ატმოსფეროს სისქე დედამიწის ზედაპირიდან დაახლოებით 120 კმ-ია. ჰაერის საერთო მასა ატმოსფეროში არის (5,1-5,3) 10 18 კგ. აქედან მშრალი ჰაერის მასა არის 5,1352 ± 0,0003 10 18 კგ, წყლის ორთქლის საერთო მასა საშუალოდ 1,27 10 16 კგ.

ტროპოპაუზა

გარდამავალი ფენა ტროპოსფეროდან სტრატოსფეროში, ატმოსფეროს ფენა, რომელშიც ტემპერატურის კლება სიმაღლესთან ერთად ჩერდება.

სტრატოსფერო

ატმოსფეროს ფენა მდებარეობს 11-დან 50 კმ-მდე სიმაღლეზე. დამახასიათებელია ტემპერატურის უმნიშვნელო ცვლილება 11-25 კმ ფენაში (სტრატოსფეროს ქვედა ფენა) და მისი მატება 25-40 კმ ფენაში −56,5-დან 0,8 °-მდე (ზედა სტრატოსფერო ან ინვერსიის რეგიონი). დაახლოებით 40 კმ სიმაღლეზე დაახლოებით 273 K (თითქმის 0 °C) მნიშვნელობის მიღწევის შემდეგ, ტემპერატურა რჩება მუდმივი დაახლოებით 55 კმ სიმაღლემდე. მუდმივი ტემპერატურის ამ რეგიონს სტრატოპაუზა ეწოდება და არის საზღვარი სტრატოსფეროსა და მეზოსფეროს შორის.

სტრატოპაუზა

ატმოსფეროს სასაზღვრო ფენა სტრატოსფეროსა და მეზოსფეროს შორის. მაქსიმალურია ტემპერატურის ვერტიკალურ განაწილებაში (დაახლოებით 0 °C).

მეზოსფერო

დედამიწის ატმოსფერო

დედამიწის ატმოსფეროს საზღვარი

თერმოსფერო

ზედა ზღვარი არის დაახლოებით 800 კმ. ტემპერატურა მატულობს 200-300 კმ სიმაღლეზე, სადაც აღწევს 1500 კმ-ის მნიშვნელობებს, რის შემდეგაც იგი თითქმის მუდმივი რჩება მაღალ სიმაღლეებამდე. ულტრაიისფერი და რენტგენის მზის გამოსხივების და კოსმოსური გამოსხივების გავლენის ქვეშ, ჰაერი იონიზებულია („პოლარული განათება“) - იონოსფეროს ძირითადი რეგიონები დევს თერმოსფეროს შიგნით. 300 კმ-ზე მეტ სიმაღლეზე ჭარბობს ატომური ჟანგბადი. თერმოსფეროს ზედა ზღვარი დიდწილად განისაზღვრება მზის ამჟამინდელი აქტივობით. დაბალი აქტივობის პერიოდებში - მაგალითად, 2008-2009 წლებში - შესამჩნევია ამ ფენის ზომის შემცირება.

თერმოპაუზა

ატმოსფეროს რეგიონი თერმოსფეროს ზემოთ. ამ რეგიონში მზის რადიაციის შთანთქმა უმნიშვნელოა და ტემპერატურა რეალურად არ იცვლება სიმაღლესთან ერთად.

ეგზოსფერო (გაფანტვის სფერო)

100 კმ სიმაღლემდე ატმოსფერო არის აირების ერთგვაროვანი, კარგად შერეული ნარევი. უფრო მეტში მაღალი ფენებიაირების განაწილება სიმაღლეში დამოკიდებულია მათ მოლეკულურ მასებზე, მძიმე აირების კონცენტრაცია უფრო სწრაფად მცირდება დედამიწის ზედაპირიდან დაშორებით. გაზის სიმკვრივის შემცირების გამო ტემპერატურა 0 °C-დან სტრატოსფეროში ეცემა −110 °C-მდე მეზოსფეროში. თუმცა, ცალკეული ნაწილაკების კინეტიკური ენერგია 200–250 კმ სიმაღლეზე შეესაბამება ~150 °C ტემპერატურას. 200 კმ-ზე მაღლა, ტემპერატურისა და გაზის სიმკვრივის მნიშვნელოვანი რყევები შეინიშნება დროსა და სივრცეში.

დაახლოებით 2000-3500 კმ სიმაღლეზე ეგზოსფერო თანდათან გადადის ე.წ. კოსმოსურ ვაკუუმთან ახლოს, რომელიც ივსება პლანეტათაშორისი აირის უაღრესად იშვიათი ნაწილაკებით, ძირითადად წყალბადის ატომებით. მაგრამ ეს გაზი მხოლოდ პლანეტათაშორისი მატერიის ნაწილია. მეორე ნაწილი კომეტა და მეტეორიული წარმოშობის მტვრის მსგავსი ნაწილაკებისგან შედგება. გარდა უკიდურესად იშვიათი მტვრის მსგავსი ნაწილაკებისა, ამ სივრცეში აღწევს მზის და გალაქტიკური წარმოშობის ელექტრომაგნიტური და კორპუსკულური გამოსხივება.

ტროპოსფერო შეადგენს ატმოსფეროს მასის დაახლოებით 80%-ს, სტრატოსფეროს შეადგენს დაახლოებით 20%-ს; მეზოსფეროს მასა არაუმეტეს 0,3%, თერმოსფერო ატმოსფეროს მთლიანი მასის 0,05%-ზე ნაკლებია. ატმოსფეროში არსებული ელექტრული თვისებების მიხედვით განასხვავებენ ნეიტროსფეროს და იონოსფეროს. ამჟამად ითვლება, რომ ატმოსფერო ვრცელდება 2000-3000 კმ სიმაღლეზე.

ატმოსფეროში გაზის შემადგენლობიდან გამომდინარე, ისინი ასხივებენ ჰომოსფეროდა ჰეტეროსფერო. ჰეტეროსფერო- ეს არის ადგილი, სადაც გრავიტაცია მოქმედებს აირების გამოყოფაზე, ვინაიდან ასეთ სიმაღლეზე მათი შერევა უმნიშვნელოა. აქედან გამომდინარეობს ჰეტეროსფეროს ცვლადი შემადგენლობა. მის ქვემოთ მდებარეობს ატმოსფეროს კარგად შერეული, ერთგვაროვანი ნაწილი, რომელსაც ჰომოსფერო ეწოდება. ამ ფენებს შორის საზღვარს ტურბოპაუზა ეწოდება, ის მდებარეობს დაახლოებით 120 კმ სიმაღლეზე.

ატმოსფეროს ფიზიოლოგიური და სხვა თვისებები

ზღვის დონიდან უკვე 5 კმ სიმაღლეზე, გაუწვრთნელ ადამიანს უვითარდება ჟანგბადის შიმშილი და ადაპტაციის გარეშე, საგრძნობლად იკლებს ადამიანის შრომისუნარიანობა. აქ მთავრდება ატმოსფეროს ფიზიოლოგიური ზონა. ადამიანის სუნთქვა შეუძლებელი ხდება 9 კმ სიმაღლეზე, თუმცა დაახლოებით 115 კმ-მდე ატმოსფერო შეიცავს ჟანგბადს.

ატმოსფერო გვაწვდის ჟანგბადს, რომელიც გვჭირდება სუნთქვისთვის. თუმცა, ატმოსფეროს მთლიანი წნევის ვარდნის გამო, როცა სიმაღლეზე აწევთ, შესაბამისად მცირდება ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევაც.

ჰაერის იშვიათ ფენებში ხმის გავრცელება შეუძლებელია. 60-90 კმ სიმაღლემდე კონტროლირებადი აეროდინამიკური ფრენისთვის ჯერ კიდევ შესაძლებელია ჰაერის წინააღმდეგობის და აწევის გამოყენება. მაგრამ 100-130 კმ სიმაღლეებიდან დაწყებული, ყველა პილოტისთვის ნაცნობი M რიცხვისა და ხმის ბარიერის ცნებები კარგავს თავის მნიშვნელობას: გადის პირობითი კარმანის ხაზი, რომლის მიღმა იწყება წმინდა ბალისტიკური ფრენის არეალი. რომლის კონტროლი შესაძლებელია მხოლოდ რეაქტიული ძალების გამოყენებით.

100 კმ სიმაღლეზე ატმოსფერო ასევე მოკლებულია სხვას შესანიშნავი ქონება- თერმული ენერგიის შთანთქმის, გატარებისა და გადაცემის უნარი კონვექციით (ანუ ჰაერის შერევით). ეს ნიშნავს, რომ აღჭურვილობის სხვადასხვა ელემენტები, ორბიტალური კოსმოსური სადგურის აღჭურვილობა ვერ გაცივდება გარედან ისე, როგორც ეს ჩვეულებრივ ხდება თვითმფრინავში - საჰაერო ხომალდების და საჰაერო რადიატორების დახმარებით. ასეთ სიმაღლეზე, როგორც ზოგადად სივრცეში, სითბოს გადაცემის ერთადერთი გზა თერმული გამოსხივებაა.

ატმოსფეროს ფორმირების ისტორია

ყველაზე გავრცელებული თეორიის მიხედვით, დედამიწის ატმოსფერო დროთა განმავლობაში სამ სხვადასხვა შემადგენლობაში იყო. თავდაპირველად იგი შედგებოდა მსუბუქი აირებისგან (წყალბადი და ჰელიუმი), რომლებიც დატყვევებული იყო პლანეტათაშორისი სივრციდან. ეს ე.წ პირველადი ატმოსფერო(დაახლოებით ოთხი მილიარდი წლის წინ). შემდეგ ეტაპზე აქტიურმა ვულკანურმა აქტივობამ გამოიწვია ატმოსფეროს გაჯერება წყალბადის გარდა სხვა გაზებით (ნახშირორჟანგი, ამიაკი, წყლის ორთქლი). Აი როგორ მეორადი ატმოსფერო(ჩვენს დღეებამდე დაახლოებით სამი მილიარდი წლით ადრე). ეს ატმოსფერო აღმდგენი იყო. გარდა ამისა, ატმოსფეროს ფორმირების პროცესი განისაზღვრა შემდეგი ფაქტორებით:

• მსუბუქი აირების (წყალბადის და ჰელიუმის) გაჟონვა პლანეტათაშორის სივრცეში;
• ქიმიური რეაქციები, რომლებიც წარმოიქმნება ატმოსფეროში ულტრაიისფერი გამოსხივების, ელვისებური გამონადენის და სხვა ფაქტორების გავლენის ქვეშ.

თანდათან ამ ფაქტორებმა განაპირობა ჩამოყალიბება მესამეული ატმოსფერო, ხასიათდება წყალბადის გაცილებით დაბალი შემცველობით და აზოტისა და ნახშირორჟანგის გაცილებით მაღალი შემცველობით (წარმოიქმნება ამიაკის და ნახშირწყალბადების ქიმიური რეაქციების შედეგად).

აზოტი

Განათლება დიდი რიცხვიაზოტი N 2 განპირობებულია ამიაკი-წყალბადის ატმოსფეროს დაჟანგვით მოლეკულური ჟანგბადის O 2-ით, რომელმაც დაიწყო პლანეტის ზედაპირიდან მოსვლა ფოტოსინთეზის შედეგად, დაწყებული 3 მილიარდი წლის წინ. აზოტი N 2 ასევე გამოიყოფა ატმოსფეროში ნიტრატებისა და სხვა აზოტის შემცველი ნაერთების დენიტრიფიკაციის შედეგად. ზედა ატმოსფეროში აზოტი იჟანგება ოზონით NO-მდე.

აზოტი N 2 რეაქციებში შედის მხოლოდ კონკრეტულ პირობებში (მაგალითად, ელვისებური გამონადენის დროს). ელექტრული გამონადენის დროს მოლეკულური აზოტის ოზონით დაჟანგვა მცირე რაოდენობით გამოიყენება აზოტოვანი სასუქების სამრეწველო წარმოებაში. ის შეიძლება დაჟანგდეს ენერგიის დაბალი მოხმარებით და გარდაიქმნას ბიოლოგიურად აქტიურ ფორმაში ციანობაქტერიებით (ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეებით) და კვანძოვანი ბაქტერიებით, რომლებიც ქმნიან რიზობიულ სიმბიოზს პარკოსანებთან, ე.წ. მწვანე სასუქი.

ჟანგბადი

ატმოსფეროს შემადგენლობამ რადიკალურად დაიწყო ცვლილება დედამიწაზე ცოცხალი ორგანიზმების მოსვლასთან ერთად, ფოტოსინთეზის შედეგად, რასაც თან ახლავს ჟანგბადის გამოყოფა და ნახშირორჟანგის შეწოვა. თავდაპირველად ჟანგბადი იხარჯებოდა შემცირებული ნაერთების დაჟანგვაზე - ამიაკი, ნახშირწყალბადები, ოკეანეებში შემავალი რკინის შავი ფორმა და ა.შ. ამ ეტაპის ბოლოს ატმოსფეროში ჟანგბადის შემცველობამ დაიწყო ზრდა. თანდათან ჩამოყალიბდა თანამედროვე ატმოსფერო ჟანგვის თვისებებით. ვინაიდან ამან გამოიწვია სერიოზული და მკვეთრი ცვლილებები ატმოსფეროში, ლითოსფეროსა და ბიოსფეროში მიმდინარე ბევრ პროცესში, ამ მოვლენას ეწოდა ჟანგბადის კატასტროფა.

კეთილშობილური აირები

Ჰაერის დაბინძურება

IN Ბოლო დროსადამიანმა დაიწყო გავლენა ატმოსფეროს ევოლუციაზე. მისი საქმიანობის შედეგი იყო ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის შემცველობის მუდმივი მნიშვნელოვანი ზრდა წინა გეოლოგიურ ეპოქებში დაგროვილი ნახშირწყალბადის საწვავის წვის გამო. დიდი რაოდენობით CO 2 მოიხმარება ფოტოსინთეზის დროს და შეიწოვება მსოფლიო ოკეანეების მიერ. ეს გაზი ატმოსფეროში შედის კარბონატული ქანების და მცენარეული და ცხოველური წარმოშობის ორგანული ნივთიერებების დაშლის, აგრეთვე ვულკანიზმისა და ადამიანის წარმოების საქმიანობის გამო. ბოლო 100 წლის განმავლობაში CO 2-ის შემცველობა ატმოსფეროში 10%-ით გაიზარდა, ძირითადი ნაწილი (360 მილიარდი ტონა) საწვავის წვის შედეგად მოდის. თუ საწვავის წვის ზრდის ტემპი გაგრძელდება, შემდეგ 200-300 წელიწადში CO 2-ის რაოდენობა ატმოსფეროში გაორმაგდება და შეიძლება გამოიწვიოს გლობალური კლიმატის ცვლილება.

საწვავის წვა არის დამაბინძურებელი აირების ძირითადი წყარო (СО,, SO 2). გოგირდის დიოქსიდი ატმოსფერული ჟანგბადით იჟანგება SO 3-მდე ატმოსფეროს ზედა ნაწილში, რომელიც, თავის მხრივ, ურთიერთქმედებს წყლის ორთქლთან და ამიაკთან, და შედეგად მიღებული გოგირდის მჟავა (H 2 SO 4) და ამონიუმის სულფატი ((NH 4) 2 SO 4) ბრუნდება დედამიწის ზედაპირის სახით ე.წ. მჟავე წვიმა. შიდა წვის ძრავების გამოყენება იწვევს ჰაერის მნიშვნელოვან დაბინძურებას აზოტის ოქსიდებით, ნახშირწყალბადებით და ტყვიის ნაერთებით (ტეტრაეთილის ტყვიის Pb (CH 3 CH 2) 4)).

ატმოსფეროს აეროზოლური დაბინძურება გამოწვეულია როგორც ბუნებრივი მიზეზებით (ვულკანის ამოფრქვევა, მტვრის ქარიშხალი, ზღვის წყლის წვეთები და მცენარეების მტვერი და ა. .). ატმოსფეროში ნაწილაკების ინტენსიური ფართომასშტაბიანი მოცილება ერთ-ერთია შესაძლო გამომწვევი მიზეზებიპლანეტარული კლიმატის ცვლილება.

იხილეთ ასევე

• Jacchia (ატმოსფერული მოდელი)

შენიშვნები

ბმულები

ლიტერატურა

1. V. V. Parin, F. P. Kosmolinsky, B. A. Dushkov"კოსმოსური ბიოლოგია და მედიცინა" (მე-2 გამოცემა, შესწორებული და დამატებული), M .: "Prosveshchenie", 1975, 223 გვ.
2. ნ.ვ.გუსაკოვა"გარემოს ქიმია", როსტოვ-დონზე: ფენიქსი, 2004, 192 ISBN 5-222-05386-5.
3. სოკოლოვი V.A.ბუნებრივი აირების გეოქიმია, მ., 1971;
4. მაკიუენ მ, ფილიპს ლ.ატმოსფეროს ქიმია, მ., 1978;
5. უორკ კ., უორნერ ს.Ჰაერის დაბინძურება. წყაროები და კონტროლი, ტრანს. ინგლისურიდან, მ.. 1980;
6. ბუნებრივი გარემოს ფონური დაბინძურების მონიტორინგი. ვ. 1, ლ., 1982 წ.

დედამიწა
დედამიწის ისტორია	დედამიწის ეპოქა დედამიწის გეოლოგიური ისტორია დედამიწის გეოლოგიური დროის მასშტაბები სიცოცხლის ისტორია დედამიწაზე დედამიწის გამყინვარება მკრთალი ახალგაზრდა მზის პარადოქსი გიგანტური ზემოქმედების თეორია ევოლუციის ვადები
გეოგრაფია და გეოლოგია	ავსტრალია აზია ანტარქტიდა აფრიკა ევროპა ჩრდილოეთ ამერიკა სამხრეთ ამერიკა ატლანტის ოკეანე ინდოეთის ოკეანე ჩრდილოეთის ყინულოვანი ოკეანე

ატმოსფერო(ბერძნული ატმოსიდან - ორთქლი და სფარია - ბურთი) - დედამიწის საჰაერო გარსი, რომელიც ბრუნავს მასთან. ატმოსფეროს განვითარება მჭიდროდ იყო დაკავშირებული ჩვენს პლანეტაზე მიმდინარე გეოლოგიურ და გეოქიმიურ პროცესებთან, ასევე ცოცხალი ორგანიზმების საქმიანობასთან.

ატმოსფეროს ქვედა საზღვარი ემთხვევა დედამიწის ზედაპირს, ვინაიდან ჰაერი აღწევს ნიადაგის უმცირეს ფორებში და იხსნება წყალშიც კი.

ზედა ზღვარი 2000-3000 კმ სიმაღლეზე თანდათან გადის კოსმოსში.

ჟანგბადით მდიდარი ატმოსფერო დედამიწაზე სიცოცხლეს შესაძლებელს ხდის. ატმოსფერული ჟანგბადი გამოიყენება ადამიანების, ცხოველებისა და მცენარეების სუნთქვის პროცესში.

ატმოსფერო რომ არ იყოს, დედამიწა ისეთივე მშვიდი იქნებოდა, როგორც მთვარე. ყოველივე ამის შემდეგ, ხმა არის ჰაერის ნაწილაკების ვიბრაცია. ცის ლურჯი ფერი აიხსნება იმით, რომ მზის სხივები, რომლებიც გადის ატმოსფეროში, თითქოს ობიექტივიდან, იშლება მათ კომპონენტ ფერებად. ამ შემთხვევაში ყველაზე მეტად იფანტება ლურჯი და ლურჯი ფერის სხივები.

ატმოსფერო ინარჩუნებს მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების უმეტეს ნაწილს, რაც საზიანო გავლენას ახდენს ცოცხალ ორგანიზმებზე. ის ასევე ინარჩუნებს სითბოს დედამიწის ზედაპირზე, რაც ხელს უშლის ჩვენი პლანეტის გაციებას.

ატმოსფეროს სტრუქტურა

ატმოსფეროში შეიძლება გამოიყოს რამდენიმე ფენა, რომლებიც განსხვავდება სიმკვრივითა და სიმკვრივით (ნახ. 1).

ტროპოსფერო

ტროპოსფერო- ატმოსფეროს ყველაზე დაბალი ფენა, რომლის სისქე პოლუსების ზემოთ არის 8-10 კმ, ზომიერ განედებში - 10-12 კმ, ხოლო ეკვატორის ზემოთ - 16-18 კმ.

ბრინჯი. 1. დედამიწის ატმოსფეროს სტრუქტურა

ტროპოსფეროში ჰაერი თბება დედამიწის ზედაპირი, ანუ მიწისა და წყლიდან. ამიტომ ამ ფენაში ჰაერის ტემპერატურა სიმაღლესთან ერთად მცირდება საშუალოდ 0,6 °C ყოველ 100 მ-ზე, ტროპოსფეროს ზედა საზღვარზე აღწევს -55 °C. ამავდროულად, ეკვატორის რეგიონში, ტროპოსფეროს ზედა საზღვარზე, ჰაერის ტემპერატურაა -70 ° C, ხოლო რეგიონში ჩრდილოეთ პოლუსი-65 °С.

ატმოსფეროს მასის დაახლოებით 80% კონცენტრირებულია ტროპოსფეროში, თითქმის მთელი წყლის ორთქლი მდებარეობს, ჭექა-ქუხილი, ქარიშხალი, ღრუბლები და ნალექები, და ჰაერის ვერტიკალური (კონვექცია) და ჰორიზონტალური (ქარი) მოძრაობა.

შეიძლება ითქვას, რომ ამინდი ძირითადად ტროპოსფეროში ყალიბდება.

სტრატოსფერო

სტრატოსფერო- ატმოსფეროს ფენა, რომელიც მდებარეობს ტროპოსფეროს ზემოთ 8-დან 50 კმ-მდე სიმაღლეზე. ცის ფერი ამ ფენაში იისფერი ჩანს, რაც აიხსნება ჰაერის იშვიათობით, რის გამოც მზის სხივები თითქმის არ იფანტება.

სტრატოსფერო შეიცავს ატმოსფეროს მასის 20%-ს. ამ ფენაში ჰაერი იშვიათია, პრაქტიკულად არ არის წყლის ორთქლი და, შესაბამისად, ღრუბლები და ნალექები თითქმის არ წარმოიქმნება. თუმცა, სტრატოსფეროში შეინიშნება ჰაერის სტაბილური ნაკადები, რომელთა სიჩქარე 300 კმ/სთ-ს აღწევს.

ეს ფენა კონცენტრირებულია ოზონი(ოზონის ეკრანი, ოზონოსფერო), ფენა, რომელიც შთანთქავს ულტრაიისფერ სხივებს, ხელს უშლის მათ დედამიწაზე გადასვლას და ამით იცავს ცოცხალ ორგანიზმებს ჩვენს პლანეტაზე. ოზონის გამო, სტრატოსფეროს ზედა საზღვარზე ჰაერის ტემპერატურა -50-დან 4-55 °C-მდეა.

მეზოსფეროსა და სტრატოსფეროს შორის არის გარდამავალი ზონა - სტრატოპაუზა.

მეზოსფერო

მეზოსფერო- ატმოსფეროს ფენა, რომელიც მდებარეობს 50-80 კმ სიმაღლეზე. ჰაერის სიმკვრივე აქ 200-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე დედამიწის ზედაპირზე. მეზოსფეროში ცის ფერი შავი ჩანს, ვარსკვლავები ჩანს დღის განმავლობაში. ჰაერის ტემპერატურა -75 (-90)°С-მდე ეცემა.

80 კმ სიმაღლეზე იწყება თერმოსფერო.ჰაერის ტემპერატურა ამ ფენაში მკვეთრად იმატებს 250 მ სიმაღლემდე, შემდეგ კი მუდმივი ხდება: 150 კმ სიმაღლეზე აღწევს 220-240 °C; 500-600 კმ სიმაღლეზე აჭარბებს 1500 °C-ს.

მეზოსფეროსა და თერმოსფეროში, კოსმოსური სხივების მოქმედებით, გაზის მოლეკულები იშლება ატომების დამუხტულ (იონიზებულ) ნაწილაკებად, ამიტომ ატმოსფეროს ამ ნაწილს ე.წ. იონოსფერო- ძალიან იშვიათი ჰაერის ფენა, რომელიც მდებარეობს 50-დან 1000 კმ-მდე სიმაღლეზე, რომელიც შედგება ძირითადად იონიზებული ჟანგბადის ატომებისგან, აზოტის ოქსიდის მოლეკულებისგან და თავისუფალი ელექტრონებისაგან. ეს ფენა ხასიათდება მაღალი ელექტრიფიკაციით და მისგან აირეკლება გრძელი და საშუალო რადიოტალღები, როგორც სარკედან.

იონოსფეროში წარმოიქმნება ავრორა - იშვიათი აირების ბზინვარება მზისგან მფრინავი ელექტრულად დამუხტული ნაწილაკების გავლენის ქვეშ - და შეინიშნება მკვეთრი რყევები. მაგნიტური ველი.

ეგზოსფერო

ეგზოსფერო — გარე ფენაატმოსფერო მდებარეობს 1000 კმ-ზე ზემოთ. ამ ფენას ასევე უწოდებენ გაფანტვის სფეროს, რადგან გაზის ნაწილაკები აქ მოძრაობენ დიდი სიჩქარით და შეიძლება გაიფანტონ გარე სივრცეში.

ატმოსფეროს შემადგენლობა

ატმოსფერო არის აირების ნარევი, რომელიც შედგება აზოტის (78.08%), ჟანგბადის (20.95%), ნახშირორჟანგის (0.03%), არგონის (0.93%), მცირე რაოდენობით ჰელიუმის, ნეონის, ქსენონის, კრიპტონის (0.01%), ოზონი და სხვა აირები, მაგრამ მათი შემცველობა უმნიშვნელოა (ცხრილი 1). დედამიწის ჰაერის თანამედროვე შემადგენლობა შეიქმნა ას მილიონზე მეტი წლის წინ, მაგრამ მკვეთრად გაიზარდა საწარმოო საქმიანობაადამიანმა მაინც განაპირობა მისი ცვლილება. ამჟამად შეინიშნება CO 2-ის შემცველობის ზრდა დაახლოებით 10-12%-ით.

აირები, რომლებიც ქმნიან ატმოსფეროს, ასრულებენ სხვადასხვა ფუნქციურ როლს. თუმცა, ამ აირების ძირითადი მნიშვნელობა, პირველ რიგში, განისაზღვრება იმით, რომ ისინი ძალიან ძლიერად შთანთქავენ გასხივოსნებულ ენერგიას და, ამრიგად, მნიშვნელოვან გავლენას ახდენენ დედამიწის ზედაპირისა და ატმოსფეროს ტემპერატურულ რეჟიმზე.

ცხრილი 1. მშრალი ქიმიური შემადგენლობა ატმოსფერული ჰაერიდედამიწის ზედაპირზე

აზოტი,ყველაზე გავრცელებული გაზი ატმოსფეროში, ქიმიურად ნაკლებად აქტიური.

ჟანგბადიაზოტისგან განსხვავებით, ქიმიურად ძალიან აქტიური ელემენტია. ჟანგბადის სპეციფიკური ფუნქცია არის ჰეტეროტროფული ორგანიზმების, ქანების და ვულკანების მიერ ატმოსფეროში გამოსხივებული არასრულად დაჟანგული აირების ორგანული ნივთიერებების დაჟანგვა. ჟანგბადის გარეშე, მკვდარი ორგანული ნივთიერებების დაშლა არ მოხდებოდა.

ნახშირორჟანგის როლი ატმოსფეროში განსაკუთრებით დიდია. იგი ატმოსფეროში ხვდება წვის, ცოცხალი ორგანიზმების სუნთქვის, გახრწნის პროცესების შედეგად და, პირველ რიგში, მთავარი სამშენებლო მასალაა ფოტოსინთეზის დროს ორგანული ნივთიერებების შესაქმნელად. გარდა ამისა, ნახშირორჟანგის თვისებას გადასცემს მზის მოკლე ტალღის გამოსხივებას და შთანთქავს თერმული გრძელი ტალღის გამოსხივების ნაწილს, რაც შექმნის ე.წ. სათბურის ეფექტს, რომელიც ქვემოთ იქნება განხილული.

გავლენას ატმოსფერულ პროცესებზე, განსაკუთრებით სტრატოსფეროს თერმულ რეჟიმზე, ასევე ახდენს ოზონი.ეს გაზი ემსახურება როგორც მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების ბუნებრივ შთანთქმას, ხოლო მზის გამოსხივების შეწოვა იწვევს ჰაერის გათბობას. ატმოსფეროში ოზონის მთლიანი შემცველობის საშუალო თვიური მნიშვნელობები განსხვავდება ტერიტორიის გრძედისა და სეზონის მიხედვით 0,23-0,52 სმ ფარგლებში (ეს არის ოზონის ფენის სისქე მიწის წნევისა და ტემპერატურის დროს). აღინიშნება ოზონის შემცველობის ზრდა ეკვატორიდან პოლუსებამდე და ყოველწლიური ცვალებადობა მინიმალური შემოდგომაზე და მაქსიმალური გაზაფხულზე.

ატმოსფეროს დამახასიათებელ თვისებად შეიძლება ეწოდოს ის ფაქტი, რომ ძირითადი გაზების (აზოტი, ჟანგბადი, არგონი) შემცველობა ოდნავ იცვლება სიმაღლესთან ერთად: ატმოსფეროში 65 კმ სიმაღლეზე აზოტის შემცველობა 86%-ია, ჟანგბადი - 19. , არგონი - 0,91, 95 კმ სიმაღლეზე - აზოტი 77, ჟანგბადი - 21,3, არგონი - 0,82%. ატმოსფერული ჰაერის შემადგენლობის მუდმივობა ვერტიკალურად და ჰორიზონტალურად შენარჩუნებულია მისი შერევით.

აირების გარდა, ჰაერი შეიცავს წყლის ორთქლიდა მყარი ნაწილაკები.ამ უკანასკნელს შეიძლება ჰქონდეს როგორც ბუნებრივი, ასევე ხელოვნური (ანთროპოგენური) წარმოშობა. ეს არის ყვავილების მტვერი, პატარა მარილის კრისტალები, გზის მტვერი, აეროზოლური მინარევები. როდესაც მზის სხივები ფანჯარაში აღწევს, მათი დანახვა შეუიარაღებელი თვალითაც შეიძლება.

განსაკუთრებით ბევრი ნაწილაკია ქალაქებისა და დიდი სამრეწველო ცენტრების ჰაერში, სადაც საწვავის წვის დროს წარმოქმნილი მავნე აირების გამონაბოლქვი და მათი მინარევები ემატება აეროზოლებს.

ატმოსფეროში აეროზოლების კონცენტრაცია განსაზღვრავს ჰაერის გამჭვირვალობას, რაც გავლენას ახდენს მზის რადიაციაზე, რომელიც აღწევს დედამიწის ზედაპირზე. ყველაზე დიდი აეროზოლებია კონდენსაციის ბირთვები (ლათ. კონდენსაცია- დატკეპნა, გასქელება) - ხელს უწყობს წყლის ორთქლის წყლის წვეთებად გადაქცევას.

წყლის ორთქლის ღირებულება განისაზღვრება პირველ რიგში იმით, რომ ის აყოვნებს დედამიწის ზედაპირის გრძელტალღოვან თერმული გამოსხივებას; წარმოადგენს დიდი და მცირე ტენიანობის ციკლების მთავარ რგოლს; ამაღლებს ჰაერის ტემპერატურას წყლის საწოლების კონდენსაციის დროს.

წყლის ორთქლის რაოდენობა ატმოსფეროში იცვლება დროისა და სივრცის მიხედვით. ამრიგად, წყლის ორთქლის კონცენტრაცია დედამიწის ზედაპირთან მერყეობს 3%-დან ტროპიკებში 2-10 (15)%-მდე ანტარქტიდაში.

წყლის ორთქლის საშუალო შემცველობა ატმოსფეროს ვერტიკალურ სვეტში ზომიერ განედებში არის დაახლოებით 1,6-1,7 სმ (ასეთი სისქე ექნება შედედებული წყლის ორთქლის ფენას). ატმოსფეროს სხვადასხვა ფენებში წყლის ორთქლის შესახებ ინფორმაცია ურთიერთგამომრიცხავია. მაგალითად, ვარაუდობდნენ, რომ 20-დან 30 კმ-მდე სიმაღლის დიაპაზონში, სპეციფიკური ტენიანობა მკვეთრად იზრდება სიმაღლესთან ერთად. თუმცა, შემდგომი გაზომვები მიუთითებს სტრატოსფეროს უფრო მეტ სიმშრალეზე. როგორც ჩანს, სტრატოსფეროში სპეციფიკური ტენიანობა ოდნავ დამოკიდებულია სიმაღლეზე და შეადგენს 2-4 მგ/კგ-ს.

ტროპოსფეროში წყლის ორთქლის შემცველობის ცვალებადობა განისაზღვრება აორთქლების, კონდენსაციის და ჰორიზონტალური ტრანსპორტის ურთიერთქმედებით. წყლის ორთქლის კონდენსაციის შედეგად წარმოიქმნება ღრუბლები და ნალექები წვიმის, სეტყვის და თოვლის სახით.

წყლის ფაზური გადასვლის პროცესები ძირითადად ხდება ტროპოსფეროში, რის გამოც ღრუბლები სტრატოსფეროში (20-30 კმ სიმაღლეზე) და მეზოსფეროში (მეზოპაუზის მახლობლად), რომელსაც მარგალიტის დედა და ვერცხლი ეწოდება, შედარებით იშვიათად შეინიშნება. , მაშინ როცა ტროპოსფერული ღრუბლები ხშირად ფარავს მთელი დედამიწის ზედაპირის დაახლოებით 50%-ს.

წყლის ორთქლის რაოდენობა, რომელიც შეიძლება შეიცავდეს ჰაერში, დამოკიდებულია ჰაერის ტემპერატურაზე.

1 მ 3 ჰაერი -20 ° C ტემპერატურაზე შეიძლება შეიცავდეს არაუმეტეს 1 გ წყალს; 0 °C ტემპერატურაზე - არაუმეტეს 5 გ; +10 °С-ზე - არაუმეტეს 9 გ; +30 °С-ზე - არაუმეტეს 30 გ წყალი.

დასკვნა:რაც უფრო მაღალია ჰაერის ტემპერატურა, მით მეტი წყლის ორთქლი შეიძლება შეიცავდეს მას.

ჰაერი შეიძლება იყოს მდიდარიდა არ არის გაჯერებულიორთქლი. ასე რომ, თუ +30 ° C ტემპერატურაზე 1 მ 3 ჰაერი შეიცავს 15 გ წყლის ორთქლს, ჰაერი არ არის გაჯერებული წყლის ორთქლით; თუ 30 გ - გაჯერებული.

აბსოლუტური ტენიანობა- ეს არის წყლის ორთქლის რაოდენობა, რომელიც შეიცავს 1 მ 3 ჰაერს. იგი გამოხატულია გრამებში. მაგალითად, თუ ამბობენ "აბსოლუტური ტენიანობა არის 15", მაშინ ეს ნიშნავს, რომ 1 მლ შეიცავს 15 გ წყლის ორთქლს.

Ფარდობითი ტენიანობა- ეს არის 1 მ 3 ჰაერში წყლის ორთქლის რეალური შემცველობის თანაფარდობა (პროცენტებში) წყლის ორთქლის რაოდენობასთან, რომელიც შეიძლება შეიცავდეს 1 მ ლ მოცემულ ტემპერატურაზე. მაგალითად, თუ რადიომ ამინდის ანგარიშის გადაცემის დროს იტყობინება, რომ ფარდობითი ტენიანობა 70% -ია, ეს ნიშნავს, რომ ჰაერი შეიცავს წყლის ორთქლის 70%-ს, რომელიც მას შეუძლია მოცემულ ტემპერატურაზე.

რაც მეტია ჰაერის ფარდობითი ტენიანობა, ტ. რაც უფრო ახლოს არის ჰაერი გაჯერებასთან, მით მეტია მისი დაცემის ალბათობა.

ეკვატორულ ზონაში შეინიშნება ყოველთვის მაღალი (90%-მდე) ფარდობითი ტენიანობა, ვინაიდან ჰაერის მაღალი ტემპერატურაა მთელი წლის განმავლობაში და დიდი აორთქლებაოკეანეების ზედაპირიდან. იგივე მაღალი ფარდობითი ტენიანობაა პოლარულ რეგიონებში, მაგრამ მხოლოდ იმიტომ, რომ დაბალ ტემპერატურაზე წყლის ორთქლის მცირე რაოდენობაც კი ჰაერს გაჯერებულს ან გაჯერებასთან ახლოს აქცევს. ზომიერ განედებში ფარდობითი ტენიანობა სეზონურად იცვლება - ზამთარში უფრო მაღალია, ზაფხულში კი ნაკლები.

ჰაერის ფარდობითი ტენიანობა განსაკუთრებით დაბალია უდაბნოებში: 1 მ 1 ჰაერი შეიცავს ორ-სამჯერ ნაკლებ წყლის ორთქლის რაოდენობას, რაც შესაძლებელია მოცემულ ტემპერატურაზე.

ფარდობითი ტენიანობის გასაზომად გამოიყენება ჰიგირომეტრი (ბერძნულიდან hygros - სველი და metreco - ვზომავ).

გაციებისას გაჯერებული ჰაერი თავისთავად ვერ ინარჩუნებს წყლის ორთქლის იგივე რაოდენობას, ის სქელდება (კონდენსირდება), იქცევა ნისლის წვეთებად. ნისლი შეიძლება შეინიშნოს ზაფხულში წმინდა გრილ ღამეში.

Ღრუბლები- ეს იგივე ნისლია, მხოლოდ ის წარმოიქმნება არა დედამიწის ზედაპირზე, არამედ გარკვეულ სიმაღლეზე. ჰაერის აწევისას ის კლებულობს და მასში არსებული წყლის ორთქლი კონდენსირდება. შედეგად მიღებული წყლის პაწაწინა წვეთები ქმნიან ღრუბლებს.

ჩართულია ღრუბლების ფორმირებაში ნაწილაკებისშეჩერებულია ტროპოსფეროში.

ღრუბლებს შეიძლება ჰქონდეთ განსხვავებული ფორმა, რაც დამოკიდებულია მათი ფორმირების პირობებზე (ცხრილი 14).

ყველაზე დაბალი და მძიმე ღრუბლები არის ფენა. ისინი დედამიწის ზედაპირიდან 2 კმ სიმაღლეზე მდებარეობს. 2-დან 8 კმ-მდე სიმაღლეზე უფრო თვალწარმტაცი კუმულუსის ღრუბლები შეინიშნება. ყველაზე მაღალი და მსუბუქი ცირუსის ღრუბლებია. ისინი განლაგებულია დედამიწის ზედაპირიდან 8-დან 18 კმ-მდე სიმაღლეზე.

ატმოსფერული დაცვა

ძირითადი წყაროებია სამრეწველო საწარმოები და ავტომობილები. დიდ ქალაქებში ძალიან მწვავედ დგას მთავარი სატრანსპორტო მარშრუტების გაზის დაბინძურების პრობლემა. სწორედ ამიტომ, მსოფლიოს მრავალ დიდ ქალაქში, მათ შორის ჩვენს ქვეყანაში, გარემოს კონტროლიმანქანის გამონაბოლქვი ტოქსიკურობა. ექსპერტების აზრით, ჰაერის კვამლსა და მტვერს შეუძლია განახევრად შეამციროს მზის ენერგიის ნაკადი დედამიწის ზედაპირზე, რაც გამოიწვევს ბუნებრივი პირობების შეცვლას.

ატმოსფერო
აირისებრი გარსი ციური სხეულის გარშემო. მისი მახასიათებლები დამოკიდებულია მოცემული ციური სხეულის ზომაზე, მასაზე, ტემპერატურაზე, ბრუნვის სიჩქარეზე და ქიმიურ შემადგენლობაზე და ასევე განისაზღვრება მისი წარმოქმნის ისტორიით დაბადების მომენტიდან. დედამიწის ატმოსფერო შედგება აირების ნარევისაგან, რომელსაც ჰქვია ჰაერი. მისი ძირითადი კომპონენტებია აზოტი და ჟანგბადი დაახლოებით 4:1 თანაფარდობით. ადამიანზე გავლენას ახდენს ძირითადად ატმოსფეროს ქვედა 15-25 კმ-ის მდგომარეობა, რადგან სწორედ ამ ქვედა ფენაშია კონცენტრირებული ჰაერის ძირითადი ნაწილი. მეცნიერებას, რომელიც სწავლობს ატმოსფეროს, მეტეოროლოგიას უწოდებენ, თუმცა ამ მეცნიერების საგანია ასევე ამინდი და მისი გავლენა ადამიანებზე. სახელმწიფო ზედა ფენებიასევე იცვლება ატმოსფერო, რომელიც მდებარეობს დედამიწის ზედაპირიდან 60-დან 300-მდე და თუნდაც 1000 კმ სიმაღლეზე. აქ ვითარდება ძლიერი ქარი, ქარიშხალი და ჩნდება ისეთი საოცარი ელექტრული ფენომენი, როგორიც ავრორაა. ამ ფენომენებიდან ბევრი დაკავშირებულია მზის რადიაციის ნაკადებთან, კოსმოსურ გამოსხივებასთან და დედამიწის მაგნიტურ ველთან. ატმოსფეროს მაღალი ფენები ასევე ქიმიური ლაბორატორიაა, რადგან იქ, ვაკუუმთან ახლოს, ზოგიერთი ატმოსფერული აირი მზის ენერგიის ძლიერი ნაკადის გავლენის ქვეშ შედის ქიმიურ რეაქციებში. მეცნიერებას, რომელიც სწავლობს ამ ურთიერთდაკავშირებულ მოვლენებსა და პროცესებს, ეწოდება ატმოსფეროს მაღალი ფენების ფიზიკა.
დედამიწის ატმოსფეროს ზოგადი მახასიათებლები
ზომები.სანამ რაკეტები და ხელოვნური თანამგზავრები არ იკვლევდნენ ატმოსფეროს გარე ფენებს დედამიწის რადიუსზე რამდენჯერმე დიდ მანძილზე, ითვლებოდა, რომ დედამიწის ზედაპირიდან მოშორებით, ატმოსფერო თანდათან უფრო იშვიათი ხდება და შეუფერხებლად გადადის პლანეტათაშორის სივრცეში. . ახლა უკვე დადგენილია, რომ მზის ღრმა ფენებიდან ნაკადები კოსმოსში აღწევს დედამიწის ორბიტის მიღმა, გარე საზღვრებამდე. მზის სისტემა. ეს ე.წ. მზიანი ქარიმიედინება დედამიწის მაგნიტური ველის გარშემო, აყალიბებს წაგრძელებულ „ღრმულს“, რომლის შიგნითაც კონცენტრირებულია დედამიწის ატმოსფერო. დედამიწის მაგნიტური ველი შესამჩნევად ვიწროვდება მზისკენ მიმართული დღის მხარეს და ქმნის გრძელ ენას, რომელიც სავარაუდოდ ვრცელდება მთვარის ორბიტის მიღმა, მოპირდაპირე, ღამის მხარეს. დედამიწის მაგნიტური ველის საზღვარს მაგნიტოპაუზა ეწოდება. დღის მხრივ, ეს საზღვარი გადის ზედაპირიდან დაახლოებით შვიდი დედამიწის რადიუსის დაშორებით, მაგრამ მზის გაზრდილი აქტივობის პერიოდში ის კიდევ უფრო უახლოვდება დედამიწის ზედაპირს. მაგნიტოპაუზა ასევე არის დედამიწის ატმოსფეროს საზღვარი, რომლის გარე გარსსაც მაგნიტოსფეროსაც უწოდებენ, რადგან ის შეიცავს დამუხტულ ნაწილაკებს (იონებს), რომელთა მოძრაობა განპირობებულია დედამიწის მაგნიტური ველით. ატმოსფერული აირების საერთო წონა შეადგენს დაახლოებით 4,5*1015 ტონას.ამგვარად, ატმოსფეროს „წონა“ ერთეულ ფართობზე, ანუ ატმოსფერული წნევა, ზღვის დონეზე დაახლოებით 11 ტონა/მ2-ია.
მნიშვნელობა სიცოცხლისთვის.ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარეობს, რომ დედამიწა პლანეტათაშორისი სივრცისგან გამოყოფილია მძლავრი დამცავი ფენით. გარე სივრცე გაჟღენთილია მზის ძლიერი ულტრაიისფერი და რენტგენის გამოსხივებით და კიდევ უფრო მძიმე კოსმოსური გამოსხივებით და ამ ტიპის გამოსხივება საზიანოა ყველა ცოცხალი არსებისთვის. ატმოსფეროს გარე კიდეზე გამოსხივების ინტენსივობა ლეტალურია, მაგრამ მისი მნიშვნელოვანი ნაწილი ატმოსფეროში ინარჩუნებს დედამიწის ზედაპირიდან შორს. ამ გამოსხივების შთანთქმა ხსნის ატმოსფეროს მაღალი ფენების ბევრ თვისებას და განსაკუთრებით იქ მომხდარ ელექტრული მოვლენებს. ატმოსფეროს ყველაზე დაბალი, ზედაპირული ფენა განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ადამიანისთვის, რომელიც ცხოვრობს დედამიწის მყარი, თხევადი და აირისებრი გარსების შეხების წერტილში. "მყარი" დედამიწის ზედა გარსს ლითოსფერო ეწოდება. დედამიწის ზედაპირის დაახლოებით 72% დაფარულია ოკეანეების წყლებით, რომლებიც შეადგენენ ჰიდროსფეროს უმეტეს ნაწილს. ატმოსფერო ესაზღვრება როგორც ლითოსფეროს, ასევე ჰიდროსფეროს. ადამიანი ცხოვრობს ჰაერის ოკეანის ფსკერზე და წყლის ოკეანის დონესთან ახლოს ან ზემოთ. ამ ოკეანეების ურთიერთქმედება ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი ფაქტორია, რომელიც განსაზღვრავს ატმოსფეროს მდგომარეობას.
ნაერთი.ატმოსფეროს ქვედა ფენები შედგება აირების ნარევისაგან (იხ. ცხრილი). ცხრილში ჩამოთვლილთა გარდა, სხვა გაზები ასევე გვხვდება ჰაერში მცირე მინარევების სახით: ოზონი, მეთანი, ნივთიერებები, როგორიცაა ნახშირბადის მონოქსიდი (CO), აზოტისა და გოგირდის ოქსიდები, ამიაკი.

ატმოსფეროს შემადგენლობა

ზღვის დონეზე 1013,25 ჰპა (დაახლოებით 760 მმ.ვცხ.სვ.). დედამიწის ზედაპირზე ჰაერის საშუალო გლობალური ტემპერატურაა 15°C, ხოლო ტემპერატურა მერყეობს დაახლოებით 57°C-დან სუბტროპიკულ უდაბნოებში -89°C-მდე ანტარქტიდაში. ჰაერის სიმკვრივე და წნევა მცირდება სიმაღლით ექსპონენციასთან მიახლოებული კანონის მიხედვით.

ატმოსფეროს სტრუქტურა. ვერტიკალურად ატმოსფეროს აქვს ფენიანი სტრუქტურა, რომელიც განისაზღვრება ძირითადად ტემპერატურის ვერტიკალური განაწილების მახასიათებლებით (ფიგურა), რაც დამოკიდებულია გეოგრაფიულ მდებარეობაზე, სეზონზე, დღის დროზე და ა.შ. ატმოსფეროს ქვედა ფენას - ტროპოსფეროს - ახასიათებს ტემპერატურის ვარდნა სიმაღლესთან ერთად (დაახლოებით 6 ° C-ით 1 კმ-ზე), მისი სიმაღლეა 8-10 კმ-დან პოლარულ განედებში 16-18 კმ-მდე ტროპიკებში. სიმაღლესთან ჰაერის სიმკვრივის სწრაფი შემცირების გამო, ატმოსფეროს მთლიანი მასის დაახლოებით 80% ტროპოსფეროშია. ტროპოსფეროს ზემოთ არის სტრატოსფერო - ფენა, რომელიც ზოგადად ხასიათდება ტემპერატურის მატებით სიმაღლესთან ერთად. ტროპოსფეროსა და სტრატოსფეროს შორის გარდამავალ ფენას ტროპოპაუზა ეწოდება. ქვედა სტრატოსფეროში, დაახლოებით 20 კმ-მდე დონემდე, ტემპერატურა ოდნავ იცვლება სიმაღლესთან ერთად (ე.წ. იზოთერმული რეგიონი) და ხშირად ოდნავ იკლებს კიდეც. უფრო მაღალი, ტემპერატურა იმატებს მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების ოზონის მიერ შთანთქმის გამო, თავდაპირველად ნელა და უფრო სწრაფად 34-36 კმ დონიდან. სტრატოსფეროს ზედა საზღვარი - სტრატოპაუზა - მდებარეობს 50-55 კმ სიმაღლეზე, რაც შეესაბამება მაქსიმალურ ტემპერატურას (260-270 კ). ატმოსფეროს ფენას, რომელიც მდებარეობს 55-85 კმ სიმაღლეზე, სადაც ტემპერატურა კვლავ ეცემა სიმაღლესთან ერთად, ეწოდება მეზოსფერო, მის ზედა საზღვარზე - მეზოპაუზა - ზაფხულში ტემპერატურა აღწევს 150-160 K-ს, ხოლო 200- ზამთარში 230 K. მეზოპაუზის ზემოთ იწყება თერმოსფერო - ფენა, რომელიც ხასიათდება ტემპერატურის სწრაფი ზრდით, აღწევს 800-1200 K მნიშვნელობებს 250 კმ სიმაღლეზე. მზის კორპუსკულური და რენტგენის გამოსხივება. შეიწოვება თერმოსფეროში, მეტეორები ნელდება და იწვება, ამიტომ ასრულებს დედამიწის დამცავი ფენის ფუნქციას. კიდევ უფრო მაღალია ეგზოსფერო, საიდანაც ატმოსფერული აირები იშლება მსოფლიო სივრცეში გაფრქვევის გამო და სადაც ხდება თანდათანობითი გადასვლა ატმოსფეროდან პლანეტათაშორის სივრცეში.

ატმოსფეროს შემადგენლობა. დაახლოებით 100 კმ სიმაღლეზე ატმოსფერო პრაქტიკულად ერთგვაროვანია ქიმიური შემადგენლობით და საშუალოდ. მოლეკულური მასაჰაერი (დაახლოებით 29) მასში მუდმივია. დედამიწის ზედაპირთან ახლოს ატმოსფერო შედგება აზოტისგან (დაახლოებით 78,1% მოცულობით) და ჟანგბადისგან (დაახლოებით 20,9%) და ასევე შეიცავს მცირე რაოდენობით არგონს, ნახშირორჟანგს (ნახშირორჟანგი), ნეონს და სხვა მუდმივ და ცვლადი კომპონენტებს (იხ. ჰაერი).

გარდა ამისა, ატმოსფერო შეიცავს მცირე რაოდენობით ოზონს, აზოტის ოქსიდებს, ამიაკს, რადონს და ა.შ. ჰაერის ძირითადი კომპონენტების ფარდობითი შემცველობა დროთა განმავლობაში მუდმივია და ერთგვაროვანია სხვადასხვა გეოგრაფიულ არეალში. წყლის ორთქლისა და ოზონის შემცველობა ცვალებადია სივრცეში და დროში; მიუხედავად დაბალი შემცველობისა, მათი როლი ატმოსფერულ პროცესებში ძალზე მნიშვნელოვანია.

100-110 კმ-ზე მაღლა ხდება ჟანგბადის, ნახშირორჟანგის და წყლის ორთქლის მოლეკულების დისოციაცია, ამიტომ ჰაერის მოლეკულური წონა მცირდება. დაახლოებით 1000 კმ სიმაღლეზე ჭარბობს მსუბუქი აირები - ჰელიუმი და წყალბადი და კიდევ უფრო მაღლა, დედამიწის ატმოსფერო თანდათან გადაიქცევა პლანეტათაშორის გაზად.

ატმოსფეროს ყველაზე მნიშვნელოვანი ცვლადი კომპონენტია წყლის ორთქლი, რომელიც ატმოსფეროში შედის წყლის ზედაპირიდან და ტენიანი ნიადაგიდან აორთქლების, აგრეთვე მცენარეების მიერ ტრანსპირაციის გზით. წყლის ორთქლის ფარდობითი შემცველობა მერყეობს დედამიწის ზედაპირთან 2,6%-დან ტროპიკებში 0,2%-მდე პოლარულ განედებში. სიმაღლესთან ერთად ის სწრაფად ეცემა, ნახევარით მცირდება უკვე 1,5-2 კმ სიმაღლეზე. ატმოსფეროს ვერტიკალური სვეტი ზომიერ განედებზე შეიცავს დაახლოებით 1,7 სმ „ნალექის წყლის ფენას“. წყლის ორთქლის კონდენსიისას წარმოიქმნება ღრუბლები, საიდანაც ატმოსფერული ნალექი წვიმის, სეტყვის და თოვლის სახით მოდის.

ატმოსფერული ჰაერის მნიშვნელოვანი კომპონენტია ოზონი, 90% კონცენტრირებული სტრატოსფეროში (10-დან 50 კმ-მდე), დაახლოებით 10% ტროპოსფეროშია. ოზონი უზრუნველყოფს მყარი ულტრაიისფერი გამოსხივების შეწოვას (ტალღის სიგრძე 290 ნმ-ზე ნაკლები) და ეს არის მისი დამცავი როლი ბიოსფეროსთვის. ოზონის მთლიანი შემცველობის მნიშვნელობები განსხვავდება გრძედისა და სეზონის მიხედვით, მერყეობს 0,22-დან 0,45 სმ-მდე (ოზონის ფენის სისქე p=1 ატმ წნევის დროს და T=0°C ტემპერატურაზე). IN ოზონის ხვრელები 1980-იანი წლების დასაწყისიდან გაზაფხულზე ანტარქტიდაზე დაფიქსირებული, ოზონის შემცველობა შეიძლება დაეცეს 0,07 სმ განედამდე. ატმოსფეროს აუცილებელი ცვლადი კომპონენტია ნახშირორჟანგი, რომლის შემცველობა ატმოსფეროში ბოლო 200 წლის განმავლობაში 35%-ით გაიზარდა, რაც ძირითადად ანთროპოგენური ფაქტორით აიხსნება. მისი გრძივი და სეზონური ცვალებადობა დაკავშირებულია მცენარეთა ფოტოსინთეზთან და ხსნადობასთან ზღვის წყალი(ჰენრის კანონის მიხედვით, გაზის ხსნადობა წყალში მცირდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად).

პლანეტის კლიმატის ფორმირებაში მნიშვნელოვან როლს თამაშობს ატმოსფერული აეროზოლი - ჰაერში შეჩერებული მყარი და თხევადი ნაწილაკები, რომელთა ზომებია რამდენიმე ნმ-დან ათეულ მიკრონამდე. არსებობს ბუნებრივი და ანთროპოგენური წარმოშობის აეროზოლები. აეროზოლი წარმოიქმნება გაზის ფაზის რეაქციების დროს მცენარეთა ნარჩენებისგან და ადამიანის ეკონომიკური აქტივობიდან. ვულკანის ამოფრქვევა, პლანეტის ზედაპირიდან ქარის მიერ მტვრის აწევის შედეგად, განსაკუთრებით მისი უდაბნო რეგიონებიდან და ასევე წარმოიქმნება კოსმოსური მტვრისგან, რომელიც შედის ატმოსფეროს ზედა ნაწილში. აეროზოლის უმეტესი ნაწილი კონცენტრირებულია ტროპოსფეროში; აეროზოლი ვულკანური ამოფრქვევისგან ქმნის ეგრეთ წოდებულ ჯუნგის ფენას დაახლოებით 20 კმ სიმაღლეზე. ანთროპოგენური აეროზოლის ყველაზე დიდი რაოდენობა ატმოსფეროში შედის სატრანსპორტო საშუალებების და თბოელექტროსადგურების მუშაობის შედეგად, ქიმიური მრეწველობის, საწვავის წვის და ა.შ. შესაბამისად, ზოგიერთ რაიონში ატმოსფეროს შემადგენლობა მკვეთრად განსხვავდება ჩვეულებრივი ჰაერისგან, რაც საჭიროებდა შექმნას. ატმოსფერული ჰაერის დაბინძურების დონის მონიტორინგისა და კონტროლის სპეციალური სამსახურის.

ატმოსფერული ევოლუცია. თანამედროვე ატმოსფერო, როგორც ჩანს, მეორადი წარმოშობისაა: ის წარმოიქმნა დედამიწის მყარი გარსის მიერ გამოთავისუფლებული გაზებისგან, მას შემდეგ, რაც პლანეტის ფორმირება დასრულდა დაახლოებით 4,5 მილიარდი წლის წინ. დედამიწის გეოლოგიური ისტორიის განმავლობაში ატმოსფერომ განიცადა მნიშვნელოვანი ცვლილებები მის შემადგენლობაში რიგი ფაქტორების გავლენის ქვეშ: აირების გაფრქვევა (აორთქლება), ძირითადად მსუბუქი, გარე სივრცეში; ვულკანური აქტივობის შედეგად ლითოსფეროდან გაზების გამოყოფა; ქიმიური რეაქციები ატმოსფეროს კომპონენტებსა და ქანებს შორის, რომლებიც ქმნიან დედამიწის ქერქს; ფოტოქიმიური რეაქციები თავად ატმოსფეროში მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების გავლენის ქვეშ; პლანეტათაშორისი მატერიის (მაგალითად, მეტეორიული მატერიის) აკრეცია (დაჭერა). ატმოსფეროს განვითარება მჭიდრო კავშირშია გეოლოგიურ და გეოქიმიურ პროცესებთან, ბოლო 3-4 მილიარდი წლის განმავლობაში ასევე ბიოსფეროს აქტივობასთან. თანამედროვე ატმოსფეროს შემადგენელი აირების მნიშვნელოვანი ნაწილი (აზოტი, ნახშირორჟანგი, წყლის ორთქლი) წარმოიშვა ვულკანური აქტივობისა და შეჭრის დროს, რამაც ისინი დედამიწის სიღრმეებიდან გამოიტანა. ჟანგბადი საკმაოდ დიდი რაოდენობით გამოჩნდა დაახლოებით 2 მილიარდი წლის წინ ფოტოსინთეზური ორგანიზმების აქტივობის შედეგად, რომლებიც თავდაპირველად წარმოიშვა ოკეანის ზედაპირულ წყლებში.

კარბონატული საბადოების ქიმიური შემადგენლობის შესახებ მონაცემების საფუძველზე მიღებული იქნა გეოლოგიური წარსულის ატმოსფეროში ნახშირორჟანგისა და ჟანგბადის რაოდენობის შეფასებები. მთელი ფანეროზოური პერიოდის განმავლობაში (დედამიწის ისტორიის ბოლო 570 მილიონი წელი) ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის რაოდენობა ფართოდ იცვლებოდა ვულკანური აქტივობის დონის, ოკეანის ტემპერატურისა და ფოტოსინთეზის დონის შესაბამისად. ამ დროის უმეტეს ნაწილს ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის კონცენტრაცია მნიშვნელოვნად აღემატებოდა ახლანდელს (10-ჯერ). ფანეროზოიკის ატმოსფეროში ჟანგბადის რაოდენობა მნიშვნელოვნად შეიცვალა და მისი გაზრდის ტენდენცია ჭარბობდა. პრეკამბრიულ ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის მასა, როგორც წესი, უფრო დიდი იყო, ხოლო ჟანგბადის მასა ნაკლები, ვიდრე ფანეროზოიკის ატმოსფეროში. ნახშირორჟანგის რაოდენობის მერყეობამ მნიშვნელოვანი გავლენა მოახდინა კლიმატზე წარსულში, გაზარდა სათბურის ეფექტი ნახშირორჟანგის კონცენტრაციის მატებით, რის გამოც ფანეროზოიკის ძირითადი ნაწილის კლიმატი გაცილებით თბილი იყო, ვიდრე თანამედროვე ეპოქა.

ატმოსფერო და ცხოვრება. ატმოსფეროს გარეშე დედამიწა მკვდარი პლანეტა იქნებოდა. ორგანული ცხოვრება მიმდინარეობს ატმოსფეროსა და მასთან დაკავშირებულ კლიმატთან და ამინდთან მჭიდრო ურთიერთქმედებით. მასით უმნიშვნელოა მთლიან პლანეტასთან შედარებით (დაახლოებით მემილიონედი ნაწილი), ატმოსფერო არის sine qua non სიცოცხლის ყველა ფორმისთვის. ჟანგბადი, აზოტი, წყლის ორთქლი, ნახშირორჟანგი და ოზონი არის ყველაზე მნიშვნელოვანი ატმოსფერული აირები ორგანიზმების სიცოცხლისთვის. როდესაც ნახშირორჟანგი შეიწოვება ფოტოსინთეზური მცენარეების მიერ, იქმნება ორგანული ნივთიერებები, რომლებიც გამოიყენება როგორც ენერგიის წყარო ცოცხალი არსებების, მათ შორის ადამიანების მიერ. ჟანგბადი აუცილებელია აერობული ორგანიზმების არსებობისთვის, რისთვისაც ენერგიის მიწოდება უზრუნველყოფილია ორგანული ნივთიერებების დაჟანგვის რეაქციებით. ზოგიერთი მიკროორგანიზმების (აზოტის ფიქსატორები) მიერ შეთვისებული აზოტი აუცილებელია მცენარეთა მინერალური კვებისათვის. ოზონი, რომელიც შთანთქავს მზის მკაცრ ულტრაიისფერ გამოსხივებას, მნიშვნელოვნად ასუსტებს მზის გამოსხივების ამ სიცოცხლისთვის საშიშ ნაწილს. ატმოსფეროში წყლის ორთქლის კონდენსაცია, ღრუბლების წარმოქმნა და ნალექის შემდგომი ნალექი წყალს ამარაგებს ხმელეთს, რომლის გარეშეც სიცოცხლის არავითარი ფორმა შეუძლებელია. ჰიდროსფეროში ორგანიზმების სასიცოცხლო აქტივობა დიდწილად განისაზღვრება წყალში გახსნილი ატმოსფერული აირების რაოდენობითა და ქიმიური შემადგენლობით. ვინაიდან ატმოსფეროს ქიმიური შემადგენლობა მნიშვნელოვნად არის დამოკიდებული ორგანიზმების აქტივობაზე, ბიოსფერო და ატმოსფერო შეიძლება ჩაითვალოს ერთიანი სისტემის ნაწილად, რომლის შენარჩუნებასა და ევოლუციას (იხ. ბიოგეოქიმიური ციკლები) დიდი მნიშვნელობა ჰქონდა შემადგენლობის შესაცვლელად. ატმოსფერო დედამიწის, როგორც პლანეტის ისტორიის განმავლობაში.

ატმოსფეროს რადიაციის, სითბოს და წყლის ბალანსი. მზის გამოსხივება პრაქტიკულად ენერგიის ერთადერთი წყაროა ატმოსფეროში მიმდინარე ყველა ფიზიკური პროცესისთვის. ატმოსფეროს რადიაციული რეჟიმის მთავარი მახასიათებელია ე.წ. ზედაპირი კონტრ-გამოსხივების სახით, რომელიც ანაზღაურებს დედამიწის ზედაპირის რადიაციული სითბოს დაკარგვას (იხ. ატმოსფერული გამოსხივება). ატმოსფეროს არარსებობის შემთხვევაში, დედამიწის ზედაპირის საშუალო ტემპერატურა იქნება -18°C, სინამდვილეში კი 15°C. შემომავალი მზის გამოსხივება ნაწილობრივ (დაახლოებით 20%) შეიწოვება ატმოსფეროში (ძირითადად წყლის ორთქლით, წყლის წვეთებით, ნახშირორჟანგით, ოზონით და აეროზოლებით), ასევე იფანტება (დაახლოებით 7%) აეროზოლის ნაწილაკებით და სიმკვრივის რყევებით (რეილის გაფანტვა). . მთლიანი გამოსხივება, რომელიც აღწევს დედამიწის ზედაპირს, ნაწილობრივ (დაახლოებით 23%) მისგან აისახება. არეკვლა განისაზღვრება ქვედა ზედაპირის, ე.წ. საშუალოდ, დედამიწის ალბედო ინტეგრალური მზის რადიაციის ნაკადისთვის 30%-ს უახლოვდება. იგი მერყეობს რამდენიმე პროცენტიდან (მშრალი ნიადაგი და შავმიწა) 70-90%-მდე ახლად დაცემული თოვლისთვის. რადიაციული სითბოს გაცვლა დედამიწის ზედაპირსა და ატმოსფეროს შორის არსებითად დამოკიდებულია ალბედოზე და განისაზღვრება დედამიწის ზედაპირის ეფექტური გამოსხივებით და მის მიერ შთანთქმული ატმოსფეროს საწინააღმდეგო გამოსხივებით. რადიაციული ნაკადების ალგებრულ ჯამს, რომლებიც დედამიწის ატმოსფეროში შედიან კოსმოსიდან და ტოვებენ მას, ეწოდება რადიაციული ბალანსი.

მზის რადიაციის ტრანსფორმაციები ატმოსფეროსა და დედამიწის ზედაპირის მიერ მისი შთანთქმის შემდეგ განსაზღვრავს დედამიწის, როგორც პლანეტის სითბურ ბალანსს. ატმოსფეროს სითბოს ძირითადი წყარო დედამიწის ზედაპირია; მისგან სითბო გადადის არა მხოლოდ გრძელი ტალღის გამოსხივების სახით, არამედ კონვექციის გზით და ასევე გამოიყოფა წყლის ორთქლის კონდენსაციის დროს. ამ სითბოს შემოდინების წილი საშუალოდ 20%, 7% და 23% შეადგენს. აქ ასევე ემატება სითბოს დაახლოებით 20% მზის პირდაპირი გამოსხივების შთანთქმის გამო. მზის გამოსხივების ნაკადი დროის ერთეულზე მზის სხივების პერპენდიკულარულ ერთ ფართობზე და რომელიც მდებარეობს ატმოსფეროს გარეთ დედამიწიდან მზემდე საშუალო მანძილით (ე.წ. მზის მუდმივი) არის 1367 ვ/მ 2, ცვლილებები არის 1-2 ვტ/მ 2 მზის აქტივობის ციკლიდან გამომდინარე. პლანეტარული ალბედოს დაახლოებით 30%-ით, მზის ენერგიის საშუალო გლობალური შემოდინება პლანეტაზე არის 239 ვ/მ 2. ვინაიდან დედამიწა, როგორც პლანეტა, საშუალოდ ასხივებს იგივე რაოდენობის ენერგიას კოსმოსში, შტეფან-ბოლცმანის კანონის თანახმად, გამავალი თერმული გრძელი ტალღის გამოსხივების ეფექტური ტემპერატურაა 255 K (-18°C). ამავდროულად, დედამიწის ზედაპირის საშუალო ტემპერატურაა 15°C. 33°C განსხვავება განპირობებულია სათბურის ეფექტით.

მთლიანობაში ატმოსფეროს წყლის ბალანსი შეესაბამება დედამიწის ზედაპირიდან აორთქლებული ტენის ოდენობის თანაბარობას, დედამიწის ზედაპირზე დაცემული ნალექების რაოდენობას. ოკეანეების თავზე ატმოსფერო უფრო მეტ ტენს იღებს აორთქლების პროცესებიდან, ვიდრე ხმელეთზე და კარგავს 90%-ს ნალექის სახით. ოკეანეებზე ჭარბი წყლის ორთქლი ჰაერის ნაკადებით კონტინენტებზე გადადის. ატმოსფეროში ოკეანეებიდან კონტინენტებზე გადატანილი წყლის ორთქლის რაოდენობა უდრის მდინარის ნაკადის მოცულობას, რომელიც მიედინება ოკეანეებში.

ჰაერის მოძრაობა. დედამიწას აქვს სფერული ფორმა, ამიტომ მზის რადიაცია გაცილებით ნაკლები მოდის მის მაღალ განედებზე, ვიდრე ტროპიკებში. შედეგად, განედებს შორის წარმოიქმნება დიდი ტემპერატურის კონტრასტები. ოკეანეებისა და კონტინენტების შედარებითი პოზიცია ასევე მნიშვნელოვნად მოქმედებს ტემპერატურის განაწილებაზე. ოკეანის წყლების დიდი მასის და წყლის მაღალი თერმოტევადობის გამო, ოკეანის ზედაპირის ტემპერატურის სეზონური რყევები გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე ხმელეთის. ამასთან დაკავშირებით, შუა და მაღალ განედებში, ოკეანეებზე ჰაერის ტემპერატურა ზაფხულში შესამჩნევად დაბალია, ვიდრე კონტინენტებზე, ხოლო ზამთარში უფრო მაღალი.

ატმოსფეროს არათანაბარი გათბობა დედამიწის სხვადასხვა რეგიონში იწვევს ატმოსფერული წნევის განაწილებას, რომელიც არ არის ერთგვაროვანი სივრცეში. ზღვის დონეზე, წნევის განაწილება ხასიათდება შედარებით დაბალი მნიშვნელობებით ეკვატორთან ახლოს, სუბტროპიკების მატებით (მაღალი წნევის სარტყლები) და შუა და მაღალი განედების შემცირებით. ამავდროულად, ექსტრატროპიკული განედების კონტინენტებზე, წნევა ჩვეულებრივ იზრდება ზამთარში, ხოლო ზაფხულში მცირდება, რაც დაკავშირებულია ტემპერატურის განაწილებასთან. წნევის გრადიენტის მოქმედებით, ჰაერი განიცდის აჩქარებას, რომელიც მიმართულია მაღალი წნევის უბნებიდან დაბალი წნევის უბნებზე, რაც იწვევს ჰაერის მასების მოძრაობას. მოძრავი ჰაერის მასებზე ასევე მოქმედებს დედამიწის ბრუნვის გადახრის ძალა (კორიოლისის ძალა), ხახუნის ძალა, რომელიც სიმაღლესთან ერთად მცირდება და მრუდი ტრაექტორიების შემთხვევაში, ცენტრიდანული ძალა. დიდი მნიშვნელობააქვს ტურბულენტური ჰაერის შერევა (იხ. ატმოსფერული ტურბულენტობა).

ჰაერის დინების რთული სისტემა (ატმოსფეროს ზოგადი მიმოქცევა) დაკავშირებულია წნევის პლანეტარული განაწილებასთან. მერიდიონულ სიბრტყეში, საშუალოდ, ორი ან სამი მერიდიალური ცირკულაციის უჯრედია. ეკვატორთან ახლოს გაცხელებული ჰაერი ამოდის და ეცემა სუბტროპიკებში, რაც ქმნის ჰედლის უჯრედს. იქვე ჩამოდის ფერელის საპირისპირო უჯრედის ჰაერიც. მაღალ განედებზე ხშირად იკვეთება პირდაპირი პოლარული უჯრედი. მერიდიული ცირკულაციის სიჩქარეები არის 1 მ/წმ-ის რიგის ან ნაკლები. კორიოლისის ძალის მოქმედების გამო, ატმოსფეროს უმეტეს ნაწილში შეინიშნება დასავლეთის ქარები შუა ტროპოსფეროში დაახლოებით 15 მ/წმ სიჩქარით. არის შედარებით სტაბილური ქარის სისტემები. მათ შორისაა სავაჭრო ქარები - ქარები, რომლებიც სუბტროპიკებში მაღალი წნევის სარტყლებიდან უბერავს ეკვატორს შესამჩნევი აღმოსავლური კომპონენტით (აღმოსავლეთიდან დასავლეთისკენ). მუსონები საკმაოდ სტაბილურია - ჰაერის ნაკადები, რომლებსაც მკაფიოდ გამოხატული სეზონური ხასიათი აქვთ: ზაფხულში ოკეანედან მატერიკზე უბერავენ, ზამთარში კი საპირისპირო მიმართულებით. განსაკუთრებით რეგულარულია ინდოეთის ოკეანის მუსონები. შუა განედებში ჰაერის მასების მოძრაობა ძირითადად დასავლეთისაა (დასავლეთიდან აღმოსავლეთისკენ). ეს არის ატმოსფერული ფრონტების ზონა, რომელზედაც წარმოიქმნება დიდი მორევები - ციკლონები და ანტიციკლონები, რომლებიც მოიცავს მრავალ ასეულ და ათასობით კილომეტრს. ციკლონები ტროპიკებშიც გვხვდება; აქ ისინი განსხვავდებიან უფრო მცირე ზომით, მაგრამ ქარის ძალიან მაღალი სიჩქარით, მიაღწიეს ქარიშხლის ძალას (33 მ/წმ ან მეტს), ე.წ. ტროპიკულ ციკლონებს. ატლანტიკასა და აღმოსავლეთ წყნარ ოკეანეში მათ ქარიშხალს უწოდებენ, ხოლო დასავლეთ წყნარ ოკეანეში მათ ტაიფუნებს. ზედა ტროპოსფეროში და ქვედა სტრატოსფეროში, მერიდიონალური ჰედლის ცირკულაციისა და ფერელის საპირისპირო უჯრედის გამიჯნულ რაიონებში, შედარებით ვიწრო, ასობით კილომეტრის სიგანის, ხშირად შეიმჩნევა მკვეთრად განსაზღვრული საზღვრებით ჭავლური ნაკადები, რომლებშიც ქარი 100-ს აღწევს. -150 და თუნდაც 200 მ/ თან.

კლიმატი და ამინდი. განსხვავება მზის რადიაციის რაოდენობაში, რომელიც მოდის სხვადასხვა განედებზე სხვადასხვა ფიზიკური თვისებებიდედამიწის ზედაპირი, განსაზღვრავს დედამიწის კლიმატის მრავალფეროვნებას. ეკვატორიდან ტროპიკულ განედებამდე, დედამიწის ზედაპირთან ახლოს ჰაერის ტემპერატურა საშუალოდ 25-30 ° C-ია და წლის განმავლობაში ოდნავ იცვლება. ეკვატორულ ზონაში, როგორც წესი, ბევრი ნალექი მოდის, რაც იქ ჭარბი ტენიანობის პირობებს ქმნის. ტროპიკულ ზონებში ნალექის რაოდენობა მცირდება და ზოგიერთ რაიონში ძალიან მცირე ხდება. აქ არის დედამიწის უზარმაზარი უდაბნოები.

სუბტროპიკულ და შუა განედებში ჰაერის ტემპერატურა მნიშვნელოვნად იცვლება მთელი წლის განმავლობაში, ხოლო ზაფხულისა და ზამთრის ტემპერატურას შორის განსხვავება განსაკუთრებით დიდია ოკეანეებიდან დაშორებულ კონტინენტებზე. ამრიგად, აღმოსავლეთ ციმბირის ზოგიერთ რაიონში ჰაერის ტემპერატურის წლიური ამპლიტუდა 65°С-ს აღწევს. ამ განედებში დატენიანების პირობები ძალიან მრავალფეროვანია, ძირითადად დამოკიდებულია ატმოსფეროს ზოგადი მიმოქცევის რეჟიმზე და მნიშვნელოვნად განსხვავდება წლიდან წლამდე.

პოლარულ განედებში ტემპერატურა რჩება დაბალი მთელი წლის განმავლობაში, თუნდაც შესამჩნევი სეზონური ცვალებადობა. ეს ხელს უწყობს ყინულის საფარის ფართოდ გავრცელებას ოკეანეებსა და ხმელეთზე და მუდმივ ყინულზე, რომელიც იკავებს რუსეთის ტერიტორიის 65%-ზე მეტს, ძირითადად ციმბირში.

ბოლო ათწლეულების განმავლობაში გლობალური კლიმატის ცვლილებები სულ უფრო შესამჩნევი ხდება. მაღალ განედებზე ტემპერატურა უფრო იმატებს, ვიდრე დაბალ განედებზე; მეტი ზამთარში, ვიდრე ზაფხულში; ღამით უფრო მეტი, ვიდრე დღისით. მე-20 საუკუნის განმავლობაში, რუსეთში დედამიწის ზედაპირთან ახლოს ჰაერის საშუალო წლიური ტემპერატურა გაიზარდა 1,5-2 ° C-ით, ხოლო ციმბირის ზოგიერთ რეგიონში შეინიშნება რამდენიმე გრადუსით მატება. ეს დაკავშირებულია სათბურის ეფექტის ზრდასთან მცირე აირისებრი მინარევების კონცენტრაციის გაზრდის გამო.

ამინდი განისაზღვრება ატმოსფერული მიმოქცევის პირობებით და ტერიტორიის გეოგრაფიული მდებარეობით, ყველაზე სტაბილურია ტროპიკებში და ყველაზე ცვალებადია შუა და მაღალ განედებში. უპირველეს ყოვლისა, ამინდი იცვლება ჰაერის მასების ცვლის ზონებში, ატმოსფერული ფრონტების, ციკლონებისა და ანტიციკლონების გავლის, ნალექების და ქარის გაზრდის გამო. ამინდის პროგნოზირების მონაცემები გროვდება მიწისზე დაფუძნებული ამინდის სადგურებიდან, გემებიდან და თვითმფრინავებიდან და მეტეოროლოგიური თანამგზავრებიდან. აგრეთვე მეტეოროლოგია.

ოპტიკური, აკუსტიკური და ელექტრული მოვლენები ატმოსფეროში. ატმოსფეროში ელექტრომაგნიტური გამოსხივების გავრცელების შედეგად, ჰაერით სინათლის და სხვადასხვა ნაწილაკების (აეროზოლი, ყინულის კრისტალები, წყლის წვეთები) გარდატეხის, შთანთქმის და გაფანტვის შედეგად წარმოიქმნება სხვადასხვა ოპტიკური ფენომენი: ცისარტყელა, გვირგვინები, ჰალო, მირაჟი და ა.შ. გაბნევა განსაზღვრავს ცის სიმაღლის აშკარა სიმაღლეს და ცის ლურჯ ფერს. ობიექტების ხილვადობის დიაპაზონი განისაზღვრება ატმოსფეროში სინათლის გავრცელების პირობებით (იხ. ატმოსფერული ხილვადობა). ატმოსფეროს გამჭვირვალობა სხვადასხვა ტალღის სიგრძეზე განსაზღვრავს კომუნიკაციის დიაპაზონს და ინსტრუმენტებით ობიექტების აღმოჩენის შესაძლებლობას, მათ შორის დედამიწის ზედაპირიდან ასტრონომიული დაკვირვების შესაძლებლობას. სტრატოსფეროსა და მეზოსფეროში ოპტიკური არაჰომოგენურობის კვლევისთვის ბინდის ფენომენი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს. მაგალითად, ბინდის გადაღება კოსმოსური ხომალდიაეროზოლური ფენების გამოვლენის საშუალებას იძლევა. ატმოსფეროში ელექტრომაგნიტური გამოსხივების გავრცელების თავისებურებები განსაზღვრავს მისი პარამეტრების დისტანციური ზონდირების მეთოდების სიზუსტეს. ყველა ეს კითხვა, ისევე როგორც მრავალი სხვა, შეისწავლება ატმოსფერული ოპტიკის მიერ. რადიოტალღების რეფრაქცია და გაფანტვა განსაზღვრავს რადიოს მიღების შესაძლებლობებს (იხ. რადიოტალღების გავრცელება).

ატმოსფეროში ხმის გავრცელება დამოკიდებულია ტემპერატურის სივრცით განაწილებაზე და ქარის სიჩქარეზე (იხ. ატმოსფერული აკუსტიკა). საინტერესოა ატმოსფეროს დისტანციური ზონდირებისთვის. ატმოსფეროს ზედა ნაწილში რაკეტების მიერ გაშვებული მუხტების აფეთქებამ მოიპოვა უამრავი ინფორმაცია ქარის სისტემებისა და სტრატოსფეროსა და მეზოსფეროში ტემპერატურის მიმდინარეობის შესახებ. სტაბილურად სტრატიფიცირებულ ატმოსფეროში, როდესაც ტემპერატურა სიმაღლეზე უფრო ნელა ეცემა, ვიდრე ადიაბატური გრადიენტი (9,8 კ/კმ), წარმოიქმნება ე.წ. შიდა ტალღები. ამ ტალღებს შეუძლიათ ზევით გავრცელება სტრატოსფეროში და მეზოსფეროშიც კი, სადაც ისინი ასუსტებენ, რაც ხელს უწყობს ქარის და ტურბულენტობის გაზრდას.

დედამიწის უარყოფითი მუხტი და მისგან გამოწვეული ელექტრული ველი, ატმოსფერო, ელექტრულად დამუხტულ იონოსფეროსა და მაგნიტოსფეროსთან ერთად ქმნის გლობალურ ელექტრულ წრეს. მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ღრუბლების ფორმირება და ელვისებური ელექტროენერგია. ელვისებური გამონადენის საშიშროებამ განაპირობა შენობების, ნაგებობების, ელექტროგადამცემი ხაზებისა და კომუნიკაციების ელვისებური დაცვის მეთოდების შემუშავება. ეს ფენომენი განსაკუთრებულ საფრთხეს უქმნის ავიაციას. ელვისებური გამონადენი იწვევს ატმოსფერულ რადიო ჩარევას, რომელსაც ეწოდება ატმოსფერო (იხ. სასტვენის ატმოსფერო). ელექტრული ველის სიძლიერის მკვეთრი მატების დროს შეიმჩნევა მანათობელი გამონადენი, რომელიც წარმოიქმნება დედამიწის ზედაპირზე ამოსული ობიექტების წერტილებსა და მკვეთრ კუთხეებზე, მთების ცალკეულ მწვერვალებზე და ა.შ. (ელმას განათება). ატმოსფერო ყოველთვის შეიცავს უამრავ მსუბუქ და მძიმე იონებს, რომლებიც მნიშვნელოვნად განსხვავდება სპეციფიკური პირობების მიხედვით, რაც განსაზღვრავს ატმოსფეროს ელექტროგამტარობას. დედამიწის ზედაპირთან მახლობლად მყოფი ჰაერის ძირითადი იონიზატორებია დედამიწის ქერქში და ატმოსფეროში შემავალი რადიოაქტიური ნივთიერებების გამოსხივება, აგრეთვე კოსმოსური სხივები. აგრეთვე ატმოსფერული ელექტროენერგია.

ადამიანის გავლენა ატმოსფეროზე.გასული საუკუნეების მანძილზე ატმოსფეროში სათბურის გაზების კონცენტრაცია გაიზარდა ადამიანის საქმიანობის გამო. პროცენტინახშირორჟანგი გაიზარდა 2.8-10 2 ორასი წლის წინ 2005 წელს 3.8-10 2-მდე, მეთანის შემცველობა - 0.7-10 1 დაახლოებით 300-400 წლის წინ 1.8-10 -4 21-ე საუკუნემდე; გასული საუკუნის განმავლობაში სათბურის ეფექტის ზრდის დაახლოებით 20% იყო ფრეონებით, რომლებიც პრაქტიკულად არ არსებობდნენ ატმოსფეროში მე -20 საუკუნის შუა პერიოდამდე. ეს ნივთიერებები აღიარებულია, როგორც სტრატოსფერული ოზონის დამშლელი და მათი წარმოება აკრძალულია 1987 წლის მონრეალის პროტოკოლით. ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის კონცენტრაციის ზრდა გამოწვეულია ქვანახშირის, ნავთობის, გაზის და სხვა ნახშირბადის საწვავის მუდმივად მზარდი რაოდენობით წვით, ასევე ტყეების განადგურებით, რაც ამცირებს ნახშირორჟანგის შეწოვას ფოტოსინთეზის გზით. მეთანის კონცენტრაცია იზრდება ნავთობისა და გაზის წარმოების ზრდასთან ერთად (მისი დანაკარგების გამო), ასევე ბრინჯის კულტურების გაფართოებასთან და პირუტყვის რაოდენობის მატებასთან ერთად. ეს ყველაფერი ხელს უწყობს კლიმატის დათბობას.

ამინდის შესაცვლელად შემუშავებულია ატმოსფერულ პროცესებზე აქტიური ზემოქმედების მეთოდები. ისინი გამოიყენება სასოფლო-სამეურნეო მცენარეების სეტყვისგან დაზიანებისგან დასაცავად, ჭექა-ქუხილში სპეციალური რეაგენტების გაფანტვით. ასევე არსებობს აეროპორტებში ნისლის გაფანტვის, მცენარეების ყინვისგან დაცვის, ღრუბლებზე ზემოქმედების, სწორ ადგილებში ნალექის გაზრდის ან საჯარო ღონისძიებების დროს ღრუბლების გასაფანტად მეთოდები.

ატმოსფეროს შესწავლა. ინფორმაცია ატმოსფეროში ფიზიკური პროცესების შესახებ ძირითადად მიიღება მეტეოროლოგიური დაკვირვებებიდან, რომლებსაც ახორციელებს მუდმივი მეტეოროლოგიური სადგურებისა და პოსტების გლობალური ქსელი, რომელიც მდებარეობს ყველა კონტინენტზე და ბევრ კუნძულზე. ყოველდღიური დაკვირვებები გვაწვდის ინფორმაციას ჰაერის ტემპერატურისა და ტენიანობის, ატმოსფერული წნევისა და ნალექის, ღრუბლიანობის, ქარის და ა.შ. მზის რადიაციის და მისი გარდაქმნების დაკვირვება ხორციელდება აქტინომეტრულ სადგურებზე. ატმოსფეროს შესასწავლად დიდი მნიშვნელობა აქვს აეროლოგიური სადგურების ქსელებს, სადაც მეტეოროლოგიური გაზომვები ხდება რადიოზონდების დახმარებით 30-35 კმ სიმაღლემდე. რიგ სადგურებზე დაკვირვება ხდება ატმოსფერულ ოზონზე, ატმოსფეროში არსებულ ელექტრულ მოვლენებზე და ჰაერის ქიმიურ შემადგენლობაზე.

სახმელეთო სადგურების მონაცემებს ავსებს დაკვირვებები ოკეანეებზე, სადაც მოქმედებენ "ამინდის ხომალდები", რომლებიც მუდმივად მდებარეობს მსოფლიო ოკეანის გარკვეულ რაიონებში, ისევე როგორც მეტეოროლოგიური ინფორმაცია, რომელიც მიღებულია კვლევისა და სხვა გემებისგან.

ბოლო ათწლეულების განმავლობაში, ატმოსფეროს შესახებ მზარდი ინფორმაცია მიიღეს მეტეოროლოგიური თანამგზავრების დახმარებით, რომლებზეც დამონტაჟებულია ინსტრუმენტები ღრუბლების გადასაღებად და მზის ულტრაიისფერი, ინფრაწითელი და მიკროტალღური გამოსხივების ნაკადების გასაზომად. თანამგზავრები საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ ინფორმაცია ვერტიკალური ტემპერატურის პროფილების, ღრუბლიანობის და მისი წყლის შემცველობის შესახებ, ატმოსფერული რადიაციული ბალანსის ელემენტების, ოკეანის ზედაპირის ტემპერატურის და ა.შ. სიმკვრივის, წნევის და ტემპერატურის ვერტიკალური პროფილების განსაზღვრა, ასევე ატმოსფეროში ტენიანობის შემცველობა. თანამგზავრების დახმარებით შესაძლებელი გახდა დედამიწის მზის მუდმივობისა და პლანეტარული ალბედოს მნიშვნელობის გარკვევა, დედამიწა-ატმოსფერული სისტემის რადიაციული ბალანსის რუქების აგება, მცირე ატმოსფერული მინარევების შემცველობისა და ცვალებადობის გაზომვა და მრავალი ამოხსნა. ატმოსფერული ფიზიკისა და გარემოს მონიტორინგის სხვა პრობლემები.

ლიტ .: Budyko M. I. კლიმატი წარსულში და მომავალში. ლ., 1980; მატვეევი L.T. ზოგადი მეტეოროლოგიის კურსი. ატმოსფეროს ფიზიკა. მე-2 გამოცემა. ლ., 1984; ბუდიკო M. I., Ronov A. B., Yanshin A. L. ატმოსფეროს ისტორია. ლ., 1985; ხრგიანი ა.ხ ატმოსფეროს ფიზიკა. მ., 1986; ატმოსფერო: სახელმძღვანელო. ლ., 1991; ხრომოვი S. P., Petrosyants M. A. მეტეოროლოგია და კლიმატოლოგია. მე-5 რედ. მ., 2001 წ.

გ.ს.გოლიცინი, ნ.ა.ზაიცევა.

დედამიწის ატმოსფეროს ფორმირება დაიწყო ძველ დროში - დედამიწის განვითარების პროტოპლანეტურ სტადიაზე, აქტიურ პერიოდში დიდი რაოდენობით გაზების გამოყოფით. მოგვიანებით, როდესაც დედამიწაზე ბიოსფერო გამოჩნდა, ატმოსფეროს ფორმირება გაგრძელდა წყლის, მცენარეების, ცხოველების და მათი დაშლის პროდუქტების გაზის გაცვლის გამო.

გეოლოგიური ისტორიის მანძილზე დედამიწის ატმოსფერომ განიცადა ღრმა გარდაქმნების სერია.

დედამიწის პირველადი ატმოსფერო. აღდგენა.

ნაწილი დედამიწის პირველადი ატმოსფეროდედამიწის განვითარების პროტოპლანეტურ ეტაპზე (4,2 მილიარდ წელზე მეტი ხნის წინ) ძირითადად შედიოდა მეთანი, ამიაკი და ნახშირორჟანგი. შემდეგ, დედამიწის ზედაპირზე გაჟონვისა და უწყვეტი ამინდის პროცესების შედეგად, დედამიწის პირველადი ატმოსფეროს შემადგენლობა გამდიდრდა წყლის ორთქლით, ნახშირბადის ნაერთებით (CO 2, CO) და გოგირდით, ასევე ძლიერი ჰალოგენური მჟავებით (HCI, HF). , HI) და ბორის მჟავა. საწყისი ატმოსფერო ძალიან თხელი იყო.

დედამიწის მეორადი ატმოსფერო. ჟანგვითი.

შემდგომში პირველადი ატმოსფერო მეორეხარისხოვან ატმოსფეროში გადაიზარდა. ეს მოხდა იმავე ამინდის პროცესების შედეგად, რაც მოხდა დედამიწის ზედაპირზე, ვულკანური და მზის აქტივობა, ასევე ციანობაქტერიების და ლურჯი-მწვანე წყალმცენარეების სასიცოცხლო აქტივობის გამო.

ტრანსფორმაციის შედეგი იყო მეთანის დაშლა წყალბადად და ნახშირორჟანგად, ამიაკი - აზოტად და წყალბადად. დედამიწის ატმოსფეროში დაიწყო ნახშირორჟანგი და აზოტის დაგროვება.

ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეებმა ფოტოსინთეზის საშუალებით დაიწყეს ჟანგბადის გამომუშავება, რომელიც თითქმის ყველა იხარჯებოდა სხვა გაზებისა და ქანების დაჟანგვაზე. შედეგად, ამიაკი დაჟანგდა მოლეკულურ აზოტად, მეთანი და ნახშირბადის მონოქსიდი - ნახშირორჟანგამდე, გოგირდი და წყალბადის სულფიდი - SO 2 და SO 3.

ამრიგად, ატმოსფერო თანდათანობით გადაიქცა შემცირებული ატმოსფეროდან ჟანგვის ატმოსფეროში.

ნახშირორჟანგის წარმოქმნა და ევოლუცია პირველად და მეორად ატმოსფეროში.

ნახშირორჟანგის წყაროები ატმოსფერული ფორმირების ადრეულ ეტაპებზე:

• მეთანის დაჟანგვა,
• დედამიწის მანტიის დეგაზაცია,
• კლდეების ამინდი.

პროტეროზოური და პალეოზოური პერიოდის მიჯნაზე (დაახლოებით 600 მილიონი წლის წინ) ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის შემცველობა შემცირდა და შეადგინა ატმოსფეროში აირების მთლიანი მოცულობის მხოლოდ მეათედი პროცენტი.

ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის შემცველობის ამჟამინდელი დონე მხოლოდ 10-20 მილიონი წლის წინ აღწევდა.

ჟანგბადის წარმოქმნა და ევოლუცია პირველად და მეორად ატმოსფეროში.

ჟანგბადის წყაროები ატმოსფერული ფორმირების ადრეული ეტაპები :

• დედამიწის მანტიის დეგაზაცია - თითქმის მთელი ჟანგბადი იხარჯებოდა ჟანგვის პროცესებზე.
• წყლის ფოტოდისოციაცია (წყალბადის და ჟანგბადის მოლეკულებად დაშლა) ატმოსფეროში ულტრაიისფერი გამოსხივების ზემოქმედებით - შედეგად ატმოსფეროში ჟანგბადის თავისუფალი მოლეკულები გაჩნდა.
• ნახშირორჟანგის გადამუშავება ჟანგბადად ევკარიოტების მიერ. ატმოსფეროში თავისუფალი ჟანგბადის გამოჩენამ გამოიწვია პროკარიოტების (სიცოცხლისადმი ადაპტირებული შემცირების პირობებში) სიკვდილი და ევკარიოტების გაჩენა (ადაპტირებული ჟანგვის გარემოში საცხოვრებლად).

ატმოსფეროში ჟანგბადის კონცენტრაციის ცვლილება.

არქეული - პროტეროზოიკის პირველი ნახევარი - ჟანგბადის კონცენტრაცია მიმდინარე დონის 0,01% (ურეის წერტილი). თითქმის მთელი მიღებული ჟანგბადი იხარჯებოდა რკინისა და გოგირდის დაჟანგვაზე. ასე გაგრძელდა მანამ, სანამ დედამიწის ზედაპირზე არსებული შავი რკინა არ დაჟანგდა. მას შემდეგ ატმოსფეროში ჟანგბადის დაგროვება დაიწყო.

პროტეროზოიკის მეორე ნახევარი - ადრეული ვენდიანის დასასრული - ატმოსფეროში ჟანგბადის კონცენტრაცია არის მიმდინარე დონის 0,1% (პასტერის წერტილი).

გვიანი ვენდიური - სილურული პერიოდი. თავისუფალი ჟანგბადი ხელს უწყობს სიცოცხლის განვითარებას - ანაერობული დუღილის პროცესი შეიცვალა ენერგიულად უფრო პერსპექტიული და პროგრესული ჟანგბადის მეტაბოლიზმით. მას შემდეგ ატმოსფეროში ჟანგბადის დაგროვება საკმაოდ სწრაფია. ზღვიდან ხმელეთამდე მცენარეების გაჩენამ (450 მილიონი წლის წინ) გამოიწვია ატმოსფეროში ჟანგბადის დონის სტაბილიზაცია.

შუა ცარცული . ატმოსფეროში ჟანგბადის კონცენტრაციის საბოლოო სტაბილიზაცია დაკავშირებულია აყვავებული მცენარეების გამოჩენასთან (100 მილიონი წლის წინ).

აზოტის წარმოქმნა და ევოლუცია პირველად და მეორად ატმოსფეროში.

აზოტი წარმოიქმნა დედამიწის განვითარების ადრეულ ეტაპებზე ამიაკის დაშლის გამო. ატმოსფერული აზოტის შეერთება და მისი დამარხვა საზღვაო ნალექებში ორგანიზმების გაჩენით დაიწყო. ხმელეთზე ცოცხალი ორგანიზმების გათავისუფლების შემდეგ, აზოტის დამარხვა დაიწყო კონტინენტურ ნალექებში. აზოტის ფიქსაციის პროცესი განსაკუთრებით გააქტიურდა ხმელეთის მცენარეების მოსვლასთან ერთად.

ამრიგად, დედამიწის ატმოსფეროს შემადგენლობამ განსაზღვრა ორგანიზმების სიცოცხლის მახასიათებლები, ხელი შეუწყო მათ ევოლუციას, განვითარებას და დედამიწის ზედაპირზე დასახლებას. მაგრამ დედამიწის ისტორიაში ზოგჯერ იყო ჩავარდნები გაზის შემადგენლობის განაწილებაში. ამის მიზეზი იყო სხვადასხვა კატასტროფები, რომლებიც არაერთხელ მოხდა კრიპტოზოიკის და ფანეროზოიკის დროს. ამ წარუმატებლობამ გამოიწვია ორგანული სამყაროს მასობრივი გადაშენება.

უძველესი და თანამედროვე ატმოსფეროს შემადგენლობა პროცენტული თვალსაზრისით ნაჩვენებია ცხრილში 1.

ცხრილი 1. დედამიწის პირველადი და თანამედროვე ატმოსფეროს შემადგენლობა.