Da cosa dipende l'atmosfera? Atmosfera: l'involucro d'aria della Terra

Il suo limite superiore è ad un'altitudine di 8-10 km alle latitudini polari, 10-12 km alle latitudini temperate e 16-18 km alle latitudini tropicali; più basso in inverno che in estate. Lo strato inferiore e principale dell'atmosfera. Contiene più dell'80% della massa totale dell'aria atmosferica e circa il 90% di tutto il vapore acqueo presente nell'atmosfera. Nella troposfera la turbolenza e la convezione sono molto sviluppate, compaiono le nuvole e si sviluppano cicloni e anticicloni. La temperatura diminuisce con l'aumentare della quota con un dislivello verticale medio di 0,65°/100 m

Sono accettate come “condizioni normali” sulla superficie terrestre: densità 1,2 kg/m3, pressione barometrica 101,35 kPa, temperatura più 20 °C e umidità relativa 50%. Questi indicatori condizionali hanno un significato puramente ingegneristico.

Stratosfera

Uno strato dell'atmosfera situato ad un'altitudine compresa tra 11 e 50 km. Caratterizzato da un leggero cambiamento di temperatura nello strato di 11-25 km (strato inferiore della stratosfera) e un aumento di temperatura nello strato di 25-40 km da −56,5 a 0,8 ° (strato superiore della stratosfera o regione di inversione). Avendo raggiunto un valore di circa 273 K (quasi 0°C) ad una quota di circa 40 km, la temperatura rimane costante fino ad una quota di circa 55 km. Questa regione a temperatura costante è chiamata stratopausa e costituisce il confine tra la stratosfera e la mesosfera.

Stratopausa

Lo strato limite dell'atmosfera tra la stratosfera e la mesosfera. Nella distribuzione verticale della temperatura c'è un massimo (circa 0 °C).

Mesosfera

Mesopausa

Strato di transizione tra mesosfera e termosfera. C'è un minimo nella distribuzione verticale della temperatura (circa -90°C).

Linea Karman

L'altezza sopra il livello del mare, che è convenzionalmente accettata come confine tra l'atmosfera terrestre e lo spazio.

Termosfera

Il limite superiore è di circa 800 km. La temperatura sale fino a quote di 200-300 km, dove raggiunge valori dell'ordine di 1500 K, dopodiché si mantiene pressoché costante fino a quote elevate. Sotto l'influenza della radiazione solare ultravioletta e dei raggi X e della radiazione cosmica, si verifica la ionizzazione dell'aria ("aurore"): le principali regioni della ionosfera si trovano all'interno della termosfera. Ad altitudini superiori a 300 km predomina l'ossigeno atomico.

Esosfera (sfera di diffusione)

Fino ad un'altitudine di 100 km l'atmosfera è una miscela di gas omogenea e ben miscelata. Negli strati più alti, la distribuzione dei gas in altezza dipende dalle loro masse molecolari; la concentrazione dei gas più pesanti diminuisce più velocemente con la distanza dalla superficie terrestre. A causa della diminuzione della densità del gas, la temperatura scende da 0°C nella stratosfera a -110°C nella mesosfera. Tuttavia, l’energia cinetica delle singole particelle ad altitudini di 200-250 km corrisponde ad una temperatura di ~1500°C. Al di sopra dei 200 km si osservano fluttuazioni significative della temperatura e della densità del gas nel tempo e nello spazio.

Ad un'altitudine di circa 2000-3000 km l'esosfera si trasforma gradualmente nella cosiddetta vicino al vuoto spaziale, che è pieno di particelle altamente rarefatte di gas interplanetario, principalmente atomi di idrogeno. Ma questo gas rappresenta solo una parte della materia interplanetaria. L'altra parte è costituita da particelle di polvere di origine cometaria e meteorica. In questo spazio penetrano, oltre alle particelle di polvere estremamente rarefatte, anche radiazioni elettromagnetiche e corpuscolari di origine solare e galattica.

La troposfera rappresenta circa l'80% della massa dell'atmosfera, la stratosfera circa il 20%; la massa della mesosfera non è superiore allo 0,3%, la termosfera è inferiore allo 0,05% della massa totale dell'atmosfera. In base alle proprietà elettriche dell'atmosfera si distinguono la neutronosfera e la ionosfera. Attualmente si ritiene che l'atmosfera si estenda fino ad un'altitudine di 2000-3000 km.

A seconda della composizione del gas nell'atmosfera, emettono omosfera E eterosfera. Eterosfera- Questa è l'area in cui la gravità influisce sulla separazione dei gas, poiché la loro miscelazione a tale altitudine è trascurabile. Ciò implica una composizione variabile dell'eterosfera. Al di sotto di essa si trova una parte ben miscelata e omogenea dell'atmosfera, chiamata omosfera. Il confine tra questi strati è chiamato turbopausa e si trova ad un'altitudine di circa 120 km.

Proprietà fisiche

Lo spessore dell'atmosfera è di circa 2000 - 3000 km dalla superficie terrestre. La massa d'aria totale è (5.1-5.3)?10 18 kg. La massa molare dell'aria pulita e secca è 28.966. Pressione a 0 °C al livello del mare 101.325 kPa; temperatura critica ?140,7 °C; pressione critica 3,7 MPa; C p 1.0048?10? J/(kg K)(a 0 °C), C v 0,7159 10? J/(kg K) (a 0 °C). La solubilità dell'aria in acqua a 0°C è 0,036%, a 25°C - 0,22%.

Proprietà fisiologiche e altre proprietà dell'atmosfera

Già ad un'altitudine di 5 km sul livello del mare, una persona non allenata inizia a sperimentare la carenza di ossigeno e senza adattamento, le prestazioni di una persona diminuiscono significativamente. La zona fisiologica dell'atmosfera finisce qui. La respirazione umana diventa impossibile ad un'altitudine di 15 km, anche se fino a circa 115 km l'atmosfera contiene ossigeno.

L'atmosfera ci fornisce l'ossigeno necessario per respirare. Tuttavia, a causa della diminuzione della pressione totale dell'atmosfera man mano che si sale in quota, la pressione parziale dell'ossigeno diminuisce di conseguenza.

I polmoni umani contengono costantemente circa 3 litri di aria alveolare. La pressione parziale dell'ossigeno nell'aria alveolare alla normale pressione atmosferica è di 110 mmHg. Art., pressione dell'anidride carbonica - 40 mm Hg. Art. e vapore acqueo - 47 mm Hg. Arte. Con l'aumentare dell'altitudine, la pressione dell'ossigeno diminuisce e la pressione totale del vapore di acqua e anidride carbonica nei polmoni rimane quasi costante: circa 87 mm Hg. Arte. L'apporto di ossigeno ai polmoni si interromperà completamente quando la pressione dell'aria ambiente raggiungerà questo valore.

Ad un'altitudine di circa 19-20 km, la pressione atmosferica scende a 47 mm Hg. Arte. Pertanto, a questa altitudine, l'acqua e il liquido interstiziale iniziano a bollire nel corpo umano. Fuori dalla cabina pressurizzata, a queste altitudini, la morte avviene quasi istantaneamente. Pertanto, dal punto di vista della fisiologia umana, lo “spazio” inizia già ad un'altitudine di 15-19 km.

Dense strati d'aria - la troposfera e la stratosfera - ci proteggono dagli effetti dannosi delle radiazioni. Con sufficiente rarefazione dell'aria, ad altitudini superiori a 36 km, le radiazioni ionizzanti - raggi cosmici primari - hanno un effetto intenso sul corpo; Ad altitudini superiori a 40 km, la parte ultravioletta dello spettro solare è pericolosa per l'uomo.

Man mano che saliamo ad un'altezza sempre maggiore sopra la superficie terrestre, fenomeni familiari osservati negli strati inferiori dell'atmosfera come la propagazione del suono, il verificarsi di portanza e resistenza aerodinamica, il trasferimento di calore per convezione, ecc., si indeboliscono gradualmente e poi scompaiono completamente .

Negli strati d’aria rarefatti la propagazione del suono è impossibile. Fino ad altitudini di 60-90 km è ancora possibile sfruttare la resistenza dell'aria e la portanza per il volo aerodinamico controllato. Ma a partire da altitudini di 100-130 km, i concetti familiari a ogni pilota del numero M e della barriera del suono perdono il loro significato; passa la linea Karman convenzionale, oltre la quale inizia la sfera del volo puramente balistico, che può solo essere controllati utilizzando forze reattive.

Ad altitudini superiori a 100 km, l'atmosfera è privata di un'altra proprietà notevole: la capacità di assorbire, condurre e trasmettere energia termica per convezione (cioè mescolando l'aria). Ciò significa che vari elementi dell'attrezzatura sulla stazione spaziale orbitale non potranno essere raffreddati dall'esterno come avviene di solito su un aereo, con l'aiuto di getti d'aria e radiatori d'aria. A questa quota, come in generale nello spazio, l’unico modo per trasferire calore è la radiazione termica.

Composizione atmosferica

L'atmosfera terrestre è costituita principalmente da gas e varie impurità (polvere, gocce d'acqua, cristalli di ghiaccio, sali marini, prodotti della combustione).

La concentrazione dei gas che compongono l'atmosfera è quasi costante, ad eccezione dell'acqua (H 2 O) e dell'anidride carbonica (CO 2).

Oltre ai gas indicati in tabella, l'atmosfera contiene SO 2, NH 3, CO, ozono, idrocarburi, HCl, vapori, I 2, oltre a molti altri gas in piccole quantità. La troposfera contiene costantemente una grande quantità di particelle solide e liquide sospese (aerosol).

Storia della formazione atmosferica

Secondo la teoria più diffusa, l'atmosfera terrestre ha avuto nel tempo quattro diverse composizioni. Inizialmente consisteva di gas leggeri (idrogeno ed elio) catturati dallo spazio interplanetario. Questo è il cosiddetto atmosfera primaria(circa quattro miliardi di anni fa). Nella fase successiva, l'attività vulcanica attiva ha portato alla saturazione dell'atmosfera con gas diversi dall'idrogeno (anidride carbonica, ammoniaca, vapore acqueo). Ecco come si è formato atmosfera secondaria(circa tre miliardi di anni prima dei giorni nostri). Questa atmosfera è stata rigenerante. Inoltre, il processo di formazione dell'atmosfera è stato determinato dai seguenti fattori:

• perdita di gas leggeri (idrogeno ed elio) nello spazio interplanetario;
• reazioni chimiche che si verificano nell'atmosfera sotto l'influenza di radiazioni ultraviolette, scariche di fulmini e alcuni altri fattori.

A poco a poco questi fattori portarono alla formazione atmosfera terziaria, caratterizzato da un contenuto molto inferiore di idrogeno e un contenuto molto più elevato di azoto e anidride carbonica (formata a seguito di reazioni chimiche da ammoniaca e idrocarburi).

Azoto

La formazione di una grande quantità di N 2 è dovuta all'ossidazione dell'atmosfera di ammoniaca-idrogeno da parte dell'O 2 molecolare, che iniziò a fuoriuscire dalla superficie del pianeta a seguito della fotosintesi, a partire da 3 miliardi di anni fa. L'N2 viene rilasciato nell'atmosfera anche a seguito della denitrificazione dei nitrati e di altri composti contenenti azoto. L'azoto viene ossidato dall'ozono in NO nell'alta atmosfera.

L'azoto N 2 reagisce solo in condizioni specifiche (ad esempio durante la scarica di un fulmine). L'ossidazione dell'azoto molecolare da parte dell'ozono durante le scariche elettriche viene utilizzata nella produzione industriale di fertilizzanti azotati. I cianobatteri (alghe blu-verdi) e i batteri noduli che formano la simbiosi rizobiale con le cosiddette leguminose, possono ossidarlo con un basso consumo energetico e convertirlo in una forma biologicamente attiva. concime verde.

Ossigeno

La composizione dell'atmosfera iniziò a cambiare radicalmente con la comparsa degli organismi viventi sulla Terra, a seguito della fotosintesi, accompagnata dal rilascio di ossigeno e dall'assorbimento di anidride carbonica. Inizialmente, l'ossigeno veniva speso per l'ossidazione dei composti ridotti: ammoniaca, idrocarburi, forma ferrosa del ferro contenuta negli oceani, ecc. Alla fine di questa fase, il contenuto di ossigeno nell'atmosfera iniziò ad aumentare. A poco a poco si formò un'atmosfera moderna con proprietà ossidanti. Poiché causò cambiamenti importanti e improvvisi in molti processi che si verificano nell’atmosfera, nella litosfera e nella biosfera, l’evento fu chiamato il disastro dell’ossigeno.

Anidride carbonica

Il contenuto di CO 2 nell'atmosfera dipende dall'attività vulcanica e dai processi chimici nei gusci terrestri, ma soprattutto dall'intensità della biosintesi e dalla decomposizione della materia organica nella biosfera terrestre. Quasi tutta la biomassa attuale del pianeta (circa 2,4 × 10 12 tonnellate) si forma a causa dell'anidride carbonica, dell'azoto e del vapore acqueo contenuti nell'aria atmosferica. I prodotti organici sepolti negli oceani, nelle paludi e nelle foreste si trasformano in carbone, petrolio e gas naturale. (vedi Ciclo geochimico del carbonio)

Gas nobili

Inquinamento atmosferico

Recentemente, gli esseri umani hanno iniziato a influenzare l’evoluzione dell’atmosfera. Il risultato delle sue attività fu un costante aumento significativo del contenuto di anidride carbonica nell'atmosfera dovuto alla combustione di idrocarburi accumulati in ere geologiche precedenti. Enormi quantità di CO 2 vengono consumate durante la fotosintesi e assorbite dagli oceani del mondo. Questo gas entra nell'atmosfera a causa della decomposizione di rocce carbonatiche e sostanze organiche di origine vegetale e animale, nonché a causa del vulcanismo e dell'attività industriale umana. Negli ultimi 100 anni, il contenuto di CO 2 nell'atmosfera è aumentato del 10%, la maggior parte (360 miliardi di tonnellate) proviene dalla combustione di carburante. Se il tasso di crescita della combustione dei combustibili continua, nei prossimi 50-60 anni la quantità di CO 2 nell'atmosfera raddoppierà e potrebbe portare a un cambiamento climatico globale.

La combustione dei combustibili è la principale fonte di gas inquinanti (CO, SO2). L'anidride solforosa viene ossidata dall'ossigeno atmosferico in SO 3 negli strati superiori dell'atmosfera, che a sua volta interagisce con l'acqua e il vapore di ammoniaca e il risultante acido solforico (H 2 SO 4) e solfato di ammonio ((NH 4) 2 SO 4 ) vengono restituiti alla superficie della Terra sotto forma del cosiddetto. pioggia acida. L'uso di motori a combustione interna comporta un notevole inquinamento atmosferico da ossidi di azoto, idrocarburi e composti di piombo (piombo tetraetile Pb(CH 3 CH 2) 4)).

L'inquinamento da aerosol dell'atmosfera è causato sia da cause naturali (eruzioni vulcaniche, tempeste di polvere, trascinamento di gocce di acqua di mare e polline di piante, ecc.) che da attività economiche umane (estrazione di minerali e materiali da costruzione, combustione di carburante, produzione di cemento, ecc. ). Il rilascio intenso e su larga scala di particolato nell’atmosfera è una delle possibili cause del cambiamento climatico sul pianeta.

Letteratura

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Vedi anche

Collegamenti

Il mondo che ci circonda è formato da tre parti molto diverse: terra, acqua e aria. Ognuno di loro è unico e interessante a modo suo. Ora parleremo solo dell'ultimo di loro. Cos'è l'atmosfera? Come è successo? In cosa consiste e in quali parti è suddiviso? Tutte queste domande sono estremamente interessanti.

Il nome stesso "atmosfera" è formato da due parole di origine greca, tradotte in russo significano "vapore" e "palla". E se guardi la definizione esatta, puoi leggere quanto segue: "L'atmosfera è il guscio d'aria del pianeta Terra, che corre con esso nello spazio". Si è sviluppato parallelamente ai processi geologici e geochimici che hanno avuto luogo sul pianeta. E oggi tutti i processi che si verificano negli organismi viventi dipendono da questo. Senza atmosfera, il pianeta diventerebbe un deserto senza vita, come la Luna.

In cosa consiste?

La domanda su cosa sia l'atmosfera e quali elementi siano inclusi in essa interessa da molto tempo le persone. I componenti principali di questa conchiglia erano già noti nel 1774. Sono stati installati da Antoine Lavoisier. Scoprì che la composizione dell'atmosfera era in gran parte composta da azoto e ossigeno. Nel corso del tempo, i suoi componenti sono stati perfezionati. E ora si sa che contiene molti altri gas, oltre ad acqua e polvere.

Diamo uno sguardo più da vicino a ciò che costituisce l'atmosfera terrestre vicino alla sua superficie. Il gas più comune è l'azoto. Ne contiene poco più del 78%. Ma, nonostante una quantità così grande, l'azoto è praticamente inattivo nell'aria.

L'elemento successivo in quantità e molto importante per importanza è l'ossigeno. Questo gas ne contiene quasi il 21% e presenta un'attività molto elevata. La sua funzione specifica è quella di ossidare la materia organica morta, che si decompone a seguito di questa reazione.

Gas bassi ma importanti

Il terzo gas che fa parte dell'atmosfera è l'argon. È poco meno dell'1%. Seguono l'anidride carbonica con il neon, l'elio con il metano, il cripton con l'idrogeno, lo xeno, l'ozono e persino l'ammoniaca. Ma ce ne sono così pochi che la percentuale di tali componenti è pari a centesimi, millesimi e milionesimi. Di questi, solo l'anidride carbonica gioca un ruolo significativo, poiché è il materiale da costruzione di cui le piante hanno bisogno per la fotosintesi. La sua altra funzione importante è bloccare le radiazioni e assorbire parte del calore del sole.

Un altro gas piccolo ma importante, l’ozono, esiste per intrappolare la radiazione ultravioletta proveniente dal Sole. Grazie a questa proprietà, tutta la vita sul pianeta è protetta in modo affidabile. D’altra parte, l’ozono influisce sulla temperatura della stratosfera. A causa del fatto che assorbe questa radiazione, l'aria si riscalda.

La costanza della composizione quantitativa dell'atmosfera è mantenuta dalla miscelazione continua. I suoi strati si muovono sia orizzontalmente che verticalmente. Pertanto, ovunque nel globo c'è abbastanza ossigeno e nessun eccesso di anidride carbonica.

Cos'altro c'è nell'aria?

Va notato che nello spazio aereo si possono trovare vapore e polvere. Quest'ultimo è costituito da polline e particelle di terreno; in città si uniscono alle impurità delle emissioni solide dei gas di scarico.

Ma c'è molta acqua nell'atmosfera. In determinate condizioni si condensa e compaiono nuvole e nebbia. In sostanza, sono la stessa cosa, solo i primi appaiono in alto sopra la superficie della Terra e l'ultimo si diffonde lungo di essa. Le nuvole assumono forme diverse. Questo processo dipende dall'altezza sopra la Terra.

Se si formano a 2 km sopra la terra, vengono chiamati stratificati. È da loro che la pioggia cade sulla terra o cade la neve. Sopra di loro si formano cumuli fino ad un'altezza di 8 km. Sono sempre i più belli e pittoreschi. Sono loro che li guardano e si chiedono che aspetto abbiano. Se tali formazioni compaiono nei prossimi 10 km, saranno molto leggere e ariose. Il loro nome è piumato.

In quali strati è divisa l’atmosfera?

Sebbene abbiano temperature molto diverse tra loro, è molto difficile dire a quale altezza specifica inizia uno strato e finisce l'altro. Questa divisione è molto condizionale ed è approssimativa. Tuttavia, gli strati dell'atmosfera esistono ancora e svolgono le loro funzioni.

La parte più bassa del guscio d'aria è chiamata troposfera. Il suo spessore aumenta man mano che si sposta dai poli all'equatore da 8 a 18 km. Questa è la parte più calda dell'atmosfera perché l'aria al suo interno viene riscaldata dalla superficie terrestre. La maggior parte del vapore acqueo è concentrato nella troposfera, motivo per cui si formano le nuvole, cadono le precipitazioni, rimbombano i temporali e soffiano i venti.

Lo strato successivo ha uno spessore di circa 40 km ed è chiamato stratosfera. Se un osservatore si sposta in questa parte dell'aria, scoprirà che il cielo è diventato viola. Ciò è spiegato dalla bassa densità della sostanza, che praticamente non disperde i raggi del sole. È in questo strato che volano gli aerei a reazione. Tutti gli spazi aperti sono aperti per loro, poiché praticamente non ci sono nuvole. All'interno della stratosfera è presente uno strato costituito da grandi quantità di ozono.

Seguono la stratopausa e la mesosfera. Quest'ultimo ha uno spessore di circa 30 km. È caratterizzato da una forte diminuzione della densità e della temperatura dell'aria. Il cielo appare nero all'osservatore. Qui puoi anche guardare le stelle durante il giorno.

Strati in cui praticamente non c'è aria

La struttura dell'atmosfera continua con uno strato chiamato termosfera, il più lungo di tutti gli altri, il suo spessore raggiunge i 400 km. Questo strato si distingue per la sua enorme temperatura, che può raggiungere i 1700 °C.

Le ultime due sfere sono spesso combinate in una sola e chiamata ionosfera. Ciò è dovuto al fatto che in essi si verificano reazioni con il rilascio di ioni. Sono questi strati che consentono di osservare un fenomeno naturale come l'aurora boreale.

I successivi 50 km dalla Terra sono assegnati all'esosfera. Questo è il guscio esterno dell'atmosfera. Disperde le particelle d'aria nello spazio. I satelliti meteorologici solitamente si muovono in questo strato.

L'atmosfera terrestre termina con la magnetosfera. È lei che ha protetto la maggior parte dei satelliti artificiali del pianeta.

Dopo tutto ciò che è stato detto, non dovrebbero esserci più domande su quale sia l'atmosfera. Se avete dubbi sulla sua necessità, potete facilmente fugarli.

Il significato di atmosfera

La funzione principale dell'atmosfera è quella di proteggere la superficie del pianeta dal surriscaldamento durante il giorno e dall'eccessivo raffreddamento durante la notte. Il prossimo scopo importante di questo guscio, che nessuno metterà in dubbio, è fornire ossigeno a tutti gli esseri viventi. Senza questo soffocherebbero.

La maggior parte dei meteoriti brucia negli strati superiori, senza mai raggiungere la superficie terrestre. E le persone possono ammirare le luci volanti, scambiandole per stelle cadenti. Senza atmosfera, l’intera Terra sarebbe disseminata di crateri. E la protezione dalle radiazioni solari è già stata discussa sopra.

In che modo una persona influenza l'atmosfera?

Molto negativo. Ciò è dovuto alla crescente attività delle persone. La quota principale di tutti gli aspetti negativi ricade sull'industria e sui trasporti. A proposito, sono le automobili che emettono quasi il 60% di tutti gli inquinanti che penetrano nell'atmosfera. I restanti quaranta si dividono tra energia e industria, oltre che industrie di smaltimento rifiuti.

L'elenco delle sostanze nocive che quotidianamente reintegrano l'aria è molto lungo. A causa del trasporto nell'atmosfera ci sono: azoto e zolfo, carbonio, blu e fuliggine, nonché un forte agente cancerogeno che causa il cancro della pelle: il benzopirene.

L'industria rappresenta i seguenti elementi chimici: anidride solforosa, idrocarburi e idrogeno solforato, ammoniaca e fenolo, cloro e fluoro. Se il processo continua, presto verrà data risposta alle domande: “Che atmosfera c’è? In cosa consiste? sarà completamente diverso.

L'atmosfera è una miscela di vari gas. Si estende dalla superficie terrestre fino a un'altezza di 900 km, proteggendo il pianeta dallo spettro dannoso delle radiazioni solari e contiene i gas necessari per tutta la vita sul pianeta. L'atmosfera intrappola il calore del sole, riscaldando la superficie terrestre e creando un clima favorevole.

Composizione atmosferica

L'atmosfera terrestre è costituita principalmente da due gas: azoto (78%) e ossigeno (21%). Inoltre, contiene impurità di anidride carbonica e altri gas. nell'atmosfera esiste sotto forma di vapore, goccioline di umidità nelle nuvole e cristalli di ghiaccio.

Strati dell'atmosfera

L'atmosfera è composta da molti strati, tra i quali non esistono confini chiari. Le temperature dei diversi strati differiscono notevolmente l'una dall'altra.

• Magnetosfera senz'aria. È qui che la maggior parte dei satelliti della Terra vola al di fuori dell'atmosfera terrestre.
• Esosfera (450-500 km dalla superficie). Quasi nessun gas. Alcuni satelliti meteorologici volano nell'esosfera. La termosfera (80-450 km) è caratterizzata da alte temperature, che raggiungono i 1700°C nello strato superiore.
• Mesosfera (50-80 km). In questa zona la temperatura diminuisce man mano che aumenta l'altitudine. È qui che brucia la maggior parte dei meteoriti (frammenti di rocce spaziali) che entrano nell'atmosfera.
• Stratosfera (15-50 km). Contiene strato di ozono, cioè uno strato di ozono che assorbe la radiazione ultravioletta del sole. Ciò fa sì che le temperature vicino alla superficie terrestre aumentino. Gli aerei a reazione di solito volano qui perché La visibilità in questo strato è molto buona e non c'è quasi nessuna interferenza causata dalle condizioni atmosferiche.
• Troposfera. L'altezza varia da 8 a 15 km dalla superficie terrestre. È qui che si forma il clima del pianeta, poiché in Questo strato contiene la maggior parte di vapore acqueo, polvere e venti. La temperatura diminuisce con la distanza dalla superficie terrestre.

Pressione atmosferica

Anche se non lo sentiamo, gli strati dell'atmosfera esercitano una pressione sulla superficie terrestre. È più alto vicino alla superficie e man mano che ci si allontana da essa diminuisce gradualmente. Dipende dalla differenza di temperatura tra terra e oceano, e quindi in zone situate alla stessa altitudine sul livello del mare spesso si hanno pressioni diverse. La bassa pressione porta tempo umido, mentre l'alta pressione solitamente porta tempo sereno.

Movimento delle masse d'aria nell'atmosfera

E le pressioni costringono gli strati inferiori dell’atmosfera a mescolarsi. Ecco come nascono i venti, che soffiano da zone di alta pressione verso zone di bassa pressione. In molte regioni si formano venti locali anche a causa delle differenze di temperatura tra terra e mare. Anche le montagne hanno un’influenza significativa sulla direzione dei venti.

Effetto serra

L'anidride carbonica e altri gas che compongono l'atmosfera terrestre intrappolano il calore del sole. Questo processo è comunemente chiamato effetto serra, poiché è per molti versi simile alla circolazione del calore nelle serre. L’effetto serra provoca il riscaldamento globale del pianeta. Nelle zone di alta pressione - anticicloni - inizia il tempo sereno e soleggiato. Le aree di bassa pressione - i cicloni - di solito presentano un tempo instabile. Calore e luce che entrano nell'atmosfera. I gas intrappolano il calore riflesso dalla superficie terrestre, provocando così un aumento della temperatura sulla Terra.

Nella stratosfera c'è uno speciale strato di ozono. L'ozono blocca la maggior parte delle radiazioni ultraviolette del sole, proteggendo la Terra e tutta la vita su di essa. Gli scienziati hanno scoperto che la causa della distruzione dello strato di ozono sono gli speciali gas di biossido di clorofluorocarburo contenuti in alcuni aerosol e apparecchiature di refrigerazione. Sopra l'Artico e l'Antartide sono stati scoperti enormi buchi nello strato di ozono, che contribuiscono ad un aumento della quantità di radiazioni ultraviolette che colpiscono la superficie terrestre.

L'ozono si forma nella bassa atmosfera a causa della radiazione solare e di vari fumi e gas di scarico. Di solito è disperso nell'atmosfera, ma se uno strato chiuso di aria fredda si forma sotto uno strato di aria calda, si concentra l'ozono e si verifica lo smog. Sfortunatamente, questo non può sostituire l’ozono perso nei buchi dell’ozono.

In questa fotografia satellitare è chiaramente visibile un buco nello strato di ozono sopra l’Antartide. La dimensione del buco varia, ma gli scienziati ritengono che sia in costante crescita. Si stanno compiendo sforzi per ridurre il livello dei gas di scarico nell'atmosfera. L’inquinamento atmosferico dovrebbe essere ridotto e nelle città dovrebbero essere utilizzati combustibili senza fumo. Lo smog provoca irritazione agli occhi e soffocamento per molte persone.

La nascita e l'evoluzione dell'atmosfera terrestre

L'atmosfera moderna della Terra è il risultato di un lungo sviluppo evolutivo. È nato come risultato dell'azione combinata di fattori geologici e dell'attività vitale degli organismi. Nel corso della storia geologica, l’atmosfera terrestre ha subito diversi profondi cambiamenti. Sulla base dei dati geologici e delle premesse teoriche, l'atmosfera primordiale della giovane Terra, che esisteva circa 4 miliardi di anni fa, potrebbe essere costituita da una miscela di gas inerti e nobili con una piccola aggiunta di azoto passivo (N. A. Yasamanov, 1985; A. S. Monin, 1987; O. G. Sorokhtin, S. A. Ushakov, 1991, 1993). Attualmente, la visione della composizione e della struttura dell'atmosfera primordiale è leggermente cambiata 4,2 miliardi di anni, di conseguenza potrebbe essere costituita da una miscela di metano, ammoniaca e anidride carbonica del degassamento del mantello e dei processi di alterazione attiva che si verificano sulla superficie terrestre, vapore acqueo, composti di carbonio sotto forma di CO 2 e CO, zolfo e suoi composti hanno iniziato ad entrare nell'atmosfera , nonché forti acidi alogenati - HCI, HF , HI e acido borico, che erano integrati da metano, ammoniaca, idrogeno, argon e alcuni altri gas nobili nell'atmosfera. Questa atmosfera primaria era estremamente sottile. Pertanto, la temperatura sulla superficie terrestre era vicina alla temperatura di equilibrio radiativo (A. S. Monin, 1977).

Nel corso del tempo, la composizione del gas dell'atmosfera primaria ha cominciato a trasformarsi sotto l'influenza dei processi di alterazione delle rocce sporgenti sulla superficie terrestre, dell'attività dei cianobatteri e delle alghe blu-verdi, dei processi vulcanici e dell'azione della luce solare. Ciò ha portato alla decomposizione del metano in anidride carbonica, dell'ammoniaca in azoto e idrogeno; L'anidride carbonica, che lentamente affondò sulla superficie terrestre, e l'azoto iniziarono ad accumularsi nell'atmosfera secondaria. Grazie all'attività vitale delle alghe blu-verdi, nel processo di fotosintesi si cominciò a produrre ossigeno, che però all'inizio veniva speso principalmente per “l'ossidazione dei gas atmosferici, e poi delle rocce. Allo stesso tempo, l'ammoniaca, ossidata in azoto molecolare, iniziò ad accumularsi intensamente nell'atmosfera. Si presume che una quantità significativa di azoto nell'atmosfera moderna sia relitta. Il metano e il monossido di carbonio furono ossidati in anidride carbonica. Lo zolfo e l'idrogeno solforato furono ossidati in SO 2 e SO 3 che, a causa della loro elevata mobilità e leggerezza, furono rapidamente rimossi dall'atmosfera. Pertanto, l'atmosfera da un'atmosfera riducente, come era nell'Archeano e nel Proterozoico inferiore, si trasformò gradualmente in un'atmosfera ossidante.

L'anidride carbonica è entrata nell'atmosfera sia a seguito dell'ossidazione del metano che a seguito del degassamento del mantello e dell'erosione delle rocce. Nel caso in cui tutta l'anidride carbonica rilasciata nel corso dell'intera storia della Terra fosse preservata nell'atmosfera, la sua pressione parziale attualmente potrebbe diventare la stessa di Venere (O. Sorokhtin, S. A. Ushakov, 1991). Ma sulla Terra era in atto il processo inverso. Una parte significativa dell'anidride carbonica proveniente dall'atmosfera veniva dissolta nell'idrosfera, nella quale veniva utilizzata dagli idrobionti per costruire i loro gusci e convertita biogenicamente in carbonati. Successivamente da essi si sono formati spessi strati di carbonati chemogenici e organogeni.

L'ossigeno è entrato nell'atmosfera da tre fonti. Per molto tempo, a partire dall'origine della Terra, è stato rilasciato durante il degassamento del mantello ed è stato utilizzato principalmente nei processi ossidativi. Un'altra fonte di ossigeno è stata la fotodissociazione del vapore acqueo ad opera della dura radiazione solare ultravioletta. Apparizioni; l'ossigeno libero nell'atmosfera portò alla morte della maggior parte dei procarioti che vivevano in condizioni riducenti. Gli organismi procarioti hanno cambiato il loro habitat. Hanno lasciato la superficie della Terra nelle sue profondità e nelle aree dove rimanevano ancora le condizioni di recupero. Furono sostituiti dagli eucarioti, che iniziarono a convertire energicamente l'anidride carbonica in ossigeno.

Durante l'Archeano e una parte significativa del Proterozoico, quasi tutto l'ossigeno derivante sia in modo abiogenico che biogenico veniva speso principalmente per l'ossidazione del ferro e dello zolfo. Alla fine del Proterozoico, tutto il ferro metallico bivalente situato sulla superficie terrestre si ossidava o si spostava nel nucleo terrestre. Ciò causò un cambiamento nella pressione parziale dell'ossigeno nell'atmosfera del Proterozoico iniziale.

A metà del Proterozoico, la concentrazione di ossigeno nell'atmosfera raggiunse il punto Jury e ammontava allo 0,01% dei livelli moderni. A partire da questo momento, l'ossigeno cominciò ad accumularsi nell'atmosfera e, probabilmente, già alla fine del Riphean il suo contenuto raggiunse il punto Pasteur (0,1% del livello moderno). Forse lo strato di ozono è apparso nel periodo vendiano e la b di questo periodo non è mai scomparsa.

La comparsa dell'ossigeno libero nell'atmosfera terrestre stimolò l'evoluzione della vita e portò alla nascita di nuove forme con metabolismo più avanzato. Se le prime alghe unicellulari eucariotiche e la cyanea, apparse all'inizio del Proterozoico, richiedevano un contenuto di ossigeno nell'acqua di soli 10 -3 della sua concentrazione moderna, con l'emergere dei metazoi non scheletrici alla fine del Vendiano inferiore, cioè circa 650 milioni di anni fa, la concentrazione di ossigeno nell'atmosfera dovrebbe essere significativamente più alta. Dopotutto, Metazoa utilizzava la respirazione dell'ossigeno e ciò richiedeva che la pressione parziale dell'ossigeno raggiungesse un livello critico: il punto Pasteur. In questo caso il processo di fermentazione anaerobica è stato sostituito da un metabolismo dell'ossigeno energeticamente più promettente e progressivo.

Successivamente, si è verificato abbastanza rapidamente un ulteriore accumulo di ossigeno nell'atmosfera terrestre. Il progressivo aumento del volume delle alghe azzurre ha contribuito al raggiungimento nell'atmosfera del livello di ossigeno necessario al sostentamento vitale del mondo animale. Una certa stabilizzazione del contenuto di ossigeno nell'atmosfera si è verificata dal momento in cui le piante hanno raggiunto la terra, circa 450 milioni di anni fa. L'emergere delle piante sulla terra, avvenuto nel periodo Siluriano, portò alla stabilizzazione finale dei livelli di ossigeno nell'atmosfera. Da quel momento in poi la sua concentrazione cominciò a fluttuare entro limiti piuttosto ristretti, senza mai superare i limiti dell'esistenza della vita. La concentrazione di ossigeno nell'atmosfera si è completamente stabilizzata dalla comparsa delle piante da fiore. Questo evento si verificò a metà del periodo Cretaceo, cioè circa 100 milioni di anni fa.

La maggior parte dell'azoto si è formata nelle prime fasi dello sviluppo della Terra, principalmente a causa della decomposizione dell'ammoniaca. Con la comparsa degli organismi iniziò il processo di legame dell'azoto atmosferico nella materia organica e di seppellimento nei sedimenti marini. Dopo che gli organismi raggiunsero la terra, l'azoto cominciò a essere sepolto nei sedimenti continentali. I processi di lavorazione dell'azoto libero si sono particolarmente intensificati con l'avvento delle piante terrestri.

A cavallo tra il Criptozoico e il Fanerozoico, cioè circa 650 milioni di anni fa, il contenuto di anidride carbonica nell'atmosfera è sceso a decimi di punto percentuale, e ha raggiunto un contenuto vicino al livello moderno solo di recente, circa 10-20 milioni di anni fa.

Pertanto, la composizione gassosa dell'atmosfera non solo ha fornito spazio vitale agli organismi, ma ha anche determinato le caratteristiche della loro attività vitale e ha contribuito all'insediamento e all'evoluzione. Le interruzioni emergenti nella distribuzione della composizione gassosa dell'atmosfera favorevole agli organismi, sia per ragioni cosmiche che planetarie, portarono alle estinzioni di massa del mondo organico, che si verificarono ripetutamente durante il Criptozoico e ad alcuni confini della storia del Fanerozoico.

Funzioni etnosferiche dell'atmosfera

L'atmosfera terrestre fornisce le sostanze, l'energia necessarie e determina la direzione e la velocità dei processi metabolici. La composizione del gas dell'atmosfera moderna è ottimale per l'esistenza e lo sviluppo della vita. Essendo l'area in cui si formano il tempo e il clima, l'atmosfera deve creare condizioni confortevoli per la vita delle persone, degli animali e della vegetazione. Le deviazioni in una direzione o nell'altra nella qualità dell'aria atmosferica e delle condizioni meteorologiche creano condizioni estreme per la vita della flora e della fauna, compreso l'uomo.

L'atmosfera terrestre non solo fornisce le condizioni per l'esistenza dell'umanità, ma è il fattore principale nell'evoluzione dell'etnosfera. Allo stesso tempo risulta essere una risorsa energetica e di materia prima per la produzione. In generale, l'atmosfera è un fattore che preserva la salute umana, e alcune aree, a causa delle condizioni fisico-geografiche e della qualità dell'aria atmosferica, fungono da aree ricreative e sono aree destinate al trattamento sanatorio-resort e alla ricreazione delle persone. Pertanto, l’atmosfera è un fattore di impatto estetico ed emotivo.

Le funzioni etnosfera e tecnosfera dell'atmosfera, definite abbastanza recentemente (E. D. Nikitin, N. A. Yasamanov, 2001), richiedono uno studio indipendente e approfondito. Pertanto, lo studio delle funzioni energetiche atmosferiche è molto rilevante, sia dal punto di vista del verificarsi e del funzionamento di processi che danneggiano l'ambiente, sia dal punto di vista dell'impatto sulla salute e sul benessere delle persone. In questo caso stiamo parlando dell'energia dei cicloni e degli anticicloni, dei vortici atmosferici, della pressione atmosferica e di altri fenomeni atmosferici estremi, il cui utilizzo efficace contribuirà alla riuscita soluzione del problema di ottenere fonti energetiche alternative che non inquinino l'ambiente. ambiente. Dopotutto, l'ambiente aereo, in particolare quella parte che si trova sopra l'Oceano Mondiale, è un'area in cui viene rilasciata un'enorme quantità di energia libera.

Ad esempio, è stato accertato che i cicloni tropicali di media intensità rilasciano un'energia equivalente a quella di 500mila bombe atomiche sganciate su Hiroshima e Nagasaki in un solo giorno. In 10 giorni di esistenza di un tale ciclone, viene rilasciata energia sufficiente per soddisfare tutto il fabbisogno energetico di un paese come gli Stati Uniti per 600 anni.

Negli ultimi anni sono stati pubblicati un gran numero di lavori di scienziati naturali, che in un modo o nell'altro si occupano di vari aspetti dell'attività e dell'influenza dell'atmosfera sui processi terrestri, il che indica l'intensificazione delle interazioni interdisciplinari nelle moderne scienze naturali. Allo stesso tempo si manifesta il ruolo integrativo di alcune delle sue direzioni, tra le quali va segnalata la direzione funzionale-ecologica in geoecologia.

Questa direzione stimola l'analisi e la generalizzazione teorica sulle funzioni ecologiche e sul ruolo planetario delle varie geosfere, e questo, a sua volta, è un prerequisito importante per lo sviluppo di metodologie e basi scientifiche per lo studio olistico del nostro pianeta, l'uso razionale e la protezione delle risorse naturali. le sue risorse naturali.

L'atmosfera terrestre è costituita da diversi strati: troposfera, stratosfera, mesosfera, termosfera, ionosfera ed esosfera. Nella parte superiore della troposfera e nella parte inferiore della stratosfera si trova uno strato arricchito di ozono, chiamato scudo di ozono. Sono stati stabiliti alcuni modelli (giornalieri, stagionali, annuali, ecc.) nella distribuzione dell'ozono. Fin dalla sua origine, l'atmosfera ha influenzato il corso dei processi planetari. La composizione primaria dell'atmosfera era completamente diversa da quella attuale, ma nel tempo la quota e il ruolo dell'azoto molecolare aumentarono costantemente, circa 650 milioni di anni fa apparve l'ossigeno libero, la cui quantità aumentava continuamente, ma la concentrazione di anidride carbonica diminuito di conseguenza. L'elevata mobilità dell'atmosfera, la sua composizione gassosa e la presenza di aerosol determinano il suo ruolo eccezionale e la partecipazione attiva a una varietà di processi geologici e della biosfera. L'atmosfera gioca un ruolo importante nella ridistribuzione dell'energia solare e nello sviluppo di fenomeni naturali catastrofici e disastri. Vortici atmosferici: tornado (tornado), uragani, tifoni, cicloni e altri fenomeni hanno un impatto negativo sul mondo organico e sui sistemi naturali. Le principali fonti di inquinamento, insieme ai fattori naturali, sono varie forme di attività economica umana. Gli impatti antropogenici sull’atmosfera si esprimono non solo nella comparsa di vari aerosol e gas serra, ma anche nell’aumento della quantità di vapore acqueo e si manifestano sotto forma di smog e piogge acide. I gas serra modificano il regime di temperatura della superficie terrestre; le emissioni di alcuni gas riducono il volume dello strato di ozono e contribuiscono alla formazione dei buchi dell'ozono; Il ruolo etnosferico dell'atmosfera terrestre è grande.

Il ruolo dell'atmosfera nei processi naturali

L'atmosfera superficiale, nel suo stato intermedio tra la litosfera e lo spazio esterno e la sua composizione gassosa, crea le condizioni per la vita degli organismi. Allo stesso tempo, l'erosione e l'intensità della distruzione delle rocce, il trasferimento e l'accumulo di materiale clastico dipendono dalla quantità, natura e frequenza delle precipitazioni, dalla frequenza e dalla forza dei venti e soprattutto dalla temperatura dell'aria. L’atmosfera è una componente centrale del sistema climatico. Temperatura e umidità dell'aria, nuvolosità e precipitazioni, vento: tutto ciò caratterizza il tempo, ad es. lo stato dell'atmosfera in continuo cambiamento. Allo stesso tempo, questi stessi componenti caratterizzano il clima, cioè il regime meteorologico medio a lungo termine.

La composizione dei gas, la presenza di nuvole e varie impurità, chiamate particelle di aerosol (cenere, polvere, particelle di vapore acqueo), determinano le caratteristiche del passaggio della radiazione solare attraverso l'atmosfera e impediscono la fuoriuscita della radiazione termica terrestre nello spazio.

L'atmosfera terrestre è molto mobile. I processi che si verificano in esso e i cambiamenti nella composizione del gas, nello spessore, nella torbidità, nella trasparenza e nella presenza di alcune particelle di aerosol in esso influenzano sia il tempo che il clima.

L'azione e la direzione dei processi naturali, così come la vita e l'attività sulla Terra, sono determinate dalla radiazione solare. Fornisce il 99,98% del calore fornito alla superficie terrestre. Ogni anno ammonta a 134 * 10 19 kcal. Questa quantità di calore può essere ottenuta bruciando 200 miliardi di tonnellate di carbone. Le riserve di idrogeno che creano questo flusso di energia termonucleare nella massa del Sole dureranno almeno altri 10 miliardi di anni, cioè per un periodo doppio dell'esistenza del nostro pianeta e di esso stesso.

Circa 1/3 della quantità totale di energia solare che arriva al limite superiore dell'atmosfera viene riflessa nello spazio, il 13% viene assorbito dallo strato di ozono (compresa quasi tutta la radiazione ultravioletta). Il 7% - il resto dell'atmosfera e solo il 44% raggiunge la superficie terrestre. La radiazione solare totale che raggiunge la Terra ogni giorno è pari all'energia che l'umanità ha ricevuto bruciando tutti i tipi di carburante nell'ultimo millennio.

La quantità e la natura della distribuzione della radiazione solare sulla superficie terrestre dipendono strettamente dalla nuvolosità e dalla trasparenza dell'atmosfera. La quantità di radiazione diffusa è influenzata dall'altezza del Sole sopra l'orizzonte, dalla trasparenza dell'atmosfera, dal contenuto di vapore acqueo, polvere, dalla quantità totale di anidride carbonica, ecc.

La quantità massima di radiazione diffusa raggiunge le regioni polari. Più il Sole è basso sopra l'orizzonte, meno calore entra in una determinata area del terreno.

La trasparenza atmosferica e la nuvolosità sono di grande importanza. In una giornata estiva nuvolosa di solito è più fredda che in una giornata limpida, poiché la nuvolosità diurna impedisce il riscaldamento della superficie terrestre.

La polverosità dell'atmosfera gioca un ruolo importante nella distribuzione del calore. Le particelle solide finemente disperse di polvere e cenere in esso contenute, che ne pregiudicano la trasparenza, influiscono negativamente sulla distribuzione della radiazione solare, la maggior parte della quale viene riflessa. Le particelle fini entrano nell'atmosfera in due modi: o con la cenere emessa durante le eruzioni vulcaniche, o con la polvere del deserto trasportata dai venti provenienti dalle aride regioni tropicali e subtropicali. Soprattutto molta di questa polvere si forma durante i periodi di siccità, quando le correnti di aria calda la trasportano negli strati superiori dell'atmosfera e possono rimanervi per lungo tempo. Dopo l'eruzione del vulcano Krakatoa nel 1883, la polvere lanciata nell'atmosfera per decine di chilometri rimase nella stratosfera per circa 3 anni. A seguito dell'eruzione del vulcano El Chichon (Messico) del 1985, la polvere ha raggiunto l'Europa, e quindi si è verificato un leggero calo della temperatura superficiale.

L'atmosfera terrestre contiene quantità variabili di vapore acqueo. In termini assoluti in peso o volume, la sua quantità varia dal 2 al 5%.

Il vapore acqueo, come l’anidride carbonica, aumenta l’effetto serra. Nelle nuvole e nelle nebbie che si formano nell'atmosfera si verificano processi fisici e chimici peculiari.

La fonte primaria di vapore acqueo nell'atmosfera è la superficie degli oceani. Da esso ogni anno evapora uno strato d'acqua con uno spessore compreso tra 95 e 110 cm. Parte dell'umidità ritorna nell'oceano dopo la condensazione, mentre l'altra parte viene diretta dalle correnti d'aria verso i continenti. Nelle aree con clima umido variabile, le precipitazioni inumidiscono il suolo e nei climi umidi creano riserve di acque sotterranee. L’atmosfera è quindi un accumulatore di umidità e un serbatoio di precipitazioni. e le nebbie che si formano nell'atmosfera forniscono umidità alla copertura del suolo e svolgono quindi un ruolo decisivo nello sviluppo della flora e della fauna.

L'umidità atmosferica è distribuita sulla superficie terrestre a causa della mobilità dell'atmosfera. È caratterizzato da un sistema molto complesso di distribuzione dei venti e della pressione. A causa del fatto che l'atmosfera è in continuo movimento, la natura e l'entità della distribuzione dei flussi di vento e della pressione cambiano costantemente. La scala della circolazione varia da quella micrometeorologica, con una dimensione di sole poche centinaia di metri, a quella globale di diverse decine di migliaia di chilometri. Enormi vortici atmosferici partecipano alla creazione di sistemi di correnti d'aria su larga scala e determinano la circolazione generale dell'atmosfera. Inoltre, sono fonti di fenomeni atmosferici catastrofici.

La distribuzione delle condizioni meteorologiche e climatiche e il funzionamento della materia vivente dipendono dalla pressione atmosferica. Se la pressione atmosferica oscilla entro limiti limitati, non gioca un ruolo decisivo nel benessere delle persone e nel comportamento degli animali e non influisce sulle funzioni fisiologiche delle piante. Le variazioni di pressione sono solitamente associate a fenomeni frontali e cambiamenti meteorologici.

La pressione atmosferica è di fondamentale importanza per la formazione del vento che, essendo un fattore di formazione dei rilievi, ha un forte impatto sul mondo animale e vegetale.

Il vento può sopprimere la crescita delle piante e allo stesso tempo favorire il trasferimento dei semi. Il ruolo del vento nel modellare le condizioni meteorologiche e climatiche è eccezionale. Agisce anche come regolatore delle correnti marine. Il vento, come uno dei fattori esogeni, contribuisce all'erosione e allo sgonfiamento del materiale esposto agli agenti atmosferici su lunghe distanze.

Ruolo ecologico e geologico dei processi atmosferici

Una diminuzione della trasparenza dell'atmosfera dovuta alla comparsa di particelle di aerosol e polvere solida al suo interno influenza la distribuzione della radiazione solare, aumentando l'albedo o la riflettività. Allo stesso risultato portano varie reazioni chimiche che provocano la decomposizione dell'ozono e la generazione di nubi “perlate” costituite da vapore acqueo. I cambiamenti globali nella riflettività, così come i cambiamenti nei gas atmosferici, principalmente i gas serra, sono responsabili del cambiamento climatico.

Il riscaldamento irregolare, che provoca differenze nella pressione atmosferica su diverse parti della superficie terrestre, porta alla circolazione atmosferica, che è la caratteristica della troposfera. Quando si verifica una differenza di pressione, l’aria si sposta dalle aree ad alta pressione verso quelle a bassa pressione. Questi movimenti delle masse d'aria, insieme all'umidità e alla temperatura, determinano le principali caratteristiche ecologiche e geologiche dei processi atmosferici.

A seconda della velocità, il vento compie vari lavori geologici sulla superficie terrestre. Ad una velocità di 10 m/s scuote i grossi rami degli alberi sollevando e trasportando polvere e sabbia fine; rompe i rami degli alberi ad una velocità di 20 m/s, trasporta sabbia e ghiaia; con una velocità di 30 m/s (tempesta) strappa i tetti delle case, sradica alberi, rompe pali, sposta sassi e trasporta piccole macerie, e un vento di uragano con una velocità di 40 m/s distrugge case, rompe e demolisce energia elettrica linea pali, sradica alberi di grandi dimensioni.

Burrasche e tornado (tornado) - i vortici atmosferici che si formano nella stagione calda su potenti fronti atmosferici, con velocità fino a 100 m/s, hanno un grande impatto ambientale negativo con conseguenze catastrofiche. Le raffiche sono trombe d'aria orizzontali con velocità del vento da uragano (fino a 60-80 m/s). Sono spesso accompagnati da forti acquazzoni e temporali che durano da alcuni minuti a mezz'ora. Le raffiche coprono aree larghe fino a 50 km e percorrono una distanza di 200-250 km. Nel 1998 un temporale a Mosca e nella regione di Mosca danneggiò i tetti di molte case e abbatté alberi.

I tornado, chiamati tornado in Nord America, sono potenti vortici atmosferici a forma di imbuto, spesso associati a nubi temporalesche. Si tratta di colonne d'aria che si assottigliano al centro con un diametro da diverse decine a centinaia di metri. Un tornado ha l'aspetto di un imbuto, molto simile alla proboscide di un elefante, che scende dalle nuvole o sale dalla superficie della terra. Possedendo una forte rarefazione e un'elevata velocità di rotazione, un tornado percorre fino a diverse centinaia di chilometri, aspirando polvere, acqua da serbatoi e vari oggetti. I potenti tornado sono accompagnati da temporali, pioggia e hanno un grande potere distruttivo.

I tornado si verificano raramente nelle regioni subpolari o equatoriali, dove fa costantemente freddo o caldo. Ci sono pochi tornado in mare aperto. I tornado si verificano in Europa, Giappone, Australia, Stati Uniti e in Russia sono particolarmente frequenti nella regione centrale della Terra Nera, nelle regioni di Mosca, Yaroslavl, Nizhny Novgorod e Ivanovo.

I tornado sollevano e spostano automobili, case, carrozze e ponti. Negli Stati Uniti si osservano tornado particolarmente distruttivi. Ogni anno si verificano dai 450 ai 1500 tornado con un bilancio medio delle vittime di circa 100 persone. I tornado sono processi atmosferici catastrofici ad azione rapida. Si formano in soli 20-30 minuti e la loro durata è di 30 minuti. Pertanto, è quasi impossibile prevedere l'ora e il luogo dei tornado.

Altri vortici atmosferici distruttivi ma di lunga durata sono i cicloni. Si formano a causa della differenza di pressione, che in determinate condizioni contribuisce all'emergere di un movimento circolare dei flussi d'aria. I vortici atmosferici hanno origine attorno a potenti flussi ascendenti di aria calda umida e ruotano ad alta velocità in senso orario nell'emisfero meridionale e in senso antiorario in quello settentrionale. I cicloni, a differenza dei tornado, hanno origine dagli oceani e producono i loro effetti distruttivi sui continenti. I principali fattori distruttivi sono forti venti, intense precipitazioni sotto forma di nevicate, acquazzoni, grandine e inondazioni. I venti con velocità di 19 - 30 m/s formano una tempesta, 30 - 35 m/s una tempesta e più di 35 m/s un uragano.

I cicloni tropicali - uragani e tifoni - hanno una larghezza media di diverse centinaia di chilometri. La velocità del vento all'interno del ciclone raggiunge la forza di un uragano. I cicloni tropicali durano da alcuni giorni a diverse settimane e si muovono a velocità comprese tra 50 e 200 km/h. I cicloni alle medie latitudini hanno un diametro maggiore. Le loro dimensioni trasversali vanno da mille a diverse migliaia di chilometri e la velocità del vento è tempestosa. Si muovono nell'emisfero settentrionale da ovest e sono accompagnati da grandine e nevicate, che sono di natura catastrofica. In termini di numero di vittime e danni causati, i cicloni e gli uragani e i tifoni ad essi associati rappresentano il più grande fenomeno atmosferico naturale dopo le inondazioni. Nelle aree densamente popolate dell’Asia, il bilancio delle vittime degli uragani è di migliaia. Nel 1991, durante un uragano in Bangladesh, che causò la formazione di onde marine alte 6 metri, morirono 125mila persone. I tifoni causano gravi danni agli Stati Uniti. Allo stesso tempo muoiono decine e centinaia di persone. Nell’Europa occidentale, gli uragani causano meno danni.

I temporali sono considerati un fenomeno atmosferico catastrofico. Si verificano quando l'aria calda e umida sale molto rapidamente. Al confine tra le zone tropicali e subtropicali i temporali si verificano 90-100 giorni all'anno, nella zona temperata 10-30 giorni. Nel nostro paese, il maggior numero di temporali si verifica nel Caucaso settentrionale.

I temporali di solito durano meno di un'ora. Particolarmente pericolosi sono gli acquazzoni intensi, la grandine, i fulmini, le raffiche di vento e le correnti d'aria verticali. Il pericolo di grandine è determinato dalla dimensione dei chicchi di grandine. Nel Caucaso settentrionale, la massa dei chicchi di grandine una volta raggiungeva 0,5 kg e in India sono stati registrati chicchi di grandine del peso di 7 kg. Le aree urbane più pericolose del nostro paese si trovano nel Caucaso settentrionale. Nel luglio 1992, la grandine danneggiò 18 aerei all'aeroporto Mineralnye Vody.

I fenomeni atmosferici pericolosi includono i fulmini. Uccidono persone, bestiame, provocano incendi e danneggiano la rete elettrica. Ogni anno nel mondo muoiono circa 10.000 persone a causa dei temporali e delle loro conseguenze. Inoltre, in alcune zone dell'Africa, della Francia e degli Stati Uniti, il numero delle vittime dei fulmini è maggiore rispetto ad altri fenomeni naturali. Il danno economico annuale derivante dai temporali negli Stati Uniti ammonta ad almeno 700 milioni di dollari.

La siccità è tipica delle regioni desertiche, steppiche e forestali. La mancanza di precipitazioni provoca l'essiccamento del suolo, l'abbassamento del livello delle falde acquifere e dei bacini artificiali fino al completo prosciugamento. La carenza di umidità porta alla morte della vegetazione e dei raccolti. La siccità è particolarmente grave in Africa, nel Vicino e Medio Oriente, in Asia centrale e nel Sud del Nord America.

La siccità modifica le condizioni di vita degli esseri umani e ha un effetto negativo sull’ambiente naturale attraverso processi quali la salinizzazione del suolo, i venti secchi, le tempeste di polvere, l’erosione del suolo e gli incendi boschivi. Gli incendi sono particolarmente gravi durante i periodi di siccità nelle regioni della taiga, nelle foreste tropicali e subtropicali e nelle savane.

Le siccità sono processi a breve termine che durano una stagione. Quando la siccità dura più di due stagioni, c’è il rischio di carestia e mortalità di massa. In genere, la siccità colpisce uno o più paesi. Siccità prolungate con conseguenze tragiche si verificano particolarmente spesso nella regione africana del Sahel.

Fenomeni atmosferici come nevicate, forti piogge di breve durata e piogge persistenti e prolungate causano ingenti danni. Le nevicate provocano massicce valanghe in montagna, mentre il rapido scioglimento della neve caduta e le piogge prolungate portano a inondazioni. L'enorme massa d'acqua che cade sulla superficie terrestre, soprattutto nelle zone prive di alberi, provoca una grave erosione del suolo. Si registra una crescita intensiva dei sistemi a travi. Le alluvioni si verificano a seguito di grandi inondazioni durante periodi di forti precipitazioni o di acqua alta dopo un improvviso riscaldamento o scioglimento primaverile della neve e, quindi, sono fenomeni di origine atmosferica (sono discussi nel capitolo sul ruolo ecologico dell'idrosfera).

Cambiamenti atmosferici antropogenici

Attualmente esistono molte diverse fonti antropiche che causano inquinamento atmosferico e portano a gravi disturbi nell’equilibrio ecologico. In termini di portata, due fonti hanno il maggiore impatto sull’atmosfera: i trasporti e l’industria. In media, i trasporti rappresentano circa il 60% dell'inquinamento atmosferico totale, l'industria - 15, l'energia termica - 15, le tecnologie per la distruzione dei rifiuti domestici e industriali - 10%.

A seconda del carburante utilizzato e del tipo di ossidanti utilizzati, il trasporto emette nell'atmosfera ossidi di azoto, zolfo, ossidi e biossidi di carbonio, piombo e suoi composti, fuliggine, benzopirene (una sostanza del gruppo degli idrocarburi policiclici aromatici, che è un potente cancerogeno che provoca il cancro della pelle).

L'industria emette nell'atmosfera anidride solforosa, ossidi e biossido di carbonio, idrocarburi, ammoniaca, idrogeno solforato, acido solforico, fenolo, cloro, fluoro e altri composti chimici. Ma la posizione dominante tra le emissioni (fino all'85%) è occupata dalle polveri.

A causa dell’inquinamento, la trasparenza dell’atmosfera cambia, provocando aerosol, smog e piogge acide.

Gli aerosol sono sistemi dispersi costituiti da particelle solide o goccioline liquide sospese in un ambiente gassoso. La dimensione delle particelle della fase dispersa è solitamente 10 -3 -10 -7 cm. A seconda della composizione della fase dispersa, gli aerosol sono divisi in due gruppi. Uno include aerosol costituiti da particelle solide disperse in un mezzo gassoso, il secondo include aerosol che sono una miscela di fasi gassose e liquide. I primi sono chiamati fumi e i secondi nebbie. Nel processo della loro formazione, i centri di condensazione svolgono un ruolo importante. Cenere vulcanica, polvere cosmica, prodotti delle emissioni industriali, vari batteri, ecc. fungono da nuclei di condensazione. Il numero di possibili fonti di nuclei di concentrazione è in costante aumento. Quindi, ad esempio, quando l'erba secca viene distrutta da un incendio su un'area di 4000 m 2, si formano in media 11 * 10 22 nuclei di aerosol.

Gli aerosol hanno cominciato a formarsi dal momento in cui è apparso il nostro pianeta e hanno influenzato le condizioni naturali. Tuttavia la loro quantità e le loro azioni, in equilibrio con il ciclo generale delle sostanze presenti in natura, non hanno provocato profondi cambiamenti ambientali. I fattori antropogenici della loro formazione hanno spostato questo equilibrio verso significativi sovraccarichi della biosfera. Questa caratteristica è diventata particolarmente evidente da quando l'umanità ha iniziato a utilizzare aerosol appositamente creati sia sotto forma di sostanze tossiche che per la protezione delle piante.

I più pericolosi per la vegetazione sono gli aerosol di anidride solforosa, acido fluoridrico e azoto. Quando entrano in contatto con la superficie fogliare umida, formano acidi che hanno un effetto dannoso sugli esseri viventi. Le nebbie acide entrano insieme all'aria inalata negli organi respiratori degli animali e dell'uomo e hanno un effetto aggressivo sulle mucose. Alcuni di essi decompongono i tessuti viventi e gli aerosol radioattivi provocano il cancro. Tra gli isotopi radioattivi, l'Sg 90 è particolarmente pericoloso non solo per la sua cancerogenicità, ma anche come analogo del calcio, sostituendolo nelle ossa degli organismi, provocandone la decomposizione.

Durante le esplosioni nucleari, nell'atmosfera si formano nubi di aerosol radioattivi. Piccole particelle con un raggio compreso tra 1 e 10 micron cadono non solo negli strati superiori della troposfera, ma anche nella stratosfera, dove possono rimanere a lungo. Nuvole di aerosol si formano anche durante il funzionamento dei reattori negli impianti industriali che producono combustibile nucleare, nonché a seguito di incidenti nelle centrali nucleari.

Lo smog è una miscela di aerosol con fasi disperse liquide e solide, che formano una cortina di nebbia sulle aree industriali e sulle grandi città.

Esistono tre tipi di smog: ghiacciato, umido e secco. Lo smog ghiacciato è chiamato smog dell’Alaska. Si tratta di una combinazione di inquinanti gassosi con l'aggiunta di particelle di polvere e cristalli di ghiaccio che si formano quando le goccioline di nebbia e il vapore degli impianti di riscaldamento si congelano.

Lo smog umido, o smog di tipo londinese, è talvolta chiamato smog invernale. Si tratta di una miscela di inquinanti gassosi (principalmente anidride solforosa), particelle di polvere e goccioline di nebbia. Il prerequisito meteorologico per la comparsa dello smog invernale è il tempo senza vento, in cui uno strato di aria calda si trova sopra lo strato terrestre di aria fredda (sotto i 700 m). In questo caso non c’è solo scambio orizzontale, ma anche verticale. Gli inquinanti, solitamente dispersi negli strati alti, in questo caso si accumulano nello strato superficiale.

Lo smog secco si verifica durante l'estate ed è spesso chiamato smog di tipo Los Angeles. È una miscela di ozono, monossido di carbonio, ossidi di azoto e vapori acidi. Tale smog si forma a seguito della decomposizione degli inquinanti ad opera della radiazione solare, in particolare della sua parte ultravioletta. Il prerequisito meteorologico è l'inversione atmosferica, espressa nella comparsa di uno strato di aria fredda sopra l'aria calda. Tipicamente i gas e le particelle solide sollevate dalle correnti d'aria calda vengono poi disperse negli strati freddi superiori, ma in questo caso si accumulano nello strato di inversione. Nel processo di fotolisi, i biossidi di azoto formati durante la combustione del carburante nei motori delle automobili si decompongono:

NO2 → NO+O

Quindi avviene la sintesi dell'ozono:

O + O 2 + M → O 3 + M

NO + O → NO 2

I processi di fotodissociazione sono accompagnati da un bagliore giallo-verde.

Inoltre si verificano reazioni del tipo: SO 3 + H 2 0 -> H 2 SO 4, cioè si forma acido solforico forte.

Con un cambiamento delle condizioni meteorologiche (comparsa del vento o cambiamento dell'umidità), l'aria fredda si dissipa e lo smog scompare.

La presenza di sostanze cancerogene nello smog porta a problemi respiratori, irritazione delle mucose, disturbi circolatori, soffocamento asmatico e spesso alla morte. Lo smog è particolarmente pericoloso per i bambini piccoli.

Le piogge acide sono precipitazioni atmosferiche acidificate dalle emissioni industriali di ossidi di zolfo, di azoto e di vapori di acido perclorico e cloro in essi disciolti. Nel processo di combustione del carbone e del gas, la maggior parte dello zolfo in esso contenuto, sia sotto forma di ossido che in composti con ferro, in particolare in pirite, pirrotite, calcopirite, ecc., viene convertito in ossido di zolfo, che insieme con anidride carbonica, viene emesso nell'atmosfera. Quando l'azoto atmosferico e le emissioni tecniche si combinano con l'ossigeno, si formano vari ossidi di azoto e il volume degli ossidi di azoto formati dipende dalla temperatura di combustione. La maggior parte degli ossidi di azoto si verifica durante il funzionamento di veicoli e locomotive diesel, mentre una percentuale minore si verifica nel settore energetico e nelle imprese industriali. Gli ossidi di zolfo e di azoto sono i principali formatori di acidi. Quando reagiscono con l'ossigeno atmosferico e il vapore acqueo in esso contenuto, si formano acidi solforico e nitrico.

È noto che l'equilibrio acido-alcalino dell'ambiente è determinato dal valore del pH. Un ambiente neutro ha un valore di pH pari a 7, un ambiente acido ha un valore di pH pari a 0 e un ambiente alcalino ha un valore di pH pari a 14. Nell'era moderna il valore di pH dell'acqua piovana è 5,6, anche se nel recente passato era neutrale. Una diminuzione del valore del pH di uno corrisponde ad un aumento di dieci volte dell'acidità e, quindi, attualmente, la pioggia con maggiore acidità cade quasi ovunque. L'acidità massima della pioggia registrata nell'Europa occidentale era di 4-3,5 pH. Va tenuto presente che un valore pH di 4-4,5 è letale per la maggior parte dei pesci.

Le piogge acide hanno un effetto aggressivo sulla vegetazione terrestre, sugli edifici industriali e residenziali e contribuiscono ad una significativa accelerazione dell'erosione delle rocce esposte. L'aumento dell'acidità impedisce l'autoregolazione della neutralizzazione dei terreni in cui si dissolvono i nutrienti. A sua volta, ciò porta ad una forte diminuzione della resa e provoca il degrado della copertura vegetale. L'acidità del suolo favorisce il rilascio di terreni pesanti legati, che vengono gradualmente assorbiti dalle piante, causando gravi danni ai tessuti e penetrando nella catena alimentare umana.

Un cambiamento nel potenziale acido-alcalino delle acque marine, soprattutto in acque poco profonde, porta alla cessazione della riproduzione di molti invertebrati, provoca la morte dei pesci e sconvolge l'equilibrio ecologico negli oceani.

A causa delle piogge acide, le foreste dell’Europa occidentale, dei Paesi baltici, della Carelia, degli Urali, della Siberia e del Canada rischiano di essere distrutte.

Chiunque abbia volato in aereo è abituato a questo tipo di messaggio: “il nostro volo si svolge ad un’altitudine di 10.000 m, la temperatura esterna è di 50°C”. Sembra niente di speciale. Più è lontana la superficie della Terra riscaldata dal Sole, più è fredda. Molte persone pensano che la temperatura diminuisca continuamente con l'altitudine e che la temperatura scenda gradualmente, avvicinandosi alla temperatura dello spazio. A proposito, gli scienziati la pensavano così fino alla fine del XIX secolo.

Diamo uno sguardo più da vicino alla distribuzione della temperatura dell'aria sulla Terra. L'atmosfera è divisa in diversi strati, che riflettono principalmente la natura dei cambiamenti di temperatura.

Viene chiamato lo strato inferiore dell'atmosfera troposfera, che significa "sfera di rotazione". Tutti i cambiamenti del tempo e del clima sono il risultato di processi fisici che si verificano proprio in questo strato. Il limite superiore di questo strato si trova dove la diminuzione della temperatura con l'altezza è sostituita dal suo aumento - approssimativamente a un'altitudine di 15-16 km sopra l'equatore e 7-8 km sopra i poli Come la Terra stessa, anche l'atmosfera, sotto l'influenza della rotazione del nostro pianeta, è leggermente appiattita sopra i poli e si gonfia sopra l'equatore. Tuttavia, questo effetto è molto più pronunciato nell'atmosfera che nel guscio solido della Terra nella direzione dalla superficie terrestre al limite superiore della troposfera, la temperatura dell'aria diminuisce Sopra l'equatore, la temperatura minima dell'aria è circa -62 ° C e sopra i poli - circa -45 ° C. Alle latitudini temperate, oltre il 75% della massa dell'atmosfera si trova nella troposfera, ai tropici, circa il 90% si trova all'interno della massa dell'atmosfera.

Nel 1899 fu riscontrato un minimo nel profilo verticale della temperatura ad una certa altitudine, poi la temperatura aumentò leggermente. L'inizio di questo aumento significa il passaggio allo strato successivo dell'atmosfera: a stratosfera, che significa "sfera dello strato". Il termine stratosfera significa e riflette l'idea precedente dell'unicità dello strato che si trova sopra la troposfera. La stratosfera si estende ad un'altitudine di circa 50 km sopra la superficie terrestre la particolarità è, in particolare, un forte aumento della temperatura dell'aria. Questo aumento della temperatura si spiega con la reazione di formazione dell'ozono, una delle principali reazioni chimiche che si verificano nell'atmosfera.

La maggior parte dell'ozono è concentrata ad altitudini di circa 25 km, ma in generale lo strato di ozono è un guscio molto esteso, che copre quasi tutta la stratosfera. L’interazione dell’ossigeno con i raggi ultravioletti è uno dei processi benefici nell’atmosfera terrestre che contribuisce al mantenimento della vita sulla Terra. L'assorbimento di questa energia da parte dell'ozono impedisce il suo flusso eccessivo verso la superficie terrestre, dove si crea esattamente il livello di energia adatto all'esistenza delle forme di vita terrestre. L'ozonosfera assorbe parte dell'energia radiante che passa attraverso l'atmosfera. Di conseguenza, nell'ozonosfera si stabilisce un gradiente verticale della temperatura dell'aria di circa 0,62 °C ogni 100 m, cioè la temperatura aumenta con l'altitudine fino al limite superiore della stratosfera - la stratopausa (50 km), raggiungendo, secondo alcuni dati, 0 °C.

Ad altitudini comprese tra 50 e 80 km c'è uno strato dell'atmosfera chiamato mesosfera. La parola "mesosfera" significa "sfera intermedia", dove la temperatura dell'aria continua a diminuire con l'altezza. Sopra la mesosfera, in uno strato chiamato termosfera, la temperatura risale con la quota fino a circa 1000°C, per poi scendere molto rapidamente fino a -96°C. Tuttavia, non diminuisce indefinitamente, quindi la temperatura aumenta nuovamente.

Termosferaè il primo strato ionosfera. A differenza degli strati precedentemente menzionati, la ionosfera non si distingue per la temperatura. La ionosfera è un'area di natura elettrica che rende possibili molti tipi di comunicazioni radio. La ionosfera è divisa in diversi strati, indicati con le lettere D, E, F1 e F2. Questi strati hanno anche nomi speciali. La separazione in strati è causata da diversi motivi, tra i quali il più importante è l'influenza ineguale degli strati sul passaggio delle onde radio. Lo strato più basso, D, assorbe principalmente le onde radio e quindi ne impedisce l'ulteriore propagazione. Lo strato E meglio studiato si trova ad un'altitudine di circa 100 km sopra la superficie terrestre. È anche chiamato strato Kennelly-Heaviside dai nomi degli scienziati americani e inglesi che lo scoprirono simultaneamente e indipendentemente. Lo strato E, come uno specchio gigante, riflette le onde radio. Grazie a questo strato, le onde radio lunghe percorrono distanze maggiori di quelle che ci si aspetterebbe se si propagassero solo in linea retta, senza essere riflesse dallo strato E. Lo strato F ha proprietà simili. Insieme allo strato Kennelly-Heaviside, riflette le onde radio verso le stazioni radio terrestri. Tale riflessione può avvenire a varie angolazioni. Lo strato Appleton si trova ad un'altitudine di circa 240 km.

La regione più esterna dell'atmosfera viene spesso chiamata il secondo strato della ionosfera esosfera. Questo termine si riferisce all'esistenza della periferia dello spazio vicino alla Terra. È difficile determinare esattamente dove finisce l'atmosfera e inizia lo spazio, poiché con l'altitudine la densità dei gas atmosferici diminuisce gradualmente e l'atmosfera stessa si trasforma gradualmente in quasi un vuoto, in cui si trovano solo singole molecole. Già a un'altitudine di circa 320 km la densità dell'atmosfera è così bassa che le molecole possono percorrere più di 1 km senza scontrarsi tra loro. La parte più esterna dell'atmosfera funge da confine superiore, che si trova ad altitudini comprese tra 480 e 960 km.

Maggiori informazioni sui processi nell’atmosfera possono essere trovate sul sito web “Clima Terra”

- il guscio d'aria del globo, che ruota insieme alla Terra. Il confine superiore dell'atmosfera è convenzionalmente tracciato ad altitudini di 150-200 km. Il limite inferiore è la superficie terrestre.

L’aria atmosferica è una miscela di gas. La maggior parte del suo volume nello strato superficiale dell'aria è costituito da azoto (78%) e ossigeno (21%). Inoltre l'aria contiene gas inerti (argon, elio, neon, ecc.), anidride carbonica (0,03), vapore acqueo e varie particelle solide (polvere, fuliggine, cristalli di sale).

L'aria è incolore e il colore del cielo è spiegato dalle caratteristiche della dispersione delle onde luminose.

L'atmosfera è composta da diversi strati: troposfera, stratosfera, mesosfera e termosfera.

Viene chiamato lo strato d'aria inferiore troposfera. A latitudini diverse la sua potenza non è la stessa. La troposfera segue la forma del pianeta e partecipa insieme alla Terra alla rotazione assiale. All'equatore lo spessore dell'atmosfera varia da 10 a 20 km. All'equatore è maggiore, ai poli è minore. La troposfera è caratterizzata dalla massima densità dell'aria; in essa sono concentrati i 4/5 della massa dell'intera atmosfera. La troposfera determina le condizioni meteorologiche: qui si formano varie masse d'aria, si formano nuvole e precipitazioni e si verifica un intenso movimento d'aria orizzontale e verticale.

Al di sopra della troposfera, fino ad un'altitudine di 50 km, si trova stratosfera.È caratterizzato da una minore densità dell'aria e manca di vapore acqueo. Nella parte inferiore della stratosfera ad altitudini di circa 25 km. c'è uno "schermo di ozono" - uno strato dell'atmosfera con un'alta concentrazione di ozono, che assorbe la radiazione ultravioletta, che è fatale per gli organismi.

Ad un'altitudine compresa tra 50 e 80-90 km si estende mesosfera. Con l'aumentare dell'altitudine, la temperatura diminuisce con un gradiente verticale medio di (0,25-0,3)°/100 m, e la densità dell'aria diminuisce. Il principale processo energetico è il trasferimento di calore radiante. Il bagliore dell'atmosfera è causato da complessi processi fotochimici che coinvolgono radicali e molecole eccitate vibrazionalmente.

Termosfera situato ad un'altitudine compresa tra 80-90 e 800 km. La densità dell'aria qui è minima e il grado di ionizzazione dell'aria è molto elevato. La temperatura cambia a seconda dell'attività del sole. A causa del gran numero di particelle cariche, qui si osservano aurore e tempeste magnetiche.

L'atmosfera è di grande importanza per la natura della Terra. Senza ossigeno, gli organismi viventi non possono respirare. Il suo strato di ozono protegge tutti gli esseri viventi dai dannosi raggi ultravioletti. L'atmosfera attenua le fluttuazioni della temperatura: la superficie terrestre non si raffredda eccessivamente di notte e non si surriscalda durante il giorno. In densi strati di aria atmosferica, prima di raggiungere la superficie del pianeta, i meteoriti bruciano dalle spine.

L'atmosfera interagisce con tutti gli strati della terra. Con il suo aiuto, calore e umidità vengono scambiati tra l'oceano e la terra. Senza l’atmosfera non ci sarebbero nuvole, precipitazioni o venti.

Le attività economiche umane hanno un impatto negativo significativo sull’atmosfera. Si verifica l'inquinamento atmosferico, che porta ad un aumento della concentrazione di monossido di carbonio (CO 2). E questo contribuisce al riscaldamento globale e aumenta l’“effetto serra”. Lo strato di ozono della Terra viene distrutto a causa dei rifiuti industriali e dei trasporti.

L'atmosfera ha bisogno di protezione. Nei paesi sviluppati viene implementata una serie di misure per proteggere l'aria atmosferica dall'inquinamento.

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