Świat wokół nas składa się z trzech bardzo różnych części: ziemi, wody i powietrza. Każdy z nich jest wyjątkowy i ciekawy na swój sposób. Teraz porozmawiamy tylko o ostatnim z nich. Co to jest atmosfera? Jak to się stało? Z czego się składa i na jakie części jest podzielony? Wszystkie te pytania są niezwykle interesujące.
Sama nazwa „atmosfera” powstała z połączenia dwóch słów pochodzenia greckiego, które w tłumaczeniu na język rosyjski oznaczają „parę” i „kulę”. A jeśli spojrzysz na dokładną definicję, możesz przeczytać, co następuje: „Atmosfera to powłoka powietrzna planety Ziemia, która pędzi wraz z nią w przestrzeni kosmicznej”. Rozwijał się równolegle z procesami geologicznymi i geochemicznymi zachodzącymi na planecie. A dziś od tego zależą wszystkie procesy zachodzące w organizmach żywych. Bez atmosfery planeta stałaby się pustynią pozbawioną życia, podobnie jak Księżyc.
Z czego to się składa?
Pytanie, czym jest atmosfera i jakie elementy się w niej zawiera, interesuje ludzi od dawna. Główne elementy tej muszli znane były już w 1774 roku. Zainstalował je Antoine Lavoisier. Odkrył, że skład atmosfery składa się głównie z azotu i tlenu. Z biegiem czasu jego komponenty były udoskonalane. A teraz wiadomo, że zawiera wiele innych gazów, a także wodę i pył.
Przyjrzyjmy się bliżej temu, co składa się na atmosferę ziemską w pobliżu jej powierzchni. Najpopularniejszym gazem jest azot. Zawiera nieco ponad 78 proc. Ale pomimo tak dużej ilości azot jest praktycznie nieaktywny w powietrzu.
Następnym ilościowo i bardzo ważnym pierwiastkiem jest tlen. Gaz ten zawiera prawie 21% i wykazuje bardzo dużą aktywność. Jego specyficzną funkcją jest utlenianie martwej materii organicznej, która w wyniku tej reakcji ulega rozkładowi.
Niskie, ale ważne gazy
Trzecim gazem wchodzącym w skład atmosfery jest argon. To trochę mniej niż jeden procent. Potem następuje dwutlenek węgla z neonem, hel z metanem, krypton z wodorem, ksenon, ozon, a nawet amoniak. Ale jest ich tak mało, że procent takich składników jest równy setnym, tysięcznym i milionowym. Spośród nich tylko dwutlenek węgla odgrywa znaczącą rolę, ponieważ jest to materiał budowlany potrzebny roślinom do fotosyntezy. Jego inną ważną funkcją jest blokowanie promieniowania i pochłanianie części ciepła słonecznego.
Inny mały, ale ważny gaz, ozon, istnieje, aby wychwytywać promieniowanie ultrafioletowe pochodzące ze Słońca. Dzięki tej właściwości całe życie na planecie jest niezawodnie chronione. Z drugiej strony ozon wpływa na temperaturę stratosfery. Powietrze nagrzewa się, ponieważ pochłania to promieniowanie.
Stałość składu ilościowego atmosfery utrzymywana jest poprzez ciągłe mieszanie. Jego warstwy poruszają się zarówno w poziomie, jak i w pionie. Dlatego w dowolnym miejscu na świecie jest wystarczająca ilość tlenu i nie ma nadmiaru dwutlenku węgla.
Co jeszcze wisi w powietrzu?
Należy zauważyć, że w przestrzeni powietrznej można znaleźć parę i pył. Te ostatnie składają się z pyłków i cząstek gleby, w mieście łączą się z nimi zanieczyszczenia stałe pochodzące ze spalin.
Ale w atmosferze jest dużo wody. W pewnych warunkach skrapla się i pojawiają się chmury i mgła. W istocie są to te same rzeczy, tylko te pierwsze pojawiają się wysoko nad powierzchnią Ziemi, a ostatnie rozprzestrzeniają się wzdłuż niej. Chmury przybierają różne kształty. Proces ten zależy od wysokości nad Ziemią.
Jeśli utworzyły się 2 km nad lądem, nazywa się je warstwowymi. To od nich deszcz leje na ziemię lub pada śnieg. Nad nimi tworzą się chmury cumulusowe do wysokości 8 km. Zawsze są najpiękniejsze i najbardziej malownicze. To oni na nie patrzą i zastanawiają się, jak wyglądają. Jeśli takie formacje pojawią się w ciągu najbliższych 10 km, będą bardzo jasne i przewiewne. Ich imię jest pierzaste.
Na jakie warstwy podzielona jest atmosfera?
Chociaż mają bardzo różne temperatury od siebie, bardzo trudno jest określić, na jakiej konkretnej wysokości zaczyna się jedna warstwa, a kończy druga. Podział ten jest bardzo warunkowy i przybliżony. Jednak warstwy atmosfery nadal istnieją i spełniają swoje funkcje.
Najniższa część powłoki powietrznej nazywana jest troposferą. Jego grubość wzrasta w miarę przemieszczania się od biegunów do równika z 8 do 18 km. Jest to najcieplejsza część atmosfery, ponieważ znajdujące się w niej powietrze jest podgrzewane przez powierzchnię ziemi. Większość pary wodnej koncentruje się w troposferze, dlatego tworzą się chmury, spadają opady, grzmią burze i wieją wiatry.
Następna warstwa ma grubość około 40 km i nazywa się stratosferą. Jeśli obserwator przemieści się w tę część powietrza, odkryje, że niebo stało się fioletowe. Wyjaśnia to niska gęstość substancji, która praktycznie nie rozprasza promieni słonecznych. To w tej warstwie latają samoloty odrzutowe. Wszystkie otwarte przestrzenie są dla nich otwarte, ponieważ praktycznie nie ma chmur. Wewnątrz stratosfery znajduje się warstwa składająca się z dużych ilości ozonu.
Potem następuje stratopauza i mezosfera. Ta ostatnia ma grubość około 30 km. Charakteryzuje się gwałtownym spadkiem gęstości i temperatury powietrza. Niebo wydaje się obserwatorowi czarne. Tutaj możesz nawet oglądać gwiazdy w ciągu dnia.
Warstwy, w których praktycznie nie ma powietrza
Strukturę atmosfery kontynuuje warstwa zwana termosferą - najdłuższa ze wszystkich, jej grubość sięga 400 km. Warstwa ta wyróżnia się ogromną temperaturą, która może sięgać 1700°C.
Dwie ostatnie sfery często łączy się w jedną i nazywa się jonosferą. Wynika to z faktu, że zachodzą w nich reakcje z uwolnieniem jonów. To właśnie te warstwy umożliwiają obserwację tak naturalnego zjawiska, jak zorza polarna.
Kolejne 50 km od Ziemi przypada na egzosferę. To jest zewnętrzna powłoka atmosfery. Rozprasza cząsteczki powietrza w przestrzeń. Satelity pogodowe zwykle poruszają się w tej warstwie.
Atmosfera ziemska kończy się na magnetosferze. To ona chroniła większość sztucznych satelitów planety.
Po tym wszystkim, co zostało powiedziane, nie powinno być już pytań o atmosferę. Jeśli masz wątpliwości co do jego konieczności, możesz je łatwo rozwiać.
Znaczenie atmosfery
Główną funkcją atmosfery jest ochrona powierzchni planety przed przegrzaniem w ciągu dnia i nadmiernym ochłodzeniem w nocy. Kolejnym ważnym celem tej skorupy, którego nikt nie kwestionuje, jest dostarczanie tlenu wszystkim żywym istotom. Bez tego udusiliby się.
Większość meteorytów spala się w górnych warstwach, nigdy nie docierając do powierzchni Ziemi. A ludzie mogą podziwiać latające światła, myląc je ze spadającymi gwiazdami. Bez atmosfery cała Ziemia byłaby usiana kraterami. A ochrona przed promieniowaniem słonecznym została już omówiona powyżej.
Jak człowiek wpływa na atmosferę?
Bardzo negatywne. Dzieje się tak ze względu na rosnącą aktywność człowieka. Główna część wszystkich negatywnych aspektów spada na przemysł i transport. Swoją drogą, to właśnie samochody emitują niemal 60% wszystkich substancji zanieczyszczających, które przedostają się do atmosfery. Pozostałych czterdzieści dzieli się na energetykę i przemysł oraz utylizację odpadów.
Lista szkodliwych substancji, które codziennie uzupełniają powietrze, jest bardzo długa. W wyniku transportu w atmosferze powstają: azot i siarka, węgiel, błękit i sadza, a także silny czynnik rakotwórczy powodujący raka skóry - benzopiren.
Przemysł przetwarza następujące pierwiastki chemiczne: dwutlenek siarki, węglowodory i siarkowodór, amoniak i fenol, chlor i fluor. Jeśli proces będzie kontynuowany, wkrótce pojawią się odpowiedzi na pytania: „Jaka jest atmosfera? Z czego to się składa? będzie zupełnie inaczej.
Znaczenie atmosfery w istnieniu Ziemi jest ogromne. Jeśli nasza planeta zostanie pozbawiona atmosfery, wszystkie żywe organizmy wymrą. Jego działanie można porównać do roli szkła w szklarni, które przepuszcza promienie świetlne i nie oddaje ciepła. W ten sposób atmosfera chroni powierzchnię Ziemi przed nadmiernym nagrzewaniem i chłodzeniem.
Znaczenie atmosfery dla człowieka
Powłoka powietrzna globu jest warstwą ochronną, która chroni wszystkie żywe istoty przed korpuskularnym i krótkofalowym promieniowaniem słonecznym. Wszystkie warunki pogodowe, w jakich żyje i pracuje człowiek, powstają w środowisku atmosferycznym. Tworzone są stacje meteorologiczne do badania skorupy tej Ziemi. Przez całą dobę, przy każdej pogodzie, meteorolodzy monitorują stan dolnej warstwy atmosfery i rejestrują swoje obserwacje. Kilka razy dziennie (w niektórych regionach co godzinę) na stacjach mierzona jest temperatura, wilgotność powietrza, ciśnienie, obecność chmur, kierunek wiatru, wykrywane są wszelkie zjawiska dźwiękowe i elektryczne, mierzona jest prędkość wiatru i opady. Stacje meteorologiczne są rozproszone po całej naszej planecie: w regionach polarnych, w tropikach, na wyżynach i w tundrze. Na morzach i oceanach obserwacje prowadzone są także ze stacji zlokalizowanych na specjalnie skonstruowanych urządzeniach znajdujących się na statkach specjalnego przeznaczenia. 
Pomiary parametrów środowiskowych
Od początku XX wieku zaczęto mierzyć parametry stanu środowiska w atmosferze swobodnej. W tym celu uruchamiane są radiosondy. Są w stanie wznieść się na wysokość 25–35 km i za pomocą sprzętu radiowego przesyłać na powierzchnię Ziemi dane dotyczące ciśnienia, temperatury, prędkości wiatru i wilgotności powietrza. We współczesnym świecie często uciekają się do wykorzystania satelitów meteorologicznych i rakiet. Wyposażone są w instalacje telewizyjne, które dokładnie odtwarzają obrazy powierzchni planety i chmur.
Powiązane materiały:
Rola atmosfery w życiu Ziemi
Atmosfera to gazowa powłoka otaczająca planetę Ziemia. Jego wewnętrzna powierzchnia pokrywa hydrosferę i częściowo skorupę ziemską, natomiast zewnętrzna powierzchnia graniczy z bliską Ziemi częścią przestrzeni kosmicznej.
Zbiór działów fizyki i chemii zajmujących się badaniem atmosfery nazywany jest zwykle fizyką atmosfery. Atmosfera determinuje pogodę na powierzchni Ziemi, meteorologia bada pogodę, a klimatologia zajmuje się długoterminowymi zmianami klimatu.
Już na wysokości 5 km nad poziomem morza nieprzeszkolona osoba zaczyna odczuwać głód tlenu i bez adaptacji wydajność osoby jest znacznie zmniejszona. Tutaj kończy się strefa fizjologiczna atmosfery. Oddychanie człowieka staje się niemożliwe na wysokości 9 km, chociaż do około 115 km atmosfera zawiera tlen.
Atmosfera dostarcza nam tlenu niezbędnego do oddychania. Jednakże, ze względu na spadek całkowitego ciśnienia atmosfery, w miarę wznoszenia się na wysokość, ciśnienie cząstkowe tlenu odpowiednio maleje.
Płuca człowieka stale zawierają około 3 litrów powietrza pęcherzykowego. Ciśnienie cząstkowe tlenu w powietrzu pęcherzykowym przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym wynosi 110 mmHg. Art., ciśnienie dwutlenku węgla - 40 mm Hg. Art. i para wodna - 47 mm Hg. Sztuka. Wraz ze wzrostem wysokości ciśnienie tlenu spada, a całkowite ciśnienie pary wody i dwutlenku węgla w płucach pozostaje prawie stałe - około 87 mm Hg. Sztuka. Dopływ tlenu do płuc zostanie całkowicie zatrzymany, gdy ciśnienie powietrza otoczenia zrówna się z tą wartością.
Na wysokości około 19-20 km ciśnienie atmosferyczne spada do 47 mm Hg. Sztuka. Dlatego na tej wysokości w organizmie człowieka zaczyna wrzeć woda i płyn śródmiąższowy. Poza kabiną ciśnieniową na tych wysokościach śmierć następuje niemal natychmiast. Zatem z punktu widzenia fizjologii człowieka „przestrzeń” zaczyna się już na wysokości 15–19 km.
Gęste warstwy powietrza – troposfera i stratosfera – chronią nas przed szkodliwym działaniem promieniowania. Przy wystarczającym rozrzedzeniu powietrza, na wysokościach ponad 36 km, promieniowanie jonizujące - pierwotne promienie kosmiczne - wywiera intensywny wpływ na organizm; Na wysokościach powyżej 40 km ultrafioletowa część widma słonecznego jest niebezpieczna dla człowieka. atmosfera, tlen, promieniowanie stratosfery
W miarę wznoszenia się na coraz większą wysokość nad powierzchnią Ziemi znane zjawiska obserwowane w dolnych warstwach atmosfery, takie jak rozchodzenie się dźwięku, występowanie siły nośnej i oporu aerodynamicznego, przenoszenie ciepła przez konwekcję itp. stopniowo słabną, a następnie całkowicie zanikają.
W rozrzedzonych warstwach powietrza rozchodzenie się dźwięku jest niemożliwe. Do wysokości 60-90 km nadal możliwe jest wykorzystanie oporu powietrza i siły nośnej do kontrolowanego lotu aerodynamicznego.
Jednak począwszy od wysokości 100-130 km znane każdemu pilotowi pojęcia liczby M i bariery dźwiękowej tracą na znaczeniu: leży konwencjonalna linia Karmana, za którą zaczyna się obszar lotu czysto balistycznego, który może jedynie być kontrolowane za pomocą sił reakcji.
Na wysokościach powyżej 100 km atmosfera pozbawiona jest jeszcze jednej niezwykłej właściwości – zdolności pochłaniania, przewodzenia i przekazywania energii cieplnej na drodze konwekcji (czyli mieszania powietrza). Oznacza to, że różnych elementów wyposażenia orbitalnej stacji kosmicznej nie będzie można schłodzić od zewnątrz w taki sam sposób, jak ma to miejsce zwykle w samolocie – za pomocą dysz i grzejników powietrznych. Na tej wysokości, podobnie jak w kosmosie, jedynym sposobem przekazywania ciepła jest promieniowanie cieplne.
(Grecki atmos - para i sphaira - kula) - skorupa powietrzna Ziemi. Atmosfera nie ma ostrej górnej granicy. Około 99,5% jego całkowitej masy koncentruje się w dolnych 80 km.
Atmosfera powstała w wyniku uwolnienia gazów o godz. Na jego powstanie wpłynęło później pojawienie się oceanów i.
Struktura atmosfery
Istnieje kilka głównych warstw, różniących się właściwościami, gęstością itp. Dolna warstwa to troposfera. Jest ogrzewany przez Ziemię, która z kolei jest ogrzewana przez Słońce. Najcieplejsze warstwy troposfery przylegają do Ziemi. Ogrzewanie maleje wraz z wysokością i spada z +14°C na poziomie morza do -55°C na górnej granicy troposfery. Naukowcy obliczyli, że temperatura spada tutaj średnio o 0,6° na każde 100 m. Wartość tę nazywa się pionowym gradientem temperatury. Grubość troposfery jest różna: wynosi 17 km, a powyżej szerokości polarnych 8-9 km. Tylko w troposferze zachodzą zjawiska takie jak powstawanie chmur, opady atmosferyczne i inne. Nad troposferą znajduje się stratosfera (do 50-55 km), oddzielona od dolnej warstwą przejściową - tropopauzą. W stratosferze powietrze jest w stanie rozrzedzonym, nie tworzą się tutaj chmury, ponieważ praktycznie nie ma ekranu wodnego. Spadek temperatury wraz z wysokością trwa nadal, ale powyżej 25 km zaczyna rosnąć o 1-2°C na kilometr. Najwyraźniej jest to spowodowane faktem, że warstwa ozonowa pochłania i rozprasza promieniowanie słoneczne, uniemożliwiając mu dotarcie do powierzchni Ziemi. Nad stratosferą znajduje się również strefa przejściowa - stratopauza, po której następuje kolejna warstwa atmosfery - mezosfera (do 80-85 km). Powietrze jest tu jeszcze rzadsze, a temperatura wciąż rośnie. Jeszcze wyżej znajduje się warstwa zwana termosferą. Złożone reakcje chemiczne zachodzące w tych warstwach atmosfery (powyżej 50 km) powodują, że jest ona przewodząca prąd elektryczny. Ponieważ w reakcjach uwalniają się jony, górna część atmosfery, obejmująca mezosferę i termosferę, nazywana jest jonosferą. To właśnie w tych warstwach dzieje się to, co się dzieje. Powyżej 800 km znajduje się egzosfera („egzo” - zewnętrzna), tutaj cząstki gazu są bardzo rzadkie, a temperatura sięga +2000 ° C. Skład gazu w atmosferze jest badany od dawna. W 1774 roku francuski naukowiec Antoine Lavoisier zbadał główne części powietrza i ustalił obecność w nich tlenu i azotu. Następnie odkryto, że oprócz tych gazów w powietrzu znajdują się także inne gazy. Zatem powietrze jest mieszaniną gazów składającą się z następujących składników występujących na powierzchni ziemi:
- Azot - 78%
- Tlen - 21%
- Gazy obojętne - 0,94%
- Dwutlenek węgla - 0,03%
- Para wodna i zanieczyszczenia - 0,03%.
Znaczenie atmosfery w przyrodzie i życiu człowieka
- dzięki powłoce gazowej powierzchnia Ziemi nie nagrzewa się w ciągu dnia i nie wychładza się w nocy tak bardzo, jak np. powierzchnia pozbawiona atmosfery;
- atmosfera chroni Ziemię, z której większość spala się i nie dociera do powierzchni planety;
- ekran ozonowy () chroni ludzkość przed nadmiernym promieniowaniem ultrafioletowym, którego duża dawka jest szkodliwa dla organizmu;
- tlen zawarty w atmosferze jest niezbędny do oddychania wszystkim żywym organizmom.
Badanie atmosfery
Ludzkość interesuje się oceanem powietrza od dawna, ale dopiero 300-400 lat temu wynaleziono pierwsze przyrządy do badania atmosfery: termometr, wiatrowskaz. Obecnie badania gazu prowadzone są pod przewodnictwem Światowej Organizacji Meteorologicznej (WMO), która oprócz Rosji obejmuje wiele innych. Opracowano program gromadzenia i przetwarzania materiałów z wykorzystaniem najnowocześniejszych środków technicznych. Do monitorowania stanu atmosfery stworzono sieć naziemnych stacji meteorologicznych wyposażonych w różnorodne instrumenty.
Temperaturę mierzy się za pomocą termometrów; zwyczajowo mierzy się ją w stopniach Celsjusza. System ten opiera się na właściwościach fizycznych wody: w temperaturze zera stopni przechodzi w stan stały - zamarza, w temperaturze 100 stopni - w stan gazowy. Ilość opadów mierzy się za pomocą miernika opadów - pojemnika ze specjalnymi oznaczeniami na ścianach. Prędkość przepływu prądów powietrza mierzy się za pomocą wiatromierza (anemometru). Obok niego zwykle instaluje się wiatrowskaz, który wskazuje kierunek wiatru. Na lotniskach i w pobliżu mostów, gdzie może wystąpić zagrożenie, instaluje się kierunkowskazy - duże worki w kształcie stożka wykonane z tkaniny w paski, otwierane z obu stron. mierzona barometrem.
Na stacjach meteorologicznych odczyty dokonywane są co najmniej 4 razy dziennie. Automatyczne radiowe stacje meteorologiczne działają w trudno dostępnych obszarach. A w oceanach takie stacje są instalowane na pływających platformach. Wolną atmosferę bada się za pomocą radiosond – instrumentów przymocowanych do swobodnie lecących gumowych balonów wypełnionych wodorem. Gromadzą dane o stanie atmosfery na wysokościach do 30-40 km. Rakiety meteorologiczne wznoszą się jeszcze wyżej, aż do 120 km. Na pewnej wysokości część rakiety wraz z instrumentami zostaje oddzielona i zrzucona na spadochronie na powierzchnię ziemi. Aby wyjaśnić skład powietrza i zbadać warstwy znajdujące się na dużych wysokościach, stosuje się rakiety, które badają atmosferę na odległość do 500 km. Bardzo ważnych informacji o stanie atmosfery i procesach pogodowych zachodzących nad powierzchnią Ziemi dostarczają sztuczne satelity Ziemi. Ogromną wartość mają obserwacje zjawisk atmosferycznych prowadzone przez astronautów ze stacji orbitalnych w kosmosie.
Źródło wideo: AirPano.ru
Koniec semestru to zawsze czas kłopotów dla troskliwych rodziców. :) Ponieważ uważam, że szkoda mieć czwórkę z geografii, postanowiłam poprawić syna z tego przedmiotu i dać mu krótką lekcję wyjaśniającą, co nazywa się atmosferą i jaka jest jej rola. Nawiasem mówiąc, wysiłki nie poszły na marne, a mój syn dostaje piątkę!
Jaka jest atmosfera
Najpierw musisz dowiedzieć się, co to jest. Więc, to najlżejsza skorupa przede wszystkim, ale jego rola we wszystkich procesach zachodzących na naszej planecie jest bardzo znacząca. Jest heterogeniczny- im wyżej jesteś od powierzchni planety, tym bardziej jest ona rozładowana, w wyniku czego zmienia się także jego skład. Nauka uważa tę powłokę za kilka warstw:
- troposfera- obserwuje się tutaj maksymalną gęstość i zachodzą tu wszystkie zjawiska atmosferyczne;
- stratosfera- charakteryzują się mniejszą gęstością, a jedynym obserwowanym tutaj zjawiskiem są chmury noctilcentowe;
- mezosfera- występuje tu znaczny spadek temperatury;
- termosfera- tutaj gęstość powietrza jest kilkaset tysięcy razy mniejsza;
- egzosfera- reprezentowane przez zjonizowane gazy - plazma.
Co oznacza atmosfera
Po pierwsze, dzięki niej stało się to możliwe pojawienie się życia. Zwierzęta nie mogą przetrwać bez tlenu, a rośliny nie mogą podtrzymywać życia bez innego gazu – dwutlenku węgla. Jest niezbędny dla roślin główny składnik procesu fotosyntezy w wyniku czego powstaje niezbędny dla zwierząt tlen. Należy zwrócić uwagę na szczególne znaczenie tej muszli jako tarczy, która przeciwdziała promieniowaniu słonecznemu i meteoryty - po prostu spalają się w swojej grubości. Pełni funkcję regulatora ciepła, niwelując wahania temperatury: nadmierne przegrzanie w ciągu dnia i hipotermię w nocy. To tak, jakby przykrywała naszą planetę kocem, zwlekając wsteczne promieniowanie ciepła.
Ze względu na to, że planeta nagrzewa się nierównomiernie, pojawiają się spadki ciśnienia, które powodują występowanie wiatrów i zmian pogodowych. Wiatry biorą udział w procesach zwanych „wietrzeniem”, tworząc różne strefy ulgi. Ponadto bez niego niemożliwy byłby inny niezwykle ważny proces – obieg wody, dzięki któremu tworzą się chmury i spadają opady.
Wyniki
Zatem znaczenie atmosfery jest następujące:
- ochrona- od promieniowania i asteroid;
- klimat- utrzymuje względną stabilność temperaturową;
- źródło tlenu- najważniejszy warunek życia;
- transport- jest ośrodkiem, w którym przemieszczają się masy powietrza i wilgoci;
- siedliskoI- na owady, ptaki, bakterie.
