Введение
Атмосфера — это газовая оболочка Земли, окружающая планету и удерживаемая её гравитацией. Она выполняет жизненно важные функции: защищает нас от космической радиации, метеоритов и чрезмерного нагрева, участвует в круговороте воды, формирует климат и погоду.
Изучение атмосферы важно для понимания процессов, происходящих в природе, прогнозирования погоды, обеспечения экологии и развития науки о Земле — географии и метеорологии.
1. Понятие атмосферы
Атмосфера — это газовая оболочка планеты, состоящая из смеси газов, аэрозолей и водяного пара. Она простирается от поверхности Земли до высоты около 10 000 км, но большая часть массы сосредоточена в нижних слоях.
Основные функции атмосферы:
-
Защита от ультрафиолетового и космического излучения.
-
Обеспечение дыхания человека, животных и растений.
-
Регуляция температуры на поверхности Земли.
-
Участие в формировании погоды и климата.
-
Распространение звука.
2. Состав атмосферы
Атмосфера состоит из смеси газов, в основном:
-
Азот (N₂) — около 78%. Не участвует в дыхании, но важен для круговорота веществ.
-
Кислород (O₂) — около 21%. Необходим для дыхания живых организмов и горения.
-
Аргон (Ar) — около 0,93%. Инертный газ.
-
Углекислый газ (CO₂) — около 0,04%. Важен для фотосинтеза и парникового эффекта.
-
Другие газы — неон, гелий, криптон, водород, метан.
-
Водяной пар — от 0,1 до 4% в зависимости от влажности.
Кроме газов, атмосфера содержит аэрозоли — микроскопические частицы пыли, соли, сажи и органических веществ.
3. Структура атмосферы
Атмосфера Земли делится на слои, которые отличаются температурой, плотностью и химическим составом:
3.1. Тропосфера
-
Находится от поверхности Земли до 8–18 км.
-
В тропосфере сосредоточена почти вся масса атмосферы.
-
Здесь формируются облака, идут осадки, дует ветер.
-
Температура с высотой падает примерно на 6,5 °C на каждый километр.
-
Верхняя граница тропосферы называется тропопауза.
3.2. Стратосфера
-
Расположена от тропопаузы до 50 км.
-
Здесь температура с высотой растёт из-за поглощения ультрафиолетового излучения озоном.
-
Стратосфера содержит озоновый слой, который защищает живые организмы от ультрафиолета.
3.3. Мезосфера
-
Высота от 50 до 85 км.
-
Температура падает с высотой до -90 °C.
-
Здесь сгорают метеоры и космическая пыль.
3.4. Термосфера
-
Высота от 85 до 600 км.
-
Температура может достигать 2000 °C и выше, но воздух чрезвычайно разрежен.
-
Здесь находятся северное и южное сияние (аврора).
3.5. Экзосфера
-
Верхний слой атмосферы, от 600 км до 10 000 км.
-
Здесь плотность воздуха крайне низкая, атомы и молекулы могут уходить в космос.
4. Атмосферное давление и плотность
Атмосферное давление — это сила, с которой воздух давит на поверхность Земли.
-
На уровне моря среднее давление составляет около 1013 гПа (гектопаскаль).
-
С увеличением высоты давление и плотность воздуха уменьшаются.
Плотность воздуха зависит от температуры, влажности и давления.
-
Чем холоднее воздух, тем он плотнее.
-
Влажный воздух легче сухого из-за меньшей массы водяного пара.
5. Температура и климатические пояса
Атмосфера играет ключевую роль в формировании климата:
-
На экваторе температура высокая, воздух тёплый и влажный.
-
На полюсах температура низкая, воздух сухой и плотный.
-
Между ними формируются климатические пояса: тропический, субтропический, умеренный, субарктический и арктический.
Глобальные ветры и течения атмосферы переносят тепло и влагу по планете, регулируя климат.
6. Влага и осадки
Атмосфера содержит водяной пар, который участвует в круговороте воды:
-
Испарение — вода из океанов, рек и почвы переходит в газообразное состояние.
-
Конденсация — водяной пар превращается в капли, образуя облака.
-
Осадки — дождь, снег, град и туман возвращают воду на Землю.
Осадки зависят от рельефа, температуры, влажности и движения воздуха.
7. Атмосферные явления
Атмосфера Земли формирует множество явлений:
-
Ветер — горизонтальное движение воздуха.
-
Циклоны и антициклоны — центры низкого и высокого давления, вызывающие погоду.
-
Туман и облака — конденсация водяного пара.
-
Грозы и молнии — электрические разряды в облаках.
-
Северное и южное сияние — взаимодействие солнечного ветра с магнитным полем Земли.
8. Влияние атмосферы на жизнь на Земле
-
Атмосфера регулирует климат и температуру, делая планету пригодной для жизни.
-
Она защищает от космических угроз и ультрафиолетового излучения.
-
Поддерживает кислородный баланс и круговорот воды.
-
Создаёт условия для ветра, который помогает растениям опыляться и переносить семена.
9. Загрязнение атмосферы
Современный человек влияет на атмосферу:
-
Выбросы CO₂ и метана способствуют парниковому эффекту и глобальному потеплению.
-
Пыль и аэрозоли ухудшают качество воздуха.
-
Сильные химические загрязнения приводят к кислотным дождям и смогу.
Защита атмосферы включает: снижение выбросов, озеленение, использование чистой энергии.
10. Вопросы для самопроверки
-
Что такое атмосфера и какие функции она выполняет?
-
Какие газы входят в состав атмосферы?
-
Назовите слои атмосферы и их особенности.
-
Как меняется давление и плотность воздуха с высотой?
-
Что такое озоновый слой и почему он важен?
-
Какие атмосферные явления вам известны?
-
Как атмосфера участвует в круговороте воды?
-
В чём разница между тропосферой и стратосферой?
-
Как человек влияет на атмосферу?
-
Почему атмосфера необходима для жизни на Земле?