Атмосфера — воздушный океан

Воздушный океан — так образно называют атмосферу. Атмосфера (от грен, atmos — шар и sphaira — среда) — газовая оболочка, окружающая земной шар. Масса атмосферы примерно в миллион раз меньше массы Земли.
Газ, который образует атмосферу, называется воздухом. Как всякий газ, воздух занимает все свободное пространство, поэтому на поверхности земли нет места, где бы не было воздуха. У земли воздух удерживается силой тяжести. По мере увеличения высоты воздух становится все более разреженным. На высоте 100 км остается меньше одной миллионной доли общей массы атмосферы, однако полярные сияния, которые наблюдаются на высоте 1000 км, свидетельствуют о наличии там воздуха. Верхней границы у атмосферы нет, она постепенно переходит в космическое пространство.
Воздух представляет собой смесь газов. При температурах, наблюдающихся на Земле, все составляющие воздуха находятся в газообразном состоянии и подчиняются закону идеальных газов. В воздухе всегда присутствует водяной пар — газообразная фаза воды. При различных температурах и давлении водяной пар может находиться в атмосфере или в жидком состоянии (вода), или в твердом (лед). Поступает он в атмосферу главным образом с поверхности океанов и растительного покрова благодаря транспирации (от лат. trans — сквозь, через и spiro — дышу, выдыхаю).
В атмосферном воздухе соотношение газов естественного происхождения, кроме водяного пара, постоянно. Это относится как к основным газам — азоту, кислороду и аргону, образующим 99,95% массы атмосферы, так и к малым газовым примесям — неону, гелию, метану, криптону, водороду и другим, содержание которых составляет десятитысячные, миллионные и миллиардные доли процента. Напротив, содержание диоксида углерода (СО2 — углекислый газ) и озона (03) меняется в зависимости от сезона и места.
Общая масса этих газов небольшая, но они оказывают влияние на тепловой режим атмосферы и земной поверхности. Диоксид углерода интенсивно потребляется на суше растениями, а в океанах водорослями, которые в процессе фотосинтеза преобразуют его в живое вещество, служащее питанием животному миру.

В до индустриальную эпоху газовый состав атмосферы в течение многих сотен лет не менялся, но с началом индустриальной эпохи сжигание ископаемого топлива — угля, нефти, природного газа — привело к нарушению природного баланса и росту в атмосфере углекислого газа (частей на миллион): в 1890 г. — 295, в 1935 г. — 310, в 1962 г. — 320, в 1973 г. — 324, в 1991 г. — 330, в 1994 г. — 352, в 1996 г. — 363. В химическом отношении углекислый газ пассивен (время жизни молекулы С02 — около 4,5 года), поэтому он может длительно находиться в атмосфере и накапливаться.
В атмосфере во взвешенном состоянии плавают мельчайшие твердые и жидкие частицы, называемые аэрозолями. Размер их составляет 0,001 — 5 мкм (микрометров).
К образованию аэрозолей приводят такие естественные процессы, как ветровое волнение над океанами, разбрызгивающее пену, ветровая эрозия горных пород и поднимаемая при этом пыль, лесные и торфяные пожары, вулканические извержения.
Кроме естественных аэрозолей в атмосфере находится большое количество аэрозолей индустриального происхождения. Это дымы промышленных предприятий, вентиляционные выбросы различных производств (например, цементных заводов), транспорта и т. д. Концентрация аэрозолей весьма неравномерна: во всей атмосфере в целом аэрозолей естественного происхождения содержится во много раз больше, чем техногенных, а в промышленных районах наоборот.

За исключением водяного пара и аэрозолей, газовый состав воздуха постоянен до высоты около 100 км. Постоянство состава обусловлено сильным перемешиванием воздуха как по вертикали, так и по горизонтали.
По мере увеличения высоты преобладают более легкие газы. Кроме этого, под действием ультрафиолетовой солнечной радиации происходит расщепление молекул кислорода и малых газовых примесей на атомы. Начиная с высоты 800 км и выше преобладают водород и гелий. Некоторые молекулы и атомы благодаря столкновениям приобретают вторую космическую скорость и улетают в космическое пространство.


Буду благодарен, если Вы поделитесь этой статьей в социальных сетях: