Атмосфера (от старогръцката ἀτμός - .. Двойки и σφαῖρα - топка) - газообразно плика обгръща Земята. един от Geospheres. Вътрешен капак неговата повърхност и хидросферата кора част, външната част на границата на Земята пространство.
Разположен на клонове на физиката и химията, изучаване на атмосферата, наречен физиката на атмосферата. Атмосферата определя времето на земната повърхност, проучването се занимава с метеорологията време. и продължителността на измененията в климата - климатичните характеристики.
Атмосфера се счита за областта около Земята, където газовата среда се върти заедно със земята като цяло [1]. Атмосферата се превръща в междупланетното пространство постепенно, в exosphere. като се започне на височина 500-1000 км от земната повърхност [2].
Според определението, предложено от Международната федерация авиация. на границата на атмосферата и пространството, притежаван от линията Карман. разположен на височина от 100 км, над която полети на въздухоплавателни средства са напълно невъзможни. НАСА използва като граница маркер в км атмосферата 122 (400,000 фута), където "совалки" включват пробив чрез aeromaneuvering двигатели [3].
Общата маса на въздуха в атмосферата - (5.1-5.3) 10 18 кг. От тях, суха маса въздух (5,1352 ± 0,0003) · 18 октомври кг, общото тегло на водна пара е равен на средно 1.27 х 10 16 кг.
Моларен маса на чист сух въздух е 28,966 грама / мол и плътността на въздуха на повърхността на морето е приблизително равно на 1,2 кг / м 3. Налягането при 0 ° С на морското равнище е 101 325 кРа; критична температура - -140,7 ° С (
132.4 ° С); критичното налягане - 3,7 МРа; Cp при 0 ° С - 1,0048 · 10 март J / (кг · К), Cv - 0,7159 · 10 март J / (кг · К) (при 0 ° С). Разтворимостта на въздух във вода (по тегло) при 0 ° С - 0,0036%, при 25 ° С - 0,0023%.
По време на "нормални условия" на повърхността взети: плътност 1,2 кг / м 3. барометричното налягане 101,35 кРа, температура 20 ° С и 50% относителна влажност. Тези условни показатели са от чисто инженерно значение.
Атмосферата на Земята е резултат от два процеса: изпаряване материал космически тела, тъй като те няма да падне на земята и развитието на газове по време на вулканични изригвания (мантия дегазация на Земята). С появата на океаните и биосферен еволюцията на атмосферата варира поради газовата обмяна с вода, растения, животни и продукти от тяхното разпадане в почвите и блата.
Състав на сух въздух
В момента земята атмосфера се състои основно от газове и различни примеси (прах, водни капчици, ледени кристали, морска сол, продукти на горенето).
Концентрацията на газовете, съставляващи атмосферата е почти постоянна, с изключение на вода (Н 2О) и въглероден диоксид (СО2).
Също така е посочено в Таблица газове в атмосферата, съдържаща Cl2, SO2. NH3. CO. O3. NO2, въглеводороди. HCI. HF. HBr. HI. двойка Hg. I2. Br2. и NO и много други газове в малки количества. В тропосферата винаги голямо количество суспендирани твърди и течни частици (аерозол). Най-редки газове в атмосферата е радон (радон).
На граничния слой на атмосферата
Долният слой на тропосферата (1-2 км дебелина), където състоянието и свойства на земната повърхност директно влияят на динамиката на атмосферата.
тропосфера
Горната му граница се намира на надморска височина от 8-10 км в полярен, умерен 10-12 км и 16-18 км в тропиците; зимата е по-ниска, отколкото през лятото.
Долната базовия слой на атмосферата съдържа повече от 80% от масата на въздуха и около 90% от цялата налична водна пара в атмосферата. В тропосферата е силно развита турбулентност и конвекция. има облаци. разработване на циклони и антициклони. Температурата намалява с увеличаване на височината на средния вертикален градиент от 0,65 ° / 100 метра.
тропопаузата
преход слой от тропосферата да стратосферата, слой на атмосферата, при намаляване на температурата се прекратява с височина.
стратосфера
В слой на атмосферата, разположен на височина от 11 до 50 km. Характерно е малка промяна в температура в слоя на 11-25 км (долния слой на стратосферата) и повишаване в слой от 25-40 км от -56,5 до +0,8 ° С (горния слой на стратосферата или региона на инверсия). При достигане на височина от около 40 км стойности от около 273 К (0 ° С), температурата остава постоянна до височина около 55 km. Тази област се нарича постоянна температура и стратопауза е границата между стратосферата и мезосферата.
стратопауза
На граничния слой на атмосферата между стратосферата и мезосферата. вертикално разпределение на температурата има максимална място (около 0 ° С).
Мезосферата започва на височина от 50 км и се простира до 80-90 км. Температурата се понижава с височина със средна вертикален градиент (0,25-0,3) ° / 100 m. Основният процес е лъчиста енергия трансфер на топлина. Комплекс фотохимични процеси, включващи свободни радикали. вибрационно възбудени молекули, и така нататък. предизвика блясък атмосфера.
слой преход между мезосфера и термосфера. Вертикалната разпределението на температурата се случва най-малко (около -90 ° С).
Карман линия
Височината над морското равнище, което е условно се приема, на границата между земната атмосфера и космоса. В съответствие с определението на FAI. Карман линия се намира на надморска височина от 100 км над морското равнище.
термосфера
thermopause
Област на атмосферата в непосредствена близост до горната част на термосфера. В този регион на усвояване на слънчевата радиация е пренебрежимо и температурата всъщност варира в зависимост от надморската височина.
Exospheres (разсейване сфера)
Слоеве на атмосферата на височина от 120 км
Exospheres - разсейване зона, външната част на Термосферата намира над 500-1000 км (в зависимост от слънчевата активност) [2]. Газ в exosphere много рядко, и следователно има изтичане на частиците в междупланетното пространство (разсейване).
До височина от 100 km атмосфера е добре смесена хомогенна смес от газове. По-високите слоеве на разпределението на височина на газовете е в зависимост от тяхното молекулно тегло, концентрацията на тежки газове намалява по-бързо, с разстояние от земната повърхност. Чрез намаляване на плътността на температурата на газа се понижава от 0 ° С до -110 ° С стратосферния в Mesospheric. Въпреки това, кинетичната енергия на отделните частици на височина, съответстваща на температура от 200-250 км
150 ° С Над 200 km има значителни колебания в температурата и газ плътност във времето и пространството.
В тропосферата, което представлява около 80% от атмосфера маса фракция в стратосферата - около 20%; мезосферата тегло - не повече от 0.3%, Термосфера - по-малко от 0.05% от общата маса на атмосферата.
Въз основа на електрическите свойства в атмосфера изолира neytrosferu и йоносфера.
В зависимост от състава на газ в атмосферата и се изолира homosphere heterosphere. Heterosphere - регион, където тежестта повлиява отделянето на газове, тъй като те разбъркване при такава височина малко. От това следва, променлив състав heterosphere. По-долу е добре смесени, хомогенен състав на атмосферата, наречен homosphere. Границата между тези два слоя се нарича turbopause. Тя се намира на надморска височина от около 120 km.
Други свойства на атмосферата и ефекта върху човешкото тяло
На височина от 5 километра над морското равнище в необучен човек има недостиг на кислород и значително намалени, без адаптиране на капацитета на човек. Тук завършва атмосфера зона физиологичен. дишане човек става невъзможно на надморска височина от 9 km, на около 115 km атмосфера съдържа кислород.
Атмосферата ни осигурява необходимата дишане кислород. Въпреки това, поради атмосфера общия пад на налягане от най-малко височина на повдигане намалява съответно и парциалното налягане на кислород.
В белия дроб при човека непрекъснато съдържа около 3 литра алвеоларен въздух. парциалното налягане на кислорода в алвеоларния въздух при атмосферно налягане е 110 mm Hg. V .. налягане въглероден диоксид - 40 mm Hg. Чл. и водна пара - 47 mm Hg. Чл. С увеличаване на височината кислород налягане капка, и общото налягане на водна пара и въглероден диоксид в белите дробове остава почти постоянна - около 87 mm Hg. Чл. доставка на кислород към белите дробове напълно спира, когато налягането на околната среда става равна на тази стойност.
При около 19-20 км атмосферно налягане се намалява до 47 mm Hg. Чл. причинявайки вода до кипене и интерстициална течност в човешкото тяло. Извън кабината под налягане при тези височини, смъртта настъпва почти мигновено. По този начин, от гледна точка на човешката физиология "пространство" започва на височина 15-19 км.
Плътни слоеве на въздуха - тропосферата и стратосферата - ни предпазват от вредните ефекти на радиация. С достатъчно въздух вакуум, на височина над 36 км интензивен ефект върху тялото упражнява йонизиращо лъчение - първични космическите лъчи; на височина от над 40 km ултравиолетовата част от слънчевия спектър опасни за човека.
Тъй като изкачване към все по-големи височини над повърхността на Земята постепенно отслабват, а след това да изчезнат напълно познатата ни явленията, наблюдавани в ниските слоеве на атмосферата, тъй като разпространението на звука, поява на аеродинамично издигане и плъзнете, пренос на топлина чрез конвекция и др.
В разреден въздух слоеве на разпространението на шума е невъзможно. За височина 60-90 км тя все още е възможно да се използва съпротивата на въздуха и повдигнете сили за контролирано аеродинамичен полет. Но тъй като височината на 100-130 км, познато на всеки пилот с концепцията на номер M и звуковата бариера губи значението си: там минава една въображаема линия Карман. зад който започва царството на чистата балистичен полет, който може да се контролира само с помощта на реактивни сили.
На височини над 100 км лишени атмосфера и други забележителни свойства - способността да абсорбират, носене и прехвърляне на топлинна енергия чрез конвекция (т.е. с въздух разбъркване). Това означава, че различните елементи на оборудването, оборудване на орбиталната космическа станция няма да могат да се охлади отвън, тъй като обикновено се прави на самолет - с помощта на въздушни джетове и отоплителни тела. На тази височина, като цяло в пространството само метод за пренос на топлина е топлинното излъчване.
Историята на атмосферата на образованието
Според най-разпространената теория, атмосфера на Земята през последните историята избухва в три различни форми. Първоначално той се състои от леки газове (водород и хелий) заснети от междупланетното пространство. Този така наречен първичен атмосфера. В следващата стъпка вулканична активност доведе до насищане на атмосферата и други газове освен водород (въглероден диоксид, амоняк. Пара). По този начин се образува вторичният атмосферата. Тази атмосфера се намали. Освен това, процесът на образуване на атмосферата се определя от следните фактори:
- изтичане на леки газове (водород и хелий) в междупланетното пространство;
- Химична реакция, протичаща в атмосферата под въздействието на ултравиолетова радиация, мълния, и други фактори.
Голяма част от азот N2 е причинена от окисление на атмосферата на амоняк-водород с кислород O2 молекулно. който е трябвало да се справят с повърхността на планетата, в резултат на фотосинтезата, като се започне с преди 3 милиарда години. Също така азот N2 се освобождава в атмосферата в резултат на денитрификация на нитрат и други азотни съдържащи съединения. Азот се окислява с озон, за да не са в горната част на атмосферата.
Азот N2 реагира само при определени условия (например, от мълния). Окисляване на молекулно озон азот по време на електрически разряди в малки количества, използвани при промишленото производство на азотни торове. това Окислители с малка мощност входове и се превръща в биологично активната форма може цианобактерии (синьо-зелени водорасли) и възлите бактерии, които rhizobial симбиоза с бобови растения, които могат да бъдат ефективни зелени-торове - растения, които не разрушават и обогатяване на естествените торове почвата.
въглероден диоксид
благородни газове
Източник на инертен газ - аргон. хелий и криптон - вулканична и разпад на радиоактивни елементи. Земята като цяло и по-специално обеднен атмосфера инертни газове в сравнение с космоса. Смята се, че причината за това се крие в постоянното изтичане на газове в междупланетното пространство [1927 цитиране дни].
замърсяването на въздуха
Гориво горене - основен източник на замърсители и газове (СО NO SO2 ..). Серен диоксид се окислява с атмосферен кислород в SO3. и азотен оксид към NO2 в горната част на атмосферата, което на свой ред реагира с водна пара, и формира със сярна киселина H 2SO 4 и азотна киселина HNO3 спад до повърхността на земята като т.нар киселина дъжд на. Използване на двигатели с вътрешно горене води до значително замърсяване на атмосферата с азотни оксиди, въглеводороди и оловни съединения (тетраетил Pb (СН3 СН2) 4).
Замърсяването на аерозол дължи както на естествени причини (вулканична, прах бури, увличане на капчици морска вода и прашец и други) и от човешки дейности (рудодобива и строителни материали, изгаряне на гориво, производство на цимент и други подобни). Интензивен отстраняване мащабно на фини прахови частици в атмосферата - един от възможните причини за промени на планетата климата.
Свързани статии