Dengiz sathida 1013,25 hPa (taxminan 760 mmHg). Yer yuzasida o'rtacha global havo harorati 15 ° C, subtropik cho'llarda harorat taxminan 57 ° C dan Antarktidada -89 ° C gacha o'zgarib turadi. Havo zichligi va bosimi eksponensialga yaqin qonunga muvofiq balandlik bilan kamayadi.

Atmosferaning tuzilishi. Vertikal ravishda atmosfera qatlamli tuzilishga ega bo'lib, asosan vertikal harorat taqsimotining xususiyatlari (rasm) bilan belgilanadi, bu geografik joylashuvga, mavsumga, kunning vaqtiga va hokazolarga bog'liq. Atmosferaning pastki qatlami - troposfera - balandligi bilan haroratning pasayishi bilan tavsiflanadi (1 km uchun taxminan 6 ° C), uning balandligi qutb kengliklarida 8-10 km dan tropiklarda 16-18 km gacha. Havo zichligining balandligi bilan tez kamayishi tufayli atmosferaning umumiy massasining taxminan 80% troposferada. Troposferaning tepasida stratosfera - bu qatlam odatda balandlik bilan haroratning oshishi bilan tavsiflanadi. Troposfera va stratosfera orasidagi o'tish qatlami tropopauza deb ataladi. Pastki stratosferada, taxminan 20 km balandlikda, harorat balandlikda (izotermik mintaqa deb ataladigan) ozgina o'zgaradi va ko'pincha biroz pasayadi. Yuqorida, harorat quyosh ultrabinafsha nurlanishining ozon tomonidan yutilishi tufayli, dastlab sekin va 34-36 km sathidan tezroq ko'tariladi. Stratosferaning yuqori chegarasi - stratopauz maksimal haroratga (260-270 K) mos keladigan 50-55 km balandlikda joylashgan. Atmosferaning 55-85 km balandlikda joylashgan, harorat yana balandlik bilan tushadigan qatlami mezosfera deb ataladi, uning yuqori chegarasida - mezopauzada - harorat yozda 150-160 K ga, 200-ga etadi. Qishda 230 K. Mezopauzdan yuqorida termosfera boshlanadi - haroratning tez ko'tarilishi bilan tavsiflangan qatlam, 250 km balandlikda 800-1200 K qiymatlarga etadi.Quyoshning korpuskulyar va rentgen nurlanishi. termosferada so'riladi, meteorlar sekinlashadi va yonib ketadi, shuning uchun u Yerning himoya qatlami vazifasini bajaradi. Atmosfera gazlari tarqalish natijasida dunyo fazosiga tarqaladigan va atmosferadan sayyoralararo fazoga bosqichma-bosqich o'tish sodir bo'ladigan ekzosfera undan ham balandroqdir.

Atmosferaning tarkibi. Taxminan 100 km balandlikgacha atmosfera kimyoviy tarkibi bo'yicha deyarli bir hil va havoning o'rtacha molekulyar og'irligi (taxminan 29) unda doimiydir. Yer yuzasiga yaqin joyda atmosfera azot (taxminan 78,1% hajm) va kislorod (20,9% atrofida), shuningdek, oz miqdorda argon, karbonat angidrid (karbonat angidrid), neon va boshqa doimiy va o'zgaruvchan komponentlardan iborat (qarang. Havo).

Bundan tashqari, atmosferada oz miqdorda ozon, azot oksidi, ammiak, radon va boshqalar mavjud.Havoning asosiy tarkibiy qismlarining nisbiy tarkibi vaqt o'tishi bilan doimiy va turli geografik hududlarda bir xil bo'ladi. Suv bug'i va ozonning tarkibi makon va vaqt bo'yicha o'zgaruvchan; past tarkibga qaramay, ularning atmosfera jarayonlaridagi roli juda katta.

100-110 km dan yuqorida kislorod, karbonat angidrid va suv bug'lari molekulalarining dissotsiatsiyasi sodir bo'ladi, shuning uchun havoning molekulyar og'irligi kamayadi. Taxminan 1000 km balandlikda engil gazlar - geliy va vodorod ustunlik qila boshlaydi va undan yuqoriroqda Yer atmosferasi asta-sekin sayyoralararo gazga aylanadi.

Atmosferaning eng muhim o'zgaruvchan komponenti suv bug'i bo'lib, u atmosferaga suv va nam tuproq yuzasidan bug'lanish, shuningdek o'simliklarning transpiratsiyasi orqali kiradi. Suv bug'ining nisbiy miqdori yer yuzasiga yaqin joylarda tropiklarda 2,6% dan qutb kengliklarida 0,2% gacha o'zgarib turadi. Balandligi bilan u tezda yiqilib, 1,5-2 km balandlikda yarmiga kamayadi. Mo''tadil kenglikdagi atmosferaning vertikal ustunida taxminan 1,7 sm "cho'kilgan suv qatlami" mavjud. Suv bug'lari kondensatsiyalanganda bulutlar hosil bo'ladi, undan atmosfera yog'inlari yomg'ir, do'l va qor shaklida tushadi.

Atmosfera havosining muhim tarkibiy qismi ozon bo'lib, 90% stratosferada (10 dan 50 km gacha) to'plangan, uning 10% ga yaqini troposferada. Ozon qattiq ultrabinafsha nurlanishini (to'lqin uzunligi 290 nm dan kam) so'rilishini ta'minlaydi va bu uning biosfera uchun himoya rolidir. Umumiy ozon miqdorining qiymatlari kenglik va mavsumga qarab o'zgaradi, 0,22 dan 0,45 sm gacha (p= 1 atm bosim va T = 0 ° C haroratda ozon qatlamining qalinligi). 1980-yillarning boshidan buyon Antarktidada bahorda kuzatilgan ozon teshiklarida ozon miqdori 0,07 sm gacha tushishi mumkin, yuqori kengliklarda o'sadi. Atmosferaning muhim o'zgaruvchan komponenti karbonat angidrid bo'lib, uning atmosferadagi miqdori so'nggi 200 yil ichida 35% ga oshdi, bu asosan antropogen omil bilan izohlanadi. Uning kenglik va mavsumiy o'zgaruvchanligi kuzatiladi, bu o'simlik fotosintezi va dengiz suvida eruvchanligi bilan bog'liq (Genri qonuniga ko'ra, gazning suvda eruvchanligi harorat oshishi bilan kamayadi).

Sayyora iqlimining shakllanishida atmosfera aerozollari - o'lchamlari bir necha nm dan o'nlab mikrongacha bo'lgan havoda to'xtatilgan qattiq va suyuq zarralar muhim rol o'ynaydi. Tabiiy va antropogen kelib chiqadigan aerozollar mavjud. Aerozol o'simliklar hayoti va insonning xo'jalik faoliyati mahsulotlaridan, vulqon otilishidan, changning shamol tomonidan sayyora yuzasidan, ayniqsa uning cho'l mintaqalaridan ko'tarilishi natijasida gaz fazali reaktsiyalar jarayonida hosil bo'ladi va atmosferaning yuqori qatlamlariga kirib kelgan kosmik changdan ham hosil bo'lgan. Aerozolning katta qismi troposferada to'plangan, vulqon otilishi natijasida hosil bo'lgan aerozol taxminan 20 km balandlikda Junge qatlamini hosil qiladi. Antropogen aerozolning eng katta miqdori avtomobillar va issiqlik elektr stantsiyalari, kimyo sanoati, yoqilg'i yoqish va boshqalarning ishlashi natijasida atmosferaga kiradi. Shuning uchun ba'zi hududlarda atmosfera tarkibi oddiy havodan sezilarli darajada farq qiladi, bu esa yaratilishini talab qildi. Atmosfera havosining ifloslanish darajasini monitoring qilish va nazorat qilish bo'yicha maxsus xizmat.

Atmosfera evolyutsiyasi. Zamonaviy atmosfera ikkilamchi kelib chiqishiga o'xshaydi: u taxminan 4,5 milliard yil oldin sayyora shakllanishi tugaganidan keyin Yerning qattiq qobig'i tomonidan chiqarilgan gazlardan hosil bo'lgan. Yerning geologik tarixi davomida atmosfera bir qator omillar ta'sirida o'z tarkibida sezilarli o'zgarishlarga duch keldi: gazlarning, asosan engilroq bo'lganlarning kosmosga tarqalishi (uchuvchanligi); vulqon faoliyati natijasida litosferadan gazlarning chiqishi; atmosferaning tarkibiy qismlari va er qobig'ini tashkil etuvchi jinslar o'rtasidagi kimyoviy reaktsiyalar; quyosh ultrabinafsha nurlanishi ta'sirida atmosferaning o'zida fotokimyoviy reaktsiyalar; sayyoralararo muhit materiyasining (masalan, meteorik materiya) to'planishi (tutilishi). Atmosferaning rivojlanishi geologik va geokimyoviy jarayonlar bilan chambarchas bog'liq bo'lib, so'nggi 3-4 milliard yil davomida biosfera faoliyati bilan ham bog'liq. Zamonaviy atmosferani tashkil etuvchi gazlarning katta qismi (azot, karbonat angidrid, suv bug'lari) vulqon faoliyati va ularni Yer tubidan olib chiqib ketish paytida paydo bo'lgan. Kislorod taxminan 2 milliard yil avval okeanning er usti suvlarida paydo bo'lgan fotosintetik organizmlarning faoliyati natijasida sezilarli miqdorda paydo bo'lgan.

Karbonat konlarining kimyoviy tarkibi to'g'risidagi ma'lumotlarga asoslanib, geologik o'tmishdagi atmosferadagi karbonat angidrid va kislorod miqdori bo'yicha hisob-kitoblar olingan. Fanerozoy davrida (Yer tarixining so'nggi 570 million yili) atmosferadagi karbonat angidrid miqdori vulqon faolligi, okean harorati va fotosintez darajasiga qarab juda xilma-xil bo'lgan. Bu vaqtning ko'p qismida atmosferadagi karbonat angidrid konsentratsiyasi hozirgidan sezilarli darajada yuqori bo'lgan (10 baravargacha). Fanerozoy atmosferasidagi kislorod miqdori sezilarli darajada o'zgardi va uni ko'paytirish tendentsiyasi ustunlik qildi. Prekembriy atmosferasida karbonat angidridning massasi, qoida tariqasida, fanerozoy atmosferasiga qaraganda kattaroq va kislorod massasi kamroq edi. Karbonat angidrid miqdorining o'zgarishi o'tmishda iqlimga sezilarli ta'sir ko'rsatdi, karbonat angidrid kontsentratsiyasining oshishi bilan issiqxona effektini oshirdi, buning natijasida fanerozoyning asosiy qismida iqlim o'tgan davrga qaraganda ancha issiq edi. zamonaviy davr.

atmosfera va hayot. Agar atmosfera bo'lmasa, Yer o'lik sayyora bo'lar edi. Organik hayot atmosfera va u bilan bog'liq bo'lgan iqlim va ob-havo bilan yaqin o'zaro ta'sirda davom etadi. Butun sayyora bilan solishtirganda (taxminan milliondan bir qismi) massa jihatidan ahamiyatsiz bo'lgan atmosfera barcha hayot shakllari uchun zaruriy shartdir. Kislorod, azot, suv bug'i, karbonat angidrid va ozon organizmlar hayoti uchun eng muhim atmosfera gazlaridir. Karbonat angidrid fotosintetik o'simliklar tomonidan so'rilsa, organik moddalar hosil bo'ladi, u tirik mavjudotlarning, shu jumladan odamlarning aksariyati tomonidan energiya manbai sifatida ishlatiladi. Kislorod aerob organizmlarning mavjudligi uchun zarur bo'lib, ular uchun energiya ta'minoti organik moddalarning oksidlanish reaktsiyalari bilan ta'minlanadi. Ayrim mikroorganizmlar (azot fiksatorlari) tomonidan assimilyatsiya qilingan azot o'simliklarning mineral oziqlanishi uchun zarurdir. Quyoshning qattiq ultrabinafsha nurlanishini o'zlashtiradigan ozon quyosh nurlanishining hayot uchun xavfli qismini sezilarli darajada susaytiradi. Atmosferada suv bug'ining kondensatsiyasi, bulutlarning paydo bo'lishi va keyinchalik yog'ingarchilikning yog'ishi quruqlikka suv etkazib beradi, ularsiz hayotning hech qanday shakli mumkin emas. Gidrosferadagi organizmlarning hayotiy faoliyati asosan suvda erigan atmosfera gazlarining miqdori va kimyoviy tarkibi bilan belgilanadi. Atmosferaning kimyoviy tarkibi sezilarli darajada organizmlar faoliyatiga bog'liq bo'lganligi sababli, biosfera va atmosferani yagona tizimning bir qismi sifatida ko'rib chiqish mumkin, ularning saqlanishi va evolyutsiyasi (qarang Biogeokimyoviy tsikllar ) atmosfera tarkibini o'zgartirish uchun katta ahamiyatga ega edi. Yer sayyora sifatida butun tarixi davomida atmosfera.

Atmosferaning radiatsiya, issiqlik va suv balanslari. Quyosh radiatsiyasi atmosferadagi barcha jismoniy jarayonlar uchun amalda yagona energiya manbai hisoblanadi. Atmosferaning radiatsiya rejimining asosiy xususiyati issiqxona effekti deb ataladi: atmosfera quyosh radiatsiyasini er yuzasiga juda yaxshi uzatadi, lekin er yuzasining termal uzun to'lqinli nurlanishini faol ravishda o'zlashtiradi, uning bir qismi er yuzasiga qaytadi. yer yuzasining radiatsion issiqlik yo'qotilishini qoplaydigan qarshi nurlanish ko'rinishidagi sirt (qarang: Atmosfera nurlanishi). Atmosfera bo'lmaganda, er yuzasining o'rtacha harorati -18 ° C, haqiqatda esa 15 ° C bo'ladi. Kiruvchi quyosh radiatsiyasi qisman (taxminan 20%) atmosferaga so'riladi (asosan, suv bug'lari, suv tomchilari, karbonat angidrid, ozon va aerozollar), shuningdek, aerozol zarralari va zichlik tebranishlari (Rayleigh tarqalishi) bilan tarqaladi (taxminan 7%). . Yer yuzasiga etib boradigan umumiy radiatsiya qisman (taxminan 23%) undan aks etadi. Ko'zgu, albedo deb ataladigan pastki yuzaning aks ettirilishi bilan belgilanadi. O'rtacha quyosh radiatsiyasining integral oqimi uchun Yerning albedosi 30% ga yaqin. Yangi tushgan qor uchun bir necha foizdan (quruq tuproq va qora tuproq) 70-90% gacha o'zgarib turadi. Yer yuzasi va atmosfera o'rtasidagi radiatsion issiqlik almashinuvi asosan albedoga bog'liq bo'lib, er yuzasining samarali nurlanishi va u tomonidan so'rilgan atmosferaning qarshi nurlanishi bilan belgilanadi. Kosmosdan yer atmosferasiga kirib, uni orqaga tark etuvchi nurlanish oqimlarining algebraik yig‘indisi radiatsiya balansi deyiladi.

Quyosh nurlanishining atmosfera va er yuzasi tomonidan yutilishidan keyin sodir bo'lgan o'zgarishlar Yerning sayyora sifatida issiqlik balansini belgilaydi. Atmosfera uchun issiqlikning asosiy manbai er yuzasi; undan issiqlik nafaqat uzoq to'lqinli nurlanish shaklida, balki konveksiya orqali ham uzatiladi va suv bug'ining kondensatsiyasi paytida ham chiqariladi. Ushbu issiqlik oqimlarining ulushi mos ravishda o'rtacha 20%, 7% va 23% ni tashkil qiladi. Bu yerda to?g?ridan-to?g?ri quyosh nurlanishini yutish hisobiga 20% ga yaqin issiqlik ham qo?shiladi. Quyosh nurlariga perpendikulyar bo'lgan va atmosferadan tashqarida Yerdan Quyoshgacha o'rtacha masofada joylashgan (quyosh doimiyligi deb ataladigan) bitta maydon orqali vaqt birligiga quyosh nurlanishining oqimi 1367 Vt / m 2 ni tashkil qiladi. Quyosh faolligi aylanishiga qarab 1-2 Vt / m 2 ni tashkil qiladi. Taxminan 30% sayyora albedosi bilan quyosh energiyasining o'rtacha global oqimi sayyoraga 239 Vt / m 2 ni tashkil qiladi. Er sayyora sifatida kosmosga o'rtacha bir xil energiya chiqaradiganligi sababli, Stefan-Boltzman qonuniga ko'ra, uzoq to'lqinli termal nurlanishning samarali harorati 255 K (-18 ° C) ni tashkil qiladi. Shu bilan birga, yer yuzasining o'rtacha harorati 15 ° S ni tashkil qiladi. 33 ° C farq issiqxona effektiga bog'liq.

Atmosferaning suv balansi umuman olganda Yer yuzasidan bug'langan namlik miqdori, er yuzasiga tushadigan yog'ingarchilik miqdori tengligiga mos keladi. Okeanlar ustidagi atmosfera bug'lanish jarayonlaridan quruqlikka qaraganda ko'proq namlik oladi va yog'ingarchilik shaklida 90% yo'qotadi. Okeanlar ustidagi ortiqcha suv bug'lari havo oqimlari orqali qit'alarga olib boriladi. Okeanlardan materiklarga atmosferaga tashiladigan suv bug'ining miqdori okeanlarga oqib tushadigan daryo oqimining hajmiga teng.

havo harakati. Yer sharsimon shaklga ega, shuning uchun quyosh radiatsiyasi uning yuqori kengliklariga tropiklarga qaraganda kamroq tushadi. Natijada, kengliklar o'rtasida katta harorat kontrastlari paydo bo'ladi. Okeanlar va qit'alarning nisbiy joylashuvi ham haroratning taqsimlanishiga sezilarli ta'sir qiladi. Okean suvlarining katta massasi va suvning yuqori issiqlik sig'imi tufayli okean yuzasi haroratining mavsumiy tebranishlari quruqlikka qaraganda ancha kam. Shu munosabat bilan, o'rta va yuqori kengliklarda okeanlar ustidagi havo harorati yozda qit'alarga qaraganda sezilarli darajada past, qishda esa yuqori bo'ladi.

Er sharining turli mintaqalarida atmosferaning notekis isishi atmosfera bosimining kosmosda bir xil bo'lmagan taqsimlanishiga olib keladi. Dengiz sathida bosim taqsimoti ekvator yaqinida nisbatan past qiymatlar, subtropiklarning ko'payishi (yuqori bosim kamarlari) va o'rta va yuqori kengliklarning pasayishi bilan tavsiflanadi. Shu bilan birga, ekstratropik kengliklarning qit'alarida bosim odatda qishda ko'tariladi va yozda pasayadi, bu haroratning taqsimlanishi bilan bog'liq. Bosim gradienti ta'sirida havo yuqori bosimli joylardan past bosimli hududlarga yo'naltirilgan tezlashuvni boshdan kechiradi, bu esa havo massalarining harakatiga olib keladi. Harakatlanuvchi havo massalariga, shuningdek, Yerning aylanishining og'ish kuchi (koriolis kuchi), balandlik bilan kamayib boruvchi ishqalanish kuchi va egri chiziqli traektoriyalarda markazdan qochma kuchi ham ta'sir qiladi. Havoning turbulent aralashuvi katta ahamiyatga ega (qarang Atmosferadagi turbulentlik ).

Havo oqimlarining murakkab tizimi (atmosferaning umumiy aylanishi) bosimning sayyoraviy taqsimlanishi bilan bog'liq. Meridional tekislikda o'rtacha ikki yoki uchta meridional aylanish hujayralari kuzatiladi. Ekvator yaqinida isitiladigan havo subtropiklarda ko'tarilib tushadi va Xedli hujayrasini hosil qiladi. Teskari Ferrell hujayrasining havosi ham u erga tushadi. Yuqori kengliklarda ko'pincha to'g'ridan-to'g'ri qutb hujayrasi kuzatiladi. Meridional aylanish tezligi 1 m/s yoki undan kam. Koriolis kuchining ta'siri tufayli atmosferaning ko'p qismida g'arbiy shamollar o'rta troposferada tezligi taxminan 15 m / s ni tashkil qiladi. Nisbatan barqaror shamol tizimlari mavjud. Bularga savdo shamollari kiradi - subtropiklardagi yuqori bosimli kamarlardan ekvatorga sezilarli sharqiy (sharqdan g'arbga) bo'lgan shamollar. Mussonlar ancha barqaror - mavsumiy xarakterga ega havo oqimlari: ular yozda okeandan materikga, qishda esa teskari yo'nalishda uriladi. Hind okeanidagi mussonlar ayniqsa muntazam. O?rta kengliklarda havo massalarining harakati asosan g?arbiy (g?arbdan sharqqa) yo?nalgan. Bu atmosfera jabhalarining zonasi bo'lib, unda katta burmalar - siklonlar va antitsiklonlar paydo bo'lib, yuzlab va hatto minglab kilometrlarni qamrab oladi. Siklonlar tropiklarda ham uchraydi; bu erda ular kichikroq o'lchamlarda farqlanadi, lekin juda yuqori shamol tezligi, bo'ron kuchiga (33 m / s yoki undan ko'p), tropik siklonlar deb ataladi. Atlantika va Tinch okeanining sharqiy qismida ular bo'ronlar, Tinch okeanining g'arbiy qismida esa tayfunlar deb ataladi. Yuqori troposfera va quyi stratosferada, meridional Hadley aylanishining to'g'ridan-to'g'ri hujayrasini va teskari Ferrell hujayrasini ajratib turadigan hududlarda, nisbatan tor, kengligi yuzlab kilometr, keskin chegaralari bo'lgan reaktiv oqimlar ko'pincha kuzatiladi, ular ichida shamol 100 ga etadi. -150 va hatto 200 m/ Bilan.

Iqlim va ob-havo. Yer yuzasiga turli kengliklarda kelayotgan quyosh nurlanishining fizik xossalari jihatidan xilma-xil bo‘lgan miqdoridagi farq Yer iqlimining xilma-xilligini belgilaydi. Ekvatordan tropik kengliklarga qadar er yuzasiga yaqin havo harorati o'rtacha 25-30 ° S ni tashkil qiladi va yil davomida kam o'zgaradi. Ekvatorial zonada odatda ko'p yog'ingarchilik tushadi, bu esa u erda haddan tashqari namlik uchun sharoit yaratadi. Tropik zonalarda yog'ingarchilik miqdori kamayadi va ba'zi hududlarda juda kam bo'ladi. Mana, Yerning keng cho'llari.

Subtropik va o'rta kengliklarda havo harorati yil davomida sezilarli darajada o'zgarib turadi va yoz va qishki harorat o'rtasidagi farq okeanlardan uzoqda joylashgan materiklar hududlarida ayniqsa katta. Shunday qilib, Sharqiy Sibirning ba'zi hududlarida havo haroratining yillik amplitudasi 65 ° S ga etadi. Bu kengliklarda namlanish sharoitlari juda xilma-xil bo'lib, asosan atmosferaning umumiy aylanish rejimiga bog'liq va yildan-yilga sezilarli darajada farqlanadi.

Qutb kengliklarida, sezilarli mavsumiy o'zgarishlar bo'lsa ham, harorat yil davomida past bo'lib qoladi. Bu Rossiya hududining 65% dan ortig'ini, asosan Sibirni egallagan okeanlar, quruqlik va abadiy muzliklarda muz qoplamining keng tarqalishiga yordam beradi.

So'nggi o'n yilliklarda global iqlimdagi o'zgarishlar tobora sezilarli bo'lib bormoqda. Yuqori kengliklarda harorat past kengliklarga qaraganda ko'proq ko'tariladi; qishda yozga qaraganda ko'proq; kechasi kunduzgidan ko'ra ko'proq. 20-asrda Rossiyada er yuzasiga yaqin havoning o'rtacha yillik harorati 1,5-2 ° S ga oshdi va Sibirning ba'zi hududlarida bir necha darajaga ko'tarildi. Bu kichik gazsimon aralashmalar kontsentratsiyasining oshishi tufayli issiqxona effektining kuchayishi bilan bog'liq.

Ob-havo atmosfera sirkulyatsiyasi sharoitlari va hududning geografik joylashuvi bilan belgilanadi, u tropiklarda eng barqaror va o'rta va yuqori kengliklarda eng o'zgaruvchan. Eng muhimi, atmosfera frontlari, siklonlar va antisiklonlarning o'tishi, yog'ingarchilik va shamolning kuchayishi tufayli havo massalarining o'zgarishi zonalarida ob-havo o'zgaradi. Ob-havoni bashorat qilish uchun ma'lumotlar erdagi meteorologiya stantsiyalari, kemalar va samolyotlar va meteorologik sun'iy yo'ldoshlardan yig'iladi. Shuningdek qarang: meteorologiya.

Atmosferadagi optik, akustik va elektr hodisalari. Atmosferada elektromagnit nurlanish tarqalganda, yorug'likning havo va turli zarrachalar (aerozol, muz kristallari, suv tomchilari) tomonidan sinishi, yutilishi va tarqalishi natijasida turli xil optik hodisalar paydo bo'ladi: kamalak, tojlar, halo, sarob va boshqalar. Nur. tarqalish osmonning ko'rinadigan balandligini va osmonning ko'k rangini aniqlaydi. Ob'ektlarning ko'rish diapazoni atmosferada yorug'likning tarqalish shartlari bilan belgilanadi (qarang Atmosfera ko'rinishi ). Atmosferaning turli to'lqin uzunliklarida shaffofligi aloqa diapazoni va ob'ektlarni asboblar bilan aniqlash imkoniyatini, shu jumladan Yer yuzasidan astronomik kuzatishlar imkoniyatini belgilaydi. Stratosfera va mezosferadagi optik notekisliklarni o'rganish uchun alacakaranl?k fenomeni muhim rol o'ynaydi. Masalan, kosmik kemadan alacakaranlikni suratga olish aerozol qatlamlarini aniqlash imkonini beradi. Atmosferada elektromagnit nurlanishning tarqalish xususiyatlari uning parametrlarini masofadan turib zondlash usullarining aniqligini aniqlaydi. Bu savollarning barchasi, boshqalar kabi, atmosfera optikasi tomonidan o'rganiladi. Radioto?lqinlarning sinishi va tarqalishi radioqabul qilish imkoniyatlarini belgilaydi (qarang. Radioto?lqinlarning tarqalishi).

Tovushning atmosferada tarqalishi harorat va shamol tezligining fazoviy taqsimotiga bog?liq (qarang Atmosfera akustikasi ). Bu atmosferani masofadan zondlash uchun qiziqish uyg'otadi. Raketalar tomonidan atmosferaning yuqori qatlamlariga uchirilgan zaryadlarning portlashi shamol tizimlari va stratosfera va mezosferadagi harorat kursi haqida ko'p ma'lumot berdi. Barqaror qatlamli atmosferada harorat adiabatik gradientdan (9,8 K/km) sekinroq balandlikka tushganda, ichki to'lqinlar paydo bo'ladi. Ushbu to'lqinlar yuqoriga qarab stratosferaga va hatto mezosferaga tarqalishi mumkin, bu erda ular susayadi va shamol va turbulentlikning kuchayishiga yordam beradi.

Yerning manfiy zaryadi va undan kelib chiqadigan elektr maydoni atmosfera elektr zaryadlangan ionosfera va magnitosfera bilan birgalikda global elektr zanjirini hosil qiladi. Bulutlar va chaqmoq elektr energiyasining shakllanishi muhim rol o'ynaydi. Chaqmoq oqimlari xavfi binolar, inshootlar, elektr uzatish liniyalari va aloqa vositalarini chaqmoqlardan himoya qilish usullarini ishlab chiqishni talab qildi. Ushbu hodisa aviatsiya uchun ayniqsa xavflidir. Chaqmoq zaryadlari atmosfera radio shovqinlarini keltirib chiqaradi, bu atmosfera deb ataladi (qarang "Hushtak chalinadigan atmosfera"). Elektr maydoni kuchining keskin ortishi paytida er yuzasidan chiqib turgan jismlarning nuqtalari va o'tkir burchaklarida, tog'lardagi alohida cho'qqilarda va boshqalarda paydo bo'ladigan yorug'lik razryadlari kuzatiladi (Elma chiroqlari). Atmosferada har doim bir qancha engil va og'ir ionlar mavjud bo'lib, ular atmosferaning elektr o'tkazuvchanligini aniqlaydigan o'ziga xos sharoitlarga qarab juda katta farq qiladi. Er yuzasiga yaqin joylashgan asosiy havo ionizatorlari er qobig'i va atmosferada mavjud bo'lgan radioaktiv moddalar, shuningdek, kosmik nurlardir. Atmosfera elektr energiyasiga ham qarang.

Insonning atmosferaga ta'siri. O'tgan asrlarda inson faoliyati tufayli atmosferada issiqxona gazlari kontsentratsiyasining ortishi kuzatildi. Karbonat angidridning ulushi ikki yuz yil avval 2,8-10 2 dan 2005 yilda 3,8-10 2 gacha, metan miqdori - taxminan 300-400 yil oldin 0,7-10 1 dan 1,8-10 -4 gacha ko'tarildi. 21-asr; O'tgan asrda issiqxona effektining o'sishining taxminan 20% 20-asrning o'rtalariga qadar atmosferada deyarli mavjud bo'lmagan freonlar tomonidan berilgan. Ushbu moddalar stratosfera ozonini buzuvchi moddalar sifatida tan olingan va ularni ishlab chiqarish 1987 yilgi Monreal protokoli bilan taqiqlangan. Atmosferada karbonat angidrid kontsentratsiyasining ortishi ko'mir, neft, gaz va boshqa uglerod yoqilg'ilarining tobora ortib borayotgan miqdorini yoqish, shuningdek, o'rmonlarning kesilishi, natijada fotosintez orqali karbonat angidridning so'rilishining pasayishiga olib keladi. Metan kontsentratsiyasi neft va gaz qazib olishning o'sishi (uning yo'qotishlari tufayli), shuningdek, sholi ekinlarining kengayishi va qoramollar sonining ko'payishi bilan ortadi. Bularning barchasi iqlimning isishiga yordam beradi.

Ob-havoni o'zgartirish uchun atmosfera jarayonlariga faol ta'sir qilish usullari ishlab chiqilgan. Ular momaqaldiroqli bulutlarda maxsus reagentlarni tarqatish orqali qishloq xo'jaligi o'simliklarini do'l shikastlanishidan himoya qilish uchun ishlatiladi. Shuningdek, aeroportlarda tumanni yo'qotish, o'simliklarni sovuqdan himoya qilish, kerakli joylarda yomg'irni ko'paytirish uchun bulutlarga ta'sir qilish yoki ommaviy tadbirlar paytida bulutlarni tarqatish usullari mavjud.

Atmosferani o'rganish. Atmosferadagi fizik jarayonlar haqidagi ma'lumotlar, birinchi navbatda, barcha qit'alarda va ko'plab orollarda joylashgan doimiy meteorologik stansiyalar va postlarning global tarmog'i tomonidan amalga oshiriladigan meteorologik kuzatuvlardan olinadi. Kundalik kuzatuvlar havo harorati va namligi, atmosfera bosimi va yog'ingarchilik, bulutlilik, shamol va boshqalar haqida ma'lumot beradi.Quyosh radiatsiyasi va uning o'zgarishini kuzatish aktinometrik stantsiyalarda amalga oshiriladi. Atmosferani o'rganish uchun 30-35 km balandlikdagi radiozondlar yordamida meteorologik o'lchovlar amalga oshiriladigan aerologik stansiyalar tarmoqlari katta ahamiyatga ega. Bir qator stansiyalarda atmosfera ozonini, atmosferadagi elektr hodisalarini, havoning kimyoviy tarkibini kuzatish olib boriladi.

Yerosti stansiyalaridan olingan ma'lumotlar Jahon okeanining ma'lum hududlarida doimiy joylashgan "meteorologik kemalar" ishlaydigan okeanlardagi kuzatuvlar, shuningdek, tadqiqot va boshqa kemalardan olingan meteorologik ma'lumotlar bilan to'ldiriladi.

So'nggi o'n yilliklarda bulutlarni suratga olish va Quyoshdan ultrabinafsha, infraqizil va mikroto'lqinli nurlanish oqimlarini o'lchash uchun asboblar o'rnatilgan meteorologik sun'iy yo'ldoshlar yordamida atmosfera haqida tobora ko'proq ma'lumotlar olinmoqda. Sun'iy yo'ldoshlar vertikal harorat profillari, bulutlilik va uning suv tarkibi, atmosfera radiatsiya balansi elementlari, okean yuzasi harorati va boshqalar haqida ma'lumot olish imkonini beradi. Navigatsiya sun'iy yo'ldoshlari tizimidan radio signallarining sinishi o'lchovlari yordamida buni amalga oshirish mumkin. zichlik, bosim va haroratning vertikal profillarini, shuningdek atmosferadagi namlikni aniqlash. Sun'iy yo'ldoshlar yordamida Yerning quyosh konstantasi va sayyora albedosining qiymatini aniqlash, Yer-atmosfera tizimining radiatsiya balansi xaritalarini tuzish, kichik atmosfera aralashmalarining tarkibi va o'zgaruvchanligini o'lchash va ko'plab muammolarni hal qilish mumkin bo'ldi. atmosfera fizikasi va atrof-muhit monitoringining boshqa muammolari.

Lit .: Budyko M. I. O'tmishdagi va kelajakdagi iqlim. L., 1980; Matveev L. T. Umumiy meteorologiya kursi. Atmosfera fizikasi. 2-nashr. L., 1984; Budyko M. I., Ronov A. B., Yanshin A. L. Atmosfera tarixi. L., 1985; Khrgian A.X. Atmosfera fizikasi. M., 1986; Atmosfera: qo'llanma. L., 1991; Xromov S. P., Petrosyants M. A. Meteorologiya va iqlimshunoslik. 5-nashr. M., 2001 yil.

G. S. Golitsin, N. A. Zaitseva.

Yerning tarkibi. Havo

Havo Yer atmosferasini tashkil etuvchi turli gazlarning mexanik aralashmasidir. Havo tirik organizmlarning nafas olishi uchun zarur bo'lib, sanoatda keng qo'llaniladi.

Havoning bir hil modda emas, balki aralashma ekanligi Shotlandiya olimi Jozef Blekning tajribalari davomida isbotlangan. Ulardan birida olim oq magniy (magniy karbonat) qizdirilganda “bog?langan havo”, ya'ni karbonat angidrid ajralib chiqishi va kuygan magniy (magniy oksidi) hosil bo?lishini aniqladi. Aksincha, ohaktosh yoqilganda, "bog'langan havo" chiqariladi. Olim ana shu tajribalarga asoslanib, uglerod va gidroksidi gidroksidi o‘rtasidagi farq shundaki, birinchisiga havo tarkibiy qismlaridan biri bo‘lgan karbonat angidrid kiradi, degan xulosaga keldi. Bugungi kunda biz bilamizki, karbonat angidriddan tashqari, er havosi tarkibiga quyidagilar kiradi:

Jadvalda ko'rsatilgan er atmosferasidagi gazlarning nisbati uning 120 km balandlikdagi pastki qatlamlari uchun xosdir. Bu hududlarda gomosfera deb ataladigan yaxshi aralashgan, bir hil mintaqa joylashgan. Gomosferaning tepasida gaz molekulalarining atom va ionlarga parchalanishi bilan tavsiflangan geterosfera joylashgan. Mintaqalar bir-biridan turbopauza bilan ajratilgan.

Quyosh va kosmik radiatsiya ta'sirida molekulalarning atomlarga ajraladigan kimyoviy reaktsiyasi fotodissosiatsiya deb ataladi. Molekulyar kislorodning parchalanishi jarayonida 200 km dan yuqori balandliklarda atmosferaning asosiy gazi bo'lgan atom kislorodi hosil bo'ladi. 1200 km dan yuqori balandliklarda gazlarning eng yengili bo'lgan vodorod va geliy ustunlik qila boshlaydi.

Havoning asosiy qismi atmosferaning 3 ta quyi qatlamlarida to?planganligi sababli, 100 km dan yuqori balandliklarda havo tarkibining o?zgarishi atmosferaning umumiy tarkibiga sezilarli ta'sir ko?rsatmaydi.

Azot eng keng tarqalgan gaz bo'lib, yer havosining to'rtdan uch qismidan ko'prog'ini tashkil qiladi. Zamonaviy azot erta ammiak-vodorod atmosferasining fotosintez jarayonida hosil bo'lgan molekulyar kislorod bilan oksidlanishidan hosil bo'lgan. Hozirgi vaqtda denitrifikatsiya natijasida atmosferaga oz miqdordagi azot kiradi - nitratlarning nitritlarga qaytarilishi, keyin gazsimon oksidlar va molekulyar azot hosil bo'lishi, anaerob prokariotlar tomonidan ishlab chiqariladi. Azotning bir qismi vulqon otilishi paytida atmosferaga kiradi.

Atmosferaning yuqori qatlamlarida ozon ishtirokidagi elektr razryadlari ta'sirida molekulyar azot azot oksidigacha oksidlanadi:

N 2 + O 2 -> 2NO

Oddiy sharoitlarda monooksid darhol kislorod bilan reaksiyaga kirishib, azot oksidini hosil qiladi:

2NO + O 2 -> 2N 2 O

Azot yer atmosferasidagi eng muhim kimyoviy elementdir. Azot oqsillarning bir qismi bo'lib, o'simliklarni mineral oziqlantirishni ta'minlaydi. U biokimyoviy reaktsiyalar tezligini aniqlaydi, kislorodni suyultiruvchi rolini o'ynaydi.

Kislorod Yer atmosferasidagi ikkinchi eng ko'p gazdir. Ushbu gazning paydo bo'lishi o'simliklar va bakteriyalarning fotosintetik faolligi bilan bog'liq. Fotosintetik organizmlar qanchalik xilma-xil va ko'p bo'lsa, atmosferadagi kislorod miqdori shunchalik muhim bo'ldi. Mantiyani gazsizlantirish jarayonida oz miqdorda og'ir kislorod chiqariladi.

Troposfera va stratosferaning yuqori qatlamlarida ultrabinafsha quyosh nurlari ta'sirida (biz uni hn deb belgilaymiz) ozon hosil bo'ladi:

O 2 + hn -> 2O

Xuddi shu ultrabinafsha nurlanishining ta'siri natijasida ozon parchalanadi:

O 3 + hn -> O 2 + O

O 3 + O -> 2O 2

Birinchi reaksiya natijasida atom kislorodi, ikkinchisi natijasida molekulyar kislorod hosil bo'ladi. Barcha 4 reaksiya 1930 yilda ularni kashf etgan ingliz olimi Sidni Chapman nomi bilan Chapman mexanizmi deb ataladi.

Kislorod tirik organizmlarning nafas olishi uchun ishlatiladi. Uning yordami bilan oksidlanish va yonish jarayonlari sodir bo'ladi.

Ozon tirik organizmlarni ultrabinafsha nurlanishdan himoya qilish uchun xizmat qiladi, bu esa qaytarilmas mutatsiyalarni keltirib chiqaradi. Ozonning eng yuqori kontsentratsiyasi pastki stratosferada deb ataladigan qismda kuzatiladi. 22-25 km balandlikda joylashgan ozon qatlami yoki ozon ekrani. Ozon miqdori kichik: normal bosimda er atmosferasining barcha ozonlari atigi 2,91 mm qalinlikdagi qatlamni egallaydi.

Atmosferada uchinchi eng keng tarqalgan gaz - argon, shuningdek, neon, geliy, kripton va ksenonning paydo bo'lishi vulqon otilishi va radioaktiv elementlarning parchalanishi bilan bog'liq.

Xususan, geliy uran, toriy va radiyning radioaktiv parchalanish mahsuloti: 238 U -> 234 Th + a, 230 Th -> 226 Ra + 4 He, 226 Ra -> 222 Rn + a (bu reaksiyalarda a- zarracha geliy yadrosi bo'lib, energiya yo'qolishi jarayonida elektronlarni ushlaydi va 4 He ga aylanadi).

Argon kaliyning radioaktiv izotopining parchalanishi paytida hosil bo'ladi: 40 K -> 40 Ar + g.

Neon magmatik jinslardan qochadi.

Kripton uran (235 U va 238 U) va toriy Th parchalanishining yakuniy mahsuloti sifatida hosil bo'ladi.

Atmosfera kriptonining asosiy qismi Yer evolyutsiyasining dastlabki bosqichlarida yarimparchalanish davri juda qisqa bo'lgan transuran elementlarining parchalanishi natijasida hosil bo'lgan yoki kosmosdan kelgan, kripton miqdori Yerdagidan o'n million baravar yuqori. .

Ksenon uranning bo'linishi natijasidir, lekin bu gazning katta qismi Yer shakllanishining dastlabki bosqichlarida, birlamchi atmosferadan qolgan.

Karbonat angidrid atmosferaga vulqon otilishi natijasida va organik moddalarning parchalanishi jarayonida kiradi. Yerning o'rta kengliklari atmosferasidagi uning tarkibi yil fasllariga qarab juda katta farq qiladi: qishda CO 2 miqdori ortadi, yozda esa kamayadi. Bu tebranish fotosintez jarayonida karbonat angidriddan foydalanadigan o'simliklar faoliyati bilan bog'liq.

Vodorod quyosh nurlari ta'sirida suvning parchalanishi natijasida hosil bo'ladi. Ammo atmosferani tashkil etuvchi gazlarning eng engili bo'lib, u doimo kosmosga chiqadi va shuning uchun uning atmosferadagi tarkibi juda kichik.

Suv bug'i ko'llar, daryolar, dengizlar va quruqlikdagi suvning bug'lanishi natijasidir.

Atmosferaning pastki qatlamlarida suv bug'lari va karbonat angidriddan tashqari asosiy gazlarning kontsentratsiyasi doimiydir. Atmosferada oz miqdorda oltingugurt oksidi SO 2, ammiak NH 3, uglerod oksidi CO, ozon O 3, vodorod xlorid HCl, vodorod ftorid HF, azot oksidi NO, uglevodorodlar, simob bug'lari Hg, yod I 2 va boshqalar mavjud. Troposferaning quyi atmosfera qatlamida doimo ko'p miqdorda to'xtatilgan qattiq va suyuq zarrachalar mavjud.

Yer atmosferasidagi zarracha moddalarning manbalari vulqon otilishi, o?simliklar gulchanglari, mikroorganizmlar va yaqinda inson faoliyati, masalan, ishlab chiqarish jarayonlarida qazib olinadigan yoqilg?ilarni yoqishdir. Kondensatsiya yadrolari bo'lgan changning eng kichik zarralari tuman va bulutlarning paydo bo'lishiga sabab bo'ladi. Atmosferada doimo mavjud bo'lgan qattiq zarralar bo'lmasa, yog'ingarchilik Yerga tushmas edi.

Yer atmosferasida kislorod paydo bo'lishi va Yerdagi vulqonlarning paydo bo'lish sabablari bir xil. Bu metabolizm jarayonida har bir atom tomonidan ishlab chiqarilgan sayyoraning o'ziga xos issiqligi.

Yerdagi vulkanizmning sabablari

Yerdagi vulkanizmning sababi metabolizm jarayonida sayyoramizning butun massasi tomonidan ishlab chiqarilgan issiqlikdir. Ya'ni, sabab Io bilan bir xil.

Mening taxminim: Yerning energiyasi 0,2 * 10 ^ 15 J / sek (nazariyaga ko'ra).

Litosfera plitalari va okean tubining issiqlik o'tkazuvchanligi bu energiyani olib ketish uchun etarlicha past. Shuning uchun issiqlik vulkanizm orqali chiqariladi. Yerda qayd etilgan 10 000 vulqonning aksariyati suv ostida. Ular okeanni isitadi. Sirtning kichikroq qismi. Ular atmosferani isitadi.

suvni yo'q qilish

Okeanlarning suvlari suv osti vulqonlari tomonidan otiladigan katta miqdordagi erigan magma bilan aloqa qiladi. Va bu kontaktdan u kislorod va vodorodga parchalanadi. Ikkala gaz ham sirtga suzadi. Yengil vodorod atmosferaning yuqori qismiga ko‘tarilib, ozon bilan birikib suv hosil qiladi. Suv quyuqlashadi va 30 km balandlikda sirrus bulutlari shaklida ko'rinadi (rasmda). Yog'ingarchilik, suv yana erga tushadi. Va atmosferada ozon teshiklari hosil bo'ladi. Vodorodning bir qismi quyosh shamoli tomonidan uchib ketadi va kosmosga olib tashlanadi. Kislorod og'ir, shuning uchun u Yer yuzasiga yaqin joyda to'planadi. Bu barchamiz nafas olayotgan kisloroddir!

Men buni hujjatli filmni tomosha qilgandan so'ng angladim: "Vodorod" bombasi "oyoq ostida va neft iqtisodiyoti ostida".

Yer atmosferasidagi kislorodning sababi

Yer atmosferasida kislorod kontsentratsiyasi suv ostidagi vulqon faolligi bilan bog'liq. Vulqon faolligi esa metabolizm jarayonida hosil bo'ladigan sayyoramizning o'z issiqligi bilan bog'liq!!! Shuning uchun kislorod konsentratsiyasi barqaror.

Fotosintez jarayonida o'simliklar ham kislorod chiqaradi. Va shuningdek, suv molekulalarini yo'q qilish orqali. CO2 va H2 uglevodorod hosil qilish uchun birlashadi va kislorod molekulasi havoga kiradi.

Nima uchun o'simliklar Yer atmosferasida kuzatilgan kislorod kontsentratsiyasi uchun javobgar emas deb o'ylayman? Bu haqda quyida batafsilroq.

Atmosferadagi kislorod ulushi, avval

Qadimgi o'simliklar va hayvonlarning qoldiqlari juda katta edi. Atmosferadagi kislorodning hozirgi kontsentratsiyasi bilan erishib bo'lmaydigan o'lchamlar. Ko'proq kislorod bor edi. Va bu mantiqan "Qadimgi sayyora" ni yo'q qilish g'oyasidan kelib chiqadi. U vayron bo'lgandan so'ng, litosfera plitasi hajmining qisqarishi tufayli magmaning juda katta joylari ochildi. Okean suvi magmani sovutdi. Ammo suvning yo'q qilinishi juda keng ko'lamli edi. Okeandan atmosferaga ko'proq kislorod etkazib berildi. Va okeanning o'zi kislorod bilan to'yingan edi, bu dengiz hayvonlarining katta o'lchamlarga o'sishiga yordam berdi. Pastki qism sovutilganda, yangi pastki plitalar hosil bo'lib, ular issiqlik izolyatoriga aylandi. Va shundan keyin ortiqcha issiqlik vulkanizm orqali, tektonik plitalarning tutashgan joylarida er yuzasiga tarqala boshladi.

Yer okeanining vayron bo'lish tezligi

Yer okeanlarining to'liq vayron bo'lish vaqtini taxmin qilish mumkin.

Vodorodning yo'qolishi uning quyosh shamoli tomonidan kosmosga uchib ketishi tufayli sodir bo'ladi. Vodorodning shamollash tezligi atmosferadagining 10% ni tashkil qiladi - yiliga 250 000 000 tonna. Vodorodni yo'qotishning bunday tezligida Yer suvsizlanish xavfi ostida (mening gipotezamga ko'ra, uning suvdan kelib chiqishi). Suvni yo'q qilish tezligi yiliga 2,25 km3 ni tashkil qiladi. Yerning barcha okeanlarini butunlay yo'q qilish uchun 645 million yil kerak bo'ladi.

Eslatma.

1. Vodorodni puflash tezligi 250 000 t/yil. Filmdan ma'lumot: "Vodorod "bombasi" oyoq ostida va neft iqtisodiyoti ostida" jadvali 7 daqiqa 30 soniya.

2. Vodorodning shamollash tezligi atmosferadagining 10% ni tashkil qiladi. Xuddi shu film 45 daqiqada dublyaj qilingan.

Menimcha, ular jadvalda uchta nol chizishni unutgan. Stol yasagan rassom unutdi. Ma'ruzachi to'g'ri sonni nisbat shaklida aytdi.

Venera taqdiri

"Qadimgi sayyora" ning ikkinchi yirik bo'lagi - Veneraga kelsak. U kamroq okean suvi va juda kam kontinental plitalarga ega (faqat ikkitasi = uning maydonining 10%). Ochiq magmani sovutish uchun suv yetarli emas edi. Natijada, suvning parchalanishi juda ko'p miqdorda kislorod va vodorod hosil bo'lishiga olib keldi.

Yuqoriga ko'tarilib, vodorodning bir qismi yana kislorod bilan birlashtirildi va sovutilgan yog'ingarchilik shaklida tushib ketdi. Ammo vodorod quyosh shamoli tomonidan atmosferadan juda tez uchib ketdi, chunki sayyora Quyoshga Yerga qaraganda yaqinroq bo'lib chiqdi va uning magnit maydoni zaif bo'lib chiqdi.

Venera atmosferasi juda kislorodga aylandi. Kislorod uglerod bilan birlashib, CO2 hosil qiladi, hozirda u Venera atmosferasining 96,5% ni tashkil qiladi.

Venera moddasi tomonidan ishlab chiqarilgan o'z issiqlik - 0,117 * 10 ^ 15 J / s (nazariya bo'yicha hisoblangan). Venera moddasi tomonidan ishlab chiqarilgan va Quyoshdan olingan barcha issiqlikni olib tashlash uchun sirt harorati -20 ° C bo'lishi kifoya.

Ammo Venera Yerga qaraganda zichroq azotli atmosferaga ega bo'ldi, bu esa aniqroq issiqxona effektini yaratdi.

Venera tomonidan meros qilib olingan azot atmosferasining hajmini hisoblash oson. Hozir bizda 1,88*10^19 kg. Bu yer atmosferasidagi azotdan 4,9 baravar ko'pdir. Bundan tashqari, quyosh nurlari ta'sirida uglerodga aylangan va kislorod bilan qo'shilib, karbonat angidridga aylangan azot - 1,42 * 10 ^ 20 kg. Bu yer atmosferasidagi azotdan 36,85 marta ko'pdir. Umuman olganda, Venera atmosferasida hozirgi Yerdagidan 41,75 baravar ko'p azot bor edi. 1,61*10^20 kg.

Vayron bo'lgan suvdan vodorod kosmosga intensiv ravishda uchirildi. Juda kuchli CO2 atmosferasi sayyorani issiqlik nurlanishidan adyol kabi qoplagan. Er yuzasiga yaqin joylashgan sayyora juda issiq (464 ° C). Suv g'oyib bo'ldi.

Erdagi kabi vodorod yo'qotish tezligida Venera 189 million yil ichida okeanni butunlay yo'qotadi!!! Ammo Venerada vodorodni yo'qotish darajasi ancha yuqori edi. U 4 000 000 yildan kamroq vaqt ichida okeanini yo'qotdi.

Bir oz kichikroq okeanlar (Yerning 1/3 qismi), zichroq azot atmosferasi (Yernikidan 42 marta ko'p), bir oz kamroq kontinental plitalar (Yernikidan 3 baravar kam), Quyoshga bir oz yaqinroq (ko'proq quyosh shamoli), zaif magnit maydon - va butunlay boshqacha taqdir!

Yerning taqdiri

Yerni Venera taqdiri kutmoqda!!!

Cheksiz kelajakda emas, balki 645 million yildan kamroq vaqt ichida.

Evolyutsiya

Erda ham, qadimgi sayyorada ham hayotning genetik shakllarining butun tarixi suv bilan bog'liq.

Suvdan oldin hayot paydo bo'lmagan.

Vulkanizm sayyoradagi moddalar almashinuvidan kelib chiqadi, shuning uchun u doimo shunday bo'lgan.

Agar suv bo'lsa va vulkanizm bo'lsa, atmosferada kislorod bor edi.

Agar hayot uchun shart-sharoit paydo bo'lgandanoq atmosferada kislorod mavjud bo'lsa, genetik hayot shakllari evolyutsiyasi haqidagi tushunchamiz noto'g'ri!!! Biz tarixning borishini noto'g'ri tushunamiz.

1-masala: Kislorod to'planish tezligi.

Agar biz suvni yo'q qilish tezligini yiliga 2,25 km3 olsak, atmosferani kislorod bilan to'ldirish uchun hozir kuzatilgan hajmda 585 000 yil kerak bo'ladi. Noldan.

Yerning 4 000 000 yillik mavjudligini tushuntirish uchun siz kislorodning nisbatni saqlab qolish uchun qayerga ketishini topishingiz kerak.

Yoki vodorodning kosmosga tushish tezligi 4 000 000 / 585 000 = 6,8 marta oshirilgan deb faraz qilaylik.
- Yoki kislorod uglerod orqali karbonat angidridga, so'ngra plankton orqali dunyo okeani tubida bo'r bilan cho'kadigan kaltsiy karbonatga bog'langan deylik.
- Vodorodning bir qismi Larin Vladimir Nikolaevich nazariyasida ta'kidlanganidek, Yerning ichaklaridan hosil bo'lgan deb taxmin qilish mumkin. Bu vodorod atmosferadagi kislorod bilan birlashadi va suv holatiga qaytadi. Shunday qilib, Yerdagi suv miqdori vayron qilingan suv o'rniga yiliga 2,25 km3 ga oshadi. Suv miqdori va kislorod miqdori doimiy bo'lib qoladi.

2-masala: Kislorod qayerdan keladi?

Agar mening suvdan kislorod hosil bo‘lishi haqidagi farazim to‘g‘ri emas va “puflash” natijasida yo‘qolgan barcha vodorod chuqurlikdan kelib, atmosferadagi kislorod bilan birikadi, deb faraz qilsak, atmosferada kislorodning yo‘q bo‘lib ketish tezligi shunday bo‘lishi kerak. Shunday qilib, 585 000 yil ichida u butunlay yo'q bo'lib ketadi. Kislorod yo'qolganligi sababli, uning tiklanishining sababini izlash kerak.

Fotosintez suvni parchalaydi, vodorod va karbonat angidridni uglevodorodlarga bog'laydi va erkin kislorod hosil qiladi. Ya'ni, u kislorod manbai hisoblanadi. Biroq, fotosintez karbonat angidridni talab qiladi. Shunday qilib, biz bir xil katta hajmdagi karbonat angidrid manbasini izlashimiz kerak. Azotning uglerodga aylanishi karbonat angidrid manbasini ta'minlaydi, lekin atmosferada azotning kamayishiga olib keladi, bu esa oxir-oqibat Yer atmosferasining kamayib ketishiga olib kelishi kerak. Yana bir muammo - o'simliklar tomonidan sintez qilingan uglevodlar miqdori. Ular yo'q qilinmasligi kerak. Aks holda, oksidlanganda, uglevodlar yana suv va karbonat angidridga aylanadi. Bu karbonat angidridni atmosferadagi past konsentratsiyasini tushuntirish uchun biror joyga tashlash kerak. Bunday foydalanish manbai okean planktonidir. U karbonat angidridni kaltsiy karbonatiga bog'laydi va uni uzoq vaqt davomida moddalarning aylanishidan olib tashlaydi.

Haqiqat o'rtadadir.

Vodorod ichaklardan ko'tariladi. Vodorodning bir qismi kislorodni birikmalardan kamaytiradi va uglevodorodlar bilan bog'lanib, neft mahsulotlarini hosil qiladi. Chiqarilgan kislorod erkin vodorod, vulqon faolligi bilan birga yer yuzasiga chiqadi. Atmosferada kislorod va vodorod birlashib, suv hosil qiladi va uning asosiy manbai bo'lib xizmat qiladi. Qadimgi sayyorada suv paydo bo'lishining tabiati shunday.

Agar vodorod kislorodning birikmalardan ajralib chiqishiga sabab bo'lsa, u holda atmosferadagi kislorodning butun massasini, ya'ni taxminan 1 000 000 km3 ni tushuntirish uchun etarli miqdorda neft bo'lishi kerak.

Okeanlarning suvlari suv osti vulqonlari zonasidagi qizil-issiq ichaklar bilan aloqada kislorod va vodorodga parchalanishi ham haqiqatdir. Va bu kislorod, vulqonlar, suv tomonidan vayron qilingan va havodagi erkin kislorodning sababidir. Bu kislorod atmosferaning yuqori qatlamidagi azotdan hosil bo'lgan uglerod bilan bog'lanib, karbonat angidridni hosil qiladi. Karbonat angidrid sayyorani adyol kabi isitadi. Karbonat angidrid dengiz planktoni bilan kaltsiy bilan bog'lanib, kaltsiy karbonat (bo'r) hosil qiladi. O'simliklar karbonat angidridni suvni parchalash, uglevodlarni sintez qilish natijasida olingan vodorod molekulasi bilan bog'laydi. O'simliklar, xuddi plankton kabi, Venerada bo'lgani kabi, Yer atmosferasini karbonat angidriddan tozalab, uni haddan tashqari qizib ketishining oldini oladi.

Sayyoramizning issiqlik balansi.

Karbonat angidrid qancha ko'p bo'lsa, sayyora shunchalik issiq bo'ladi. Ko'proq intensiv o'simliklar CO2 ni bog'lash orqali suvni yo'q qiladi. Atmosfera kislorod bilan boyitiladi, bu esa yangi karbonat angidrid sintezining tezlashishiga olib keladi. Jahon okeanining issiqligining oshishi plankton faolligini faollashtiradi, u karbonat angidridni bo'rga bog'laydi va uni moddalar aylanishidan chiqaradi. Sayyora soviydi, karbonat angidriddan ozod bo'ladi. Sayyora haddan tashqari qizib ketishiga yo'l qo'ymaydi - plankton (Video iqtibos 2 m14 soniya)!

Bu qancha davom etadi?

Atmosferadagi barcha azot "yoqib ketguncha" bo'rga aylanmaguncha.

Xuddi shunday, agar sayyora 6 million yil bo'lsa, unda Yer atmosferasida ikki barobar ko'p azot bor edi. Yer atmosferasi ikki baravar zichroq edi, atigi 6 million yil oldin!!!

Jadval: DPLni yo'q qilgandan so'ng darhol azotdan suv va atmosfera miqdori.

Azot tugashi bilan atmosfera engilroq bo'ladi. Yuzaki bosim pasayadi. Bosim kislorod hajmining oshishi bilan qisman qoplanadi.

Karbonat angidrid uchun uglerod (azot) manbai tugaydigan vaqt keladi. Kislorodni bog'laydigan hech narsa bo'lmaydi. Atmosferadagi kislorod ulushi sezilarli darajada oshadi. Bu hayvonlarning nafasi uchun yaxshi. Hayvonlar bir muddat gullab-yashnaydi. Haddan tashqari, yonuvchan kislorod konsentratsiyasi tufayli yong'inlar boshlanadi. O'simliklar tomonidan to'plangan karbonat angidrid atmosferaga qisman chiqariladi. Bu gaz planktonni bo'rga bog'laydi va tsikldan chiqadi. O'simliklar uchun CO2 ochligi boshlanadi. Nima uchun ularning biomassasi kamayadi. Buning ortida hayvonlarning biomassasi kamayadi. Bu 6 million yildan keyin tezroq sodir bo'ladi. Qanchaligini aytish qiyin, lekin avvalroq bu aniq. Okean yana 639 million yil mavjud bo'ladi, lekin unda hayot bo'lmaydi.

Natijalar

Okeanlarni butunlay yo'q qilish uchun 645 million yil kerak bo'ladi.
Erning eroziya bilan butunlay vayron bo'lishi 15 million yil davom etadi.
Atmosferadagi azotni butunlay yo'q qilish uchun 6 million yil kerak bo'ladi.
Barcha hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, Yer sayyorasida hayot abadiy emas.
Genetik hayotning mavjudligi uchun shartlar o'ziga xos va o'tkinchidir.

Aytish kerakki, Yer atmosferasining tuzilishi va tarkibi bizning sayyoramiz rivojlanishining u yoki bu davrida har doim ham doimiy qiymatlar emas edi. Bugungi kunda umumiy "qalinligi" 1,5-2,0 ming km bo'lgan ushbu elementning vertikal tuzilishi bir nechta asosiy qatlamlar bilan ifodalanadi, jumladan:

1. Troposfera.
2. tropopauza.
3. Stratosfera.
4. Stratopauza.
5. mezosfera va mezopauza.
6. Termosfera.
7. ekzosfera.

Atmosferaning asosiy elementlari

Troposfera - kuchli vertikal va gorizontal harakatlar kuzatiladigan qatlam bo'lib, bu erda ob-havo, yog'ingarchilik va iqlim sharoitlari hosil bo'ladi. U deyarli hamma joyda sayyora yuzasidan 7-8 kilometrga cho'zilgan, qutbli hududlar bundan mustasno (u erda - 15 km gacha). Troposferada haroratning asta-sekin pasayishi kuzatiladi, har bir kilometr balandlikda taxminan 6,4 ° C. Turli kenglik va fasllar uchun bu ko'rsatkich farq qilishi mumkin.

Ushbu qismdagi Yer atmosferasining tarkibi quyidagi elementlar va ularning foizlari bilan ifodalanadi:

Azot - taxminan 78 foiz;

Kislorod - deyarli 21 foiz;

Argon - taxminan bir foiz;

Karbonat angidrid - 0,05% dan kam.

90 kilometr balandlikdagi yagona kompozitsiya

Bundan tashqari, bu yerda chang, suv tomchilari, suv bug'lari, yonish mahsulotlari, muz kristallari, dengiz tuzlari, ko'plab aerozol zarralari va boshqalarni topish mumkin.Yer atmosferasining bunday tarkibi taxminan to'qson kilometr balandlikda kuzatiladi, shuning uchun havo. faqat troposferada emas, balki yuqori qatlamlarda ham kimyoviy tarkibida taxminan bir xil. Ammo u erda atmosfera tubdan boshqacha jismoniy xususiyatlarga ega. Umumiy kimyoviy tarkibga ega bo'lgan qatlam gomosfera deb ataladi.

Yer atmosferasida yana qanday elementlar bor? Foiz sifatida (hajm bo'yicha quruq havoda) kripton (taxminan 1,14 x 10 -4), ksenon (8,7 x 10 -7), vodorod (5,0 x 10 -5), metan (taxminan 1,7 x 10 -) kabi gazlar. 4), azot oksidi (5,0 x 10 -5) va boshqalar. Ro'yxatga olingan komponentlarning massa ulushi bo'yicha azot oksidi va vodorod eng ko'p, undan keyin geliy, kripton va boshqalar.

Turli atmosfera qatlamlarining fizik xossalari

Troposferaning fizik xususiyatlari uning sayyora yuzasiga biriktirilishi bilan chambarchas bog'liq. Bu yerdan infraqizil nurlar shaklida aks ettirilgan quyosh issiqligi, shu jumladan issiqlik o'tkazuvchanligi va konveksiya jarayonlari bilan qaytariladi. Shuning uchun harorat er yuzasidan masofa bilan pasayadi. Bu hodisa stratosferaning balandligigacha (11-17 kilometr) kuzatiladi, keyin harorat 34-35 km darajasiga qadar deyarli o'zgarmaydi va keyin yana 50 kilometr balandlikka qadar haroratning ko'tarilishi kuzatiladi ( stratosferaning yuqori chegarasi). Stratosfera va troposfera o'rtasida tropopauzaning yupqa oraliq qatlami (1-2 km gacha) mavjud bo'lib, u erda doimiy harorat ekvatordan yuqorida - taxminan minus 70 ° C va undan pastda kuzatiladi. Qutblar ustidagi tropopauz yozda minus 45°C gacha «isiydi», qishda bu yerda harorat -65°C atrofida o?zgarib turadi.

Yer atmosferasining gaz tarkibi ozon kabi muhim elementni o'z ichiga oladi. Er yuzasiga yaqin joyda uning nisbatan oz qismi bor (foizning o'ndan minus oltinchi darajasi), chunki gaz atmosferaning yuqori qismlarida atom kislorodidan quyosh nuri ta'sirida hosil bo'ladi. Xususan, ozonning katta qismi taxminan 25 km balandlikda joylashgan bo'lib, butun "ozon ekrani" qutblar mintaqasida 7-8 km dan, ekvatorda 18 km dan ellik kilometrgacha bo'lgan hududlarda joylashgan. Umuman olganda, sayyora yuzasida.

Atmosfera quyosh nurlanishidan himoya qiladi

Er atmosferasi havosining tarkibi hayotni saqlab qolishda juda muhim rol o'ynaydi, chunki alohida kimyoviy elementlar va kompozitsiyalar quyosh radiatsiyasining er yuzasiga va unda yashovchi odamlarga, hayvonlarga va o'simliklarga kirishini muvaffaqiyatli cheklaydi. Masalan, suv bug'ining molekulalari 8 dan 13 mikrongacha bo'lgan uzunlikdan tashqari deyarli barcha infraqizil nurlanish diapazonlarini samarali tarzda o'zlashtiradi. Ozon esa 3100 A to?lqin uzunligiga qadar ultrabinafsha nurni o?ziga singdiradi. Uning yupqa qatlamisiz (sayyora yuzasida o?rtacha 3 mm), faqat 10 metrdan ortiq chuqurlikdagi suv va er osti g?orlari, Quyosh nurlari yetib bormaydigan joyda yashash mumkin.

Stratopozda Selsiy bo'yicha nol

Atmosferaning keyingi ikki sathi - stratosfera va mezosfera o'rtasida ajoyib qatlam - stratopauz mavjud. Bu taxminan ozon maksimal balandligiga to'g'ri keladi va bu erda odamlar uchun nisbatan qulay harorat kuzatiladi - taxminan 0 ° C. Stratopauzaning tepasida, mezosferada (50 km balandlikda boshlanib, 80-90 km balandlikda tugaydi) Yer yuzasidan masofa ortib borishi bilan yana haroratning pasayishi kuzatiladi (minus 70-80 ° gacha). C). Mezosferada meteoritlar odatda butunlay yonib ketadi.

Termosferada - ortiqcha 2000 K!

Termosferadagi Yer atmosferasining kimyoviy tarkibi (taxminan 85-90 dan 800 km balandlikdan mezopauzadan keyin boshlanadi) quyosh nurlari ta'sirida juda kam uchraydigan "havo" qatlamlarini asta-sekin qizdirish kabi hodisaning imkoniyatini belgilaydi. radiatsiya. Sayyoramizning "havo qoplamasi" ning ushbu qismida kislorodning ionlanishi (300 km dan yuqori atom kislorodi), shuningdek kislorod atomlarining molekulalarga rekombinatsiyasi bilan bog'liq bo'lgan 200 dan 2000 K gacha bo'lgan haroratlar paydo bo'ladi. , katta miqdorda issiqlik chiqishi bilan birga. Termosfera - bu auroralar paydo bo'ladigan joy.

Termosferaning tepasida ekzosfera - atmosferaning tashqi qatlami joylashgan bo'lib, undan yorug'lik va tez harakatlanuvchi vodorod atomlari koinotga chiqib ketishi mumkin. Bu erda Yer atmosferasining kimyoviy tarkibi quyi qatlamlarda alohida kislorod atomlari, o'rtada geliy atomlari va yuqorida deyarli faqat vodorod atomlari bilan ifodalanadi. Bu erda yuqori harorat hukm suradi - taxminan 3000 K va atmosfera bosimi yo'q.

Yer atmosferasi qanday shakllangan?

Ammo, yuqorida aytib o'tilganidek, sayyora har doim ham atmosferaning bunday tarkibiga ega emas edi. Umuman olganda, ushbu elementning kelib chiqishi haqida uchta tushuncha mavjud. Birinchi gipotezada atmosfera protoplanetar bulutdan to'planish jarayonida olingan deb taxmin qilinadi. Biroq, bugungi kunda bu nazariya jiddiy tanqidga uchramoqda, chunki bunday asosiy atmosfera sayyoramizdagi yulduzdan quyosh "shamoli" tomonidan vayron qilingan bo'lishi kerak. Bundan tashqari, juda yuqori harorat tufayli uchuvchi elementlar er yuzidagi guruh kabi sayyoralarning shakllanish zonasida qola olmadi, deb taxmin qilinadi.

Erning birlamchi atmosferasining tarkibi, ikkinchi gipoteza tomonidan taklif qilinganidek, rivojlanishning dastlabki bosqichlarida quyosh tizimi yaqinidan kelgan asteroidlar va kometalar tomonidan sirtni faol bombardimon qilish natijasida shakllanishi mumkin edi. Ushbu kontseptsiyani tasdiqlash yoki rad etish juda qiyin.

IDG RASda tajriba

Atmosfera taxminan 4 milliard yil avval yer qobig'i mantiyasidan gazlar chiqishi natijasida paydo bo'lgan deb hisoblaydigan uchinchi gipoteza eng ishonchli hisoblanadi. Ushbu kontseptsiya Rossiya Fanlar akademiyasining Geologiya va geokimyo institutida "Tsarev 2" deb nomlangan tajriba jarayonida meteorik moddaning namunasi vakuumda qizdirilganda sinovdan o'tkazildi. Keyin H 2, CH 4, CO, H 2 O, N 2 va hokazo gazlarning ajralib chiqishi qayd etilgan.Shuning uchun olimlar Yerning birlamchi atmosferasining kimyoviy tarkibiga suv va karbonat angidrid, vodorod ftorid bug'lari kiradi, deb to'g'ri taxmin qilishgan. (HF), uglerod oksidi gazi (CO), vodorod sulfidi (H 2 S), azot birikmalari, vodorod, metan (CH 4), ammiak bug'lari (NH 3), argon va boshqalar. Birlamchi atmosferadagi suv bug'lari. gidrosferaning shakllanishi, karbonat angidrid ko'proq organik moddalar va jinslarda bog'langan holatda bo'lib chiqdi, azot zamonaviy havo tarkibiga, shuningdek, yana cho'kindi jinslar va organik moddalarga o'tdi.

Erning birlamchi atmosferasining tarkibi zamonaviy odamlarning unda nafas olish apparatisiz bo'lishiga yo'l qo'ymaydi, chunki o'sha paytda kerakli miqdorda kislorod yo'q edi. Ushbu element sayyoramizning eng qadimgi aholisi bo'lgan ko'k-yashil va boshqa suv o'tlarida fotosintez jarayonining rivojlanishi bilan bog'liq ravishda bir yarim milliard yil oldin sezilarli darajada paydo bo'lgan.

Minimal kislorod

Er atmosferasi tarkibi dastlab deyarli anoksik bo'lganligi, eng qadimgi (Katarxey) jinslarida oson oksidlanadigan, ammo oksidlanmagan grafit (uglerod) mavjudligidan dalolat beradi. Keyinchalik, boyitilgan temir oksidlarining qatlamlarini o'z ichiga olgan tarmoqli temir rudalari paydo bo'ldi, bu sayyorada molekulyar shaklda kuchli kislorod manbai paydo bo'lishini anglatadi. Ammo bu elementlar vaqti-vaqti bilan (ehtimol, xuddi shu suv o'tlari yoki boshqa kislorod ishlab chiqaruvchilari anoksik cho'lda kichik orollar sifatida paydo bo'lgan), dunyoning qolgan qismi esa anaerob edi. Ikkinchisi oson oksidlanadigan piritning kimyoviy reaktsiyalar izlarisiz oqim bilan qayta ishlangan toshlar shaklida topilganligi bilan tasdiqlanadi. Oqayotgan suvlarni yomon gaz bilan ta'minlab bo'lmasligi sababli, Kembriygacha bo'lgan atmosferada bugungi tarkibning bir foizdan kam kislorodi bor degan fikr paydo bo'ldi.

Havo tarkibidagi inqilobiy o'zgarish

Taxminan proterozoyning o'rtalarida (1,8 milliard yil oldin) "kislorod inqilobi" dunyo aerob nafas olishga o'tganda sodir bo'ldi, bu davrda ikkita emas, balki bitta ozuqa molekulasidan (glyukoza) 38 tani olish mumkin. anaerob nafas olish) energiya birliklari. Er atmosferasining kislorod miqdori bo'yicha tarkibi zamonaviyga nisbatan bir foizdan oshib ketdi va organizmlarni nurlanishdan himoya qiluvchi ozon qatlami paydo bo'la boshladi. Aynan u qalin qobiqlar ostida "yashirin" edi, masalan, trilobitlar kabi qadimgi hayvonlar. O'shandan beri bizning davrimizga qadar asosiy "nafas olish" elementining tarkibi asta-sekin va asta-sekin o'sib bordi, bu sayyoradagi hayot shakllarining turli xil rivojlanishini ta'minladi.

10,045 x 10 3 J / (kg * K) (0-100 ° S gacha bo'lgan harorat oralig'ida), C v 8,3710 * 10 3 J / (kg * K) (0-1500 ° S). Havoning suvda eruvchanligi 0°C da 0,036%, 25°C da - 0,22%.

Atmosferaning tarkibi

Atmosferaning shakllanish tarixi

Erta tarix

Hozirgi vaqtda fan Yerning barcha shakllanish bosqichlarini 100% aniqlik bilan kuzata olmaydi. Eng keng tarqalgan nazariyaga ko'ra, Yer atmosferasi vaqt o'tishi bilan to'rt xil tarkibda bo'lgan. Dastlab u sayyoralararo fazodan olingan engil gazlardan (vodorod va geliy) iborat edi. Bu shunday deb ataladi asosiy atmosfera. Keyingi bosqichda faol vulqon faolligi atmosferaning vodoroddan boshqa gazlar (uglevodorodlar, ammiak, suv bug'lari) bilan to'yinganligiga olib keldi. Bu shunday ikkilamchi atmosfera. Bu atmosfera tiklovchi edi. Bundan tashqari, atmosferaning hosil bo'lish jarayoni quyidagi omillar bilan belgilanadi:

• vodorodning sayyoralararo fazoga doimiy oqib chiqishi;
• ultrabinafsha nurlanish, chaqmoq oqimlari va boshqa ba'zi omillar ta'sirida atmosferada sodir bo'ladigan kimyoviy reaktsiyalar.

Asta-sekin bu omillar shakllanishiga olib keldi uchinchi darajali atmosfera, vodorodning ancha past miqdori va azot va karbonat angidridning ancha yuqori miqdori (ammiak va uglevodorodlardan kimyoviy reaktsiyalar natijasida hosil bo'lgan) bilan tavsiflanadi.

Hayot va kislorodning paydo bo'lishi

Fotosintez natijasida kislorodning ajralib chiqishi va karbonat angidridning yutilishi bilan birga tirik organizmlarning Yerda paydo bo'lishi bilan atmosfera tarkibi o'zgara boshladi. Biroq, atmosfera kislorodining geologik kelib chiqishi foydasiga guvohlik beruvchi ma'lumotlar (atmosfera kislorodining izotopik tarkibini tahlil qilish va fotosintez paytida ajralib chiqish) mavjud.

Dastlab, kislorod qaytarilgan birikmalar - uglevodorodlar, okeanlar tarkibidagi temirning qora shakli va boshqalarni oksidlanishiga sarflangan. Bu bosqich oxirida atmosferadagi kislorod miqdori o'sa boshladi.

1990-yillarda yopiq ekologik tizimni (“Biosfera 2”) yaratish bo?yicha tajribalar o?tkazildi, uning davomida yagona havo tarkibiga ega bo?lgan barqaror tizimni yaratish mumkin bo?lmadi. Mikroorganizmlarning ta'siri kislorod darajasining pasayishiga va karbonat angidrid miqdorining oshishiga olib keldi.

Azot

Ko'p miqdorda N 2 hosil bo'lishi birlamchi ammiak-vodorod atmosferasining molekulyar O 2 ta'sirida oksidlanishi bilan bog'liq bo'lib, u taxminan 3 milliard yil oldin kutilganidek, fotosintez natijasida sayyora yuzasidan tusha boshlagan. (boshqa versiyaga ko'ra, atmosfera kislorodi geologik kelib chiqishi). Azot atmosferaning yuqori qatlamlarida NO ga oksidlanadi, sanoatda ishlatiladi va azot biriktiruvchi bakteriyalar bilan bog'lanadi, N 2 esa nitratlar va boshqa azotli birikmalarning denitrifikatsiyasi natijasida atmosferaga chiqariladi.

Azot N 2 inert gaz bo'lib, faqat ma'lum sharoitlarda (masalan, chaqmoq oqimi paytida) reaksiyaga kirishadi. U siyanobakteriyalar, ba'zi bakteriyalar (masalan, dukkakli o'simliklar bilan rizobial simbioz hosil qiluvchi tugunli bakteriyalar) tomonidan oksidlanib, biologik shaklga aylanishi mumkin.

Molekulyar azotning elektr razryadlari bilan oksidlanishi azotli o'g'itlarni sanoat ishlab chiqarishda qo'llaniladi va bu Chili Atakama cho'lida noyob selitra konlarining paydo bo'lishiga olib keldi.

asil gazlar

Yoqilg'i yonishi ifloslantiruvchi gazlarning asosiy manbai (CO, NO, SO 2). Oltingugurt dioksidi atmosferaning yuqori qatlamlarida havo O 2 dan SO 3 gacha oksidlanadi, u H 2 O va NH 3 bug'lari bilan o'zaro ta'sir qiladi va hosil bo'lgan H 2 SO 4 va (NH 4) 2 SO 4 yog'ingarchilik bilan birga Yer yuzasiga qaytadi. . Ichki yonish dvigatellaridan foydalanish havoning azot oksidi, uglevodorodlar va Pb birikmalari bilan sezilarli darajada ifloslanishiga olib keladi.

Atmosferaning aerozol bilan ifloslanishi ham tabiiy sabablar (vulqon otilishi, chang bo'ronlari, dengiz suvi tomchilari va gulchang zarralarining kirib kelishi va boshqalar), ham insonning xo'jalik faoliyati (rudalar va qurilish materiallarini qazib olish, yoqilg'i yoqish, sement ishlab chiqarish va boshqalar) tufayli yuzaga keladi. .). Qattiq zarralarni atmosferaga intensiv ravishda keng miqyosda olib tashlash sayyoradagi iqlim o'zgarishining mumkin bo'lgan sabablaridan biridir.

Atmosferaning tuzilishi va alohida qobiqlarning xususiyatlari

Atmosferaning fizik holati ob-havo va iqlim bilan belgilanadi. Atmosferaning asosiy parametrlari: havo zichligi, bosimi, harorati va tarkibi. Balandlik oshishi bilan havo zichligi va atmosfera bosimi pasayadi. Harorat ham balandlikning o'zgarishi bilan o'zgaradi. Atmosferaning vertikal tuzilishi har xil harorat va elektr xususiyatlari, turli xil havo sharoitlari bilan tavsiflanadi. Atmosferadagi haroratga qarab quyidagi asosiy qatlamlar ajratiladi: troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera, ekzosfera (tarqaladigan sfera). Atmosferaning qo'shni qobiqlar orasidagi o'tish joylari mos ravishda tropopauza, stratopauza va boshqalar deb ataladi.

Troposfera

Stratosfera

Ultrabinafsha nurlanishning qisqa to'lqinli qismining katta qismi (180-200 nm) stratosferada saqlanadi va qisqa to'lqinlarning energiyasi o'zgaradi. Bu nurlar ta'sirida magnit maydonlari o'zgaradi, molekulalar parchalanadi, ionlanish, gazlar va boshqa kimyoviy birikmalarning yangi hosil bo'lishi sodir bo'ladi. Bu jarayonlar shimoliy yorug'lik, chaqmoq va boshqa porlashlar shaklida kuzatilishi mumkin.

Stratosfera va undan yuqori qatlamlarda quyosh radiatsiyasi ta'sirida gaz molekulalari atomlarga ajraladi (80 km dan yuqori, CO 2 va H 2 ajraladi, 150 km dan yuqori - O 2, 300 km dan yuqori - H 2). 100-400 km balandlikda gazlarning ionlanishi ionosferada ham sodir bo'ladi; 320 km balandlikda zaryadlangan zarrachalar kontsentratsiyasi (O + 2, O - 2, N + 2) ning ~ 1/300 ni tashkil qiladi. neytral zarralar kontsentratsiyasi. Atmosferaning yuqori qatlamlarida erkin radikallar - OH, HO 2 va boshqalar mavjud.

Stratosferada suv bug'i deyarli yo'q.

Mezosfera

100 km balandlikgacha atmosfera bir hil, yaxshi aralashgan gazlar aralashmasidir. Yuqori qatlamlarda gazlarning balandligi bo'yicha taqsimlanishi ularning molekulyar massalariga bog'liq, og'irroq gazlar kontsentratsiyasi Yer yuzasidan uzoqlashganda tezroq kamayadi. Gaz zichligining pasayishi tufayli harorat stratosferada 0°S dan mezosferada -110°S gacha tushadi. Biroq, 200-250 km balandlikdagi alohida zarrachalarning kinetik energiyasi ~1500 ° S haroratga to'g'ri keladi. 200 km dan yuqori vaqt va makonda harorat va gaz zichligining sezilarli tebranishlari kuzatiladi.

Taxminan 2000-3000 km balandlikda ekzosfera asta-sekin sayyoralararo gazning juda kam uchraydigan zarralari, asosan vodorod atomlari bilan to'ldirilgan yaqin kosmik vakuumga o'tadi. Ammo bu gaz sayyoralararo materiyaning faqat bir qismidir. Boshqa qismi esa kometa va meteorik kelib chiqadigan changga o'xshash zarralardan iborat. Bu juda kam uchraydigan zarralardan tashqari, bu bo'shliqqa quyosh va galaktik kelib chiqadigan elektromagnit va korpuskulyar nurlanish kiradi.

Atmosfera massasining taxminan 80% ni troposfera, 20% ga yaqinini stratosfera tashkil qiladi; mezosferaning massasi 0,3% dan ko'p emas, termosfera atmosferaning umumiy massasining 0,05% dan kamini tashkil qiladi. Atmosferadagi elektr xususiyatlariga ko'ra neytrosfera va ionosfera ajratiladi. Hozirgi vaqtda atmosfera 2000-3000 km balandlikda joylashgan deb ishoniladi.

Atmosferadagi gazning tarkibiga qarab, ular chiqaradi gomosfera va geterosfera. geterosfera- bu tortishish kuchi gazlarning ajralishiga ta'sir qiladigan maydon, chunki ularning bunday balandlikda aralashishi ahamiyatsiz. Demak, geterosferaning o'zgaruvchan tarkibi kelib chiqadi. Uning ostida atmosferaning gomosfera deb ataladigan yaxshi aralashgan, bir hil qismi yotadi. Ushbu qatlamlar orasidagi chegara turbopauza deb ataladi, u taxminan 120 km balandlikda joylashgan.

Atmosfera xossalari

Dengiz sathidan 5 km balandlikda allaqachon o'qitilmagan odam kislorod ochligini rivojlantiradi va moslashmasdan odamning ishlashi sezilarli darajada kamayadi. Bu erda atmosferaning fiziologik zonasi tugaydi. 15 km balandlikda odamning nafas olishi imkonsiz bo'lib qoladi, garchi atmosferada taxminan 115 km gacha kislorod mavjud.

Atmosfera bizni nafas olishimiz uchun zarur bo'lgan kislorod bilan ta'minlaydi. Biroq, balandlikka ko'tarilganda atmosferaning umumiy bosimining pasayishi tufayli kislorodning qisman bosimi ham mos ravishda kamayadi.

Inson o'pkasida doimo taxminan 3 litr alveolyar havo mavjud. Oddiy atmosfera bosimida alveolyar havodagi kislorodning qisman bosimi 110 mm Hg ni tashkil qiladi. Art., karbonat angidrid bosimi - 40 mm Hg. Art., va suv bug'i -47 mm Hg. Art. Balandlik oshishi bilan kislorod bosimi pasayadi va o'pkadagi suv bug'lari va karbonat angidridning umumiy bosimi deyarli o'zgarmas bo'lib qoladi - taxminan 87 mm Hg. Art. Atrofdagi havo bosimi bu qiymatga teng bo'lganda, o'pkaga kislorod oqimi butunlay to'xtaydi.

Taxminan 19-20 km balandlikda atmosfera bosimi 47 mm simob ustuniga tushadi. Art. Shuning uchun bu balandlikda inson tanasida suv va interstitsial suyuqlik qaynay boshlaydi. Bu balandliklardagi bosimli idishni tashqarisida o'lim deyarli bir zumda sodir bo'ladi. Shunday qilib, inson fiziologiyasi nuqtai nazaridan "kosmos" allaqachon 15-19 km balandlikda boshlanadi.

Havoning zich qatlamlari - troposfera va stratosfera - bizni nurlanishning zararli ta'siridan himoya qiladi. Havoning etarli darajada kamayishi bilan 36 km dan ortiq balandlikda ionlashtiruvchi nurlanish, birlamchi kosmik nurlar tanaga kuchli ta'sir ko'rsatadi; 40 km dan ortiq balandlikda quyosh spektrining odamlar uchun xavfli bo'lgan ultrabinafsha qismi ishlaydi.