Welche Sphäre ist kein integraler Bestandteil der Atmosphäre? Atmosphäre. Struktur und Zusammensetzung der Erdatmosphäre

Manchmal wird die Atmosphäre, die unseren Planeten in einer dicken Schicht umgibt, als fünfter Ozean bezeichnet. Nicht umsonst ist der zweite Name eines Flugzeugs Flugzeug. Die Atmosphäre ist ein Gemisch aus verschiedenen Gasen, wobei Stickstoff und Sauerstoff überwiegen. Letzterem ist es zu verdanken, dass das Leben auf dem Planeten in der Form möglich ist, die wir alle gewohnt sind. Daneben gibt es 1 % weitere Bestandteile. Dies sind inerte (keine chemischen Wechselwirkungen eingehende) Gase, Schwefeloxid. Der fünfte Ozean enthält auch mechanische Verunreinigungen: Staub, Asche usw. Alle Schichten der Atmosphäre erstrecken sich insgesamt fast 480 km von der Oberfläche entfernt (die Daten sind unterschiedlich, wir Ich werde auf diesen Punkt näher eingehen. Eine solch beeindruckende Dicke bildet eine Art undurchdringlichen Schutzschild, der den Planeten vor schädlicher kosmischer Strahlung und großen Objekten schützt.

Man unterscheidet folgende Schichten der Atmosphäre: die Troposphäre, gefolgt von der Stratosphäre, dann der Mesosphäre und schließlich der Thermosphäre. Die gegebene Ordnung beginnt an der Oberfläche des Planeten. Die dichten Schichten der Atmosphäre werden durch die ersten beiden repräsentiert. Sie sind es, die einen erheblichen Teil der Schadstoffe herausfiltern

Die unterste Schicht der Atmosphäre, die Troposphäre, erstreckt sich nur 12 km über dem Meeresspiegel (18 km in den Tropen). Bis zu 90 % des Wasserdampfs sind hier konzentriert, weshalb sich dort Wolken bilden. Hier konzentriert sich auch die meiste Luft. Alle nachfolgenden Schichten der Atmosphäre sind kälter, da durch die Nähe zur Oberfläche reflektierte Sonnenstrahlen die Luft erwärmen können.

Die Stratosphäre erstreckt sich bis fast 50 km von der Oberfläche entfernt. Die meisten Wetterballons „schweben“ in dieser Schicht. Auch einige Flugzeugtypen können hier fliegen. Eines der überraschenden Merkmale ist das Temperaturregime: Im Bereich von 25 bis 40 km beginnt die Lufttemperatur zu steigen. Von -60 steigt er auf fast 1. Anschließend erfolgt ein leichter Rückgang auf Null, der bis zu einer Höhe von 55 km anhält. Die Obergrenze ist berüchtigt

Darüber hinaus erstreckt sich die Mesosphäre auf fast 90 km. Die Lufttemperatur sinkt hier stark. Pro 100 Meter Steigung gibt es einen Rückgang von 0,3 Grad. Er wird manchmal als der kälteste Teil der Atmosphäre bezeichnet. Die Luftdichte ist gering, reicht aber völlig aus, um Meteoriteneinschlägen Widerstand entgegenzusetzen.

Die Schichten der Atmosphäre im üblichen Sinne enden in einer Höhe von etwa 118 km. Hier entstehen die berühmten Polarlichter. Oben beginnt die Thermosphärenregion. Durch Röntgenstrahlung kommt es zur Ionisierung der wenigen in diesem Bereich enthaltenen Luftmoleküle. Durch diese Prozesse entsteht die sogenannte Ionosphäre (sie wird oft zur Thermosphäre gezählt und daher nicht gesondert betrachtet).

Alles oberhalb von 700 km wird Exosphäre genannt. Luft ist extrem klein, sodass sie sich frei bewegen können, ohne durch Kollisionen Widerstand zu erfahren. Dies ermöglicht es ihnen, Energie zu sammeln, die 160 Grad Celsius entspricht Umgebungstemperatur niedrig. Gasmoleküle sind entsprechend ihrer Masse im Volumen der Exosphäre verteilt, so dass die schwersten von ihnen nur im unteren Teil der Schicht nachgewiesen werden können. Die mit der Höhe abnehmende Schwerkraft des Planeten ist nicht mehr in der Lage, Moleküle festzuhalten, sodass hochenergetische kosmische Teilchen und Strahlung den Gasmolekülen einen ausreichenden Impuls verleihen, um die Atmosphäre zu verlassen. Diese Region ist eine der längsten: Es wird angenommen, dass sich die Atmosphäre in Höhen über 2000 km (manchmal erscheint sogar die Zahl 10.000) vollständig in das Vakuum des Weltraums verwandelt. Künstliche rotieren noch in der Thermosphäre auf Umlaufbahnen.

Alle angegebenen Zahlen sind Richtwerte, da die Grenzen der Atmosphärenschichten von einer Reihe von Faktoren abhängen, beispielsweise von der Aktivität der Sonne.

Die Welt um uns herum besteht aus drei sehr verschiedene Teile: Land, Wasser und Luft. Jeder von ihnen ist auf seine Weise einzigartig und interessant. Jetzt werden wir nur über den letzten von ihnen sprechen. Was ist Atmosphäre? Wie kam es dazu? Woraus besteht es und in welche Teile ist es unterteilt? All diese Fragen sind äußerst interessant.

Der Name „Atmosphäre“ selbst setzt sich aus zwei Wörtern zusammen Griechischer Ursprung, ins Russische übersetzt bedeuten sie „Dampf“ und „Ball“. Und wenn man sich die genaue Definition anschaut, kann man Folgendes lesen: „Die Atmosphäre ist die Lufthülle des Planeten Erde, die mit ihm im Weltraum mitrast.“ Es entwickelte sich parallel zu den geologischen und geochemischen Prozessen, die auf dem Planeten stattfanden. Und heute hängen alle in lebenden Organismen ablaufenden Prozesse davon ab. Ohne Atmosphäre würde der Planet zu einer leblosen Wüste werden, wie der Mond.

Woraus besteht es?

Die Frage, was die Atmosphäre ist und welche Elemente darin enthalten sind, interessiert die Menschen schon seit langem. Die Hauptbestandteile dieser Muschel waren bereits 1774 bekannt. Sie wurden von Antoine Lavoisier installiert. Er entdeckte, dass die Zusammensetzung der Atmosphäre größtenteils aus Stickstoff und Sauerstoff besteht. Im Laufe der Zeit wurden seine Komponenten verfeinert. Und jetzt ist bekannt, dass es neben Wasser und Staub noch viele andere Gase enthält.

Werfen wir einen genaueren Blick darauf, was die Erdatmosphäre in der Nähe ihrer Oberfläche ausmacht. Das am häufigsten vorkommende Gas ist Stickstoff. Es enthält etwas mehr als 78 Prozent. Aber trotzdem große Menge Stickstoff ist in der Luft praktisch inaktiv.

Das mengenmäßig nächstfolgende und sehr wichtige Element ist Sauerstoff. Dieses Gas enthält fast 21 % und weist eine sehr hohe Aktivität auf. Seine spezifische Funktion besteht darin, abgestorbene organische Stoffe zu oxidieren, die sich infolge dieser Reaktion zersetzen.

Niedrige, aber wichtige Gase

Das dritte Gas, das Teil der Atmosphäre ist, ist Argon. Es sind etwas weniger als ein Prozent. Danach folgen Kohlendioxid mit Neon, Helium mit Methan, Krypton mit Wasserstoff, Xenon, Ozon und sogar Ammoniak. Aber es gibt so wenige davon, dass der Prozentsatz solcher Komponenten Hundertstel, Tausendstel und Millionstel beträgt. Davon spielt lediglich Kohlendioxid eine wesentliche Rolle, da es der Baustoff ist, den Pflanzen für die Photosynthese benötigen. Sein anderer wichtige Funktion besteht darin, Strahlung zu blockieren und einen Teil der Sonnenwärme zu absorbieren.

Ozon, ein weiteres kleines, aber wichtiges Gas, dient dazu, die von der Sonne kommende ultraviolette Strahlung einzufangen. Dank dieser Eigenschaft ist alles Leben auf dem Planeten zuverlässig geschützt. Andererseits beeinflusst Ozon die Temperatur der Stratosphäre. Durch die Absorption dieser Strahlung erwärmt sich die Luft.

Die Konstanz der quantitativen Zusammensetzung der Atmosphäre wird durch kontinuierliche Durchmischung aufrechterhalten. Seine Schichten bewegen sich sowohl horizontal als auch vertikal. Daher überall Globus es gibt genügend Sauerstoff und kein überschüssiges Kohlendioxid.

Was liegt sonst noch in der Luft?

Es ist zu beachten, dass sich im Luftraum Dampf und Staub befinden können. Letztere bestehen aus Pollen und Bodenpartikeln, in der Stadt kommen noch Verunreinigungen aus festen Emissionen aus Abgasen hinzu.

Aber es gibt viel Wasser in der Atmosphäre. Unter bestimmten Bedingungen kondensiert es und es entstehen Wolken und Nebel. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um dasselbe, nur dass die ersten hoch über der Erdoberfläche erscheinen und die letzten sich entlang der Erdoberfläche ausbreiten. Wolken nehmen unterschiedliche Formen an. Dieser Vorgang hängt von der Höhe über der Erde ab.

Wenn sie sich 2 km über Land gebildet haben, werden sie als geschichtet bezeichnet. Von ihnen regnet es auf den Boden oder es fällt Schnee. Über ihnen bilden sich Cumuluswolken bis zu einer Höhe von 8 km. Sie sind immer die schönsten und malerischsten. Sie sind diejenigen, die sie betrachten und sich fragen, wie sie aussehen. Wenn solche Formationen in den nächsten 10 km auftauchen, werden sie sehr hell und luftig sein. Ihr Name ist gefiedert.

In welche Schichten ist die Atmosphäre unterteilt?

Obwohl sie sehr unterschiedliche Temperaturen aufweisen, ist es sehr schwierig zu sagen, in welcher konkreten Höhe eine Schicht beginnt und die andere endet. Diese Aufteilung ist sehr bedingt und ungefähr. Die Schichten der Atmosphäre sind jedoch noch vorhanden und erfüllen ihre Funktionen.

Der unterste Teil der Lufthülle wird Troposphäre genannt. Seine Dicke nimmt zu, während er sich von den Polen zum Äquator bewegt, von 8 auf 18 km. Dies ist der wärmste Teil der Atmosphäre, da die Luft darin durch die Erdoberfläche erwärmt wird. Der größte Teil des Wasserdampfes konzentriert sich in der Troposphäre, weshalb sich Wolken bilden, Niederschläge fallen, Gewitter grollen und Winde wehen.

Die nächste Schicht ist etwa 40 km dick und wird Stratosphäre genannt. Bewegt sich ein Beobachter in diesen Teil der Luft, wird er feststellen, dass sich der Himmel violett verfärbt hat. Dies erklärt sich durch die geringe Dichte des Stoffes, der die Sonnenstrahlen praktisch nicht streut. In dieser Schicht fliegen Düsenflugzeuge. Alle Freiflächen stehen ihnen offen, da es praktisch keine Wolken gibt. Im Inneren der Stratosphäre befindet sich eine Schicht, die aus großen Mengen Ozon besteht.

Danach folgen die Stratopause und die Mesosphäre. Letzterer ist etwa 30 km dick. Es ist durch einen starken Rückgang der Luftdichte und -temperatur gekennzeichnet. Für den Betrachter erscheint der Himmel schwarz. Hier können Sie sogar tagsüber die Sterne beobachten.

Schichten, in denen praktisch keine Luft vorhanden ist

Die Struktur der Atmosphäre setzt sich mit einer Schicht fort, die Thermosphäre genannt wird – die längste aller anderen, ihre Dicke erreicht 400 km. Diese Schicht zeichnet sich durch ihre enorme Temperatur aus, die bis zu 1700 °C erreichen kann.

Die letzten beiden Sphären werden oft zu einer zusammengefasst und als Ionosphäre bezeichnet. Dies liegt daran, dass in ihnen Reaktionen unter Freisetzung von Ionen ablaufen. Es sind diese Schichten, die es ermöglichen, ein Naturphänomen wie das Nordlicht zu beobachten.

Die nächsten 50 km von der Erde entfernt werden der Exosphäre zugeordnet. Dies ist die äußere Hülle der Atmosphäre. Es verteilt Luftpartikel im Weltraum. Wettersatelliten bewegen sich normalerweise in dieser Schicht.

Die Erdatmosphäre endet mit der Magnetosphäre. Sie war es, die die meisten künstlichen Satelliten des Planeten beherbergte.

Nach allem, was gesagt wurde, dürften keine Fragen mehr über die Atmosphäre offen bleiben. Wenn Sie Zweifel an der Notwendigkeit haben, können diese leicht ausgeräumt werden.

Die Bedeutung von Atmosphäre

Die Hauptfunktion der Atmosphäre besteht darin, die Oberfläche des Planeten vor Überhitzung zu schützen Tageszeit und übermäßige Abkühlung in der Nacht. Der nächste wichtige Zweck dieser Hülle, den niemand bestreiten wird, ist die Sauerstoffversorgung aller Lebewesen. Ohne dies würden sie ersticken.

Die meisten Meteoriten verglühen in den oberen Schichten und erreichen nie die Erdoberfläche. Und die Leute können die fliegenden Lichter bewundern und sie mit Sternschnuppen verwechseln. Ohne Atmosphäre wäre die gesamte Erde mit Kratern übersät. Und der Schutz vor Sonneneinstrahlung wurde oben bereits thematisiert.

Wie beeinflusst ein Mensch die Atmosphäre?

Sehr negativ. Dies ist auf die wachsende Aktivität der Menschen zurückzuführen. Der Hauptanteil aller negativen Aspekte entfällt auf Industrie und Verkehr. Übrigens sind es Autos, die fast 60 % aller Schadstoffe ausstoßen, die in die Atmosphäre gelangen. Die restlichen vierzig verteilen sich auf die Energie- und Industriebranche sowie die Abfallentsorgungsbranche.

Aufführen Schadstoffe, die täglich die Zusammensetzung der Luft auffüllen, ist sehr lang. Aufgrund des Transports in der Atmosphäre gibt es: Stickstoff und Schwefel, Kohlenstoff, Blau und Ruß sowie ein starkes Karzinogen, das Hautkrebs verursacht – Benzopyren.

Dafür ist die Branche verantwortlich chemische Elemente: Schwefeldioxid, Kohlenwasserstoff und Schwefelwasserstoff, Ammoniak und Phenol, Chlor und Fluor. Wenn der Prozess weitergeht, dann bald die Antworten auf die Fragen: „Wie ist die Atmosphäre?“ Woraus besteht es? wird völlig anders sein.

Die Stratosphäre ist eine der oberen Schichten der Lufthülle unseres Planeten. Es beginnt in einer Höhe von etwa 11 km über dem Boden. Passagierflugzeuge fliegen hier nicht mehr und Wolken bilden sich kaum noch. In der Stratosphäre befindet sich Ozon – eine dünne Hülle, die den Planeten vor dem Eindringen schädlicher ultravioletter Strahlung schützt.

Die Lufthülle des Planeten

Die Atmosphäre ist die gasförmige Hülle der Erde, die mit ihrer inneren Oberfläche an die Hydrosphäre grenzt Erdkruste. Seine äußere Grenze geht allmählich in den Weltraum über. Die Zusammensetzung der Atmosphäre umfasst Gase: Stickstoff, Sauerstoff, Argon, Kohlendioxid usw. sowie Verunreinigungen in Form von Staub, Wassertröpfchen, Eiskristallen und Verbrennungsprodukten. Das Verhältnis der Hauptelemente der Lufthülle bleibt konstant. Ausnahmen bilden Kohlendioxid und Wasser – ihre Menge in der Atmosphäre ändert sich oft.

Schichten aus Gashülle

Die Atmosphäre ist in mehrere übereinander liegende Schichten mit folgenden Merkmalen unterteilt:

Grenzschicht – direkt angrenzend an die Oberfläche des Planeten, erstreckt sich bis zu einer Höhe von 1–2 km;

Troposphäre - die zweite Schicht, die äußere Grenze liegt im Durchschnitt in einer Höhe von 11 km, hier konzentriert sich fast der gesamte Wasserdampf der Atmosphäre, es bilden sich Wolken, Zyklone und Antizyklone entstehen und mit zunehmender Höhe steigt die Temperatur;

Tropopause – eine Übergangsschicht, die durch das Aufhören des Temperaturabfalls gekennzeichnet ist;

Die Stratosphäre ist eine Schicht, die sich bis zu einer Höhe von 50 km erstreckt und in drei Zonen unterteilt ist: Von 11 bis 25 km ändert sich die Temperatur leicht, von 25 bis 40 - die Temperatur steigt, von 40 bis 50 - die Temperatur bleibt konstant (Stratopause). );

die Mesosphäre erstreckt sich bis zu einer Höhe von 80-90 km;

die Thermosphäre erreicht 700-800 km über dem Meeresspiegel, hier in einer Höhe von 100 km befindet sich die Karman-Linie, die als Grenze zwischen der Erdatmosphäre und dem Weltraum gilt;

Die Exosphäre wird auch Streuzone genannt; hier gehen große Mengen an Materieteilchen verloren und fliegen in den Weltraum.

Temperaturänderungen in der Stratosphäre

Die Stratosphäre ist also der Teil der Gashülle des Planeten, der auf die Troposphäre folgt. Hier beginnt sich die während der gesamten Tropopause konstante Lufttemperatur zu ändern. Die Höhe der Stratosphäre beträgt etwa 40 km. Die untere Grenze liegt bei 11 km über dem Meeresspiegel. Von diesem Punkt an erfährt die Temperatur leichte Veränderungen. Ab einer Höhe von 25 km beginnt die Erwärmungsrate langsam anzusteigen. In 40 km Höhe über dem Meeresspiegel steigt die Temperatur von -56,5 °C auf +0,8 °C. Dann bleibt es bis zu einer Höhe von 50-55 km nahe Null Grad. Die Zone zwischen 40 und 55 Kilometern wird Stratopause genannt, weil sich die Temperatur hier nicht ändert. Es handelt sich um eine Übergangszone von der Stratosphäre zur Mesosphäre.

Merkmale der Stratosphäre

Die Stratosphäre der Erde enthält etwa 20 % der Masse der gesamten Atmosphäre. Die Luft ist hier so dünn, dass es für einen Menschen unmöglich ist, ohne einen speziellen Raumanzug zu bleiben. Diese Tatsache ist einer der Gründe, warum Flüge in die Stratosphäre erst seit relativ kurzer Zeit durchgeführt werden.

Ein weiteres Merkmal der Gashülle des Planeten in einer Höhe von 11–50 km ist die geringe Menge Wasserdampf. Aus diesem Grund bilden sich in der Stratosphäre fast nie Wolken. Es gibt einfach kein Baumaterial für sie. Allerdings ist es selten möglich, die sogenannten Perlmuttwolken, mit denen die Stratosphäre „geschmückt“ ist (Foto unten), in einer Höhe von 20-30 km über dem Meeresspiegel zu beobachten. Dünne Formationen, die von innen heraus leuchten, können nach Sonnenuntergang oder vor Sonnenaufgang beobachtet werden. Die Form von Perlmuttwolken ähnelt Cirrus oder Cirrocumulus.

Die Ozonschicht der Erde

Das Hauptunterscheidungsmerkmal der Stratosphäre ist die maximale Ozonkonzentration in der gesamten Atmosphäre. Es entsteht unter dem Einfluss von Sonnenlicht und schützt alles Leben auf dem Planeten vor seiner zerstörerischen Strahlung. Die Ozonschicht der Erde befindet sich in einer Höhe von 20–25 km über dem Meeresspiegel. O 3 -Moleküle sind in der gesamten Stratosphäre verteilt und kommen sogar in der Nähe der Planetenoberfläche vor, aber auf dieser Ebene wird ihre höchste Konzentration beobachtet.

Es ist zu beachten, dass die Ozonschicht der Erde nur 3-4 mm beträgt. Dies wird seine Dicke sein, wenn Partikel dieses Gases unter normalen Druckbedingungen platziert werden, beispielsweise in der Nähe der Planetenoberfläche. Ozon entsteht durch den Zerfall eines Sauerstoffmoleküls unter dem Einfluss ultravioletter Strahlung in zwei Atome. Einer von ihnen verbindet sich mit einem „vollständigen“ Molekül und es entsteht Ozon – O 3.

Gefährlicher Verteidiger

Somit ist die Stratosphäre heute eine besser erforschte Schicht der Atmosphäre als zu Beginn des letzten Jahrhunderts. Allerdings ist die Zukunft der Ozonschicht, ohne die das Leben auf der Erde nicht entstanden wäre, noch nicht ganz klar. Während Länder die Freonproduktion reduzieren, sagen einige Wissenschaftler, dass dies zumindest in diesem Tempo keinen großen Nutzen bringen wird, während andere sagen, dass dies überhaupt nicht notwendig ist, da der Großteil der schädlichen Substanzen auf natürliche Weise gebildet wird. Die Zeit wird entscheiden, wer Recht hat.

Die Atmosphäre ist eine Mischung verschiedener Gase. Es erstreckt sich von der Erdoberfläche bis zu einer Höhe von 900 km, schützt den Planeten vor dem schädlichen Spektrum der Sonnenstrahlung und enthält Gase, die für alles Leben auf dem Planeten notwendig sind. Die Atmosphäre speichert die Wärme der Sonne, erwärmt die Erdoberfläche und schafft ein günstiges Klima.

Atmosphärische Komposition

Die Erdatmosphäre besteht hauptsächlich aus zwei Gasen – Stickstoff (78 %) und Sauerstoff (21 %). Darüber hinaus enthält es Verunreinigungen von Kohlendioxid und anderen Gasen. In der Atmosphäre kommt es in Form von Dampf, Feuchtigkeitströpfchen in Wolken und Eiskristallen vor.

Schichten der Atmosphäre

Die Atmosphäre besteht aus vielen Schichten, zwischen denen es keine klaren Grenzen gibt. Die Temperaturen verschiedener Schichten unterscheiden sich deutlich voneinander.

Luftlose Magnetosphäre. Hier fliegen die meisten Erdtrabanten außerhalb der Erdatmosphäre. Exosphäre (450-500 km von der Oberfläche entfernt). Fast keine Gase. Einige Wettersatelliten fliegen in der Exosphäre. Die Thermosphäre (80–450 km) ist durch hohe Temperaturen gekennzeichnet, die in der oberen Schicht 1700 °C erreichen. Mesosphäre (50-80 km). In diesem Bereich sinkt die Temperatur mit zunehmender Höhe. Hier verglühen die meisten Meteoriten (Fragmente von Weltraumgesteinen), die in die Atmosphäre gelangen. Stratosphäre (15-50 km). Enthält eine Ozonschicht, d. h. eine Ozonschicht, die ultraviolette Strahlung der Sonne absorbiert. Dadurch steigen die Temperaturen nahe der Erdoberfläche. Normalerweise fliegen hier Düsenflugzeuge, weil Die Sicht in dieser Schicht ist sehr gut und es gibt nahezu keine witterungsbedingten Störungen. Troposphäre. Die Höhe variiert zwischen 8 und 15 km über der Erdoberfläche. Hier entsteht das Wetter des Planeten, seit in Diese Schicht enthält den meisten Wasserdampf, Staub und Wind. Die Temperatur nimmt mit der Entfernung von der Erdoberfläche ab.

Atmosphärendruck

Obwohl wir es nicht spüren, üben Schichten der Atmosphäre Druck auf die Erdoberfläche aus. Nahe der Oberfläche ist er am höchsten, und wenn man sich von dieser entfernt, nimmt er allmählich ab. Er hängt vom Temperaturunterschied zwischen Land und Meer ab, weshalb in Gebieten auf gleicher Höhe über dem Meeresspiegel oft unterschiedliche Drücke herrschen. Niedriger Druck bringt nasses Wetter, während hoher Druck normalerweise klares Wetter bringt.

Bewegung von Luftmassen in der Atmosphäre

Und der Druck zwingt die unteren Schichten der Atmosphäre, sich zu vermischen. So entstehen Winde, die von Gebieten mit hohem Druck in Gebiete mit niedrigem Druck wehen. In vielen Regionen entstehen lokale Winde auch aufgrund von Temperaturunterschieden zwischen Land und Meer. Berge haben auch einen erheblichen Einfluss auf die Windrichtung.

Treibhauseffekt

Kohlendioxid und andere Gase, aus denen die Erdatmosphäre besteht, speichern die Wärme der Sonne. Dieser Vorgang wird allgemein als Treibhauseffekt bezeichnet, da er in vielerlei Hinsicht an die Wärmezirkulation in Gewächshäusern erinnert. Der Treibhauseffekt verursacht eine globale Erwärmung auf dem Planeten. In Hochdruckgebieten – Hochdruckgebieten – setzt klares, sonniges Wetter ein. In den Regionen niedriger Druck- Wirbelstürme – das Wetter ist normalerweise instabil. Wärme und Licht gelangen in die Atmosphäre. Gase fangen die von der Erdoberfläche reflektierte Wärme ein und verursachen dadurch einen Temperaturanstieg auf der Erde.

In der Stratosphäre gibt es eine besondere Ozonschicht. Ozon blockiert den Großteil der ultravioletten Strahlung der Sonne und schützt so die Erde und alles Leben darauf. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass die Ursache für die Zerstörung der Ozonschicht spezielle Fluorchlorkohlenwasserstoffgase sind, die in einigen Aerosolen und Kühlgeräten enthalten sind. Über der Arktis und der Antarktis wurden riesige Löcher in der Ozonschicht entdeckt, die zu einem Anstieg der Menge ultravioletter Strahlung auf der Erdoberfläche beitragen.

Ozon entsteht in der unteren Atmosphäre durch Sonneneinstrahlung und verschiedene Abgase und Gase. Normalerweise verteilt es sich in der gesamten Atmosphäre. Wenn sich jedoch unter einer Schicht warmer Luft eine geschlossene Schicht kalter Luft bildet, konzentriert sich Ozon und es entsteht Smog. Leider kann dies den Ozonverlust in Ozonlöchern nicht ersetzen.

Auf diesem Satellitenfoto ist deutlich ein Loch in der Ozonschicht über der Antarktis zu erkennen. Die Größe des Lochs variiert, Wissenschaftler gehen jedoch davon aus, dass es ständig wächst. Es werden Anstrengungen unternommen, die Menge an Abgasen in der Atmosphäre zu reduzieren. Die Luftverschmutzung sollte verringert und in Städten rauchfreie Kraftstoffe eingesetzt werden. Smog verursacht bei vielen Menschen Augenreizungen und Erstickungsgefahr.

Die Entstehung und Entwicklung der Erdatmosphäre

Die moderne Atmosphäre der Erde ist das Ergebnis einer langen evolutionären Entwicklung. Es entstand als Ergebnis der kombinierten Wirkung geologischer Faktoren und der lebenswichtigen Aktivität von Organismen. Hindurch geologische Geschichte Die Erdatmosphäre hat mehrere tiefgreifende Veränderungen erfahren. Basierend auf geologischen Daten und theoretischen Prämissen könnte die Uratmosphäre der jungen Erde, die vor etwa 4 Milliarden Jahren existierte, aus einer Mischung von Inert- und Edelgasen mit einem geringen Zusatz an passivem Stickstoff bestehen (N. A. Yasamanov, 1985; A. S. Monin, 1987; O. G. Sorokhtin, S. A. Ushakov, 1991, 1993). Derzeit hat sich die Sicht auf die Zusammensetzung und Struktur der frühen Atmosphäre etwas geändert. Die Primäratmosphäre (Protoatmosphäre) im frühesten protoplanetaren Stadium, d. h. älter als 4,2 Milliarden Vor Jahren könnte es aus einer Mischung aus Methan, Ammoniak und Kohlendioxid bestehen. Als Folge der Entgasung des Erdmantels fließt es auf die Erdoberfläche aktive Prozesse Verwitterung, Wasserdampf, Kohlenstoffverbindungen in Form von CO 2 und CO, Schwefel und seine Verbindungen sowie starke Halogensäuren - HCI, HF, HI und Borsäure begannen in die Atmosphäre zu gelangen, die durch Methan, Ammoniak, ergänzt wurden. Wasserstoff, Argon und einige andere Edelgase. Diese ursprüngliche Atmosphäre war äußerst subtil. Daher lag die Temperatur an der Erdoberfläche nahe an der Temperatur des Strahlungsgleichgewichts (A. S. Monin, 1977).

Im Laufe der Zeit wird die Gaszusammensetzung der Primäratmosphäre durch Verwitterungsprozesse beeinflusst Felsen, die auf die Erdoberfläche ragen, begannen sich die lebenswichtige Aktivität von Cyanobakterien und Blaualgen, vulkanische Prozesse und die Wirkung des Sonnenlichts zu verändern. Dies führte zur Zersetzung von Methan in Kohlendioxid, Ammoniak in Stickstoff und Wasserstoff; Kohlendioxid, das langsam an die Erdoberfläche sank, und Stickstoff begannen sich in der Sekundäratmosphäre anzusammeln. Dank der lebenswichtigen Aktivität der Blaualgen begann im Prozess der Photosynthese Sauerstoff zu produzieren, der jedoch zunächst hauptsächlich für die „Oxidation atmosphärischer Gase und dann von Gesteinen“ aufgewendet wurde. Gleichzeitig begann sich in der Atmosphäre intensiv Ammoniak anzureichern, das zu molekularem Stickstoff oxidiert wurde. Es wird angenommen, dass ein erheblicher Anteil an Stickstoff in der modernen Atmosphäre ein Relikt ist. Methan und Kohlenmonoxid wurden zu Kohlendioxid oxidiert. Schwefel und Schwefelwasserstoff wurden zu SO 2 und SO 3 oxidiert, die aufgrund ihrer hohen Mobilität und Leichtigkeit schnell aus der Atmosphäre entfernt wurden. So verwandelte sich die Atmosphäre von einer reduzierenden Atmosphäre, wie sie im Archaikum und im frühen Proterozoikum herrschte, allmählich in eine oxidierende Atmosphäre.

Kohlendioxid gelangte sowohl durch Methanoxidation als auch durch Entgasung des Erdmantels und Verwitterung von Gesteinen in die Atmosphäre. Für den Fall, dass das gesamte im Laufe der Erdgeschichte freigesetzte Kohlendioxid in der Atmosphäre verbleibt, könnte sein Partialdruck derzeit derselbe wie auf der Venus werden (O. Sorokhtin, S. A. Ushakov, 1991). Aber auf der Erde war der umgekehrte Prozess am Werk. Ein erheblicher Teil des Kohlendioxids aus der Atmosphäre wurde in der Hydrosphäre gelöst, wo es von Hydrobionten zum Aufbau ihrer Schalen genutzt und biogen in Karbonate umgewandelt wurde. Anschließend bildeten sich daraus dicke Schichten chemogener und organogener Carbonate.

Sauerstoff gelangte aus drei Quellen in die Atmosphäre. Seit der Entstehung der Erde wurde es lange Zeit bei der Entgasung des Erdmantels freigesetzt und hauptsächlich für oxidative Prozesse aufgewendet. Eine weitere Sauerstoffquelle war die Photodissoziation von Wasserdampf durch harte ultraviolette Sonnenstrahlung. Auftritte; Freier Sauerstoff in der Atmosphäre führte zum Tod der meisten Prokaryoten, die unter reduzierenden Bedingungen lebten. Prokaryontische Organismen veränderten ihre Lebensräume. Sie verließen die Erdoberfläche in ihre Tiefen und Bereiche, in denen noch Erholungsbedingungen herrschten. Sie wurden durch Eukaryoten ersetzt, die begannen, Kohlendioxid energetisch in Sauerstoff umzuwandeln.

Während des Archäikums und eines bedeutenden Teils des Proterozoikums wurde fast der gesamte sowohl abiogen als auch biogen entstehende Sauerstoff hauptsächlich für die Oxidation von Eisen und Schwefel aufgewendet. Am Ende des Proterozoikums oxidierte das gesamte metallische zweiwertige Eisen auf der Erdoberfläche oder wanderte in den Erdkern. Dadurch veränderte sich der Sauerstoffpartialdruck in der Atmosphäre des frühen Proterozoikums.

In der Mitte des Proterozoikums erreichte die Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre den Jury-Punkt und betrug 0,01 % des heutigen Niveaus. Ab diesem Zeitpunkt begann sich Sauerstoff in der Atmosphäre anzusammeln und wahrscheinlich erreichte sein Gehalt bereits am Ende des Ripheums den Pasteur-Punkt (0,1 % des heutigen Niveaus). Es ist möglich, dass die Ozonschicht in der Vendian-Zeit entstand und nie verschwand.

Das Auftreten von freiem Sauerstoff in Erdatmosphäre stimulierte die Evolution des Lebens und führte zur Entstehung neuer Formen mit einem fortgeschritteneren Stoffwechsel. Wenn frühere eukaryotische einzellige Algen und Cyanea, die zu Beginn des Proterozoikums auftraten, einen Sauerstoffgehalt im Wasser von nur 10 -3 seiner heutigen Konzentration benötigten, dann mit dem Aufkommen nichtskelettartiger Metazoen am Ende des frühen Vendian. d.h. vor etwa 650 Millionen Jahren dürfte die Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre deutlich höher gewesen sein. Schließlich nutzten Metazoa die Sauerstoffatmung und dafür musste der Sauerstoffpartialdruck einen kritischen Wert erreichen – den Pasteur-Punkt. In diesem Fall wurde der anaerobe Fermentationsprozess durch einen energetisch erfolgversprechenderen und fortschrittlicheren Sauerstoffstoffwechsel ersetzt.

Danach kam es recht schnell zu einer weiteren Anreicherung von Sauerstoff in der Erdatmosphäre. Die fortschreitende Zunahme des Volumens der Blaualgen trug dazu bei, dass in der Atmosphäre der für die Lebenserhaltung der Tierwelt notwendige Sauerstoffgehalt erreicht wurde. Eine gewisse Stabilisierung des Sauerstoffgehalts in der Atmosphäre erfolgte ab dem Zeitpunkt, als Pflanzen das Land erreichten – vor etwa 450 Millionen Jahren. Das Aufkommen von Pflanzen an Land im Silur führte zu einer endgültigen Stabilisierung des Sauerstoffgehalts in der Atmosphäre. Von diesem Zeitpunkt an schwankte seine Konzentration innerhalb recht enger Grenzen und überschritt nie die Grenzen der Existenz von Leben. Die Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre hat sich seit dem Aufkommen der Blütenpflanzen vollständig stabilisiert. Dieses Ereignis ereignete sich in der Mitte Kreidezeit, d.h. vor etwa 100 Millionen Jahren.

Der Großteil des Stickstoffs wurde gebildet frühe Stufen Entwicklung der Erde, hauptsächlich aufgrund der Zersetzung von Ammoniak. Mit dem Aufkommen von Organismen begann der Prozess der Fixierung von Luftstickstoff organische Substanz und seine Bestattung in Meeressedimenten. Nachdem Organismen das Land erreicht hatten, begann Stickstoff in kontinentalen Sedimenten vergraben zu werden. Die Prozesse der Verarbeitung von freiem Stickstoff intensivierten sich insbesondere mit dem Aufkommen von Landpflanzen.

На рубеже криптозоя и фанерозоя, т. е. около 650 млн. лет тому назад, содержание углекислого газа в атмосфере снизилось до десятых долей процентов, а содержания, близкого к современному уровню, он достиг лишь совсем недавно, примерно 10-20 млн. лет vor.

Somit bot die Gaszusammensetzung der Atmosphäre nicht nur Lebensraum für Organismen, sondern bestimmte auch die Merkmale ihrer Lebenstätigkeit und trug zur Besiedlung und Evolution bei. Aufkommende Störungen in der Verteilung der für Organismen günstigen Gaszusammensetzung der Atmosphäre, sowohl aus kosmischen als auch planetarischen Gründen, führten zu Massenaussterben der organischen Welt, die im Kryptozoikum und an bestimmten Grenzen der Geschichte des Phanerozoikums wiederholt auftraten.

Ethnosphärische Funktionen der Atmosphäre

Die Erdatmosphäre sorgt dafür notwendige Substanz, Energie und bestimmt die Richtung und Geschwindigkeit von Stoffwechselprozessen. Die Gaszusammensetzung der modernen Atmosphäre ist optimal für die Existenz und Entwicklung von Leben. Da es sich um den Ort handelt, an dem Wetter und Klima entstehen, muss die Atmosphäre geschaffen werden komfortable Bedingungen für das Leben von Menschen, Tieren und Vegetation. Es kommt zu Abweichungen in der Qualität der atmosphärischen Luft und den Wetterbedingungen in die eine oder andere Richtung extreme Bedingungen für das Leben des Tieres und Flora, auch für den Menschen.

Die Erdatmosphäre bietet nicht nur die Voraussetzungen für die Existenz der Menschheit, sondern ist auch der Hauptfaktor bei der Entwicklung der Ethnosphäre. Gleichzeitig erweist es sich als Energie- und Rohstoffressource für die Produktion. Im Allgemeinen ist die Atmosphäre ein Faktor, der die menschliche Gesundheit erhält, und einige Gebiete dienen aufgrund der physikalisch-geografischen Bedingungen und der atmosphärischen Luftqualität als Erholungsgebiete und sind Gebiete, die für die Behandlung und Erholung von Menschen in Sanatorien und Kurorten bestimmt sind. Somit ist die Atmosphäre ein Faktor ästhetischer und emotionaler Wirkung.

Die erst kürzlich definierten Ethnosphären- und Technosphärenfunktionen der Atmosphäre (E. D. Nikitin, N. A. Yasamanov, 2001) erfordern eine unabhängige und eingehende Untersuchung. Daher ist die Untersuchung atmosphärischer Energiefunktionen sehr relevant, sowohl im Hinblick auf das Auftreten und den Ablauf umweltschädlicher Prozesse als auch im Hinblick auf die Auswirkungen auf die Gesundheit und das Wohlbefinden der Menschen. IN in diesem Fall Wir sprechen über die Energie von Zyklonen und Antizyklonen, atmosphärischen Wirbeln, atmosphärischem Druck und anderen extremen atmosphärischen Phänomenen, deren effektive Nutzung zur erfolgreichen Lösung des Problems der Erlangung umweltfreundlicher Stoffe beitragen wird Umfeld alternative Quellen Energie. Schließlich ist die Luftumgebung, insbesondere der Teil davon, der sich über dem Weltmeer befindet, ein Bereich, in dem enorme Mengen an freier Energie freigesetzt werden.

Beispielsweise wurde festgestellt, dass tropische Wirbelstürme mittlerer Stärke an nur einem Tag Energie im Gegenwert von 500.000 freisetzen. Atombomben, abgeworfen auf Hiroshima und Nagasaki. In 10 Tagen nach der Existenz eines solchen Zyklons wird genug Energie freigesetzt, um den gesamten Energiebedarf eines Landes wie den Vereinigten Staaten für 600 Jahre zu decken.

IN letzten Jahren Es wurden zahlreiche Arbeiten von Naturwissenschaftlern veröffentlicht, die sich in unterschiedlichem Maße mit verschiedenen Aspekten der Aktivität und dem Einfluss der Atmosphäre auf irdische Prozesse befassen, was auf eine Intensivierung interdisziplinärer Interaktionen hinweist moderne Naturwissenschaft. Gleichzeitig wird die integrierende Rolle einiger seiner Richtungen deutlich, unter denen wir die funktional-ökologische Richtung in der Geoökologie hervorheben sollten.

Diese Richtung regt die Analyse und theoretische Verallgemeinerung der ökologischen Funktionen und der planetarischen Rolle verschiedener Geosphären an, und dies wiederum ist eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung von Methoden und Wissenschaftliche Grundlagen ganzheitliche Untersuchung unseres Planeten, rationelle Nutzung und Schutz seiner natürlichen Ressourcen.

Die Erdatmosphäre besteht aus mehreren Schichten: Troposphäre, Stratosphäre, Mesosphäre, Thermosphäre, Ionosphäre und Exosphäre. Oben in der Troposphäre und unten in der Stratosphäre befindet sich eine mit Ozon angereicherte Schicht, der sogenannte Ozonschild. Es wurden bestimmte (tägliche, saisonale, jährliche usw.) Muster in der Ozonverteilung festgestellt. Seit ihrer Entstehung hat die Atmosphäre den Ablauf planetarischer Prozesse beeinflusst. Die primäre Zusammensetzung der Atmosphäre war völlig anders als heute, doch im Laufe der Zeit nahmen der Anteil und die Rolle des molekularen Stickstoffs stetig zu, vor etwa 650 Millionen Jahren erschien freier Sauerstoff, dessen Menge kontinuierlich zunahm, aber die Konzentration von Kohlendioxid entsprechend gesunken. Die hohe Mobilität der Atmosphäre, ihre Gaszusammensetzung und das Vorhandensein von Aerosolen bestimmen ihre herausragende Rolle und aktive Beteiligung an einer Vielzahl geologischer und biosphärischer Prozesse. Die Atmosphäre spielt eine große Rolle bei der Umverteilung der Sonnenenergie und der Entwicklung katastrophaler Ereignisse Naturphänomen und Katastrophen. Negative Auswirkung An organische Welt und natürliche Systeme werden von atmosphärischen Wirbeln beeinflusst – Tornados (Tornados), Hurrikanen, Taifunen, Wirbelstürmen und anderen Phänomenen. Die Hauptquellen der Verschmutzung sind neben natürlichen Faktoren vielfältig Wirtschaftstätigkeit Person. Anthropogene Einflüsse auf die Atmosphäre äußern sich nicht nur im Auftreten verschiedener Aerosole und Treibhausgase, sondern auch in einer Zunahme der Wasserdampfmenge und äußern sich in Form von Smog und saurer Regen. Treibhausgase verändern das Temperaturregime der Erdoberfläche; die Emissionen einiger Gase verringern das Volumen der Ozonschicht und tragen zur Bildung von Ozonlöchern bei. Die ethnosphärische Rolle der Erdatmosphäre ist groß.

Die Rolle der Atmosphäre in natürlichen Prozessen

Die Oberflächenatmosphäre schafft in ihrem Zwischenzustand zwischen Lithosphäre und Weltraum und ihrer Gaszusammensetzung Bedingungen für das Leben von Organismen. Gleichzeitig hängen die Verwitterung und Intensität der Gesteinszerstörung sowie die Übertragung und Ansammlung von klastischem Material von der Menge, Art und Häufigkeit der Niederschläge, von der Häufigkeit und Stärke der Winde und insbesondere von der Lufttemperatur ab. Die Atmosphäre ist ein zentraler Bestandteil des Klimasystems. Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit, Bewölkung und Niederschlag, Wind – all das prägt das Wetter, also den sich ständig ändernden Zustand der Atmosphäre. Gleichzeitig charakterisieren dieselben Komponenten das Klima, also das durchschnittliche langfristige Wetterregime.

Die Zusammensetzung von Gasen, das Vorhandensein von Wolken und verschiedenen Verunreinigungen, sogenannte Aerosolpartikel (Asche, Staub, Wasserdampfpartikel), bestimmen die Eigenschaften des Durchgangs der Sonnenstrahlung durch die Atmosphäre und verhindern das Entweichen der Wärmestrahlung der Erde in den Weltraum.

Die Erdatmosphäre ist sehr mobil. Die darin ablaufenden Prozesse und Veränderungen seiner Gaszusammensetzung, Dicke, Trübung, Transparenz und das Vorhandensein bestimmter Aerosolpartikel darin beeinflussen sowohl das Wetter als auch das Klima.

Die Wirkung und Richtung natürlicher Prozesse sowie Leben und Aktivität auf der Erde werden bestimmt durch Sonnenstrahlung. Es liefert 99,98 % der der Erdoberfläche zugeführten Wärme. Jährlich sind das 134*1019 kcal. Diese Wärmemenge kann durch die Verbrennung von 200 Milliarden Tonnen gewonnen werden. Kohle. Die Wasserstoffreserven, die diesen Fluss thermonuklearer Energie in der Masse der Sonne erzeugen, werden noch mindestens 10 Milliarden Jahre reichen, also für einen Zeitraum, der doppelt so lange dauert wie die Existenz unseres Planeten und seiner selbst.

Etwa 1/3 der gesamten Sonnenenergie, die an der oberen Grenze der Atmosphäre ankommt, wird in den Weltraum zurückreflektiert, 13 % werden von der Ozonschicht absorbiert (einschließlich fast der gesamten ultravioletten Strahlung). 7 % sind der Rest der Atmosphäre und nur 44 % erreichen die Erdoberfläche. Die gesamte Sonnenstrahlung, die pro Tag die Erde erreicht, entspricht der Energie, die die Menschheit im letzten Jahrtausend durch die Verbrennung aller Arten von Brennstoffen erhalten hat.

Die Menge und Art der Verteilung der Sonnenstrahlung auf der Erdoberfläche hängen eng von der Bewölkung und Transparenz der Atmosphäre ab. Die Menge der Streustrahlung wird durch die Höhe der Sonne über dem Horizont, die Transparenz der Atmosphäre, den Gehalt an Wasserdampf, Staub, die Gesamtmenge an Kohlendioxid usw. beeinflusst.

Die maximale Menge an Streustrahlung erreicht die Polarregionen. Je tiefer die Sonne über dem Horizont steht, desto weniger Wärme gelangt in einen bestimmten Bereich des Geländes.

Atmosphärische Transparenz und Bewölkung sind von großer Bedeutung. An einem bewölkten Sommertag ist es meist kälter als an einem klaren, da die Bewölkung tagsüber die Erwärmung der Erdoberfläche verhindert.

Der Staubgehalt der Atmosphäre spielt eine große Rolle bei der Wärmeverteilung. Die darin enthaltenen fein verteilten festen Staub- und Aschepartikel beeinträchtigen die Transparenz und wirken sich negativ auf die Verteilung der Sonnenstrahlung aus. Großer Teil was sich widerspiegelt. Feine Partikel gelangen auf zwei Wegen in die Atmosphäre: Entweder wird dabei Asche freigesetzt Vulkanausbrüche oder Wüstenstaub, der von Winden aus trockenen tropischen und subtropischen Regionen getragen wird. Besonders viel Staub entsteht bei Dürreperioden, wenn warme Luftströme ihn in die oberen Schichten der Atmosphäre befördern und dort lange verbleiben können. Nach dem Ausbruch des Krakatoa-Vulkans im Jahr 1883 verblieb Staub, der mehrere Dutzend Kilometer in die Atmosphäre geschleudert wurde, etwa drei Jahre lang in der Stratosphäre. Durch den Ausbruch des Vulkans El Chichon (Mexiko) im Jahr 1985 gelangte Staub nach Europa und führte zu einem leichten Rückgang der Oberflächentemperaturen.

Die Erdatmosphäre enthält unterschiedliche Mengen an Wasserdampf. In absoluten Gewichts- oder Volumenangaben liegt der Anteil zwischen 2 und 5 %.

Wasserdampf verstärkt ebenso wie Kohlendioxid den Treibhauseffekt. In den Wolken und Nebeln, die in der Atmosphäre entstehen, laufen besondere physikalische und chemische Prozesse ab.

Die Hauptquelle für den Eintritt von Wasserdampf in die Atmosphäre ist die Oberfläche des Weltozeans. Jährlich verdunstet daraus eine 95 bis 110 cm dicke Wasserschicht. Ein Teil der Feuchtigkeit kehrt nach der Kondensation in den Ozean zurück, der andere wird durch Luftströmungen in Richtung der Kontinente geleitet. In Gebieten mit wechselndem feuchtem Klima befeuchten Niederschläge den Boden und in feuchten Klimazonen bilden sie Grundwasserreserven. Somit ist die Atmosphäre ein Feuchtigkeitsspeicher und ein Niederschlagsreservoir. und Nebel, die sich in der Atmosphäre bilden, versorgen die Bodenbedeckung mit Feuchtigkeit und spielen dadurch eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von Flora und Fauna.

Durch die Beweglichkeit der Atmosphäre verteilt sich die Luftfeuchtigkeit über die Erdoberfläche. Sie hat eine sehr ein komplexes System Winde und Druckverteilung. Aufgrund der Tatsache, dass die Atmosphäre in ständiger Bewegung ist, ändern sich Art und Ausmaß der Verteilung von Windströmen und Druck ständig. Das Ausmaß der Zirkulation variiert von mikrometeorologischer Größe mit einer Größe von nur wenigen hundert Metern bis zu einem globalen Maßstab von mehreren Zehntausend Kilometern. Riesige atmosphärische Wirbel sind an der Entstehung großräumiger Luftströmungssysteme beteiligt und bestimmen die allgemeine Zirkulation der Atmosphäre. Darüber hinaus sind sie Quellen katastrophaler atmosphärischer Phänomene.

Die Verteilung der Wetter- und Klimabedingungen sowie die Funktionsweise lebender Materie hängen vom atmosphärischen Druck ab. Für den Fall, dass Atmosphärendruck schwankt in kleinen Grenzen, es spielt nicht entscheidende Rolle wirkt sich auf das Wohlbefinden von Menschen und das Verhalten von Tieren aus und hat keinen Einfluss auf die physiologischen Funktionen von Pflanzen. Druckänderungen sind normalerweise mit Frontalphänomenen und Wetteränderungen verbunden.

Der Atmosphärendruck ist von grundlegender Bedeutung für die Entstehung des Windes, der als Reliefbildender Faktor einen starken Einfluss auf die Tier- und Pflanzenwelt hat.

Wind kann das Pflanzenwachstum unterdrücken und gleichzeitig die Samenübertragung fördern. Die Rolle des Windes bei der Gestaltung der Wetter- und Klimabedingungen ist groß. Es fungiert auch als Regulator Meeresströmungen. Wind trägt als einer der exogenen Faktoren über große Entfernungen zur Erosion und Deflation von verwittertem Material bei.

Ökologische und geologische Rolle atmosphärischer Prozesse

Eine Abnahme der Transparenz der Atmosphäre aufgrund des Auftretens von Aerosolpartikeln und festem Staub beeinflusst die Verteilung der Sonnenstrahlung und erhöht die Albedo oder das Reflexionsvermögen. Verschieden chemische Reaktionen, was zur Zersetzung von Ozon und zur Bildung von „Perlen“-Wolken aus Wasserdampf führt. Globale Veränderung Reflexionsvermögen sowie Veränderungen in der Gaszusammensetzung der Atmosphäre, hauptsächlich Treibhausgase, sind die Ursache des Klimawandels.

Eine ungleichmäßige Erwärmung, die zu Unterschieden im atmosphärischen Druck in verschiedenen Teilen der Erdoberfläche führt, führt zu einer atmosphärischen Zirkulation Besonderheit Troposphäre. Wenn ein Druckunterschied auftritt, strömt Luft aus Bereichen mit hohem Druck in den Bereich niedriger Druck. Diese Bewegungen der Luftmassen bestimmen zusammen mit Feuchtigkeit und Temperatur die wichtigsten ökologischen und geologischen Merkmale atmosphärischer Prozesse.

Abhängig von der Geschwindigkeit verrichtet der Wind verschiedene geologische Arbeiten an der Erdoberfläche. Mit einer Geschwindigkeit von 10 m/s schüttelt er dicke Äste, hebt und transportiert Staub und feinen Sand; bricht Äste mit einer Geschwindigkeit von 20 m/s, transportiert Sand und Kies; Mit einer Geschwindigkeit von 30 m/s (Sturm) reißt er Hausdächer ab, entwurzelt Bäume, bricht Masten, bewegt Kieselsteine ​​und trägt kleine Trümmer mit sich, und ein Orkanwind mit einer Geschwindigkeit von 40 m/s zerstört Häuser, bricht und zerstört Strom Leitungsmasten, entwurzelt große Bäume.

Sturmböen und Tornados (Tornados) – atmosphärische Wirbel, die in der warmen Jahreszeit an starken atmosphärischen Fronten mit Geschwindigkeiten von bis zu 100 m/s entstehen, haben große negative Auswirkungen auf die Umwelt mit katastrophalen Folgen. Böen sind horizontale Wirbelstürme mit Orkanwindgeschwindigkeiten (bis zu 60–80 m/s). Sie werden oft von heftigen Regenfällen und Gewittern begleitet, die mehrere Minuten bis zu einer halben Stunde dauern können. Sturmböen bedecken Gebiete mit einer Breite von bis zu 50 km und legen eine Distanz von 200–250 km zurück. Ein Sturmböen in Moskau und der Region Moskau im Jahr 1998 beschädigten die Dächer vieler Häuser und stürzten Bäume um.

Tornados, genannt Nordamerika Tornados sind mächtige trichterförmige atmosphärische Wirbel, die oft mit Gewitterwolken einhergehen. Dabei handelt es sich um in der Mitte spitz zulaufende Luftsäulen mit einem Durchmesser von mehreren zehn bis hundert Metern. Ein Tornado sieht aus wie ein Trichter, der dem Rüssel eines Elefanten sehr ähnlich ist und aus den Wolken herabsteigt oder von der Erdoberfläche aufsteigt. Besitzt starke Sparsamkeit und hohe Geschwindigkeit Durch die Rotation legt der Tornado mehrere hundert Kilometer zurück und saugt dabei Staub, Wasser aus Stauseen und verschiedene Gegenstände an. Mächtige Tornados werden von Gewittern und Regen begleitet und haben eine große Zerstörungskraft.

Tornados treten selten in subpolaren oder äquatorialen Regionen auf, wo es ständig kalt oder heiß ist. Im offenen Ozean gibt es nur wenige Tornados. Tornados kommen in Europa, Japan, Australien und den USA vor, in Russland sind sie besonders häufig in der zentralen Schwarzerderegion, in den Regionen Moskau, Jaroslawl, Nischni Nowgorod und Iwanowo.

Tornados heben und bewegen Autos, Häuser, Kutschen und Brücken. Besonders zerstörerische Tornados(Tornados) in den USA beobachtet. Jedes Jahr gibt es 450 bis 1500 Tornados mit einer durchschnittlichen Todesrate von etwa 100 Menschen. Tornados sind schnell wirkende, katastrophale atmosphärische Prozesse. Sie bilden sich in nur 20–30 Minuten und haben eine Lebensdauer von 30 Minuten. Daher ist es nahezu unmöglich, den Zeitpunkt und Ort von Tornados vorherzusagen.

Andere zerstörerische, aber langanhaltende atmosphärische Wirbel sind Zyklone. Sie entstehen durch einen Druckunterschied, der unter bestimmten Bedingungen zur Entstehung einer kreisförmigen Bewegung von Luftströmen beiträgt. Atmosphärische Wirbel entstehen um mächtige aufsteigende Strömungen feuchter warmer Luft herum und drehen sich mit hoher Geschwindigkeit im Uhrzeigersinn hinein südlichen Hemisphäre und gegen den Uhrzeigersinn - im Norden. Wirbelstürme entstehen im Gegensatz zu Tornados über Ozeanen und entfalten ihre zerstörerische Wirkung über Kontinente. Die wichtigsten zerstörerischen Faktoren sind starke Winde, starke Niederschläge in Form von Schneefall, Regengüsse, Hagel und Überschwemmungen. Winde mit Geschwindigkeiten von 19 – 30 m/s bilden einen Sturm, 30 – 35 m/s – einen Sturm und mehr als 35 m/s – einen Hurrikan.

Tropische Wirbelstürme – Hurrikane und Taifune – haben eine durchschnittliche Breite von mehreren hundert Kilometern. Die Windgeschwindigkeit innerhalb des Zyklons erreicht Hurrikanstärke. Tropische Wirbelstürme dauern mehrere Tage bis mehrere Wochen und bewegen sich mit Geschwindigkeiten von 50 bis 200 km/h. Zyklone in mittleren Breiten haben einen größeren Durchmesser. Ihre Querausdehnung reicht von tausend bis mehreren tausend Kilometern und die Windgeschwindigkeit ist stürmisch. Sie bewegen sich auf der Nordhalbkugel von Westen her und werden von Hagel und Schneefall begleitet, die katastrophalen Charakter haben. Gemessen an der Zahl der Opfer und der verursachten Schäden sind Wirbelstürme und damit verbundene Hurrikane und Taifune nach Überschwemmungen die größten natürlichen atmosphärischen Phänomene. In dicht besiedelten Gebieten Asiens liegt die Zahl der Todesopfer durch Hurrikane bei Tausenden. Im Jahr 1991 starben bei einem Hurrikan in Bangladesch, der zur Bildung von 6 m hohen Meereswellen führte, 125.000 Menschen. Taifune richten in den USA großen Schaden an. Gleichzeitig sterben Dutzende und Hunderte Menschen. In Westeuropa verursachen Hurrikane weniger Schäden.

Gewitter gelten als katastrophales atmosphärisches Phänomen. Sie entstehen, wenn warme, feuchte Luft sehr schnell aufsteigt. An der Grenze der tropischen und subtropischen Zonen kommt es 90-100 Tage im Jahr zu Gewittern gemäßigte Zone 10-30 Tage. In unserem Land kommt es im Nordkaukasus zu den meisten Gewittern.

Gewitter dauern normalerweise weniger als eine Stunde. Besonders gefährlich sind starke Regenfälle, Hagel, Blitzeinschläge, Windböen und vertikale Luftströmungen. Die Hagelgefahr wird durch die Größe der Hagelkörner bestimmt. Im Nordkaukasus erreichte die Masse der Hagelkörner einst 0,5 kg, in Indien wurden Hagelkörner mit einem Gewicht von 7 kg registriert. Die städtisch gefährlichsten Gebiete unseres Landes liegen im Nordkaukasus. Im Juli 1992 beschädigte Hagel 18 Flugzeuge am Flughafen Mineralnyje Wody.

Zum Gefährlichen atmosphärische Phänomene Blitz einschließen. Sie töten Menschen und Vieh, verursachen Brände und beschädigen das Stromnetz. Weltweit sterben jedes Jahr etwa 10.000 Menschen an Gewittern und deren Folgen. Darüber hinaus ist in einigen Gebieten Afrikas, Frankreichs und der USA die Zahl der Opfer durch Blitze höher als durch andere Naturphänomene. Der jährliche wirtschaftliche Schaden durch Gewitter in den Vereinigten Staaten beträgt mindestens 700 Millionen US-Dollar.

Dürren sind typisch für Wüsten-, Steppen- und Waldsteppengebiete. Mangelnde Niederschläge führen zu einer Austrocknung des Bodens und zu einer Senkung des Niederschlagsniveaus Grundwasser und in Reservoirs, bis sie vollständig trocknen. Feuchtigkeitsmangel führt zum Absterben von Vegetation und Nutzpflanzen. Besonders schwerwiegend sind Dürren in Afrika, im Nahen und Mittleren Osten, Zentralasien und im südlichen Nordamerika.

Dürren verändern die Lebensbedingungen der Menschen und wirken sich negativ auf sie aus natürlichen Umgebung durch Prozesse wie Bodenversalzung, trockene Winde, Staubstürme, Bodenerosion und Waldbrände. Besonders schwerwiegend sind Brände während der Dürre in Taiga-Regionen, tropischen und subtropischen Wäldern und Savannen.

Dürren sind kurzfristige Prozesse, die eine Saison andauern. Dauern Dürren länger als zwei Saisons, drohen Hungersnöte und Massensterben. Typischerweise betrifft die Dürre das Territorium eines oder mehrerer Länder. Besonders häufig kommt es in der Sahelzone Afrikas zu langanhaltenden Dürren mit tragischen Folgen.

Atmosphärische Phänomene wie Schneefälle, kurzfristige Starkregen und langanhaltende Dauerregen verursachen große Schäden. Schneefälle verursachen in den Bergen gewaltige Lawinen, schnelles Schmelzen des gefallenen Schnees und anhaltende Regenfälle führen zu Überschwemmungen. Die riesigen Wassermassen, die vor allem in baumlosen Gebieten auf die Erdoberfläche fallen, führen zu starker Bodenerosion. Es gibt ein starkes Wachstum von Gully-Beam-Systemen. Überschwemmungen treten als Folge großer Überschwemmungen in Zeiten starker Niederschläge oder Hochwasser nach plötzlicher Erwärmung oder Schneeschmelze im Frühjahr auf und sind daher atmosphärischen Phänomenen (sie werden im Kapitel über die ökologische Rolle der Hydrosphäre erörtert).

Anthropogene atmosphärische Veränderungen

Derzeit gibt es viele verschiedene anthropogene Quellen, die Luftverschmutzung verursachen und zu schwerwiegenden Störungen des ökologischen Gleichgewichts führen. Vom Ausmaß her haben zwei Quellen den größten Einfluss auf die Atmosphäre: Verkehr und Industrie. Im Durchschnitt macht der Transport etwa 60 % des Gesamtvolumens aus Atmosphärische Verschmutzung, Industrie - 15, Wärmeenergie - 15, Technologien zur Zerstörung von Haushalten und Industrieabfälle - 10%.

Der Transport emittiert je nach verwendetem Kraftstoff und Art der Oxidationsmittel Stickoxide, Schwefel, Kohlenoxide und -dioxide, Blei und seine Verbindungen, Ruß und Benzopyren (ein Stoff aus der Gruppe der polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe, der stark ist). Karzinogen, das Hautkrebs verursacht).

Die Industrie emittiert Schwefeldioxid, Kohlenoxide und -dioxide, Kohlenwasserstoffe, Ammoniak, Schwefelwasserstoff, Schwefelsäure, Phenol, Chlor, Fluor und andere chemische Verbindungen in die Atmosphäre. Die dominierende Stellung bei den Emissionen (bis zu 85 %) nimmt jedoch Staub ein.

Durch die Verschmutzung verändert sich die Transparenz der Atmosphäre, es entstehen Aerosole, Smog und saurer Regen.

Aerosole sind dispergierte Systeme, die aus festen Partikeln oder Flüssigkeitströpfchen bestehen, die in einer gasförmigen Umgebung schweben. Die Partikelgröße der dispergierten Phase beträgt üblicherweise 10 -3 -10 -7 cm. Abhängig von der Zusammensetzung der dispergierten Phase werden Aerosole in zwei Gruppen eingeteilt. Eine davon umfasst Aerosole, die aus in einem gasförmigen Medium dispergierten Feststoffpartikeln bestehen, die zweite umfasst Aerosole, die eine Mischung aus gasförmigen und flüssigen Phasen darstellen. Erstere werden Rauch genannt, letztere Nebel. Im Prozess ihrer Entstehung große Rolle werden von Kondensationszentren gespielt. Als Kondensationskeime fungieren Vulkanasche, kosmischer Staub, Industrieabgase, verschiedene Bakterien etc. Die Zahl möglicher Konzentrationskerne nimmt ständig zu. Wenn beispielsweise trockenes Gras auf einer Fläche von 4000 m 2 durch einen Brand zerstört wird, entstehen durchschnittlich 11 * 10 22 Aerosolkerne.

Aerosole begannen sich zu bilden, sobald unser Planet erschien und beeinflusst wurde natürliche Bedingungen. Ihre Menge und Wirkung, im Einklang mit dem allgemeinen Stoffkreislauf in der Natur, führten jedoch nicht zu tiefgreifenden Umweltveränderungen. Anthropogene Faktoren Ihre Formationen haben dieses Gleichgewicht in Richtung einer erheblichen Überlastung der Biosphäre verschoben. Diese Eigenschaft ist besonders deutlich zu erkennen, seit die Menschheit begonnen hat, speziell hergestellte Aerosole sowohl in Form von Giftstoffen als auch zum Pflanzenschutz einzusetzen.

Am gefährlichsten für die Vegetation sind Aerosole aus Schwefeldioxid, Fluorwasserstoff und Stickstoff. Bei Kontakt mit einer feuchten Blattoberfläche bilden sie Säuren, die sich schädlich auf Lebewesen auswirken. Säurenebel gelangen mit der eingeatmeten Luft in die Atmungsorgane von Tieren und Menschen und wirken aggressiv auf die Schleimhäute. Einige von ihnen zersetzen lebendes Gewebe und radioaktive Aerosole verursachen Krebs. Unter den radioaktiven Isotopen ist Sg 90 nicht nur wegen seiner Karzinogenität besonders gefährlich, sondern auch als Analogon von Kalzium, das es in den Knochen von Organismen ersetzt und zu deren Zersetzung führt.

Zur Zeit nukleare Explosionen In der Atmosphäre bilden sich radioaktive Aerosolwolken. Kleine Partikel mit einem Radius von 1 – 10 Mikrometern fallen nicht nur in die oberen Schichten der Troposphäre, sondern auch in die Stratosphäre, wo sie lange verbleiben können. Aerosolwolken entstehen auch beim Betrieb von Reaktoren in Industrieanlagen, die Kernbrennstoffe produzieren, sowie bei Unfällen in Kernkraftwerken.

Smog ist eine Mischung aus Aerosolen mit flüssigen und festen dispergierten Phasen, die einen nebligen Vorhang über Industriegebieten und Großstädten bilden.

Es gibt drei Arten von Smog: eisiger, nasser und trockener Smog. Eissmog wird Alaska-Smog genannt. Hierbei handelt es sich um eine Kombination gasförmiger Schadstoffe mit der Zugabe von Staubpartikeln und Eiskristallen, die beim Gefrieren von Nebel- und Dampftröpfchen aus Heizungsanlagen entstehen.

Nasssmog oder Londoner Smog wird manchmal auch Wintersmog genannt. Es handelt sich um eine Mischung aus gasförmigen Schadstoffen (hauptsächlich Schwefeldioxid), Staubpartikeln und Nebeltröpfchen. Die meteorologische Voraussetzung für die Entstehung von Wintersmog ist windstilles Wetter, bei dem sich über der Bodenschicht kalter Luft (unter 700 m) eine Warmluftschicht befindet. Dabei findet nicht nur horizontaler, sondern auch vertikaler Austausch statt. Schadstoffe, die meist in hohen Schichten verteilt sind, reichern sich dabei in der Oberflächenschicht an.

Trockensmog entsteht in Sommerzeit, und wird oft als Smog vom Typ Los Angeles bezeichnet. Es handelt sich um eine Mischung aus Ozon, Kohlenmonoxid, Stickoxiden und Säuredämpfen. Dieser Smog entsteht durch den Abbau von Schadstoffen durch Sonnenstrahlung, insbesondere durch deren ultravioletten Anteil. Die meteorologische Voraussetzung ist eine atmosphärische Inversion, die sich im Auftreten einer Schicht kalter Luft über warmer Luft äußert. Typischerweise werden Gase und feste Partikel, die von warmen Luftströmen angehoben werden, dann in die oberen kalten Schichten verteilt, in diesem Fall sammeln sie sich jedoch in der Inversionsschicht an. Bei der Photolyse zersetzen sich Stickstoffdioxide, die bei der Verbrennung von Kraftstoff in Automotoren entstehen:

NEIN 2 → NEIN + O

Dann erfolgt die Ozonsynthese:

O + O 2 + M → O 3 + M

NEIN + O → NEIN 2

Photodissoziationsprozesse werden von einem gelbgrünen Leuchten begleitet.

Darüber hinaus kommt es zu Reaktionen vom Typ: SO 3 + H 2 0 -> H 2 SO 4, d.h. es entsteht starke Schwefelsäure.

Bei einer Änderung der meteorologischen Bedingungen (Auftreten von Wind oder einer Änderung der Luftfeuchtigkeit) löst sich die kalte Luft auf und der Smog verschwindet.

Das Vorhandensein krebserregender Stoffe im Smog führt zu Atembeschwerden, Schleimhautreizungen, Durchblutungsstörungen, asthmatischem Ersticken und oft zum Tod. Für kleine Kinder ist Smog besonders gefährlich.

Saurer Regen ist atmosphärischer Niederschlag, der durch industrielle Emissionen von Schwefeloxiden, Stickstoff und darin gelösten Dämpfen von Perchlorsäure und Chlor angesäuert wird. Bei der Verbrennung von Kohle und Gas wird der größte Teil des darin enthaltenen Schwefels, sowohl in Form von Oxid als auch in Verbindungen mit Eisen, insbesondere in Pyrit, Pyrrhotit, Chalkopyrit usw., in Schwefeloxid umgewandelt, das zusammen wird zusammen mit Kohlendioxid in die Atmosphäre abgegeben. Bei der Verbindung von Luftstickstoff und technischen Emissionen mit Sauerstoff entstehen verschiedene Stickoxide, wobei die Menge der gebildeten Stickoxide von der Verbrennungstemperatur abhängt. Der Großteil der Stickoxide entsteht beim Betrieb von Fahrzeugen und Diesellokomotiven, ein kleinerer Teil entsteht im Energiesektor und Industrieunternehmen. Schwefel- und Stickoxide sind die wichtigsten Säurebildner. Bei der Reaktion mit Luftsauerstoff und darin enthaltenem Wasserdampf entstehen Schwefel- und Salpetersäure.

Es ist bekannt, dass das Basen-Säure-Gleichgewicht der Umwelt durch den pH-Wert bestimmt wird. Eine neutrale Umgebung hat einen pH-Wert von 7, eine saure Umgebung hat einen pH-Wert von 0 und eine alkalische Umgebung hat einen pH-Wert von 14. B moderne Ära Der pH-Wert des Regenwassers liegt bei 5,6, obwohl es in der jüngeren Vergangenheit neutral war. Ein Absinken des pH-Wertes um eins entspricht einem Anstieg des Säuregehalts um das Zehnfache und daher fällt derzeit fast überall Regen mit erhöhtem Säuregehalt. Der in Westeuropa gemessene maximale Säuregehalt des Regens betrug 4-3,5 pH. Dabei ist zu berücksichtigen, dass ein pH-Wert von 4-4,5 für die meisten Fische tödlich ist.

Saurer Regen hat eine aggressive Wirkung auf die Vegetation der Erde, auf Industrie- und Wohngebäude und trägt zu einer erheblichen Beschleunigung der Verwitterung freiliegender Gesteine ​​bei. Ein Anstieg des Säuregehalts verhindert die Selbstregulierung der Neutralisation der Böden, in denen sie sich auflösen Nährstoffe. Dies führt wiederum zu einem starken Ertragsrückgang und einer Verschlechterung der Vegetationsdecke. Der Säuregehalt des Bodens fördert die Freisetzung gebundener schwerer Böden, die nach und nach von den Pflanzen aufgenommen werden, schwere Gewebeschäden verursachen und in die menschliche Nahrungskette eindringen.

Eine Veränderung des Alkali-Säure-Potenzials von Meerwasser, insbesondere in flachen Gewässern, führt zum Fortpflanzungsstopp vieler Wirbelloser, führt zum Tod von Fischen und stört das ökologische Gleichgewicht in den Ozeanen.

Durch sauren Regen besteht Lebensgefahr für Menschen. Waldgebiete Westeuropa, Baltikum, Karelien, Ural, Sibirien und Kanada.

Die Atmosphäre ist die gasförmige Hülle unseres Planeten, die sich mit der Erde dreht. Das Gas in der Atmosphäre wird Luft genannt. Die Atmosphäre steht in Kontakt mit der Hydrosphäre und bedeckt teilweise die Lithosphäre. Die Obergrenzen sind jedoch schwer zu bestimmen. Es wird allgemein angenommen, dass sich die Atmosphäre etwa dreitausend Kilometer nach oben erstreckt. Dort fließt es sanft in den luftleeren Raum.

Chemische Zusammensetzung der Erdatmosphäre

Die Bildung der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre begann vor etwa vier Milliarden Jahren. Anfangs bestand die Atmosphäre nur aus leichten Gasen – Helium und Wasserstoff. Die ersten Voraussetzungen für die Entstehung einer Gashülle um die Erde waren Wissenschaftlern zufolge Vulkanausbrüche, die neben Lava große Mengen an Gasen ausstießen. Anschließend begann der Gasaustausch mit Wasserräumen, mit lebenden Organismen und mit den Produkten ihrer Aktivitäten. Die Zusammensetzung der Luft veränderte sich allmählich und moderne Form vor mehreren Millionen Jahren aufgezeichnet.

Die Hauptbestandteile der Atmosphäre sind Stickstoff (ca. 79 %) und Sauerstoff (20 %). Der restliche Anteil (1 %) besteht aus folgenden Gasen: Argon, Neon, Helium, Methan, Kohlendioxid, Wasserstoff, Krypton, Xenon, Ozon, Ammoniak, Schwefel- und Stickstoffdioxide, Lachgas und Kohlenmonoxid, die enthalten sind in diesem einen Prozent.

Darüber hinaus enthält die Luft Wasserdampf und Feinstaub (Pollen, Staub, Salzkristalle, Aerosolverunreinigungen).

Kürzlich haben Wissenschaftler keine qualitative, sondern eine quantitative Veränderung einiger Luftinhaltsstoffe festgestellt. Und der Grund dafür ist der Mensch und seine Aktivitäten. Allein in den letzten 100 Jahren ist der Kohlendioxidgehalt deutlich gestiegen! Dies ist mit vielen Problemen behaftet, von denen der Klimawandel das globalste ist.

Entstehung von Wetter und Klima

Die Atmosphäre spielt eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung des Klimas und Wetters auf der Erde. Viel hängt von der Menge des Sonnenlichts, der Beschaffenheit des Untergrunds und der atmosphärischen Zirkulation ab.

Schauen wir uns die Faktoren der Reihe nach an.

1. Die Atmosphäre überträgt die Wärme der Sonnenstrahlen und absorbiert schädliche Strahlung. Die alten Griechen wussten, dass die Sonnenstrahlen in unterschiedlichen Winkeln auf verschiedene Teile der Erde fallen. Das Wort „Klima“ selbst bedeutet in der Übersetzung aus dem Altgriechischen „Hang“. Am Äquator fallen die Sonnenstrahlen also fast senkrecht ein, weshalb es hier sehr heiß ist. Je näher an den Polen, desto größer ist der Neigungswinkel. Und die Temperatur sinkt.

2. Durch die ungleichmäßige Erwärmung der Erde bilden sich Luftströmungen in der Atmosphäre. Sie werden nach ihrer Größe klassifiziert. Die kleinsten (Zehner und Hunderte von Metern) sind lokale Winde. Es folgen Monsune und Passatwinde, Zyklone und Antizyklone sowie planetarische Frontalzonen.

Alle diese Luftmassen sind ständig in Bewegung. Einige von ihnen sind ziemlich statisch. Zum Beispiel Passatwinde, die aus den Subtropen in Richtung Äquator wehen. Die Bewegung anderer hängt weitgehend vom atmosphärischen Druck ab.

3. Der Atmosphärendruck ist ein weiterer Einflussfaktor auf die Klimabildung. Dies ist der Luftdruck auf der Erdoberfläche. Bekanntermaßen bewegen sich Luftmassen von einem Gebiet mit hohem Luftdruck in ein Gebiet mit niedrigerem Luftdruck.

Insgesamt sind 7 Zonen zugeordnet. Der Äquator ist eine Tiefdruckzone. Darüber hinaus herrscht auf beiden Seiten des Äquators bis zu den dreißiger Breiten ein Hochdruckgebiet. Von 30° auf 60° – wieder Unterdruck. Und von 60° bis zu den Polen herrscht eine Hochdruckzone. Zwischen diesen Zonen zirkulieren Luftmassen. Diejenigen, die vom Meer an Land kommen, bringen Regen und schlechtes Wetter, und diejenigen, die von den Kontinenten wehen, bringen klares und trockenes Wetter. An Orten, an denen Luftströmungen kollidieren, bilden sich Zonen atmosphärische Front, die durch Niederschlag und schlechtes, windiges Wetter gekennzeichnet sind.

Wissenschaftler haben bewiesen, dass sogar das Wohlbefinden eines Menschen vom Luftdruck abhängt. Nach internationalen Standards beträgt der normale Luftdruck 760 mm Hg. Säule bei einer Temperatur von 0°C. Dieser Indikator wird für die Landflächen berechnet, die nahezu auf Meereshöhe liegen. Mit der Höhe nimmt der Druck ab. Daher beispielsweise für St. Petersburg 760 mm Hg. Kunst. - das ist die Norm. Aber für Moskau, das höher liegt, normaler Druck- 748 mm Hg.

Der Druck ändert sich nicht nur vertikal, sondern auch horizontal. Dies ist besonders beim Durchzug von Wirbelstürmen zu spüren.

Die Struktur der Atmosphäre

Die Atmosphäre erinnert an eine Schichttorte. Und jede Schicht hat ihre eigenen Eigenschaften.

. Troposphäre- die der Erde am nächsten gelegene Schicht. Die „Dicke“ dieser Schicht ändert sich mit der Entfernung vom Äquator. Oberhalb des Äquators erstreckt sich die Schicht 16–18 km nach oben, in gemäßigten Zonen 10–12 km, an den Polen 8–10 km.

Hier sind 80 % der gesamten Luftmasse und 90 % des Wasserdampfs enthalten. Hier bilden sich Wolken, es entstehen Zyklone und Hochdruckgebiete. Die Lufttemperatur hängt von der Höhe des Gebiets ab. Im Durchschnitt nimmt sie alle 100 Meter um 0,65° C ab.

. Tropopause- Übergangsschicht der Atmosphäre. Seine Höhe reicht von mehreren hundert Metern bis 1-2 km. Die Lufttemperatur ist im Sommer höher als im Winter. Über den Polen sind es beispielsweise im Winter -65° C. Und über dem Äquator sind es zu jeder Jahreszeit -70° C.

. Stratosphäre- Dies ist eine Schicht, deren obere Grenze in einer Höhe von 50-55 Kilometern liegt. Die Turbulenzen sind hier gering, der Wasserdampfgehalt der Luft ist vernachlässigbar. Aber es gibt viel Ozon. Seine maximale Konzentration liegt in einer Höhe von 20-25 km. In der Stratosphäre beginnt die Lufttemperatur zu steigen und erreicht +0,8° C. Dies liegt daran, dass die Ozonschicht mit ultravioletter Strahlung interagiert.

. Stratopause- eine niedrige Zwischenschicht zwischen der Stratosphäre und der darauf folgenden Mesosphäre.

. Mesosphäre- Die Obergrenze dieser Schicht beträgt 80-85 Kilometer. Hier finden komplexe photochemische Prozesse unter Beteiligung freier Radikale statt. Sie sind es, die für das sanfte blaue Leuchten unseres Planeten sorgen, das man vom Weltraum aus sehen kann.

Die meisten Kometen und Meteoriten verglühen in der Mesosphäre.

. Mesopause- die nächste Zwischenschicht, deren Lufttemperatur mindestens -90° beträgt.

. Thermosphäre- Die untere Grenze beginnt in einer Höhe von 80 - 90 km und die obere Grenze der Schicht verläuft etwa bei 800 km. Die Lufttemperatur steigt. Sie kann zwischen +500° C und +1000° C schwanken. Tagsüber betragen die Temperaturschwankungen Hunderte von Grad! Aber die Luft ist hier so dünn, dass es hier nicht angebracht ist, den Begriff „Temperatur“ so zu verstehen, wie wir ihn uns vorstellen.

. Ionosphäre- vereint Mesosphäre, Mesopause und Thermosphäre. Die Luft besteht hier hauptsächlich aus Sauerstoff- und Stickstoffmolekülen sowie quasi neutralem Plasma. Die in die Ionosphäre eindringenden Sonnenstrahlen ionisieren Luftmoleküle stark. In der unteren Schicht (bis 90 km) ist der Ionisationsgrad gering. Je höher, desto stärker ist die Ionisierung. In einer Höhe von 100–110 km sind die Elektronen also konzentriert. Dies trägt dazu bei, kurze und mittlere Radiowellen zu reflektieren.

Die wichtigste Schicht der Ionosphäre ist die obere, die sich in einer Höhe von 150-400 km befindet. Seine Besonderheit besteht darin, dass es Funkwellen reflektiert, was die Übertragung von Funksignalen über große Entfernungen ermöglicht.

In der Ionosphäre tritt ein Phänomen wie das Polarlicht auf.

. Exosphäre- besteht aus Sauerstoff-, Helium- und Wasserstoffatomen. Das Gas in dieser Schicht ist sehr verdünnt und Wasserstoffatome entweichen häufig in den Weltraum. Daher wird diese Schicht „Dispersionszone“ genannt.

Der erste Wissenschaftler, der darauf hinwies, dass unsere Atmosphäre Gewicht hat, war der Italiener E. Torricelli. Ostap Bender beispielsweise beklagte in seinem Roman „Das goldene Kalb“, dass jeder Mensch von einer 14 kg schweren Luftsäule gedrückt wird! Aber der große Intrigant hat sich ein wenig geirrt. Ein Erwachsener erfährt einen Druck von 13-15 Tonnen! Aber wir spüren diese Schwere nicht, denn der atmosphärische Druck wird durch den Innendruck eines Menschen ausgeglichen. Das Gewicht unserer Atmosphäre beträgt 5.300.000.000.000.000 Tonnen. Die Zahl ist kolossal, obwohl sie nur ein Millionstel des Gewichts unseres Planeten ausmacht.