Атмосфера

 
 

 
 
 
 
 

                                           

Содержание: 

1. ВВЕДЕНИЕ
2. ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ЗЕМЛИ
3. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АТМОСФЕРЫ ЗЕМЛИ
4. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АТМОСФЕРЫ
5. СОСТАВ АТМОСФЕРЫ
6. ИСТОРИЯ ОБРАЗОВАНИЯ АТМОСФЕРЫ

1. РАННЯЯ ИСТОРИЯ
2. ПОЯВЛЕНИЕ ЖИЗНИ И КИСЛОРОДА
3. СОВРЕМЕННАЯ АТМОСФЕРА

1. БАЛАНС КИСЛОРОДА
2. АЗОТ
3. БЛАГОРОДНЫЕ ГАЗЫ

4. ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ

7. СТРОЕНИЕ АТМОСФЕРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕКОТОРЫХ ОБОЛОЧЕК.

      7.1 ТРОПОСФЕРА

      7.2 СТРАТОСФЕРА

      7.3 МЕЗОСФЕРА

      7.4 ТЕРМОСФЕРА

      7.5 ЭКЗОСФЕРА

8. СВОЙСТВА АТМОСФЕРЫ

9. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

10.СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ

     АТМОСФЕРА, газовая оболочка, окружающая небесное тело. Ее характеристики

зависят от размера, массы, температуры, скорости вращения и химического состава данного небесного тела, а также определяются историей его формирования, начиная с момента зарождения. Атмосфера Земли образована смесью газов, называемой воздухом. Ее основные составляющие – азот и кислород в соотношении приблизительно 4:1.

     На человека оказывает воздействие главным образом состояние нижних 15–25

км атмосферы, поскольку именно в этом нижнем слое сосредоточена основная

масса воздуха. Наука, изучающая атмосферу, называется метеорологией, хотя

предметом этой науки являются также погода и ее влияние на человека.

     Состояние верхних слоев атмосферы, расположенных на высотах от 60 до 300 и

даже 1000 км от поверхности Земли, также изменяется. Здесь развиваются сильные ветры, штормы и проявляются такие удивительные электрические явления, как полярные сияния. Многие из перечисленных феноменов связаны с потоками солнечной радиации, космического излучения, а также магнитным полем Земли. Высокие слои атмосферы – это также и химическая лаборатория, поскольку там,0 в условиях, близких к вакууму, некоторые атмосферные газы под влиянием мощного потока солнечной энергии вступают в химические реакции. Наука, изучающая эти взаимосвязанные явления и процессы, называется физикой высоких слоев атмосферы. 

ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ АТМОСФЕРЫ  ЗЕМЛИ

  После  своего возникновения приблизительно 4600 млн. лет тому назад наша Земля, по всей вероятности, уже не меняла своей формы. Ее химический состав также остался первоначальным, однако распределение отдельных химических элементов существенно изменилось. Поверхность Земли первоначально была пустынной и не носила следов эрозии.  Первичная  атмосфера Земли, возникшая  из межзвездного газа, состояла преимущественно из водорода и гелия. Однако  гравитация Земли не могла удержать легкие газы и  значительная часть их ускользала в межпланетное пространство, а оттуда под действием солнечного ветра эти газы вытеснялись

за пределы  солнечной системы.

  Современная  «кислородная» земная атмосфера  имеет вторичное происхождение.  Она пополнялась и пополняется  за счет газов, выделяющихся  при жизнедеятельности организмов на поверхности Земли и вулканической деятельности земных  недр. Биогенное происхождение имеет практически весь свободный кислород атмосферы.

  Видимо, лишь  в течение относительно  короткого времени Земля оставалась  безводной. Ее гидросфера сложилась  приблизительно таким же путем, как и атмосфера -  сначала в виде водяных паров, которые по мере понижения температуры конденсировались и выпадали в виде осадков. Поскольку Земля находится на довольно-таки выгодном расстоянии от Солнца (в 1500 млн. кило-

метрах), температура на ее поверхности колеблется в узких пределах, главным образом  оставаясь обычно несколько выше  0 . При такой температуре вода на поверхности Земли остается в  жидком состоянии, что имело колоссальное значение для всей дальнейшей истории Земли, так как вода является идеальной средой для самых разных химических реакций. Как только на поверхности Земли стали задерживаться водные  массы, образуя в местах депрессий сплошные  водные  бассейны, в эволюции нашей планеты наступил период, известный под названием океанического.

  На  Земле участились ураганы и  грозы невиданной силы. Ливни  растворяли все растворимые соли, находившиеся на поверхности  Земли, а также вымывали их  из горных пород. Образовавшиеся  растворы выносились в мировой  океан и накапливались там. Таким образом, морская вода стала соленой уже очень рано.

  С  возникновением гидросферы и  атмосферы  появились новые  силы, активно преобразующие   лик Земли и ныне.  

 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АТМОСФЕРЫ ЗЕМЛИ

    Размеры. Пока ракеты-зонды и искусственные спутники не исследовали внешние

слои  атмосферы на расстояниях, в несколько  раз превосходящих радиус Земли,

считалось, что по мере удаления от земной поверхности  атмосфера постепенно

становится  более разреженной и плавно переходит  в межпланетное пространство. Сейчас установлено, что потоки энергии из глубоких слоев Солнца проникают в космическое пространство далеко за орбиту Земли, вплоть до внешних пределов Солнечной системы. Этот т.н. солнечный ветер обтекает магнитное поле Земли, формируя удлиненную «полость», внутри которой и сосредоточена земная атмосфера.

      Магнитное поле Земли заметно сужено с обращенной к Солнцу дневной стороны и образует длинный язык, вероятно выходящий за пределы орбиты Луны, – с противоположной, ночной стороны. Граница 0магнитного поля Земли называется магнитопаузой. С дневной стороны эта граница проходит на расстоянии около семи земных радиусов от поверхности, но в периоды повышенной солнечной активности оказывается еще ближе к поверхности Земли. Магнитопауза является одновременно границей земной атмосферы, внешняя оболочка которой называется также магнитосферой, так как в ней сосредоточены заряженные частицы (ионы), движение которых обусловлено магнитным полем Земли. Общий вес газов атмосферы составляет приблизительно 4,5Ч1015 т. Таким образом, «вес» атмосферы, приходящийся на единицу площади, или атмосферное давление, составляет на уровне моря примерно 11 т/м2.    Значение для жизни. Из сказанного выше следует, что Землю от межпланетного пространства отделяет мощный защитный слой. Космическое пространство пронизано мощным ультрафиолетовым и рентгеновским излучением Солнца и еще более жестким космическим излучением, и эти виды радиации губительны для всего живого. На внешней границе атмосферы интенсивность излучения смертоносна, но значительная его часть задерживается атмосферой далеко от поверхности Земли. Поглощением этого излучения объясняются многие свойства высоких слоев атмосферы и особенно происходящие там электрические явления. Самый нижний, приземной слой атмосферы особенно важен для человека, который обитает в месте контакта твердой, жидкой и газообразной оболочек Земли. Верхняя оболочка «твердой» Земли называется литосферой. Около 72% поверхности Земли покрыто водами океанов, составляющими большую часть гидросферы. Атмосфера граничит как с литосферой, так и с гидросферой. Человек живет на дне воздушного океана и вблизи или выше уровня океана водного. Взаимодействие этих океанов является одним из важных факторов, определяющих состояние атмосферы.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АТМОСФЕРЫ

Атмосфе́ра (от. греч. ατμός — пар и σφαῖρα — шар) — газовая оболочка, окружающая планету Земля. Совокупность разделов физики и химии, изучающих атмосферу, принято называть физикой атмосферы. Атмосфера определяет погоду на поверхности Земли, изучением погоды занимается метеорология, а длительными вариациями климата - климатология.

Толщина атмосферы 1500 км от поверхности Земли. Суммарная масса воздуха, т. е. смеси газов, составляющих атмосферу, — (5,1—5,3)×10¹⁵ т. Молекулярная масса чистого сухого воздуха составляет 28,966. Давление при 0°С на уровне моря 1013,25 гПа; критическая температура −140,7°С; критическое давление 3,7 МПа; C_p 10,045×10³ Дж/(кг·К)(в интервале температур от 0—100°С), C_v 8,3710·10³ Дж/(кг·К) (0—1500°С). Растворимость воздуха в воде при 0°С 0,036%, при 25°С — 0,22%. 

 СОСТАВ АТМОСФЕРЫ

Атмосфера Земли — воздушная оболочка Земли, состоящая в основном из газов и различных примесей (пыль, капли воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения), количество которых непостоянно.Концентрация газов, составляющих атмосферу, практически постоянна, за исключением воды (H₂O) и углекислого газа (CO₂).Кроме указанных в таблице газов в атмосфера содержатся SО₂, СН₄, NН₃, СО, углеводороды, НСl, НF, пары Нg, I₂, а также NO и многие другие газы в незначительных количествах. В тропосфере постоянно находится большое количество взвешенных твердых и жидких частиц (аэрозоль).

ИСТОРИЯ ОБРАЗОВАНИЯ АТМОСФЕРЫ

Ранняя  история

В настоящее  время наука не может со стопроцентной  точностью проследить все этапы  образования Земли. Согласно наиболее распространённой теории, атмосфера Земли во времени пребывала в четырёх различных составах. Первоначально она состояла из лёгких газов (водорода и гелия), захваченных из межпланетного пространства. Это так называемая первичная атмосфера. На следующем этапе активная вулканическая деятельность привела к насыщению атмосферы и другими газами, кроме водорода (углеводородами, аммиаком, водяным паром). Так образовалась вторичная атмосфера. Эта атмосфера была восстановительной. Далее процесс образования атмосферы определялся следующими факторами:

• постоянная утечка водорода в межпланетное пространство;
• химические реакции, происходящие в атмосфере под влиянием ультрафиолетового излучения, грозовых разрядов и некоторых других факторов.

Постепенно  эти факторы привели к образованию  третичной атмосферы, характеризующейся гораздо меньшим содержанием водорода и гораздо большим — азота и углекислого газа (образованы в результате химических реакций из аммиака и углеводородов).

Появление жизни и кислорода

С появлением на Земле живых организмов в результате фотосинтеза, сопровождающегося выделением кислорода и поглощением углекислого газа, состав атмосферы начал меняться. Первоначально кислород расходовался на окисление восстановленых соединений — углеводородов, закисной формы железа, содержавшейся в океанах и др. По окончанию данного этапа содержание кислорода в атмосфере стало расти.В течении фанерозоя состав атмосферы и содержание кислорода претерпевало весьма значительные изменения. Оно коррелировано с глобальными вымираниями, оледенениями, и другими глобальными процессами. Снижение содержания кислорода в атмосфере и установление его равновесия стало результатом появления гетеротрофных организмов и вулканической деятельности. Так образовалась современная четвертичная атмосфера, обладающая окислительными свойствами.В последнее время на эволюцию атмосферы стал оказывать влияние человек. Результатом его деятельности стал постоянный значительный рост содержания в атмосфере углекислого газа из-за сжигания углеводородного топлива, накопленого в предыдущие геологические эпохи.