Атмосфера

Атмосфера — это  газовая оболочка, которая окружает .Землю. Наличие атмосферы — одно из самых важных условий жизни на планете. Без еды человек может обходитися месяц, без воды — неделю, а без воздуха не проживет и нескольких минут.

Атмосфера, как элемент  глобальной экосистемы, выполняет несколько  основных функций: 
•защищает живые организмы от гиблого влияния космических излучений и ударов метеоритов; 
•регулирует сезонные и суточные колебания температуры (если бы на Земле не существовало атмосферы, то суточные колебания температури достигали бы ± 200 °С); 
•является носителем тепла и влаги; 
•есть депо газов, которые принимают участие в фотосинтезе и обеспечивают дыхание; 
•предопределяет ряд сложных экзогенных процессов (выветривание горных пород, деятельность естественных вод, мерзлоты, ледников и тому подобное).

Ту часть воздуха, которая приблизительно одинаковая во всех уголках Земли и мало изменяется за день, неделю или даже год, назвали  «постоянной составляющей атмосферы».

Отметим, что срок «постоянная составляющая» касается однородности состава воздуха в  пределах ее нижних 94 км. (зона интенсивного конвективного перемешивания), а не его неизменности на протяжении длительного времени.

В последнее время  хозяйственная активность человечества дает о себе знать для «постоянной» составной атмосферы, потому что  интенсификация полеводства и животноводства за 300 лет удвоила количество метана в атмосфере, а сжигание органического  топлива по меньшей мере на 1\4 увеличило концентрацию углекислого газа в ней.

Среди упомянутых выше постоянных составляющих атмосферы  нет откровенно ядовитых. Интересно, что существенные изменения концентрации каждого из них вредные или  нежелательные, ведь подавляющее большинство  из них не поддерживает дыхания. Это  касается даже нужного нам кислорода. Доказано, что рост его содержания свыше 27% сделает практически невозможным  самоугасание пожаров в лесах, которые начинаются молниями.

Постоянная составляющая воздуха – экологически безопасная на всей поверхности Земли.

Если бы атмосферы  не существовало, то колебание суточной температуры на Земле достигало  бы ±200°С. Атмосфера является не только животворным “буфером” между  Космосом и поверхностью нашей планеты, носителем тепла и влаги, но и  влияет на характер и динамику всех экзогенных процессов, которые происходят в литосфере (физическое и химическое выветривание, деятельность ветра, естественных вод, мерзлоты, ледников).

Развитие гидросферы также в значительной мере зависело от атмосферы из-за того, что водный баланс и режим поверхностных  и подземных бассейнов и акваторий  формировался под воздействием режима осадков и испарения. Процессы гидросферы и атмосферы тесно связаны  между собой.

С высотой резко  уменьшаются плотность и давление атмосферы, а температура изменяется неравномерно и сложно. Изменение  температуры в пределах атмосферы  на разных высотах объясняется неодинаковым поглощением солнечной энергии  газами. Интенсивнее всего тепловые процессы протекают в тропосфере, причем атмосфера нагревается снизу, от поверхности океана и суши.

Тропосфера - ближайший  к нам нижний слой атмосферы. Высота верхней границы тропосферы зависит  от температуры: зимой она ближе  к земной поверхности, летом - дальнейшее. На протяжении суток колебания могут  достигать нескольких километров. Нагревается  за счет тепла нагретой Солнцем земной поверхности. В тропосфере содержится до 80% влаги всей атмосферы. Характерное  постоянное вертикальное перемешивание  воздуха, - здесь образуются тучи, отсюда выпадают осадки.

Через разницу температуры  воздуха над экватором и полюсами в стратосфере происходят значительные горизонтальные перемещения воздушных  масс со скоростью до 300 км/час.

В мезосфере продолжается снижение давления воздуха и температуры  с высотой. Разрежен воздух очень ионизируется, - здесь возникают, так называемые, серебристые тучи.

В мезопаузи температура начинает повышаться. Считают, что ветер на этих высотах часто изменяет направление и имеет скорость до нескольких сотен километров за год.

В термосфери скорость движения частиц газа достигает очень высоких значений, но благодаря большое разжижение пространства их столкновения бывает очень редко.

Термосфера - это  сфера розридженого ионизированного газа - преимущественно кислороду (по данным, полученным с помощью искусственных спутников Земли). Потому ее называют ионосферой. Ионизация является причиной высокой электропроводимости термосфери, в ней проходят мощные электрические токи. В термосфери на высоте 320-400 км. возникают, так называемые, полярные сияния. Считают, что причина их появления - это бомбардировка розриджених газов термосфери потоком корпускулярной солнечной радиации.

Екзосфера - это внешняя сфера Земли. Ее называют также сферой рассеивания. Скорость движения газов в екзосфери приближается к критической - 11,2 км/с, потому они рассеваются в междупланетное пространство. Это в первую очередь относится к водороду, который преобладает в составе екзосфери. Водород побеждает земное притяжение и выносится в космос - до 4-6 тыс. т за год, образует, так называемую, “водородную или гео- корону“ Земли, которая заканчивается на высоте 20 000 км. Газовый состав земной атмосферы, в первую очередь водород, пополняется за счет дегазирования мантии. Из космоса в атмосферу Земли поступают потоки плазмы, которые выбрасывающие Солнцем, и космическая пыль. геокорона постепенно переходит в междупланетный вакуум.

Рассмотрим переменные составные атмосферы, которые имеют  естественное происхождение. Среди них перед ведет водяная пара, изменяемость концентрации которой нам и известная, и привычная.

Рекордная концентрация водяной пары – 5-6% достигает во влажных  тропиках, какие врачи относят  к малоблагоприятным для человека зонам Земли. Самые низкие концентрации водяной пары – до 0,00001% - наблюдаются  над покрытой льдом Антарктидой.

Значительно меньше является концентрация других примесей в воздухе. Например, средняя концентрация озона совпадает с рекордный малой концентрацией пары воды.

Большинство озона  постоянно находятся в слоях  стратосферы на высотах 15-70 км. (максимум – на высоте 25 км.), образовывая озоносферу, «противоультрафиолетовый» щит Земли. Поглощая биоактивное излучение Солнца во время своего образования и распада, озон не пропускаедо поверхности. Земли несомненно вредную для биосферы часть солнечной энергии.

К сожалению, антропогенные  примеси в атмосфере уже создали  реальную угрозу потери так необходимого для современной биосферы слоя озона  в стратосфере и «заменой»  его крайне опасным «приземным»  озоном.

Среди переменных составных  атмосферы есть несколько соединений азота с кислородом (N2O, NO, NO2), которые как и озон образуются во время гроз энергией молний.

Очень сложные смеси  газов выходят наружу из вулканов. В порядке уменьшения концентрации это Н2О, СО2, СО, Н2, HCI, HF, SO2, H2S, NH3, COS,CH4 и некоторые другие. Часть из них активно участвует в разнообразных химических реакциях в атмосфере и на поверхности почвы.

Все эти газы или  откровенно ядовитые (как СО), или  более-менее вредные для человека, и их природня концентрация на больших расстояниях от вулканов очень имела: она меньше миллионной частицы процента, не составляет опасности для здоровья человека. В случае выбросов из вулканов перемешивания воздуха быстро уменьшает концентрацию вредных газов вулканов, потому они не составляют опасности для действительно больших территорий.