Понятие об атмосфере. Строение, состав, значение и охрана атмосферы

Атмосфера – это воздушная оболочка земли, вращающаяся вместе с планетой как единое целое.

Нижние границы атмосферы считают поверхность земли а верхняя граница условно проводится на высоте 2000 км. В тонком слое воздух бесцветный, а голубой цвет неба объясняется рассеянием солнечных лучей на молекулах азота, кислорода и других газов атмосферы. Атмосфера неоднородна по составу. В ней выделяют слои, различающиеся по температуре, давлению, составу:

Тропосфера: 0-18 км, «фабрика погоды» - здесь формируются облака и все виды осадков, происходят горизонтальные (ветер) и вертикальные (конвекция) движения воздуха, температура опускается до -55ᵒС (на 0,6 ᵒС на каждые 100 м).

Тропопауза: 1-2 км, -92 ᵒС.

Стратосфера: до 55 км, на высоте 22-25 км расположен озоновый слой, на высоте 20-26 км образуются перламутровые облака, ветер 60-100м/c, температура поднимается.

Стратопауза: 1-2 км, 0 ᵒС.

Мезосфера: до 85 км, температура опускается до -110ᵒС, на высоте 75-80 км образуются серебристые облака.

Мезопауза: 1-2 км, давление в тысячу раз меньше чем у земной поверхности.

Термосфера: до 800-1000 км, поглощает рентгеновское излучение солнечной короны, температура резко возрастает до 1500ᵒС, на высоте 100-120 км сгорают метеоры, на высоте 800-1000 км происходят полярные сияния.

Термопауза: 1-2 км.

Экзосфера: до 2000-3000 км, температура 2000 -1500ᵒС, скорость движения частиц до 11200 м/с.

Земная корона (магнитосфера): до 20 000 км.

Радиационный пояс Земли: до десятков тыс. км.Первые три слоя (тропосфера, стратосфера, мезосфера) заряжены нейтрально и образуют нейтросферу.

Термосфера и экзосфера заряжены отрицательно и образуют ионосферу (здесь магнитные бури, полярные сияния, возможна радиосвязь).
Состав:Азот – 78%, Кислород – 21%, Аргон – 0, 93%, оставшиеся (углекислый газ – 0,3%, водород, гелий, аммиак).В воздухе аэрозоли: пыль, кристаллы соли, цветочная пыльца. Такой состав до высоты 100 км
Значение газов в атмосфере.
Значение:Атмосфера защищает живые организмы от ультрафиолетовой солнечной радиации, солнечного ветра, космических лучей. Предохраняет от перегревания днем и переохлаждения ночью.Защищает от небольших метеоритов.В ней переносится влага, передается свет, звук.Содержит газы необходимые для жизни.
Охрана атмосферы: Запрет на производство и использование фреонов, которые разрушают озоновый экран (Международный Монреальский договор 1987 г). Ограничение выбросов углекислого газа для предотвращения глобального потепления и таяния ледников (Международный Киотский договор 2005 г.) и др.

2. Солнечная радиация. Тепловой режим атмосферы. Радиационный и тепловой балансы.
Солнечная радиация – главная движущая большинства процессов в географической оболочке.

Состав солнечной радиации: 9 % - ультрафилетовое излучение;43 % - инфракрасное излучение;47 % - видимое излучение;1 % - рентгеновские лучи и радиоволны.

Радиацинный и тепловой балансы: Радиационный баланс – это разность между поглощенной радиацией и эффективным излучением: В=S-R-Еэф (S – суммарная радиация, R – отраженная радиация, Еэф – эффективное излучение).Радиационный баланс почти везде на Земле положителен (кроме Антарктиды и Гренландии).Над океаном радиационный баланс больше, чем над материками (т.к. меньше Еэф и альбедо).Океану принадлежит ведущая роль в тепловом режиме Земли (т.к. он занимает 71 % поверхности).Разница в тепловом балансе между океаном и материками приводит к постоянному обмену теплом.Зимой происходит активизация атмосферных процессов – приток тепла из экваториальных широт в умеренные, где колебания теплового баланса в течение года значительны.Радиационный баланс является составной частью теплового баланса. Тепловой баланс земной поверхности – это алгебраическая сумма всех приходов и расходов тепла на земной поверхности. Он равен нулю.Радиационный баланс уравновешивается нерадиционными формами передачи энергии: турбулентным теплообменом, молекулярной теплопроводностью и расходом энергии на испарение: В = Еисп + Етурб + Енагр.Земля находится в состоянии теплового и лучистого равновесия.

3. Температура воздуха. Распределение температуры у земной поверхности. Тепловые пояса.
Температура воздуха - одна из важнейших характеристик атмосферы и показатель климата.
Распределение температуры воздуха в горизонтальном и вертикальном направлении определяет тепловой режим атмосферы.Измерение температуры производится термометрами в метеорологических будках, на высоте 2 м от поверхности земли.Распределение температур изображается на климатических картах с помощью изотерм - линий, соединяющих точки с одинаковыми средними значениями температур за определенный промежуток времени.
Суточный ход температуры – изменение температуры в течение суток.

Суточная амплитуда температур – разность максимального и минимального значений температуры в течение суток.

Суточная амплитуда зависит от широты места, времени года, характера поверхности, облачности, влажности, рельефа, высоты места, типа растительности.

Годовой ход температуры – изменение температуры в течение года.

Годовой ход температуры зависит от широты места. От полюсов к экватору становится более плавным.

Годовая амплитуда температур – разность среднемесячных температур самого теплого и самого холодного месяцев. От экватора к полюсам увеличивается. Над сушей она больше, чем над океанами.

Выделяют четыре типа годового хода температуры:

• Экваториальный тип: температура весь год положительная, годовая амплитуда – 1-5 ᵒС.

• Тропический тип: температура весь год положительная, годовая амплитуда – 5-20 ᵒС.

• Умеренный тип: выделяют четыре сезона года, температура в холодный сезон отрицательная, годовая амплитуда – 10-60 ᵒС.

• Полярный тип: температура почти весь год отрицательная, годовая амплитуда – 25-65 ᵒС.

Факторы, влияющие на распределение температур:

широта места;характер поверхности (суша или океан);наличие снежного и ледяного покрова;горные хребты;морские течения;общая циркуляция атмосферы.

Закономерности в распределении температуры: Уменьшение температуры от экватора к полюсам.Самые высокие температуры – в тропических широтах (термический экватор 10 °с.ш.).В южном полушарии ход температур более плавный (из-за океана).

Тепловые пояса Земли: Их семь: 1 жаркий, 2 умеренных, 2 холодных, 2 морозных.
Границами поясов являются изотермы.
Жаркий пояс ограничен с севера и юга среднегодовыми изотермами +20 ᵒС.
Умеренные пояса: ограничены изотермами +10ᵒС самого теплого месяца.
Холодные пояса: находятся между изотермами +10ᵒС и 0ᵒС самого теплого месяца.
Морозные пояса: все остальное пространство от изотерм 0ᵒС до полюсов.