(Griego atmos - vapor y sphaira - bola) - la capa de aire de la Tierra. La atmósfera no tiene un límite superior definido. Aproximadamente el 99,5% de su masa total se concentra en los 80 km inferiores.
La atmósfera surgió como resultado de la liberación de gases en . Su formación estuvo posteriormente influenciada por la aparición de océanos y.
La estructura de la atmósfera.
Hay varias capas principales, que se diferencian en características, densidad, etc. La capa inferior es la troposfera. Es calentado por la Tierra, que a su vez es calentada por el Sol. Las capas más cálidas de la troposfera se encuentran adyacentes a la Tierra. El calentamiento disminuye con la altitud, y cae de +14°C al nivel del mar a -55°C en el límite superior de la troposfera. Los científicos han calculado que aquí la temperatura desciende una media de 0,6° por cada 100 m, valor que se denomina gradiente vertical de temperatura. El espesor de la troposfera es diferente: es de 17 km y por encima de las latitudes polares es de 8-9 km. Sólo en la troposfera ocurren fenómenos como la formación de nubes, precipitaciones y otros. Por encima de la troposfera se encuentra la estratosfera (hasta 50-55 km), que está separada de la inferior por una capa de transición: la tropopausa. En la estratosfera, el aire está enrarecido, aquí no se forman nubes, ya que prácticamente no hay pantalla de agua. La disminución de la temperatura con la altitud continúa, pero por encima de los 25 km comienza a aumentar entre 1 y 2°C por kilómetro. Al parecer, esto se debe a que la capa de ozono absorbe y dispersa la radiación solar, impidiendo que llegue a la superficie de la Tierra. Por encima de la estratosfera también hay una zona de transición: la estratopausa, tras la cual viene la siguiente capa de la atmósfera: la mesosfera (hasta 80-85 km). El aire aquí es aún más tenue y la temperatura sigue aumentando. Aún más arriba hay una capa llamada termosfera. Reacciones químicas complejas en estas capas de la atmósfera (por encima de 50 km) la hacen eléctricamente conductora. Dado que las reacciones liberan iones, la parte superior de la atmósfera, que incluye la mesosfera y la termosfera, se llama ionosfera. Es en estas capas donde sucede lo que sucede. Por encima de 800 km se encuentra la exosfera (“exo” - externa), aquí las partículas de gas son muy raras y la temperatura alcanza los +2000 ° C. La composición del gas de la atmósfera se ha estudiado durante mucho tiempo. En 1774, el científico francés Antoine Lavoisier estudió las partes principales del aire y estableció la presencia de oxígeno y nitrógeno en ellas. Posteriormente se descubrió que además de estos gases, también existen otros gases en el aire. Por tanto, el aire es una mezcla de gases que consta de los siguientes componentes en la superficie terrestre:
- Nitrógeno - 78%
- Oxígeno - 21%
- Gases inertes - 0,94%
- Dióxido de carbono - 0,03%
- Vapor de agua e impurezas - 0,03%.
La importancia de la atmósfera en la naturaleza y la vida humana.
- gracias a la capa gaseosa, la superficie de la Tierra no se calienta durante el día y no se enfría durante la noche tanto como, por ejemplo, una superficie sin atmósfera;
- la atmósfera protege a la Tierra, la mayor parte de la cual se quema y no llega a la superficie del planeta;
- la pantalla de ozono () protege a la humanidad del exceso de radiación ultravioleta, una gran dosis de la cual es dañina para el organismo;
- El oxígeno contenido en la atmósfera es necesario para que todos los organismos vivos respiren.
Estudio de la atmósfera.
La humanidad ha estado interesada en el océano de aire durante mucho tiempo, pero hace sólo 300-400 años se inventaron los primeros instrumentos para estudiar la atmósfera: un termómetro, una veleta. Actualmente, el estudio del gas se lleva a cabo bajo el liderazgo de la Organización Meteorológica Mundial (OMM), que, además de Rusia, incluye muchas más. Se ha desarrollado un programa para la recolección y procesamiento de materiales utilizando los últimos medios técnicos. Para controlar el estado de la atmósfera se ha creado una red de estaciones meteorológicas terrestres equipadas con diversos instrumentos.
La temperatura se mide con termómetros, se acostumbra medirla en grados Celsius. Este sistema se basa en las propiedades físicas del agua: a cero grados pasa a estado sólido (se congela, a 100 grados) a estado gaseoso. La cantidad de precipitación se mide con un pluviómetro, un recipiente con marcas especiales en las paredes. La velocidad del movimiento de las corrientes de aire se mide con un anemómetro (anemómetro). Junto a él se suele instalar una veleta que indica la dirección del viento. En los aeródromos y cerca de puentes, donde puede haber peligro, se instalan indicadores de dirección del viento: grandes bolsas en forma de cono hechas de tela a rayas, abiertas por ambos lados. medido por un barómetro.
En las estaciones meteorológicas las lecturas se toman al menos 4 veces al día. Las estaciones radiometeorológicas automáticas funcionan en zonas de difícil acceso. Y en los océanos, estas estaciones se instalan en plataformas flotantes. La atmósfera libre se estudia mediante radiosondas, instrumentos que se fijan a globos de goma llenos de hidrógeno que vuelan libremente. Recopilan datos sobre el estado de la atmósfera en altitudes de hasta 30-40 km. Los cohetes meteorológicos se elevan aún más, hasta 120 km. A cierta altitud, una parte del cohete con instrumentos se separa y se lanza en paracaídas sobre la superficie terrestre. Para aclarar la composición del aire y estudiar las capas situadas a gran altura se utilizan cohetes que sondean la atmósfera hasta 500 km. Los satélites terrestres artificiales proporcionan información muy importante sobre el estado de la atmósfera y los procesos climáticos que ocurren sobre la superficie de la Tierra. Las observaciones de los fenómenos atmosféricos realizadas por astronautas desde estaciones orbitales en el espacio son de gran valor.
Fuente del vídeo: AirPano.ru
atmósfera contaminación ambiental
El aire atmosférico es un recurso natural necesario. Los organismos vivos utilizan el oxígeno de la atmósfera en el proceso de respiración. Se utiliza para quemar cualquier combustible en diversas plantas de producción y motores. La atmósfera es una importante vía de comunicación utilizada por la aviación.
Los principales consumidores de aire en la naturaleza son la flora y la fauna de la Tierra. Se estima que todo el océano de aire atraviesa organismos terrestres en unos diez años.
La atmósfera está impregnada de una poderosa radiación solar, que regula el régimen térmico de la Tierra y contribuye a la redistribución del calor en todo el mundo. La energía radiante del Sol es prácticamente la única fuente de calor de la superficie terrestre. Esta energía es parcialmente absorbida por la atmósfera. La energía que llega a la Tierra es parcialmente absorbida por el suelo y el agua y parcialmente reflejada desde su superficie hacia la atmósfera. No es difícil imaginar cómo sería el régimen de temperatura de la Tierra si no hubiera atmósfera: por la noche y en invierno se enfriaría mucho debido a la radiación solar, y en verano y durante el día se sobrecalentaría debido a radiación solar, como ocurre en la Luna, donde no hay atmósfera.
Gracias a la atmósfera en la Tierra, no hay transiciones bruscas de las heladas al calor y viceversa. .
Si la Tierra no estuviera rodeada por la atmósfera, en un día la amplitud de las fluctuaciones de temperatura alcanzaría los 200 C: durante el día alrededor de +100 C, por la noche alrededor de 100 C. Habría una diferencia aún mayor entre las temperaturas de invierno y verano. . Pero gracias a la atmósfera, la temperatura media de la Tierra es de unos +15 "C.
La atmósfera es un escudo confiable que salva a todos los organismos que viven en la Tierra de los destructivos rayos ultravioleta, rayos X y cósmicos, que se dispersan parcialmente y se absorben parcialmente en sus capas superiores.
La atmósfera realiza el intercambio de sustancias entre la Tierra y el Espacio. Al mismo tiempo, la Tierra pierde los gases más ligeros: hidrógeno y helio y recibe polvo cósmico y meteoritos. La atmósfera nos protege de los fragmentos de estrellas. En la mayoría de los casos, los meteoritos no son más grandes que un guisante; Bajo la influencia de la gravedad, chocan contra la atmósfera a una velocidad tremenda de 11 a 64 km/s, debido a la fricción con el aire se calientan y en su mayoría arden a una altitud de 60 a 70 km de la superficie de la Tierra. La energía radiante del Sol es prácticamente la única fuente de calor de la superficie terrestre. Esta energía es parcialmente absorbida por la atmósfera. La energía que llega a la Tierra es parcialmente absorbida por el suelo y el agua y parcialmente reflejada desde su superficie hacia la atmósfera. No es difícil imaginar cómo sería el régimen de temperatura de la Tierra si no hubiera atmósfera: por la noche y en invierno se enfriaría mucho debido a la radiación solar, y en verano y durante el día se sobrecalentaría debido a radiación solar, como ocurre en la Luna, donde no hay atmósfera.
Gracias a la atmósfera en la Tierra, no hay transiciones bruscas de las heladas al calor y viceversa. Si la Tierra no estuviera rodeada por la atmósfera, en un día la amplitud de las fluctuaciones de temperatura alcanzaría los 200 C: durante el día alrededor de +100 C, por la noche alrededor de 100 C. Habría una diferencia aún mayor entre las temperaturas de invierno y verano. . Pero gracias a la atmósfera, la temperatura media de la Tierra es de unos +15 "C.
La pantalla de ozono tiene el valor protector más importante. Se encuentra en la estratosfera, a una altitud de 20 a 50 km de la superficie terrestre. La cantidad total de ozono en la atmósfera se estima en 3,3 mil millones de toneladas. El espesor de esta capa es relativamente pequeño: de 2 mm en el ecuador a 4 mm en los polos en condiciones normales. La principal importancia de la pantalla de ozono es proteger a los organismos vivos de la radiación ultravioleta.
La atmósfera es un escudo confiable que salva a todos los organismos que viven en la Tierra de los destructivos rayos ultravioleta, rayos X y cósmicos, que se dispersan parcialmente y se absorben parcialmente en sus capas superiores. La atmósfera realiza el intercambio de sustancias entre la Tierra y el Espacio. Al mismo tiempo, la Tierra pierde los gases más ligeros: hidrógeno y helio y recibe polvo cósmico y meteoritos. .
La atmósfera nos protege de los fragmentos de estrellas. En la mayoría de los casos, los meteoritos no son más grandes que un guisante; Bajo la influencia de la gravedad, chocan contra la atmósfera a una velocidad tremenda de 11 a 64 km/s, debido a la fricción con el aire se calientan y en su mayoría arden a una altitud de 60 a 70 km de la superficie de la Tierra. La atmósfera juega un papel importante en la distribución de la luz. El aire descompone los rayos del sol en millones de pequeños rayos, los dispersa y crea la iluminación uniforme a la que estamos acostumbrados.
La presencia de una envoltura de aire le da a nuestro cielo un color azul, ya que las moléculas de los elementos básicos del aire y diversas impurezas que contiene dispersan principalmente rayos de longitud de onda corta, es decir, azul, índigo, violeta. En ocasiones, debido a la presencia de impurezas en la atmósfera, el color del cielo no es puro. A medida que se asciende, la densidad y la contaminación del aire disminuyen, es decir. Con la cantidad de partículas que se dispersan, el color del cielo se vuelve más oscuro, se vuelve azul intenso y, en la estratosfera, se vuelve negro violeta. La atmósfera es el medio por donde viajan los sonidos. Sin aire, habría silencio en la Tierra. No nos escucharíamos, ni el ruido del mar, del viento, del bosque, etc. .
La ionosfera facilita la transmisión de señales de radio y la propagación de ondas de radio.
Durante mucho tiempo se creyó que el aire no tenía masa. Recién en el siglo XVII se demostró que la masa de 1 m 3 de aire seco, si se pesa al nivel del mar a una temperatura de 0 ° C, es igual a 1293 g, y por cada centímetro cuadrado de la superficie terrestre hay 1033 g de aire.
La palma de una persona experimenta una presión de aire con una fuerza de aproximadamente 1471 N, y el aire presiona todo el cuerpo humano con una fuerza de 1471 * 103 N. No notamos esta gravedad solo porque todos los tejidos de nuestro cuerpo también están saturado de aire, lo que equilibra la presión externa. Cuando se altera este equilibrio, nuestro bienestar empeora: se acelera el pulso, aparece el letargo, la indiferencia, etc. Una persona experimenta las mismas sensaciones al escalar una montaña o bucear a grandes profundidades, así como al despegar y aterrizar un avión. En la cima, la presión del aire y su masa disminuyen: a una altitud de 20 km, la masa de 1 m 3 de aire es de 43 g, y a una altitud de 40 km, de 4 g. La energía radiante del Sol es prácticamente la misma única fuente de calor para la superficie terrestre. Esta energía es parcialmente absorbida por la atmósfera. La energía que llega a la Tierra es parcialmente absorbida por el suelo y el agua y parcialmente reflejada desde su superficie hacia la atmósfera. No es difícil imaginar cómo sería el régimen de temperatura de la Tierra si no hubiera atmósfera: por la noche y en invierno se enfriaría mucho debido a la radiación solar, y en verano y durante el día se sobrecalentaría debido a radiación solar, como ocurre en la Luna, donde no hay atmósfera.
Todos los procesos que se desarrollan en la atmósfera se llevan a cabo utilizando la energía del sol. Gracias a él, cada año se evaporan miles de millones de toneladas de agua de la superficie de la Tierra. La atmósfera actúa como una redistribución de la humedad en el mundo.
Las propiedades físicas y el estado de la atmósfera cambian: 1) con el tiempo: durante el día, las estaciones, los años; 2) en el espacio, dependiendo de la altura sobre el nivel del mar, la latitud del área y la distancia al océano.
La atmósfera siempre contiene una cierta cantidad de impurezas. Las fuentes de contaminación pueden ser naturales o artificiales. Las fuentes naturales incluyen: polvo (de origen vegetal, volcánico y cósmico), tormentas de polvo, partículas de sal marina, productos de la intemperie, niebla, humo y gases de incendios forestales y esteparios, diversos productos de origen vegetal, animal y microbiológico, etc. Las atmósferas contaminadas representan un fenómeno natural tan formidable como las erupciones volcánicas. Generalmente es catastrófico. Cuando los volcanes entran en erupción, se liberan a la atmósfera una gran cantidad de gases, vapor de agua, partículas sólidas, cenizas y polvo; se produce contaminación térmica de la atmósfera, ya que se liberan al aire sustancias muy calientes. .
Su temperatura es tal que queman todo lo que encuentran a su paso. Después del hundimiento de la actividad volcánica, el equilibrio general de gases en la atmósfera se restablece gradualmente.
Los grandes incendios forestales y esteparios contaminan significativamente la atmósfera. La mayoría de las veces ocurren en años secos. El humo de los incendios se extiende por amplias zonas. Las tormentas de polvo se producen debido a la transferencia de pequeñas partículas de suelo levantadas de la superficie terrestre por los fuertes vientos. Los vientos fuertes (tornados, huracanes) también levantan grandes fragmentos de rocas en el aire, pero no permanecen en el aire por mucho tiempo. Durante las tormentas fuertes, se elevan al aire hasta 50 millones de toneladas de polvo. Las causas de las tormentas de polvo son la sequía, los vientos cálidos que se producen debido al arado intensivo, el pastoreo y la destrucción de los bosques. Las tormentas de polvo son más comunes en zonas esteparias, semidesérticas y desérticas. Los eventos catastróficos asociados con erupciones volcánicas, incendios y tormentas de polvo provocan la aparición de un escudo de luz alrededor de la Tierra, que cambia un poco el equilibrio térmico del planeta. Pero en su mayoría estos fenómenos son de naturaleza local. La contaminación del aire atmosférico asociada con la erosión y la descomposición de la materia orgánica es de naturaleza local muy pequeña. .
Las fuentes naturales de contaminación pueden ser distribuidas, como el polvo cósmico, o espontáneas a corto plazo, por ejemplo, incendios forestales y esteparios, erupciones volcánicas, etc. El nivel de contaminación atmosférica procedente de fuentes naturales es de fondo y cambia poco con el tiempo. La contaminación artificial es la más peligrosa para la atmósfera. Las zonas más estables con altas concentraciones de contaminantes se encuentran en lugares de actividad humana activa. La contaminación antropogénica se caracteriza por una variedad de tipos y numerosas fuentes. Las fuentes naturales de contaminación del aire son fenómenos naturales tan formidables como las erupciones volcánicas. Generalmente es catastrófico. Cuando los volcanes entran en erupción, se liberan a la atmósfera una gran cantidad de gases, vapor de agua, partículas sólidas, cenizas y polvo; se produce contaminación térmica de la atmósfera, ya que se liberan al aire sustancias muy calientes. Su temperatura es tal que queman todo lo que encuentran a su paso. Después del hundimiento de la actividad volcánica, el equilibrio general de gases en la atmósfera se restablece gradualmente. .
El problema de la contaminación del aire no es nuevo. Hace más de dos siglos, la contaminación del aire en los grandes centros industriales de muchos países europeos se convirtió en una grave preocupación. Sin embargo, durante mucho tiempo estas contaminaciones fueron de carácter local. El humo y el hollín contaminaban áreas relativamente pequeñas de la atmósfera y se diluían fácilmente con una masa de aire limpio en una época en la que había pocas fábricas y el uso de elementos químicos era limitado. Si a principios del siglo XX. En la industria se utilizaban 19 elementos químicos; a mediados de siglo ya se utilizaban unos 50 elementos; en la actualidad se utilizan casi todos los elementos de la tabla periódica. Esto afectó significativamente la composición de las emisiones industriales y condujo a una contaminación atmosférica cualitativamente nueva con aerosoles de metales pesados y raros, compuestos sintéticos, sustancias radiactivas, cancerígenas, bacteriológicas y otras sustancias inexistentes y no naturales.
El rápido crecimiento de la industria y el transporte ha significado que tales cantidades de emisiones ya no puedan disiparse. Su concentración aumenta, lo que conlleva consecuencias peligrosas e incluso fatales para la biosfera. Este problema se agudizó especialmente en la segunda mitad del siglo XX, es decir, durante el período de la revolución científica y tecnológica, caracterizado por tasas de crecimiento extremadamente altas de la producción industrial, la generación y el consumo de electricidad, la producción y el uso de un gran número de vehículos.
La principal contaminación del aire la generan varias industrias, el transporte por carretera y la generación de calor y energía. Además, su participación en la contaminación del aire se distribuye de la siguiente manera: metalurgia ferrosa y no ferrosa, producción de petróleo, petroquímica, producción de materiales de construcción, industria química: 30%; ingeniería de energía térmica - 30, transporte motorizado - 40%.
Las sustancias tóxicas más comunes que contaminan la atmósfera son: monóxido de carbono CO, dióxido de azufre SO 2, dióxido de carbono CO 2, óxidos de nitrógeno NO x, hidrocarburos C p N my polvo. La composición relativa aproximada de sustancias nocivas en la atmósfera de las grandes ciudades industriales es: CO - 45%, SO - 18%, CH - 15%, polvo - 12%. .
Además de estas sustancias, en el aire atmosférico contaminado también se encuentran otras sustancias más tóxicas, pero en menores cantidades. Por ejemplo, las emisiones de ventilación de las fábricas de la industria electrónica contienen vapores de ácidos fluorhídrico, sulfúrico, crómico y otros ácidos minerales, disolventes orgánicos, etc. Actualmente, existen más de 500 sustancias nocivas que contaminan la atmósfera y su número va en aumento. La contaminación artificial es la más peligrosa para la atmósfera. Las zonas más estables con altas concentraciones de contaminantes se encuentran en lugares de actividad humana activa. La contaminación antropogénica se caracteriza por una variedad de tipos y numerosas fuentes. Las fuentes naturales de contaminación del aire son fenómenos naturales tan formidables como las erupciones volcánicas. Generalmente es catastrófico. Cuando los volcanes entran en erupción, se liberan a la atmósfera una gran cantidad de gases, vapor de agua, partículas sólidas, cenizas y polvo; se produce contaminación térmica de la atmósfera, ya que se liberan al aire sustancias muy calientes. Su temperatura es tal que queman todo lo que encuentran a su paso. Después del hundimiento de la actividad volcánica, el equilibrio general de gases en la atmósfera se restablece gradualmente.
El papel de la atmósfera en la vida de la Tierra.
La atmósfera es una capa gaseosa que rodea al planeta Tierra. Su superficie interior cubre la hidrosfera y en parte la corteza terrestre, mientras que su superficie exterior limita con la parte cercana a la Tierra del espacio exterior.
Al conjunto de ramas de la física y la química que estudian la atmósfera se suele denominar física atmosférica. La atmósfera determina el tiempo en la superficie de la Tierra, la meteorología estudia el tiempo y la climatología se ocupa de las variaciones climáticas a largo plazo.
Ya a una altitud de 5 km sobre el nivel del mar, una persona no entrenada comienza a experimentar falta de oxígeno y, sin adaptación, el rendimiento de una persona se reduce significativamente. Aquí termina la zona fisiológica de la atmósfera. La respiración humana se vuelve imposible a una altitud de 9 km, aunque hasta aproximadamente 115 km la atmósfera contiene oxígeno.
La atmósfera nos proporciona el oxígeno necesario para respirar. Sin embargo, debido a la caída de la presión total de la atmósfera, a medida que se asciende en altitud, la presión parcial de oxígeno disminuye en consecuencia.
Los pulmones humanos contienen constantemente unos 3 litros de aire alveolar. La presión parcial de oxígeno en el aire alveolar a presión atmosférica normal es de 110 mmHg. Art., Presión de dióxido de carbono - 40 mm Hg. Art., Y vapor de agua - 47 mm Hg. Arte. A medida que aumenta la altitud, la presión de oxígeno disminuye y la presión de vapor total de agua y dióxido de carbono en los pulmones permanece casi constante: alrededor de 87 mm Hg. Arte. El suministro de oxígeno a los pulmones se detendrá por completo cuando la presión del aire ambiente sea igual a este valor.
A una altitud de unos 19-20 km, la presión atmosférica desciende a 47 mm Hg. Arte. Por tanto, a esta altitud, el agua y el líquido intersticial comienzan a hervir en el cuerpo humano. Fuera de la cabina presurizada a estas altitudes, la muerte ocurre casi instantáneamente. Así, desde el punto de vista de la fisiología humana, el “espacio” comienza ya a una altitud de 15 a 19 km.
Las densas capas de aire (la troposfera y la estratosfera) nos protegen de los efectos dañinos de la radiación. Con suficiente rarefacción del aire, a altitudes de más de 36 km, la radiación ionizante (rayos cósmicos primarios) tiene un efecto intenso en el cuerpo; A altitudes de más de 40 km, la parte ultravioleta del espectro solar es peligrosa para los humanos. atmósfera oxígeno estratosfera radiación
A medida que nos elevamos a una altura cada vez mayor sobre la superficie de la Tierra, fenómenos tan familiares que se observan en las capas inferiores de la atmósfera como la propagación del sonido, la aparición de sustentación y resistencia aerodinámica, la transferencia de calor por convección, etc., se debilitan gradualmente y luego desaparecen por completo.
En capas de aire enrarecido, la propagación del sonido es imposible. Hasta altitudes de 60 a 90 km, todavía es posible utilizar la resistencia del aire y la sustentación para un vuelo aerodinámico controlado.
Pero a partir de altitudes de 100 a 130 km, los conceptos de número M y barrera del sonido, familiares para todo piloto, pierden su significado: allí se encuentra la línea convencional de Karman, más allá de la cual comienza la región del vuelo puramente balístico, que sólo puede controlarse mediante fuerzas reactivas.
En altitudes superiores a los 100 km, la atmósfera carece de otra propiedad notable: la capacidad de absorber, conducir y transmitir energía térmica por convección (es decir, mezclando aire). Esto significa que varios elementos del equipamiento de la estación espacial orbital no podrán enfriarse desde el exterior del mismo modo que se hace habitualmente en un avión, con ayuda de chorros de aire y radiadores de aire. A esta altitud, como en el espacio en general, la única forma de transferir calor es la radiación térmica.
El mundo que nos rodea está formado por tres partes muy diferentes: tierra, agua y aire. Cada uno de ellos es único e interesante a su manera. Ahora hablaremos sólo del último de ellos. ¿Qué es la atmósfera? ¿Cómo ocurrió? ¿En qué se compone y en qué partes se divide? Todas estas preguntas son sumamente interesantes.
El nombre "atmósfera" en sí se forma a partir de dos palabras de origen griego, traducidas al ruso significan "vapor" y "bola". Y si nos fijamos en la definición exacta, podemos leer lo siguiente: "La atmósfera es la capa de aire del planeta Tierra, que corre con ella en el espacio exterior". Se desarrolló en paralelo con los procesos geológicos y geoquímicos que tuvieron lugar en el planeta. Y hoy todos los procesos que ocurren en los organismos vivos dependen de ello. Sin atmósfera, el planeta se convertiría en un desierto sin vida, como la Luna.
¿En qué consiste?
La cuestión de qué es la atmósfera y qué elementos la componen ha interesado a la gente desde hace mucho tiempo. Los componentes principales de este caparazón ya se conocían en 1774. Fueron instalados por Antoine Lavoisier. Descubrió que la composición de la atmósfera estaba compuesta en gran parte por nitrógeno y oxígeno. Con el tiempo, sus componentes se fueron perfeccionando. Y ahora se sabe que contiene muchos otros gases, además de agua y polvo.
Echemos un vistazo más de cerca a lo que constituye la atmósfera de la Tierra cerca de su superficie. El gas más común es el nitrógeno. Contiene poco más del 78 por ciento. Pero, a pesar de una cantidad tan grande, el nitrógeno está prácticamente inactivo en el aire.
El siguiente elemento en cantidad y muy importante en importancia es el oxígeno. Este gas contiene casi un 21% y presenta una actividad muy alta. Su función específica es oxidar la materia orgánica muerta, que se descompone como resultado de esta reacción.
Gases bajos pero importantes
El tercer gas que forma parte de la atmósfera es el argón. Es un poco menos del uno por ciento. Después vienen el dióxido de carbono con el neón, el helio con el metano, el criptón con el hidrógeno, el xenón, el ozono e incluso el amoníaco. Pero hay tan pocos que el porcentaje de dichos componentes es igual a centésimas, milésimas y millonésimas. De ellos, sólo el dióxido de carbono juega un papel importante, ya que es el material de construcción que las plantas necesitan para la fotosíntesis. Su otra función importante es bloquear la radiación y absorber parte del calor del sol.
Otro gas pequeño pero importante, el ozono, existe para atrapar la radiación ultravioleta proveniente del Sol. Gracias a esta propiedad, toda la vida en el planeta está protegida de forma fiable. Por otro lado, el ozono afecta la temperatura de la estratosfera. Debido a que absorbe esta radiación, el aire se calienta.
La constancia de la composición cuantitativa de la atmósfera se mantiene mediante una mezcla continua. Sus capas se mueven tanto horizontal como verticalmente. Por lo tanto, en cualquier lugar del mundo hay suficiente oxígeno y ningún exceso de dióxido de carbono.
¿Qué más hay en el aire?
Cabe señalar que en el espacio aéreo se pueden encontrar vapor y polvo. Este último se compone de polen y partículas del suelo, a las que en la ciudad se les unen las impurezas de las emisiones sólidas de los gases de escape.
Pero hay mucha agua en la atmósfera. En determinadas condiciones, se condensa y aparecen nubes y niebla. En esencia, son lo mismo, solo que los primeros aparecen muy por encima de la superficie de la Tierra y el último se extiende a lo largo de ella. Las nubes toman diferentes formas. Este proceso depende de la altura sobre la Tierra.
Si se formaron a 2 km sobre la tierra, se les llama estratificados. De ellos llueve a cántaros sobre el suelo o cae nieve. Por encima de ellos se forman cúmulos de hasta 8 km de altura. Siempre son los más bellos y pintorescos. Son ellos quienes los miran y se preguntan cómo son. Si tales formaciones aparecen en los próximos 10 km, serán muy luminosas y aireadas. Su nombre es plumoso.
¿En qué capas se divide la atmósfera?
Aunque tienen temperaturas muy diferentes entre sí, es muy difícil saber a qué altura concreta comienza una capa y termina la otra. Esta división es muy condicional y aproximada. Sin embargo, las capas de la atmósfera todavía existen y cumplen sus funciones.
La parte más baja de la capa de aire se llama troposfera. Su espesor aumenta a medida que avanza desde los polos hacia el ecuador de 8 a 18 km. Esta es la parte más cálida de la atmósfera porque el aire que contiene es calentado por la superficie terrestre. La mayor parte del vapor de agua se concentra en la troposfera, por lo que se forman nubes, caen precipitaciones, retumban tormentas y soplan vientos.
La siguiente capa tiene unos 40 km de espesor y se llama estratosfera. Si un observador se adentra en esta parte del aire, encontrará que el cielo se ha vuelto violeta. Esto se debe a la baja densidad de la sustancia, que prácticamente no dispersa los rayos del sol. Es en esta capa donde vuelan los aviones a reacción. Todos los espacios abiertos están abiertos para ellos, ya que prácticamente no hay nubes. Dentro de la estratosfera hay una capa formada por grandes cantidades de ozono.
Después vienen la estratopausa y la mesosfera. Este último tiene un espesor de unos 30 km. Se caracteriza por una fuerte disminución de la densidad del aire y la temperatura. El cielo parece negro para el observador. Aquí incluso puedes observar las estrellas durante el día.
Capas en las que prácticamente no hay aire.
La estructura de la atmósfera continúa con una capa llamada termosfera, la más larga de todas las demás, su espesor alcanza los 400 km. Esta capa se caracteriza por su enorme temperatura, que puede alcanzar los 1700 °C.
Las dos últimas esferas a menudo se combinan en una y se llaman ionosfera. Esto se debe al hecho de que en ellos se producen reacciones con la liberación de iones. Son estas capas las que permiten observar un fenómeno tan natural como la aurora boreal.
Los siguientes 50 km de la Tierra pertenecen a la exosfera. Esta es la capa exterior de la atmósfera. Dispersa partículas de aire en el espacio. Los satélites meteorológicos suelen moverse en esta capa.
La atmósfera de la Tierra termina con la magnetosfera. Fue ella quien protegió a la mayoría de los satélites artificiales del planeta.
Después de todo lo dicho, no deberían quedar dudas sobre cuál es la atmósfera. Si tiene dudas sobre su necesidad, puede disiparlas fácilmente.
El significado de la atmósfera.
La función principal de la atmósfera es proteger la superficie del planeta del sobrecalentamiento durante el día y del enfriamiento excesivo durante la noche. El siguiente propósito importante de este caparazón, que nadie discutirá, es suministrar oxígeno a todos los seres vivos. Sin esto se asfixiarían.
La mayoría de los meteoritos se queman en las capas superiores y nunca llegan a la superficie de la Tierra. Y la gente puede admirar las luces voladoras, confundiéndolas con estrellas fugaces. Sin atmósfera, toda la Tierra estaría llena de cráteres. Y la protección contra la radiación solar ya se ha comentado anteriormente.
¿Cómo influye una persona en la atmósfera?
Muy negativo. Esto se debe a la creciente actividad de las personas. La mayor parte de todos los aspectos negativos recae en la industria y el transporte. Por cierto, son los coches los que emiten casi el 60% de todos los contaminantes que penetran en la atmósfera. Los cuarenta restantes se dividen entre energía e industria, así como industrias de eliminación de residuos.
La lista de sustancias nocivas que reponen el aire a diario es muy larga. Debido al transporte en la atmósfera se encuentran: nitrógeno y azufre, carbono, azul y hollín, así como un fuerte carcinógeno que causa cáncer de piel: el benzopireno.
La industria cuenta con los siguientes elementos químicos: dióxido de azufre, hidrocarburos y sulfuro de hidrógeno, amoníaco y fenol, cloro y flúor. Si el proceso continúa, pronto llegarán las respuestas a la pregunta: “¿Qué es la atmósfera? ¿En qué consiste? será completamente diferente.
6.2. El significado y la estructura de la atmósfera.
Si el agua, que ha sido escasa durante mucho tiempo, fue llamada el "recurso de la vida", entonces el aire fue recordado sólo en nuestra era urbanizada. Recordemos que una persona puede vivir sin comida durante varias decenas de días, pero sin aire, solo entre 5 y 7 minutos. Además, la gente necesita aire limpio, que, especialmente en las ciudades y centros industriales, escasea.
El significado de atmósfera. El aire atmosférico es el recurso natural más importante, destino ( por la Tierra y la humanidad ):
Proporcionar a las personas, la flora y la fauna elementos gaseosos vitales (oxígeno, dióxido de carbono);
Mitigar los cambios de temperatura (el aire es mal conductor del calor y del frío), es decir asegurar la termorregulación del planeta;
Proteger la superficie de la Tierra de la radiación solar cósmica, ultravioleta y cósmica;
Proteger la Tierra de los meteoritos y otros cuerpos cósmicos, cuya abrumadora masa se quema en la atmósfera;
Proporcionar a los procesos antropogénicos industriales oxígeno, nitrógeno, hidrógeno y gases neutros.
La atmósfera “calienta” nuestro planeta absorbiendo el calor emitido por la Tierra al espacio y devolviéndolo parcialmente en forma de contraradiación. La atmósfera dispersa los rayos del sol, lo que resulta en una transición gradual de la luz a la sombra (crepúsculo). Por la noche emite rayos de luz y sirve como fuente de iluminación de la superficie terrestre.
El resplandor nocturno de la atmósfera (luminiscencia) es el resplandor de los gases del aire enrarecidos a altitudes de 80 a 300 km. Proporciona entre el 40% y el 45% de la iluminación total de la superficie terrestre en una noche sin luna, mientras que la luz de las estrellas constituye aproximadamente el 30% y la luz dispersada por el polvo interestelar representa el 25%-30% restante. Las auroras boreales son un tipo de resplandor atmosférico. En la Tierra, en latitudes altas, se observan solo de noche en ausencia de nubes. Desde el espacio, las auroras son siempre visibles y, al mismo tiempo, en grandes superficies.
La estructura de la atmósfera.. La atmósfera consta de varias capas: esferas entre las cuales no existen límites claramente definidos.
1. troposfera - la capa principal inferior de la atmósfera. Es el mejor estudiado. La altura de la troposfera alcanza los 10 km sobre los polos, los 12 km en latitudes templadas y hasta los 18 km sobre el ecuador.
La troposfera contiene más de 4/5 de la masa total de aire atmosférico. En él se manifiestan más claramente varios fenómenos meteorológicos. Se sabe que con un aumento de 1 km, la temperatura del aire en esta capa disminuye en más de 6 grados. Esto sucede porque el aire permite que los rayos del sol lleguen a la superficie de la Tierra, que la calientan. Las capas de la atmósfera adyacentes a la Tierra también se calientan desde la superficie terrestre.
En invierno, la superficie de la Tierra se enfría mucho, lo que se ve facilitado por la capa de nieve, que refleja la mayor parte de los rayos del sol. Por este motivo, el aire en la superficie de la Tierra resulta más frío que en la parte superior, es decir, el llamado inversión de temperatura. La inversión de temperatura se observa a menudo durante la noche.
En verano, la superficie de la Tierra se calienta fuerte y desigualmente por los rayos del sol. Los vórtices de aire se elevan desde sus zonas más calientes. El aire ascendente es reemplazado por aire de áreas menos calentadas de la Tierra, que a su vez es reemplazado por aire de las capas superiores de la atmósfera. surge convección, lo que provoca la mezcla de la atmósfera en dirección vertical. La convección ayuda a disipar la niebla y reduce el polvo en la capa inferior de la atmósfera.
En las capas superiores de la troposfera, a una altitud de 12 a 17 km, cuando los aviones sobrevuelan, a menudo se forman rastros de nubes blancas, claramente visibles desde una gran distancia. Estas huellas se llaman condensación, o rastros inversiones. La principal causa de las estelas de condensación es la condensación o sublimación del vapor de agua que ingresa a la atmósfera con los gases de escape de los motores de los aviones, ya que cuando se quema queroseno en el motor de un avión se forma vapor de agua.
Para quemar 1 kg de combustible en un motor, se consumen unos 11 kg de aire atmosférico, lo que produce unos 12 kg de gases de escape que contienen casi 1,4 kg de vapor de agua.
2. estratosfera Ubicado sobre la troposfera a una altitud de 50-55 km. Contiene menos del 20% de la masa de todo el aire atmosférico. En esta capa hay un ligero movimiento de gases y la temperatura aumenta con la altura (hasta 0 0 C en el límite superior).
La parte inferior de la estratosfera es una gruesa capa de retención bajo la cual se acumulan vapor de agua, cristales de hielo y otras partículas sólidas. La humedad relativa aquí siempre está cerca del 100%.
en la estratosfera situado capa de ozono, reflejando la radiación cósmica destructiva de la vida y en parte los rayos ultravioleta del sol. Mayor concentración ozono Existe a una altitud de 15 a 35 km, donde el oxígeno libre se convierte en ozono bajo la influencia de la radiación solar. .
3. mesosfera se extiende por encima de la estratosfera a una altitud de aproximadamente 50 a 80 km. Representa menos del 1% del aire. Se caracteriza por una disminución de la temperatura con el aumento de la altitud, desde aproximadamente 0 °C en el límite con la estratosfera hasta -90 °C en las capas superiores de la mesosfera.
4. Ionosfera se encuentra por encima de la mesosfera. Se caracteriza por un contenido significativo de iones atmosféricos y electrones libres. En la ionosfera, bajo la influencia de la radiación solar ultravioleta y de rayos X, se produce la ionización del aire muy enrarecido, así como la radiación cósmica, lo que provoca la descomposición de las moléculas de gas atmosférico en iones y electrones. La ionización es especialmente intensa en altitudes de 80 a 400 km. La ionosfera facilita la propagación de ondas de radio. El límite superior de la ionosfera es la parte exterior de la magnetosfera de la Tierra. La ionosfera a menudo se llama termosfera.
