Fysieke kenmerken van de atmosfeer. De atmosfeer van de aarde: structuur en samenstelling. De samenstelling van de lucht op aarde - een verklaring voor kinderen
De wereld gevormd uit drie zeer verschillende delen: land, water en lucht. Elk van hen is uniek en interessant op zijn eigen manier. Nu zullen we het alleen over de laatste hebben. Wat is sfeer? Hoe is het ontstaan? Waar is het van gemaakt en in welke delen is het verdeeld? Al deze vragen zijn buitengewoon interessant.
De naam "atmosfeer" is gevormd uit twee woorden van Griekse oorsprong, vertaald in het Russisch betekenen ze "stoom" en "bal". En als je naar de exacte definitie kijkt, kun je het volgende lezen: "De atmosfeer is de luchtschil van de planeet Aarde, die ermee in de ruimte meesnelt." Het ontwikkelde zich parallel met de geologische en geochemische processen die op de planeet plaatsvonden. En tegenwoordig zijn alle processen die in levende organismen plaatsvinden ervan afhankelijk. Zonder atmosfeer zou de planeet een levenloze woestijn worden zoals de maan.
Waar bestaat het uit?
De vraag wat de sfeer is en welke elementen erin zitten, interesseert mensen al lang. De belangrijkste onderdelen van deze schelp waren al in 1774 bekend. Ze werden geïnstalleerd door Antoine Lavoisier. Hij ontdekte dat de samenstelling van de atmosfeer grotendeels bestaat uit stikstof en zuurstof. In de loop van de tijd zijn de componenten ervan verfijnd. En nu weten we dat het veel meer gassen bevat, maar ook water en stof.
Laten we in meer detail bekijken waaruit de atmosfeer van de aarde nabij het oppervlak bestaat. Het meest voorkomende gas is stikstof. Het bevat iets meer dan 78 procent. Maar ondanks dit een groot aantal van, stikstof is praktisch inactief in de lucht.
Het op een na grootste en belangrijkste element is zuurstof. Dit gas bevat bijna 21% en vertoont gewoon een zeer hoge activiteit. Zijn specifieke functie is het oxideren van dood organisch materiaal, dat als gevolg van deze reactie ontleedt.
Lage maar belangrijke gassen
Het derde gas dat deel uitmaakt van de atmosfeer is argon. Het is iets minder dan één procent. Het wordt gevolgd door kooldioxide met neon, helium met methaan, krypton met waterstof, xenon, ozon en zelfs ammoniak. Maar ze bevatten zo weinig dat het percentage van dergelijke componenten gelijk is aan honderdsten, duizendsten en miljoensten. Hiervan speelt alleen kooldioxide een belangrijke rol, aangezien dit het bouwmateriaal is dat planten nodig hebben voor fotosynthese. De andere belangrijke functie is om straling buiten te houden en een deel van de zonnewarmte te absorberen.
Een ander zeldzaam maar belangrijk gas, ozon, bestaat om de ultraviolette straling van de zon op te vangen. Dankzij deze eigenschap wordt al het leven op de planeet betrouwbaar beschermd. Aan de andere kant beïnvloedt ozon de temperatuur van de stratosfeer. Doordat het deze straling absorbeert, wordt de lucht verwarmd.
De constantheid van de kwantitatieve samenstelling van de atmosfeer wordt gehandhaafd door non-stop mengen. De lagen bewegen zowel horizontaal als verticaal. Daarom is er overal ter wereld voldoende zuurstof en is er geen overmaat aan koolstofdioxide.
Wat hangt er nog meer in de lucht?
Opgemerkt moet worden dat stoom en stof in het luchtruim kunnen worden gedetecteerd. Die laatste bestaat uit pollen en bodemdeeltjes, in de stad worden ze vergezeld door onzuiverheden of fijnstofemissies uit uitlaatgassen.
Maar er is veel water in de atmosfeer. Bij bepaalde voorwaarden het condenseert en wolken en mist verschijnen. In feite is dit hetzelfde, alleen de eerste verschijnen hoog boven het aardoppervlak en de laatste verspreidt zich erover. Wolken nemen verschillende vormen aan. Dit proces is afhankelijk van de hoogte boven de aarde.
Als ze 2 km boven het land zijn gevormd, worden ze gelaagd genoemd. Het is van hen dat regen op de grond valt of sneeuw valt. Boven hen vormen zich cumuluswolken tot een hoogte van 8 km. Ze zijn altijd de mooiste en meest pittoreske. Zij zijn het die worden onderzocht en zich afvragen hoe ze eruit zien. Als dergelijke formaties in de volgende 10 km verschijnen, zullen ze erg licht en luchtig zijn. Hun naam is cirrus.
Wat zijn de lagen van de atmosfeer?
Hoewel ze heel verschillende temperaturen van elkaar hebben, is het erg moeilijk te zeggen op welke hoogte de ene laag begint en de andere eindigt. Deze verdeling is zeer voorwaardelijk en bij benadering. De lagen van de atmosfeer bestaan echter nog steeds en vervullen hun functies.
Het laagste deel van de luchtschil wordt de troposfeer genoemd. De dikte neemt toe bij verplaatsing van de polen naar de evenaar van 8 tot 18 km. Dit is het warmste deel van de atmosfeer, omdat de lucht erin wordt verwarmd van aardoppervlak. de meeste van waterdamp is geconcentreerd in de troposfeer, dus er vormen zich wolken, neerslag valt, onweersbuien rommelen en wind waait.
De volgende laag is ongeveer 40 km dik en wordt de stratosfeer genoemd. Als de waarnemer naar dit deel van de lucht gaat, zal hij ontdekken dat de lucht paars is geworden. Dit komt door de lage dichtheid van de stof, die de zonnestralen praktisch niet verstrooit. Het is in deze laag dat straalvliegtuigen vliegen. Voor hen zijn alle open ruimtes daar open, omdat er praktisch geen wolken zijn. In de stratosfeer bevindt zich een laag die bestaat uit een grote hoeveelheid ozon.
Het wordt gevolgd door de stratopauze en de mesosfeer. Deze laatste heeft een dikte van ongeveer 30 km. Het wordt gekenmerkt door een sterke afname van de luchtdichtheid en temperatuur. De lucht lijkt zwart voor de waarnemer. Hier kun je zelfs overdag naar de sterren kijken.
Lagen met weinig tot geen lucht
De structuur van de atmosfeer gaat verder met een laag die de thermosfeer wordt genoemd - de langste van alle andere, de dikte bereikt 400 km. Deze laag wordt gekenmerkt door een enorme temperatuur, die wel 1700°C kan bereiken.
De laatste twee bollen worden vaak gecombineerd tot één en noemen het de ionosfeer. Dit komt door het feit dat er reacties in optreden met het vrijkomen van ionen. Het zijn deze lagen waarmee je zo'n natuurlijk fenomeen als het noorderlicht kunt observeren.
De volgende 50 km van de aarde zijn gereserveerd voor de exosfeer. Dit is de buitenste schil van de atmosfeer. Daarin worden luchtdeeltjes de ruimte in gestrooid. Weersatellieten bewegen zich meestal in deze laag.
De atmosfeer van de aarde eindigt met een magnetosfeer. Zij was het die de meeste kunstmatige satellieten van de planeet beschermde.
Na alles wat gezegd is, mag er geen twijfel bestaan over wat de sfeer is. Als er twijfels zijn over de noodzaak ervan, dan is het gemakkelijk om ze weg te nemen.
De waarde van de sfeer
De belangrijkste functie van de atmosfeer is om het oppervlak van de planeet te beschermen tegen oververhitting gedurende de dag en overmatige afkoeling 's nachts. Het volgende belang van deze schaal, die niemand zal betwisten, is om alle levende wezens van zuurstof te voorzien. Zonder dat zouden ze stikken.
De meeste meteorieten verbranden in bovenste lagen nooit het aardoppervlak bereikt. En mensen kunnen de vliegende lichten bewonderen en ze aanzien voor vallende sterren. Zonder atmosfeer zou de hele aarde bezaaid zijn met kraters. En over bescherming tegen zonnestraling is hierboven al genoemd.
Hoe beïnvloedt een persoon de atmosfeer?
Heel negatief. Dit komt door de groeiende activiteit van mensen. Het grootste deel van alles negatieve punten voor rekening van industrie en transport. Het zijn trouwens auto's die bijna 60% van alle vervuilende stoffen uitstoten die de atmosfeer binnendringen. De overige veertig zijn verdeeld over energie en industrie, evenals industrieën voor de vernietiging van afval.
De lijst met schadelijke stoffen die elke dag de samenstelling van de lucht aanvullen, is erg lang. Vanwege het transport in de atmosfeer zijn: stikstof en zwavel, koolstof, blauw en roet, evenals een sterk kankerverwekkende stof die huidkanker veroorzaakt - benzopyreen.
De industrie is goed voor chemische elementen: zwaveldioxide, koolwaterstof en waterstofsulfide, ammoniak en fenol, chloor en fluor. Als het proces doorgaat, dan komen al snel de antwoorden op de vragen: “Wat is de sfeer? Waar bestaat het uit? zal helemaal anders zijn.
De atmosfeer heeft verschillende luchtlagen. De luchtlagen verschillen in temperatuur, verschil in gassen en hun dichtheid en druk. Opgemerkt moet worden dat de lagen van de stratosfeer en de troposfeer de aarde beschermen tegen: zonnestraling. In de hogere lagen kan een levend organisme een dodelijke dosis van het ultraviolette zonnespectrum ontvangen. Om snel naar de gewenste laag van de atmosfeer te springen, klikt u op de bijbehorende laag:
Troposfeer en tropopauze
Troposfeer - temperatuur, druk, hoogte
De bovengrens wordt ongeveer op ongeveer 8 - 10 km gehouden. BIJ gematigde breedtegraden 16 - 18 km, en in het poolgebied 10 - 12 km. Troposfeer Het is de onderste hoofdlaag van de atmosfeer. Deze laag bevat meer dan 80% van de totale massa atmosferische lucht en bijna 90% van alle waterdamp. Het is in de troposfeer dat convectie en turbulentie ontstaan, wolken ontstaan, cyclonen ontstaan. Temperatuur neemt af met de hoogte. Helling: 0,65°/100 m. De verwarmde aarde en het water verwarmen de omringende lucht. De verwarmde lucht stijgt op, koelt af en vormt wolken. De temperatuur in de bovengrenzen van de laag kan oplopen tot -50/70 °C.
In deze laag vindt klimaatverandering plaats. weersomstandigheden. De ondergrens van de troposfeer heet oppervlakte omdat het veel vluchtige micro-organismen en stof bevat. In deze laag neemt de windsnelheid toe met de hoogte.
tropopauze
Dit is de overgangslaag van de troposfeer naar de stratosfeer. Hier houdt de afhankelijkheid van de temperatuurdaling met een toename van de hoogte op. De tropopauze is de minimale hoogte waar de verticale temperatuurgradiënt daalt tot 0,2 ° C/100 m. De hoogte van de tropopauze is afhankelijk van sterke klimatologische gebeurtenissen zoals cyclonen. De hoogte van de tropopauze neemt af boven cyclonen en neemt toe boven anticyclonen.
Stratosfeer en Stratopauze
De hoogte van de stratosfeerlaag is ongeveer 11 tot 50 km. Er is een lichte verandering in temperatuur op een hoogte van 11-25 km. Op een hoogte van 25-40 km, inversie temperatuur, van 56,5 stijgt tot 0,8°C. Van 40 km tot 55 km blijft de temperatuur rond de 0°C. Dit gebied heet - stratopauze.
In de stratosfeer wordt het effect van zonnestraling op gasmoleculen waargenomen, ze dissociëren in atomen. Er zit bijna geen waterdamp in deze laag. Moderne supersonische commerciële vliegtuigen vliegen op hoogten tot 20 km vanwege stabiele vliegomstandigheden. Weerballonnen op grote hoogte stijgen op tot een hoogte van 40 km. Er zijn hier constante luchtstromen, hun snelheid bereikt 300 km/u. Ook in deze laag is geconcentreerd ozon, een laag die ultraviolette stralen absorbeert.
Mesosfeer en Mesopauze - samenstelling, reacties, temperatuur
De mesosfeerlaag begint op ongeveer 50 km en eindigt op ongeveer 80-90 km. De temperaturen nemen af met de hoogte met ongeveer 0,25-0,3°C/100 m. Uitwisseling van stralingswarmte is hier het belangrijkste energie-effect. Complexe fotochemische processen waarbij vrije radicalen betrokken zijn (heeft 1 of 2 ongepaarde elektronen) sinds zij implementeren gloed atmosfeer.
Bijna alle meteoren verbranden in de mesosfeer. Wetenschappers hebben dit gebied een naam gegeven Ignorosfeer. Deze zone is moeilijk te verkennen, aangezien de aerodynamische luchtvaart hier erg slecht is vanwege de luchtdichtheid, die 1000 keer minder is dan op aarde. En voor het lanceren van kunstmatige satellieten is de dichtheid nog steeds erg hoog. Onderzoek wordt gedaan met behulp van meteorologische raketten, maar dit is een perversie. Mesopauze overgangslaag tussen mesosfeer en thermosfeer. Heeft een minimum temperatuur van -90°C.
Karman-lijn
Zaklijn de grens tussen de atmosfeer van de aarde en de ruimte genoemd. Volgens de International Aviation Federation (FAI) is de hoogte van deze grens 100 km. Deze definitie werd gegeven ter ere van de Amerikaanse wetenschapper Theodor von Karman. Hij stelde vast dat op ongeveer deze hoogte de dichtheid van de atmosfeer zo laag is dat aerodynamische luchtvaart hier onmogelijk wordt, aangezien de snelheid van het vliegtuig groter moet zijn eerste ruimtesnelheid. Op zo'n hoogte verliest het begrip geluidsscherm zijn betekenis. Hier om te beheren vliegtuigen alleen mogelijk door reactieve krachten.
Thermosfeer en thermopauze
De bovengrens van deze laag is ongeveer 800 km. De temperatuur stijgt tot ongeveer 300 km, waar het ongeveer 1500 K bereikt. Daarboven blijft de temperatuur ongewijzigd. In deze laag is er Poollicht- ontstaat als gevolg van het effect van zonnestraling op de lucht. Dit proces wordt ook wel de ionisatie van atmosferische zuurstof genoemd.
Vanwege de lage verdunning van de lucht zijn vluchten boven de Karman-lijn alleen mogelijk langs ballistische banen. Alle bemande orbitale vluchten (behalve vluchten naar de maan) vinden plaats in deze laag van de atmosfeer.
Exosfeer - dichtheid, temperatuur, hoogte
De hoogte van de exosfeer is meer dan 700 km. Hier is het gas zeer ijl en vindt het proces plaats dissipatie— lekkage van deeltjes in de interplanetaire ruimte. De snelheid van dergelijke deeltjes kan oplopen tot 11,2 km/sec. Groei zonneactiviteit leidt tot de uitbreiding van de dikte van deze laag.
- De gasschil vliegt door de zwaartekracht niet weg de ruimte in. Lucht bestaat uit deeltjes die hun eigen massa hebben. Uit de wet van de zwaartekracht kan worden afgeleid dat elk object met massa wordt aangetrokken door de aarde.
- De wet van Buys-Ballot stelt dat als je je op het noordelijk halfrond bevindt en met je rug naar de wind staat, de zone zich aan de rechterkant bevindt hoge druk, en aan de linkerkant - laag. Op het zuidelijk halfrond zal het andersom zijn.
De atmosfeer is de luchtomhulling van de aarde. Het strekt zich uit tot 3000 km van het aardoppervlak. De sporen kunnen worden getraceerd tot een hoogte van maximaal 10.000 km. A. heeft een ongelijke dichtheid van 50 5; de massa's zijn geconcentreerd tot 5 km, 75% - tot 10 km, 90% - tot 16 km.
De atmosfeer bestaat uit lucht - een mechanisch mengsel van verschillende gassen.
Stikstof(78%) in de atmosfeer speelt de rol van zuurstofverdunningsmiddel, het reguleert de oxidatiesnelheid en bijgevolg de snelheid en intensiteit biologische processen. Stikstof is het belangrijkste element van de atmosfeer van de aarde, dat voortdurend wordt uitgewisseld met de levende materie van de biosfeer, en samenstellende delen de laatste zijn stikstofverbindingen (aminozuren, purines, enz.). Extractie van stikstof uit de atmosfeer gebeurt op anorganische en biochemische manieren, hoewel ze nauw met elkaar verbonden zijn. Anorganische extractie gaat gepaard met de vorming van de verbindingen N 2 O, N 2 O 5 , NO 2 , NH 3 . Zij zijn in neerslag en worden gevormd in de atmosfeer onder invloed van elektrische ontladingen tijdens onweer of fotochemische reacties onder invloed van zonnestraling.
Biologische stikstofbinding wordt uitgevoerd door sommige bacteriën in symbiose met hogere planten in bodems. Stikstof wordt ook vastgelegd door sommige planktonmicro-organismen en algen in het mariene milieu. In kwantitatieve termen overschrijdt de biologische binding van stikstof zijn anorganische fixatie. De uitwisseling van alle stikstof in de atmosfeer duurt ongeveer 10 miljoen jaar. Stikstof wordt aangetroffen in gassen van vulkanische oorsprong en in stollingsgesteenten. Bij verhitting van verschillende monsters kristallijn gesteente en meteorieten komt stikstof vrij in de vorm van N2- en NH3-moleculen. De belangrijkste vorm van stikstofaanwezigheid, zowel op aarde als op de terrestrische planeten, is echter moleculair. Ammoniak, dat in de bovenste atmosfeer terechtkomt, wordt snel geoxideerd, waarbij stikstof vrijkomt. In sedimentair gesteente wordt het samen met organisch materiaal begraven en wordt het in grotere hoeveelheden aangetroffen in bitumineuze afzettingen. Tijdens het regionale metamorfisme van deze rotsen komt stikstof in verschillende vormen vrij in de atmosfeer van de aarde.
Geochemische stikstofcyclus (
Zuurstof(21%) wordt door levende organismen gebruikt voor de ademhaling, maakt deel uit van organisch materiaal (eiwitten, vetten, koolhydraten). Ozon O3. levensbedreigende ultraviolette straling van de zon te blokkeren.
Zuurstof is het op één na meest voorkomende gas in de atmosfeer en speelt een uiterst belangrijke rol in veel processen in de biosfeer. De dominante vorm van zijn bestaan is O 2 . In de bovenste lagen van de atmosfeer vindt onder invloed van ultraviolette straling de dissociatie van zuurstofmoleculen plaats en op een hoogte van ongeveer 200 km wordt de verhouding van atomaire zuurstof tot moleculair (O:O 2) gelijk aan 10. Wanneer deze vormen van zuurstof interageren in de atmosfeer (op een hoogte van 20-30 km), ozongordel (ozonschild). Ozon (O3) is nodig voor levende organismen en vertraagt de meeste ultraviolette straling van de zon die voor hen schadelijk is.
In de vroege stadia van de ontwikkeling van de aarde ontstond in zeer kleine hoeveelheden vrije zuurstof als gevolg van de fotodissociatie van koolstofdioxide en watermoleculen in de bovenste atmosfeer. Deze kleine hoeveelheden werden echter snel verbruikt bij de oxidatie van andere gassen. Met de komst van autotrofe fotosynthetische organismen in de oceaan is de situatie aanzienlijk veranderd. De hoeveelheid vrije zuurstof in de atmosfeer begon geleidelijk toe te nemen, waardoor veel componenten van de biosfeer actief werden geoxideerd. Zo droegen de eerste porties vrije zuurstof voornamelijk bij aan de overgang van ijzerhoudende vormen van ijzer in oxide en sulfiden in sulfaten.
Uiteindelijk bereikte de hoeveelheid vrije zuurstof in de atmosfeer van de aarde een bepaalde massa en bleek zo in evenwicht te zijn dat de geproduceerde hoeveelheid gelijk werd aan de opgenomen hoeveelheid. In de atmosfeer werd een relatieve constantheid van het gehalte aan vrije zuurstof vastgesteld.
Geochemische zuurstofcyclus (VA Vronsky, G.V. Voitkevitsj)
Kooldioxide, gaat naar de vorming van levende materie en creëert samen met waterdamp het zogenaamde "broeikaseffect".
Koolstof (kooldioxide) - het meeste in de atmosfeer is in de vorm van CO 2 en veel minder in de vorm van CH 4. De betekenis van de geochemische geschiedenis van koolstof in de biosfeer is uitzonderlijk groot, aangezien het een onderdeel is van alle levende organismen. Binnen levende organismen komen gereduceerde vormen van koolstof voor, en in omgeving biosferen worden geoxideerd. Er wordt dus een chemische uitwisseling tot stand gebracht levenscyclus: CO 2 ↔ levende materie.
De primaire bron van koolstofdioxide in de biosfeer is vulkanische activiteit geassocieerd met seculiere ontgassing van de mantel en lagere horizonten. aardkorst. Een deel van deze koolstofdioxide ontstaat door de thermische ontleding van oude kalksteen in verschillende metamorfe zones. Migratie van CO 2 in de biosfeer verloopt op twee manieren.
De eerste methode komt tot uiting in de opname van CO 2 tijdens fotosynthese met de formatie organisch materiaal en vervolgens begraven onder gunstige reducerende omstandigheden in de lithosfeer in de vorm van turf, kolen, olie, olieschalie. Volgens de tweede methode leidt koolstofmigratie tot het ontstaan van een carbonaatsysteem in de hydrosfeer, waar CO 2 verandert in H 2 CO 3, HCO 3 -1, CO 3 -2. Vervolgens, met de deelname van calcium (minder vaak magnesium en ijzer), vindt de precipitatie van carbonaten plaats op een biogene en abiogene manier. Dikke lagen kalksteen en dolomieten verschijnen. Volgens A. B. Ronov was de verhouding van organische koolstof (Corg) tot carbonaatkoolstof (Ccarb) in de geschiedenis van de biosfeer 1:4.
Naast de wereldwijde koolstofcyclus zijn er een aantal van zijn kleine cycli. Op het land nemen groene planten dus overdag CO 2 op voor het proces van fotosynthese, en 's nachts geven ze het af aan de atmosfeer. Met de dood van levende organismen op het aardoppervlak, wordt organisch materiaal geoxideerd (met de deelname van micro-organismen) met het vrijkomen van CO 2 in de atmosfeer. De afgelopen decennia is een speciale plaats in de koolstofcyclus ingenomen door de massale verbranding van fossiele brandstoffen en de toename van het gehalte ervan in de moderne atmosfeer.
De koolstofcyclus in geografische envelop(volgens F. Ramad, 1981)
Argon- het op twee na meest voorkomende atmosferische gas, dat het sterk onderscheidt van de uiterst schaars voorkomende andere inerte gassen. Echter, argon in zijn geologische geschiedenis deelt het lot van deze gassen, die worden gekenmerkt door twee kenmerken:
- de onomkeerbaarheid van hun accumulatie in de atmosfeer;
- nauw verband met het radioactieve verval van bepaalde onstabiele isotopen.
Inerte gassen bevinden zich buiten de circulatie van de meeste cyclische elementen in de biosfeer van de aarde.
Alle inerte gassen zijn onder te verdelen in primair en radiogeen. De belangrijkste zijn degenen die tijdens de vorming door de aarde zijn gevangen. Ze zijn uiterst zeldzaam. Het primaire deel van argon wordt voornamelijk vertegenwoordigd door 36 Ar- en 38 Ar-isotopen, terwijl atmosferisch argon volledig bestaat uit de 40 Ar-isotoop (99,6%), die ongetwijfeld radiogeen is. In kaliumbevattende rotsen accumuleerde radiogeen argon als gevolg van het verval van kalium-40 door elektronenvangst: 40 K + e → 40 Ar.
Daarom wordt het gehalte aan argon in gesteenten bepaald door hun leeftijd en de hoeveelheid kalium. In zoverre is de concentratie van helium in gesteenten een functie van hun leeftijd en het gehalte aan thorium en uranium. Argon en helium komen vanuit het binnenste van de aarde vrij in de atmosfeer tijdens vulkaanuitbarstingen, door scheuren in de aardkorst in de vorm van gasstralen en ook tijdens het verweren van rotsen. Volgens berekeningen van P. Dimon en J. Culp hopen helium en argon zich in de moderne tijd op in de aardkorst en komen in relatief kleine hoeveelheden in de atmosfeer terecht. De snelheid waarmee deze radiogene gassen binnenkomen is zo laag dat het tijdens de geologische geschiedenis van de aarde niet de waargenomen inhoud ervan in de moderne atmosfeer kon leveren. Daarom moet nog worden aangenomen dat het grootste deel van het argon in de atmosfeer in de vroegste stadia van zijn ontwikkeling uit de ingewanden van de aarde kwam, en een veel kleiner deel werd later tijdens het vulkanisme en tijdens de verwering van kalium toegevoegd. stenen bevatten.
Dus tijdens de geologische tijd hadden helium en argon verschillende migratieprocessen. Er is heel weinig helium in de atmosfeer (ongeveer 5 * 10 -4%) en de "heliumadem" van de aarde was lichter, omdat het, als het lichtste gas, verdampte in ruimte. En "argon-adem" - zwaar en argon bleef op onze planeet. De meeste primaire inerte gassen, zoals neon en xenon, werden geassocieerd met het primaire neon dat door de aarde werd opgevangen tijdens zijn vorming, evenals met de afgifte in de atmosfeer tijdens het ontgassen van de mantel. De totaliteit van gegevens over de geochemie van edelgassen geeft aan dat de primaire atmosfeer van de aarde in de vroegste stadia van zijn ontwikkeling ontstond.
De sfeer bevat waterdamp en water in vloeibare en vaste toestand. Water in de atmosfeer is een belangrijke warmteaccumulator.
BIJ lagere lagen De atmosfeer bevat een grote hoeveelheid mineraal en technogeen stof en aerosolen, verbrandingsproducten, zouten, sporen en stuifmeel van planten, enz.
Door de volledige vermenging van lucht is de samenstelling van de atmosfeer tot een hoogte van 100-120 km homogeen. De verhouding tussen stikstof en zuurstof is constant. Daarboven overheersen inerte gassen, waterstof, enz. In de onderste lagen van de atmosfeer bevindt zich waterdamp. Met de afstand tot de aarde neemt de inhoud ervan af. Hierboven verandert de verhouding van gassen, bijvoorbeeld op een hoogte van 200-800 km, heeft zuurstof 10-100 keer de overhand op stikstof.
De atmosfeer van de aarde is de gasvormige omhulling van onze planeet. De onderste grens loopt over het niveau van de aardkorst en de hydrosfeer, en de bovenste gaat over in het nabije aardse gebied van de ruimte. De atmosfeer bevat ongeveer 78% stikstof, 20% zuurstof, tot 1% argon, kooldioxide, waterstof, helium, neon en enkele andere gassen.
Deze aardschil kenmerkt zich door duidelijk afgebakende gelaagdheid. De lagen van de atmosfeer worden bepaald door de verticale temperatuurverdeling en de verschillende dichtheid van gassen op de verschillende niveaus. Er zijn zulke lagen van de atmosfeer van de aarde: troposfeer, stratosfeer, mesosfeer, thermosfeer, exosfeer. De ionosfeer wordt afzonderlijk onderscheiden.
Tot 80% van de totale massa van de atmosfeer is de troposfeer - de lagere oppervlaktelaag atmosfeer. De troposfeer in de poolgordels bevindt zich op een hoogte van maximaal 8-10 km boven het aardoppervlak, in tropische zone- tot maximaal 16-18 km. Tussen de troposfeer en de bovenliggende stratosfeer bevindt zich de tropopauze - de overgangslaag. In de troposfeer neemt de temperatuur af met toenemende hoogte, op dezelfde manier daalt met de hoogte Sfeer druk. De gemiddelde temperatuurgradiënt in de troposfeer is 0,6 ° C per 100 m. De temperatuur op verschillende niveaus van deze schil wordt bepaald door de absorptie van zonnestraling en de efficiëntie van convectie. Bijna alle menselijke activiteit vindt plaats in de troposfeer. Meest hoge bergen ga niet verder dan de troposfeer, alleen luchttransport kan de bovengrens van deze schaal oversteken tot een kleine hoogte en in de stratosfeer zijn. Een groot deel van de waterdamp bevindt zich in de troposfeer, wat bepalend is voor de vorming van bijna alle wolken. Ook zijn bijna alle aerosolen (stof, rook, enz.) die zich op het aardoppervlak vormen, geconcentreerd in de troposfeer. In de onderste grenslaag van de troposfeer worden dagelijkse schommelingen in temperatuur en luchtvochtigheid uitgedrukt, de windsnelheid wordt meestal verminderd (deze neemt toe met de hoogte). In de troposfeer is er een variabele verdeling van de luchtkolom in luchtmassa's in horizontale richting, die verschillen in een aantal kenmerken, afhankelijk van de riem en het gebied van hun vorming. Aan atmosferische fronten - de grenzen tussen luchtmassa's - ontstaan cyclonen en anticyclonen, die gedurende een bepaalde periode het weer in een bepaald gebied bepalen.
De stratosfeer is de laag van de atmosfeer tussen de troposfeer en de mesosfeer. De grenzen van deze laag variëren van 8-16 km tot 50-55 km boven het aardoppervlak. In de stratosfeer is de gassamenstelling van lucht ongeveer hetzelfde als in de troposfeer. Onderscheidend kenmerk– een afname van de concentratie van waterdamp en een toename van het gehalte aan ozon. De ozonlaag van de atmosfeer, die de biosfeer beschermt tegen de agressieve effecten van ultraviolet licht, bevindt zich op een hoogte van 20 tot 30 km. In de stratosfeer stijgt de temperatuur met de hoogte en worden de temperatuurwaarden bepaald door zonnestraling en niet door convectie (bewegingen luchtmassa's) zoals in de troposfeer. De verwarming van de lucht in de stratosfeer is te wijten aan de absorptie van ultraviolette straling door ozon.
De mesosfeer strekt zich uit boven de stratosfeer tot een hoogte van 80 km. Deze laag van de atmosfeer kenmerkt zich door het feit dat de temperatuur bij toenemende hoogte daalt van 0 ° C tot - 90 ° C. Dit is het koudste gebied van de atmosfeer.
Boven de mesosfeer bevindt zich de thermosfeer tot een hoogte van 500 km. Van de grens met de mesosfeer tot de exosfeer varieert de temperatuur van ongeveer 200 K tot 2000 K. Tot een niveau van 500 km neemt de luchtdichtheid enkele honderdduizenden keren af. De relatieve samenstelling van de atmosferische componenten van de thermosfeer is vergelijkbaar met de oppervlaktelaag van de troposfeer, maar met toenemende hoogte komt er meer zuurstof in de atomaire toestand. Een bepaald deel van de moleculen en atomen van de thermosfeer bevindt zich in een geïoniseerde toestand en is verdeeld in verschillende lagen, ze zijn verenigd door het concept van de ionosfeer. De kenmerken van de thermosfeer variëren over een groot bereik, afhankelijk van de geografische breedtegraad, de hoeveelheid zonnestraling, de tijd van het jaar en de dag.
De bovenste laag van de atmosfeer is de exosfeer. Dit is de dunste laag van de atmosfeer. In de exosfeer zijn de gemiddelde vrije banen van deeltjes zo groot dat deeltjes vrijelijk kunnen ontsnappen naar de interplanetaire ruimte. De massa van de exosfeer is een tienmiljoenste van de totale massa van de atmosfeer. De ondergrens van de exosfeer is het niveau van 450-800 km, en de bovengrens is het gebied waar de concentratie van deeltjes hetzelfde is als in de ruimte - enkele duizenden kilometers van het aardoppervlak. De exosfeer bestaat uit plasma, een geïoniseerd gas. Ook in de exosfeer bevinden zich de stralingsgordels van onze planeet.
Videopresentatie - lagen van de atmosfeer van de aarde:
Gerelateerde inhoud:
Elke geletterde persoon zou niet alleen moeten weten dat de planeet wordt omgeven door een atmosfeer van een mengsel van verschillende gassen, maar ook dat er verschillende lagen van de atmosfeer zijn die zich op ongelijke afstanden van het aardoppervlak bevinden.
Als we de lucht observeren, zien we absoluut niet de complexe structuur, of de heterogene samenstelling, of andere dingen die voor de ogen verborgen zijn. Maar het is precies dankzij de complexe en uit meerdere componenten bestaande samenstelling van de luchtlaag dat er rondom de planeet zulke omstandigheden zijn waardoor hier leven kon ontstaan, vegetatie kon gedijen en alles wat hier ooit is geweest om te verschijnen.
Kennis over het onderwerp van gesprek is al aan mensen gegeven door de 6e klas op school, maar sommigen zijn nog niet klaar met hun studie, en sommigen zijn er al zo lang dat ze alles al zijn vergeten. Niettemin zou elke ontwikkelde persoon moeten weten waaruit de wereld om hem heen bestaat, vooral dat deel ervan waarvan de mogelijkheid van zijn normale leven rechtstreeks afhangt.
Wat is de naam van elk van de lagen van de atmosfeer, op welke hoogte bevindt het zich, welke rol speelt het? Hieronder zullen al deze vragen worden besproken.
De structuur van de atmosfeer van de aarde
Als we naar de lucht kijken, vooral wanneer deze volledig onbewolkt is, is het heel moeilijk voor te stellen dat het zo'n complexe en meerlagige structuur heeft dat de temperatuur daar op verschillende hoogten heel anders is, en dat het daar, op grote hoogte, is dat de de belangrijkste processen voor de gehele flora en fauna vinden plaats op de grond.
Als er niet zo'n complexe samenstelling van de gasbedekking van de planeet was, dan zou er hier gewoon geen leven zijn en zelfs de mogelijkheid voor zijn oorsprong.
De eerste pogingen om dit deel van de omringende wereld te bestuderen werden gedaan door de oude Grieken, maar ze konden niet te ver gaan in hun conclusies, omdat ze niet over de nodige technische basis beschikten. Ze zagen de grenzen van verschillende lagen niet, konden hun temperatuur niet meten, de samenstelling van de componenten bestuderen, enz.
in principe alleen weersomstandigheden zette de meest vooruitstrevende geesten ertoe aan te denken dat de zichtbare lucht niet zo eenvoudig is als het lijkt.
Er wordt aangenomen dat de structuur van de moderne gasvormige omhulling rond de aarde in drie fasen is gevormd. Eerst was er een primaire atmosfeer van waterstof en helium, gevangen uit de ruimte.
Toen vulde de uitbarsting van vulkanen de lucht met een massa andere deeltjes, en er ontstond een secundaire atmosfeer. Na alle belangrijke chemische reacties en deeltjesrelaxatieprocessen te hebben doorlopen, ontstond de huidige situatie.
Lagen van de atmosfeer in volgorde van het aardoppervlak en hun kenmerken
De structuur van de gasvormige omhulling van de planeet is behoorlijk complex en divers. Laten we het in meer detail bekijken en geleidelijk de hoogste niveaus bereiken.
Troposfeer
Afgezien van de grenslaag is de troposfeer de onderste laag van de atmosfeer. Het strekt zich uit tot een hoogte van ongeveer 8-10 km boven het aardoppervlak in de poolgebieden, 10-12 km in gematigd klimaat, en in de tropische delen - met 16-18 kilometer.
Interessant feit: deze afstand kan variëren afhankelijk van de tijd van het jaar - in de winter is het iets minder dan in de zomer.
De lucht van de troposfeer bevat de belangrijkste levengevende kracht voor al het leven op aarde. Het bevat ongeveer 80% van alle beschikbare atmosferische lucht, meer dan 90% waterdamp, het is hier dat wolken, cyclonen en andere atmosferische verschijnselen.
Het is interessant om de geleidelijke temperatuurdaling op te merken als je opstijgt van het oppervlak van de planeet. Wetenschappers hebben berekend dat voor elke 100 m hoogte de temperatuur met ongeveer 0,6-0,7 graden daalt.
Stratosfeer
De volgende belangrijkste laag is de stratosfeer. De hoogte van de stratosfeer is ongeveer 45-50 kilometer. Het begint vanaf 11 km en hier heersen al negatieve temperaturen, tot wel -57 ° С.
Waarom is deze laag belangrijk voor mensen, alle dieren en planten? Het is hier, op een hoogte van 20-25 kilometer, dat de ozonlaag zich bevindt - het vangt de ultraviolette stralen van de zon op en vermindert hun vernietigende effect op flora en fauna tot een acceptabele waarde.
Het is heel interessant om op te merken dat de stratosfeer veel soorten straling absorbeert die naar de aarde komen van de zon, andere sterren en de ruimte. De energie die van deze deeltjes wordt ontvangen, gaat naar de ionisatie van de moleculen en atomen die zich hier bevinden, verschillende chemische verbindingen verschijnen.
Dit alles leidt tot zo'n beroemd en kleurrijk fenomeen als het noorderlicht.
Mesosfeer
De mesosfeer begint bij ongeveer 50 en strekt zich uit tot 90 kilometer. De gradiënt, of temperatuurdaling bij hoogteverandering, is hier niet zo groot als in de lagere lagen. In de bovengrenzen van deze schaal is de temperatuur ongeveer -80°C. De samenstelling van deze regio omvat ongeveer 80% stikstof en 20% zuurstof.
Het is belangrijk op te merken dat de mesosfeer een soort dode zone is voor alle vliegende apparaten. Vliegtuigen kunnen hier niet vliegen, omdat de lucht extreem ijl is, terwijl satellieten niet op zo'n lage hoogte kunnen vliegen, omdat de beschikbare luchtdichtheid voor hen erg hoog is.
Nog een interessante eigenschap mesosfeer - het is hier dat meteorieten die de planeet raken, verbranden. De studie van dergelijke lagen op afstand van de aarde wordt uitgevoerd met behulp van speciale raketten, maar de efficiëntie van het proces is laag, dus de kennis van de regio laat veel te wensen over.
Thermosfeer
Onmiddellijk nadat de beschouwde laag komt thermosfeer, waarvan de hoogte in km maar liefst 800 km beslaat. In zekere zin is dit bijna open ruimte. Er is een agressieve impact van kosmische straling, straling, zonnestraling.
Dit alles geeft aanleiding tot zo'n wonderbaarlijk en mooi fenomeen als de aurora borealis.
De onderste laag van de thermosfeer warmt op tot een temperatuur van ongeveer 200 K of meer. Dit gebeurt door elementaire processen tussen atomen en moleculen, hun recombinatie en straling.
De bovenste lagen worden verwarmd door de magnetische stormen die hier stromen, elektrische stromen, die vervolgens worden gegenereerd. De bedtemperatuur is niet uniform en kan sterk fluctueren.
De meeste kunstmatige satellieten, ballistische lichamen, bemande stations, enz. vliegen in de thermosfeer. Het test ook de lanceringen van verschillende wapens en raketten.
exosfeer
De exosfeer, of zoals het ook de verstrooiende bol wordt genoemd, is het bovenste niveau van onze atmosfeer, de limiet, gevolgd door de interplanetaire ruimte. De exosfeer begint vanaf een hoogte van ongeveer 800-1000 kilometer.
De dichte lagen blijven achter en hier is de lucht extreem ijl, deeltjes die van de zijkant vallen worden door de zeer zwakke werking van de zwaartekracht eenvoudigweg de ruimte ingedragen.
Deze granaat eindigt op een hoogte van ongeveer 3000-3500 km, en er zijn hier bijna geen deeltjes. Deze zone wordt het bijna-ruimtevacuüm genoemd. Het zijn niet individuele deeltjes in hun gebruikelijke toestand die hier overheersen, maar plasma, meestal volledig geïoniseerd.
Het belang van de atmosfeer in het leven van de aarde
Dit is hoe alle hoofdniveaus van de structuur van de atmosfeer van onze planeet eruit zien. Het gedetailleerde schema kan andere regio's omvatten, maar die zijn al van ondergeschikt belang.
Het is belangrijk om in acht te nemen dat De atmosfeer speelt een cruciale rol voor het leven op aarde. Veel ozon in de stratosfeer zorgt ervoor dat flora en fauna kunnen ontsnappen aan de dodelijke effecten van straling en straling uit de ruimte.
Ook is het hier dat het weer wordt gevormd, alle atmosferische verschijnselen optreden, cyclonen, winden ontstaan en sterven, een of andere druk wordt ingesteld. Dit alles heeft een directe impact op de toestand van de mens, alle levende organismen en planten.
De dichtstbijzijnde laag, de troposfeer, geeft ons de mogelijkheid om te ademen, verzadigt al het leven met zuurstof en laat het leven. Zelfs kleine afwijkingen in de structuur en samenstelling van de atmosfeer kunnen het meest schadelijke effect hebben op alle levende wezens.
Daarom wordt nu een dergelijke campagne gelanceerd tegen schadelijke uitstoot van auto's en productie, luiden milieuactivisten de noodklok over de dikte van de ozonlaag, de Groene Partij en anderen komen op voor maximale natuurbehoud. Dit is de enige manier om het normale leven op aarde te verlengen en het klimaat niet ondraaglijk te maken.
- Officiële of alternatieve liquidatie: wat te kiezen Juridische ondersteuning bij de liquidatie van een bedrijf - de prijs van onze diensten is lager dan mogelijke verliezen
- Wie kan lid zijn van de vereffeningscommissie Vereffenaar of vereffeningscommissie wat is het verschil
- Faillissement beveiligde schuldeisers - zijn privileges altijd goed?
- Het werk van de contractmanager wordt wettelijk betaald De werknemer weigert de voorgestelde combinatie