РЕФЕРАТ
по дисциплине: География
ТЕМА: ”Атмосфера Земли”
2009
План
1 Состав и строение атмосферы
2 Значение атмосферы для ГО
3 Погода и климат
4 Общая циркуляция атмосферы
1 Состав и строение атмосферы
Атмосфера – воздушная оболочка Земли, связанная с ней силой тяжести и принимающая участие во вращении планеты. Нижней границей атмосферы является земная поверхность, а верхняя граница размыта, так как с увеличением высоты воздух становится все разреженнее. Атмос (греч.) – пар, газ, сфера (греч.) – шар, оболочка. Косвенными доказательствами существования атмосферы на больших высотах служат серебристые облака на уровне 70-80 км; метеоры, сгорающие из-за трения о воздух на высоте 100-300 км; полярные сияния на высоте до 1000 км. Условно за верхнюю границу атмосферы принимают высоту 1000-2000 км над поверхностью Земли, а более высокие слои считаются земной короной.
Атмосферный воздух – смесь газов, в котором во взвешенном состоянии находятся жидкие и твердые частицы. В сухом чистом воздухе у земной поверхности их соотношение по объему: азот (78 %), кисород (21 %), аргон (0,93%), углекислый газ (0,03%), а также водород, гелий, озон, неон, метан, водяной пар и другие газы.Каждый газ воздуха выполняет в географической оболочке определенные функции. Свободный кислород обеспечивает дыхание и горение.
Кислород атмосферы в основном биогенного происхождения – фотосинтетический.
Азот химически мало активени регулирует темп окисления, также биогенного происхождения и входит в состав белков, нуклеиновых кислот. Диоксида углерода в атмосфере мало, но это утеплитель Земли, т.к. пропускает коротковолновую солнечную радиацию, но задерживает тепловое излучение земной поверхности , обуславливая парниковый эффект. Он является строительным материалом для синтеза органического вещества при фотосинтезе. Содержание двуокиси углерода с середины прошлого столетия возрастает как следствие НТР. Важна роль азона , хотя его в атмосфере немного. Толщина слоя озона при нормальном давлении и температуре 0 град С составила бы всего 3 мм. Количество его достигает максимума на высотах около 25 км и сходит на нет на высоте 70 км
Слой повышенной концентрации озона называют нередко озоновым экраном. Озон – своеобразный фильтр атмосферы, т.к. поглощает значительную долю ультрафиолетовой радиации, которая губительно действует на живые организмы. Поглощаф солнечную радиацию озон повышает температуру воздуха в стратосфере. В последние годы замечено глобальное сокращение озона, что часто связывают с ывыбрасом фреона и окислов азота. Уменьшение толщины озонового слоя вредно для всего живого. Поэтому нужна коллективная мудрость человечества для его сохранения.
Важной составной частью воздуха является невидимый газ – водяной пар. Это весьма переменный компонент атмосферы: его содержание в воздухе колеблется от 0,2% в ледяных пустынях до 3-4% во влажных экваториальных лесах (по объему). Поскольку водяной пар поступает в воздух за счет испарения с водяной поверхности, почвы и транспирации растений, его количество зависит от температуры: чем она выше, тем его больше. С высотой количество водяного пара уменьшается, около 90% его заключено в нижнем к км слое воздуха. Значение водяного пара исключительно велико. Он представляет собой важное звено влагооборота, так как при определенных условиях происходит его конденсация, образуются облака и осадки. Велика роль водяного пара наряду с двуокисью углерода, и в создании парникового эффекта, так как именно он задерживает основную часть тепловогоизлучения земной поверхности. Фазовые превращения водяного пара и воды, сопровождающиеся поглощением тепла ( при испарении и таянии снега и льда) или выделением тепла ( при конденсации) отражаются на температуре окружающего воздуха. Такова роль водяного пара в тепло-влагообороте на Земле. Он выполняет определенные функции и в жизнедеятельности организмов.
Наряду с газами в атмосфере присутствуют твердые частицы, различные по составу и происхождению, причем большинство их невидимо простым глазом. Мельчайшие твердые и жидкие частицы естественного и антропогенного происхождения, находящиеся в воздухе во взвешанном состоянии, называются аэрозолями (т.наз. “аэрозольные частицы»). К ним относятся пыль (космическая, вулканическая, почвенная, органическая), соль, копоть. Особенно опасны среди аэрозолей продукты искусственного рпдиоактивенрго распада. Твердые частицы выполняют в атмосфере роль ядер конденсации, их обилия ускоряет образование туманов и облаков. Аэрозоли уменьшают прозрачность атмосферы, ослабляя солнечную радиацию и ухудшая видимость. Состав атмосферы не всегда был таким, как сейчас. Предполагают, что первичная атмосфера состояла из водорода и гелия. В результате разогрева недр Земли произошло их рассеяние и возникла собственная атмосфера из газов, выделявшихся изнутри: метана, аммиака, диаксида углерода, азота и др. С появлением и развитием растительности, особенно во второй половине палеозоя, резко возросла роль кислорода, а углекислый газ вошел в состав углей и карбонатов. Таков путь от водородно-гелиевой атмосферы до современной, главную роль в которой играют азот и кислород биогенного происхождения.
Большое влияние на изменение состава атмосферы оказывает человеческая деятельность (увеличивается содержание оксидов серы, углекислого газа, тяжелых металлов, изменияется количество озона и т.п.).
Строение атмосферы.
По характеру изменения температуры в вертикальном направлении и другим физическим свойствам атмосферу делят на пять концентрических оболочек: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу, которые разделены тонкими (1-2 км) переходными слоями тропо-, страто-, мезо- и термо- паузами.
Верхняя граница атмосферы условна, ее проводят на высоте 2-3 тыс.км от земной поверхности. По вертикали в атмосфере выделяют несколько слоев (сфер). В основе их выделения – особенности изменения температуры. Кроме этого, каждый слой характеризуется особым химическим составом, плотностью и другими показателями.
Тропосфера – самая низкая и наиболее плотная часть атмосферы. В ней содержится 80% всей массы атмосферы. Верхняя граница – от 8 км в полярных широтах, до 18 км в районе экватора. Температура с высотой понижается в среднем на каждый километр на 6˚С, на верхней границе достигая до - 70˚С.
Стратосфера простирается до высоты 50-55 км. Воздух здесь разрежен. На восоте 20-25 км содержится значительное количество озона, т.наз. “озоновый слой”. Температура в стратосфере сначала не изменяется (до высоты 25 км), она такая же, как на верхней границе тропосферы. Выше температура растет и у верхней границы достигает от 0 до 10˚С. Возможно, это объясняется наличием озона, который поглощая ультрафиолетовое солнечное излучение, нагревает воздух.
На высоте 22-27 км изредка наблюдаются тонкие перламутровые облака, состоящие из кристалликов льда и капелек воды. В стратосфере происходит интенсивная циркуляция воздуха, образуются “струйные течения” со скоростью до 300 км/час.
Мезосфера имеет верхнюю границу около 80 км. Температура здесь резко понижается, у верхней границы достигая -75 – - 90˚С (самая низкая температура в атмосфере). Из газов преобладают азот и кислород, нет аргона, углекислого газа, почти нет водяного пара, хотя изредка можно наблюдать “серебристые облака” (выше мезосферы облаков не бывает).
Термосфера выделяется до высоты 800 км. В ней газы очень разрежены, находятся в ионизированном состоянии. Наиболее ионизированный слой находится на высоте 90-100 км, т.наз. ионосфера.
В термосфере температура с высотой растет. На высоте 150 км она достигает 220˚С, на высоте 600 км - 1500˚С.
Экзосфера простирается до верхней границы атмосферы – до 2-3 тыс.км. температура досгигает 2000˚С. Газы в ней очень разрежены. Преобладают водород, гелий, неон. Двигаясь с огромной скоростью, они могут преодолевать силу земного притяжения и улетать в космос. Так образуется вокруг Земли “корона”, которая заканчивается на высоте 20 тыс. км.
С точки зрения ионизации атмосфера делится на нейтросферу (три нижних слоя) и ионосферу (два верхних слоя). В ионосфере наблюдаются полярные сияния, магнитные бури. Изучение нижних слоев атмосферы и свойств воздуха началось во второй половине ХУ111 в с систематических инструментальных измерений и визуальных наблюдений за отдельными метеорологическими элементами в приземных слоях воздуха. С 30-х годов ХХ века слали осуществляться аэрологические наблюдения за состоянием свободной атмосферы с помощью аэростатов и стратостатов. Затем начали применять шары-зонды, поднимающиеся до высоты 15-16 км, и радиозонды – до высоты 40-5о км. После второй мировой войны появились метеорологические ракеты, поднимающиеся до 100-120 км. Для исследования ионосферы начали использовать географические ракеты ( в том числе с подопытными животными) достигшие высоты почти 500 км. Первый искусственный спутник земли был запущен в СССР 4 октября 1957 г, а 12 апреля 1961- корабль «Восток», пилотируемый Ю.А.Гагариным. Начиная с 60-х годов высокие слои атмосферы систематически исследуются с помощью метеорологических спутников серии « Космос», « Метеор» и др. В настоящее время наблюдения из космоса осуществляют геостационарные спутники. Орбита последних совапдает с плоскостью экватора, они движутся с той же угловой скоростью, что и Земля. Эти спутники способны передавать неприрывную информацию о температуре земной и морской поверхности, облачности, ведут наблюдения за снежным и ледовом покровом и т.д.
2 Значение амтосферы для географической оболочки
1.Значение атмосферы исключительно велико и многообразно, поскольку она является посредником между Землей и Космосом и тесно взаимодействует со всеми другими земными оболочками –гидросферой (особенно океаносферой), литосферой, биосферой.