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

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

Gezegenin hava kabuğu

Atmosfer, hidrosferin iç yüzeyine ve yer kabuğuna bitişik olan, Dünya'nın gazlı kabuğudur. Dış sınırı yavaş yavaş dış uzaya geçer. Atmosferin bileşimi gazları içerir: nitrojen, oksijen, argon, karbondioksit vb. ile 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 bölünmüştür:

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

    troposfer ikinci katmandır, dış sınır ortalama 11 km yükseklikte yer alır, atmosferdeki su buharının neredeyse tamamı 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 biraz değişir, 25 ila 40 - sıcaklık yükselir, 40'tan 50'ye - 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 arasında sınır olarak alınan Karman çizgisi vardır;

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

Stratosferdeki sıcaklık değişiklikleri

Yani stratosfer, gezegenin gaz 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 +0.8ºС'ye yükselir. Ayrıca 50-55 km yüksekliğe kadar sıfır dereceye yakın kalmaktadır. 40 ile 55 kilometre arasındaki bölge, buradaki sıcaklık değişmediği için stratopoz olarak adlandırılır. Stratosferden mezosfere geçiş bölgesidir.

Stratosferin özellikleri

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

Gezegenin 11-50 km yükseklikteki gaz zarfının bir diğer özelliği de çok az miktarda su buharı olmasıdır. Bu nedenle stratosferde bulutlar neredeyse hiç oluşmaz. Onlar için hiçbir Yapı malzemesi. Bununla birlikte, deniz seviyesinden 20-30 km yükseklikte stratosferi “süsleyen” (fotoğraf aşağıda sunulmuştur) sözde sedef bulutları gözlemlemek nadiren mümkündür. Gün batımından sonra veya gün doğumundan önce içeriden ince, sanki aydınlık oluşumlar gözlemlenebilir. Sedef bulutların şekli cirrus veya cirrocumulus'a benzer.

dünyanın ozon tabakası

Ev ayırt edici özellik Stratosfer, tüm atmosferdeki en yüksek ozon konsantrasyonudur. Güneş ışığının etkisi altında oluşur ve gezegendeki tüm yaşamı onların yıkıcı radyasyonundan korur. Dünya'nın 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 altına yerleştirilirse, bu onun kalınlığı olacaktır. normal basınç, örneğin, gezegenin yüzeyinde. Ozon, ultraviyole radyasyonun etkisi altında bir oksijen molekülünün iki atoma parçalanması sonucu oluşur. Bunlardan biri "tam teşekküllü" bir molekül ile birleşir ve ozon oluşur - O 3.

Tehlikeli Defans

Bu nedenle, bugün stratosfer, atmosferin geçen yüzyılın başına göre daha fazla keşfedilen bir katmanıdır. Bununla birlikte, Dünya'daki yaşamın ortaya çıkmayacağı ozon tabakasının geleceği hala çok net değil. Ülkeler freon üretimini azaltırken, bazı bilim adamları bunun en azından bu hızda pek bir 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 havada inert gazlar (argon, helyum, neon vb.), karbondioksit (0,03), su buharı ve çeşitli katı parçacıklar (toz, is, tuz kristalleri) bulunur.

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

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

Alttaki hava tabakasına 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 büyük, kutuplarda ise daha az. Troposfer, maksimum hava yoğunluğu ile karakterize edilir, tüm atmosferin kütlesinin 4/5'i içinde yoğunlaşmıştır. Troposfer belirler hava durumu: 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. organizmalar için ölümcül olan ultraviyole radyasyonu emen yüksek konsantrasyonda ozon içeren bir atmosfer tabakası olan bir "ozon perdesi" vardır.

50 ila 80-90 km yükseklikte uzanır mezosfer. Yükseklik arttıkça ortalama (0.25-0.3)° / 100 m düşey eğimle sıcaklık düşer ve hava yoğunluğu azalır. Ana enerji süreci radyant ısı transferidir. Atmosferin parlaması, titreşimle uyarılmış moleküller olan radikalleri içeren karmaşık fotokimyasal işlemlerden kaynaklanmaktadır.

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

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

Atmosfer, dünyanın tüm kabukları ile etkileşime girer. Yardımı ile okyanus ve kara arasındaki ısı ve nem değişimi. 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 oluşur. Ve bu katkıda bulunur küresel ısınma iklim ve geliştirir Sera etkisi". Dünyanın ozon tabakası endüstriyel atıklar ve ulaşım nedeniyle yok oluyor.

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 öğretmenin yardımını almak için - kayıt olun.

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

Dünya atmosferinin yapısı ve bileşiminin, gezegenimizin gelişiminin şu veya bu döneminde her zaman sabit değerler olmadığı söylenmelidir. Bugün, toplam "kalınlığı" 1.5-2.0 bin km olan bu elementin dikey yapısı, aşağıdakileri içeren 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 gözlemlendiği bir katmandır, burada hava, yağış olayları, iklim koşulları. Kutup bölgeleri hariç (orada - 15 km'ye kadar) hemen hemen her yerde gezegenin yüzeyinden 7-8 kilometre uzanır. Troposferde, sıcaklıkta her bir kilometre yükseklikte yaklaşık 6.4 ° C'lik kademeli bir düşüş vardır. Bu rakam farklı enlemler ve mevsimler için farklılık gösterebilir.

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

Azot - yaklaşık yüzde 78;

Oksijen - neredeyse yüzde 21;

Argon - yaklaşık yüzde bir;

Karbondioksit - %0,05'ten az.

90 kilometre yüksekliğe kadar tek kompozisyon

Ayrıca burada toz, su damlacıkları, su buharı, yanma ürünleri, buz kristalleri, deniz tuzları, birçok aerosol partikülü vb. Ancak orada atmosfer temelde farklı fiziksel özelliklere sahiptir. Ortak 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), azot oksit (5,0 x 10-5) ve diğerleri gibi gazlar burada temsil edilir. hidrojen, ardından helyum, kripton vb.

Farklı atmosferik katmanların fiziksel özellikleri

Fiziki ozellikleri troposfer, gezegenin yüzeyine bitişik olmasıyla yakından ilgilidir. Buradan, kızılötesi ışınlar şeklinde 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 kadar (11-17 kilometre) gözlenir, ardından sıcaklık 34-35 km seviyesine kadar pratik olarak değişmez ve ardından 50 kilometre yüksekliğe (stratosferin üst sınırı) kadar sıcaklıklarda tekrar bir artış olur. Stratosfer ve troposfer arasında, ekvatorun üzerinde - yaklaşık eksi 70 ° C ve altında sabit sıcaklıkların gözlemlendiği ince bir tropopoz ara tabakası (1-2 km'ye kadar) vardır. Kutupların üzerinde, tropopoz yazın eksi 45°C'ye kadar "ısınır", kışın sıcaklıklar burada -65°C civarında dalgalanır.

Dünya atmosferinin gaz bileşimi, ozon gibi çok önemli bir element içerir. Gaz, atmosferin üst kısımlarında atomik oksijenden gelen güneş ışığının etkisi altında oluştuğundan, yüzeye yakın nispeten az miktarda bulunur (yüzde on üzeri eksi altıncı güç). Özellikle, ozonun çoğu yaklaşık 25 km yüksekliktedir ve tüm "ozon perdesi" kutuplar bölgesinde 7-8 km, ekvatorda 18 km ve genel olarak gezegen yüzeyinin elli kilometre yukarısındaki alanlarda bulunur.

Atmosfer güneş radyasyonundan korur

Dünya atmosferindeki havanın bileşimi yaşamın korunmasında çok önemli bir rol oynar, çünkü bireysel kimyasal elementler ve kompozisyonlar, güneş radyasyonunun dünya yüzeyine ve üzerinde yaşayan insanlara, hayvanlara ve bitkilere erişimini başarıyla sınırlandırır. Örneğin, su buharı molekülleri, 8 ila 13 mikron arasındaki uzunluklar dışında, kızılötesi radyasyonun hemen hemen tüm aralıklarını etkili bir şekilde emer. Ozon ise 3100 A dalga boyuna kadar ultraviyoleyi soğurur. İnce tabakası olmadan (gezegenin yüzeyine yerleştirildiğinde ortalama sadece 3 mm olacaktır), yalnızca güneş radyasyonunun ulaşmadığı 10 metreden daha derin sularda ve yer altı mağaralarında 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 üzerinde, mezosferde (50 km yükseklikte bir yerde başlar ve 80-90 km yükseklikte biter), Dünya yüzeyinden uzaklaştıkça (eksi 70-80 ° C'ye kadar) sıcaklıkta yine bir düşüş olur. Mezosferde meteorlar genellikle tamamen yanar.

Termosferde - artı 2000 K!

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

Termosferin üzerinde, hafif 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 tamamen hidrojen atomları tarafından temsil edilir. Burada saltanat yüksek sıcaklıklar- yaklaşık 3000 K ve atmosferik basınç yok.

Dünyanın atmosferi nasıl oluştu?

Ancak, yukarıda bahsedildiği gibi, gezegen her zaman böyle bir atmosfer bileşimine sahip değildi. Toplamda, bu elementin kökeni hakkında üç kavram vardır. İlk hipotez, atmosferin bir protogezegen bulutundan toplanma sürecinde alındığını varsayar. Bununla birlikte, bugün bu teori önemli eleştirilere tabidir, çünkü böyle bir birincil atmosfer, gezegen sistemimizdeki bir yıldızdan gelen güneş "rüzgarı" tarafından yok edilmiş olmalıdır. Ayrıca uçucu elementlerin çok yüksek sıcaklıklardan dolayı karasal grup gibi gezegenlerin oluşum bölgesinde kalamayacakları varsayılmaktadır.

İkinci hipotezin öne sürdüğü gibi, Dünya'nın birincil atmosferinin bileşimi, yakın çevreden gelen asteroitler ve kuyruklu yıldızlar tarafından yüzeyin aktif bombardımanı nedeniyle oluşmuş olabilir. Güneş Sistemi gelişimin ilk aşamalarında. Bu kavramı doğrulamak veya çürütmek oldukça zordur.

IDG RAS'ta deney yapın

En makul olanı, atmosferin yaklaşık 4 milyar yıl önce yer kabuğunun mantosundan gazların salınması sonucunda ortaya çıktığına inanan üçüncü hipotezdir. Bu kavram, Rusya Bilimler Akademisi Jeoloji ve Jeokimya Enstitüsünde, bir meteorik madde örneğinin vakumda ısıtıldığı "Tsarev 2" adlı bir deney sırasında test edildi. Daha sonra H 2, CH 4, CO, H 2 O, N 2, vb. karbondioksitin organik maddelerde daha fazla 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 zamanlar gerekli miktarlarda oksijen olmadığı için içinde solunum cihazı olmadan olmak. Bu element, gezegenimizin en eski sakinleri olan mavi-yeşil ve diğer alglerde fotosentez sürecinin gelişmesiyle bağlantılı olarak inanıldığı gibi, bir buçuk milyar yıl önce önemli miktarlarda ortaya çıktı.

minimum oksijen

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

Hava bileşiminde devrim niteliğinde değişiklik

Yaklaşık olarak Proterozoyik'in ortasında (1,8 milyar yıl önce), dünya aerobik solunuma geçtiğinde “oksijen devrimi” gerçekleşti, bu sırada bir molekülden besin(glikoz) iki değil (anaerobik solunumda olduğu gibi) 38 birim enerji alabilirsiniz. Dünya atmosferinin oksijen açısından bileşimi, modern olanın yüzde birini geçmeye başladı ve organizmaları radyasyondan koruyan bir ozon tabakası görünmeye başladı. Örneğin, trilobitler gibi eski hayvanlar gibi kalın kabukların altında "gizlenmiş" olan ondandı. O zamandan günümüze kadar, ana "solunum" öğesinin içeriği yavaş yavaş artarak gezegende çeşitli yaşam formlarının gelişmesini sağladı.

Ansiklopedik YouTube

    1 / 5

    ✪ Dünya uzay gemisi (Bölüm 14) - Atmosfer

    ✪ Atmosfer neden uzayın 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 bir bütün olarak Dünya ile birlikte döndüğü Dünya etrafındaki alan olarak kabul edilir. Atmosfer, Dünya yüzeyinden 500-1000 km yükseklikte başlayarak, ekzosferde kademeli olarak gezegenler arası uzaya geçer.

Uluslararası Havacılık Federasyonu'nun önerdiği tanıma göre, atmosfer ile uzay arasındaki sınır, yaklaşık 100 km yükseklikte bulunan ve üzerinde hava uçuşlarının tamamen imkansız hale geldiği Karmana hattı boyunca çiziliyor. NASA, mekiklerin itme manevrasından aerodinamik manevraya geçtiği atmosferin sınırı olarak 122 kilometre (400.000 ft) işaretini kullanır.

Fiziki ozellikleri

Tabloda belirtilen gazlara ek olarak, atmosferde Cl2 , SO2 , NH3 , CO , O3 , NO2 , hidrokarbonlar , HCl , , HBr , buharlar , I2 , Br2 ve diğer birçok gaz az miktarda bulunur. Troposferde sürekli olarak büyük miktarda askıda katı ve sıvı parçacıklar (aerosol) bulunur. Radon (Rn), Dünya atmosferindeki en nadir gazdır.

Atmosferin yapısı

atmosferin sınır tabakası

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

Troposfer

Üst sınırı kutupta 8-10 km, ılıman enlemlerde 10-12 km ve tropikal enlemlerde 16-18 km; kışın yaza göre daha düşüktür.
Atmosferin alt, ana tabakası, toplam atmosferik 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 rakımla birlikte azalır.

tropopoz

Troposferden stratosfere geçiş tabakası, atmosferin yükseklikle birlikte sıcaklık düşüşünün durduğu tabaka.

Stratosfer

11 ila 50 km yükseklikte bulunan atmosfer tabakası. 11-25 km katmanında (stratosferin alt katmanı) sıcaklıkta hafif bir değişiklik ve 25-40 km katmanında -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 kalmaktadır. Sabit sıcaklıktaki bu bölge stratopoz olarak adlandırılır 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 rakımlara yükselir, burada 1500 K mertebesindeki değerlere ulaşır, ardından yüksek rakımlara kadar neredeyse sabit kalır. Güneş radyasyonu ve kozmik radyasyonun etkisi altında hava iyonize edilir (“kutup ışıkları”) - iyonosferin ana bölgeleri termosferin içinde bulunur. 300 km'nin üzerindeki rakımlarda, atomik oksijen hakimdir. 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, sıcaklık stratosferde 0 °C'den mezosferde -110 °C'ye düşer. Bununla birlikte, 200-250 km irtifalarda bireysel parçacıkların kinetik enerjisi ~150 °C sıcaklığa karşılık gelir. 200 km'nin üzerinde, zaman ve mekanda sıcaklık ve gaz yoğunluğunda önemli dalgalanmalar gözlenir.

Yaklaşık 2000-3500 km yükseklikte, ekzosfer yavaş yavaş sözde yakın uzay boşluğu, nadir bulunan gezegenler arası gaz parçacıkları, özellikle hidrojen atomları ile dolu. Ancak bu gaz, gezegenler arası maddenin yalnızca bir parçasıdır. Diğer kısım ise kuyruklu yıldız ve meteor kökenli toz benzeri parçacıklardan oluşur. Son derece seyrek toz benzeri parçacıklara ek olarak, güneş ve galaktik kaynaklı elektromanyetik ve parçacıksal radyasyon bu boşluğa 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'ten az toplam ağırlık atmosfer.

Atmosferdeki elektriksel özelliklere bağlı olarak, 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 düzeydedir. Bunu heterosferin değişken bileşimi takip eder. Altında, atmosferin homosfer adı verilen, iyi karışmış, homojen bir parçası bulunur. Bu katmanlar arasındaki sınıra turbopause denir, yaklaşık 120 km yükseklikte yer alır.

Atmosferin diğer özellikleri ve insan vücudu üzerindeki etkileri

Zaten deniz seviyesinden 5 km yükseklikte, eğitimsiz bir kişi oksijen açlığı geliştirir ve uyum sağlamadan kişinin performansı önemli ölçüde azalır. Burası atmosferin fizyolojik bölgesinin bittiği yerdir. Yaklaşık 115 km'ye kadar atmosfer oksijen içermesine rağmen, 9 km yükseklikte insan nefes almak imkansız hale gelir.

Atmosfer bize solumamız gereken oksijeni sağlar. Ancak düşme nedeniyle toplam basınç atmosfer, yüksekliğe çıktıkça, oksijenin kısmi basıncı buna bağlı olarak 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 (karbondioksit, amonyak, su buharı) doygunluğuna yol açtı. Bu nasıl ikincil atmosfer. Bu atmosfer canlandırıcıydı. Ayrıca, atmosferin oluşum süreci aşağıdaki faktörler tarafından belirlendi:

  • hafif gazların (hidrojen ve helyum) gezegenler arası uzaya 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 (amonyak ve hidrokarbonlardan kimyasal reaksiyonların bir sonucu olarak oluşur) ile karakterize edilir.

Azot

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

Azot N 2, yalnızca belirli koşullar altında (örneğin, bir yıldırım deşarjı sırasında) reaksiyonlara girer. Elektrik deşarjları sırasında moleküler nitrojenin ozon tarafından oksidasyonu, nitrojen gübrelerin endüstriyel üretiminde küçük miktarlarda kullanılır. Yeşil gübre bitkisi etkili olabilen baklagiller ile rizobial simbiyoz oluşturan siyanobakteriler (mavi-yeşil algler) ve nodül bakterileri tarafından düşük enerji tüketimi ile okside edilerek biyolojik olarak aktif forma dönüştürülebilir, toprağı tüketmez, doğal gübrelerle zenginleştirir.

Oksijen

Atmosferin bileşimi, oksijenin serbest bırakılması ve karbondioksitin emilmesinin eşlik ettiği fotosentez sonucunda Dünya'daki canlı organizmaların gelişiyle birlikte kökten değişmeye başladı. Başlangıçta oksijen, indirgenmiş bileşiklerin - amonyak, hidrokarbonlar, okyanuslarda bulunan demirin demir formu ve diğerleri - oksidasyonu için harcandı. Bu aşamanın sonunda atmosferdeki oksijen içeriği artmaya başladı. Yavaş yavaş, oksitleyici özelliklere sahip modern bir atmosfer oluştu. Bu durum atmosferde, litosferde ve biyosferde meydana gelen birçok süreçte ciddi ve ani değişimlere yol açtığı için bu olaya Oksijen Felaketi adı verildi.

soy gazlar

Hava kirliliği

İÇİNDE Son zamanlarda insan atmosferin evrimini etkilemeye başladı. İnsan faaliyetinin sonucu, önceki jeolojik çağlarda 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, karbonatlı kayaçların ve bitki ve hayvansal kaynaklı organik maddelerin ayrışması, volkanizma ve insan üretim faaliyetleri nedeniyle atmosfere girer. Son 100 yılda, atmosferdeki CO 2 içeriği, ana kısmı (360 milyar ton) yakıt yanmasından gelmek üzere %10 arttı. Yakıt yakmanın büyüme hızı devam ederse, önümüzdeki 200-300 yıl içinde atmosferdeki CO 2 miktarı ikiye katlanacak ve küresel iklim değişikliklerine yol açabilir.

Yakıt yanması, kirletici gazların ana kaynağıdır (СО,, SO 2). Kükürt dioksit, hava oksijeni ile S03'e ve nitrik oksit, üst atmosferde NO 2'ye oksitlenir, bu da su buharı ile etkileşime girer ve ortaya çıkan sülfürik asit H2S04 ve nitrik asit HNO3, Dünya yüzeyine sözde şeklinde düşer. asit yağmuru. kullanım

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

Dünya atmosferi, çoğu canlı organizmanın solunum için kullandığı oksijeni ve fotosentez sırasında bitkiler, algler ve siyanobakteriler tarafından tüketilen karbondioksiti içerir. Atmosfer aynı zamanda gezegende yaşayanları 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 kirleticilerden oluşan bir gaz karışımıdır.

Dünya havasının modern bileşimi yüz milyon yıldan daha uzun bir süre önce kuruldu, ancak yine de keskin bir şekilde artan insan üretim faaliyeti onun değişmesine yol açtı. Şu anda CO 2 içeriğinde yaklaşık %10-12 oranında bir artış var.Atmosferi oluşturan gazlar çeşitli fonksiyonel roller üstleniyor. Bununla birlikte, bu gazların asıl önemi, öncelikle, ışıma enerjisini çok güçlü bir şekilde absorbe etmeleri ve dolayısıyla üzerinde önemli bir etkiye sahip olmaları gerçeğiyle belirlenir. sıcaklık rejimi Dünyanın yüzeyi ve atmosferi.

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

Venüs ve Mars'ın atmosferleri çoğunlukla az miktarda nitrojen, argon, oksijen ve diğer gazların eklendiği karbondioksittir. Dünyanın atmosferi büyük ölçüde içinde yaşayan organizmaların bir ürünüdür. Düşük sıcaklıktaki gaz devleri - Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün - çoğunlukla düşük molekül ağırlıklı gazları - hidrojen ve helyum tutabilir. Osiris veya 51 Pegasi b gibi yüksek sıcaklıklı gaz devleri ise tam tersine onu tutamazlar ve atmosferlerindeki moleküller uzayda dağılır. Bu süreç yavaş ve süreklidir.

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

Oksijen, nitrojenden farklı olarak kimyasal olarak çok aktif bir elementtir. Oksijenin spesifik 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 alçalan) hava akımlarının yoğunluğu ile belirlenir, bu nedenle ekvatordaki troposferin kalınlığı 16-18 km, ılıman enlemlerde 10-11 km ve kutuplarda - 8 km'ye kadar. Yükseklikte troposferdeki hava sıcaklığı her 100m'de 0,6ºС azalır ve +40 ile -50ºС arasında değişir.

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

Biyosferin üst sınırı ozon perdesidir.

Ozon perdesi, atmosferin stratosfer içinde yer alan, Dünya yüzeyinden farklı yüksekliklerde bulunan ve 20-26 km yükseklikte ozon yoğunluğunun maksimum olduğu bir katmandır.

Kutuplarda ozon tabakasının yüksekliği 7-8 km, ekvatorda 17-18 km ve ozon varlığının maksimum yüksekliği 45-50 km olarak tahmin edilmektedir. Ozon perdesinin 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 düşüştür. 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 haldedir. İyonlaşma, 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 bulunur ve 3000 km'ye kadar uzanır. Burada sıcaklık >2000ºС. Gaz hareketinin hızı kritik ~ 11,2 km/sn'ye yaklaşıyor. Dünya çevresinde 20.000 km yüksekliğe kadar uzanan parlak bir korona oluşturan hidrojen ve helyum atomları hakimdir.

Atmosfer fonksiyonları

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

2) Yaşam destekleyici.

3) Troposferde, su döngüsünü, ısı transferini belirleyen hava kütlelerinin küresel bir 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 günlük 12-15 kg tüketir. dakikada 5 ila 100 litre hava solumak, bu da günlük ortalama yiyecek ve su ihtiyacını önemli ölçüde aşar. Ek olarak, atmosfer, bir kişiyi dış uzaydan tehdit eden tehlikelerden güvenilir bir şekilde korur: göktaşlarının ve kozmik radyasyonun geçmesine izin vermez. Bir insan yemek yemeden beş hafta, su içmeden beş gün ve hava almadan beş dakika yaşayabilir. İnsanların normal yaşamı sadece havayı değil, aynı zamanda belirli bir saflığı da gerektirir. İnsanların sağlığı, flora ve faunanın durumu, bina ve yapı yapılarının sağlamlığı ve dayanıklılığı hava kalitesine bağlıdır. Kirli hava sulara, karaya, denizlere, toprağa zararlıdır. Atmosfer ışığı belirler ve dünyanın termal rejimlerini düzenler, ısının yeniden dağıtılmasına katkıda bulunur. Dünya. Gaz zarfı, Dünya'yı aşırı soğuma ve ısınmaya karşı 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-ışınları ve kozmik ışınlardan kurtarır. Işığın dağılımında atmosferin önemi büyüktür. Havası kırılıyor Güneş ışınları bir milyon küçük ışına ayırır, onları dağıtır ve tekdüze bir aydınlatma oluşturur. Atmosfer, seslerin iletkeni olarak hizmet eder.

benzer gönderiler