Структура атмосферы

Физико-химические характеристики атмосферы.

Непосредственно к земной поверхности примыкает тропосфера.Она на полюсах имеет толщину 7-10 км, на экваторе - 17-18 км, на средних широтах - 10-12 км и содержит 80% всей атмосферной влаги. Характеризуется:

• наличием воздушных потоков;

• переменной температурой, давлением, влажностью;

• диапазоном температур от –50 до +50⁰С.

В этом слое идет не­прерывное интенсивное перемешивание воздуха как по горизонтали, так и по вертикали, что приводит к пони­жению его температуры с высотой примерно до 6,5 °С на 1 км. В тропосфере сконцентрировано 75% всей массы атмосферы, основное количество водяного пара и мель­чайших частиц примесей, способствующих образованию облаков. Поэтому тропосферу часто называют кухней погоды.

Температура в тропосфере понижается с высотой со средним градиентом -0,6°С/100м. Верхней границей тропосферы является тропопауза — область, в которой температура перестает пони­жаться. В среднем она располагается на высоте 11 км.

Выше тропопаузы примерно до 50 км простирается стратосфера. Для нее характерны слабые воздушные потоки, малое количество облаков и постоянство темпе­ратуры до высоты примерно 25 км (-50 °С). Выше температура начинает повышаться (в среднем на 0,6 °С на каждые 100 м) и на уровне стратопаузы (46—54 км) достигает О °С.

Стратосферасодержит около 10^-6% озона, на высоте от 25 до 40 км находится озоновый слой. Естественный источник озона в приземных слоях – электрические разряды во время грозы (»10^-22%).

В стратосфере воздух также перемещается, его коли­чество составляет около 19%от всей массы атмосферы, содер­жание водяных паров очень мало. Стратосфера заканчивается стратопаузой. Здесь температура возрастает до +10⁰С за счет поглощения озоном инфракрасного и ультрафиолетового излучения.

Следующий слой атмосферы — мезосфера, где температура от –70 до –120⁰С, заканчивающийся мезопаузой.

Выше находится термосфера, которую часто назы­вают ионосферой, т. к. газы здесь находятся в ионном состоянии. Наиболее интенсивно процесс ионизации происходит в диапазоне высот от 60-80 до 220-400 км. Эти слои оказывают влияние на распространение радиоволн.

Ионосферасодержит ионизированные частицы, отражающие электромагнитные волны. На границе с мезосферой температура от –70 до +100⁰С, в области E – до +600⁰С, в F данных о температуре нет, образуются ионы.

Магнитосфера содержит отрицательные ионы кислорода до высоты 1000 км и положительные ионы водорода свыше 1000 км.

Самая верхняя часть атмосферы — экзосфера.

Атмосферный воздух выполняет сложную защитную экологическую функцию, предохраняя Землю от абсолютно холодного космоса и потока солнечных излучений. В атмосфере идут глобальные метеорологические процессы, формируются климат и погода, задерживается масса метеоритов.

Атмосфера обладает способностью к самоочищению. Оно происходит при вымывании аэрозолей из атмосферы осадками, турбулентном перемешивании приземного слоя воздуха, оседании тяжелых примесей на поверхности почвы и т.д. Однако в современных условиях возможности природных систем самоочищения атмосферы серьезно подорваны. Под воздействием значительного антропогенного загрязнения в атмосфере стали проявляться весьма нежелательные экологические последствия, в том числе и глобального характера. Поэтому атмосферный воздух уже не в полной мере выполняет свои защитные, терморегулирующие и жизнеобеспечивающие экологические функции.

Естественный (природный) состав атмосферы определяется в первую очередь наличием в ней кислорода и азота. Присутствие в атмосфере других веществ обусловлено какприродными явлениями (вулканическая деятельность, выветривание горных пород, ветровая эрозия, массовое цветение растений), так иантропогенными факторами (выбросы от промышленных, сельскохозяйственных предприятий и транспортных средств).

Воздух– это механическая смесь газов, образующих газообразную оболочку Земли. Состав сухого воздуха (без паров воды) на уровне моря следующий (в процентах по объему) (таблица 1).

Таблица 1.