Атмосфера. Основные характеристики
Под термином «атмосфера» понимают газовый слой, который окутывает нашу планету и многие другие небесные тела во Вселенной. Он образует оболочку, которая возвышается над Землей на несколько сотен километров. В составе присутствуют разнообразные газы, основным из которых является кислород.
Атмосфера характеризуется:
- Неоднородностью с физической точки зрения.
- Повышенной динамичностью.
- Зависимостью от биологических факторов (высокая уязвимость в случае неблагоприятных явлений).
Основное влияние оказывают на состав и процессы его изменяющие, живые существа (включая, микроорганизмы). Эти процессы продолжаются с момента возникновения атмосферы – несколько миллиардов лет. Защитная оболочка планеты соприкасается с такими образованиями, как литосфера и гидросфера, верхние же границы определить с высокой точность сложно, ученые могут назвать только примерные значения. Атмосфера переходит в межпланетное пространство в экзосфере – на высоте
500-1000 км от поверхности нашей планеты, некоторые источники называют цифру в 3000 км.
Значение атмосферы для жизни на земле велико, так как она предохраняет планету от столкновения с космическими телами, обеспечивает оптимальные показатели для формирования и развития жизни в различных ее формах.
Состав защитной оболочки:
- Азот – 78%.
- Кислород – 20,9%.
- Смесь газовая – 1,1% (эта часть образована такими веществами, как озон, аргон, неон, гелий, метан, криптон, водород, ксенон, углекислый газ, водяные пары).
Газовая смесь выполняет важную функцию – поглощение излишнего количества солнечной энергии. Состав атмосферы изменяются в зависимости от высоты – на высоте 65 км от поверхности Земли азота в ней будет содержаться
уже 86%, кислорода – всего 19%.
Плотность воздушной оболочки изменяется с поднятием в высоту: чем выше, тем воздух разреженнее. Вот почему у альпинистов может быть кислородное голодание. У самой поверхности земли наибольшая плотность.
Атмосферу можно назвать всепроникающей оболочкой. Её газообразное состояние позволяет заполнить микроскопические отверстия в почве, вода растворена в воде, животные, растения и человек не могут существовать без воздуха.
Состав, строение, циркуляция
В оболочке выделяют несколько слоев.
1) Тропосфера
Тропосфера — самый нижний слой атмосферы. Мы дышим воздухом тропосферы. Толщина над полюсами составляет 8-10 км, в умеренных широтах — 10-12 км, а над экватором — 16-18 км. В тропосфере сосредоточена большая масса воздуха атмосферы. С поднятием вверх на 1 км. температура воздушной оболочки уменьшается на 6°С. В тропосфере происходит активное передвижение воздушных масс в вертикальном и горизонтальном направлении. Именно эта оболочка является «фабрикой» погоды. В ней формируются циклоны и антициклоны, дуют западные и восточные ветры. В ней сосредоточены все водяные пары, которые конденсируются и проливаются дожем или снегом.
Этот слой атмосферы содержит примеси: дым, пепел, пыль, копоть, все, чем мы дышим. Пограничный со стратосферой слой называется тропопауза. Здесь снижение температуры заканчивается.
2) Стратосфера
Стратосфера — слой атмосферы, расположенный над тропосферой на высоте от 8 до 50 км. Не образуются облака Наблюдаются устойчивые воздушные течения. Температура начинает расти. Здесь находится озоновый слой. В стратосфере на высоте 25 - 35 км находится озоноый слой. Озоновый слой поглощает ультрафиолетовые лучи, не пропуская их к Земле (озоновый слой является жизненно необходимым, большие дозы ультрафиолета являются губительными для живых организмов).
Последнее время антропогенная деятельность привела к разрушению этого слоя и образованию «озоновых дыр». Ученые утверждают, что причиной возникновения «дыр», является повышенная концентрация свободных радикалов и фреона. Под влиянием солнечных излучений происходит разрушение молекул газов, этот процесс сопровождается свечением (северное сияние).
3) Мезосфера
Слой расположен на высоте 50 - 80 км. Температура снижается до - 90 градусов. Газовый состав – 80% газа азота и 20% кислорода, что влияет и на структуру слоев, которые находятся ниже мезосферы. Воздух отличается сильной разреженностью, из-за чего плотность воздуха на уровне в 1 тысячу километров равняется плотности воздуха на высоте в 50 км. Из-за такого свойства мезосферы, здесь не могут совершать полеты аэростаты и самолеты. То же самое касается и полетов искусственных спутников, которые не могут преодолеть высокую плотность воздуха. Температура воздуха меняется в зависимости от высоты.
На нижних слоях температурный режим составляет всего 0 градусов по Цельсию, а на самых верхних высотах понижается до -80-90 градусов. В течение года отмечается такое явление, как обратное изменение температуры. В летнее время отмечается минимальный режим температуры, а зимой достигает максимальных показателей;
Самой главной функцией мезосферы является сжигание и уничтожение метеоров. В течение дня на планету падает более 40 тонн метеоров, поэтому состав мезосферы отлично подходит для их уничтожения. Сгорание происходит в тот момент, когда газ сталкивается с этими небесными телами. Люди наблюдают эти явления в ночное время или в ранние утренние часы, когда можно увидеть падающие звезды.
4) Термосфера
Термосфера - это слой атмосферы, нижняя граница которого 80-90км, а верхняя – 800км. Как и в остальных, в этом слое имеются свои определённые свойства. Одна из особенностей заложена в самом названии: «термо» с греческого переводится как жара или жар.
Особенности термосферы:
- Резкое повышение температуры воздуха до 1500°С в слое 90-200км;
- Низкая плотность воздуха (в среднем 1,8×10-12 г/см3);
- Сильная ионизация;
- Появление атомарного кислорода.
5) Экзосфера
Расположена выше 800 км. Постепенно переходит в космическое пространство. Состоит из самых легких газов (водорода, гелия).
Погода и климат
Погода – состояние тропосферы в данном месте за определенный промежуток времени.
Климат – многолетний режим погоды, характерный для данной местности.
Погода может меняться в течение суток. Климат – характеристика более постоянная. Каждой физико-географической области характерен определенный тип климата.
Климат формируется в результате взаимодействия и взаимовлияния нескольких факторов:
- широта места,
- господствующие воздушные массы,
- рельеф подстилающей поверхности,
- наличие подводных течений,
- наличие или отсутствие водных объектов.
На земной поверхности существуют пояса низкого и высокого атмосферного давления. Экваториальный и умеренный пояса низкого давления, на полюсах и в тропиках давление высокое. Воздушные массы перемещаются из области высокого давления в область низкого. Но так как наша Земля вращается, эти направления отклоняются, в северном полушарии вправо, в южном – влево.
Из тропического пояса на экватор дуют пассаты, из тропического пояса в умеренный дуют западные ветры, из полюсов в умеренный пояс дуют полярные восточные ветры. Но в каждом поясе участки суши чередуются с акваториями. В зависимости от того, над суше или над океаном сформировалась воздушная масса, она может принести проливные дожди или ясную солнечную поверхность.
На количество влаги в воздушных массах влияет рельеф подстилающей поверхности. Над равнинными территориями насыщенные влагой воздушные массы проходят без препятствий. Но если на пути встречаются горы, тяжелый влажный воздух не может переместиться через горы, и вынужден терять часть, а то и всю влагу на склоне гор. Восточное побережье Африки имеет гористую поверхность ().
Воздушные массы, формирующиеся над Индийским океаном, насыщены влагой, но всю воду теряют на побережье, вглубь материка приходит жаркий сухой ветер. Вот почему большая часть южной Африки занята пустынями.
Океанические течения оказывают влияние на особенности климата. Теплое , омывает берега Европы, принося с собой тепло.
На формирование климата оказывают влияния акватории. Как правило, близость водных объектов смягчает климат, делая его более влажным и теплым.
