РЕФЕРАТ

з дисципліни: «Екологія»

на  тему: «Температура атмосфери» 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Зміст

 

Вступ

     Атмосферний ярус географічної оболонки оповиває навколо Землю і є найбільш рухомим. Він являє собою лише нижні шари атмосфери до висоти 35-40 км від поверхні Землі.

     Повітряна оболонка має велике значення для  життя на Землі. Вона захищає планету  від переохолодження та згубного ультрафіолдетового випромінювання Сонця. Без Атмосфери небо було б чорним, а ніч наставала б і кінчалась раптово – з останнім і першим промінням сонця. Вдень стояла б нестерпна спека, а в ночі було б нестерпно холодно. Позбавле атмосфери наша Земля була б непривітною, безбарвною, безплідною – мертвою пустиною. Завдяки атмосфері ти чуєш звучання музики і шелест лісу, морський прибій і дзвінку пісню жайворонка, бачиш блакитне небо і барвисту веселку, полярне сяйво і мерехтіння зір. Опади, грім, блискавка – все це зароджується в атмосфері. Тому розглянемо основні компоненти атмосфери та її температуру, тому що температура атмосфери значно впливає на людину. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Атмосфера. Основні  компоненти. Склад атмосфери

     Атмосфера — це газова оболонка, що оточує .Землю. Наявність атмосфери — одна з найголовніших умов життя на планеті. Без їжі людина може обходитися місяць, без води — тиждень, а без повітря не проживе й кількох хвилин.

     Атмосфера, як елемент глобальної екосистеми, виконує кілька основних функцій:

     • захищає живі організми від згубного впливу космічних випромінювань  та ударів метеоритів;

     • регулює сезонні й добові коливання температури (якби на Землі не існувало атмосфери, то добові коливання температури досягали б ± 200 °С);

     • є носієм тепла й вологи;

     • є депо газів, які беруть участь у  фотосинтезі й забезпечують дихання;

     • зумовлює низку складних екзогенних процесів (вивітрювання гірських порід, діяльність природних вод, мерзлоти, льодовиків тощо).

     Основні компоненти атмосфери: азот (78,084 %), кисень (20,946 %) та аргон (0,934 %). Важливу роль відіграють і так звані малі домішки: вуглекислий  газ, метан тощо. Крім того, атмосфера містить водяну пару: від 0,2 % у приполярних районах до 3 % поблизу екватора. Такий хімічний склад атмосфера Землі мала не завжди. Первісна атмосфера Землі була схожа з атмосферами деяких інших планет Сонячної системи, наприклад Венери, й складалася з вуглекислого газу, метану, аміаку тощо. Нинішня киснево-азотна атмосфера — результат життєдіяльності живих

     організмів.

     Маса  атмосфери становить приблизно  одну мільйонну маси Землі — 5,15 • 10^Ь т. Та атмосферне повітря лише умовно можна вважати невичерпним природним ресурсом. Річ утім, що людині необхідне повітря певної якості, а під впливом її ж діяльності хімічний склад і фізичні властивості повітря дедалі погіршуються. На Землі вже практично не залишилося місць, де повітря зберегло свої первозданні чистоту та якість, а в деяких промислових центрах стан атмосфери вже просто загрозливий для людського здоров'я.

     Щонайменше  в 60 містах США десятки мільйонів  людей дихають повітрям, яке не відповідає сучасним нормам і є шкідливим для їхнього здоров'я.

     На  кожного жителя цих міст щорічно  випадає близько тонни небезпечних  для здоров'я речовин.

     Атмосфера складається з таких шарів (знизу вгору): тропосфера (до висоти  18 км), стратосфера (до 50), мезосфера (до 80), термосфера (1000), екзосфера (1900), геокорона (умоізно до 20 тис. км); далі атмосфера поступово переходить у міжпланетний космічний вакуум. Основна маса повітря (90 %) зосереджена в нижньому шарі — тропосфері. Тут же відбуваються найінтен-сивніші теплові процеси, причому атмосфера нагрівається знизу, від поверхні океанів і суходолу. Надзвичайно важливе екологічне значення для біосфери має озоновий шар у стратосфері, повітря якого збагачене триатомним киснем (О₃). Він розташований на висоті 20—50 км і захищає все живе па Землі від згубної дії «жорсткого» ультрафіолетового випромінювання Сонця.

     Крім  газів, у повітрі атмосфери містяться  ще й домішки так званих аерозолів, тобто дуже дрібних крапель рідин  і твердих частинок як природного, так і штучного походження: сірчистих (краплі Н₂5О₄), мінеральних (пил із земної поверхні), вуглеводневих (сажа), морських (частинки морських солей) та ін.

     Ш Парниковий ефект. Клімат Землі, що залежить в основному від стану її атмосфери, протягом геологічної історії періодично змінювався: чергувалися епохи істотного похолодання, коли значні території суші вкривалися льодовиками, й епохи потепління (до речі, ми живемо саме в епоху потепління, коли розтанули великі льодовикові щити в Євразії та Північній Америці). Та останнім часом учені-метеорологи б'ють на сполох: сьогодні атмосфера Землі розігрівається набагато швидше, ніж будь-коли в минулому. За даними ООН, із кінця XIX до початку XXI ст. глобальна температура на земній кулі підвищилася загалом на 0,6 °С. Середня швидкість підвищення глобальної температури до 1970 р. становила 0,05 °С за 10 років, а останніми десятиліттями вона подвоїлась. І це зумовлено діяльністю людини:

     • по-перше, людина підігріває атмосферу, спалюючи велику кількість вугілля, нафти, газу, а також уводячи в  дію атомні електростанції;

     • по-друге, і це головне, в результаті спалювання органічного палива, а  також унаслідок знищення лісів  у атмосфері нагромаджується  вуглекислий газ. За останні 120 років уміст СО₂ в повітрі збільшився на 17 %. У земній атмосфері вуглекислий газ діє як скло в теплиці чи парнику: він вільно пропускає сонячні промені до поверхні Землі, але втримує її тепло (рис. 3.1). Це спричинює розігрівання атмосфери, відоме як парниковий ефект. За розрахунками вчених, найближчими десятиліттями через парниковий ефект середньорічна температура на Землі може підвищитися на 1,5 - 2 °С.

     Якщо  людство не зменшить обсягу забруднень атмосфери й .глобальна температура  зростатиме й надалі, як це відбувається протягом останніх 20 років, то дуже швидко клімат на Землі стане теплішим, ніж будь-коли впродовж 100 тис. років. Це прискорить глобальну екологічну кризу.

     У чому ж полягає  небезпека парникового  ефекту? Розрахунки й моделювання на ЕОМ свідчать: підвищення середньорічної температури спричинить зміни таких найважливіших кліматичних параметрів, як кількість опадів, хмарний покрив, океанічні течії, розміри полярних крижаних шапок. Внутрішні райони континентів стануть сухішими, а узбережжя — вологішими, зима буде коротшою й теплішою, а літо — тривалішим і спекотнішим. Основні кліматичні зони в північній півкулі змістяться на північ приблизно на 400 км. Це зумовить потепління в зоні тундри, танення шару вічної мерзлоти й полярних крижаних шапок. У середніх широтах, тобто в головних «хлібних» районах (Україна, Чорнозем'я Росії, Кубань, «зернові штати» США), клімат стане напівпустельним, і врожаї зерна різко скоротяться.

     Глобальне потепління призведе до танення льодовиків Гренландії, Антарктиди й гір, рівень Світового океану підвищиться на 6—10 м, при цьому буде затоплено  близько 20 % площі суходолу, де сьогодні живуть сотні мільйонів людей, розташовані міста, ферми, сади й поля.

     Учені не дійшли єдиної думки про те, за якого підвищення середньорічної температури  можуть відбутися ці негативні для  людства явища: одні метеорологи  вважають критичним значення 2,5 °С, інші - 5 °С.

     Останнім  часом тривога вчених із приводу парникового ефекту ще посилилася. Виявилося, що, крім вуглекислого газу, парниковий ефект спричинюють також деякі інші гази, що входять до групи малих домішок — метан, оксиди азоту, фреони, — вміст яких в атмосфері через антропогенний фактор стрімко зростає (рис. 3.2).

     Моделлю парникового ефекту в масштабах  планети може слугувати клімат на Венері. її щільна (більш як 9 тис. кПа  біля поверхні) атмосфера, що на 98 % складається з вуглекислого газу, за рахунок цього явища розжарена до температури 500 °С (за такої температури залізо починає світитися червоним кольором).

     Занепокоєна загрозою парникового ефекту світова  спільнота намагається запровадити  низку запобіжних заходів. У 1992 р.

     Конференцією  ООН із питань довкілля й розвитку прийнято Рамкову конвенцію про  зміну клімату, мета якої — «досягти стабілізації концентрації парникових газів у атмосфері на такому рівні, який не допускав би шкідливого антропогенного впливу на кліматичну систему». Конвенцію підписали практично всі держави — члени ООН, у тому числі Україна. Згідно з цією Конвенцією і Кіотським протоколом, що є її доповненням, промислово розвинені країни, до яких віднесено й Україну, повинні з 2008 по 2012 р. знизити як мінімум на 5 % порівняно з рівнем 1990 р. загальні викиди шести газів, котрі спричиняють парниковий ефект. Україна має стабілізувати викиди цих газів на рівні 1990 р.

     Руйнування  озонового шару атмосфери  (рис. 3.3). Життя на Землі залежить від енергії Сонця. Надходить ця енергія на Землю у вигляді світла видимого випромінювання, а також інфрачервоного, або теплового, й ультрафіолетового (УФ) випромінювань.

     УФ-випромінювання несе найбільшу енергію і є  фізіологічне активним, тобто інтенсивно діє на живу речовину. Весь потік УФ-випромінювання Сонця, що доходить до земної атмосфери, умовно поділяють на три діапазони: УФ(А) (довжина хвилі 400 - 315 нм), УФ(В) (315-280 нм) і УФ(С) (280-100 нм). УФ(В)- і УФ(С)-виг]ромінювання, так званий «жорсткий ультрафіолет», надзвичайно шкідливі для всього живого: вони призводять до порушення структури білків та нуклеїнових кислот і врешті-решт до загибелі клітин.

     Що  ж захищає нас  і всю біосферу від згубної дії  «жорсткого ультрафіолету»?

     Озоновий  щит Землі.

     Як уже згадувалося, на висотах 20—50 км повітря містить підвищену кількість озону. Озон утворюється в стратосфері за рахунок звичайного двохатомного кисню (О₂), що поглинає «жорстке» УФ-випромінювання. Енергія УФ(В)- та УФ(С)-ви-промінювань витрачається на фотохімічну реакцію утворення озону з кисню (ЗО₂ -» 2О₃), і тому до поверхні Землі вони не доходять; туди проникає лише істотно ослаблений потік «м'якого» УФ(А)-випромінювання. Від його негативної дії наш організм уміє захищатися, синтезуючи в шкірі шар темного пігменту — меланіну (засмага). Однак ця речовина утворюється досить повільно. Тому тривале перебування на весняному сонці, коли шкіра ще не насичена меланіном, викликає її почервоніння, головний біль, підвищення температури тіла тощо.

     Озоновий  шар в атмосфері Землі з'явився на світанку її геологічної історії, коли в повітря став надходити кисень, що вироблявся в процесі фотосинтезу мікроскопічними морськими водоростями. За розрахунками вчених, коли вміст кисню в атмосфері досяг приблизно 10 % сучасного, сформувався озоновий шар, і життя змогло вийти з моря на суходіл (до цього поверхня суші була випалена, стерилізована ультрафіолетом).

     Останнім  часом учені надзвичайно занепокоєні  зниженням умісту озону в озоновому  шарі атмосфери.

     •> Над Антарктидою в цьому шарі виявлено «діру», в якій уміст озону менший від звичайного на 40—50 %. Площа «діри» з року в рік збільшується й сьогодні вже перевищує площу материка Антарктиди. У результаті підвищився УФ-фон у країнах, розташованих у південній півкулі, ближче до Антарктиди, передусім у Новій Зеландії. Медики цієї країни охоплені тривогою, констатуючи значне зростання захворювань, пов'язаних із підвищенням УФ-фону (рак шкіри й катаракта). Жителі Веллінгтона, столиці Нової Зеландії, які раніше намагалися використати кожний погожий день (їх там буває не так уже й багато) для відпочинку на повітрі, сьогодні побоюються з'являтися на пляжах.

     •> Тривожні повідомлення надходять також  і з північної півкулі: і тут  виявлено озонову «діру» (над Шпіцбергеном), щоправда, не таку велику, як антарктична.

     Зменшення вмісту озону в атмосфері загрожує зниженням урожаїв сільськогосподарських  культур, захворюваннями тварин і людей, збільшенням кількості шкідливих  мутацій і т. п. Якщо ж озоновий шар зникне зовсім, то це призведе до загибелі принаймні наземної біоти.