Структура атмосферы Земли - Химия атмосферы

Физическое состояние атмосферы определяется погодой и климатом. Основные параметры атмосферы: плотность воздуха, давление, температура и состав. С увеличением высоты плотность воздуха и атмосферное давление уменьшаются. Температура меняется также в зависимости от изменения высоты.

Неравномерность нагревания земной поверхности, зависящая от угла падения солнечных лучей, является основной причиной градиента температуры между полярными и экваториальными областями. Наличие такого градиента, а также вращение Земли служат причиной циркуляции атмосферы - сложной системы воздушных течений.

Роль циркуляционные процессов в формировании климатической системы Земли очень велика: благодаря им сглаживаются контрасты температуры, осуществляется перенос водяного пара с океанов на континенты, а также усредняется состав основных компонентов воздуха.

Вертикальное строение атмосферы характеризуется различными температурными и электрическими свойствами, разным состоянием воздуха. В зависимости от температуры в атмосфере различают следующие основные слои: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу (сферу рассеяния). Переходные области атмосферы между соседними оболочками называют соответственно тропопауза, стратопауза и т. п.

Нижней границей атмосферы служит поверхность земли. Точной верхней границы атмосферы указать нельзя, т. к. плотность воздуха с высотой убывает непрерывно, постепенно приближаясь к плотности материи, заполняющий межпланетное пространство. Следы атмосферы обнаруживаются до высоты 1800км.

В настоящее время принято выделять четыре слоя атмосферы: 1) тропосфера, 2) стратосфера, 3) ионосфера и 4) экзосфера. Границы между этими слоями выражены не резко, а их высоты меняются как со временем, так и с широтой места.

Тропосфера - (79% массы атмосферы) - нижний, наиболее изученный слой атмосферы, высотой в полярных областях 8-10 км, в умеренных широтах до 12 км, на экваторе -- до 18 км.

Она богата азотом и кислородом, насыщена парами воды и углекислым газом и аэрозолями.

Верхняя граница тропосферы называется - тропопауза. Здесь протекают важные погодные процессы и образуются облака. Это область низких температур, а для паров воды наблюдается разрыв водородных связей:

(H2O)N > nH2O

Стратосфера -- слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км. Составляет -- около 19% атмосферы. Содержание азота и кислорода понижается, а водорода, гелия и других легких газов увеличивается.

В стратосфере под влиянием ультрафиолетового излучения солнца, а также вакуума, происходит разложение воды на молекулы водорода и кислорода, так называемый фотолиз воды:

2Н2О hv 2Н2 + О2

Глобальное значение имеют происходящие на высоте 30-50 км реакции фотодиссоциации молекул кислорода и образование озона (циклом Чепмена)

Между стратосферой и тропосферой располагается "озоновый слой" (на высоте от 15--20 до 55--60 км), который определяет верхний предел жизни в биосфере. Общая масса О3 составила бы при нормальном давлении слой толщиной 1,7--4,0 мм, но и этого достаточно для поглощения губительного для жизни УФ-излучения Солнца.

Ионосфера (термосфера) -- слой атмосферы, следующий за мезосферой, -- начинается на высоте 80--90 км и простирается до 800 км. Составляет менее 0,05% от общей массы атмосферы. Температура воздуха в термосфере быстро и неуклонно возрастает и достигает нескольких сотен и даже тысяч градусов. Ионосферой ее называют потому, что атомы в молекулах газов там лишены внешних электронов и поэтому обладают положительным зарядом.

Экзосфера -- зона рассеяния, внешняя часть термосферы, расположенная выше 800 км. Газ в экзосфере сильно разрежен, и отсюда идет утечка его частиц в межпланетное пространство (Диссипация Водорода и гелия).

Похожие статьи




Структура атмосферы Земли - Химия атмосферы

Предыдущая | Следующая