Ang kapal ng atmospera ay humigit-kumulang 120 km mula sa ibabaw ng Earth. Ang kabuuang masa ng hangin sa atmospera ay (5.1-5.3) 10 18 kg. Sa mga ito, ang masa ng tuyong hangin ay 5.1352 ± 0.0003 10 18 kg, ang kabuuang masa ng singaw ng tubig ay nasa average na 1.27 10 16 kg.

tropopause

Ang transitional layer mula sa troposphere hanggang sa stratosphere, ang layer ng atmospera kung saan humihinto ang pagbaba ng temperatura na may taas.

Stratosphere

Ang layer ng atmospera na matatagpuan sa taas na 11 hanggang 50 km. Ang isang bahagyang pagbabago sa temperatura sa 11-25 km layer (mas mababang layer ng stratosphere) at ang pagtaas nito sa 25-40 km layer mula −56.5 hanggang 0.8 ° (itaas na stratosphere o inversion na rehiyon) ay katangian. Naabot ang halaga na humigit-kumulang 273 K (halos 0 °C) sa taas na humigit-kumulang 40 km, ang temperatura ay nananatiling pare-pareho hanggang sa isang altitude na humigit-kumulang 55 km. Ang rehiyong ito na may pare-parehong temperatura ay tinatawag na stratopause at ang hangganan sa pagitan ng stratosphere at mesosphere.

Stratopause

Ang boundary layer ng atmospera sa pagitan ng stratosphere at mesosphere. Mayroong maximum sa vertical na pamamahagi ng temperatura (mga 0 °C).

Mesosphere

Ang kapaligiran ng daigdig

Hangganan ng atmospera ng daigdig

Thermosphere

Ang itaas na limitasyon ay tungkol sa 800 km. Ang temperatura ay tumataas sa mga altitude ng 200-300 km, kung saan umabot ito sa mga halaga ng pagkakasunud-sunod ng 1500 K, pagkatapos nito ay nananatiling halos pare-pareho hanggang sa mataas na altitude. Sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet at x-ray solar radiation at cosmic radiation, ang hangin ay ionized ("polar lights") - ang mga pangunahing rehiyon ng ionosphere ay nasa loob ng thermosphere. Sa mga altitude na higit sa 300 km, nangingibabaw ang atomic oxygen. Ang itaas na limitasyon ng thermosphere ay higit na tinutukoy ng kasalukuyang aktibidad ng Araw. Sa mga panahon ng mababang aktibidad - halimbawa, noong 2008-2009 - mayroong isang kapansin-pansing pagbaba sa laki ng layer na ito.

Thermopause

Ang rehiyon ng atmospera sa itaas ng thermosphere. Sa rehiyong ito, ang pagsipsip ng solar radiation ay hindi gaanong mahalaga at ang temperatura ay hindi talaga nagbabago sa taas.

Exosphere (sphere of scattering)

Hanggang sa taas na 100 km, ang kapaligiran ay isang homogenous, well-mixed mixture ng mga gas. Sa mas maraming mataas na mga layer ang distribusyon ng mga gas sa taas ay depende sa kanilang mga molekular na masa, ang konsentrasyon ng mas mabibigat na gas ay bumababa nang mas mabilis sa layo mula sa ibabaw ng Earth. Dahil sa pagbaba ng densidad ng gas, bumababa ang temperatura mula 0 °C sa stratosphere hanggang −110 °C sa mesosphere. Gayunpaman, ang kinetic energy ng mga indibidwal na particle sa taas na 200-250 km ay tumutugma sa temperatura na ~150 °C. Sa itaas ng 200 km, ang mga makabuluhang pagbabagu-bago sa temperatura at gas density ay sinusunod sa oras at espasyo.

Sa taas na humigit-kumulang 2000-3500 km, ang exosphere ay unti-unting pumapasok sa tinatawag na malapit sa space vacuum, na puno ng napakabihirang mga particle ng interplanetary gas, pangunahin ang hydrogen atoms. Ngunit ang gas na ito ay bahagi lamang ng interplanetary matter. Ang kabilang bahagi ay binubuo ng mga particle na tulad ng alikabok ng cometary at meteoric na pinagmulan. Bilang karagdagan sa napakabihirang mga particle na tulad ng alikabok, ang electromagnetic at corpuscular radiation ng solar at galactic na pinagmulan ay tumagos sa espasyong ito.

Ang troposphere ay bumubuo ng halos 80% ng masa ng atmospera, ang stratosphere ay humigit-kumulang 20%; ang masa ng mesosphere ay hindi hihigit sa 0.3%, ang thermosphere ay mas mababa sa 0.05% ng kabuuang masa ng atmospera. Batay sa mga electrical properties sa atmospera, ang neutrosphere at ionosphere ay nakikilala. Sa kasalukuyan ay pinaniniwalaan na ang atmospera ay umaabot sa taas na 2000-3000 km.

Depende sa komposisyon ng gas sa atmospera, naglalabas sila homosphere At heterosphere. heterosphere- ito ay isang lugar kung saan ang gravity ay may epekto sa paghihiwalay ng mga gas, dahil ang kanilang paghahalo sa ganoong taas ay bale-wala. Kaya't sinusunod ang variable na komposisyon ng heterosphere. Nasa ibaba nito ang isang halo-halong, homogenous na bahagi ng atmospera, na tinatawag na homosphere. Ang hangganan sa pagitan ng mga layer na ito ay tinatawag na turbopause, ito ay nasa taas na halos 120 km.

Physiological at iba pang mga katangian ng kapaligiran

Nasa isang altitude na 5 km sa ibabaw ng antas ng dagat, ang isang hindi sanay na tao ay nagkakaroon ng gutom sa oxygen at, nang walang adaptasyon, ang pagganap ng isang tao ay makabuluhang nabawasan. Dito nagtatapos ang physiological zone ng atmospera. Ang paghinga ng tao ay nagiging imposible sa taas na 9 km, bagaman hanggang sa humigit-kumulang 115 km ang atmospera ay naglalaman ng oxygen.

Ang kapaligiran ay nagbibigay sa atin ng oxygen na kailangan natin para huminga. Gayunpaman, dahil sa pagbaba ng kabuuang presyon ng atmospera habang tumataas ka sa taas, bumababa rin ang bahagyang presyon ng oxygen nang naaayon.

Sa mga rarefied layer ng hangin, imposible ang pagpapalaganap ng tunog. Hanggang sa taas na 60-90 km, posible pa ring gumamit ng air resistance at lift para sa kinokontrol na aerodynamic flight. Ngunit simula sa mga taas na 100-130 km, ang mga konsepto ng M number at ang sound barrier na pamilyar sa bawat piloto ay nawawalan ng kahulugan: doon ay pumasa sa conditional na linya ng Karman, na lampas kung saan nagsisimula ang lugar ng purong ballistic na paglipad, na makokontrol lamang gamit ang mga reaktibong pwersa.

Sa mga altitude na higit sa 100 km, ang atmospera ay wala ring iba kahanga-hangang ari-arian- ang kakayahang sumipsip, magsagawa at maglipat ng thermal energy sa pamamagitan ng convection (i.e. sa pamamagitan ng paghahalo ng hangin). Nangangahulugan ito na ang iba't ibang mga elemento ng kagamitan, kagamitan ng istasyon ng orbital na espasyo ay hindi magagawang palamig mula sa labas sa paraang karaniwang ginagawa sa isang eroplano - sa tulong ng mga air jet at air radiator. Sa ganoong taas, tulad ng sa espasyo sa pangkalahatan, ang tanging paraan upang ilipat ang init ay thermal radiation.

Kasaysayan ng pagbuo ng atmospera

Ayon sa pinakakaraniwang teorya, ang kapaligiran ng Earth ay nasa tatlong magkakaibang komposisyon sa paglipas ng panahon. Sa una, ito ay binubuo ng mga magaan na gas (hydrogen at helium) na nakuha mula sa interplanetary space. Ito ang tinatawag na pangunahing kapaligiran(mga apat na bilyong taon na ang nakalilipas). Sa susunod na yugto, ang aktibong aktibidad ng bulkan ay humantong sa saturation ng atmospera na may mga gas maliban sa hydrogen (carbon dioxide, ammonia, water vapor). Ganito po pangalawang kapaligiran(mga tatlong bilyong taon bago ang ating mga araw). Ang kapaligirang ito ay nakapagpapanumbalik. Dagdag pa, ang proseso ng pagbuo ng atmospera ay tinutukoy ng mga sumusunod na kadahilanan:

• pagtagas ng mga magaan na gas (hydrogen at helium) sa interplanetary space;
• mga reaksiyong kemikal na nagaganap sa atmospera sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet radiation, mga paglabas ng kidlat at ilang iba pang mga kadahilanan.

Unti-unti, ang mga salik na ito ay humantong sa pagbuo tersiyaryong kapaligiran, na nailalarawan sa pamamagitan ng isang mas mababang nilalaman ng hydrogen at isang mas mataas na nilalaman ng nitrogen at carbon dioxide (nabuo bilang isang resulta ng mga kemikal na reaksyon mula sa ammonia at hydrocarbons).

Nitrogen

Edukasyon isang malaking bilang nitrogen N 2 ay dahil sa oksihenasyon ng ammonia-hydrogen atmosphere sa pamamagitan ng molecular oxygen O 2, na nagsimulang magmula sa ibabaw ng planeta bilang resulta ng photosynthesis, simula 3 bilyong taon na ang nakalilipas. Nitrogen N 2 ay inilabas din sa atmospera bilang isang resulta ng denitrification ng nitrates at iba pang nitrogen-containing compounds. Ang nitrogen ay na-oxidized ng ozone sa NO sa itaas na kapaligiran.

Ang Nitrogen N 2 ay pumapasok sa mga reaksyon lamang sa ilalim ng mga partikular na kondisyon (halimbawa, sa panahon ng paglabas ng kidlat). Ang oksihenasyon ng molecular nitrogen sa pamamagitan ng ozone sa panahon ng mga electrical discharge ay ginagamit sa maliliit na dami sa pang-industriya na produksyon ng mga nitrogen fertilizers. Maaari itong ma-oxidized na may mababang pagkonsumo ng enerhiya at ma-convert sa isang biologically active form ng cyanobacteria (blue-green algae) at nodule bacteria na bumubuo ng rhizobial symbiosis na may legumes, ang tinatawag na. berdeng pataba.

Oxygen

Ang komposisyon ng atmospera ay nagsimulang magbago nang radikal sa pagdating ng mga nabubuhay na organismo sa Earth, bilang isang resulta ng photosynthesis, na sinamahan ng pagpapalabas ng oxygen at ang pagsipsip ng carbon dioxide. Sa una, ang oxygen ay ginugol sa oksihenasyon ng mga pinababang compound - ammonia, hydrocarbons, ang ferrous na anyo ng bakal na nakapaloob sa mga karagatan, atbp. Sa pagtatapos ng yugtong ito, ang nilalaman ng oxygen sa atmospera ay nagsimulang lumaki. Unti-unti, nabuo ang isang modernong kapaligiran na may mga katangian ng oxidizing. Dahil nagdulot ito ng malubha at biglaang pagbabago sa maraming prosesong nagaganap sa atmospera, lithosphere at biosphere, ang kaganapang ito ay tinawag na Oxygen catastrophe.

mga noble gas

Polusyon sa hangin

SA Kamakailan lamang nagsimulang maimpluwensyahan ng tao ang ebolusyon ng atmospera. Ang resulta ng kanyang mga aktibidad ay isang patuloy na makabuluhang pagtaas sa nilalaman ng carbon dioxide sa atmospera dahil sa pagkasunog ng mga hydrocarbon fuels na naipon sa mga nakaraang geological epochs. Malaking halaga ng CO 2 ang natupok sa panahon ng photosynthesis at nasisipsip ng mga karagatan sa mundo. Ang gas na ito ay pumapasok sa atmospera dahil sa pagkabulok ng mga carbonate na bato at mga organikong sangkap na pinagmulan ng halaman at hayop, gayundin dahil sa bulkanismo at mga aktibidad sa paggawa ng tao. Sa nakalipas na 100 taon, ang nilalaman ng CO 2 sa atmospera ay tumaas ng 10%, na ang pangunahing bahagi (360 bilyong tonelada) ay nagmumula sa pagkasunog ng gasolina. Kung ang rate ng paglago ng pagkasunog ng gasolina ay magpapatuloy, pagkatapos ay sa susunod na 200-300 taon ang halaga ng CO 2 sa atmospera ay doble at maaaring humantong sa pandaigdigang pagbabago ng klima.

Ang pagkasunog ng gasolina ay ang pangunahing pinagmumulan ng mga polluting gas (СО,, SO 2). Ang sulfur dioxide ay na-oxidize ng atmospheric oxygen sa SO 3 sa itaas na kapaligiran, na kung saan ay nakikipag-ugnayan sa singaw ng tubig at ammonia, at ang nagreresultang sulfuric acid (H 2 SO 4) at ammonium sulfate ((NH 4) 2 SO 4) ay bumalik sa ang ibabaw ng Earth sa anyo ng isang tinatawag na. acid rain. Ang paggamit ng mga internal combustion engine ay humahantong sa makabuluhang polusyon sa hangin na may nitrogen oxides, hydrocarbons at lead compounds (tetraethyl lead Pb (CH 3 CH 2) 4)).

Ang polusyon ng aerosol sa atmospera ay sanhi ng parehong mga likas na sanhi (pagputok ng bulkan, mga bagyo ng alikabok, pagpasok ng mga patak ng tubig sa dagat at pollen ng halaman, atbp.) At ng aktibidad ng ekonomiya ng tao (pagmimina ng mga ores at mga materyales sa gusali, pagkasunog ng gasolina, paggawa ng semento, atbp. .). Ang masinsinang malakihang pag-alis ng particulate matter sa atmospera ay isa sa posibleng dahilan pagbabago ng klima ng planeta.

Tingnan din

• Jacchia (modelo ng kapaligiran)

Mga Tala

Mga link

Panitikan

1. V. V. Parin, F. P. Kosmolinsky, B. A. Dushkov"Space biology and medicine" (2nd edition, revised and supplemented), M .: "Prosveshchenie", 1975, 223 na pahina.
2. N. V. Gusakova"Chemistry of the environment", Rostov-on-Don: Phoenix, 2004, 192 na may ISBN 5-222-05386-5
3. Sokolov V. A. Geochemistry ng mga natural na gas, M., 1971;
4. McEwen M, Phillips L. Chemistry of the atmosphere, M., 1978;
5. Wark K., Warner S. Polusyon sa hangin. Mga mapagkukunan at kontrol, trans. mula sa English, M.. 1980;
6. Pagsubaybay sa polusyon sa background ng mga natural na kapaligiran. V. 1, L., 1982.

Lupa
Kasaysayan ng Daigdig	Edad ng Daigdig Kasaysayang heolohikal ng Daigdig Geological time scale Kasaysayan ng buhay sa Daigdig Glaciation ng Earth Malabong batang Araw kabalintunaan Giant impact theory Timeline ng ebolusyon
Heograpiya at heolohiya	Australia Asya Antarctica Africa Europe North America South America Atlantic Ocean Indian Ocean Arctic Ocean

Atmospera(mula sa Greek atmos - singaw at spharia - bola) - ang air shell ng Earth, umiikot kasama nito. Ang pag-unlad ng atmospera ay malapit na konektado sa mga prosesong geological at geochemical na nagaganap sa ating planeta, gayundin sa mga aktibidad ng mga nabubuhay na organismo.

Ang mas mababang hangganan ng atmospera ay tumutugma sa ibabaw ng Earth, dahil ang hangin ay tumagos sa pinakamaliit na pores sa lupa at natutunaw kahit sa tubig.

Ang pinakamataas na limitasyon sa taas na 2000-3000 km ay unti-unting pumasa sa kalawakan.

Ang kapaligirang mayaman sa oxygen ay ginagawang posible ang buhay sa Earth. Ang atmospheric oxygen ay ginagamit sa proseso ng paghinga ng mga tao, hayop, at halaman.

Kung walang atmospera, ang Earth ay magiging kasing tahimik ng buwan. Pagkatapos ng lahat, ang tunog ay ang vibration ng mga particle ng hangin. Ang asul na kulay ng kalangitan ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga sinag ng araw, na dumadaan sa atmospera, na parang sa pamamagitan ng isang lens, ay nabubulok sa kanilang mga kulay ng bahagi. Sa kasong ito, ang mga sinag ng asul at asul na mga kulay ay nakakalat higit sa lahat.

Ang kapaligiran ay nagpapanatili ng karamihan sa ultraviolet radiation mula sa Araw, na may masamang epekto sa mga buhay na organismo. Pinapanatili din nito ang init sa ibabaw ng Earth, na pumipigil sa paglamig ng ating planeta.

Ang istraktura ng kapaligiran

Ang ilang mga layer ay maaaring makilala sa kapaligiran, naiiba sa density at density (Larawan 1).

Troposphere

Troposphere- ang pinakamababang layer ng kapaligiran, na ang kapal sa itaas ng mga pole ay 8-10 km, sa mapagtimpi na latitude - 10-12 km, at sa itaas ng ekwador - 16-18 km.

kanin. 1. Ang istraktura ng kapaligiran ng Earth

Ang hangin sa troposphere ay pinainit ng ibabaw ng lupa, ibig sabihin, mula sa lupa at tubig. Samakatuwid, ang temperatura ng hangin sa layer na ito ay bumababa sa taas ng average na 0.6 °C para sa bawat 100 m. Sa itaas na hangganan ng troposphere, umabot ito sa -55 °C. Kasabay nito, sa rehiyon ng ekwador sa itaas na hangganan ng troposphere, ang temperatura ng hangin ay -70 ° C, at sa rehiyon. North Pole-65 ° С.

Humigit-kumulang 80% ng masa ng atmospera ay puro sa troposphere, halos lahat ng singaw ng tubig ay matatagpuan, mga bagyo, bagyo, ulap at pag-ulan, at patayo (convection) at pahalang (hangin) na paggalaw ng hangin.

Maaari nating sabihin na ang panahon ay pangunahing nabuo sa troposphere.

Stratosphere

Stratosphere- ang layer ng atmospera na matatagpuan sa itaas ng troposphere sa taas na 8 hanggang 50 km. Ang kulay ng kalangitan sa layer na ito ay lumilitaw na lila, na ipinaliwanag sa pamamagitan ng rarefaction ng hangin, dahil sa kung saan ang mga sinag ng araw ay halos hindi nakakalat.

Ang stratosphere ay naglalaman ng 20% ​​ng masa ng atmospera. Ang hangin sa layer na ito ay bihira, halos walang singaw ng tubig, at samakatuwid ang mga ulap at pag-ulan ay halos hindi nabuo. Gayunpaman, ang mga matatag na daloy ng hangin ay sinusunod sa stratosphere, ang bilis na umabot sa 300 km / h.

Ang layer na ito ay puro ozone(ozone screen, ozonosphere), isang layer na sumisipsip ng ultraviolet rays, na pumipigil sa kanila na dumaan sa Earth at sa gayon ay nagpoprotekta sa mga buhay na organismo sa ating planeta. Dahil sa ozone, ang temperatura ng hangin sa itaas na hangganan ng stratosphere ay nasa hanay mula -50 hanggang 4-55 °C.

Sa pagitan ng mesosphere at stratosphere ay mayroong transitional zone - ang stratopause.

Mesosphere

Mesosphere- isang layer ng atmospera na matatagpuan sa taas na 50-80 km. Ang density ng hangin dito ay 200 beses na mas mababa kaysa sa ibabaw ng Earth. Ang kulay ng langit sa mesosphere ay lumilitaw na itim, ang mga bituin ay nakikita sa araw. Bumababa ang temperatura ng hangin sa -75 (-90)°C.

Sa taas na 80 km ay nagsisimula thermosphere. Ang temperatura ng hangin sa layer na ito ay tumataas nang husto sa taas na 250 m, at pagkatapos ay nagiging pare-pareho: sa taas na 150 km umabot ito sa 220-240 °C; sa taas na 500-600 km lumampas ito sa 1500 °C.

Sa mesosphere at thermosphere, sa ilalim ng pagkilos ng mga cosmic ray, ang mga molekula ng gas ay nahahati sa mga sisingilin (ionized) na mga particle ng mga atom, kaya ang bahaging ito ng atmospera ay tinatawag na ionosphere- isang layer ng napakabihirang hangin, na matatagpuan sa taas na 50 hanggang 1000 km, na binubuo pangunahin ng mga ionized oxygen atoms, nitric oxide molecules at free electron. Ang layer na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na electrification, at ang mahaba at katamtamang mga alon ng radyo ay makikita mula dito, tulad ng mula sa isang salamin.

Sa ionosphere, lumilitaw ang mga aurora - ang glow ng mga rarefied na gas sa ilalim ng impluwensya ng mga electrically charged na particle na lumilipad mula sa Araw - at ang matalim na pagbabago ay sinusunod. magnetic field.

Exosphere

Exosphere — panlabas na layer kapaligiran na matatagpuan sa itaas ng 1000 km. Ang layer na ito ay tinatawag ding scattering sphere, dahil ang mga particle ng gas ay gumagalaw dito sa napakabilis at maaaring nakakalat sa outer space.

Komposisyon ng kapaligiran

Ang kapaligiran ay isang halo ng mga gas na binubuo ng nitrogen (78.08%), oxygen (20.95%), carbon dioxide (0.03%), argon (0.93%), isang maliit na halaga ng helium, neon, xenon, krypton (0.01%), ozone at iba pang mga gas, ngunit ang kanilang nilalaman ay bale-wala (Talahanayan 1). Ang modernong komposisyon ng hangin ng Earth ay itinatag higit sa isang daang milyong taon na ang nakalilipas, ngunit ang tumaas nang husto aktibidad ng produksyon ang tao gayunpaman ay humantong sa kanyang pagbabago. Sa kasalukuyan, mayroong pagtaas sa nilalaman ng CO 2 ng mga 10-12%.

Ang mga gas na bumubuo sa atmospera ay gumaganap ng iba't ibang mga tungkulin. Gayunpaman, ang pangunahing kahalagahan ng mga gas na ito ay natutukoy pangunahin sa pamamagitan ng katotohanan na sila ay napakalakas na sumisipsip ng nagliliwanag na enerhiya at sa gayon ay may malaking epekto sa temperatura ng rehimen ng ibabaw at kapaligiran ng Earth.

Talahanayan 1. Kemikal na komposisyon ng tuyo hangin sa atmospera sa ibabaw ng lupa

Nitrogen, ang pinakakaraniwang gas sa atmospera, hindi gaanong aktibo sa kemikal.

Oxygen, hindi tulad ng nitrogen, ay isang kemikal na napakaaktibong elemento. Ang tiyak na pag-andar ng oxygen ay ang oksihenasyon ng organikong bagay ng mga heterotrophic na organismo, mga bato, at hindi ganap na na-oxidized na mga gas na ibinubuga sa atmospera ng mga bulkan. Kung walang oxygen, hindi magkakaroon ng agnas ng patay na organikong bagay.

Ang papel ng carbon dioxide sa kapaligiran ay napakahusay. Ito ay pumapasok sa kapaligiran bilang isang resulta ng mga proseso ng pagkasunog, paghinga ng mga nabubuhay na organismo, pagkabulok at, una sa lahat, ang pangunahing materyal na gusali para sa paglikha ng organikong bagay sa panahon ng photosynthesis. Bilang karagdagan, ang pag-aari ng carbon dioxide upang magpadala ng short-wave solar radiation at sumipsip ng bahagi ng thermal long-wave radiation ay napakahalaga, na lilikha ng tinatawag na greenhouse effect, na tatalakayin sa ibaba.

Ang impluwensya sa mga proseso ng atmospera, lalo na sa thermal regime ng stratosphere, ay ibinibigay din ng ozone. Ang gas na ito ay nagsisilbing natural na sumisipsip ng solar ultraviolet radiation, at ang pagsipsip ng solar radiation ay humahantong sa pag-init ng hangin. Ang average na buwanang halaga ng kabuuang nilalaman ng ozone sa atmospera ay nag-iiba depende sa latitude ng lugar at ang panahon sa loob ng 0.23-0.52 cm (ito ang kapal ng ozone layer sa presyon at temperatura ng lupa). Mayroong pagtaas sa nilalaman ng ozone mula sa ekwador hanggang sa mga pole at taunang pagkakaiba-iba na may pinakamababa sa taglagas at pinakamataas sa tagsibol.

Ang isang katangian ng pag-aari ng kapaligiran ay maaaring tawaging katotohanan na ang nilalaman ng mga pangunahing gas (nitrogen, oxygen, argon) ay bahagyang nagbabago sa taas: sa taas na 65 km sa atmospera, ang nilalaman ng nitrogen ay 86%, oxygen - 19 , argon - 0.91, sa taas na 95 km - nitrogen 77, oxygen - 21.3, argon - 0.82%. Ang katatagan ng komposisyon ng hangin sa atmospera nang patayo at pahalang ay pinananatili sa pamamagitan ng paghahalo nito.

Bilang karagdagan sa mga gas, naglalaman ang hangin singaw ng tubig At mga solidong particle. Ang huli ay maaaring magkaroon ng parehong natural at artipisyal (anthropogenic) na pinagmulan. Ang mga ito ay pollen ng bulaklak, maliliit na kristal ng asin, alikabok sa kalsada, mga dumi ng aerosol. Kapag ang sinag ng araw ay tumagos sa bintana, makikita ito sa mata.

Mayroong maraming partikular na particulate matter sa hangin ng mga lungsod at malalaking sentrong pang-industriya, kung saan ang mga paglabas ng mga nakakapinsalang gas at ang kanilang mga impurities na nabuo sa panahon ng pagkasunog ng gasolina ay idinagdag sa mga aerosol.

Tinutukoy ng konsentrasyon ng mga aerosol sa atmospera ang transparency ng hangin, na nakakaapekto sa solar radiation na umaabot sa ibabaw ng Earth. Ang pinakamalaking aerosol ay condensation nuclei (mula sa lat. condensatio- compaction, pampalapot) - mag-ambag sa pagbabago ng singaw ng tubig sa mga droplet ng tubig.

Ang halaga ng singaw ng tubig ay pangunahing natutukoy sa pamamagitan ng katotohanan na ito ay naantala ang mahabang alon na thermal radiation ng ibabaw ng lupa; kumakatawan sa pangunahing link ng malaki at maliit na moisture cycle; nagpapataas ng temperatura ng hangin kapag ang mga kama ng tubig ay namumuo.

Ang dami ng singaw ng tubig sa atmospera ay nag-iiba sa paglipas ng panahon at espasyo. Kaya, ang konsentrasyon ng singaw ng tubig malapit sa ibabaw ng lupa ay mula 3% sa tropiko hanggang 2-10 (15)% sa Antarctica.

Ang average na nilalaman ng singaw ng tubig sa patayong haligi ng kapaligiran sa mapagtimpi na mga latitude ay humigit-kumulang 1.6-1.7 cm (ang layer ng condensed water vapor ay magkakaroon ng ganoong kapal). Ang impormasyon tungkol sa singaw ng tubig sa iba't ibang mga layer ng atmospera ay kasalungat. Ipinapalagay, halimbawa, na sa hanay ng altitude mula 20 hanggang 30 km, ang tiyak na kahalumigmigan ay malakas na tumataas sa taas. Gayunpaman, ang mga kasunod na pagsukat ay nagpapahiwatig ng isang mas malaking pagkatuyo ng stratosphere. Tila, ang tiyak na halumigmig sa stratosphere ay nakasalalay nang kaunti sa taas at umaabot sa 2–4 ​​mg/kg.

Ang pagkakaiba-iba ng nilalaman ng singaw ng tubig sa troposphere ay tinutukoy ng interaksyon ng evaporation, condensation, at pahalang na transportasyon. Bilang resulta ng paghalay ng singaw ng tubig, ang mga ulap ay bumubuo at ang pag-ulan ay nangyayari sa anyo ng ulan, yelo at niyebe.

Ang mga proseso ng mga phase transition ng tubig ay nangyayari pangunahin sa troposphere, kaya naman ang mga ulap sa stratosphere (sa taas na 20-30 km) at mesosphere (malapit sa mesopause), na tinatawag na mother-of-pearl at silver, ay medyo bihira na naobserbahan. , habang ang mga tropospheric cloud ay kadalasang sumasakop sa halos 50% ng buong ibabaw ng lupa.

Ang dami ng singaw ng tubig na maaaring mailagay sa hangin ay depende sa temperatura ng hangin.

Ang 1 m 3 ng hangin sa temperatura na -20 ° C ay maaaring maglaman ng hindi hihigit sa 1 g ng tubig; sa 0 °C - hindi hihigit sa 5 g; sa +10 ° С - hindi hihigit sa 9 g; sa +30 ° С - hindi hihigit sa 30 g ng tubig.

Konklusyon: Kung mas mataas ang temperatura ng hangin, mas maraming singaw ng tubig ang maaari nitong taglayin.

Ang hangin ay maaaring mayaman At hindi puspos singaw. Kaya, kung sa temperatura na +30 ° C 1 m 3 ng hangin ay naglalaman ng 15 g ng singaw ng tubig, ang hangin ay hindi puspos ng singaw ng tubig; kung 30 g - puspos.

Ganap na kahalumigmigan- ito ang dami ng singaw ng tubig na nasa 1 m 3 ng hangin. Ito ay ipinahayag sa gramo. Halimbawa, kung sinasabi nilang "ang ganap na kahalumigmigan ay 15", nangangahulugan ito na ang 1 mL ay naglalaman ng 15 g ng singaw ng tubig.

Kamag-anak na kahalumigmigan- ito ang ratio (sa porsyento) ng aktwal na nilalaman ng singaw ng tubig sa 1 m 3 ng hangin sa dami ng singaw ng tubig na maaaring nilalaman sa 1 m L sa isang naibigay na temperatura. Halimbawa, kung ang radyo sa panahon ng pagsasahimpapawid ng ulat ng panahon ay nag-ulat na ang relatibong halumigmig ay 70%, nangangahulugan ito na ang hangin ay naglalaman ng 70% ng singaw ng tubig na maaari nitong hawakan sa isang partikular na temperatura.

Mas malaki ang relatibong halumigmig ng hangin, t. mas malapit ang hangin sa saturation, mas malamang na mahulog ito.

Palaging mataas (hanggang 90%) ang relatibong halumigmig ay sinusunod sa equatorial zone, dahil mayroong mataas na temperatura ng hangin sa buong taon at mahusay na pagsingaw mula sa ibabaw ng mga karagatan. Ang parehong mataas na kamag-anak na halumigmig ay nasa mga polar na rehiyon, ngunit dahil lamang sa mababang temperatura kahit na ang isang maliit na halaga ng singaw ng tubig ay gumagawa ng hangin na puspos o malapit sa saturation. Sa mapagtimpi na latitude, ang relatibong halumigmig ay nag-iiba sa pana-panahon - ito ay mas mataas sa taglamig at mas mababa sa tag-araw.

Ang relatibong halumigmig ng hangin ay lalong mababa sa mga disyerto: 1 m 1 ng hangin doon ay naglalaman ng dalawa hanggang tatlong beses na mas mababa kaysa sa dami ng singaw ng tubig na posible sa isang naibigay na temperatura.

Upang sukatin ang kamag-anak na kahalumigmigan, ginagamit ang isang hygrometer (mula sa Greek hygros - basa at metroco - sinusukat ko).

Kapag pinalamig, ang puspos na hangin ay hindi maaaring mapanatili ang parehong dami ng singaw ng tubig sa sarili nito, ito ay lumalapot (namumuo), nagiging mga patak ng fog. Ang hamog ay maaaring obserbahan sa tag-araw sa isang malinaw na malamig na gabi.

Mga ulap- ito ay ang parehong fog, tanging ito ay nabuo hindi sa ibabaw ng lupa, ngunit sa isang tiyak na taas. Habang tumataas ang hangin, lumalamig ito at namumuo ang singaw ng tubig dito. Ang nagresultang maliliit na patak ng tubig ay bumubuo sa mga ulap.

kasangkot sa pagbuo ng mga ulap particulate matter nasuspinde sa troposphere.

Ang mga ulap ay maaaring magkaroon ng ibang hugis, na depende sa mga kondisyon ng kanilang pagbuo (Talahanayan 14).

Ang pinakamababa at pinakamabigat na ulap ay stratus. Matatagpuan ang mga ito sa taas na 2 km mula sa ibabaw ng lupa. Sa taas na 2 hanggang 8 km, mas maraming magagandang cumulus cloud ang makikita. Ang pinakamataas at pinakamagaan ay cirrus clouds. Matatagpuan ang mga ito sa taas na 8 hanggang 18 km sa ibabaw ng mundo.

Proteksyon sa atmospera

Ang mga pangunahing mapagkukunan ay mga pang-industriya na negosyo at mga sasakyan. Sa malalaking lungsod, ang problema ng gas contamination ng mga pangunahing ruta ng transportasyon ay napakatalamak. Kaya naman sa maraming malalaking lungsod sa mundo, kasama na ang ating bansa, kontrol sa kapaligiran toxicity ng tambutso ng sasakyan. Ayon sa mga eksperto, ang usok at alikabok sa hangin ay maaaring huminto sa kalahati ng daloy ng solar energy sa ibabaw ng mundo, na hahantong sa pagbabago sa natural na kondisyon.

ATMOSPHERE
gaseous na sobre na nakapalibot sa isang celestial body. Ang mga katangian nito ay nakasalalay sa laki, masa, temperatura, bilis ng pag-ikot at komposisyon ng kemikal ng isang celestial body, at tinutukoy din ng kasaysayan ng pagbuo nito mula sa sandali ng kapanganakan nito. Ang atmospera ng daigdig ay binubuo ng pinaghalong mga gas na tinatawag na hangin. Ang mga pangunahing sangkap nito ay nitrogen at oxygen sa isang ratio na humigit-kumulang 4:1. Ang isang tao ay pangunahing apektado ng estado ng mas mababang 15-25 km ng atmospera, dahil nasa mas mababang layer na ito na ang karamihan ng hangin ay puro. Ang agham na nag-aaral sa atmospera ay tinatawag na meteorology, bagaman ang paksa ng agham na ito ay ang panahon at ang epekto nito sa mga tao. Estado itaas na mga layer Ang kapaligiran na matatagpuan sa mga altitude mula 60 hanggang 300 at kahit na 1000 km mula sa ibabaw ng Earth ay nagbabago rin. Ang malalakas na hangin, mga bagyo ay umuusbong dito, at ang mga kamangha-manghang electrical phenomena tulad ng paglitaw ng mga aurora. Marami sa mga phenomena na ito ay nauugnay sa mga flux ng solar radiation, cosmic radiation, at magnetic field ng Earth. Ang mga matataas na layer ng atmospera ay isa ring kemikal na laboratoryo, dahil doon, sa ilalim ng mga kondisyon na malapit sa vacuum, ang ilang mga atmospheric gas, sa ilalim ng impluwensya ng isang malakas na daloy ng solar energy, ay pumapasok sa mga reaksiyong kemikal. Ang agham na nag-aaral sa mga magkakaugnay na phenomena at prosesong ito ay tinatawag na pisika ng matataas na layer ng atmospera.
PANGKALAHATANG KATANGIAN NG ATMOSPHERE NG LUPA
Mga sukat. Hanggang sa ginalugad ng mga tumutunog na rocket at artipisyal na satellite ang mga panlabas na layer ng atmospera sa mga distansyang ilang beses na mas malaki kaysa sa radius ng Earth, pinaniniwalaan na habang lumalayo ka sa ibabaw ng mundo, ang atmospera ay unti-unting nagiging bihira at maayos na pumasa sa interplanetary space. . Napagtibay na ngayon na ang enerhiya ay dumadaloy mula sa malalalim na patong ng Araw ay tumagos sa kalawakan na malayo sa orbit ng Earth, hanggang sa mga panlabas na limitasyon. solar system. Ito ang tinatawag na. maaraw na hangin dumadaloy sa paligid ng magnetic field ng Earth, na bumubuo ng isang pinahabang "cavity", sa loob kung saan ang kapaligiran ng Earth ay puro. Ang magnetic field ng Earth ay kapansin-pansing makitid sa bahagi ng araw na nakaharap sa Araw at bumubuo ng isang mahabang dila, malamang na umaabot sa kabila ng orbit ng Buwan, sa kabaligtaran, sa gilid ng gabi. Ang hangganan ng magnetic field ng Earth ay tinatawag na magnetopause. Sa bahagi ng araw, ang hangganang ito ay dumadaan sa layo na humigit-kumulang pitong radii ng Earth mula sa ibabaw, ngunit sa mga panahon ng pagtaas ng aktibidad ng solar ito ay mas malapit pa sa ibabaw ng Earth. Ang magnetopause ay ang hangganan din ng atmospera ng daigdig, ang panlabas na shell nito ay tinatawag ding magnetosphere, dahil naglalaman ito ng mga sisingilin na particle (ions), na ang paggalaw ay dahil sa magnetic field ng lupa. Ang kabuuang bigat ng mga atmospheric gas ay humigit-kumulang 4.5*1015 tonelada. Kaya, ang "bigat" ng atmospera bawat unit area, o atmospheric pressure, ay humigit-kumulang 11 tonelada/m2 sa antas ng dagat.
Kahalagahan para sa buhay. Ito ay sumusunod mula sa itaas na ang Earth ay pinaghihiwalay mula sa interplanetary space sa pamamagitan ng isang malakas na proteksiyon layer. Ang kalawakan ay natatakpan ng malakas na ultraviolet at X-ray radiation mula sa Araw at kahit na mas mahirap na cosmic radiation, at ang mga ganitong uri ng radiation ay nakapipinsala sa lahat ng nabubuhay na bagay. Sa panlabas na gilid ng atmospera, ang intensity ng radiation ay nakamamatay, ngunit ang isang makabuluhang bahagi nito ay pinanatili ng atmospera na malayo sa ibabaw ng Earth. Ang pagsipsip ng radiation na ito ay nagpapaliwanag ng maraming katangian ng matataas na layer ng atmospera, at lalo na ang mga electrical phenomena na nagaganap doon. Ang pinakamababa, pang-ibabaw na layer ng atmospera ay lalong mahalaga para sa isang tao na nakatira sa punto ng contact ng solid, likido at gas na mga shell ng Earth. Ang itaas na shell ng "solid" na Earth ay tinatawag na lithosphere. Humigit-kumulang 72% ng ibabaw ng Earth ay sakop ng tubig ng mga karagatan, na bumubuo sa karamihan ng hydrosphere. Ang atmospera ay nasa hangganan ng parehong lithosphere at hydrosphere. Ang tao ay naninirahan sa ilalim ng karagatan ng hangin at malapit o sa itaas ng antas ng karagatan ng tubig. Ang interaksyon ng mga karagatang ito ay isa sa mahahalagang salik na tumutukoy sa kalagayan ng atmospera.
Tambalan. Ang mas mababang mga layer ng atmospera ay binubuo ng pinaghalong mga gas (tingnan ang talahanayan). Bilang karagdagan sa mga nakalista sa talahanayan, ang iba pang mga gas ay naroroon din sa anyo ng mga maliliit na impurities sa hangin: ozone, methane, mga sangkap tulad ng carbon monoxide (CO), nitrogen at sulfur oxides, ammonia.

KOMPOSISYON NG ATMOSPHERE

Sa antas ng dagat 1013.25 hPa (mga 760 mmHg). Ang average na global air temperature sa ibabaw ng Earth ay 15°C, habang ang temperatura ay nag-iiba mula sa humigit-kumulang 57°C sa mga subtropikal na disyerto hanggang -89°C sa Antarctica. Bumababa ang density at presyon ng hangin sa taas ayon sa isang batas na malapit sa exponential.

Ang istraktura ng kapaligiran. Patayo, ang kapaligiran ay may isang layered na istraktura, na pangunahing tinutukoy ng mga tampok ng vertical na pamamahagi ng temperatura (figure), na nakasalalay sa lokasyon ng heograpiya, panahon, oras ng araw, at iba pa. Ang mas mababang layer ng atmospera - ang troposphere - ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang pagbaba sa temperatura na may taas (sa pamamagitan ng tungkol sa 6 ° C bawat 1 km), ang taas nito ay mula 8-10 km sa polar latitude hanggang 16-18 km sa tropiko. Dahil sa mabilis na pagbaba ng density ng hangin na may taas, humigit-kumulang 80% ng kabuuang masa ng atmospera ay nasa troposphere. Sa itaas ng troposphere ay ang stratosphere - isang layer na nailalarawan sa pangkalahatan sa pamamagitan ng pagtaas ng temperatura na may taas. Ang transition layer sa pagitan ng troposphere at stratosphere ay tinatawag na tropopause. Sa mas mababang stratosphere, hanggang sa isang antas na humigit-kumulang 20 km, ang temperatura ay nagbabago nang kaunti sa taas (ang tinatawag na isothermal na rehiyon) at kadalasan ay bahagyang bumababa. Mas mataas, ang temperatura ay tumataas dahil sa pagsipsip ng solar UV radiation ng ozone, dahan-dahan sa una, at mas mabilis mula sa antas na 34-36 km. Ang itaas na hangganan ng stratosphere - ang stratopause - ay matatagpuan sa taas na 50-55 km, na tumutugma sa pinakamataas na temperatura (260-270 K). Ang layer ng atmospera, na matatagpuan sa isang altitude ng 55-85 km, kung saan ang temperatura ay muling bumagsak sa taas, ay tinatawag na mesosphere, sa itaas na hangganan nito - ang mesopause - ang temperatura ay umabot sa 150-160 K sa tag-araw, at 200- 230 K sa taglamig. Sa itaas ng mesopause, nagsisimula ang thermosphere - isang layer, na nailalarawan sa pamamagitan ng mabilis na pagtaas ng temperatura, na umaabot sa mga halaga ng 800-1200 K sa taas na 250 km. Ang corpuscular at X-ray radiation ng Araw ay hinihigop sa thermosphere, ang mga meteor ay pinabagal at nasusunog, kaya ginagawa nito ang pag-andar ng proteksiyon na layer ng Earth. Kahit na mas mataas ay ang exosphere, mula sa kung saan ang mga atmospheric gas ay nalalantad sa kalawakan ng mundo dahil sa pagwawaldas at kung saan nagaganap ang unti-unting paglipat mula sa atmospera patungo sa interplanetary space.

Komposisyon ng kapaligiran. Hanggang sa isang altitude na humigit-kumulang 100 km, ang kapaligiran ay halos homogenous sa komposisyon ng kemikal at ang average molekular na masa hangin (mga 29) sa loob nito ay pare-pareho. Malapit sa ibabaw ng Earth, ang atmospera ay binubuo ng nitrogen (mga 78.1% ayon sa volume) at oxygen (mga 20.9%), at naglalaman din ng maliit na halaga ng argon, carbon dioxide (carbon dioxide), neon, at iba pang pare-pareho at variable na bahagi (tingnan ang Hangin).

Bilang karagdagan, ang kapaligiran ay naglalaman ng maliit na halaga ng ozone, nitrogen oxides, ammonia, radon, atbp. Ang kamag-anak na nilalaman ng mga pangunahing bahagi ng hangin ay pare-pareho sa paglipas ng panahon at pare-pareho sa iba't ibang mga heograpikal na lugar. Ang nilalaman ng singaw ng tubig at ozone ay pabagu-bago sa espasyo at oras; sa kabila ng mababang nilalaman, ang kanilang papel sa mga proseso ng atmospera ay napakahalaga.

Sa itaas ng 100-110 km, ang dissociation ng oxygen, carbon dioxide at mga molekula ng singaw ng tubig ay nangyayari, kaya bumababa ang molekular na timbang ng hangin. Sa taas na humigit-kumulang 1000 km, ang mga magaan na gas - helium at hydrogen - ay nagsisimulang mangibabaw, at kahit na mas mataas, ang kapaligiran ng Earth ay unti-unting nagiging interplanetary gas.

Ang pinakamahalagang variable na bahagi ng atmospera ay ang singaw ng tubig, na pumapasok sa atmospera sa pamamagitan ng pagsingaw mula sa ibabaw ng tubig at basa-basa na lupa, gayundin sa pamamagitan ng transpiration ng mga halaman. Ang kamag-anak na nilalaman ng singaw ng tubig ay nag-iiba malapit sa ibabaw ng mundo mula 2.6% sa tropiko hanggang 0.2% sa mga polar latitude. Sa taas, mabilis itong bumagsak, bumababa ng kalahati sa taas na 1.5-2 km. Ang patayong hanay ng atmospera sa mga mapagtimpi na latitude ay naglalaman ng humigit-kumulang 1.7 cm ng "pinagpaulan na layer ng tubig". Kapag ang singaw ng tubig ay namumuo, nabubuo ang mga ulap, kung saan bumabagsak ang atmospheric precipitation sa anyo ng ulan, granizo, at niyebe.

Ang isang mahalagang bahagi ng hangin sa atmospera ay ozone, 90% na puro sa stratosphere (sa pagitan ng 10 at 50 km), mga 10% nito ay nasa troposphere. Ang Ozone ay nagbibigay ng pagsipsip ng matitigas na UV radiation (na may wavelength na mas mababa sa 290 nm), at ito ang proteksiyon nito para sa biosphere. Ang mga halaga ng kabuuang nilalaman ng ozone ay nag-iiba depende sa latitude at season, mula 0.22 hanggang 0.45 cm (ang kapal ng ozone layer sa presyon ng p= 1 atm at temperatura ng T = 0°C). SA mga butas ng ozone, na naobserbahan sa tagsibol sa Antarctica mula noong unang bahagi ng 1980s, ang nilalaman ng ozone ay maaaring bumaba sa 0.07 cm. latitude. Ang isang mahalagang variable na bahagi ng atmospera ay carbon dioxide, ang nilalaman nito sa atmospera ay tumaas ng 35% sa nakalipas na 200 taon, na higit sa lahat ay ipinaliwanag ng anthropogenic factor. Ang latitudinal at seasonal na pagkakaiba-iba nito na nauugnay sa photosynthesis at solubility ng halaman sa tubig dagat(ayon sa batas ni Henry, ang solubility ng isang gas sa tubig ay bumababa sa pagtaas ng temperatura).

Ang isang mahalagang papel sa pagbuo ng klima ng planeta ay nilalaro ng atmospheric aerosol - solid at likidong mga particle na nasuspinde sa hangin na may sukat mula sa ilang nm hanggang sampu-sampung microns. May mga aerosol ng natural at anthropogenic na pinagmulan. Ang aerosol ay nabuo sa proseso ng mga reaksyon ng gas-phase mula sa mga basurang produkto ng mga halaman at aktibidad ng ekonomiya ng tao, pagsabog ng bulkan, bilang resulta ng pag-aangat ng alikabok ng hangin mula sa ibabaw ng planeta, lalo na mula sa mga rehiyon ng disyerto nito, at nabuo din mula sa cosmic dust na pumapasok sa itaas na kapaligiran. Karamihan sa aerosol ay puro sa troposphere; ang aerosol mula sa mga pagsabog ng bulkan ay bumubuo sa tinatawag na Junge layer sa taas na humigit-kumulang 20 km. Ang pinakamalaking halaga ng anthropogenic aerosol ay pumapasok sa atmospera bilang isang resulta ng pagpapatakbo ng mga sasakyan at thermal power plant, mga industriya ng kemikal, pagkasunog ng gasolina, atbp. Samakatuwid, sa ilang mga lugar ang komposisyon ng kapaligiran ay kapansin-pansing naiiba mula sa ordinaryong hangin, na nangangailangan ng paglikha ng isang espesyal na serbisyo para sa pagsubaybay at pagkontrol sa antas ng polusyon sa hangin sa atmospera.

Ebolusyon sa atmospera. Ang modernong kapaligiran ay tila pangalawang pinagmulan: nabuo ito mula sa mga gas na inilabas ng solidong shell ng Earth pagkatapos makumpleto ang pagbuo ng planeta mga 4.5 bilyong taon na ang nakalilipas. Sa panahon ng heolohikal na kasaysayan ng Daigdig, ang atmospera ay sumailalim sa mga makabuluhang pagbabago sa komposisyon nito sa ilalim ng impluwensya ng isang bilang ng mga salik: pagwawaldas (volatilization) ng mga gas, pangunahin ang mas magaan, sa kalawakan; pagpapalabas ng mga gas mula sa lithosphere bilang resulta ng aktibidad ng bulkan; mga reaksiyong kemikal sa pagitan ng mga bahagi ng atmospera at mga batong bumubuo sa crust ng lupa; mga reaksiyong photochemical sa atmospera mismo sa ilalim ng impluwensya ng solar UV radiation; accretion (capture) ng bagay ng interplanetary medium (halimbawa, meteoric matter). Ang pag-unlad ng atmospera ay malapit na konektado sa mga proseso ng geological at geochemical, at para sa huling 3-4 bilyong taon din sa aktibidad ng biosphere. Ang isang makabuluhang bahagi ng mga gas na bumubuo sa modernong kapaligiran (nitrogen, carbon dioxide, singaw ng tubig) ay lumitaw sa panahon ng aktibidad ng bulkan at panghihimasok, na nagdala sa kanila mula sa kailaliman ng Earth. Ang oxygen ay lumitaw sa kapansin-pansing dami mga 2 bilyong taon na ang nakalilipas bilang resulta ng aktibidad ng mga photosynthetic na organismo na orihinal na nagmula sa ibabaw na tubig ng karagatan.

Batay sa data sa kemikal na komposisyon ng mga deposito ng carbonate, nakuha ang mga pagtatantya ng dami ng carbon dioxide at oxygen sa kapaligiran ng nakaraan ng geological. Sa buong Phanerozoic (ang huling 570 milyong taon ng kasaysayan ng Earth), ang dami ng carbon dioxide sa atmospera ay malawak na nag-iba, alinsunod sa antas ng aktibidad ng bulkan, temperatura ng karagatan, at photosynthesis. Karamihan sa mga oras na ito, ang konsentrasyon ng carbon dioxide sa atmospera ay makabuluhang mas mataas kaysa sa kasalukuyang isa (hanggang sa 10 beses). Ang dami ng oxygen sa kapaligiran ng Phanerozoic ay nagbago nang malaki, at ang pagkahilig na madagdagan ito ay nanaig. Sa kapaligiran ng Precambrian, ang masa ng carbon dioxide ay, bilang panuntunan, mas malaki, at ang masa ng oxygen, mas mababa kaysa sa kapaligiran ng Phanerozoic. Ang mga pagbabago sa dami ng carbon dioxide ay nagkaroon ng malaking epekto sa klima sa nakaraan, na nagpapataas ng epekto ng greenhouse na may pagtaas sa konsentrasyon ng carbon dioxide, dahil sa kung saan ang klima sa pangunahing bahagi ng Phanerozoic ay mas mainit kaysa sa ang makabagong panahon.

kapaligiran at buhay. Kung walang atmospera, ang Earth ay magiging isang patay na planeta. Ang organikong buhay ay nagpapatuloy sa malapit na pakikipag-ugnayan sa kapaligiran at sa nauugnay na klima at panahon. Hindi gaanong mahalaga sa masa kumpara sa planeta sa kabuuan (mga isang milyong bahagi), ang atmospera ay isang sine qua non para sa lahat ng mga anyo ng buhay. Ang oxygen, nitrogen, water vapor, carbon dioxide, at ozone ay ang pinakamahalagang atmospheric gas para sa buhay ng mga organismo. Kapag ang carbon dioxide ay nasisipsip ng mga halamang photosynthetic, nalilikha ang organikong bagay na ginagamit bilang pinagkukunan ng enerhiya ng karamihan sa mga nabubuhay na nilalang, kabilang ang mga tao. Ang oxygen ay kinakailangan para sa pagkakaroon ng mga aerobic na organismo, kung saan ang supply ng enerhiya ay ibinibigay ng mga reaksyon ng oksihenasyon ng organikong bagay. Nitrogen, assimilated sa pamamagitan ng ilang mga microorganisms (nitrogen fixers), ay kinakailangan para sa mineral na nutrisyon ng mga halaman. Ang Ozone, na sumisipsip ng malupit na UV radiation ng Araw, ay makabuluhang pinapahina ang bahaging ito ng radiation na nagbabanta sa buhay. Ang paghalay ng singaw ng tubig sa atmospera, ang pagbuo ng mga ulap at ang kasunod na pag-ulan ng pag-ulan ay nagbibigay ng tubig sa lupa, kung wala ito ay walang anyo ng buhay na posible. Ang mahahalagang aktibidad ng mga organismo sa hydrosphere ay higit na tinutukoy ng dami at kemikal na komposisyon ng mga atmospheric gas na natunaw sa tubig. Dahil ang kemikal na komposisyon ng atmospera ay makabuluhang nakasalalay sa aktibidad ng mga organismo, ang biosphere at atmospera ay maaaring ituring bilang bahagi ng iisang sistema, ang pagpapanatili at ebolusyon nito (tingnan ang Biogeochemical cycles) ay may malaking kahalagahan para sa pagbabago ng komposisyon ng atmospera sa buong kasaysayan ng Earth bilang isang planeta.

Mga balanse ng radiation, init at tubig ng kapaligiran. Ang solar radiation ay halos ang tanging pinagmumulan ng enerhiya para sa lahat ng pisikal na proseso sa atmospera. Ang pangunahing tampok ng rehimeng radiation ng atmospera ay ang tinatawag na greenhouse effect: ang atmospera ay nagpapadala ng solar radiation sa ibabaw ng lupa nang maayos, ngunit aktibong sumisipsip ng thermal long-wave radiation ng ibabaw ng lupa, na bahagi nito ay bumalik sa ibabaw ng lupa. ibabaw sa anyo ng counter radiation na bumabagay sa radiative heat loss ng surface ng earth (tingnan ang Atmospheric radiation ). Kung walang atmospera, ang average na temperatura ng ibabaw ng mundo ay magiging -18°C, sa katotohanan ito ay 15°C. Ang papasok na solar radiation ay bahagyang (mga 20%) na nasisipsip sa atmospera (pangunahin sa pamamagitan ng singaw ng tubig, mga patak ng tubig, carbon dioxide, ozone at aerosol), at nakakalat din (mga 7%) ng mga particle ng aerosol at pagbabagu-bago ng density (Rayleigh scattering) . Ang kabuuang radiation, na umaabot sa ibabaw ng mundo, ay bahagyang (mga 23%) na naaaninag mula dito. Ang reflectance ay tinutukoy ng reflectivity ng pinagbabatayan na ibabaw, ang tinatawag na albedo. Sa karaniwan, ang albedo ng Earth para sa integral solar radiation flux ay malapit sa 30%. Nag-iiba ito mula sa ilang porsyento (tuyong lupa at itim na lupa) hanggang 70-90% para sa bagong bagsak na niyebe. Ang radiative heat exchange sa pagitan ng ibabaw ng daigdig at ng atmospera ay mahalagang nakadepende sa albedo at natutukoy ng mabisang radiation ng ibabaw ng lupa at ang kontra-radiasyon ng atmospera na hinihigop nito. Ang algebraic sum ng radiation fluxes na pumapasok sa atmospera ng daigdig mula sa kalawakan at iniiwan ito pabalik ay tinatawag na radiation balance.

Ang mga pagbabagong-anyo ng solar radiation pagkatapos nitong masipsip ng atmospera at ng ibabaw ng lupa ay tumutukoy sa balanse ng init ng Earth bilang isang planeta. Ang pangunahing pinagmumulan ng init para sa atmospera ay ang ibabaw ng daigdig; Ang init mula dito ay inililipat hindi lamang sa anyo ng long-wave radiation, kundi pati na rin sa pamamagitan ng convection, at inilabas din sa panahon ng condensation ng singaw ng tubig. Ang mga bahagi ng mga pag-agos ng init na ito ay nasa average na 20%, 7% at 23%, ayon sa pagkakabanggit. Humigit-kumulang 20% ​​ng init ay idinagdag din dito dahil sa pagsipsip ng direktang solar radiation. Ang flux ng solar radiation bawat yunit ng oras sa pamamagitan ng isang solong lugar na patayo sa mga sinag ng araw at matatagpuan sa labas ng atmospera sa isang average na distansya mula sa Earth hanggang sa Araw (ang tinatawag na solar constant) ay 1367 W / m 2, ang mga pagbabago ay 1-2 W / m 2 depende sa cycle ng solar activity. Sa isang planetary albedo na humigit-kumulang 30%, ang average na oras na global influx ng solar energy sa planeta ay 239 W/m 2 . Dahil ang Earth bilang isang planeta ay naglalabas ng parehong dami ng enerhiya sa espasyo sa karaniwan, kung gayon, ayon sa batas ng Stefan-Boltzmann, ang epektibong temperatura ng papalabas na thermal long-wave radiation ay 255 K (-18°C). Kasabay nito, ang average na temperatura ng ibabaw ng mundo ay 15°C. Ang pagkakaiba ng 33°C ay dahil sa greenhouse effect.

Ang balanse ng tubig ng atmospera sa kabuuan ay tumutugma sa pagkakapantay-pantay ng dami ng kahalumigmigan na sumingaw mula sa ibabaw ng Earth, ang dami ng pag-ulan na bumabagsak sa ibabaw ng lupa. Ang kapaligiran sa ibabaw ng mga karagatan ay tumatanggap ng higit na kahalumigmigan mula sa mga proseso ng pagsingaw kaysa sa ibabaw ng lupa, at nawawala ang 90% sa anyo ng pag-ulan. Ang sobrang singaw ng tubig sa mga karagatan ay dinadala sa mga kontinente sa pamamagitan ng mga agos ng hangin. Ang dami ng singaw ng tubig na dinadala sa atmospera mula sa mga karagatan patungo sa mga kontinente ay katumbas ng dami ng daloy ng ilog na dumadaloy sa mga karagatan.

paggalaw ng hangin. Ang Earth ay may spherical na hugis, kaya mas kaunting solar radiation ang dumarating sa matataas na latitude nito kaysa sa tropiko. Bilang resulta, lumilitaw ang malalaking pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng mga latitude. Malaki rin ang epekto ng relatibong posisyon ng mga karagatan at kontinente sa distribusyon ng temperatura. Dahil sa malaking masa ng tubig sa karagatan at sa mataas na kapasidad ng init ng tubig, ang mga pana-panahong pagbabago sa temperatura ng ibabaw ng karagatan ay mas mababa kaysa sa lupa. Kaugnay nito, sa gitna at mataas na latitude, ang temperatura ng hangin sa mga karagatan ay kapansin-pansing mas mababa sa tag-araw kaysa sa mga kontinente, at mas mataas sa taglamig.

Ang hindi pantay na pag-init ng atmospera sa iba't ibang rehiyon ng globo ay nagdudulot ng distribusyon ng atmospheric pressure na hindi pare-pareho sa kalawakan. Sa antas ng dagat, ang pamamahagi ng presyon ay nailalarawan sa pamamagitan ng medyo mababang mga halaga malapit sa ekwador, isang pagtaas sa mga subtropiko (mga high pressure belt), at pagbaba sa gitna at mataas na latitude. Kasabay nito, sa mga kontinente ng extratropical latitude, ang presyon ay karaniwang tumataas sa taglamig, at ibinababa sa tag-araw, na nauugnay sa pamamahagi ng temperatura. Sa ilalim ng pagkilos ng isang pressure gradient, ang hangin ay nakakaranas ng isang acceleration na nakadirekta mula sa mga lugar na may mataas na presyon patungo sa mga lugar na may mababang presyon, na humahantong sa paggalaw ng mga masa ng hangin. Ang mga gumagalaw na masa ng hangin ay apektado din ng pagpapalihis na puwersa ng pag-ikot ng Earth (ang puwersa ng Coriolis), ang puwersa ng friction, na bumababa sa taas, at sa kaso ng mga curvilinear trajectories, ang puwersang sentripugal. Pinakamahalaga may magulong paghahalo ng hangin (tingnan ang Atmospheric Turbulence).

Ang isang kumplikadong sistema ng mga agos ng hangin (pangkalahatang sirkulasyon ng atmospera) ay nauugnay sa pamamahagi ng presyur sa planeta. Sa meridional plane, sa karaniwan, dalawa o tatlong meridional circulation cells ang sinusubaybayan. Malapit sa ekwador, tumataas at bumabagsak ang pinainit na hangin sa subtropiko, na bumubuo ng Hadley cell. Bumaba din doon ang hangin ng reverse Ferrell cell. Sa matataas na latitude, ang direktang polar cell ay madalas na sinusubaybayan. Ang mga bilis ng sirkulasyon ng meridional ay nasa pagkakasunud-sunod na 1 m/s o mas mababa. Dahil sa pagkilos ng puwersa ng Coriolis, ang hanging pakanluran ay napapansin sa karamihan ng atmospera na may bilis sa gitnang troposphere na humigit-kumulang 15 m/s. Mayroong medyo matatag na sistema ng hangin. Kabilang dito ang trade winds - hangin na umiihip mula sa mga high pressure belt sa subtropika hanggang sa ekwador na may kapansin-pansing bahaging silangan (mula silangan hanggang kanluran). Ang mga monsoon ay medyo matatag - ang mga agos ng hangin na may malinaw na binibigkas na pana-panahong karakter: sila ay humihip mula sa karagatan hanggang sa mainland sa tag-araw at sa kabaligtaran ng direksyon sa taglamig. Ang mga monsoon ng Indian Ocean ay partikular na regular. Sa gitnang latitud, ang paggalaw ng masa ng hangin ay higit sa lahat sa kanluran (mula kanluran hanggang silangan). Ito ay isang zone ng atmospheric fronts, kung saan lumitaw ang malalaking eddies - cyclones at anticyclones, na sumasaklaw sa maraming daan-daan at kahit libu-libong kilometro. Nagaganap din ang mga bagyo sa tropiko; dito sila ay naiiba sa mas maliliit na sukat, ngunit napakataas na bilis ng hangin, na umaabot sa lakas ng bagyo (33 m/s o higit pa), ang tinatawag na mga tropikal na bagyo. Sa Atlantiko at silangang Pasipiko sila ay tinatawag na mga bagyo, at sa kanlurang Pasipiko ay tinatawag silang mga bagyo. Sa itaas na troposphere at lower stratosphere, sa mga lugar na naghihiwalay sa direktang cell ng meridional na sirkulasyon ng Hadley at ang reverse Ferrell cell, medyo makitid, daan-daang kilometro ang lapad, ang mga jet stream na may malinaw na tinukoy na mga hangganan ay madalas na sinusunod, kung saan ang hangin ay umabot sa 100 -150 at kahit 200 m/ Sa.

Klima at panahon. Ang pagkakaiba sa dami ng solar radiation na dumarating sa iba't ibang latitude sa iba't ibang pisikal na katangian ibabaw ng lupa, tinutukoy ang pagkakaiba-iba ng mga klima ng Earth. Mula sa ekwador hanggang sa mga tropikal na latitud, ang temperatura ng hangin malapit sa ibabaw ng daigdig ay may average na 25-30 ° C at kaunti ang nagbabago sa buong taon. Sa equatorial zone, kadalasang bumabagsak ang maraming pag-ulan, na lumilikha ng mga kondisyon para sa labis na kahalumigmigan doon. Sa mga tropikal na zone, ang dami ng pag-ulan ay bumababa at sa ilang mga lugar ay nagiging napakaliit. Narito ang malalawak na disyerto ng Earth.

Sa subtropiko at gitnang latitude, ang temperatura ng hangin ay nag-iiba nang malaki sa buong taon, at ang pagkakaiba sa pagitan ng tag-araw at taglamig ay lalong malaki sa mga lugar ng mga kontinente na malayo sa mga karagatan. Kaya, sa ilang mga lugar ng Eastern Siberia, ang taunang amplitude ng temperatura ng hangin ay umabot sa 65°C. Ang mga kondisyon ng humidification sa mga latitude na ito ay napaka-magkakaibang, pangunahing nakasalalay sa rehimen ng pangkalahatang sirkulasyon ng atmospera, at malaki ang pagkakaiba-iba sa bawat taon.

Sa mga polar latitude, ang temperatura ay nananatiling mababa sa buong taon, kahit na may kapansin-pansing pagkakaiba-iba ng pana-panahon. Nag-aambag ito sa malawakang pamamahagi ng takip ng yelo sa mga karagatan at lupain at permafrost, na sumasakop sa mahigit 65% ng lugar ng Russia, pangunahin sa Siberia.

Sa nakalipas na mga dekada, ang mga pagbabago sa pandaigdigang klima ay naging higit at higit na kapansin-pansin. Mas tumataas ang temperatura sa matataas na latitude kaysa sa mababang latitude; higit pa sa taglamig kaysa sa tag-araw; mas marami sa gabi kaysa sa araw. Sa paglipas ng ika-20 siglo, ang average na taunang temperatura ng hangin malapit sa ibabaw ng lupa sa Russia ay tumaas ng 1.5-2 ° C, at sa ilang mga rehiyon ng Siberia ang pagtaas ng ilang degree ay sinusunod. Ito ay nauugnay sa isang pagtaas sa greenhouse effect dahil sa isang pagtaas sa konsentrasyon ng mga maliliit na gas na dumi.

Ang panahon ay tinutukoy ng mga kondisyon ng sirkulasyon ng atmospera at ang heograpikal na lokasyon ng lugar, ito ay pinaka-matatag sa tropiko at pinaka-nababago sa gitna at mataas na latitude. Higit sa lahat, nagbabago ang panahon sa mga zone ng pagbabago ng masa ng hangin, dahil sa pagdaan ng mga atmospheric fronts, cyclones at anticyclones, nagdadala ng pag-ulan at pagtaas ng hangin. Ang data para sa pagtataya ng lagay ng panahon ay kinokolekta mula sa mga istasyon ng panahon na nakabatay sa lupa, mga barko at sasakyang panghimpapawid, at mga meteorolohiko na satellite. Tingnan din ang meteorolohiya.

Optical, acoustic at electrical phenomena sa kapaligiran. Kapag ang electromagnetic radiation ay kumakalat sa atmospera, bilang isang resulta ng repraksyon, pagsipsip at pagkakalat ng liwanag sa pamamagitan ng hangin at iba't ibang mga particle (aerosol, mga kristal ng yelo, mga patak ng tubig), iba't ibang mga optical phenomena ang lumitaw: bahaghari, mga korona, halo, mirage, atbp. ang scattering ay tumutukoy sa maliwanag na taas ng kalangitan at asul na kulay ng kalangitan. Ang hanay ng kakayahang makita ng mga bagay ay tinutukoy ng mga kondisyon ng pagpapalaganap ng liwanag sa atmospera (tingnan ang Atmospheric visibility). Tinutukoy ng transparency ng atmospera sa iba't ibang wavelength ang hanay ng komunikasyon at ang posibilidad ng pag-detect ng mga bagay na may mga instrumento, kabilang ang posibilidad ng mga astronomical na obserbasyon mula sa ibabaw ng Earth. Para sa mga pag-aaral ng optical inhomogeneities sa stratosphere at mesosphere, ang phenomenon ng twilight ay may mahalagang papel. Halimbawa, ang pagkuha ng takip-silim na may sasakyang pangkalawakan nagbibigay-daan sa pagtuklas ng mga layer ng aerosol. Ang mga tampok ng pagpapalaganap ng electromagnetic radiation sa kapaligiran ay tumutukoy sa katumpakan ng mga pamamaraan para sa remote sensing ng mga parameter nito. Ang lahat ng mga tanong na ito, tulad ng marami pang iba, ay pinag-aralan ng atmospheric optics. Tinutukoy ng repraksyon at pagkalat ng mga radio wave ang mga posibilidad ng pagtanggap ng radyo (tingnan ang Propagation of radio waves).

Ang pagpapalaganap ng tunog sa atmospera ay nakasalalay sa spatial na pamamahagi ng temperatura at bilis ng hangin (tingnan ang Atmospheric acoustics). Ito ay kawili-wili para sa remote sensing ng kapaligiran. Ang mga pagsabog ng mga singil na inilunsad ng mga rocket sa itaas na kapaligiran ay nagbigay ng maraming impormasyon tungkol sa mga sistema ng hangin at ang kurso ng temperatura sa stratosphere at mesosphere. Sa isang stably stratified atmosphere, kapag ang temperatura ay bumagsak na may taas na mas mabagal kaysa sa adiabatic gradient (9.8 K/km), ang tinatawag na internal waves ay bumangon. Ang mga alon na ito ay maaaring magpalaganap paitaas sa stratosphere at maging sa mesosphere, kung saan sila ay humihina, na nag-aambag sa pagtaas ng hangin at kaguluhan.

Ang negatibong singil ng Earth at ang electric field na dulot nito, ang atmospera, kasama ang electrically charged na ionosphere at magnetosphere, ay lumikha ng isang global electrical circuit. Isang mahalagang papel ang ginagampanan ng pagbuo ng mga ulap at kidlat na kuryente. Ang panganib ng mga paglabas ng kidlat ay nangangailangan ng pagbuo ng mga pamamaraan para sa proteksyon ng kidlat ng mga gusali, istruktura, linya ng kuryente at komunikasyon. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay partikular na panganib sa aviation. Ang mga discharge ng kidlat ay nagdudulot ng interference ng atmospheric radio, na tinatawag na atmospherics (tingnan ang Whistling atmospherics). Sa panahon ng isang matalim na pagtaas sa lakas ng patlang ng kuryente, ang mga nagliliwanag na discharge ay sinusunod na lumabas sa mga punto at matalim na sulok ng mga bagay na nakausli sa ibabaw ng lupa, sa mga indibidwal na taluktok sa mga bundok, atbp. (Mga ilaw ng Elma). Ang kapaligiran ay palaging naglalaman ng isang bilang ng mga magaan at mabibigat na ion, na lubhang nag-iiba depende sa mga partikular na kondisyon, na tumutukoy sa electrical conductivity ng atmospera. Ang mga pangunahing air ionizer na malapit sa ibabaw ng lupa ay ang radiation ng mga radioactive substance na nakapaloob sa crust ng earth at sa atmospera, pati na rin ang mga cosmic ray. Tingnan din ang kuryente sa atmospera.

Impluwensiya ng tao sa kapaligiran. Sa nakalipas na mga siglo, nagkaroon ng pagtaas sa konsentrasyon ng mga greenhouse gas sa atmospera dahil sa mga aktibidad ng tao. Porsiyento tumaas ang carbon dioxide mula 2.8-10 2 dalawang daang taon na ang nakalilipas hanggang 3.8-10 2 noong 2005, nilalaman ng methane - mula 0.7-10 1 mga 300-400 taon na ang nakakaraan hanggang 1.8-10 -4 ika-21 siglo; humigit-kumulang 20% ​​ng pagtaas sa epekto ng greenhouse sa nakalipas na siglo ay ibinigay ng mga freon, na halos hindi umiiral sa atmospera hanggang sa kalagitnaan ng ika-20 siglo. Ang mga sangkap na ito ay kinikilala bilang stratospheric ozone depleters at ang kanilang produksyon ay ipinagbabawal sa ilalim ng 1987 Montreal Protocol. Ang pagtaas ng konsentrasyon ng carbon dioxide sa atmospera ay sanhi ng pagsunog ng patuloy na pagtaas ng dami ng karbon, langis, gas at iba pang carbon fuel, gayundin ang deforestation, na nagpapababa sa pagsipsip ng carbon dioxide sa pamamagitan ng photosynthesis. Ang konsentrasyon ng methane ay tumataas sa paglaki ng produksyon ng langis at gas (dahil sa mga pagkalugi nito), gayundin sa paglawak ng mga pananim na palay at pagtaas ng bilang ng mga baka. Ang lahat ng ito ay nag-aambag sa pag-init ng klima.

Upang baguhin ang panahon, ang mga paraan ng aktibong impluwensya sa mga proseso ng atmospera ay binuo. Ginagamit ang mga ito upang protektahan ang mga halamang pang-agrikultura mula sa pinsala ng granizo sa pamamagitan ng pagpapakalat ng mga espesyal na reagents sa mga thundercloud. Mayroon ding mga pamamaraan para sa pag-alis ng fog sa mga paliparan, pagprotekta sa mga halaman mula sa hamog na nagyelo, pag-impluwensya sa mga ulap upang palakihin ang pag-ulan sa mga tamang lugar, o upang ikalat ang mga ulap sa mga pampublikong kaganapan.

Pag-aaral ng kapaligiran. Ang impormasyon tungkol sa mga pisikal na proseso sa atmospera ay pangunahing nakuha mula sa mga obserbasyon ng meteorolohiko, na isinasagawa ng isang pandaigdigang network ng mga permanenteng istasyon ng meteorolohiko at mga post na matatagpuan sa lahat ng mga kontinente at sa maraming mga isla. Ang mga pang-araw-araw na obserbasyon ay nagbibigay ng impormasyon tungkol sa temperatura at halumigmig ng hangin, atmospheric pressure at precipitation, cloudiness, wind, atbp. Ang mga obserbasyon ng solar radiation at mga pagbabago nito ay isinasagawa sa mga actinometric stations. Ang malaking kahalagahan para sa pag-aaral ng kapaligiran ay ang mga network ng mga istasyon ng aerological, kung saan ang mga pagsukat ng meteorolohiko ay ginawa sa tulong ng mga radiosonde hanggang sa taas na 30-35 km. Sa ilang mga istasyon, ang mga obserbasyon ay ginawa ng atmospheric ozone, electrical phenomena sa atmospera, at ang kemikal na komposisyon ng hangin.

Ang data mula sa mga istasyon sa lupa ay dinadagdagan ng mga obserbasyon sa mga karagatan, kung saan ang "mga barko ng panahon" ay tumatakbo, na permanenteng matatagpuan sa ilang mga lugar ng World Ocean, pati na rin ang meteorolohiko na impormasyon na natanggap mula sa pananaliksik at iba pang mga barko.

Sa nakalipas na mga dekada, dumaraming impormasyon tungkol sa atmospera ang nakuha sa tulong ng mga meteorological satellite, kung saan inilalagay ang mga instrumento para sa pagkuha ng litrato sa mga ulap at pagsukat ng mga flux ng ultraviolet, infrared, at microwave radiation mula sa Araw. Ginagawang posible ng mga satellite na makakuha ng impormasyon tungkol sa mga profile ng vertical na temperatura, cloudiness at nilalaman ng tubig nito, mga elemento ng balanse ng atmospheric radiation, temperatura sa ibabaw ng karagatan, atbp. Gamit ang mga sukat ng repraksyon ng mga signal ng radyo mula sa isang sistema ng navigation satellite, posible na matukoy ang mga vertical na profile ng density, presyon at temperatura, pati na rin ang moisture content sa atmospera . Sa tulong ng mga satellite, naging posible na linawin ang halaga ng solar constant at planetary albedo ng Earth, bumuo ng mga mapa ng balanse ng radiation ng Earth-atmosphere system, sukatin ang nilalaman at pagkakaiba-iba ng maliliit na impurities sa atmospera, at lutasin ang marami. iba pang mga problema ng atmospheric physics at pagsubaybay sa kapaligiran.

Lit.: Budyko M. I. Klima sa nakaraan at hinaharap. L., 1980; Matveev L. T. Kurso ng pangkalahatang meteorolohiya. Pisika ng kapaligiran. 2nd ed. L., 1984; Budyko M. I., Ronov A. B., Yanshin A. L. Kasaysayan ng kapaligiran. L., 1985; Khrgian A.Kh. Atmospheric Physics. M., 1986; Atmosphere: Isang Handbook. L., 1991; Khromov S. P., Petrosyants M. A. Meteorology at climatology. ika-5 ed. M., 2001.

G. S. Golitsyn, N. A. Zaitseva.

Ang pagbuo ng kapaligiran ng Earth ay nagsimula noong sinaunang panahon - sa protoplanetary na yugto ng pag-unlad ng Earth, sa panahon ng aktibong panahon na may paglabas ng isang malaking halaga ng mga gas. Nang maglaon, nang lumitaw ang biosphere sa Earth, nagpatuloy ang pagbuo ng atmospera dahil sa pagpapalitan ng gas sa pagitan ng tubig, halaman, hayop at kanilang mga produkto ng pagkabulok.

Sa buong kasaysayan ng geological, ang kapaligiran ng Earth ay sumailalim sa isang serye ng mga malalim na pagbabago.

Pangunahing kapaligiran ng Earth. Pagbawi.

Bahagi Pangunahing kapaligiran ng Earth sa protoplanetary stage ng pag-unlad ng Earth (higit sa 4.2 bilyong taon na ang nakalilipas), ang methane, ammonia, at carbon dioxide ay higit na kasama. Pagkatapos, bilang resulta ng degassing at tuluy-tuloy na mga proseso ng weathering sa ibabaw ng lupa, ang komposisyon ng pangunahing atmospera ng Earth ay pinayaman ng singaw ng tubig, mga carbon compound (CO 2, CO) at sulfur, pati na rin ang mga malakas na halogen acid (HCI, HF. , HI) at boric acid. Ang paunang kapaligiran ay masyadong manipis.

Pangalawang kapaligiran ng Earth. Oxidative.

Kasunod nito, ang pangunahing kapaligiran ay nagsimulang magbago sa pangalawang isa. Nangyari ito bilang resulta ng parehong mga proseso ng weathering na naganap sa ibabaw ng lupa, aktibidad ng bulkan at solar, gayundin dahil sa mahahalagang aktibidad ng cyanobacteria at blue-green algae.

Ang resulta ng pagbabago ay ang agnas ng methane sa hydrogen at carbon dioxide, ammonia - sa nitrogen at hydrogen. Nagsimulang maipon ang carbon dioxide at nitrogen sa atmospera ng Earth.

Ang asul-berdeng algae sa pamamagitan ng photosynthesis ay nagsimulang gumawa ng oxygen, na halos lahat ay ginugol sa oksihenasyon ng iba pang mga gas at bato. Bilang resulta, ang ammonia ay na-oxidize sa molecular nitrogen, methane at carbon monoxide - sa carbon dioxide, sulfur at hydrogen sulfide - sa SO 2 at SO 3.

Kaya, ang atmospera ay unti-unting napalitan mula sa isang nagpapababang atmospera tungo sa isang oxidizing.

Ang pagbuo at ebolusyon ng carbon dioxide sa pangunahin at pangalawang kapaligiran.

Mga mapagkukunan ng carbon dioxide sa mga unang yugto ng pagbuo ng atmospera:

• oksihenasyon ng methane,
• Degassing ng manta ng Earth,
• Weathering ng mga bato.

Sa pagliko ng Proterozoic at Paleozoic (mga 600 milyong taon na ang nakalilipas), ang nilalaman ng carbon dioxide sa atmospera ay bumaba at umabot lamang sa ikasampu ng isang porsyento ng kabuuang dami ng mga gas sa atmospera.

Ang kasalukuyang antas ng nilalaman ng carbon dioxide sa atmospera ay umabot lamang 10-20 milyong taon na ang nakalilipas.

Ang pagbuo at ebolusyon ng oxygen sa pangunahin at pangalawang kapaligiran.

Mga mapagkukunan ng oxygen maagang yugto ng pagbuo ng atmospera :

• Pag-degas ng mantle ng Earth - halos lahat ng oxygen ay ginugol sa mga proseso ng oxidative.
• Photodissociation ng tubig (decomposition sa hydrogen at oxygen molecule) sa atmospera sa ilalim ng pagkilos ng ultraviolet radiation - bilang isang resulta, ang mga libreng molekula ng oxygen ay lumitaw sa kapaligiran.
• Pagproseso ng carbon dioxide sa oxygen ng mga eukaryote. Ang paglitaw ng libreng oxygen sa atmospera ay humantong sa pagkamatay ng mga prokaryote (inangkop sa buhay sa pagbabawas ng mga kondisyon) at ang paglitaw ng mga eukaryote (inangkop upang manirahan sa isang kapaligirang nag-o-oxidize).

Pagbabago sa konsentrasyon ng oxygen sa atmospera.

Archean - unang kalahati ng Proterozoic - konsentrasyon ng oxygen 0.01% ng kasalukuyang antas (Urey point). Halos lahat ng nagresultang oxygen ay ginugol sa oksihenasyon ng bakal at asupre. Nagpatuloy ito hanggang sa na-oxidize ang lahat ng ferrous iron sa ibabaw ng lupa. Simula noon, nagsimulang maipon ang oxygen sa kapaligiran.

Ang ikalawang kalahati ng Proterozoic - ang pagtatapos ng unang bahagi ng Vendian - ang konsentrasyon ng oxygen sa atmospera ay 0.1% ng kasalukuyang antas (Pasteur point).

Late Vendian - Silurian period. Pinasigla ng libreng oxygen ang pag-unlad ng buhay - ang proseso ng anaerobic fermentation ay pinalitan ng isang mas masiglang mas promising at progresibong metabolismo ng oxygen. Simula noon, ang akumulasyon ng oxygen sa atmospera ay medyo mabilis. Ang paglitaw ng mga halaman mula sa dagat hanggang sa lupa (450 milyong taon na ang nakalilipas) ay humantong sa pag-stabilize ng antas ng oxygen sa atmospera.

gitna Cretaceous . Ang pangwakas na pagpapapanatag ng konsentrasyon ng oxygen sa kapaligiran ay nauugnay sa hitsura ng mga namumulaklak na halaman (100 milyong taon na ang nakalilipas).

Ang pagbuo at ebolusyon ng nitrogen sa pangunahin at pangalawang kapaligiran.

Ang nitrogen ay nabuo sa mga unang yugto ng pag-unlad ng Earth dahil sa pagkabulok ng ammonia. Ang pagbubuklod ng atmospheric nitrogen at ang paglilibing nito sa marine sediments ay nagsimula sa pagdating ng mga organismo. Matapos ang pagpapakawala ng mga buhay na organismo sa lupa, ang nitrogen ay nagsimulang ilibing sa mga sediment ng kontinental. Ang proseso ng nitrogen fixation ay lalo na pinatindi sa pagdating ng mga terrestrial na halaman.

Kaya, ang komposisyon ng kapaligiran ng Earth ay tumutukoy sa mga katangian ng buhay ng mga organismo, na nag-ambag sa kanilang ebolusyon, pag-unlad at pag-aayos sa ibabaw ng lupa. Ngunit sa kasaysayan ng Earth kung minsan ay may mga pagkabigo sa pamamahagi ng komposisyon ng gas. Ang dahilan nito ay iba't ibang mga sakuna na naganap nang higit sa isang beses sa panahon ng Cryptozoic at Phanerozoic. Ang mga pagkabigo na ito ay humantong sa malawakang pagkalipol ng organikong mundo.

Ang komposisyon ng sinaunang at modernong kapaligiran sa mga terminong porsyento ay ipinapakita sa Talahanayan 1.

Talahanayan 1. Komposisyon ng pangunahin at modernong kapaligiran ng Earth.