(Yunan atmosferi - buhar ve sphaira - top) - Dünyanın hava kabuğu. Atmosferin keskin bir üst sınırı yoktur. Toplam kütlesinin yaklaşık %99,5'i 80 km'nin aşağısında yoğunlaşmıştır.
Atmosfer, gazların salınması sonucu ortaya çıktı. Oluşumu daha sonra okyanusların ortaya çıkmasından etkilenmiştir.
Atmosferin yapısı
Özellikleri, yoğunluğu vb. bakımından farklılık gösteren birkaç ana katman vardır. Alt katman troposferdir. Güneş tarafından ısıtılan Dünya tarafından ısıtılır. Troposferin en sıcak katmanları Dünya'ya bitişiktir. Isınma yükseklikle birlikte azalır ve bu deniz seviyesinde +14°C'den troposferin üst sınırında -55°C'ye düşer. Bilim insanları buradaki sıcaklığın her 100 m'de ortalama 0,6° düştüğünü hesapladılar.Bu değere dikey sıcaklık gradyanı adı veriliyor. Troposferin kalınlığı farklıdır: 17 km, kutup enlemlerinin üzerinde ise 8-9 km'dir. Bulut oluşumu, yağış ve diğerleri gibi olaylar yalnızca troposferde meydana gelir. Troposferin üstünde, alttan bir geçiş katmanı olan tropopoz ile ayrılan stratosfer (50-55 km'ye kadar) bulunur. Stratosferde hava seyrekleşmiş durumdadır, pratikte su perdesi olmadığından bulutlar burada oluşmaz. Sıcaklıktaki düşüş rakımla birlikte devam ediyor ancak 25 km'nin üzerinde kilometre başına 1-2°C artmaya başlıyor. Bunun nedeni, ozon tabakasının güneş ışınımını emip dağıtması ve bu ışının Dünya yüzeyine ulaşmasını engellemesidir. Stratosferin üzerinde ayrıca bir geçiş bölgesi vardır - stratopoz, ardından atmosferin bir sonraki katmanı gelir - mezosfer (80-85 km'ye kadar). Buradaki hava daha da ince ve sıcaklık artmaya devam ediyor. Daha da yüksekte termosfer adı verilen bir katman bulunur. Atmosferin bu katmanlarındaki (50 km'nin üzerindeki) karmaşık kimyasal reaksiyonlar onu elektriksel olarak iletken hale getirir. Reaksiyonlar iyonları açığa çıkardığı için atmosferin mezosfer ve termosferi içeren üst kısmına iyonosfer adı verilir. Olan biten bu katmanlardadır. 800 km'nin üzerinde ekzosfer (“exo” - dış), burada gaz parçacıkları çok nadirdir ve sıcaklık +2000 ° C'ye ulaşır. Atmosferin gaz bileşimi uzun süredir incelenmiştir. 1774 yılında Fransız bilim adamı Antoine Lavoisier havanın ana kısımlarını inceledi ve orada oksijen ve nitrojenin varlığını tespit etti. Daha sonra havada bu gazların yanı sıra başka gazların da olduğu keşfedildi. Dolayısıyla hava, dünya yüzeyinde aşağıdaki bileşenlerden oluşan bir gaz karışımıdır:
- Azot - %78
- Oksijen - %21
- İnert gazlar - %0,94
- Karbondioksit - %0,03
- Su buharı ve yabancı maddeler - %0,03.
Atmosferin doğa ve insan yaşamındaki önemi
- Gazlı kabuk sayesinde Dünya'nın yüzeyi, örneğin atmosferden yoksun bir yüzey kadar gündüzleri ısınmaz ve geceleri soğumaz;
- atmosfer, çoğu yanan ve gezegenin yüzeyine ulaşmayan Dünya'yı korur;
- ozon ekranı () insanlığı, büyük bir dozu vücuda zararlı olan aşırı ultraviyole radyasyondan korur;
- Atmosferde bulunan oksijen, tüm canlı organizmaların nefes alması için gereklidir.
Atmosferin incelenmesi
İnsanlık uzun zamandır hava okyanusuyla ilgileniyordu, ancak atmosferi incelemek için ilk araçlar yalnızca 300-400 yıl önce icat edildi: termometre, rüzgar gülü. Şu anda gaz çalışmaları, Rusya'nın yanı sıra çok daha fazlasını içeren Dünya Meteoroloji Örgütü'nün (WMO) liderliğinde yürütülüyor. Malzemelerin en son teknik araçları kullanarak toplanması ve işlenmesi için bir program geliştirilmiştir. Atmosferin durumunu izlemek için çeşitli araçlarla donatılmış yer tabanlı meteoroloji istasyonlarından oluşan bir ağ oluşturuldu.
Sıcaklık termometreler kullanılarak ölçülür; santigrat derece cinsinden ölçülmesi gelenekseldir. Bu sistem suyun fiziksel özelliklerine dayanmaktadır: sıfır derecede katı duruma dönüşür - 100 derecede donar - gaz halinde. Yağış miktarı, duvarlarında özel işaretler bulunan bir kap olan bir yağış ölçer ile ölçülür. Hava akımlarının hareket hızı bir rüzgar ölçer (anemometre) ile ölçülür. Rüzgarın yönünü gösteren genellikle yanına bir rüzgar gülü takılır. Tehlikenin olabileceği havaalanlarında ve köprülerin yakınında, rüzgar yönü göstergeleri kurulur - çizgili kumaştan yapılmış, her iki tarafı açık, koni şeklinde büyük çantalar. barometre ile ölçülür.
Meteoroloji istasyonlarında günde en az 4 defa ölçüm yapılmaktadır. Otomatik radyo meteoroloji istasyonları ulaşılması zor alanlarda çalışır. Okyanuslarda ise bu tür istasyonlar yüzen platformlara kuruluyor. Serbest atmosfer, hidrojenle dolu serbest uçan lastik balonlara bağlanan radyosondalar kullanılarak inceleniyor. 30-40 km'ye kadar rakımlarda atmosferin durumu hakkında veri topluyorlar. Meteorolojik roketler 120 km'ye kadar daha da yükseğe çıkıyor. Belirli bir yükseklikte roketin aletlerle birlikte bir kısmı ayrılarak dünya yüzeyine paraşütle atılır. Havanın bileşimini açıklığa kavuşturmak ve yüksek irtifalarda bulunan katmanları incelemek için, atmosferi 500 km'ye kadar araştıran roketler kullanılıyor. Atmosferin durumu ve Dünya yüzeyinin üzerinde meydana gelen hava süreçleri hakkında çok önemli bilgiler yapay Dünya uyduları tarafından sağlanmaktadır. Astronotların uzaydaki yörünge istasyonlarından gerçekleştirdiği atmosferik olayların gözlemleri büyük değer taşıyor.
Video kaynağı: AirPano.ru
atmosfer çevre kirliliği
Atmosfer havası gerekli bir doğal kaynaktır. Atmosferdeki oksijen, canlı organizmalar tarafından solunum sürecinde kullanılır. Çeşitli üretim tesislerinde ve motorlarda herhangi bir yakıtın yakılmasında kullanılır. Atmosfer, havacılığın kullandığı önemli bir iletişim yoludur.
Doğadaki havanın ana tüketicileri Dünya'nın florası ve faunasıdır. Hava okyanusunun tamamının yaklaşık on yıl içinde karasal organizmalardan geçtiği tahmin edilmektedir.
Atmosfer, Dünya'nın termal rejimini düzenleyen ve ısının dünya çapında yeniden dağıtılmasına katkıda bulunan güçlü güneş radyasyonuyla doludur. Güneş'ten gelen radyant enerji, pratik olarak Dünya yüzeyinin tek ısı kaynağıdır. Bu enerji kısmen atmosfer tarafından emilir. Dünya'ya ulaşan enerjinin bir kısmı toprak ve su tarafından emilir, bir kısmı da yüzeylerinden atmosfere yansıtılır. Atmosfer olmasaydı Dünya'nın sıcaklık rejiminin nasıl olacağını hayal etmek zor değil: geceleri ve kışın güneş radyasyonu nedeniyle büyük ölçüde soğur, yazın ve gündüzleri ise aşırı ısınırdı. Atmosferin bulunmadığı Ay'da olduğu gibi güneş radyasyonu.
Dünyadaki atmosfer sayesinde dondan sıcağa ve dondan sıcağa keskin geçişler yoktur. .
Eğer Dünya atmosferle çevrili olmasaydı, bir gün içinde sıcaklık dalgalanmalarının büyüklüğü 200 C'ye ulaşırdı: gündüz yaklaşık +100 C, gece yaklaşık 100 C. Kış ve yaz sıcaklıkları arasında daha da büyük bir fark olurdu. . Ancak atmosfer sayesinde Dünya'nın ortalama sıcaklığı +15 "C civarındadır.
Atmosfer, Dünya'da yaşayan tüm organizmaları, üst katmanlarında kısmen dağılan ve kısmen emilen yıkıcı ultraviyole, x-ışınları ve kozmik ışınlardan koruyan güvenilir bir kalkandır.
Atmosfer, Dünya ile Uzay arasındaki madde alışverişini gerçekleştirir. Aynı zamanda, Dünya en hafif gazları (hidrojen ve helyum) kaybeder ve kozmik toz ve meteorları alır. Atmosfer bizi yıldız parçalarından korur. Çoğu durumda meteorlar bezelye büyüklüğünde değildir; Yer çekiminin etkisi altında, ısındıkları hava ile sürtünme nedeniyle 11-64 km/s gibi muazzam bir hızla atmosfere çarparlar ve çoğunlukla Dünya yüzeyinden 60-70 km yükseklikte yanarlar. Güneş'ten gelen radyant enerji, pratik olarak Dünya yüzeyinin tek ısı kaynağıdır. Bu enerji kısmen atmosfer tarafından emilir. Dünya'ya ulaşan enerjinin bir kısmı toprak ve su tarafından emilir, bir kısmı da yüzeylerinden atmosfere yansıtılır. Atmosfer olmasaydı Dünya'nın sıcaklık rejiminin nasıl olacağını hayal etmek zor değil: geceleri ve kışın güneş radyasyonu nedeniyle büyük ölçüde soğur, yazın ve gündüzleri ise aşırı ısınırdı. Atmosferin bulunmadığı Ay'da olduğu gibi güneş radyasyonu.
Dünyadaki atmosfer sayesinde dondan sıcağa ve dondan sıcağa keskin geçişler yoktur. Eğer Dünya atmosferle çevrili olmasaydı, bir gün içinde sıcaklık dalgalanmalarının büyüklüğü 200 C'ye ulaşırdı: gündüz yaklaşık +100 C, gece yaklaşık 100 C. Kış ve yaz sıcaklıkları arasında daha da büyük bir fark olurdu. . Ancak atmosfer sayesinde Dünya'nın ortalama sıcaklığı +15 "C civarındadır.
Ozon perdesi en önemli koruyucu değere sahiptir. Stratosferde, Dünya yüzeyinden 20-50 km yükseklikte bulunur. Atmosferdeki toplam ozon miktarının 3,3 milyar ton olduğu tahmin edilmektedir.Bu tabakanın kalınlığı nispeten küçüktür: normal koşullar altında ekvatorda 2 mm'den kutuplarda 4 mm'ye kadar. Ozon perdesinin asıl önemi canlı organizmaları ultraviyole radyasyondan korumaktır.
Atmosfer, Dünya'da yaşayan tüm organizmaları, üst katmanlarında kısmen dağılan ve kısmen emilen yıkıcı ultraviyole, x-ışınları ve kozmik ışınlardan koruyan güvenilir bir kalkandır. Atmosfer, Dünya ile Uzay arasındaki madde alışverişini gerçekleştirir. Aynı zamanda, Dünya en hafif gazları (hidrojen ve helyum) kaybeder ve kozmik toz ve meteorları alır. .
Atmosfer bizi yıldız parçalarından korur. Çoğu durumda meteorlar bezelye büyüklüğünde değildir; Yer çekiminin etkisi altında, ısındıkları hava ile sürtünme nedeniyle 11-64 km/s gibi muazzam bir hızla atmosfere çarparlar ve çoğunlukla Dünya yüzeyinden 60-70 km yükseklikte yanarlar. Atmosfer, ışığın dağılımında büyük rol oynar. Hava, güneş ışınlarını milyonlarca küçük ışına böler, dağıtır ve alışık olduğumuz tekdüze aydınlatmayı yaratır.
Bir hava zarfının varlığı gökyüzümüze mavi bir renk verir, çünkü havanın temel elementlerinin molekülleri ve içerdiği çeşitli yabancı maddeler esas olarak kısa dalga boyuna sahip ışınları saçar, yani. mavi, çivit mavisi, menekşe. Bazen atmosferdeki yabancı maddelerin varlığı nedeniyle gökyüzünün rengi saf değildir. Yukarılara çıkıldıkça yoğunluk ve hava kirliliği azalır, yani. saçılan parçacıkların sayısı, gökyüzünün rengi koyulaşır, koyu maviye ve stratosferde siyah-mora dönüşür. Atmosfer seslerin yayıldığı ortamdır. Hava olmasaydı Dünya'da sessizlik olurdu. Ne birbirimizi, ne denizin, ne rüzgarın, ne ormanın sesini duyabiliyorduk. .
İyonosfer, radyo sinyallerinin iletimini ve radyo dalgalarının yayılmasını kolaylaştırır.
Uzun zamandır havanın kütlesinin olmadığına inanılıyordu. Deniz seviyesinde 0 ° C sıcaklıkta tartıldığında 1 m3 kuru hava kütlesinin 1293 g'a eşit olduğu ve dünya yüzeyinin her santimetre karesi için 1033 olduğu ancak 17. yüzyılda kanıtlandı. g hava.
Bir kişinin avuç içi yaklaşık 1471 N'lik bir kuvvetle hava basıncına maruz kalır ve hava tüm insan vücuduna 1471 * 103 N'luk bir kuvvetle baskı yapar. Dış basıncı dengeleyen hava ile doyurulur. Bu denge bozulduğunda refahımız kötüleşir: nabız hızlanır, uyuşukluk, kayıtsızlık vb. Bir kişi, bir dağa tırmanırken veya büyük derinliklere daldığında, ayrıca bir uçağın kalkış ve inişinde de aynı hisleri yaşar. Üstte hava basıncı ve kütlesi azalır: 20 km yükseklikte, 1 m3 havanın kütlesi 43 g ve 40 km - 4 g yükseklikte Güneş'in ışınım enerjisi pratik olarak Dünya yüzeyinin tek ısı kaynağıdır. Bu enerji kısmen atmosfer tarafından emilir. Dünya'ya ulaşan enerjinin bir kısmı toprak ve su tarafından emilir, bir kısmı da yüzeylerinden atmosfere yansıtılır. Atmosfer olmasaydı Dünya'nın sıcaklık rejiminin nasıl olacağını hayal etmek zor değil: geceleri ve kışın güneş radyasyonu nedeniyle büyük ölçüde soğur, yazın ve gündüzleri ise aşırı ısınırdı. Atmosferin bulunmadığı Ay'da olduğu gibi güneş radyasyonu.
Atmosferde gelişen tüm işlemler Güneş enerjisi kullanılarak gerçekleştirilir. Bu sayede her yıl milyarlarca ton su Dünya yüzeyinden buharlaşıyor. Atmosfer, dünya üzerindeki nemin yeniden dağıtılması görevi görür.
Atmosferin fiziksel özellikleri ve durumu değişir: 1) zamanla - gün içinde, mevsimlerde, yıllarda; 2) uzayda - deniz seviyesinden yüksekliğe, alanın enlemine ve okyanustan uzaklığa bağlı olarak.
Atmosfer her zaman belirli miktarda yabancı madde içerir. Kirlilik kaynakları doğal veya yapay olabilir. Doğal kaynaklar şunları içerir: toz (bitkisel, volkanik ve kozmik kökenli), toz fırtınaları, deniz tuzu parçacıkları, hava koşullarının ürünleri, sis, duman ve orman ve bozkır yangınlarından kaynaklanan gazlar, çeşitli bitkisel, hayvansal ve mikrobiyolojik kökenli ürünler vb. Doğal kaynaklar Kirlilik atmosferlerinin artması, volkanik patlamalar gibi zorlu bir doğal olayı temsil eder. Genellikle felakettir. Volkanlar patladığında atmosfere büyük miktarda gaz, su buharı, katı parçacıklar, kül ve toz salınır; yüksek derecede ısınan maddeler havaya salındığından atmosferde termal kirlilik meydana gelir. .
Sıcaklıkları, yollarına çıkan her şeyi yakacak kadardır. Volkanik aktivitenin azalmasından sonra atmosferdeki gazların genel dengesi yavaş yavaş yeniden sağlanır.
Büyük orman ve bozkır yangınları atmosferi önemli ölçüde kirletiyor. Çoğu zaman kurak yıllarda ortaya çıkarlar. Yangından çıkan dumanlar geniş alanlara yayılıyor. Toz fırtınaları, yer yüzeyinden yükselen minik toprak parçacıklarının kuvvetli rüzgarlarla taşınması nedeniyle oluşur. Güçlü rüzgarlar (kasırgalar, kasırgalar) da büyük kaya parçalarını havaya kaldırır, ancak havada uzun süre kalmazlar. Şiddetli fırtınalar sırasında havaya 50 milyon tona kadar toz yükselir. Toz fırtınalarının nedenleri kuraklık, yoğun çiftçilik, otlatma ve ormanların tahrip edilmesi nedeniyle oluşan sıcak rüzgarlardır. Toz fırtınaları en çok bozkır, yarı çöl ve çöl bölgelerinde görülür. Volkanik patlamalar, yangınlar ve toz fırtınalarıyla ilişkili felaket olayları, Dünya'nın etrafında bir ışık kalkanının ortaya çıkmasına neden olur ve bu da gezegenin termal dengesini bir şekilde değiştirir. Ancak çoğunlukla bu fenomenler doğası gereği yereldir. Organik maddenin ayrışması ve ayrışmasından kaynaklanan atmosferik hava kirliliği çok küçük bir yerel niteliktedir. .
Doğal kirlilik kaynakları kozmik toz gibi dağıtılabilir veya orman ve bozkır yangınları, volkanik patlamalar vb. gibi kısa süreli kendiliğinden olabilir. Doğal kaynaklardan kaynaklanan atmosferik kirliliğin düzeyi arka plandadır ve zamanla çok az değişir. Yapay kirlilik atmosfer için en tehlikeli olanıdır. Yüksek kirletici konsantrasyonlarına sahip en stabil bölgeler, aktif insan faaliyetinin olduğu yerlerde meydana gelir. Antropojenik kirlilik, çeşitli türlerde ve çok sayıda kaynakla karakterize edilir. Hava kirliliğinin doğal kaynakları, volkanik patlamalar gibi zorlu doğal olaylardır. Genellikle felakettir. Volkanlar patladığında atmosfere büyük miktarda gaz, su buharı, katı parçacıklar, kül ve toz salınır; yüksek derecede ısınan maddeler havaya salındığından atmosferde termal kirlilik meydana gelir. Sıcaklıkları, yollarına çıkan her şeyi yakacak kadardır. Volkanik aktivitenin azalmasından sonra atmosferdeki gazların genel dengesi yavaş yavaş yeniden sağlanır. .
Hava kirliliği sorunu yeni değil. İki yüzyıldan fazla bir süre önce, birçok Avrupa ülkesindeki büyük sanayi merkezlerindeki hava kirliliği ciddi bir endişe kaynağı haline geldi. Ancak uzun süredir bu kirlilikler yerel nitelikteydi. Duman ve is, atmosferin nispeten küçük alanlarını kirletiyordu ve az sayıda fabrikanın olduğu ve kimyasal elementlerin kullanımının sınırlı olduğu bir dönemde, büyük miktarda temiz hava ile kolayca seyreltiliyordu. 20. yüzyılın başında ise. Endüstride 19 kimyasal element kullanıldı; yüzyılın ortalarında yaklaşık 50 element zaten kullanılmıştı; şu anda periyodik tablonun neredeyse tüm elementleri kullanılıyordu. Bu, endüstriyel emisyonların bileşimini önemli ölçüde etkiledi ve ağır ve nadir metallerin, sentetik bileşiklerin, var olmayan ve doğal olarak oluşmayan radyoaktif, kanserojen, bakteriyolojik ve diğer maddelerin aerosolleri ile niteliksel olarak yeni atmosferik kirliliğe yol açtı.
Sanayi ve taşımacılığın hızlı büyümesi, bu miktardaki emisyonların artık dağıtılamayacağı anlamına geliyor. Konsantrasyonları artar ve bu da biyosfer için tehlikeli ve hatta ölümcül sonuçlara yol açar. Bu sorun özellikle 20. yüzyılın ikinci yarısında, yani endüstriyel üretimde, elektrik üretimi ve tüketiminde, çok sayıda elektrik üretimi ve kullanımında son derece yüksek büyüme oranları ile karakterize edilen bilimsel ve teknolojik devrim döneminde daha da ciddileşti. Araçlar.
Başlıca hava kirliliğini çeşitli endüstriler, motorlu ulaşım, ısı ve enerji üretimi oluşturuyor. Ayrıca hava kirliliğine katılımları şu şekilde dağılmaktadır: demir ve demir dışı metalurji, petrol üretimi, petrokimya, inşaat malzemeleri üretimi, kimya endüstrisi - %30; termik enerji mühendisliği - 30, motorlu taşıtlar -% 40.
Atmosferi kirleten en yaygın toksik maddeler şunlardır: karbon monoksit CO, kükürt dioksit SO 2, karbondioksit CO 2, nitrojen oksitler NOx, hidrokarbonlar Cp Nm ve toz. Büyük sanayi şehirlerinin atmosferindeki zararlı maddelerin yaklaşık göreceli bileşimi şöyledir: CO - %45, SO - %18, CH - %15, toz - %12. .
Bu maddelere ek olarak, kirli atmosferik havada daha küçük miktarlarda daha toksik maddeler de bulunur. Örneğin, elektronik endüstrisi fabrikalarından kaynaklanan havalandırma emisyonları, hidroflorik, sülfürik, kromik ve diğer mineral asitler, organik çözücüler vb. buharlarını içerir. Şu anda atmosferi kirleten 500'den fazla zararlı madde vardır ve bunların sayısı artmaktadır. Yapay kirlilik atmosfer için en tehlikeli olanıdır. Yüksek kirletici konsantrasyonlarına sahip en stabil bölgeler, aktif insan faaliyetinin olduğu yerlerde meydana gelir. Antropojenik kirlilik, çeşitli türlerde ve çok sayıda kaynakla karakterize edilir. Hava kirliliğinin doğal kaynakları, volkanik patlamalar gibi zorlu doğal olaylardır. Genellikle felakettir. Volkanlar patladığında atmosfere büyük miktarda gaz, su buharı, katı parçacıklar, kül ve toz salınır; yüksek derecede ısınan maddeler havaya salındığından atmosferde termal kirlilik meydana gelir. Sıcaklıkları, yollarına çıkan her şeyi yakacak kadardır. Volkanik aktivitenin azalmasından sonra atmosferdeki gazların genel dengesi yavaş yavaş yeniden sağlanır.
Atmosferin Dünya yaşamındaki rolü
Atmosfer, Dünya gezegenini çevreleyen gazdan oluşan bir kabuktur. İç yüzeyi hidrosferi ve kısmen yer kabuğunu kaplarken, dış yüzeyi dış uzayın Dünya'ya yakın kısmını sınırlar.
Atmosferi inceleyen fizik ve kimya dallarına genellikle atmosfer fiziği denir. Atmosfer, Dünya yüzeyindeki hava durumunu belirler, meteoroloji hava durumunu inceler ve klimatoloji uzun vadeli iklim değişiklikleriyle ilgilenir.
Zaten deniz seviyesinden 5 km yükseklikte, eğitimsiz bir kişi oksijen açlığı yaşamaya başlar ve uyum sağlamadan kişinin performansı önemli ölçüde azalır. Atmosferin fizyolojik bölgesi burada bitiyor. Yaklaşık 115 km'ye kadar atmosferde oksijen bulunmasına rağmen, 9 km yükseklikte insanın nefes alması imkansız hale gelir.
Atmosfer bize nefes almamız için gerekli olan oksijeni sağlar. Ancak atmosferin toplam basıncının düşmesi nedeniyle yükseklere çıkıldıkça oksijenin kısmi basıncı da buna bağlı olarak azalır.
İnsan akciğerleri sürekli olarak yaklaşık 3 litre alveoler hava içerir. Normal atmosfer basıncında alveolar havadaki kısmi oksijen basıncı 110 mmHg'dir. Art., karbondioksit basıncı - 40 mm Hg. Sanat ve su buharı - 47 mm Hg. Sanat. Yükseklik arttıkça oksijen basıncı düşer ve akciğerlerdeki su ve karbondioksitin toplam buhar basıncı neredeyse sabit kalır - yaklaşık 87 mm Hg. Sanat. Ortam hava basıncı bu değere eşitlendiğinde akciğerlere oksijen verilmesi tamamen duracaktır.
Yaklaşık 19-20 km yükseklikte atmosfer basıncı 47 mm Hg'ye düşer. Sanat. Dolayısıyla bu yükseklikte insan vücudunda su ve dokulararası sıvı kaynamaya başlar. Bu irtifalarda basınçlı kabinin dışında ölüm neredeyse anında meydana gelir. Dolayısıyla insan fizyolojisi açısından “uzay” zaten 15-19 km yükseklikte başlıyor.
Yoğun hava katmanları - troposfer ve stratosfer - bizi radyasyonun zararlı etkilerinden korur. Havanın yeterli miktarda seyreltilmesiyle, 36 km'den daha yüksek rakımlarda iyonlaştırıcı radyasyon - birincil kozmik ışınlar - vücut üzerinde yoğun bir etkiye sahiptir; 40 km'nin üzerindeki rakımlarda güneş spektrumunun ultraviyole kısmı insanlar için tehlikelidir. atmosfer oksijen stratosfer radyasyonu
Dünya yüzeyinden daha yükseğe çıktıkça, atmosferin alt katmanlarında gözlenen ses yayılımı, aerodinamik kaldırma ve sürükleme, konveksiyon yoluyla ısı transferi vb. gibi tanıdık olaylar yavaş yavaş zayıflar ve sonra tamamen kaybolur.
Seyreltilmiş hava katmanlarında sesin yayılması imkansızdır. 60-90 km irtifalara kadar kontrollü aerodinamik uçuş için hava direncini ve kaldırma kuvvetini kullanmak hâlâ mümkündür.
Ancak 100-130 km'lik irtifalardan başlayarak, her pilotun aşina olduğu M numarası ve ses bariyeri kavramları anlamını yitiriyor: arkasında yalnızca balistik uçuş bölgesinin başladığı geleneksel Karman hattı yatıyor. reaktif kuvvetler kullanılarak kontrol edilebilir.
100 km'nin üzerindeki rakımlarda, atmosfer başka bir dikkat çekici özellikten yoksun kalır - termal enerjiyi konveksiyon yoluyla (yani havayı karıştırarak) emme, iletme ve iletme yeteneği. Bu, yörüngesel uzay istasyonundaki çeşitli ekipman elemanlarının, genellikle uçakta yapıldığı gibi, hava jetleri ve hava radyatörleri yardımıyla dışarıdan soğutulamayacağı anlamına gelir. Bu yükseklikte, genel olarak uzayda olduğu gibi, ısıyı aktarmanın tek yolu termal radyasyondur.
Etrafımızdaki dünya çok farklı üç parçadan oluşuyor: toprak, su ve hava. Her biri kendi yolunda benzersiz ve ilginç. Şimdi sadece sonuncusu hakkında konuşacağız. Atmosfer nedir? Nasıl ortaya çıktı? Nelerden oluşur ve hangi parçalara ayrılır? Bütün bu sorular son derece ilginç.
“Atmosfer” adı, Yunanca kökenli iki kelimeden oluşuyor ve Rusçaya çevrildiğinde “buhar” ve “top” anlamına geliyor. Ve tam tanıma bakarsanız, şunu okuyabilirsiniz: "Atmosfer, Dünya gezegeninin uzayda onunla birlikte hızla ilerleyen hava kabuğudur." Gezegende meydana gelen jeolojik ve jeokimyasal süreçlere paralel olarak gelişti. Ve bugün canlı organizmalarda meydana gelen tüm süreçler buna bağlıdır. Atmosfer olmasaydı gezegen Ay gibi cansız bir çöle dönüşürdü.
Ne içeriyor?
Atmosferin ne olduğu ve içinde hangi unsurların yer aldığı sorusu uzun zamandır insanların ilgisini çekmektedir. Bu kabuğun ana bileşenleri 1774'te zaten biliniyordu. Antoine Lavoisier tarafından kuruldular. Atmosferin bileşiminin büyük oranda nitrojen ve oksijenden oluştuğunu keşfetti. Zamanla bileşenleri geliştirildi. Artık su ve tozun yanı sıra birçok başka gaz da içerdiği biliniyor.
Dünyanın yüzeyine yakın atmosferini neyin oluşturduğuna daha yakından bakalım. En yaygın gaz nitrojendir. Yüzde 78'den biraz fazlasını içerir. Ancak bu kadar büyük bir miktara rağmen nitrojen havada pratik olarak etkisizdir.
Miktar olarak bir sonraki ve önem açısından çok önemli olan element ise oksijendir. Bu gaz neredeyse %21 oranında içerir ve çok yüksek aktivite gösterir. Spesifik işlevi, bu reaksiyonun sonucu olarak ayrışan ölü organik maddeleri oksitlemektir.
Düşük ama önemli gazlar
Atmosferin bir parçası olan üçüncü gaz argondur. Yüzde birin biraz altında. Ondan sonra karbondioksit ile neon, helyum ile metan, kripton ile hidrojen, ksenon, ozon ve hatta amonyak geliyor. Ancak bunlardan o kadar azı var ki, bu tür bileşenlerin yüzdesi yüzde bir, binde bir ve milyonda bire eşittir. Bunlardan yalnızca karbondioksit önemli bir rol oynar çünkü bitkilerin fotosentez için ihtiyaç duyduğu yapı malzemesidir. Diğer önemli işlevi radyasyonu engellemek ve güneş ısısının bir kısmını absorbe etmektir.
Bir başka küçük ama önemli gaz olan ozon, Güneş'ten gelen ultraviyole radyasyonu hapsetmek için bulunur. Bu özellik sayesinde gezegendeki tüm yaşam güvenilir bir şekilde korunmaktadır. Öte yandan ozon stratosferin sıcaklığını etkiler. Bu radyasyonu emdiği için hava ısınır.
Atmosferin kantitatif bileşiminin sabitliği, kesintisiz karıştırma ile korunur. Katmanları hem yatay hem de dikey olarak hareket eder. Bu nedenle dünyanın herhangi bir yerinde yeterli oksijen vardır ve fazla karbondioksit yoktur.
Havada başka ne var?
Hava sahasında buhar ve tozun bulunabileceği unutulmamalıdır. İkincisi polen ve toprak parçacıklarından oluşur; şehirde bunlara egzoz gazlarından kaynaklanan katı emisyonların safsızlıkları da katılır.
Ancak atmosferde çok fazla su var. Belirli koşullar altında yoğunlaşır ve bulutlar ve sis ortaya çıkar. Özünde bunlar aynı şeydir, yalnızca ilki Dünya yüzeyinin üzerinde görünür ve sonuncusu onun boyunca yayılır. Bulutlar farklı şekiller alır. Bu süreç Dünya üzerindeki yüksekliğe bağlıdır.
Karadan 2 km yüksekte oluşmuşlarsa katmanlı olarak adlandırılırlar. Onlardan yere yağmur yağar veya kar düşer. Üstlerinde 8 km yüksekliğe kadar kümülüs bulutları oluşur. Onlar her zaman en güzel ve pitoresklerdir. Onlara bakıp neye benzediklerini merak edenler onlardır. Önümüzdeki 10 km'de bu tür oluşumlar ortaya çıkarsa oldukça hafif ve havadar olacak. İsimleri tüylü.
Atmosfer hangi katmanlara ayrılmıştır?
Birbirlerinden çok farklı sıcaklıklara sahip olmalarına rağmen, bir katmanın hangi yükseklikte başlayıp diğerinin bittiğini söylemek çok zordur. Bu bölüm çok koşulludur ve yaklaşıktır. Ancak atmosferin katmanları halen varlığını sürdürmekte ve görevlerini yerine getirmektedir.
Hava kabuğunun en alt kısmına troposfer denir. Kutuplardan ekvatora doğru 8 km'den 18 km'ye doğru gidildikçe kalınlığı artar. Burası atmosferin en sıcak kısmıdır çünkü içindeki hava dünya yüzeyi tarafından ısıtılır. Su buharının çoğu troposferde yoğunlaşmıştır, bu nedenle bulutlar oluşur, yağışlar düşer, fırtınalar gürler ve rüzgarlar eser.
Bir sonraki katman yaklaşık 40 km kalınlığındadır ve stratosfer olarak adlandırılır. Eğer bir gözlemci havanın bu kısmına doğru hareket ederse gökyüzünün mora döndüğünü görecektir. Bu, pratik olarak güneş ışınlarını dağıtmayan maddenin düşük yoğunluğu ile açıklanmaktadır. Jet uçakları bu katmanda uçuyor. Neredeyse hiç bulut olmadığı için tüm açık alanlar onlara açıktır. Stratosferin içinde büyük miktarda ozondan oluşan bir tabaka vardır.
Daha sonra stratopoz ve mezosfer gelir. İkincisi yaklaşık 30 km kalınlığındadır. Hava yoğunluğunda ve sıcaklıkta keskin bir azalma ile karakterizedir. Gökyüzü gözlemciye siyah görünür. Burada gün boyunca yıldızları bile izleyebilirsiniz.
Neredeyse hiç hava bulunmayan katmanlar
Atmosferin yapısı termosfer adı verilen, en uzun katman olan, kalınlığı 400 km'ye ulaşan bir katmanla devam ediyor. Bu katman, 1700 °C'ye ulaşabilen muazzam sıcaklığıyla dikkat çekiyor.
Son iki küre genellikle tek bir küre halinde birleştirilir ve iyonosfer olarak adlandırılır. Bunun nedeni, iyonların salınmasıyla içlerinde reaksiyonların meydana gelmesidir. Kuzey ışıkları gibi doğal bir olayı gözlemlemeyi mümkün kılan da bu katmanlardır.
Dünya'dan sonraki 50 km ekzosfere tahsis edilmiştir. Bu atmosferin dış kabuğudur. Hava parçacıklarını uzaya dağıtır. Hava durumu uyduları genellikle bu katmanda hareket eder.
Dünyanın atmosferi manyetosfer ile sona ermektedir. Gezegenin yapay uydularının çoğunu barındıran oydu.
Bütün bu söylenenlerden sonra atmosferin ne olduğuna dair hiçbir soru kalmamalı. Gerekliliği konusunda şüpheleriniz varsa, kolaylıkla giderilebilirler.
Atmosferin anlamı
Atmosferin temel işlevi, gezegenin yüzeyini gündüzleri aşırı ısınmadan, geceleri ise aşırı soğumadan korumaktır. Bu kabuğun kimsenin tartışamayacağı bir sonraki önemli amacı ise tüm canlılara oksijen sağlamaktır. Bu olmazsa boğulurlardı.
Çoğu göktaşı üst katmanlarda yanar ve asla Dünya yüzeyine ulaşmaz. Ve insanlar uçan ışıklara hayran kalarak onları kayan yıldızlarla karıştırabilirler. Atmosfer olmasaydı tüm Dünya kraterlerle dolu olurdu. Ve güneş radyasyonundan korunma yukarıda zaten tartışılmıştı.
Bir insan atmosferi nasıl etkiler?
Çok olumsuz. Bu, insanların artan aktivitesinden kaynaklanmaktadır. Tüm olumsuzlukların ana payı sanayi ve ulaştırmaya düşüyor. Bu arada, atmosfere nüfuz eden tüm kirleticilerin neredeyse% 60'ını yayan arabalar. Geriye kalan kırk tanesi ise enerji ve sanayi ile atık bertaraf endüstrileri arasında paylaştırılıyor.
Havayı günlük olarak yenileyen zararlı maddelerin listesi çok uzundur. Atmosferdeki taşınma nedeniyle nitrojen ve kükürt, karbon, mavi ve kurumun yanı sıra cilt kanserine neden olan güçlü bir kanserojen olan benzopiren bulunur.
Endüstri şu kimyasal elementlerden sorumludur: kükürt dioksit, hidrokarbonlar ve hidrojen sülfür, amonyak ve fenol, klor ve flor. Süreç devam ederse çok geçmeden şu soruların yanıtları gelecektir: “Atmosfer nedir? Ne içeriyor? tamamen farklı olacak.
6.2. Atmosferin anlamı ve yapısı
Uzun süredir kıt olan su, "yaşam kaynağı" olarak adlandırılıyorsa, hava ancak kentleşmiş çağımızda hatırlanırdı. Bir kişinin onlarca gün boyunca yemeksiz yaşayabileceğini, ancak hava olmadan - yalnızca 5-7 dakikaya kadar yaşayabileceğini hatırlayalım. Ayrıca insanların, özellikle şehirlerde ve sanayi merkezlerinde yetersiz olan temiz havaya ihtiyacı var.
Atmosferin anlamı. Atmosfer havası en önemli doğal kaynaktır ve varış noktası ( Dünya ve insanlık için ):
İnsanlara, flora ve faunaya hayati gaz elementleri (oksijen, karbondioksit) sağlayın;
Sıcaklık değişikliklerini azaltın (hava, ısıyı ve soğuğu zayıf bir iletkendir), ör. gezegende termoregülasyonu sağlamak;
Dünya yüzeyini kozmik, radyasyon ve ultraviyole güneş radyasyonundan koruyun;
Dünyayı, büyük bir kısmı atmosferde yanan meteorlardan ve diğer kozmik cisimlerden koruyun;
Endüstriyel antropojenik süreçleri oksijen, nitrojen, hidrojen ve nötr gazlarla sağlayın.
Atmosfer, Dünya'nın uzaya yaydığı ısıyı emerek ve kısmen karşı radyasyon şeklinde geri göndererek gezegenimizi "ısıtır". Atmosfer, güneş ışınlarını dağıtarak ışıktan gölgeye (alacakaranlık) kademeli bir geçişe neden olur. Geceleri ışık ışınları yayar ve dünya yüzeyinin aydınlatma kaynağı olarak hizmet eder.
Atmosferin gece parıltısı (lüminesans), 80 ila 300 km arasındaki yüksekliklerde seyrekleştirilmiş hava gazlarının parıltısıdır. Aysız bir gecede dünya yüzeyinin toplam aydınlatmasının %40-45'ini sağlarken, yıldız ışığı yaklaşık %30'unu oluşturur ve yıldızlararası tozun saçtığı ışık geri kalan %25-30'u oluşturur. Aurora borealis bir tür atmosferik parıltıdır. Dünya'da yüksek enlemlerde yalnızca geceleri bulutların olmadığı durumlarda görülürler. Auroralar uzaydan her zaman görülebilir ve aynı zamanda geniş alanlardan da görülebilir.
Atmosferin yapısı. Atmosfer, aralarında açıkça tanımlanmış sınırların bulunmadığı birkaç katmandan - kürelerden oluşur.
1. Troposfer - atmosferin alt ana katmanı. En iyi çalışılmış olanıdır. Troposferin yüksekliği kutupların üzerinde 10 km, ılıman enlemlerde 12 km ve ekvatorun üzerinde 18 km'ye kadar ulaşır.
Troposfer, atmosferik havanın toplam kütlesinin 4/5'inden fazlasını içerir. İçinde çeşitli hava olayları en açık şekilde ortaya çıkıyor. biliniyor ki 1 km artışla bu katmandaki hava sıcaklığı 6 dereceden fazla azalır. Bunun nedeni, havanın güneş ışınlarının Dünya yüzeyine ulaşmasına izin vererek onu ısıtmasıdır. Atmosferin Dünya'ya bitişik katmanları da dünya yüzeyinden ısınır.
Kışın, Dünya'nın yüzeyi büyük ölçüde soğur ve bu, güneş ışınlarının çoğunu yansıtan kar örtüsüyle kolaylaştırılır. Bu nedenle Dünya yüzeyindeki havanın üst kısımdan daha soğuk olduğu ortaya çıkıyor, yani sözde sıcaklık inversiyonu. Sıcaklık inversiyonu sıklıkla geceleri gözlenir.
Yaz aylarında, Dünya'nın yüzeyi güneş ışınları tarafından güçlü ve dengesiz bir şekilde ısıtılır. Hava girdapları en çok ısınan bölgelerden yukarı doğru yükselir. Yükselen havanın yerini dünyanın daha az ısınan bölgelerinden gelen hava alır, bu havanın yerini de atmosferin üst katmanlarından gelen hava alır. ortaya çıkar konveksiyon, bu da atmosferin dikey yönde karışmasına neden olur. Konveksiyon sisin dağılmasına yardımcı olur ve atmosferin alt katmanındaki tozu azaltır.
Troposferin üst katmanlarında, 12 - 17 km yükseklikte, uçaklar uçarken, genellikle çok uzaktan açıkça görülebilen beyaz bulut izleri oluşur. Bu izlere denir yoğunlaşma veya izleri inversiyonlar. Yoğuşma izlerinin ana nedeni, uçak motorlarının egzoz gazlarıyla atmosfere giren su buharının yoğunlaşması veya süblimleşmesidir, çünkü bir uçak motorunda kerosen yakıldığında su buharı oluşur.
Bir motorda 1 kg yakıt yakmak için yaklaşık 11 kg atmosferik hava tüketilir ve bu da yaklaşık 1,4 kg su buharı içeren yaklaşık 12 kg egzoz gazı üretir.
2. Stratosfer Troposferin üstünde 50-55 km yüksekliğe kadar bulunur. Tüm atmosferik havanın kütlesinin %20'sinden daha azını içerir. Bu katmanda gazların hafif bir hareketi vardır ve yükseklikle sıcaklık artar (üst sınırda 0 0 C'ye kadar).
Stratosferin alt kısmı, altında su buharının, buz kristallerinin ve diğer katı parçacıkların biriktiği kalın bir tutucu tabakadır. Buradaki bağıl nem her zaman %100'e yakındır.
Stratosferde bulunan ozon tabakası, Hayata zarar veren kozmik radyasyonu ve kısmen Güneş'in ultraviyole ışınlarını yansıtıyor. En yüksek konsantrasyon ozon Güneş ışınımının etkisi altında serbest oksijenin ozona dönüştüğü 15-35 km yükseklikte bulunur .
3. Mezosfer Stratosferin üzerinde yaklaşık 50 ila 80 km yükseklikte uzanır. Havanın %1'inden azını oluşturur. Stratosfer sınırında yaklaşık 0 ° C'den mezosferin üst katmanlarında -90 ° C'ye kadar artan rakımla sıcaklığın azalmasıyla karakterize edilir.
4. İyonosfer mezosferin üzerinde yer alır. Önemli miktarda atmosferik iyon ve serbest elektron içeriği ile karakterize edilir. İyonosferde, ultraviyole ve X-ışını güneş ışınımının etkisi altında, atmosferik gaz moleküllerinin iyonlara ve elektronlara ayrışmasına neden olan kozmik radyasyonun yanı sıra, oldukça seyrekleştirilmiş havanın iyonlaşması meydana gelir. İyonlaşma özellikle 80 ila 400 km arasındaki rakımlarda yoğundur. İyonosfer radyo dalgalarının yayılmasını kolaylaştırır. İyonosferin üst sınırı, Dünya manyetosferinin dış kısmıdır. İyonosfere sıklıkla denir termosfer.
