Характеристика нижних слоев атмосферы что образуется в тропосфере

Граница атмосферы

Атмосферой принято считать ту область вокруг Земли, в которой газовая среда вращается вместе с Землёй как единое целое. Атмосфера переходит в межпланетное пространство постепенно, в экзосфере, начинающейся на высоте 500—1000 км от поверхности Земли.

По определению, предложенному Международной авиационной федерацией, граница атмосферы и космоса проводится по линии Кармана, расположенной на высоте 100 км, выше которой авиационные полёты становятся полностью невозможными. NASA использует в качестве границы атмосферы отметку в 122 километра (400 000 футов), где «шаттлы» переключались с маневрирования с помощью двигателей на аэродинамическое маневрирование.

Атмосфера Земли (снимок с МКС, 2006). На больших высотах атмосфера становится очень разрежённой, так что её присутствием можно пренебречь.

Загрязнение атмосферы

Основная статья: Загрязнение атмосферы Земли

В последнее время на эволюцию атмосферы стал оказывать влияние человек. Результатом человеческой деятельности стал постоянный рост содержания в атмосфере углекислого газа из-за сжигания углеводородного топлива, накопленного в предыдущие геологические эпохи.
Громадные количества CO2{\displaystyle {\ce {CO2}}} потребляются при фотосинтезе и поглощаются мировым океаном. Этот газ поступает в атмосферу благодаря разложению карбонатных горных пород и органических веществ растительного и животного происхождения, а также вследствие вулканизма и производственной деятельности человека. За последние 100 лет содержание CO2{\displaystyle {\ce {CO2}}} в атмосфере возросло на 10 %, причём основная часть (360 млрд тонн) поступила в результате сжигания топлива. Если темпы роста сжигания топлива сохранятся, то в ближайшие 200—300 лет количество CO2{\displaystyle {\ce {CO2}}} в атмосфере удвоится и может привести к глобальным изменениям климата.

Сжигание топлива — основной источник и загрязняющих газов (CO{\displaystyle {{\ce {CO}}}}, NO{\displaystyle {{\ce {NO}}}}, SO2{\displaystyle {\ce {SO2}}}). Диоксид серы окисляется кислородом воздуха до SO3{\displaystyle {\ce {SO3}}}, а оксид азота до NO2{\displaystyle {\ce {NO2}}} в верхних слоях атмосферы, которые в свою очередь взаимодействуют с парами воды, а образующиеся при этом серная кислота H2SO4{\displaystyle {\ce {H2SO4}}} и азотная кислота HNO3{\displaystyle {\ce {HNO3}}} выпадают на поверхность Земли в виде так называемых кислотных дождей. Использование двигателей внутреннего сгорания приводит к значительному загрязнению атмосферы оксидами азота, углеводородами и соединениями свинца (тетраэтилсвинец Pb(CH3CH2)4{\displaystyle {\ce {Pb(CH3CH2)4}}} ).

Аэрозольное загрязнение атмосферы обусловлено как естественными причинами (извержение вулканов, пыльные бури, унос капель морской воды и пыльцы растений и другое), так и хозяйственной деятельностью человека (добыча руд и строительных материалов, сжигание топлива, изготовление цемента и тому подобное). Интенсивный широкомасштабный вынос твёрдых частиц в атмосферу — одна из возможных причин изменений климата планеты.

Состав

Высокая устойчивость стратосферы обусловлена возрастанием температуры с высотой. В отличие от тропосферы, в этом слое отсутствует упорядоченное вертикальное движение воздуха и его перемешивание, а существуют небольшие вертикальные движения в виде медленного оседания или подъема, охватывающие слои стратосферы на огромных пространствах. Нагревание воздуха в стратосфере происходит за счет поглощения озоном ультрафиолетового излучения, а охлаждение – за счет длинноволнового излучения молекул H2O и CO2. Поэтому в низких широтах, где повышено содержание H2O и CO2, а O3 меньше, холоднее, чем над высокими широтами стратосферы. В стратосфере на высоте 20 — 25 км летом характерно изменение направления ветра с западного на восточное, а зимой постоянно дуют западные ветры. У верхней границы стратосферы наблюдаются максимально большие скорости ветра, а также струйные течения.

В нижней части стратосферы на высоте до 20 — 25 км отмечается повышенное содержание аэрозольных частиц, в особенности сульфатных, которые заносятся сюда во время извержения вулканов. Здесь они сохраняются дольше, чем в тропосфере, из-за малого турбулентного обмена и отсутствия вымывания осадками.

В стратосфере очень мало водяного пара, но иногда в высоких широтах наблюдаются перламутровые облака на высоте 22 — 24 км. Особенно они хорошо видны ночью, освещенные Солнцем, находящимся под горизонтом. Предполагается, что эти облака образуются из переохлажденных капель или кристалликов льда.

В стратосфере газовый состав воздуха практически не отличается от такового в тропосфере, но имеет отличие, а именно, повышенное содержание озона (O3). Стратосферу можно назвать озоносферой, из-за наличия в ней слоя озона. Озоновый слой образовался и сохраняется, благодаря взаимодействию ультрафиолетовых лучей Солнца с молекулами кислорода, и служит надежным препятствием для ультрафиолета, который губителен для всех живых организмов. При поглощении солнечной энергии слоем озона температура атмосферы повышается, а следовательно, слой озона является своеобразным резервуаром тепла в атмосфере. До высоты 10 км и более 60 км атмосфера почти полностью лишена озона, а максимальная концентрация его сосредоточена на высоте 20 — 30 км. В стратосфере тепловой режим, в основном, определяется лучистым теплообменом. Озон разрушается при взаимодействии с NO, со свободными радикалами, галогенсодержащими соединениями.

В стратосфере остается основная доля коротковолновой части ультрафиолетового излучения (180 — 200 нм) и трансформируется энергия коротких волн. Под влиянием ультрафиолетовых лучей происходит изменение магнитных полей, распад молекул, ионизация, образуются новые газы и другие химические соединения. В природе эти процессы наблюдаются как северные сияния, зарницы и другие свечения.

Похожие материалы:

1. Слои атмосферы

2. Тропосфера

3. Ионосфера

4. Мезосфера5. Озоновый слой

Определение слова Тропосфера по БСЭ

Тропосфера (от греч. trоpos — поворот, изменение и Сфера)нижняя, преобладающая по массе часть земной атмосферы, в которой температура понижается с высотой. Т. простирается в среднем до высот 8-10 км в полярных широтах, 10-12 км в умеренных, 16-18 км в тропических. Над Т. располагается Стратосфера, от которой Т. отделена сравнительно тонким переходным слоем — тропопаузой. В Т. сосредоточено более всей массы атмосферного воздуха. Среднее Атмосферное давление на верхней границе Т. в умеренных широтах менее атмосферного давления у земной поверхности, а в тропических широтах менее . Вся деятельность человека проходит в Т. Самые высокие горы остаются в пределах Т., даже воздушный транспорт лишь частично выходит за пределы Т. — в стратосферу.Вертикальное распределение температуры в Т. зависит от особенностей поглощения солнечного и земного излучений в Т. и от конвективной передачи тепла. Основной поглотитель излучения в атмосфере — водяной пар, которого с высотой быстро убывает, в связи с чем должна убывать и температура воздуха. Это способствует возникновению конвекции, которая переносит нагретый воздух от земной поверхности в атмосферу, чем меняет вертикальное распределение температуры (см. Стратификация атмосферы). В результате в Т. устанавливается средний вертикальный градиент температуры y, равный 0,6°C на 100 м. в нижней части Т. y несколько меньше, а в верхней части больше. Температура воздуха на верхней границе Т. в среднем за год около -55°C в полярных широтах и около -80°C у экватора, летом температура в верхней части Т. всегда значительно ниже нуля. В отдельных случаях распределение температуры может существенно отличаться от среднего. В тех или иных слоях Т., особенно в нижней её части, часто возникают Инверсии температуры, то есть температура с высотой возрастает.Почти вся масса водяного пара атмосферы сосредоточена в Т., поэтому в ней возникают в основном все Облака. В Т. содержится также и основная масса атмосферных аэрозолей (пыли, дыма и др.), поступающих с земной поверхности. В нижней части Т. (в пограничном слое, или слое трения) хорошо выражен суточный ход температуры и влажности воздуха, скорость ветра с высотой быстро возрастает, направление его приближается к направлению изобар. Над этим слоем скорость ветра чаще всего продолжает возрастать, а направление его меняется по-разному, в зависимости от распределения температуры в толще Т. От пограничного слоя до тропопаузы скорость ветра возрастает примерно в 3 раза. В верхней Т., вблизи тропопаузы, наблюдаются очень сильные так называемые струйные течения. Нижний слой Т. в несколько десятков м непосредственно над земной поверхностью (Приземный слой атмосферы) является средой обитания растений, животных и человека. Ветер здесь особенно ослаблен, а влажность повышена. над сушей вертикальные градиенты температуры в дневные часы очень велики, а ночью, наоборот, нередки приземные инверсии температуры.Система воздушных течений в Т. и нижней стратосфере называется общей циркуляцией атмосферы. Для Т. характерно всё время меняющееся горизонтальное расчленение на Воздушные массы, различные по свойствам в зависимости от влияния широты и той подстилающей поверхности, над которой они формируются. На границах между воздушными массами — фронтах атмосферных, развиваются Циклоны и Антициклоны, определяющие перемещение воздушных масс и фронтов, а с ними и непериодического изменения погоды у земной поверхности и в вышележащих слоях. Таким образом, в Т., помимо общих квазизональных переносов воздуха (преимущественно с З. на В.), поддерживается междуширотный обмен воздуха, очень важный для условий погоды и Климата.Лит.: Хромов С. П., Метеорология и климатология для географических факультетов, 2 изд., Л., 1968. Хргиан А. Х., Физика атмосферы, Л., 1969. Лайхтман Д. Л., Физика пограничного слоя атмосферы, 2 изд., Л., 1970.С. П. Хромов.

Литература

• Парин В. В., Космолинский Ф. П., Душков Б. А. Космическая биология и медицина. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Просвещение, 1975. — 224 с.
• Гусакова Н. В. Химия окружающей среды» Ростов-на-Дону: Феникс, 2004, 192 с. ISBN 5-222-05386-5
• Соколов В. А. Геохимия природных газов. — М., 1971.
• МакИвен М., Филлипс Л. Химия атмосферы. — М., 1978.
• Уорк K., Уорнер С. Загрязнение воздуха. Источники и контроль, пер. с англ., М.. 1980;
• Мониторинг фонового загрязнения природных сред. в. 1, Л., 1982.
• ГОСТ 4401-81 «Атмосфера стандартная. Параметры»
• ГОСТ Р 53460-2009 «Глобальная справочная атмосфера для высот от 0 до 120 км для аэрокосмической практики. Параметры»
• ГОСТ 24631-81 «Атмосферы справочные. Параметры»