Атмосфера Землі – реферат
Атмосфера (від грец. Атмос – пар і сфера – куля) – газова оболонка, що оточує планету Земля і обертається разом з нею. Сукупність розділів фізики та хімії, які вивчають атмосферу, прийнято називати фізикою атмосфери. Атмосфера визначає погоду на поверхні Землі, вивченням погоди займається метеорологія, а тривалими варіаціями клімату – кліматологія.
Товщина атмосфери 1500 км від поверхні Землі. Сумарна маса повітря, тобто суміші газів, складових атмосферу, – 5,1-5,3 ? 1015 т. Молекулярна маса чистого сухого повітря становить 29. Тиск при 0 ° С на рівні моря 101325 Па, або 760 мм. рт. ст.; критична температура – 140,7 ° С; критичний тиск 3,7 МПа. Розчинність повітря у воді при 0 ° С – 0,036%, при 25 ° С – 0,22%.
Будова атмосфери. Фізичний стан атмосфери визначається погодою і кліматом. Основні
Параметри атмосфери: щільність повітря, тиск, температура і склад. Зі збільшенням висоти щільність повітря і атмосферний тиск зменшуються. Температура змінюється також залежно від зміни висоти. Вертикальне будова атмосфери характеризується різними температурними і електричними властивостями, різним станом повітря. В залежності від температури в атмосфері розрізняють наступні основні шари: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, екзосферу (сферу розсіювання). Перехідні області атмосфери між сусідніми оболонками називають відповідно тропопауза, стратопауза і т. д.
Тропосфера – нижній, основний, найбільш вивчений шар атмосфери, висотою в полярних областях 8-10 км, у помірних широтах до 10-12 км, на екваторі – 16-18 км. У тропосфері зосереджено приблизно 80-90% всієї маси атмосфери і майже всі водяні пари. При підйомі через кожні 100 м температура в тропосфері знижується в середньому на 0,65 ° С і досягає -53 ° C у верхній частині. Цей верхній шар тропосфери називають тропопаузою. У тропосфері сильно розвинені турбулентність і конвекція, зосереджена переважна частина водяної пари, виникають хмари, розвиваються циклони і антициклони.
Стратосфера – шар атмосфери, розташований на висоті 11-50 км. Характерно незначна зміна температури в шарі 11-25 км (нижній шар стратосфери) та підвищення її в шарі 25-40 км від -56,5 до 0,8 ° С (верхній шар стратосфери або область інверсії). Досягнувши на висоті близько 40 км значення 273 К (0 ° С), температура залишається постійною до висоти 55 км. Ця область постійної температури називається стратопаузой і є кордоном між стратосферою і мезосферою.
Саме в стратосфері розташовується шар озоно-сфери (“озоновий шар”, на висоті від 15-20 до 55- 60 км), який визначає верхня межа життя в біосфері. Важливий компонент стратосфери і мезо-сфери – озон, що утворюється в результаті фотохімічних реакцій найбільш інтенсивно на висоті рівної 30 км. Загальна маса озону склала б при нормальному тиску шар товщиною 1,7-4 мм, але і цього достатньо для поглинання згубного для життя ультрафіолетового випромінювання Сонця. Руйнування озону відбувається при його взаємодії з вільними радикалами, оксидом азоту, галогенсо-що тримають сполуками (у тому числі “фреонами”). Озон – алотропія кисню, утворюється в результаті наступної хімічної реакції, зазвичай після дощу, коли отримане з’єднання піднімається у верхні шари тропосфери; озон має специфічний запах.
У стратосфері затримується більша частина короткохвильового частини ультрафіолетового випромінювання (180-200 нм) і відбувається трансформація енергії коротких хвиль. Під впливом цих променів змінюються магнітні поля, розпадаються молекули, відбувається іонізація, новоутворення газів і інших хімічних сполук. Ці процеси можна спостерігати у вигляді північних сяйв, блискавиць, і інших свічень. У стратосфері майже немає водяної пари.
Мезосфера починається на висоті 50 км і простягається до 80-90 км. Температура повітря до висоти 75-85 км знижується до -88 ° С. Верхньою межею мезосфери є мезопауза.
Термосфера (інша назва – іоносфера) – шар атмосфери, наступний за мезосферою, – починається на висоті 80-90 км і простягається до 800 км. Температура повітря в термосфере швидко і неухильно зростає і досягає декількох сотень і навіть тисяч градусів.
Екзосфера – зона розсіювання, зовнішня частина термосфери, розташована вище 800 км. Газ в екзо – сфері сильно розріджене, і звідси йде витік його частинок у міжпланетний простір (диссипация).
До висоти 100 км атмосфера являє собою гомогенну (однофазну), добре перемішану суміш газів. У більш високих шарах розподіл газів по висоті залежить від їх молекулярних мас, концентрація більш важких газів убуває швидше в міру віддалення від поверхні Землі. Внаслідок зменшення щільності газів температура знижується від 0 ° С в стратосфері до -110 ° С в мезосфері. Однак кінетична енергія окремих частинок на висотах 200-250 км відповідає температурі приблизно 1500 ° С. Вище 200 км спостерігаються значні флуктуації температури і щільності газів в часі і просторі.
На висоті близько 2000-3000 км екзосфера поступово переходить в так званий бліжнекосміче-ський вакуум, який заповнений сильно розрідженими частками міжпланетного газу, головним чином атомами водню. Але цей газ являє собою лише частину міжпланетного речовини. Іншу частину складають пилоподібні частки кометного і метеорного походження. Крім цих надзвичайно розріджених частинок, в цей простір проникає електромагнітна і корпускулярна радіація сонячного і галактичного походження.
На частку тропосфери припадає близько 80% маси атмосфери, на частку стратосфери – близько 20%; маса мезосфери – не більше 0,3%, термосфери – менше 0,05% від загальної маси атмосфери. На підставі електричних властивостей в атмосфері виділяють нейтросферу і іоносферу. В даний час вважають, що атмосфера простягається до висоти 2000-3000 км.
Залежно від складу газу в атмосфері виділяють гомосферу і гетеросферу. Гетеросферу – це область, де гравітація впливає на поділ газів, тому їх перемішування на такій висоті незначно. Звідси випливає змінний склад ге-теросфери. Нижче її лежить добре перемішана, однорідна за складом частину атмосфери звана го-атмосфері. Кордон між цими шарами називається турбопаузи, вона лежить на висоті близько 120 км.
Атмосферний тиск – тиск атмосферного повітря на перебувають у ньому предмети і земну поверхню. Нормальним атмосферним тиском є показник в 760 мм рт. ст. (101325 Па). При підвищенні висоти на кожен кілометр тиск падає на 100 мм.
Склад атмосфери. Атмосфера Землі – повітряна оболонка Землі, що складається в основному з газів і різних домішок (пил, краплі води, кристали льоду, морські солі, продукти горіння), кількість яких постійно. Основним газами є азот (78%), кисень (21%) і аргон (0,93%). Концентрація газів, складових атмосферу, практично постійна, за винятком вуглекислого газу CO2 (0,03%).
Також в атмосфері містяться SО2, СН4, N ^, СО, вуглеводні, НС1, НF, пари I2, а також NO і багато інших гази в незначних кількостях. У тропосфері постійно знаходиться велика кількість зважених твердих і рідких частинок (аерозоль).
(1 votes, average: 5.00 out of 5)