Строение и слои атмосферы

Атмосфера Земли состоит из смеси газов, водяного пара, пыли и других микрочастиц. Воздушная оболочка Земли возникла в результате выделения газов при вулканических извержениях. С появлением океанов и биосферы она продолжила формирование за счет газообмена с водой, растениями, животными и продуктами их разложения в почвах и болотах.

Содержание

1. Значение атмосферы
2. Химический состав воздуха
3. Строение атмосферы

Значение атмосферы

Атмосфера обеспечивает существование жизни на Земле. Во-первых, в ней содержится кислород, необходимый для жизнедеятельности живых организмов. Во-вторых, она окутывает нашу планету, словно одеяло, и тем самым сохраняет солнечное тепло. Если бы атмосферы не было, солнечные лучи раскаляли бы освещенную сторону Земли, а на неосвещенной царил бы ледяной холод. В-третьих, озоновый слой атмосферы защищает живые организмы от воздействия опасного ультрафиолетового излучения.

Атмосфера — защитное «одеяло» Земли

Способностью слышать музыку, шум дождя, пение птиц и присутствию в нашей жизни других разнообразных звуков мы обязаны атмосфере, ведь без нее мир бы погрузился в вечную тишину. Все дело в том, что звук — это не что иное, как механические колебания частиц среды, которые распространяются в виде волн. Органы слуха, чувствительные к любым вибрациям, улавливают эти малейшие колебания. В космосе молекулы вещества находятся в столь разреженном состоянии, что не могут так быстро передавать друг другу колебания, поэтому звуки там не слышны.

Химический состав атмосферного воздуха

Смесь газов, составляющих атмосферу, называется воздухом. Его состав всегда постоянен. Наибольший объем в нем занимают азот и кислород, в незначительном количестве присутствуют углекислый газ, метан, водород и инертные газы (аргон, неон, гелий, радон и др.). Кроме того, в воздухе содержится водяной пар (H₂O). Его концентрация может меняться, поскольку зависит от ряда факторов: температуры воздуха, ветров, географического положения территории.

Химический состав атмосферы Земли

Строение атмосферы

В строении атмосферы выделяют несколько слоев. Атмосфера простирается вверх от поверхности Земли на многие километры и на всем своем протяжении обладает неодинаковыми свойствами. С поднятием вверх меняются давление, химический состав, более выраженными становятся температурные колебания. Это все и дает право разделять атмосферу на слои.

Строение атмосферы

Стратосфера

Находится на расстоянии 10-55 км от поверхности Земли. Стратосфера является огромной химической лабораторией, где происходит постоянная трансформация энергии, ионизация частиц, распад одних химических веществ и образование других, ведь именно в этом слое располагается озоновый экран Земли, который защищает все живое от ультрафиолетового излучения.

Озон — трехатомная аллотропная модификация кислорода. На больших высотах двухатомный кислород поглощает ультрафиолетовое излучение и, распадаясь, вступает в реакцию с нормальной молекулой 0₂. Так появляется новое соединение — озон (0₃). Этот газ распределен почти по всей стратосфере, но его истинные объемы невелики. Если сжать весь атмосферный озон под нормальным давлением, получится слой толщиной 3 мм.

Процесс образования молекулы озона

Температура воздуха, вопреки ожиданиям, с высотой не уменьшается, а повышается и может достигать +30 °C. Происходит это вследствие многочисленных фотохимических реакций.

Тропосфера

Самый нижний и изученный слой, простирающийся на 10 км в высоту над полюсами и на 15 км над экватором. Здесь под действием земного притяжения сосредоточена основная часть всего объема воздуха и водяного пара (до 80%). Воздушные массы, перемещающиеся в тропосфере, формируют все погодные явления на Земле.

Температура воздуха с поднятием вверх постепенно падает (примерно на 6 °C через каждый километр), достигая -50 °C на полюсах и -80 °C на экваторе. На определенной высоте падение температуры замедляется, а затем и вовсе прекращается.

Мезосфера

Располагается на высоте от 50 до 90 км. В этой зоне, закрытой для полетов летательных аппаратов, начинают сгорать все небесные объекты, попадающие в атмосферу Земли. Ниже этого слоя лежит стратопауза, а выше мезопауза — переходные области, в которых значения температур слоев, лежащих выше и ниже, достигают максимумов и минимумов соответственно. Температура с высотой уменьшается и достигает -100 °C.

Термосфера (ионосфера)

В самом верхнем слое атмосферы из-за сильной разреженности воздуха его молекулы практически не могут нагреть поверхность физического тела. В этой зоне выделяют высокоионизированную область ионосферы (до высоты 1000 км), где происходят полярные сияния.

Температурные значения увеличиваются с высотой и достигают огромных величин — +1500 °C. В зависимости от солнечной активности они могут доходить до 1800 °C.

Экзосфера

Этот слой называют короной Земли. Располагается выше 1000 км, и, начиная с этих высот, интенсивность рассеивания частиц атмосферного газа в космическом пространстве возрастает.