Понятие и общая характеристика атмосферы Земли

                                                                    ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….3

1. Понятие и общая характеристика атмосферы Земли…………………5
1. Общая характеристика атмосферы Земли……………………………….5
2. Строение атмосферы……………………………………………………….9

2.  Источники и виды загрязнения атмосферы…….………………………14

2.1.  Естественные источники загрязнения …..………………………...…......15

2.1.1 Извержения вулканов……………..…………………………………….15

2.1.2. Лесные пожары……………………………………………………..........15

2.1.3. Пыльные бури ………………………………………..…………………16

2.2. Искусственные источники загрязнения……….……………..………......16

2.2.1. Промышленные загрязнения…………………………..…………........16

2.2.2. Радиоактивное загрязнение атмосферы………………………….19       2.2.3. Аэрозольные загрязнения………………………………………………21

2.2.4. Загрязнение атмосферы передвижными транспортными        средствами………………………………………….……………………………22

3. Масштабы загрязнения воздушной среды  ……………………….……26

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………….….….28

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………30

 

                                       

 

 

 

 

 

 

                                          ВВЕДЕНИЕ

Атмосфера (от греч. atmoc — пар и  сфера — шар) — газовая (воздушная) оболочка Земли, вращающаяся вместе с ней. Жизнь на Земле возможна, пока существует атмосфера. Все живые  организмы используют воздух атмосферы  для дыхания, атмосфера защищает от вредного воздействия космических  лучей и губительной для живых  организмов температуры, холодного  «дыхания» космоса¹.

Целью моей работы является попытка раскрытия некоторых  проблемных аспектов, связанных с  атмосферой. По моему мнению, это  очень важный и актуальный вопрос на сегодняшний день, поскольку воздух - важнейшая составная часть среды  обитания людей, он - основа жизни на земле, в том числе жизни человека.

Когда говорят «нужен как воздух», сразу ясно - речь идет о чем-то жизненно важном. Без него человек не проживет и нескольких минут. Дышим всегда, везде. Но - чем? И почему так радуются горожане, выезжая на свежий воздух? Качество атмосферного воздуха - важнейший фактор, влияющий на здоровье, на санитарную и эпидемиологическую ситуацию.

 Каждому знакомо необыкновенное  чувство "лёгкости" дыхания  солнечным утром в лесу: то, что  мы называем "свежий" воздух. Научные  исследования подтверждают, что  ощущения нас не обманывают. Тот  воздух, который мы называем свежим, является и максимально полезным  для здоровья, полноценным. 

Чистый, свежий воздух - это не что иное, как  смесь газов, содержащая мельчайшие взвешенные частицы. Около 78% его объема составляет азот и 21% - кислород; в небольшом  количестве присутствует углекислый газ (0,03%) и аргон (0,9%), отмечаются следы  других газов. Содержание в воздухе  водяного пара сильно колеблется в  зависимости от температуры и  условий формирования воздушных  масс².

 Атмосферный воздух такого состава, к которому мы привыкли, сформировался еще 200 миллионов лет назад. На протяжении многих веков он оставался неизменным. Именно при таких соотношениях воздуха возможна жизнь на Земле, как человека, так и аэробного микроорганизма.

Несмотря  на то, что на состав атмосферного  воздуха влияют естественные причины, происходящие на планете (извержения вулканов, лесные пожары, выветривание, эрозия почвы  и др.). Они не приносят большого ущерба. Такое воздействие, которое оказывает  человек, особенно в последние десятилетия, несравнимо ни с чем.

На всех стадиях своего развития человек  был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось  высокоиндустриальное общество, опасное  вмешательство человека в природу  резко усилилось, расширился объём  этого вмешательства, оно стало  многообразнее и сейчас грозит стать  глобальной опасностью для человечества. Расход невозобновимых видов сырья  повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так на них  строятся города и заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться  в хозяйство биосферы - той части  нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее  время подвергается нарастающему антропогенному воздействию

    Вещества, загрязняющие атмосферу, причиняли значительный вред окружающей среде в течение многих десятилетий. По-видимому, с их вредным воздействием придётся считаться и в будущем. Дальнейший рост населения и промышленного производства неизбежно приводит к увеличению опасности загрязнения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       1.Значение атмосферы: понятие и общая характеристика атмосферы Земли.

Атмосфера, газовая оболочка, окружающая небесное тело. Ее характеристики зависят  от размера, массы, температуры, скорости вращения и химического состава  данного небесного тела, а также  определяются историей его формирования начиная с момента зарождения. Атмосфера Земли образована смесью газов, называемой воздухом. Ее основные составляющие – азот и кислород в соотношении приблизительно 4:1³.

На человека оказывает воздействие  главным образом состояние нижних 15–25 км атмосферы, поскольку именно в этом нижнем слое сосредоточена  основная масса воздуха. Наука, изучающая  атмосферу, называется метеорологией, хотя предметом этой науки являются также погода и ее влияние на человека. Состояние верхних слоев атмосферы, расположенных на высотах от 60 до 300 и даже 1000 км от поверхности Земли, также изменяется. Здесь развиваются  сильные ветры, штормы и проявляются  такие удивительные электрические  явления, как полярные сияния. Многие из перечисленных феноменов связаны  с потоками солнечной радиации, космического излучения, а также магнитным  полем Земли. Высокие слои атмосферы  – это также и химическая лаборатория, поскольку там,0 в условиях, близких  к вакууму, некоторые атмосферные  газы под влиянием мощного потока солнечной энергии вступают в  химические реакции. Наука, изучающая  эти взаимосвязанные явления  и процессы, называется физикой высоких  слоев атмосферы⁴.

1. Общая характеристика Атмосферы Земли

Размеры. Пока ракеты-зонды и искусственные спутники не исследовали внешние слои атмосферы на расстояниях, в несколько раз превосходящих радиус Земли, считалось, что по мере удаления от земной поверхности атмосфера постепенно становится более разреженной и плавно переходит в межпланетное пространство. Сейчас установлено, что потоки энергии из глубоких слоев Солнца проникают в космическое пространство далеко за орбиту Земли, вплоть до внешних пределов Солнечной системы. Этот т.н. солнечный ветер обтекает магнитное поле Земли, формируя удлиненную «полость», внутри которой и сосредоточена земная атмосфера. Магнитное поле Земли заметно сужено с обращенной к Солнцу дневной стороны и образует длинный язык, вероятно выходящий за пределы орбиты Луны, – с противоположной, ночной стороны. Граница 0магнитного поля Земли называется магнитопаузой. С дневной стороны эта граница проходит на расстоянии около семи земных радиусов от поверхности, но в периоды повышенной солнечной активности оказывается еще ближе к поверхности Земли. Магнитопауза является одновременно границей земной атмосферы, внешняя оболочка которой называется также магнитосферой, так как в ней сосредоточены заряженные частицы (ионы), движение которых обусловлено магнитным полем Земли⁵.

Общий вес газов атмосферы составляет приблизительно 4,5´1015 т. Таким образом, «вес» атмосферы, приходящийся на единицу площади, или атмосферное давление, составляет на уровне моря примерно 11 т/м2.

Значение для жизни. Из сказанного выше следует, что Землю от межпланетного  пространства отделяет мощный защитный слой. Космическое пространство пронизано  мощным ультрафиолетовым и рентгеновским  излучением Солнца и еще более  жестким космическим излучением, и эти виды радиации губительны для  всего живого. На внешней границе  атмосферы интенсивность излучения  смертоносна, но значительная его часть  задерживается атмосферой далеко от поверхности Земли. Поглощением  этого излучения объясняются  многие свойства высоких слоев атмосферы  и особенно происходящие там электрические  явления.

Самый нижний, приземной слой атмосферы  особенно важен для человека, который  обитает в месте контакта твердой, жидкой и газообразной оболочек Земли. Верхняя оболочка «твердой» Земли  называется литосферой. Около 72% поверхности  Земли покрыто водами океанов, составляющими  большую часть гидросферы. Атмосфера  граничит как с литосферой, так  и с гидросферой. Человек живет  на дне воздушного океана и вблизи или выше уровня океана водного. Взаимодействие этих океанов является одним из важных факторов, определяющих состояние атмосферы.

Состав. Нижние слои атмосферы состоят из смеси газов (см. табл.). Кроме приведенных в таблице, в виде небольших примесей в воздухе присутствуют и другие газы: озон, метан, такие вещества, как оксид углерода (СО), оксиды азота и серы, аммиак⁶.

СОСТАВ АТМОСФЕРЫ
Газ		Содержание в сухом воздухе, %
N2	азот	78,08
O2	кислород	20,95
Ar	аргон	0,93
CO2	углекислый газ	0,03
Ne	неон	0,0018
He	гелий	0,0005
Kr	криптон	0,0001
H2	водород	0,00005
X	ксенон	0,000009

В высоких  слоях атмосферы состав воздуха  меняется под воздействием жесткого излучения Солнца, которое приводит к распаду молекул кислорода  на атомы. Атомарный кислород является основным компонентом высоких слоев  атмосферы. Наконец, в наиболее удаленных  от поверхности Земли слоях атмосферы  главными компонентами становятся самые  легкие газы – водород и гелий. Поскольку основная масса вещества сосредоточена в нижних 30 км, то изменения  состава воздуха на высотах более 100 км не оказывают заметного влияния  на общий состав атмосферы.

Энергообмен. Солнце является главным  источником энергии, поступающей на Землю. Находясь на расстоянии около 150 млн. км от Солнца, Земля получает примерно одну двухмиллиардную часть излучаемой им энергии, главным образом в  видимой части спектра, которую  человек называет «светом». Большая  часть этой энергии поглощается  атмосферой и литосферой. Земля также  излучает энергию, в основном в виде длинноволновой инфракрасной радиации⁷. Таким образом, устанавливается равновесие между получаемой от Солнца энергией, нагреванием Земли и атмосферы и обратным потоком тепловой энергии, излучаемой в пространство. Механизм этого равновесия крайне сложен.

Пыль и молекулы газов рассеивают свет, частично отражая его в мировое  пространство. Еще большую часть  приходящей радиации отражают облака. Часть энергии поглощается непосредственно  молекулами газов, но в основном –  горными породами, растительностью  и поверхностными водами. Водяной  пар и углекислый газ, присутствующие в атмосфере, пропускают видимое  излучение, но поглощают инфракрасное. Тепловая энергия накапливается  главным образом в нижних слоях  атмосферы. Подобный эффект возникает  в теплице, когда стекло пропускает свет внутрь и почва нагревается. Поскольку стекло относительно непрозрачно  для инфракрасной радиации, в парнике  аккумулируется тепло. Нагрев нижних слоев  атмосферы за счет присутствия водяного пара и углекислого газа часто  называют парниковым эффектом⁸.

Существенную роль в сохранении тепла в нижних слоях атмосферы  играет облачность. Если облака рассеиваются или возрастает прозрачность воздушных  масс, температура неизбежно понижается по мере того, как поверхность Земли  беспрепятственно излучает тепловую энергию  в окружающее пространство. Вода, находящаяся  на поверхности Земли, поглощает  солнечную энергию и испаряется, превращаясь в газ – водяной  пар, который выносит огромное количество энергии в нижние слои атмосферы. При конденсации водяного пара и  образовании при этом облаков  или тумана эта энергия освобождается  в виде тепла. Около половины солнечной  энергии, достигающей земной поверхности, расходуется на испарение воды и  поступает в нижние слои атмосферы.

Таким образом, вследствие парникового  эффекта и испарения воды атмосфера  прогревается снизу. Этим отчасти объясняется  высокая активность ее циркуляции по сравнению с циркуляцией Мирового океана, который прогревается только сверху и потому значительно стабильнее атмосферы.

Помимо общего нагревания атмосферы  солнечным «светом», значительное прогревание  некоторых ее слоев происходит за счет ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца.

1.2.Строение атмосферы.

По сравнению с жидкостями и  твердыми телами, в газообразных веществах  сила притяжения между молекулами минимальна. По мере увеличения расстояния между  молекулами газы способны расширяться  беспредельно, если им ничто не препятствует. Нижней границей атмосферы является поверхность Земли. Строго говоря, этот барьер непроницаем, так как газообмен  происходит между воздухом и водой  и даже между воздухом и горными  породами, но в данном случае этими  факторами можно пренебречь. Поскольку  атмосфера является сферической  оболочкой, у нее нет боковых  границ, а имеются только нижняя граница и верхняя (внешняя) граница, открытая со стороны межпланетного  пространства. Через внешнюю границу  происходит утечка некоторых нейтральных  газов, а также поступление вещества из окружающего космического пространства. Большая часть заряженных частиц, за исключением космических лучей, обладающих высокой энергией, либо захватывается магнитосферой, либо отталкивается ею.