ve gündüzleri aşırı ısınmaz. Yoğun katmanlarda atmosferik hava gezegenin yüzeyine ulaşmadan önce, meteorlar dikenlerden yanar.

Atmosfer, dünyanın tüm kabukları ile etkileşime girer. Yardımı ile okyanus ve kara arasındaki ısı ve nem alışverişi. Atmosfer olmadan bulutlar, yağışlar, rüzgarlar olmazdı.

İnsan faaliyetlerinin atmosfer üzerinde önemli bir olumsuz etkisi vardır. Karbon monoksit (CO 2) konsantrasyonunda bir artışa yol açan hava kirliliği meydana gelir. Ve bu katkıda bulunur küresel ısınma iklim ve geliştirir Sera etkisi". Dünyanın ozon tabakası, endüstriyel atıklar ve ulaşım nedeniyle yok ediliyor.

Atmosferin korunması gerekiyor. Gelişmiş ülkelerde, atmosferik havayı kirlilikten korumak için bir dizi önlem alınmaktadır.

Sormak istediğiniz bir şey var mı? Atmosfer hakkında daha fazla bilgi edinmek ister misiniz?
Bir öğretmenden yardım almak için - kaydolun.

site, materyalin tamamen veya kısmen kopyalanmasıyla, kaynağa bir bağlantı gereklidir.

Dünya atmosferinin yapısı ve bileşimi, söylenmelidir ki, gezegenimizin gelişiminin bir veya daha fazla döneminde her zaman sabit değerler değildi. Bugün, toplam "kalınlığı" 1.5-2.0 bin km olan bu elemanın dikey yapısı, aşağıdakiler de dahil olmak üzere birkaç ana katmanla temsil edilmektedir:

  1. Troposfer.
  2. tropopoz.
  3. Stratosfer.
  4. Stratopoz.
  5. mezosfer ve mezopoz.
  6. Termosfer.
  7. ekzosfer.

Atmosferin temel unsurları

Troposfer, güçlü dikey ve yatay hareketlerin gözlendiği bir katmandır, burada hava, yağış olayları, iklim koşulları. Kutup bölgeleri hariç (orada - 15 km'ye kadar) gezegenin yüzeyinden hemen hemen her yerde 7-8 kilometre uzanır. Troposferde, her bir kilometre yükseklikte yaklaşık 6,4 ° C sıcaklıkta kademeli bir düşüş var. Bu rakam farklı enlemler ve mevsimler için farklılık gösterebilir.

Bu kısımdaki Dünya atmosferinin bileşimi, aşağıdaki unsurlar ve yüzdeleri ile temsil edilir:

Azot - yaklaşık yüzde 78;

Oksijen - neredeyse yüzde 21;

Argon - yaklaşık yüzde bir;

Karbon dioksit - %0,05'ten az.

90 kilometre yüksekliğe kadar tek kompozisyon

Ayrıca toz, su damlacıkları, su buharı, yanma ürünleri, buz kristalleri, deniz tuzları, birçok aerosol partikülü vb. burada bulunabilir.Dünya atmosferinin bu bileşimi yaklaşık doksan kilometre yüksekliğe kadar gözlenir, bu nedenle hava sadece troposferde değil, aynı zamanda üst katmanlarda da kimyasal bileşimde yaklaşık olarak aynıdır. Ama orada atmosfer temelde farklı fiziksel özelliklere sahiptir. Ortak bir katmana sahip olan katman kimyasal bileşim homosfer denir.

Dünya atmosferinde başka hangi elementler var? Yüzde olarak (hacimce, kuru havada), kripton (yaklaşık 1,14 x 10 -4), ksenon (8,7 x 10 -7), hidrojen (5.0 x 10 -5), metan (yaklaşık 1,7 x 10 - 4), nitröz oksit (5.0 x 10 -5), vb. Listelenen bileşenlerin kütle yüzdesi açısından, nitröz oksit ve hidrojen en fazladır, bunu helyum, kripton vb. izler.

Farklı atmosferik katmanların fiziksel özellikleri

Fiziksel özellikler troposfer, gezegenin yüzeyine bitişik olmasıyla yakından ilişkilidir. Buradan, kızılötesi ışınlar biçiminde yansıyan güneş ısısı, termal iletim ve konveksiyon süreçleri de dahil olmak üzere geri gönderilir. Bu nedenle kaldırılması ile yeryüzü sıcaklık düşer. Bu fenomen, stratosferin yüksekliğine (11-17 kilometre) kadar gözlenir, daha sonra sıcaklık 34-35 km seviyesine kadar pratik olarak değişmez ve daha sonra tekrar 50 kilometre yüksekliğe kadar sıcaklıklarda bir artış olur ( stratosferin üst sınırı). Stratosfer ve troposfer arasında, ekvatorun üzerinde sabit sıcaklıkların gözlendiği (1-2 km'ye kadar) ince bir ara katman vardır - yaklaşık eksi 70 ° C ve altı. Kutupların üzerinde, tropopoz yazın eksi 45°C'ye kadar "ısınır", burada kışın sıcaklıklar -65°C civarında dalgalanır.

Dünya atmosferinin gaz bileşimi, ozon gibi önemli bir element içerir. Gaz, atmosferin üst kısımlarında atomik oksijenden gelen güneş ışığının etkisi altında oluştuğundan, yüzeye yakın yerlerde nispeten az bulunur (yüzdenin on ila eksi altıncı kuvveti). Özellikle, ozonun çoğu yaklaşık 25 km yüksekliktedir ve tüm "ozon perdesi" kutuplar bölgesinde 7-8 km, ekvatorda 18 km ve elli kilometreye kadar olan alanlarda bulunur. genel olarak gezegenin yüzeyinin üzerinde.

Atmosfer güneş radyasyonundan korur

Dünya atmosferindeki havanın bileşimi, yaşamın korunmasında çok önemli bir rol oynar, çünkü bireysel kimyasal elementler ve bileşimler, güneş radyasyonunun dünya yüzeyine ve üzerinde yaşayan insanlara, hayvanlara ve bitkilere erişimini başarıyla sınırlandırır. Örneğin, su buharı molekülleri, 8 ila 13 mikron aralığındaki uzunluklar hariç, hemen hemen tüm kızılötesi radyasyon aralıklarını etkili bir şekilde emer. Ozon ise 3100 A dalga boyuna kadar ultraviyoleyi emer. İnce tabakası olmadan (gezegenin yüzeyine yerleştirildiğinde ortalama 3 mm), sadece 10 metreden daha derin sular ve yeraltı mağaraları, güneş radyasyonunun ulaşmadığı yerlerde yaşanabilir. .

Stratopozda Sıfır Santigrat

Atmosferin sonraki iki seviyesi olan stratosfer ve mezosfer arasında dikkate değer bir katman vardır - stratopoz. Yaklaşık olarak ozon maksimumunun yüksekliğine karşılık gelir ve burada insanlar için nispeten rahat bir sıcaklık gözlemlenir - yaklaşık 0°C. Stratopozun üstünde, mezosferde (50 km yükseklikte bir yerde başlar ve 80-90 km yükseklikte biter), yine Dünya yüzeyinden artan mesafeyle (eksi 70-80 ° 'ye kadar) sıcaklıkta bir düşüş var. C). Mezosferde, meteorlar genellikle tamamen yanar.

Termosferde - artı 2000 K!

Dünya atmosferinin termosferdeki kimyasal bileşimi (yaklaşık 85-90 ila 800 km yükseklikten mezopozdan sonra başlar), güneş ışığının etkisi altında çok nadir "hava" katmanlarının kademeli olarak ısınması gibi bir fenomen olasılığını belirler. radyasyon. Gezegenin "hava örtüsünün" bu bölümünde, oksijenin iyonlaşması (300 km'nin üzerinde atomik oksijendir) ve ayrıca oksijen atomlarının moleküller halinde rekombinasyonu ile bağlantılı olarak elde edilen 200 ila 2000 K arasındaki sıcaklıklar meydana gelir. , yayınla birlikte Büyük bir sayı sıcaklık. Termosfer, auroraların ortaya çıktığı yerdir.

Termosferin üstünde, ışık ve hızla hareket eden hidrojen atomlarının uzaya kaçabileceği atmosferin dış tabakası olan ekzosfer bulunur. Buradaki Dünya atmosferinin kimyasal bileşimi, daha çok alt katmanlardaki bireysel oksijen atomları, ortadaki helyum atomları ve üst katmandaki neredeyse yalnızca hidrojen atomları ile temsil edilir. Burada saltanat yüksek sıcaklıklar- yaklaşık 3000 K ve atmosfer basıncı yok.

Dünyanın atmosferi nasıl oluştu?

Ancak, yukarıda belirtildiği gibi, gezegen her zaman böyle bir atmosfer bileşimine sahip değildi. Toplamda, bu öğenin kökenine ilişkin üç kavram vardır. İlk hipotez, atmosferin bir ön-gezegen bulutundan toplanma sürecinde alındığını varsayar. Bununla birlikte, bugün bu teori önemli eleştirilere maruz kalmaktadır, çünkü böyle bir birincil atmosfer, gezegen sistemimizdeki bir yıldızdan gelen güneş "rüzgarı" tarafından tahrip edilmiş olmalıdır. Ayrıca uçucu elementlerin çok yüksek sıcaklıklar nedeniyle karasal grup gibi gezegenlerin oluşum bölgesinde kalamayacakları varsayılmaktadır.

İkinci hipotezin önerdiği gibi, Dünya'nın birincil atmosferinin bileşimi, yakınlardan gelen asteroitler ve kuyruklu yıldızlar tarafından yüzeyin aktif bombardımanı nedeniyle oluşturulabilir. Güneş Sistemi gelişimin erken aşamalarında. Bu kavramı doğrulamak veya çürütmek oldukça zordur.

IDG RAS'ta Deney

En makul olanı, atmosferin yaklaşık 4 milyar yıl önce yer kabuğunun mantosundan gazların salınması sonucu ortaya çıktığına inanan üçüncü hipotezdir. Bu kavram, Rusya Bilimler Akademisi Jeoloji ve Jeokimya Enstitüsü'nde, "Tsarev 2" adlı bir deney sırasında, bir meteorik madde numunesi bir vakumda ısıtıldığında test edildi. Daha sonra H 2, CH 4, CO, H 2 O, N 2 vb. Gibi gazların salınımı kaydedildi.Bu nedenle, bilim adamları haklı olarak Dünya'nın birincil atmosferinin kimyasal bileşiminin su ve karbondioksit, hidrojen florür buharı içerdiğini varsaydılar. (HF), karbon monoksit gazı (CO), hidrojen sülfür (H 2 S), azot bileşikleri, hidrojen, metan (CH 4), amonyak buharı (NH 3), argon vb. Birincil atmosferden gelen su buharı katıldı. hidrosferin oluşumu, karbondioksitin organik maddelerde daha bağlı halde olduğu ortaya çıktı ve kayalar ah, nitrojen modern havanın bileşimine ve ayrıca tortul kayaçlara ve organik maddeye geçti.

Dünyanın birincil atmosferinin bileşimi izin vermezdi modern insanlar o zaman gerekli miktarlarda oksijen olmadığı için solunum cihazı olmadan içinde olmak. Bu element, inanıldığı gibi, gezegenimizin en eski sakinleri olan mavi-yeşil ve diğer alglerde fotosentez sürecinin gelişimi ile bağlantılı olarak, bir buçuk milyar yıl önce önemli miktarlarda ortaya çıktı.

Oksijen minimum

Dünya atmosferinin bileşiminin başlangıçta neredeyse anoksik olduğu gerçeği, en eski (Katarca) kayalarda kolayca oksitlenen, ancak oksitlenmeyen grafitin (karbon) bulunması gerçeğiyle gösterilir. Daha sonra, sözde bantlı Demir cevheri, zenginleştirilmiş demir oksitlerin ara katmanlarını içeren, bu da gezegende moleküler formda güçlü bir oksijen kaynağının ortaya çıkması anlamına gelir. Ancak bu elementler yalnızca periyodik olarak ortaya çıktı (belki de aynı algler veya diğer oksijen üreticileri, oksijensiz bir çölde küçük adalar olarak ortaya çıktı), dünyanın geri kalanı anaerobikti. İkincisi, kolayca oksitlenen piritin, akış tarafından iz bırakmadan işlenen çakıl şeklinde bulunması gerçeğiyle desteklenir. kimyasal reaksiyonlar. Akan sular yeterince havalandırılamadığından, Kambriyen öncesi atmosferin bugünkü bileşimin yüzde birinden daha az oksijen içerdiği görüşü gelişmiştir.

Hava bileşiminde devrim niteliğinde değişiklik

Yaklaşık olarak Proterozoik'in ortasında (1.8 milyar yıl önce), dünya aerobik solunuma geçtiğinde “oksijen devrimi” gerçekleşti, bu sırada bir molekülden besin(glikoz) iki (anaerobik solunumda olduğu gibi) enerji birimi değil, 38 alabilirsiniz. Dünya atmosferinin oksijen açısından bileşimi, modern olanın yüzde birini aşmaya başladı ve organizmaları radyasyondan koruyan bir ozon tabakası ortaya çıkmaya başladı. Örneğin, trilobitler gibi eski hayvanlar gibi kalın kabukların altında “gizlenen” ondandı. O zamandan günümüze kadar, ana "solunum" unsurunun içeriği yavaş yavaş arttı ve gezegende çeşitli yaşam formlarının gelişmesini sağladı.

Ansiklopedik YouTube

    1 / 5

    ✪ Dünya uzay gemisi (Bölüm 14) - Atmosfer

    ✪ Atmosfer neden uzay boşluğuna çekilmedi?

    ✪ "Soyuz TMA-8" uzay aracının Dünya atmosferine girişi

    ✪ Atmosfer yapısı, anlamı, çalışması

    ✪ O. S. Ugolnikov "Üst atmosfer. Dünya ve uzayın buluşması"

    Altyazılar

Atmosfer sınırı

Atmosfer, gaz halindeki ortamın Dünya ile birlikte bir bütün olarak döndüğü Dünya'nın etrafındaki alan olarak kabul edilir. Atmosfer, Dünya yüzeyinden 500-1000 km yükseklikte başlayarak, ekzosferde kademeli olarak gezegenler arası boşluğa geçer.

Uluslararası Havacılık Federasyonu tarafından önerilen tanıma göre, atmosfer ve uzay arasındaki sınır, yaklaşık 100 km yükseklikte bulunan Karmana hattı boyunca çizilir ve bunun üzerinde hava uçuşları tamamen imkansız hale gelir. NASA, mekiklerin tahrik manevrasından aerodinamik manevraya geçtiği atmosfer sınırı olarak 122 kilometre (400.000 ft) işaretini kullanır.

Fiziksel özellikler

Tabloda belirtilen gazlara ek olarak atmosferde Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, hidrokarbonlar, HCl,, HBr, buharlar, I 2, Br 2 ve diğer birçok gaz bulunur. küçük miktarlarda gazlar. Troposferde sürekli olarak büyük miktarda askıda katı ve sıvı parçacık (aerosol) bulunur. Radon (Rn), Dünya atmosferindeki en nadir gazdır.

Atmosferin yapısı

atmosferin sınır tabakası

Dünya yüzeyinin durumunun ve özelliklerinin atmosferin dinamiklerini doğrudan etkilediği troposferin alt tabakası (1-2 km kalınlığında).

Troposfer

Üst sınırı kutuplarda 8-10 km, ılıman iklimlerde 10-12 km ve tropikal enlemlerde 16-18 km yükseklikte; kışın yazdan daha düşüktür.
Atmosferin alt, ana tabakası, atmosferdeki toplam hava kütlesinin %80'inden fazlasını ve atmosferde bulunan tüm su buharının yaklaşık %90'ını içerir. Troposferde türbülans ve konveksiyon güçlü bir şekilde gelişir, bulutlar ortaya çıkar, siklonlar ve antisiklonlar gelişir. Sıcaklık, ortalama 0,65 °/100 metre dikey eğimle yükseklikle azalır.

tropopoz

Troposferden stratosfere geçiş katmanı, atmosferin yükseklikle birlikte sıcaklıktaki düşüşün durduğu katmandır.

Stratosfer

11 ila 50 km yükseklikte bulunan atmosfer tabakası. 11-25 km'lik katmanda (stratosferin alt katmanı) sıcaklıkta hafif bir değişiklik ve 25-40 km'lik katmanda -56.5'ten +0.8 °'ye (üst stratosfer veya inversiyon bölgesi) yükselmesi tipiktir. Yaklaşık 40 km yükseklikte yaklaşık 273 K (neredeyse 0 °C) değerine ulaşan sıcaklık, yaklaşık 55 km yüksekliğe kadar sabit kalır. Bu sabit sıcaklık bölgesine stratopoz denir ve stratosfer ile mezosfer arasındaki sınırdır.

Stratopoz

Atmosferin stratosfer ile mezosfer arasındaki sınır tabakası. Dikey sıcaklık dağılımında bir maksimum vardır (yaklaşık 0 °C).

mezosfer

termosfer

Üst sınır yaklaşık 800 km'dir. Sıcaklık 200-300 km irtifalara yükselir, burada 1500 K mertebesinde değerlere ulaşır, daha sonra yüksek irtifalara kadar neredeyse sabit kalır. Güneş radyasyonu ve kozmik radyasyonun etkisi altında hava iyonlaşır (“kutup ışıkları”) - iyonosferin ana bölgeleri termosferin içinde bulunur. 300 km'nin üzerindeki irtifalarda, atomik oksijen baskındır. Termosferin üst sınırı, büyük ölçüde Güneş'in mevcut aktivitesi tarafından belirlenir. Düşük aktivite dönemlerinde - örneğin, 2008-2009'da - bu katmanın boyutunda gözle görülür bir azalma var.

termopoz

Atmosferin termosferin üzerindeki bölgesi. Bu bölgede güneş ışınımının absorpsiyonu önemsizdir ve sıcaklık aslında yükseklikle değişmez.

Exosphere (saçılma küresi)

100 km yüksekliğe kadar atmosfer homojen, iyi karışmış bir gaz karışımıdır. Daha yüksek katmanlarda, gazların yükseklik dağılımı moleküler kütlelerine bağlıdır, daha ağır gazların konsantrasyonu Dünya yüzeyinden uzaklaştıkça daha hızlı azalır. Gaz yoğunluğunun azalması nedeniyle, stratosferde 0 °C olan sıcaklık, mezosferde -110 °C'ye düşer. Bununla birlikte, 200-250 km yükseklikteki bireysel parçacıkların kinetik enerjisi ~150 °C sıcaklığa karşılık gelir. 200 km'nin üzerinde, zaman ve uzayda sıcaklık ve gaz yoğunluğunda önemli dalgalanmalar gözlenir.

Yaklaşık 2000-3500 km yükseklikte, ekzosfer yavaş yavaş sözde geçer. yakın boşluk, esas olarak hidrojen atomları olmak üzere nadir gezegenler arası gaz parçacıklarıyla dolu. Ancak bu gaz, gezegenler arası maddenin sadece bir parçasıdır. Diğer kısım, kuyruklu yıldız ve meteorik kökenli toz benzeri parçacıklardan oluşur. Son derece nadir bulunan toz benzeri parçacıklara ek olarak, güneş ve galaktik kaynaklı elektromanyetik ve parçacık radyasyonu bu alana nüfuz eder.

Gözden geçirmek

Troposfer atmosfer kütlesinin yaklaşık %80'ini, stratosfer ise yaklaşık %20'sini oluşturur; mezosferin kütlesi -% 0,3'ten fazla değil, termosfer -% 0,05'inden az toplam kütle atmosfer.

Atmosferdeki elektriksel özelliklere dayanarak, yayarlar. nötrosfer ve iyonosfer .

Atmosferdeki gazın bileşimine bağlı olarak, yayarlar. homosfer ve heterosfer. heterosfer- bu, yerçekiminin gazların ayrılmasını etkilediği bir alandır, çünkü böyle bir yükseklikte karışımları ihmal edilebilir. Dolayısıyla heterosferin değişken bileşimini takip eder. Aşağıda, atmosferin iyi karışmış, homojen bir parçası olan homosfer bulunur. Bu katmanlar arasındaki sınıra turbopause denir, yaklaşık 120 km yükseklikte bulunur.

Atmosferin diğer özellikleri ve insan vücudu üzerindeki etkileri

Zaten deniz seviyesinden 5 km yükseklikte, eğitimsiz bir kişi oksijen açlığı geliştirir ve adaptasyon olmadan bir kişinin performansı önemli ölçüde azalır. Atmosferin fizyolojik bölgesinin bittiği yer burasıdır. 9 km yükseklikte insanın nefes alması imkansız hale gelir, ancak yaklaşık 115 km'ye kadar atmosfer oksijen içerir.

Atmosfer bize solumamız gereken oksijeni sağlar. Ancak düşüş nedeniyle toplam basınç atmosfer, yüksekliğe çıktıkça, kısmi oksijen basıncı buna göre azalır.

Atmosferin oluşum tarihi

En yaygın teoriye göre, Dünya'nın atmosferi, tarihi boyunca üç farklı bileşimde olmuştur. Başlangıçta, gezegenler arası uzaydan yakalanan hafif gazlardan (hidrojen ve helyum) oluşuyordu. Bu sözde birincil atmosfer. Bir sonraki aşamada, aktif volkanik aktivite, atmosferin hidrojen dışındaki gazlarla (karbon dioksit, amonyak, su buharı) doymasına neden oldu. Bu nasıl ikincil atmosfer. Bu atmosfer onarıcıydı. Ayrıca, atmosferin oluşum süreci aşağıdaki faktörler tarafından belirlendi:

  • hafif gazların (hidrojen ve helyum) gezegenler arası boşluğa sızması;
  • ultraviyole radyasyon, yıldırım deşarjları ve diğer bazı faktörlerin etkisi altında atmosferde meydana gelen kimyasal reaksiyonlar.

Yavaş yavaş, bu faktörler oluşumuna yol açtı. üçüncül atmosfer, çok daha düşük bir hidrojen içeriği ve çok daha yüksek bir nitrojen ve karbon dioksit içeriği ile karakterize edilir (amonyak ve hidrokarbonlardan gelen kimyasal reaksiyonların bir sonucu olarak oluşur).

Azot

Büyük miktarda azot N2 oluşumu, 3 milyar yıl öncesinden başlayarak, fotosentez sonucunda gezegenin yüzeyinden gelmeye başlayan moleküler oksijen O2 tarafından amonyak-hidrojen atmosferinin oksidasyonundan kaynaklanmaktadır. Nitrojen N2 ayrıca nitratların ve diğer azot içeren bileşiklerin denitrifikasyonunun bir sonucu olarak atmosfere salınır. Azot, üst atmosferde ozon tarafından NO'ya oksitlenir.

Azot N2, yalnızca belirli koşullar altında (örneğin, bir yıldırım deşarjı sırasında) reaksiyonlara girer. Elektrik deşarjları sırasında moleküler nitrojenin ozon tarafından oksidasyonu, nitrojen gübrelerinin endüstriyel üretiminde küçük miktarlarda kullanılır. Düşük enerji tüketimi ile okside olabilir ve siyanobakteriler (mavi-yeşil algler) ve baklagillerle rizobiyal simbiyoz oluşturan nodül bakterileri tarafından biyolojik olarak aktif bir forma dönüştürülebilir. doğal gübreler.

Oksijen

Atmosferin bileşimi, oksijen salınımı ve karbondioksit emilimi ile birlikte fotosentez sonucunda canlı organizmaların Dünya'ya gelişiyle kökten değişmeye başladı. Başlangıçta oksijen, indirgenmiş bileşiklerin oksidasyonu için harcandı - amonyak, hidrokarbonlar, okyanuslarda bulunan demirli demir formu ve diğerleri. Bu aşamanın sonunda atmosferdeki oksijen içeriği artmaya başladı. Yavaş yavaş, oksitleyici özelliklere sahip modern bir atmosfer oluştu. Bu, atmosferde, litosferde ve biyosferde meydana gelen birçok süreçte ciddi ve ani değişikliklere neden olduğu için bu olaya Oksijen Felaketi adı verildi.

soy gazlar

Hava kirliliği

AT son zamanlar insan atmosferin evrimini etkilemeye başladı. İnsan faaliyetinin sonucu, önceki jeolojik dönemlerde biriken hidrokarbon yakıtların yanması nedeniyle atmosferdeki karbondioksit içeriğinde sürekli bir artış olmuştur. Fotosentez sırasında büyük miktarlarda CO 2 tüketilir ve dünya okyanusları tarafından emilir. Bu gaz, karbonat kayaçlarının ve bitki ve hayvan kaynaklı organik maddelerin ayrışması ile volkanizma ve insan üretim faaliyetleri nedeniyle atmosfere girer. Son 100 yılda, atmosferdeki CO 2 içeriği, ana kısmı (360 milyar ton) yakıtın yanmasından gelmek üzere %10 arttı. Yakıt yanmasının büyüme hızı devam ederse, önümüzdeki 200-300 yıl içinde atmosferdeki CO2 miktarı iki katına çıkacak ve küresel iklim değişikliklerine yol açabilecektir.

Yakıtın yanması, kirletici gazların ana kaynağıdır (СО,, SO 2). Üst atmosferde kükürt dioksit atmosferik oksijen tarafından SO3'e ve nitrik oksit NO2'ye oksitlenir, bu da su buharı ile etkileşime girer ve ortaya çıkan sülfürik asit H2SO4 ve nitrik asit HNO3 Dünya yüzeyine düşer. denilen form asit yağmuru. kullanım

Atmosfer (Yunanca ατμός - "buhar" ve σφαῖρα - "küre") - yerçekimi tarafından etrafında tutulan bir gök cisminin gazlı kabuğu. Atmosfer - çeşitli gazlar, su buharı ve toz karışımından oluşan gezegenin gazlı kabuğu. Dünya ile Kozmos arasındaki madde alışverişi atmosfer aracılığıyla gerçekleşir. Dünya kozmik toz ve göktaşı materyali alır, en hafif gazları kaybeder: hidrojen ve helyum. Dünya'nın atmosferi, gezegen yüzeyinin termal rejimini belirleyen, atmosferik gaz moleküllerinin ayrışmasına ve atomların iyonlaşmasına neden olan Güneş'in güçlü radyasyonu tarafından nüfuz edilir.

Dünya atmosferi, çoğu canlı organizmanın solunum için kullandığı oksijeni ve fotosentez sırasında bitkiler, algler ve siyanobakteriler tarafından tüketilen karbondioksiti içerir. Atmosfer aynı zamanda gezegende sakinlerini güneş ultraviyole radyasyonundan koruyan koruyucu bir tabakadır.

Tüm büyük cisimlerin bir atmosferi vardır - karasal gezegenler, gaz devleri.

Atmosferin bileşimi

Atmosfer, nitrojen (%78.08), oksijen (%20.95), karbondioksit (%0.03), argon (%0.93), az miktarda helyum, neon, ksenon, kripton (%0.01), %0.038 karbondioksit ve az miktarda hidrojen, helyum, diğer soy gazlar ve kirleticiler.

Dünya havasının modern bileşimi yüz milyon yıldan daha uzun bir süre önce kuruldu, ancak keskin bir şekilde artan insan üretim faaliyeti yine de değişmesine yol açtı. Şu anda, CO2 içeriğinde yaklaşık %10-12 oranında bir artış vardır.Atmosferi oluşturan gazlar çeşitli fonksiyonel roller üstlenirler. Bununla birlikte, bu gazların asıl önemi, öncelikle, radyan enerjiyi çok güçlü bir şekilde emmeleri ve dolayısıyla üzerinde önemli bir etkiye sahip olmaları ile belirlenir. sıcaklık rejimi Dünyanın yüzeyi ve atmosferi.

Bir gezegenin atmosferinin ilk bileşimi, genellikle gezegen oluşumu ve sonraki salınım döneminde güneşin kimyasal ve termal özelliklerine bağlıdır. dış gazlar. Daha sonra gaz zarfının bileşimi çeşitli faktörlerin etkisi altında gelişir.

Venüs ve Mars'ın atmosferleri çoğunlukla karbon dioksittir ve az miktarda azot, argon, oksijen ve diğer gazlar eklenir. Dünyanın atmosferi büyük ölçüde içinde yaşayan organizmaların bir ürünüdür. Düşük sıcaklıklı gaz devleri - Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün - çoğunlukla düşük moleküler ağırlıklı gazları - hidrojen ve helyum - tutabilir. Aksine, Osiris veya 51 Pegasi b gibi yüksek sıcaklıktaki gaz devleri onu tutamaz ve atmosferlerinin molekülleri uzayda dağılır. Bu süreç yavaş ve süreklidir.

Azot, atmosferdeki en yaygın gaz, kimyasal olarak az aktif.

Oksijen azottan farklı olarak, kimyasal olarak çok aktif bir elementtir. Oksijenin özel işlevi oksidasyondur. organik madde volkanlar tarafından atmosfere yayılan heterotrofik organizmalar, kayalar ve az oksitlenmiş gazlar. Oksijen olmadan, ölü organik maddenin ayrışması olmazdı.

atmosferik yapı

Atmosferin yapısı iki bölümden oluşur: iç - troposfer, stratosfer, mezosfer ve termosfer veya iyonosfer ve dış - manyetosfer (ekzosfer).

1) Troposfer- bu, 3/4'ün yoğunlaştığı atmosferin alt kısmıdır, yani. ~ Tüm dünya atmosferinin %80'i. Yüksekliği, dünya yüzeyinin ve okyanusun ısınmasının neden olduğu dikey (yükselen veya azalan) hava akımlarının yoğunluğu ile belirlenir, bu nedenle ekvatordaki troposferin kalınlığı 16-18 km, ılıman enlemlerde 10-11 km'dir. , ve kutuplarda - 8 km'ye kadar. Troposferdeki irtifadaki hava sıcaklığı her 100 metrede 0,6ºº azalır ve +40 ile -50ºº arasında değişir.

2) Stratosfer troposferin üzerinde bulunur ve gezegenin yüzeyinden 50 km yüksekliğe sahiptir. 30 km'ye kadar yükseklikteki sıcaklık sabit -50ºС'dir. Sonra yükselmeye başlar ve 50 km yükseklikte +10ºС'ye ulaşır.

Biyosferin üst sınırı ozon perdesidir.

Ozon perdesi, Dünya yüzeyinden farklı yüksekliklerde bulunan ve 20-26 km yükseklikte maksimum ozon yoğunluğuna sahip olan stratosfer içindeki bir atmosfer tabakasıdır.

Kutuplarda ozon tabakasının yüksekliğinin 7-8 km, ekvatorda 17-18 km olduğu ve ozon varlığının maksimum yüksekliğinin 45-50 km olduğu tahmin edilmektedir. Ozon ekranının üzerinde, güneşin sert ultraviyole radyasyonu nedeniyle yaşam imkansızdır. Tüm ozon moleküllerini sıkıştırırsanız, gezegenin etrafında ~ 3 mm'lik bir tabaka elde edersiniz.

3) Mezosfer– bu katmanın üst sınırı 80 km yüksekliğe kadar yer almaktadır. Ana özelliği, üst sınırında -90ºС sıcaklıkta keskin bir düşüş. Buz kristallerinden oluşan gümüşi bulutlar burada sabitlenmiştir.

4) İyonosfer (termosfer) - 800 km yüksekliğe kadar bulunur ve sıcaklıkta önemli bir artış ile karakterize edilir:

150km sıcaklık +240ºС,

200km sıcaklık +500ºС,

600km sıcaklık +1500ºС.

Güneşten gelen ultraviyole radyasyonun etkisi altında gazlar iyonize durumdadır. İyonizasyon, gazların parlaması ve auroraların oluşumu ile ilişkilidir.

İyonosfer, gezegende uzun menzilli radyo iletişimi sağlayan radyo dalgalarını tekrar tekrar yansıtma yeteneğine sahiptir.

5) Ekzosfer- 800 km'nin üzerinde yer alır ve 3000 km'ye kadar uzanır. Burada sıcaklık >2000ºС'dir. Gaz hareketinin hızı kritik ~ 11,2 km/sn'ye yaklaşıyor. Hidrojen ve helyum atomları, Dünya'nın etrafında 20.000 km yüksekliğe kadar uzanan parlak bir korona oluşturan hakimdir.

Atmosfer fonksiyonları

1) Termoregülasyon - Dünyadaki hava ve iklim, ısı ve basınç dağılımına bağlıdır.

2) Yaşamı destekleyen.

3) Troposferde, su döngüsünü, ısı transferini belirleyen hava kütlelerinin küresel dikey ve yatay hareketi vardır.

4) Hemen hemen tüm yüzey jeolojik süreçleri atmosfer, litosfer ve hidrosferin etkileşiminden kaynaklanmaktadır.

5) Koruyucu - atmosfer dünyayı uzaydan, güneş radyasyonundan ve göktaşı tozundan korur.

Atmosfer fonksiyonları. Atmosfer olmadan, Dünya'da yaşam imkansız olurdu. Bir kişi günde 12-15 kg tüketir. hava, her dakika 5 ila 100 litre arasında solunur, bu da ortalama günlük yiyecek ve su ihtiyacını önemli ölçüde aşar. Ek olarak, atmosfer bir kişiyi onu dış uzaydan tehdit eden tehlikelerden güvenilir bir şekilde korur: meteorların ve kozmik radyasyonun geçmesine izin vermez. Bir insan yemek yemeden beş hafta, susuz beş gün ve havasız beş dakika yaşayabilir. İnsanların normal yaşamı sadece havayı değil, aynı zamanda belli bir saflığını da gerektirir. İnsanların sağlığı, flora ve fauna durumu, bina ve yapıların yapılarının gücü ve dayanıklılığı hava kalitesine bağlıdır. Kirli hava sulara, karaya, denizlere, toprağa zararlıdır. Atmosfer ışığı belirler ve dünyanın termal rejimlerini düzenler, ısının yeniden dağılımına katkıda bulunur. Dünya. Gaz zarfı, Dünya'yı aşırı soğuma ve ısınmadan korur. Gezegenimiz bir hava kabuğu ile çevrili olmasaydı, bir gün içinde sıcaklık dalgalanmalarının genliği 200 C'ye ulaşırdı. Atmosfer, Dünya'da yaşayan her şeyi yıkıcı ultraviyole, X-ışını ve kozmik ışınlardan korur. Atmosferin ışığın dağılımındaki önemi büyüktür. Havası, güneş ışınlarını milyonlarca küçük ışına böler, dağıtır ve düzgün bir aydınlatma oluşturur. Atmosfer, seslerin iletkeni olarak hizmet eder.

benzer gönderiler