Նորաձևություն 

Որոնք են մթնոլորտի շերտերը: Մթնոլորտի կառուցվածքը. Մթնոլորտի շերտերը ըստ երկրի մակերևույթի և դրանց բնութագրերի հերթականությունը

ՄԹՆՈԼՈՐՏԻ ԿԱՌՈՒՑՎԱԾՔԸ

Մթնոլորտ(այլ հունարեն ἀτμός - գոլորշու և σφαῖρα - գնդիկից) - Երկիր մոլորակը շրջապատող գազային թաղանթ (երկրագունդ): Նրա ներքին մակերեսը ծածկում է հիդրոսֆերան և մասամբ երկրակեղևը, մինչդեռ արտաքին մակերեսը սահմանակից է արտաքին տարածության մերձերկրային հատվածին։

Ֆիզիկական հատկություններ

Մթնոլորտի հաստությունը Երկրի մակերեւույթից մոտ 120 կմ է։ Մթնոլորտում օդի ընդհանուր զանգվածը (5,1-5,3) 10 18 կգ է։ Դրանցից չոր օդի զանգվածը (5,1352 ± 0,0003) 10 18 կգ է, ջրի գոլորշու ընդհանուր զանգվածը միջինում 1,27 10 16 կգ է։

Մաքուր չոր օդի մոլային զանգվածը 28,966 գ/մոլ է, օդի խտությունը ծովի մակերեսին մոտավորապես 1,2 կգ/մ3 է: Ծովի մակարդակում 0 °C ճնշումը 101,325 կՊա է; կրիտիկական ջերմաստիճան - -140,7 ° C; կրիտիկական ճնշում - 3,7 ՄՊա; C p 0 °C-ում - 1,0048 10 3 J/(kg K), C v - 0,7159 10 3 J/(kg K) (0 °C-ում): Օդի լուծելիությունը ջրում (ըստ զանգվածի) 0 ° C - 0,0036%, 25 ° C - 0,0023%:

Երկրի մակերևույթի «նորմալ պայմանների» համար վերցված են՝ խտությունը 1,2 կգ / մ 3, բարոմետրիկ ճնշում 101,35 կՊա, ջերմաստիճանը գումարած 20 ° C և հարաբերական խոնավությունը 50%: Այս պայմանական ցուցանիշները զուտ ինժեներական արժեք ունեն։

Մթնոլորտի կառուցվածքը

Մթնոլորտն ունի շերտավոր կառուցվածք։ Մթնոլորտի շերտերը միմյանցից տարբերվում են օդի ջերմաստիճանով, նրա խտությամբ, օդում ջրի գոլորշու քանակով և այլ հատկություններով։

Տրոպոսֆերա(հին հունարեն τρόπος - «շրջադարձ», «փոփոխություն» և σφαῖρα - «գնդակ») - մթնոլորտի ստորին, ամենաուսումնասիրված շերտը, բևեռային շրջաններում 8-10 կմ բարձրությամբ, բարեխառն լայնություններում մինչև 10-12 կմ, հասարակածում՝ 16-18 կմ.

Տրոպոսֆերայում բարձրանալիս ջերմաստիճանը յուրաքանչյուր 100 մ-ում իջնում ​​է միջինը 0,65 Կ-ով, իսկ վերին մասում հասնում է 180-220 Կ-ի։ Տրոպոսֆերայի այս վերին շերտը, որում դադարում է ջերմաստիճանի նվազումը բարձրության հետ, կոչվում է տրոպոպաուզա։ Տրոպոսֆերայի վերևում գտնվող մթնոլորտի հաջորդ շերտը կոչվում է ստրատոսֆերա։

Մթնոլորտային օդի ընդհանուր զանգվածի ավելի քան 80%-ը կենտրոնացած է տրոպոսֆերայում, տուրբուլենտությունը և կոնվեկցիան զարգացած են, ջրի գոլորշիների գերակշռող մասը կենտրոնացած է, առաջանում են ամպեր, ձևավորվում են նաև մթնոլորտային ճակատներ, զարգանում են ցիկլոններ և անտիցիկլոններ, ինչպես նաև այլ գործընթացներ, որոնք որոշում են եղանակը և կլիման: Տրոպոսֆերայում տեղի ունեցող գործընթացները հիմնականում պայմանավորված են կոնվեկցիայով:

Տրոպոսֆերայի այն հատվածը, որի ներսում երկրագնդի մակերևույթի վրա կարող են ձևավորվել սառցադաշտեր, կոչվում է խիոնոսֆերա։

տրոպոպաուզա(հունարեն τροπος - շրջադարձ, փոփոխություն և παῦσις - կանգառ, դադար) - մթնոլորտի շերտ, որում դադարում է ջերմաստիճանի նվազումը բարձրության հետ; անցումային շերտ տրոպոսֆերայից ստրատոսֆերա։ Երկրի մթնոլորտում տրոպոպաուզը գտնվում է բևեռային շրջաններում 8-12 կմ (ծովի մակարդակից բարձր) և հասարակածից մինչև 16-18 կմ բարձրությունների վրա։ Տրոպոպաուզի բարձրությունը կախված է նաև տարվա եղանակից (տրոպոպաուզան ավելի բարձր է ամռանը, քան ձմռանը) և ցիկլոնային ակտիվությունից (ցիկլոններում այն ​​ավելի ցածր է, իսկ անտիցիկլոններում՝ ավելի բարձր):

Տրոպոպաուզի հաստությունը տատանվում է մի քանի հարյուր մետրից մինչև 2-3 կիլոմետր։ Մերձարևադարձային շրջաններում հզոր ռեակտիվ հոսքերի պատճառով դիտվում են տրոպոպաուզային խզումներ։ Որոշ տարածքների վրա գտնվող տրոպոպաուզը հաճախ ավերվում և նորից ձևավորվում է:

Ստրատոսֆերա(լատիներեն շերտից - հատակ, շերտ) - մթնոլորտի շերտ, որը գտնվում է 11-ից 50 կմ բարձրության վրա: Բնորոշ է ջերմաստիճանի աննշան փոփոխությունը 11-25 կմ շերտում (ստրատոսֆերայի ստորին շերտ) և դրա բարձրացումը 25-40 կմ շերտում՝ -56,5-ից մինչև 0,8 °C (ստրատոսֆերայի վերին շերտ կամ ինվերսիոն շրջան)։ Մոտ 40 կմ բարձրության վրա հասնելով մոտ 273 Կ (գրեթե 0 °C) արժեքի՝ ջերմաստիճանը մնում է անփոփոխ մինչև մոտ 55 կմ բարձրության վրա։ Մշտական ​​ջերմաստիճանի այս շրջանը կոչվում է ստրատոպաուզա և հանդիսանում է ստրատոսֆերայի և մեզոսֆերայի սահմանը: Օդի խտությունը ստրատոսֆերայում տասնյակ և հարյուրավոր անգամ ավելի քիչ է, քան ծովի մակարդակում։

Հենց ստրատոսֆերայում է գտնվում օզոնոսֆերային շերտը («օզոնային շերտ») (15-20-ից 55-60 կմ բարձրության վրա), որը որոշում է կենսոլորտի կյանքի վերին սահմանը։ Օզոնը (O 3 ) առաջանում է ~30 կմ բարձրության վրա ամենաինտենսիվ ֆոտոքիմիական ռեակցիաների արդյունքում։ O 3-ի ընդհանուր զանգվածը նորմալ ճնշման դեպքում կկազմի 1,7-4,0 մմ հաստությամբ շերտ, բայց նույնիսկ դա բավարար է կյանքի համար վնասակար արևային ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը կլանելու համար: O 3-ի ոչնչացումը տեղի է ունենում, երբ այն փոխազդում է ազատ ռադիկալների, NO, հալոգեն պարունակող միացությունների հետ (ներառյալ «ֆրեոնները»):

Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման կարճ ալիքի հատվածի մեծ մասը (180-200 նմ) ​​պահպանվում է ստրատոսֆերայում, և կարճ ալիքների էներգիան փոխակերպվում է։ Այս ճառագայթների ազդեցությամբ փոխվում են մագնիսական դաշտերը, մոլեկուլները քայքայվում, իոնացում, գազերի և այլ քիմիական միացությունների նոր ձևավորում։ Այս գործընթացները կարելի է դիտարկել հյուսիսափայլի, կայծակի և այլ շողերի տեսքով։

Ստրատոսֆերայում և ավելի բարձր շերտերում արեգակնային ճառագայթման ազդեցության տակ գազի մոլեկուլները տարանջատվում են՝ ատոմների (80 կմ-ից բարձր, CO 2-ը և H 2-ը դիսոցվում են, 150 կմ-ից բարձր՝ O 2, 300 կմ-ից բարձր՝ N 2): 200-500 կմ բարձրության վրա իոնոլորտում տեղի է ունենում նաև գազերի իոնացում, 320 կմ բարձրության վրա լիցքավորված մասնիկների կոնցենտրացիան (O + 2, O - 2, N + 2) կազմում է 1/300-ը: չեզոք մասնիկների կոնցենտրացիան. Մթնոլորտի վերին շերտերում կան ազատ ռադիկալներ՝ OH, HO 2 և այլն։

Ստրատոսֆերայում ջրի գոլորշի գրեթե չկա:

Թռիչքները դեպի ստրատոսֆերա սկսվել են 1930-ական թվականներին։ Լայնորեն հայտնի է թռիչքը առաջին ստրատոսֆերային օդապարիկով (FNRS-1), որը Օգյուստ Պիկարդը և Փոլ Կիպֆերը կատարել են 1931 թվականի մայիսի 27-ին մինչև 16,2 կմ բարձրություն։ Ժամանակակից մարտական ​​և գերձայնային առևտրային ինքնաթիռները ստրատոսֆերայում թռչում են ընդհանուր առմամբ մինչև 20 կմ բարձրության վրա (չնայած դինամիկ առաստաղը կարող է շատ ավելի բարձր լինել): Բարձր բարձրության օդապարիկները բարձրանում են մինչև 40 կմ; Անօդաչու օդապարիկի ռեկորդը 51,8 կմ է։

Վերջերս Միացյալ Նահանգների ռազմական շրջանակներում մեծ ուշադրություն է դարձվել ստրատոսֆերայի 20 կմ բարձրության վրա գտնվող շերտերի զարգացմանը, որը հաճախ կոչվում է «նախատեզերք» (Eng. « տիեզերքի մոտ» ): Ենթադրվում է, որ անօդաչու օդանավերը և արևային էներգիայով աշխատող ինքնաթիռները (ինչպես NASA Pathfinder-ը) կկարողանան երկար ժամանակ մնալ մոտ 30 կմ բարձրության վրա և ապահովել դիտորդություն և հաղորդակցություն շատ մեծ տարածքների համար՝ միաժամանակ խոցելի մնալով հակաօդային պաշտպանության համակարգերի համար. նման սարքերը շատ անգամ ավելի էժան կլինեն, քան արբանյակները։

Ստրատոպաուզա- մթնոլորտի շերտը, որը սահմանն է երկու շերտերի՝ ստրատոսֆերայի և մեզոսֆերայի միջև։ Ստրատոսֆերայում ջերմաստիճանը բարձրանում է բարձրության հետ, իսկ ստրատոպաուզան այն շերտն է, որտեղ ջերմաստիճանը հասնում է առավելագույնին։ Ստրատոպաուզայի ջերմաստիճանը մոտ 0 °C է։

Այս երեւույթը դիտվում է ոչ միայն Երկրի վրա, այլեւ մթնոլորտ ունեցող այլ մոլորակների վրա։

Երկրի վրա ստրատոպաուզան գտնվում է ծովի մակարդակից 50 - 55 կմ բարձրության վրա: Մթնոլորտային ճնշումը ծովի մակարդակի ճնշման մոտ 1/1000 է։

Մեզոսֆերա(հունարենից μεσο- - «միջին» և σφαῖρα - «գնդակ», «գունդ») - մթնոլորտի շերտ 40-50-ից մինչև 80-90 կմ բարձրությունների վրա: Այն բնութագրվում է բարձրության հետ ջերմաստիճանի բարձրացմամբ. առավելագույն (մոտ +50°C) ջերմաստիճանը գտնվում է մոտ 60 կմ բարձրության վրա, որից հետո ջերմաստիճանը սկսում է իջնել մինչև −70° կամ −80°C։ Ջերմաստիճանի նման նվազումը կապված է օզոնի կողմից արեգակնային ճառագայթման (ճառագայթման) էներգետիկ կլանման հետ։ Տերմինն ընդունվել է Աշխարհագրական և երկրաֆիզիկական միության կողմից 1951 թվականին։

Մեզոսֆերայի, ինչպես նաև մթնոլորտի ստորին շերտերի գազային բաղադրությունը մշտական ​​է և պարունակում է մոտ 80% ազոտ և 20% թթվածին։

Մեզոսֆերան հիմքում ընկած ստրատոսֆերայից բաժանվում է ստրատոպաուզայով, իսկ վերադիր թերմոսֆերայից՝ մեզոպաուզայով։ Մեզոպաուզան հիմնականում համընկնում է տուրբոպաուզայի հետ։

Երկնաքարերը սկսում են շողալ և, որպես կանոն, ամբողջությամբ այրվում են մեզոսֆերայում։

Մեզոսֆերայում կարող են հայտնվել գիշերային ամպեր։

Թռիչքների համար մեզոսֆերան մի տեսակ «մեռյալ գոտի» է. այստեղ օդը չափազանց հազվադեպ է ինքնաթիռներին կամ օդապարիկներին աջակցելու համար (50 կմ բարձրության վրա օդի խտությունը 1000 անգամ պակաս է, քան ծովի մակարդակում), և միևնույն ժամանակ. ժամանակը չափազանց խիտ է արհեստական ​​թռիչքների համար, արբանյակներ նման ցածր ուղեծրում: Մեզոսֆերայի ուղղակի ուսումնասիրություններն իրականացվում են հիմնականում ենթաօրբիտալ օդերևութաբանական հրթիռների օգնությամբ; Ընդհանրապես, մեզոսֆերան ավելի վատ է ուսումնասիրվել, քան մթնոլորտի մյուս շերտերը, ինչի կապակցությամբ գիտնականներն այն անվանել են «իգնորոսֆերա»:

մեզոպաուզա

մեզոպաուզաՄթնոլորտի շերտը, որը բաժանում է մեզոսֆերան և թերմոսֆերան։ Երկրի վրա այն գտնվում է ծովի մակարդակից 80-90 կմ բարձրության վրա։ Մեզոպաուզայում կա ջերմաստիճանի նվազագույնը, որը մոտ -100 ° C է: Ներքևում (սկսած մոտ 50 կմ բարձրությունից) ջերմաստիճանը բարձրության հետ իջնում ​​է, վերևում (մինչև մոտ 400 կմ բարձրության վրա) կրկին բարձրանում է։ Մեզոպաուզան համընկնում է ռենտգենյան ճառագայթների ակտիվ կլանման շրջանի ստորին սահմանի և Արեգակի ամենակարճ ալիքի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման հետ։ Այս բարձրության վրա նկատվում են արծաթափայլ ամպեր։

Մեզոպաուզան գոյություն ունի ոչ միայն Երկրի վրա, այլ նաև մթնոլորտ ունեցող այլ մոլորակների վրա։

Կարման գիծ- բարձրությունը ծովի մակարդակից, որը պայմանականորեն ընդունված է որպես Երկրի մթնոլորտի և տիեզերքի սահման:

Ինչպես սահմանված է Aéronautique Internationale-ի (FAI) կողմից, Կարման գիծը գտնվում է ծովի մակարդակից 100 կմ բարձրության վրա:

Բարձրությունը կոչվել է հունգարական ծագումով ամերիկացի գիտնական Թեոդոր ֆոն Կարմանի պատվին։ Նա առաջինն էր, ով որոշեց, որ մոտավորապես այս բարձրության վրա մթնոլորտն այնքան հազվադեպ է դառնում, որ ավիագնացությունը դառնում է անհնար, քանի որ օդանավի արագությունը, որը անհրաժեշտ է բավարար վերելք ստեղծելու համար, դառնում է ավելի մեծ, քան առաջին տիեզերական արագությունը և, հետևաբար, ավելի բարձր բարձրությունների հասնելու համար, անհրաժեշտ է օգտագործել տիեզերագնացության միջոցները.

Երկրի մթնոլորտը շարունակվում է Կարմանի գծից այն կողմ: Երկրի մթնոլորտի արտաքին մասը՝ էկզոլորտը, տարածվում է 10000 կմ կամ ավելի բարձրության վրա, նման բարձրության վրա մթնոլորտը հիմնականում բաղկացած է ջրածնի ատոմներից, որոնք կարող են լքել մթնոլորտը։

Կարման գիծ հասնելը Ansari X մրցանակի առաջին պայմանն էր, քանի որ դա հիմք է թռիչքը որպես տիեզերական թռիչք ճանաչելու համար։

Մեր Երկիր մոլորակը շրջապատող գազային ծրարը, որը հայտնի է որպես մթնոլորտ, բաղկացած է հինգ հիմնական շերտերից։ Այս շերտերն առաջանում են մոլորակի մակերևույթից՝ ծովի մակարդակից (երբեմն ներքևից) և բարձրանում դեպի արտաքին տարածություն հետևյալ հաջորդականությամբ.

  • Տրոպոսֆերա;
  • Ստրատոսֆերա;
  • Մեզոսֆերա;
  • Ջերմոսֆերա;
  • Էկզոսֆերա.

Երկրի մթնոլորտի հիմնական շերտերի դիագրամ

Այս հինգ հիմնական շերտերից յուրաքանչյուրի միջև կան անցումային գոտիներ, որոնք կոչվում են «դադար», որտեղ տեղի են ունենում օդի ջերմաստիճանի, կազմի և խտության փոփոխություններ: Դադարների հետ միասին Երկրի մթնոլորտը ներառում է ընդհանուր առմամբ 9 շերտ։

Տրոպոսֆերա. որտեղ եղանակ է տեղի ունենում

Մթնոլորտի բոլոր շերտերից տրոպոսֆերան այն է, որին մենք առավել ծանոթ ենք (անկախ նրանից՝ դուք դա հասկանում եք, թե ոչ), քանի որ մենք ապրում ենք դրա հատակում՝ մոլորակի մակերեսին: Այն պարուրում է Երկրի մակերեսը և մի քանի կիլոմետր երկարում դեպի վեր։ Տրոպոսֆերա բառը նշանակում է «գնդակի փոփոխություն»։ Շատ տեղին անուն է, քանի որ այս շերտն այն վայրն է, որտեղ տեղի է ունենում մեր ամենօրյա եղանակը:

Մոլորակի մակերեւույթից սկսած տրոպոսֆերան բարձրանում է 6-ից 20 կմ բարձրության վրա։ Մեզ ամենամոտ շերտի ստորին երրորդը պարունակում է մթնոլորտային բոլոր գազերի 50%-ը։ Դա մթնոլորտի ողջ կազմի միակ մասն է, որը շնչում է։ Շնորհիվ այն բանի, որ օդը ներքևից տաքանում է երկրի մակերևույթով, որը կլանում է Արեգակի ջերմային էներգիան, տրոպոսֆերայի ջերմաստիճանը և ճնշումը նվազում են բարձրության բարձրացման հետ։

Վերևում կա մի բարակ շերտ, որը կոչվում է տրոպոպաուզ, որը պարզապես բուֆեր է տրոպոսֆերայի և ստրատոսֆերայի միջև:

Ստրատոսֆերա. օզոնի տուն

Ստրատոսֆերան մթնոլորտի հաջորդ շերտն է։ Այն տարածվում է երկրի մակերևույթից 6-20 կմ-ից մինչև 50 կմ բարձրության վրա։ Սա այն շերտն է, որով թռչում են առևտրային ավիաուղիների մեծ մասը և օդապարիկները:

Այստեղ օդը չի հոսում վեր ու վար, այլ շատ արագ օդային հոսանքներով շարժվում է մակերեսին զուգահեռ։ Ջերմաստիճանները բարձրանում են՝ շնորհիվ բնական օզոնի (O3) առատության՝ արևային ճառագայթման կողմնակի արտադրանքի և թթվածնի, որն ունի արևի վնասակար ուլտրամանուշակագույն ճառագայթները կլանելու հատկություն (բարձրության հետ ջերմաստիճանի ցանկացած բարձրացում հայտնի է. օդերևութաբանությունը որպես «ինվերսիա»):

Քանի որ ստրատոսֆերան ներքևում ունի ավելի տաք, իսկ վերևում՝ ավելի ցածր, կոնվեկցիան (օդային զանգվածների ուղղահայաց շարժումները) հազվադեպ է մթնոլորտի այս հատվածում։ Փաստորեն, դուք կարող եք դիտել տրոպոսֆերայում մոլեգնող փոթորիկը ստրատոսֆերայից, քանի որ շերտը գործում է որպես «գլխարկ» կոնվեկցիայի համար, որի միջով փոթորկի ամպերը չեն ներթափանցում:

Ստրատոսֆերային կրկին հաջորդում է բուֆերային շերտը, որն այս անգամ կոչվում է ստրատոպաուզա։

Մեզոսֆերա՝ միջին մթնոլորտ

Մեզոսֆերան գտնվում է Երկրի մակերևույթից մոտավորապես 50-80 կմ հեռավորության վրա։ Վերին մեզոսֆերան Երկրի ամենացուրտ բնական վայրն է, որտեղ ջերմաստիճանը կարող է իջնել -143°C-ից ցածր:

Թերմոսֆերա՝ վերին մթնոլորտ

Մեզոսֆերային և մեզոպաուզային հաջորդում է թերմոսֆերան, որը գտնվում է մոլորակի մակերևույթից 80-ից 700 կմ բարձրության վրա և պարունակում է մթնոլորտային թաղանթի ընդհանուր օդի 0,01%-ից պակաս: Ջերմաստիճանն այստեղ հասնում է մինչև +2000°C, սակայն օդի ուժեղ նոսրացման և ջերմության փոխանցման համար գազի մոլեկուլների բացակայության պատճառով այս բարձր ջերմաստիճանները ընկալվում են որպես շատ ցուրտ:

Էկզոսֆերա՝ մթնոլորտի և տարածության սահմանը

Երկրի մակերևույթից մոտ 700-10000 կմ բարձրության վրա գտնվում է էկզոսֆերան՝ մթնոլորտի արտաքին եզրը՝ սահմանակից տարածությանը: Այստեղ օդերեւութաբանական արբանյակները պտտվում են Երկրի շուրջը։

Ի՞նչ կասեք իոնոսֆերայի մասին:

Իոնոսֆերան առանձին շերտ չէ, և իրականում այս տերմինն օգտագործվում է 60-ից 1000 կմ բարձրության վրա գտնվող մթնոլորտը վերաբերելու համար: Այն ներառում է մեզոսֆերայի ամենավերին մասերը, ամբողջ թերմոսֆերան և էկզոլորտի մի մասը։ Իոնոսֆերան ստացել է իր անվանումը, քանի որ մթնոլորտի այս հատվածում Արեգակի ճառագայթումը իոնացվում է, երբ այն անցնում է Երկրի մագնիսական դաշտերը և . Այս երևույթը դիտվում է երկրից՝ որպես հյուսիսափայլ։

Մթնոլորտը տարբեր գազերի խառնուրդ է։ Այն տարածվում է Երկրի մակերևույթից մինչև 900 կմ բարձրություն՝ պաշտպանելով մոլորակը արեգակնային ճառագայթման վնասակար սպեկտրից և պարունակում է գազեր, որոնք անհրաժեշտ են մոլորակի ողջ կյանքի համար: Մթնոլորտը գրավում է արևի ջերմությունը՝ տաքանալով երկրի մակերևույթի մոտ և ստեղծելով բարենպաստ կլիմա։

Մթնոլորտի կազմը

Երկրի մթնոլորտը հիմնականում բաղկացած է երկու գազից՝ ազոտից (78%) և թթվածնից (21%)։ Բացի այդ, այն պարունակում է ածխաթթու գազի և այլ գազերի կեղտեր: մթնոլորտում գոյություն ունի գոլորշու, ամպերի մեջ խոնավության կաթիլների և սառցե բյուրեղների տեսքով:

Մթնոլորտի շերտերը

Մթնոլորտը բաղկացած է բազմաթիվ շերտերից, որոնց միջև հստակ սահմաններ չկան։ Տարբեր շերտերի ջերմաստիճանները զգալիորեն տարբերվում են միմյանցից:

  • անօդ մագնիտոսֆերա. Երկրի արբանյակների մեծ մասը թռչում է այստեղ՝ Երկրի մթնոլորտից դուրս:
  • Էկզոսֆերա (մակերեսից 450-500 կմ): Գրեթե չի պարունակում գազեր։ Որոշ եղանակային արբանյակներ թռչում են էկզոսֆերայում: Ջերմոսֆերան (80-450 կմ) բնութագրվում է բարձր ջերմաստիճաններով, որոնք հասնում են 1700°C վերին շերտում։
  • Մեզոսֆերա (50-80 կմ): Այս ոլորտում ջերմաստիճանը նվազում է, քանի որ բարձրությունը մեծանում է։ Այստեղ է, որ այրվում են մթնոլորտ մտնող երկնաքարերի մեծ մասը (տիեզերական ապարների բեկորներ):
  • Ստրատոսֆերա (15-50 կմ): Պարունակում է օզոնային շերտ, այսինքն՝ օզոնի շերտ, որը կլանում է արևի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը: Սա հանգեցնում է Երկրի մակերեսի մոտ ջերմաստիճանի բարձրացման: Այստեղ սովորաբար թռչում են ռեակտիվ ինքնաթիռներ, ինչպես Այս շերտում տեսանելիությունը շատ լավ է, և եղանակային պայմանների հետևանքով գրեթե ոչ մի միջամտություն չկա:
  • Տրոպոսֆերա. Բարձրությունը երկրի մակերևույթից տատանվում է 8-ից մինչև 15 կմ։ Հենց այստեղ է ձևավորվում մոլորակի եղանակը, քանի որ ք այս շերտը պարունակում է ամենաշատ ջրային գոլորշի, փոշի և քամիներ: Ջերմաստիճանը նվազում է երկրի մակերեւույթից հեռավորության հետ։

Մթնոլորտային ճնշում

Թեև մենք դա չենք զգում, սակայն մթնոլորտի շերտերը ճնշում են գործադրում Երկրի մակերեսի վրա։ Ամենաբարձրը մակերեսին մոտ է, և երբ հեռանում ես դրանից, աստիճանաբար նվազում է։ Դա կախված է ցամաքի և օվկիանոսի ջերմաստիճանի տարբերությունից, և, հետևաբար, ծովի մակարդակից նույն բարձրության վրա գտնվող տարածքներում հաճախ տարբեր ճնշում կա: Ցածր ճնշումը բերում է թաց եղանակ, մինչդեռ բարձր ճնշումը սովորաբար պարզ եղանակ է սահմանում:

Օդային զանգվածների շարժումը մթնոլորտում

Եվ ճնշումները հանգեցնում են ցածր մթնոլորտի խառնմանը: Սա ստեղծում է քամիներ, որոնք փչում են բարձր ճնշման տարածքներից դեպի ցածր ճնշման տարածքներ: Շատ շրջաններում տեղի են ունենում նաև տեղական քամիներ, որոնք պայմանավորված են ցամաքի և ծովի ջերմաստիճանի տարբերությամբ: Քամիների ուղղության վրա էական ազդեցություն ունեն նաև լեռները։

ջերմոցային էֆեկտ

Երկրի մթնոլորտում ածխածնի երկօքսիդը և այլ գազերը փակում են արևի ջերմությունը: Այս գործընթացը սովորաբար կոչվում է ջերմոցային էֆեկտ, քանի որ այն շատ առումներով նման է ջերմոցներում ջերմության շրջանառությանը: Ջերմոցային էֆեկտը մոլորակի վրա գլոբալ տաքացում է առաջացնում։ Բարձր ճնշման տարածքներում՝ անտիցիկլոններում, հաստատվում է պարզ արևային: Ցածր ճնշման վայրերում՝ ցիկլոններ, եղանակը սովորաբար անկայուն է: Ջերմությունն ու լույսը մտնում են մթնոլորտ: Գազերը թակարդում են երկրի մակերևույթից արտացոլվող ջերմությունը՝ դրանով իսկ հանգեցնելով երկրի վրա ջերմաստիճանի բարձրացման։

Ստրատոսֆերայում կա հատուկ օզոնային շերտ։ Օզոնը արգելափակում է Արեգակի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման մեծ մասը՝ պաշտպանելով Երկիրը և նրա վրա գտնվող ողջ կյանքը։ Գիտնականները պարզել են, որ օզոնային շերտի քայքայման պատճառը հատուկ քլորոֆտորածխածնի երկօքսիդի գազերն են, որոնք պարունակվում են որոշ աերոզոլներում և սառնարանային սարքավորումներում։ Արկտիկայի և Անտարկտիդայի վրա հսկայական անցքեր են հայտնաբերվել օզոնային շերտում, ինչը նպաստում է Երկրի մակերեսի վրա ազդող ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման քանակի ավելացմանը:

Օզոնը ձևավորվում է մթնոլորտի ստորին հատվածում արեգակնային ճառագայթման և տարբեր արտանետվող գոլորշիների և գազերի միջև: Սովորաբար այն ցրվում է մթնոլորտով, բայց եթե տաք օդի շերտի տակ ձևավորվում է սառը օդի փակ շերտ, օզոնը խտանում է և առաջանում է մշուշ: Ցավոք սրտի, դա չի կարող լրացնել օզոնի անցքերում օզոնի կորուստը:

Արբանյակային լուսանկարում պարզորոշ երևում է Անտարկտիդայի վրայով օզոնային շերտի անցք: Անցքի չափերը տարբեր են, սակայն գիտնականները կարծում են, որ այն անընդհատ մեծանում է։ Փորձեր են արվում նվազեցնել արտանետվող գազերի մակարդակը մթնոլորտում։ Քաղաքներում նվազեցնել օդի աղտոտվածությունը և օգտագործել առանց ծխի վառելիք: Սմոգը շատ մարդկանց մոտ առաջացնում է աչքերի գրգռում և խեղդում:

Երկրի մթնոլորտի առաջացումը և էվոլյուցիան

Երկրի ժամանակակից մթնոլորտը երկար էվոլյուցիոն զարգացման արդյունք է։ Առաջացել է երկրաբանական գործոնների և օրգանիզմների կենսագործունեության համատեղ գործողության արդյունքում։ Երկրաբանական պատմության ընթացքում երկրագնդի մթնոլորտն անցել է մի քանի խորը վերադասավորումների միջով։ Երկրաբանական տվյալների և տեսական (նախադրյալների) հիման վրա երիտասարդ Երկրի սկզբնական մթնոլորտը, որը գոյություն ուներ մոտ 4 միլիարդ տարի առաջ, կարող էր բաղկացած լինել իներտ և ազնիվ գազերի խառնուրդից՝ պասիվ ազոտի փոքր հավելումով (Ն. Ա. Յասամանով, 1985 թ. Ա. Ս. Մոնին, 1987; Օ. Գ. Սորոխտին, Ս. Ա. Ուշակով, 1991, 1993: Ներկայումս վաղ մթնոլորտի կազմի և կառուցվածքի վերաբերյալ տեսակետը որոշակիորեն փոխվել է: Առաջնային մթնոլորտը (նախամթնոլորտը) գտնվում է ամենավաղ նախամոլորակային փուլում: 4,2 միլիարդ տարի: , կարող է բաղկացած լինել մեթանի, ամոնիակի և ածխածնի երկօքսիդի խառնուրդից: Թաղանթի գազազերծման և երկրագնդի մակերևույթի վրա տեղի ունեցող ակտիվ եղանակային գործընթացների, ջրի գոլորշիների, ածխածնի միացությունների՝ CO 2 և CO-ի, ծծմբի և դրա միացություններ սկսեցին ներթափանցել մթնոլորտ, ինչպես նաև ուժեղ հալոգեն թթուներ՝ HCI, HF, HI և բորային թթու, որոնք լրացվում էին մեթանով, ամոնիակով, ջրածնով, արգոնով և մթնոլորտի որոշ այլ ազնիվ գազերով: չափազանց բարակ. Հետևաբար, Երկրի մակերևույթի մոտ ջերմաստիճանը մոտ էր ճառագայթային հավասարակշռության ջերմաստիճանին (AS Monin, 1977):

Ժամանակի ընթացքում առաջնային մթնոլորտի գազային բաղադրությունը սկսեց փոխակերպվել երկրի մակերևույթի վրա ցցված ժայռերի մթնոլորտային ազդեցության, ցիանոբակտերիաների և կապույտ-կանաչ ջրիմուռների կենսագործունեության, հրաբխային պրոցեսների և արևի լույսի ազդեցության տակ: Սա հանգեցրեց մեթանի տարրալուծմանը և ածխածնի երկօքսիդի, ամոնիակի՝ ​​ազոտի և ջրածնի: Երկրորդական մթնոլորտում սկսեց կուտակվել ածխաթթու գազ, որը դանդաղորեն իջավ երկրի մակերես, և ազոտ: Կապույտ-կանաչ ջրիմուռների կենսագործունեության շնորհիվ ֆոտոսինթեզի գործընթացում սկսեց արտադրվել թթվածին, որը, սակայն, սկզբում հիմնականում ծախսվում էր «մթնոլորտային գազերի, իսկ հետո ապարների օքսիդացման վրա։ Միաժամանակ մթնոլորտում սկսեց ինտենսիվ կուտակվել ամոնիակը, որը օքսիդացված էր մոլեկուլային ազոտի։ Ենթադրվում է, որ ժամանակակից մթնոլորտում ազոտի զգալի մասը ռելիկտային է։ Մեթանը և ածխածնի երկօքսիդը օքսիդացվել են ածխաթթու գազի: Ծծումբը և ջրածնի սուլֆիդը օքսիդացվել են մինչև SO 2 և SO 3, որոնք իրենց բարձր շարժունակության և թեթևության շնորհիվ արագ հեռացվել են մթնոլորտից։ Այսպիսով, մթնոլորտը նվազող մթնոլորտից, ինչպես եղել է արխեյան և վաղ պրոտերոզոյական դարաշրջանում, աստիճանաբար վերածվել է օքսիդացողի:

Ածխածնի երկօքսիդը մթնոլորտ է ներթափանցել ինչպես մեթանի օքսիդացման, այնպես էլ թիկնոցի գազազերծման և ապարների քայքայման արդյունքում։ Այն դեպքում, երբ Երկրի ողջ պատմության ընթացքում արձակված ողջ ածխաթթու գազը մնա մթնոլորտում, նրա մասնակի ճնշումն այժմ կարող է դառնալ նույնը, ինչ Վեներայի վրա (Օ. Սորոխտին, Ս. Ա. Ուշակով, 1991 թ.): Սակայն Երկրի վրա այդ գործընթացը հակադարձվեց: Մթնոլորտից ածխածնի երկօքսիդի զգալի մասը լուծարվել է հիդրոսֆերայում, որտեղ այն օգտագործվել է ջրային օրգանիզմների կողմից իրենց թաղանթները կառուցելու համար և կենսագենիկորեն վերածվել կարբոնատների։ Հետագայում դրանցից ձևավորվեցին քիմիածին և օրգանոգեն կարբոնատների ամենահզոր շերտերը։

Թթվածինը մթնոլորտ է մատակարարվել երեք աղբյուրներից. Երկար ժամանակ՝ սկսած Երկրի ձևավորման պահից, այն ազատվում էր թիկնոցի գազազերծման ժամանակ և հիմնականում ծախսվում օքսիդատիվ պրոցեսների վրա։Թթվածնի մեկ այլ աղբյուր էր ջրային գոլորշիների ֆոտոդիսոցիացիան արևի կոշտ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման միջոցով։ արտաքին տեսք; Մթնոլորտում ազատ թթվածինը հանգեցրեց պրոկարիոտների մեծ մասի մահվանը, որոնք ապրում էին նվազեցման պայմաններում: Պրոկարիոտիկ օրգանիզմները փոխել են իրենց բնակավայրերը։ Նրանք թողեցին Երկրի մակերեսը նրա խորքերը և այն շրջանները, որտեղ դեռևս պահպանվում էին նվազեցման պայմանները: Նրանց փոխարինեցին էուկարիոտները, որոնք սկսեցին ակտիվորեն վերամշակել ածխաթթու գազը թթվածնի։

Արխեյան ժամանակաշրջանում և Պրոտերոզոյական շրջանի զգալի մասում գրեթե ամբողջ թթվածինը, որն առաջանում էր ինչպես աբիոգեն, այնպես էլ կենսագեն, հիմնականում ծախսվում էր երկաթի և ծծմբի օքսիդացման վրա: Պրոտերոզոյան դարաշրջանի վերջում ամբողջ մետաղական երկվալենտ երկաթը, որը գտնվում էր երկրի մակերևույթի վրա, կա՛մ օքսիդացավ, կա՛մ տեղափոխվեց երկրի միջուկ: Սա հանգեցրեց նրան, որ թթվածնի մասնակի ճնշումը վաղ պրոտերոզոյան մթնոլորտում փոխվեց:

Պրոտերոզոյական դարաշրջանի կեսերին մթնոլորտում թթվածնի կոնցենտրացիան հասել է Ուրեի կետին և կազմել ներկայիս մակարդակի 0,01%-ը։ Այդ ժամանակից սկսած՝ թթվածինը սկսեց կուտակվել մթնոլորտում և, հավանաբար, արդեն Ռիֆեանի վերջում, նրա պարունակությունը հասավ Պաստերի կետին (ներկայիս մակարդակի 0,1%-ը)։ Հնարավոր է, որ օզոնային շերտը առաջացել է Վենդիական ժամանակաշրջանում և այդ ժամանակ այն երբեք չի անհետացել։

Երկրի մթնոլորտում ազատ թթվածնի հայտնվելը խթանեց կյանքի էվոլյուցիան և հանգեցրեց ավելի կատարյալ նյութափոխանակությամբ նոր ձևերի առաջացմանը: Եթե ​​ավելի վաղ էուկարիոտական ​​միաբջիջ ջրիմուռները և ցիանիդները, որոնք հայտնվել են պրոտերոզոյան դարաշրջանի սկզբում, պահանջում էին թթվածնի պարունակություն ջրի մեջ՝ իր ժամանակակից կոնցենտրացիայից ընդամենը 10-3, ապա վաղ Վենդիանի վերջում ոչ կմախքային մետազոաների ի հայտ գալով, այսինքն՝ մոտ 650 միլիոն տարի առաջ մթնոլորտում թթվածնի կոնցենտրացիան պետք է շատ ավելի բարձր լիներ։ Ի վերջո, Metazoa-ն օգտագործում էր թթվածնային շնչառություն, և դրա համար պահանջվում էր, որ թթվածնի մասնակի ճնշումը հասներ կրիտիկական մակարդակի՝ Պաստերի կետի: Այս դեպքում անաէրոբ խմորման գործընթացը փոխարինվել է էներգետիկորեն ավելի խոստումնալից և առաջադեմ թթվածնի նյութափոխանակությամբ:

Դրանից հետո երկրագնդի մթնոլորտում թթվածնի հետագա կուտակումը տեղի ունեցավ բավականին արագ։ Կապույտ-կանաչ ջրիմուռների ծավալի աստիճանական աճը նպաստեց մթնոլորտում կենդանական աշխարհի կենսաապահովման համար անհրաժեշտ թթվածնի մակարդակի հասնելուն։ Մթնոլորտում թթվածնի պարունակության որոշակի կայունացում տեղի է ունեցել այն պահից, երբ բույսերը վայրէջք կատարեցին՝ մոտ 450 միլիոն տարի առաջ: Ցամաքում բույսերի առաջացումը, որը տեղի է ունեցել Սիլուրյան ժամանակաշրջանում, հանգեցրել է մթնոլորտում թթվածնի մակարդակի վերջնական կայունացմանը։ Այդ ժամանակվանից նրա կոնցենտրացիան սկսեց տատանվել բավականին նեղ սահմաններում՝ երբեք դուրս չգալով կյանքի գոյությունից։ Ծաղկավոր բույսերի հայտնվելուց հետո մթնոլորտում թթվածնի կոնցենտրացիան լիովին կայունացել է։ Այս իրադարձությունը տեղի է ունեցել կավճի դարաշրջանի կեսերին, այսինքն. մոտ 100 միլիոն տարի առաջ:

Ազոտի հիմնական մասը ձևավորվել է Երկրի զարգացման վաղ փուլերում՝ հիմնականում ամոնիակի քայքայման պատճառով։ Օրգանիզմների հայտնվելով սկսվեց մթնոլորտային ազոտը օրգանական նյութերի մեջ կապելու և ծովային նստվածքներում թաղելու գործընթացը։ Օրգանիզմների ցամաքում ազատվելուց հետո ազոտը սկսեց թաղվել մայրցամաքային նստվածքներում։ Ազատ ազոտի վերամշակման գործընթացները հատկապես ակտիվացան ցամաքային բույսերի հայտնվելով։

Կրիպտոզոյան և Ֆաներոզոյան շրջանին, այսինքն՝ մոտ 650 միլիոն տարի առաջ, մթնոլորտում ածխաթթու գազի պարունակությունը նվազել է մինչև տասներորդական տոկոսը, և այն հասել է ներկայիս մակարդակին մոտ պարունակության միայն վերջերս՝ մոտ 10-20 միլիոն: տարիներ առաջ։

Այսպիսով, մթնոլորտի գազային բաղադրությունը ոչ միայն կենդանի տարածք է ապահովել օրգանիզմների համար, այլև որոշել է նրանց կենսագործունեության բնութագրերը, նպաստել բնակեցմանը և էվոլյուցիային: Օրգանիզմների համար բարենպաստ մթնոլորտի գազային բաղադրության բաշխման արդյունքում առաջացած ձախողումները, ինչպես տիեզերական, այնպես էլ մոլորակային պատճառներով, հանգեցրին օրգանական աշխարհի զանգվածային անհետացման, որը բազմիցս տեղի է ունեցել Կրիպտոզոյական դարաշրջանում և Ֆաներոզոյան պատմության որոշակի սահմաններում:

Մթնոլորտի էթնոսֆերային գործառույթները

Երկրի մթնոլորտն ապահովում է անհրաժեշտ նյութը, էներգիան և որոշում նյութափոխանակության գործընթացների ուղղությունն ու արագությունը։ Ժամանակակից մթնոլորտի գազային բաղադրությունը օպտիմալ է կյանքի գոյության և զարգացման համար։ Որպես եղանակի և կլիմայի ձևավորման տարածք՝ մթնոլորտը պետք է հարմարավետ պայմաններ ստեղծի մարդկանց, կենդանիների և բուսականության համար: Մթնոլորտային օդի որակի և եղանակային պայմանների այս կամ այն ​​ուղղությամբ շեղումները ծայրահեղ պայմաններ են ստեղծում կենդանական և բուսական աշխարհի, այդ թվում՝ մարդկանց կյանքի համար։

Երկրի մթնոլորտը ոչ միայն ապահովում է մարդկության գոյության պայմանները՝ հանդիսանալով էթնոսֆերայի էվոլյուցիայի հիմնական գործոնը։ Միաժամանակ ստացվում է, որ այն էներգիայի և հումքային ռեսուրս է արտադրության համար։ Ընդհանուր առմամբ, մթնոլորտը մարդու առողջությունը պահպանող գործոն է, իսկ որոշ տարածքներ, ելնելով ֆիզիկաաշխարհագրական պայմաններից և մթնոլորտային օդի որակից, ծառայում են որպես հանգստի գոտիներ և մարդկանց առողջարանային բուժման և հանգստի համար նախատեսված տարածքներ են։ Այսպիսով, մթնոլորտը գեղագիտական ​​և զգացմունքային ազդեցության գործոն է։

Մթնոլորտի էթնոսֆերային և տեխնոսֆերային գործառույթները, որոնք որոշվել են բոլորովին վերջերս (E. D. Nikitin, N. A. Yasamanov, 2001), անկախ և խորը ուսումնասիրության կարիք ունեն: Այսպիսով, մթնոլորտային էներգիայի ֆունկցիաների ուսումնասիրությունը շատ տեղին է ինչպես շրջակա միջավայրին վնասող գործընթացների առաջացման և գործարկման, այնպես էլ մարդու առողջության և բարեկեցության վրա ազդեցության տեսանկյունից: Տվյալ դեպքում խոսքը ցիկլոնների և անտիցիկլոնների էներգիայի, մթնոլորտային հորձանուտների, մթնոլորտային ճնշման և այլ ծայրահեղ մթնոլորտային երևույթների մասին է, որոնց արդյունավետ օգտագործումը կնպաստի էներգիայի այլընտրանքային աղբյուրների ստացման խնդրի հաջող լուծմանը, որոնք չեն աղտոտում։ միջավայրը։ Ի վերջո, օդային միջավայրը, հատկապես դրա այն հատվածը, որը գտնվում է Համաշխարհային օվկիանոսի վերևում, ազատ էներգիայի հսկայական քանակի արտանետման տարածք է:

Օրինակ՝ պարզվել է, որ միջին ուժգնությամբ արևադարձային ցիկլոններն արտազատում են ընդամենը մեկ օրվա ընթացքում Հիրոսիմայի և Նագասակիի վրա նետված 500000 ատոմային ռումբի էներգիային համարժեք էներգիա։ Նման ցիկլոնի գոյության 10 օրվա ընթացքում այնքան էներգիա է արձակվում, որ բավարարի ԱՄՆ-ի նման երկրի բոլոր էներգետիկ կարիքները 600 տարվա ընթացքում։

Վերջին տարիներին տպագրվել են բնագետների մեծ թվով աշխատություններ՝ որոշ չափով կապված գործունեության տարբեր ասպեկտների և երկրային գործընթացների վրա մթնոլորտի ազդեցության հետ, ինչը վկայում է ժամանակակից բնական գիտության մեջ միջառարկայական փոխազդեցությունների ինտենսիվացման մասին: Միաժամանակ դրսևորվում է նրա որոշ ուղղությունների ինտեգրացիոն դերը, որոնց թվում պետք է նշել ֆունկցիոնալ-էկոլոգիական ուղղությունը երկրէկոլոգիայում։

Այս ուղղությունը խթանում է էկոլոգիական ֆունկցիաների և տարբեր գեոսֆերների մոլորակային դերի վերլուծությունը և տեսական ընդհանրացումը, և դա, իր հերթին, կարևոր նախապայման է մեր մոլորակի ամբողջական ուսումնասիրության մեթոդաբանության և գիտական ​​հիմքերի մշակման, ռացիոնալ օգտագործման և օգտագործման համար: իր բնական պաշարների պաշտպանությունը։

Երկրի մթնոլորտը բաղկացած է մի քանի շերտերից՝ տրոպոսֆերա, ստրատոսֆերա, մեզոսֆերա, թերմոսֆերա, իոնոլորտ և էկզոլորտ։ Տրոպոսֆերայի վերին մասում և ստրատոսֆերայի ստորին հատվածում կա օզոնով հարստացված շերտ, որը կոչվում է օզոնային շերտ։ Սահմանվել են օզոնի բաշխման որոշակի (օրական, սեզոնային, տարեկան և այլն) օրինաչափություններ։ Իր ստեղծման օրվանից մթնոլորտը ազդել է մոլորակային գործընթացների ընթացքի վրա: Մթնոլորտի առաջնային բաղադրությունը բոլորովին այլ էր, քան ներկայումս, բայց ժամանակի ընթացքում մոլեկուլային ազոտի համամասնությունն ու դերը անշեղորեն աճեց, մոտ 650 միլիոն տարի առաջ հայտնվեց ազատ թթվածին, որի քանակությունը շարունակաբար աճում էր, բայց ածխաթթու գազի կոնցենտրացիան համապատասխանաբար նվազում էր: . Մթնոլորտի բարձր շարժունակությունը, նրա գազային կազմը և աերոզոլների առկայությունը պայմանավորում են նրա ակնառու դերն ու ակտիվ մասնակցությունը երկրաբանական և կենսոլորտային տարբեր գործընթացներում: Մեծ է մթնոլորտի դերը արևային էներգիայի վերաբաշխման և աղետալի բնական երևույթների ու աղետների զարգացման գործում։ Մթնոլորտային հորձանուտները՝ տորնադոները (տորնադոները), փոթորիկները, թայֆունները, ցիկլոնները և այլ երևույթներ բացասաբար են ազդում օրգանական աշխարհի և բնական համակարգերի վրա։ Աղտոտման հիմնական աղբյուրները բնական գործոնների հետ մեկտեղ մարդու տնտեսական գործունեության տարբեր ձևերն են։ Մթնոլորտի վրա մարդածին ազդեցություններն արտահայտվում են ոչ միայն տարբեր աերոզոլների և ջերմոցային գազերի ի հայտ գալով, այլև ջրային գոլորշիների քանակի ավելացմամբ և դրսևորվում են սմոգի և թթվային անձրևի տեսքով։ Ջերմոցային գազերը փոխում են երկրագնդի մակերևույթի ջերմաստիճանային ռեժիմը, որոշ գազերի արտանետումները նվազեցնում են օզոնային էկրանի ծավալը և նպաստում օզոնային անցքերի առաջացմանը։ Մեծ է Երկրի մթնոլորտի էթնոսֆերային դերը։

Մթնոլորտի դերը բնական գործընթացներում

Մակերեւութային մթնոլորտը լիթոսֆերայի և արտաքին տարածության միջև գտնվող միջանկյալ վիճակում և դրա գազային բաղադրությունը պայմաններ է ստեղծում օրգանիզմների կյանքի համար: Միևնույն ժամանակ, ժայռերի քայքայման եղանակը և ինտենսիվությունը, դետրիտային նյութի տեղափոխումն ու կուտակումը կախված են տեղումների քանակից, բնույթից և հաճախականությունից, քամիների հաճախականությունից և ուժգնությունից և հատկապես օդի ջերմաստիճանից: Մթնոլորտը կլիմայական համակարգի կենտրոնական բաղադրիչն է։ Օդի ջերմաստիճան և խոնավություն, ամպամածություն և տեղումներ, քամի - այս ամենը բնութագրում է եղանակը, այսինքն ՝ մթնոլորտի անընդհատ փոփոխվող վիճակը: Միևնույն ժամանակ, այս նույն բաղադրիչները բնութագրում են նաև կլիման, այսինքն՝ միջին երկարաժամկետ եղանակային ռեժիմը։

Գազերի բաղադրությունը, ամպերի և տարբեր կեղտերի առկայությունը, որոնք կոչվում են աերոզոլային մասնիկներ (մոխիր, փոշի, ջրային գոլորշու մասնիկներ), որոշում են արեգակնային ճառագայթման մթնոլորտով անցնելու բնութագրերը և կանխում Երկրի ջերմային ճառագայթման արտահոսքը։ դեպի արտաքին տարածություն:

Երկրի մթնոլորտը շատ շարժուն է։ Նրանում առաջացող գործընթացները և գազի կազմի, հաստության, ամպամածության, թափանցիկության և դրանում տարբեր աերոզոլային մասնիկների առկայության փոփոխությունները ազդում են ինչպես եղանակի, այնպես էլ կլիմայի վրա։

Բնական պրոցեսների գործողությունն ու ուղղությունը, ինչպես նաև կյանքն ու ակտիվությունը Երկրի վրա որոշվում են արևի ճառագայթմամբ: Այն տալիս է երկրի մակերևույթ եկող ջերմության 99,98%-ը։ Տարեկան կազմում է 134*10 19 կկալ։ Այս քանակությամբ ջերմություն կարելի է ստանալ 200 միլիարդ տոննա ածուխ այրելով։ Ջրածնի պաշարները, որոնք ստեղծում են ջերմամիջուկային էներգիայի այս հոսքը Արեգակի զանգվածում, բավարար կլինեն առնվազն ևս 10 միլիարդ տարի, այսինքն՝ մեր մոլորակի գոյությունից երկու անգամ ավելի երկար ժամանակահատվածի համար:

Մթնոլորտի վերին սահման մտնող արեգակնային էներգիայի ընդհանուր քանակի մոտ 1/3-ը արտացոլվում է համաշխարհային տարածություն, 13%-ը կլանում է օզոնային շերտը (ներառյալ գրեթե ամբողջ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը): 7% - մթնոլորտի մնացած մասը և միայն 44% է հասնում երկրի մակերեսին: Մեկ օրում Երկիր հասնող արևի ընդհանուր ճառագայթումը հավասար է այն էներգիային, որը մարդկությունը ստացել է վերջին հազարամյակի ընթացքում բոլոր տեսակի վառելիքի այրման արդյունքում:

Երկրի մակերևույթի վրա արևային ճառագայթման բաշխման քանակն ու բնույթը սերտորեն կախված են մթնոլորտի ամպամածությունից և թափանցիկությունից: Ցրված ճառագայթման քանակի վրա ազդում է Արեգակի բարձրությունը հորիզոնից վեր, մթնոլորտի թափանցիկությունը, ջրային գոլորշիների, փոշու պարունակությունը, ածխաթթու գազի ընդհանուր քանակությունը և այլն։

Ցրված ճառագայթման առավելագույն քանակությունը ընկնում է բևեռային շրջաններում: Որքան ցածր է Արեգակը հորիզոնից բարձր, այնքան ավելի քիչ ջերմություն է մտնում տվյալ տարածք:

Մթնոլորտային թափանցիկությունն ու ամպամածությունը մեծ նշանակություն ունեն։ Ամառային ամպամած օրերին սովորաբար ավելի ցուրտ է, քան պարզ, քանի որ ցերեկային ամպերը թույլ չեն տալիս երկրագնդի մակերեսը տաքանալ։

Մթնոլորտի փոշու պարունակությունը կարևոր դեր է խաղում ջերմության բաշխման գործում։ Նրա մեջ փոշու և մոխրի մանր ցրված պինդ մասնիկները, որոնք ազդում են դրա թափանցիկության վրա, բացասաբար են անդրադառնում արևային ճառագայթման բաշխման վրա, որի մեծ մասն արտացոլվում է։ Նուրբ մասնիկները մթնոլորտ են ներթափանցում երկու ճանապարհով՝ դրանք կա՛մ մոխիր են, որը արտանետվում է հրաբխային ժայթքումների ժամանակ, կա՛մ անապատի փոշին, որը տեղափոխվում է չոր արևադարձային և մերձարևադարձային շրջանների քամիներով: Հատկապես շատ նման փոշի է գոյանում երաշտի ժամանակ, երբ տաք օդի հոսքերով այն տեղափոխվում է մթնոլորտի վերին շերտեր և կարող է երկար մնալ այնտեղ։ 1883 թվականին Կրակատոա հրաբխի ժայթքումից հետո տասնյակ կիլոմետրերով մթնոլորտ նետված փոշին մոտ 3 տարի մնաց ստրատոսֆերայում։ 1985 թվականին Էլ Չիչոն հրաբխի (Մեքսիկա) ժայթքման արդյունքում փոշին հասավ Եվրոպա, և, հետևաբար, մակերևույթի ջերմաստիճանի մի փոքր նվազում եղավ։

Երկրի մթնոլորտը պարունակում է փոփոխական քանակությամբ ջրային գոլորշի։ Բացարձակ արտահայտությամբ, ըստ քաշի կամ ծավալի, դրա քանակը տատանվում է 2-ից 5%:

Ջրի գոլորշին, ինչպես ածխաթթու գազը, ուժեղացնում է ջերմոցային էֆեկտը: Մթնոլորտում առաջացող ամպերի ու մառախուղների մեջ տեղի են ունենում յուրօրինակ ֆիզիկաքիմիական գործընթացներ։

Մթնոլորտում ջրի գոլորշու առաջնային աղբյուրը օվկիանոսների մակերեսն է։ Նրանից տարեկան գոլորշիանում է 95-ից 110 սմ հաստությամբ ջրի շերտ, որի մի մասը խտացումից հետո վերադառնում է օվկիանոս, իսկ մյուսը՝ օդային հոսանքներով ուղղվում դեպի մայրցամաքներ։ Փոփոխական-խոնավ կլիմա ունեցող շրջաններում տեղումները խոնավացնում են հողը, իսկ խոնավ շրջաններում՝ ստորերկրյա ջրերի պաշարներ։ Այսպիսով, մթնոլորտը խոնավության կուտակիչ է և տեղումների ջրամբար։ իսկ մթնոլորտում առաջացող մառախուղները խոնավացնում են հողի ծածկույթը և այդպիսով որոշիչ դեր են խաղում կենդանական և բուսական աշխարհի զարգացման գործում։

Մթնոլորտային խոնավությունը բաշխվում է երկրագնդի մակերեսի վրա՝ մթնոլորտի շարժունակության պատճառով։ Այն ունի քամիների և ճնշման բաշխման շատ բարդ համակարգ։ Շնորհիվ այն բանի, որ մթնոլորտը անընդհատ շարժման մեջ է, քամու հոսքերի և ճնշման բաշխման բնույթն ու չափը մշտապես փոփոխվում են: Շրջանառության մասշտաբները տարբերվում են միկրոօդերեւութաբանականից՝ ընդամենը մի քանի հարյուր մետր չափսերով, մինչեւ գլոբալը՝ մի քանի տասնյակ հազար կիլոմետր չափերով։ Հսկայական մթնոլորտային հորձանուտները մասնակցում են լայնածավալ օդային հոսանքների համակարգերի ստեղծմանը և որոշում մթնոլորտի ընդհանուր շրջանառությունը։ Բացի այդ, դրանք աղետալի մթնոլորտային երեւույթների աղբյուր են։

Եղանակային և կլիմայական պայմանների բաշխումը և կենդանի նյութի աշխատանքը կախված են մթնոլորտային ճնշումից։ Այն դեպքում, երբ մթնոլորտային ճնշումը տատանվում է փոքր սահմաններում, այն որոշիչ դեր չի խաղում մարդկանց բարեկեցության և կենդանիների վարքի վրա և չի ազդում բույսերի ֆիզիոլոգիական գործառույթների վրա: Որպես կանոն, ճակատային երեւույթները եւ եղանակային փոփոխությունները կապված են ճնշման փոփոխության հետ։

Մթնոլորտային ճնշումը հիմնարար նշանակություն ունի քամու ձևավորման համար, որը, լինելով ռելիեֆ ձևավորող գործոն, ամենաուժեղ ազդեցությունն ունի բուսական և կենդանական աշխարհի վրա։

Քամին կարողանում է ճնշել բույսերի աճը և միևնույն ժամանակ նպաստում է սերմերի տեղափոխմանը։ Մեծ է քամու դերը եղանակային և կլիմայական պայմանների ձևավորման գործում։ Նա նաև հանդես է գալիս որպես ծովային հոսանքների կարգավորիչ։ Քամին, որպես էկզոգեն գործոններից մեկը, նպաստում է երկար հեռավորությունների վրա քայքայված նյութի էրոզիային և նվազմանը:

Մթնոլորտային գործընթացների էկոլոգիական և երկրաբանական դերը

Մթնոլորտի թափանցիկության նվազումը՝ դրանում աերոզոլային մասնիկների և պինդ փոշու ի հայտ գալու պատճառով, ազդում է արեգակնային ճառագայթման բաշխման վրա՝ մեծացնելով ալբեդոն կամ ռեֆլեկտիվությունը։ Տարբեր քիմիական ռեակցիաները հանգեցնում են նույն արդյունքի, ինչը հանգեցնում է օզոնի քայքայմանը և ջրի գոլորշուց կազմված «մարգարիտ» ամպերի առաջացմանը։ Կլիմայի փոփոխության պատճառ են հանդիսանում ռեֆլեկտիվության գլոբալ փոփոխությունը, ինչպես նաև մթնոլորտի գազային կազմի, հիմնականում ջերմոցային գազերի փոփոխությունները։

Անհավասար ջեռուցումը, որն առաջացնում է մթնոլորտային ճնշման տարբերություններ երկրի մակերեսի տարբեր մասերում, հանգեցնում է մթնոլորտի շրջանառության, որը տրոպոսֆերայի բնորոշ նշանն է: Երբ ճնշման տարբերություն կա, օդը բարձր ճնշման տարածքներից շտապում է ցածր ճնշման տարածքներ: Օդային զանգվածների այս շարժումները խոնավության և ջերմաստիճանի հետ միասին որոշում են մթնոլորտային գործընթացների հիմնական էկոլոգիական և երկրաբանական առանձնահատկությունները։

Կախված արագությունից՝ քամին երկրի մակերևույթի վրա տարբեր երկրաբանական աշխատանքներ է առաջացնում։ 10 մ/վ արագությամբ թափահարում է ծառերի հաստ ճյուղերը, վերցնում ու տանում փոշին ու մանր ավազը; կոտրում է ծառերի ճյուղերը 20 մ/վ արագությամբ, տանում է ավազ և մանրախիճ. 30 մ/վ արագությամբ (փոթորիկ) պոկում է տների տանիքները, արմատախիլ է անում ծառերը, ջարդում սյուները, տեղաշարժում խճաքարերը և տանում մանր խիճ, իսկ 40 մ/վ արագությամբ փոթորիկը քանդում է տները, կոտրում և քանդում էլեկտրահաղորդման գիծը։ ձողեր, արմատախիլ է անում մեծ ծառեր.

Փոթորիկները և տորնադոները (տորնադոները) ունեն շրջակա միջավայրի վրա մեծ բացասական ազդեցություն՝ աղետալի հետևանքներով. մթնոլորտային պտույտներ, որոնք տեղի են ունենում տաք սեզոնում հզոր մթնոլորտային ճակատներում մինչև 100 մ/վ արագությամբ: Փոթորիկ քամու արագությամբ (մինչև 60-80 մ/վրկ) հորիզոնական հորձանուտներ են: Դրանք հաճախ ուղեկցվում են հորդառատ անձրևներով և ամպրոպներով, որոնք տևում են մի քանի րոպեից մինչև կես ժամ: Սքալները ծածկում են մինչև 50 կմ լայնությամբ տարածքներ և անցնում 200-250 կմ տարածություն: 1998 թվականին Մոսկվայում և Մոսկվայի մարզում ուժեղ փոթորիկը վնասել է բազմաթիվ տների տանիքներ և տապալել ծառեր։

Տորնադոները, որոնք կոչվում են տորնադոներ Հյուսիսային Ամերիկայում, հզոր ձագարաձև մթնոլորտային պտույտներ են, որոնք հաճախ կապված են ամպրոպային ամպերի հետ: Սրանք մեջտեղում նեղացող օդային սյուներ են՝ մի քանի տասնյակից հարյուրավոր մետր տրամագծով: Տորնադոն ունի ձագարի տեսք, որը շատ նման է փղի բնին, որը իջնում ​​է ամպերից կամ բարձրանում երկրի մակերևույթից։ Ունենալով ուժեղ նոսրացում և պտտման բարձր արագություն՝ տորնադոն անցնում է մինչև մի քանի հարյուր կիլոմետր՝ քաշելով փոշին, ջուրը ջրամբարներից և տարբեր առարկաներից: Հզոր տորնադոներն ուղեկցվում են ամպրոպներով, անձրևներով և մեծ ավերիչ ուժ ունեն։

Տորնադոները հազվադեպ են հանդիպում ենթաբևեռային կամ հասարակածային շրջաններում, որտեղ անընդհատ ցուրտ է կամ շոգ: Մի քանի տորնադոներ բաց օվկիանոսում: Տորնադոները տեղի են ունենում Եվրոպայում, Ճապոնիայում, Ավստրալիայում, ԱՄՆ-ում, իսկ Ռուսաստանում հատկապես հաճախակի են Կենտրոնական Սև Երկրի տարածաշրջանում, Մոսկվայի, Յարոսլավլի, Նիժնի Նովգորոդի և Իվանովոյի շրջաններում։

Տորնադոները բարձրացնում և տեղափոխում են մեքենաներ, տներ, վագոններ, կամուրջներ: Հատկապես կործանարար տորնադոներ (տորնադոներ) դիտվում են ԱՄՆ-ում։ Տարեկան գրանցվում է 450-ից 1500 տորնադո՝ միջինը մոտ 100 զոհով։ Տորնադոները արագ գործող աղետալի մթնոլորտային գործընթացներ են: Դրանք գոյանում են ընդամենը 20-30 րոպեում, իսկ գոյության ժամանակը 30 րոպե է։ Ուստի գրեթե անհնար է կանխատեսել տորնադոների առաջացման ժամանակը և վայրը։

Այլ կործանարար, բայց երկարաժամկետ մթնոլորտային հորձանուտները ցիկլոններն են: Դրանք ձևավորվում են ճնշման անկման պատճառով, ինչը որոշակի պայմաններում նպաստում է օդային հոսանքների շրջանաձև շարժման առաջացմանը։ Մթնոլորտային հորձանուտները առաջանում են խոնավ տաք օդի հզոր բարձրացող հոսանքների շուրջ և մեծ արագությամբ պտտվում են հարավային կիսագնդում ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ և հյուսիսային կիսագնդում ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ։ Ցիկլոնները, ի տարբերություն տորնադոների, առաջանում են օվկիանոսների վրայով և իրենց ավերիչ գործողություններն առաջացնում մայրցամաքների վրա: Հիմնական կործանարար գործոններն են ուժեղ քամիները, ինտենսիվ տեղումները ձյան տեղումների, անձրևների, կարկուտի և սելավների տեսքով: 19-30 մ/վ արագությամբ քամիները փոթորիկ են կազմում, 30-35 մ/վրկ՝ փոթորիկ, իսկ ավելի քան 35 մ/վրկ՝ փոթորիկ:

Արեւադարձային ցիկլոնները՝ փոթորիկներն ու թայֆունները, ունեն մի քանի հարյուր կիլոմետր միջին լայնություն։ Քամու արագությունը ցիկլոնի ներսում հասնում է փոթորիկի ուժի: Արեւադարձային ցիկլոնները տևում են մի քանի օրից մինչև մի քանի շաբաթ՝ շարժվելով 50-ից 200 կմ/ժ արագությամբ։ Միջին լայնության ցիկլոններն ավելի մեծ տրամագիծ ունեն։ Նրանց լայնակի չափերը տատանվում են հազարից մինչև մի քանի հազար կիլոմետր, քամու արագությունը բուռն է։ Դրանք հյուսիսային կիսագնդում շարժվում են արևմուտքից և ուղեկցվում են կարկուտի ու ձյան տեղումներով, որոնք աղետալի են։ Ցիկլոնները և դրանց հետ կապված փոթորիկները և թայֆունները ջրհեղեղներից հետո ամենամեծ բնական աղետներն են՝ զոհերի թվով և պատճառված վնասներով: Ասիայի խիտ բնակեցված տարածքներում փոթորիկների ժամանակ զոհերի թիվը չափվում է հազարներով։ 1991 թվականին Բանգլադեշում 6 մ բարձրությամբ ծովի ալիքների առաջացման պատճառ դարձած փոթորիկի ժամանակ զոհվել է 125 հազար մարդ։ Թայֆունները մեծ վնաս են հասցնում ԱՄՆ-ին. Արդյունքում տասնյակ ու հարյուրավոր մարդիկ են մահանում։ Արևմտյան Եվրոպայում փոթորիկները ավելի քիչ վնաս են պատճառում։

Ամպրոպները համարվում են աղետալի մթնոլորտային երեւույթ։ Դրանք առաջանում են, երբ տաք, խոնավ օդը շատ արագ է բարձրանում։ Արևադարձային և մերձարևադարձային գոտիների սահմանին ամպրոպներ են լինում տարեկան 90-100 օր, բարեխառն գոտում՝ 10-30 օր։ Մեր երկրում ամենամեծ թվով ամպրոպներ են լինում Հյուսիսային Կովկասում։

Ամպրոպները սովորաբար տևում են մեկ ժամից պակաս: Առանձին վտանգ են ներկայացնում ինտենսիվ անձրևները, կարկուտները, կայծակները, քամու պոռթկումները և ուղղահայաց օդային հոսանքները։ Կարկուտի վտանգը որոշվում է կարկուտի չափերով: Հյուսիսային Կովկասում կարկուտի զանգվածը ժամանակին հասել է 0,5 կգ-ի, իսկ Հնդկաստանում նշվել է 7 կգ կշռող կարկուտը։ Մեր երկրի ամենավտանգավոր տարածքները գտնվում են Հյուսիսային Կովկասում։ 1992 թվականի հուլիսին Միներալնիե Վոդի օդանավակայանում կարկուտը վնասել է 18 ինքնաթիռ։

Կայծակը եղանակային վտանգավոր երեւույթ է։ Նրանք սպանում են մարդկանց, անասուններին, հրդեհներ են առաջացնում, վնասում են էլեկտրացանցը։ Ամբողջ աշխարհում ամպրոպներից և դրանց հետևանքներից տարեկան մահանում է մոտ 10000 մարդ։ Ավելին, Աֆրիկայի որոշ հատվածներում՝ Ֆրանսիայում և ԱՄՆ-ում, կայծակի զոհերի թիվն ավելի մեծ է, քան բնական այլ երևույթներից։ ԱՄՆ-ում ամպրոպների տարեկան տնտեսական վնասը կազմում է առնվազն 700 միլիոն դոլար։

Երաշտները բնորոշ են անապատային, տափաստանային և անտառատափաստանային շրջաններին։ Տեղումների բացակայությունը հանգեցնում է հողի չորացման, ստորերկրյա ջրերի մակարդակի նվազմանը և ջրամբարներում, մինչև դրանք ամբողջությամբ չորանան։ Խոնավության պակասը հանգեցնում է բուսականության և մշակաբույսերի մահվան: Երաշտները հատկապես ուժեղ են Աֆրիկայում, Մերձավոր և Մերձավոր Արևելքում, Կենտրոնական Ասիայում և Հյուսիսային Ամերիկայի հարավում:

Երաշտը փոխում է մարդու կյանքի պայմանները, բացասաբար է անդրադառնում բնական միջավայրի վրա այնպիսի գործընթացների միջոցով, ինչպիսիք են հողի աղակալումը, չոր քամիները, փոշու փոթորիկները, հողի էրոզիան և անտառային հրդեհները: Հրդեհները հատկապես ուժեղ են երաշտի ժամանակ տայգայի շրջաններում, արևադարձային և մերձարևադարձային անտառներում և սավաննաներում:

Երաշտները կարճաժամկետ գործընթացներ են, որոնք տևում են մեկ սեզոն։ Երբ երաշտը տևում է ավելի քան երկու սեզոն, կա սովի և զանգվածային մահացության վտանգ: Սովորաբար, երաշտի ազդեցությունը տարածվում է մեկ կամ մի քանի երկրների տարածքի վրա։ Հատկապես հաճախ երկարատև երաշտներ՝ ողբերգական հետևանքներով, տեղի են ունենում Աֆրիկայի Սահել շրջանում։

Մթնոլորտային այնպիսի երևույթները, ինչպիսիք են ձյունը, ընդհատվող հորդառատ անձրևները և երկարատև անձրևները, մեծ վնաս են պատճառում: Ձյան տեղումները լեռներում առաջացնում են զանգվածային ձնահոսքեր, իսկ տեղացած ձյան արագ հալոցքը և երկարատև հորդառատ անձրևները հանգեցնում են ջրհեղեղների: Ջրի հսկայական զանգվածը, որն ընկնում է երկրի մակերեսին, հատկապես ծառազուրկ վայրերում, առաջացնում է հողի ծածկույթի խիստ էրոզիա։ Նկատվում է կիրճային ճառագայթային համակարգերի ինտենսիվ աճ։ Ջրհեղեղները առաջանում են մեծ ջրհեղեղների հետևանքով առատ տեղումների կամ հեղեղումների հետևանքով հանկարծակի տաքացումից կամ գարնանային ձնհալից հետո և, հետևաբար, իրենց ծագմամբ մթնոլորտային երևույթներ են (դրանք քննարկվում են հիդրոսֆերայի էկոլոգիական դերի մասին գլխում):

Մարդածին փոփոխություններ մթնոլորտում

Ներկայումս կան անտրոպոգեն բնույթի բազմաթիվ տարբեր աղբյուրներ, որոնք առաջացնում են մթնոլորտի աղտոտում և հանգեցնում էկոլոգիական հավասարակշռության լուրջ խախտումների: Սանդղակի առումով մթնոլորտի վրա ամենամեծ ազդեցությունն ունեն երկու աղբյուր՝ տրանսպորտը և արդյունաբերությունը: Միջին հաշվով, տրանսպորտին բաժին է ընկնում մթնոլորտի աղտոտվածության ընդհանուր քանակի մոտ 60%-ը, արդյունաբերությունը՝ 15%, ջերմային էներգիան՝ 15%, կենցաղային և արդյունաբերական թափոնների ոչնչացման տեխնոլոգիաները՝ 10%։

Տրանսպորտը, կախված օգտագործվող վառելիքից և օքսիդացնող նյութերի տեսակներից, մթնոլորտ է արտանետում ազոտի օքսիդներ, ծծումբ, ածխածնի, կապարի և դրա միացությունների օքսիդներ և երկօքսիդներ, մուր, բենզոպիրեն (մի նյութ բազմիցիկ անուշաբույր ածխաջրածինների խմբից, որը ուժեղ քաղցկեղածին, որը առաջացնում է մաշկի քաղցկեղ):

Արդյունաբերությունը մթնոլորտ է արտանետում ծծմբի երկօքսիդ, ածխածնի օքսիդներ և երկօքսիդներ, ածխաջրածիններ, ամոնիակ, ջրածնի սուլֆիդ, ծծմբաթթու, ֆենոլ, քլոր, ֆտոր և այլ միացություններ և քիմիական նյութեր: Սակայն արտանետումների մեջ գերիշխող դիրքը (մինչև 85%) զբաղեցնում է փոշին։

Աղտոտման արդյունքում փոխվում է մթնոլորտի թափանցիկությունը, դրանում առաջանում են աերոզոլներ, մշուշ, թթվային անձրևներ։

Աերոզոլները ցրված համակարգեր են, որոնք բաղկացած են պինդ մասնիկներից կամ հեղուկ կաթիլներից, որոնք կախված են գազային միջավայրում: Ցրված փուլի մասնիկների չափը սովորաբար կազմում է 10 -3 -10 -7 սմ Կախված ցրված փուլի բաղադրությունից, աերոզոլները բաժանվում են երկու խմբի. Մեկը ներառում է գազային միջավայրում ցրված պինդ մասնիկներից բաղկացած աերոզոլներ, երկրորդը՝ աերոզոլներ, որոնք գազային և հեղուկ փուլերի խառնուրդ են։ Առաջինները կոչվում են ծխեր, իսկ երկրորդները՝ մառախուղներ։ Կոնդենսացիոն կենտրոնները կարևոր դեր են խաղում դրանց ձևավորման գործընթացում։ Որպես կոնդենսացիոն միջուկներ հանդես են գալիս հրաբխային մոխիրը, տիեզերական փոշին, արդյունաբերական արտանետումների արգասիքները, տարբեր բակտերիաներ և այլն։Կենտրոնացման միջուկների հնարավոր աղբյուրների թիվը անընդհատ աճում է։ Այսպիսով, օրինակ, երբ չոր խոտը ոչնչացվում է կրակով 4000 մ 2 տարածքի վրա, ձևավորվում է միջինը 11 * 10 22 աերոզոլային միջուկներ:

Աերոզոլները սկսեցին ձևավորվել մեր մոլորակի առաջացման պահից և ազդեցին բնական պայմանների վրա: Սակայն դրանց քանակն ու գործողությունները, հավասարակշռված բնության մեջ նյութերի ընդհանուր շրջանառության հետ, խորը էկոլոգիական փոփոխություններ չեն առաջացրել։ Դրանց առաջացման մարդածին գործոնները այս հավասարակշռությունը տեղափոխեցին դեպի զգալի կենսոլորտային ծանրաբեռնվածություն: Այս հատկանիշը հատկապես ընդգծված է այն պահից, երբ մարդկությունը սկսեց օգտագործել հատուկ ստեղծված աերոզոլները ինչպես թունավոր նյութերի տեսքով, այնպես էլ բույսերի պաշտպանության համար։

Բուսական ծածկույթի համար առավել վտանգավոր են ծծմբի երկօքսիդի, ջրածնի ֆտորիդի և ազոտի աերոզոլները: Թաց տերևի մակերեսի հետ շփվելիս նրանք ձևավորում են թթուներ, որոնք վնասակար ազդեցություն են ունենում կենդանի օրգանիզմների վրա։ Թթվային մառախուղները ներշնչված օդի հետ միասին ներթափանցում են կենդանիների և մարդկանց շնչառական օրգանները և ագրեսիվորեն ազդում լորձաթաղանթների վրա։ Նրանցից ոմանք քայքայվում են կենդանի հյուսվածքը, իսկ ռադիոակտիվ աերոզոլները քաղցկեղ են առաջացնում: Ռադիոակտիվ իզոտոպների շարքում SG 90-ը առանձնահատուկ վտանգ է ներկայացնում ոչ միայն իր քաղցկեղածին լինելու պատճառով, այլև որպես կալցիումի անալոգային՝ փոխարինելով այն օրգանիզմների ոսկորներում՝ առաջացնելով դրանց քայքայվելը։

Միջուկային պայթյունների ժամանակ մթնոլորտում առաջանում են ռադիոակտիվ աերոզոլային ամպեր։ 1 - 10 միկրոն շառավղով փոքր մասնիկները ընկնում են ոչ միայն տրոպոսֆերայի վերին շերտերում, այլև ստրատոսֆերայի մեջ, որտեղ նրանք կարողանում են երկար ժամանակ մնալ։ Աերոզոլային ամպեր են ձևավորվում նաև միջուկային վառելիք արտադրող արդյունաբերական կայանների ռեակտորների աշխատանքի ժամանակ, ինչպես նաև ատոմակայաններում վթարների հետևանքով։

Smog-ը հեղուկ և պինդ ցրված փուլերով աերոզոլների խառնուրդ է, որոնք մառախլապատ վարագույր են կազմում արդյունաբերական տարածքների և մեծ քաղաքների վրա:

Սմոգի երեք տեսակ կա՝ սառույց, թաց և չոր։ Սառցե մշուշը կոչվում է Ալյասկա: Սա գազային աղտոտիչների համակցություն է փոշոտ մասնիկների և սառցե բյուրեղների ավելացման հետ, որոնք առաջանում են, երբ մառախուղի կաթիլները և ջեռուցման համակարգերից գոլորշին սառչում են:

Թաց մշուշը կամ լոնդոնյան տիպի մշուշը երբեմն անվանում են ձմեռային մշուշ: Այն գազային աղտոտիչների (հիմնականում ծծմբի երկօքսիդի), փոշու մասնիկների և մառախուղի կաթիլների խառնուրդ է։ Ձմեռային մշուշի ի հայտ գալու օդերևութաբանական նախադրյալը հանգիստ եղանակն է, որի դեպքում սառը օդի մակերևութային շերտից (700 մ-ից ցածր) գտնվում է տաք օդի շերտը: Ընդ որում, ոչ միայն հորիզոնական, այլեւ ուղղահայաց փոխանակումը բացակայում է։ Աղտոտիչները, որոնք սովորաբար ցրված են բարձր շերտերում, այս դեպքում կուտակվում են մակերեսային շերտում։

Չոր սմոգը առաջանում է ամառվա ընթացքում և հաճախ կոչվում է LA տիպի սմոգ: Այն օզոնի, ածխածնի երկօքսիդի, ազոտի օքսիդների և թթվային գոլորշիների խառնուրդ է։ Նման մշուշն առաջանում է արեգակնային ճառագայթման միջոցով աղտոտող նյութերի, հատկապես դրա ուլտրամանուշակագույն մասի քայքայման արդյունքում։ Օդերեւութաբանական նախադրյալը մթնոլորտային ինվերսիան է, որն արտահայտվում է տաքի վերևում սառը օդի շերտի առաջացմամբ։ Գազերը և պինդ մասնիկները, որոնք սովորաբար բարձրանում են տաք օդային հոսանքների միջոցով, այնուհետև ցրվում են վերին սառը շերտերում, բայց այս դեպքում դրանք կուտակվում են ինվերսիոն շերտում։ Ֆոտոլիզի գործընթացում ավտոմեքենաների շարժիչներում վառելիքի այրման ժամանակ առաջացած ազոտի երկօքսիդները քայքայվում են.

NO 2 → NO + O

Այնուհետև տեղի է ունենում օզոնի սինթեզ.

O + O 2 + M → O 3 + M

NO + O → NO 2

Ֆոտոդիսոցացման գործընթացները ուղեկցվում են դեղնականաչավուն փայլով։

Բացի այդ, ռեակցիաները տեղի են ունենում ըստ տեսակի՝ SO 3 + H 2 0 -> H 2 SO 4, այսինքն՝ առաջանում է ուժեղ ծծմբական թթու:

Օդերեւութաբանական պայմանների փոփոխությամբ (քամու առաջացում կամ խոնավության փոփոխություն) սառը օդը ցրվում է, և մշուշը վերանում է։

Սմոգի մեջ քաղցկեղածին նյութերի առկայությունը հանգեցնում է շնչառական անբավարարության, լորձաթաղանթների գրգռման, արյան շրջանառության խանգարումների, ասթմատիկ շնչահեղձության և հաճախ մահվան: Սմոգը հատկապես վտանգավոր է փոքր երեխաների համար։

Թթվային անձրևը մթնոլորտային տեղումներ է, որոնք թթվում են ծծմբի օքսիդների, ազոտի օքսիդների և դրանցում լուծված պերքլորաթթվի և քլորի արդյունաբերական արտանետումներով: Ածուխի և գազի այրման գործընթացում դրանում առկա ծծմբի մեծ մասը, ինչպես օքսիդի, այնպես էլ երկաթի միացություններում, մասնավորապես պիրիտի, պիրհոտիտի, խալկոպիրիտի և այլնի մեջ, վերածվում է ծծմբի օքսիդի, որը ածխածնի հետ միասին. երկօքսիդ, արտանետվում է մթնոլորտ: Երբ մթնոլորտային ազոտը և տեխնիկական արտանետումները զուգակցվում են թթվածնի հետ, ձևավորվում են տարբեր ազոտի օքսիդներ, և առաջացած ազոտի օքսիդների ծավալը կախված է այրման ջերմաստիճանից։ Ազոտի օքսիդների հիմնական մասը առաջանում է մեքենաների և դիզելային լոկոմոտիվների շահագործման ժամանակ, իսկ ավելի փոքր մասը՝ էներգետիկ ոլորտում և արդյունաբերական ձեռնարկություններում։ Հիմնական թթու ձևավորողներն են ծծմբի և ազոտի օքսիդները: Մթնոլորտային թթվածնի և դրանում առկա ջրային գոլորշու հետ փոխազդելիս առաջանում են ծծմբական և ազոտական ​​թթուներ։

Հայտնի է, որ միջավայրի ալկալային-թթվային հավասարակշռությունը որոշվում է pH արժեքով։ Չեզոք միջավայրն ունի pH 7 արժեք, թթվային միջավայրը՝ 0, իսկ ալկալայինը՝ 14: Ժամանակակից դարաշրջանում անձրևաջրի pH արժեքը 5,6 է, թեև ոչ վաղ անցյալում այն չեզոք էր. PH-ի արժեքի մեկով նվազումը համապատասխանում է թթվայնության տասնապատիկ աճին, և, հետևաբար, ներկայումս գրեթե ամենուր թթվայնության բարձրացմամբ անձրևներ են ընկնում: Արևմտյան Եվրոպայում գրանցված անձրևների առավելագույն թթվայնությունը կազմել է 4-3,5 pH: Պետք է հաշվի առնել, որ 4-4,5-ին հավասար pH արժեքը ձկների մեծ մասի համար մահացու է։

Թթվային անձրևները ագրեսիվ ազդեցություն են ունենում Երկրի բուսական ծածկույթի, արդյունաբերական և բնակելի շենքերի վրա և նպաստում են մերկացած ապարների եղանակային ազդեցության զգալի արագացմանը: Թթվայնության բարձրացումը խանգարում է հողերի չեզոքացման ինքնակարգավորմանը, որոնցում լուծվում են սննդանյութերը: Սա իր հերթին բերում է բերքատվության կտրուկ նվազման և առաջացնում է բուսածածկույթի դեգրադացիա։ Հողի թթվայնությունը նպաստում է կապակցված վիճակում գտնվող ծանր նյութերի արտազատմանը, որոնք աստիճանաբար ներծծվում են բույսերի կողմից՝ նրանց մեջ պատճառելով հյուսվածքների լուրջ վնաս և ներթափանցելով մարդու սննդի շղթա։

Ծովային ջրերի ալկալային թթվային ներուժի փոփոխությունը, հատկապես ծանծաղ ջրերում, հանգեցնում է բազմաթիվ անողնաշարավորների վերարտադրության դադարեցմանը, առաջացնում է ձկների մահ և խաթարում է էկոլոգիական հավասարակշռությունը օվկիանոսներում։

Թթվային անձրեւների հետեւանքով Արեւմտյան Եվրոպայի, Բալթյան երկրների, Կարելիայի, Ուրալի, Սիբիրի եւ Կանադայի անտառները հայտնվել են մահվան վտանգի տակ։

Մթնոլորտի դերը Երկրի կյանքում

Մթնոլորտը թթվածնի աղբյուրն է, որը մարդիկ շնչում են: Այնուամենայնիվ, երբ դուք բարձրանում եք բարձրություն, ընդհանուր մթնոլորտային ճնշումը նվազում է, ինչի հետևանքով նվազում է թթվածնի մասնակի ճնշումը:

Մարդու թոքերը պարունակում են մոտավորապես երեք լիտր ալվեոլային օդ: Եթե ​​մթնոլորտային ճնշումը նորմալ է, ապա թթվածնի մասնակի ճնշումը ալվեոլային օդում կկազմի 11 մմ Hg: Արտ., ածխածնի երկօքսիդի ճնշումը - 40 մմ Hg: Արվեստ., իսկ ջրի գոլորշինը՝ 47 մմ Hg: Արվեստ. Բարձրության բարձրացման հետ թթվածնի ճնշումը նվազում է, իսկ ջրի գոլորշու և ածխածնի երկօքսիդի ճնշումը թոքերում ընդհանուր առմամբ կմնա հաստատուն՝ մոտավորապես 87 մմ Hg: Արվեստ. Երբ օդի ճնշումը հավասարվի այս արժեքին, թթվածինը կդադարի հոսել թոքեր:

Մթնոլորտային ճնշման նվազման պատճառով 20 կմ բարձրության վրա այստեղ եռալու է ջուրը և մարդու օրգանիզմի միջքաղաքային հեղուկը։ Եթե ​​դուք չեք օգտագործում ճնշված խցիկ, ապա այդպիսի բարձրության վրա մարդը կմահանա գրեթե ակնթարթորեն։ Ուստի, մարդու մարմնի ֆիզիոլոգիական բնութագրերի տեսանկյունից «տիեզերքը» սկիզբ է առնում ծովի մակարդակից 20 կմ բարձրությունից։

Շատ մեծ է մթնոլորտի դերը Երկրի կյանքում։ Այսպիսով, օրինակ, շնորհիվ խիտ օդային շերտերի՝ տրոպոսֆերայի և ստրատոսֆերայի, մարդիկ պաշտպանված են ճառագայթման ազդեցությունից։ Տիեզերքում, հազվադեպ օդում, ավելի քան 36 կմ բարձրության վրա, գործում է իոնացնող ճառագայթումը: 40 կմ-ից ավելի բարձրության վրա՝ ուլտրամանուշակագույն:

Երկրի մակերևույթից 90-100 կմ բարձրության վրա բարձրանալիս աստիճանաբար կթուլանան, այնուհետև մթնոլորտի ստորին շերտում դիտվող մարդկանց ծանոթ երևույթների լիակատար անհետացում.

Ձայնը չի տարածվում:

Չկա աերոդինամիկ ուժ և քաշք:

Ջերմությունը չի փոխանցվում կոնվեկցիայով և այլն:

Մթնոլորտային շերտը պաշտպանում է Երկիրը և բոլոր կենդանի օրգանիզմները տիեզերական ճառագայթումից, երկնաքարերից, պատասխանատու է ջերմաստիճանի սեզոնային տատանումները կարգավորելու, առօրյան հավասարակշռելու և հավասարեցնելու համար։ Երկրի վրա մթնոլորտի բացակայության դեպքում օրական ջերմաստիճանը տատանվում է +/-200С˚ սահմաններում: Մթնոլորտային շերտը կենսատու «բուֆեր» է երկրի մակերեսի և արտաքին տարածության միջև, խոնավության և ջերմության կրող, մթնոլորտում տեղի են ունենում ֆոտոսինթեզի և էներգիայի փոխանակման գործընթացներ՝ կենսոլորտային ամենակարևոր գործընթացները:

Մթնոլորտի շերտերը՝ ըստ Երկրի մակերևույթի

Մթնոլորտը շերտավոր կառուցվածք է, որը Երկրի մակերևույթից հերթականությամբ մթնոլորտի հետևյալ շերտերն է.

Տրոպոսֆերա.

Ստրատոսֆերա.

Մեզոսֆերա.

Ջերմոսֆերա.

Էկզոսֆերա

Յուրաքանչյուր շերտ չունի նրանց միջև սուր սահմաններ, և դրանց բարձրության վրա ազդում են լայնությունը և սեզոնները: Այս շերտավոր կառուցվածքը գոյացել է տարբեր բարձրությունների ջերմաստիճանի փոփոխության արդյունքում։ Մթնոլորտի շնորհիվ է, որ մենք տեսնում ենք փայլատակող աստղեր։

Երկրի մթնոլորտի կառուցվածքն ըստ շերտերի.

Ինչի՞ց է կազմված երկրագնդի մթնոլորտը:

Մթնոլորտային յուրաքանչյուր շերտ տարբերվում է ջերմաստիճանով, խտությամբ և կազմով։ Մթնոլորտի ընդհանուր հաստությունը 1,5-2,0 հազար կմ է։ Ինչի՞ց է կազմված երկրագնդի մթնոլորտը: Ներկայումս այն գազերի խառնուրդ է՝ տարբեր կեղտերով։

Տրոպոսֆերա

Երկրի մթնոլորտի կառուցվածքը սկսվում է տրոպոսֆերայից, որը մոտ 10-15 կմ բարձրությամբ մթնոլորտի ստորին հատվածն է։ Այստեղ է կենտրոնացած մթնոլորտային օդի մեծ մասը։ Տրոպոսֆերայի բնորոշ առանձնահատկությունն այն է, որ ջերմաստիճանի անկումն է 0,6 ˚C, երբ դուք բարձրանում եք յուրաքանչյուր 100 մետրի համար: Տրոպոսֆերան իր մեջ կենտրոնացրել է գրեթե ողջ մթնոլորտային ջրային գոլորշիները, և այստեղ նույնպես առաջանում են ամպեր։

Տրոպոսֆերայի բարձրությունը փոխվում է ամեն օր։ Բացի այդ, նրա միջին արժեքը տատանվում է կախված լայնությունից և տարվա եղանակից։ Տրոպոսֆերայի միջին բարձրությունը բևեռներից 9 կմ է, հասարակածից բարձր՝ մոտ 17 կմ։ Հասարակածի վրա օդի միջին տարեկան ջերմաստիճանը մոտ +26˚C է, իսկ Հյուսիսային բևեռում -23˚C: Հասարակածից վեր տրոպոսֆերայի սահմանի վերին գիծը միջին տարեկան ջերմաստիճանն է մոտ -70 ˚C, իսկ հյուսիսային բևեռի վրա ամռանը -45 ˚C և ձմռանը -65 ˚C: Այսպիսով, որքան բարձր է բարձրությունը, այնքան ցածր է ջերմաստիճանը: Արեգակի ճառագայթներն ազատորեն անցնում են տրոպոսֆերայով՝ տաքացնելով Երկրի մակերեսը։ Արեգակի ճառագայթած ջերմությունը պահպանվում է ածխաթթու գազի, մեթանի և ջրի գոլորշու միջոցով:

Ստրատոսֆերա

Տրոպոսֆերայի շերտից վեր գտնվում է ստրատոսֆերան, որի բարձրությունը 50-55 կմ է։ Այս շերտի առանձնահատկությունը բարձրության հետ ջերմաստիճանի բարձրացումն է։ Տրոպոսֆերայի և ստրատոսֆերայի միջև ընկած է անցումային շերտ, որը կոչվում է տրոպոպաուզա:

Մոտավորապես 25 կիլոմետր բարձրությունից ստրատոսֆերային շերտի ջերմաստիճանը սկսում է աճել և, հասնելով 50 կմ առավելագույն բարձրության, այն ձեռք է բերում արժեքներ +10-ից մինչև +30 ˚C:

Ստրատոսֆերայում շատ քիչ ջրային գոլորշի կա։ Երբեմն մոտ 25 կմ բարձրության վրա կարելի է հանդիպել բավականին բարակ ամպեր, որոնք կոչվում են «մարգարտյա մայր»։ Ցերեկը դրանք նկատելի չեն, բայց գիշերը փայլում են հորիզոնից ցածր գտնվող արևի լուսավորությունից։ Մարգարտյա ամպերի բաղադրությունը գերսառեցված ջրի կաթիլներ են։ Ստրատոսֆերան հիմնականում կազմված է օզոնից։

Մեզոսֆերա

Մեզոսֆերային շերտի բարձրությունը մոտավորապես 80 կմ է։ Այստեղ, երբ այն բարձրանում է դեպի վեր, ջերմաստիճանը նվազում է և ամենավերին սահմանին հասնում է մի քանի տասնյակ C˚ զրոյից ցածր արժեքների: Մեզոսֆերայում կարող են դիտվել նաև ամպեր, որոնք ենթադրաբար ձևավորվել են սառցե բյուրեղներից։ Այս ամպերը կոչվում են «արծաթագույն»: Մեզոսֆերան բնութագրվում է մթնոլորտի ամենացուրտ ջերմաստիճանով՝ -2-ից -138 ˚C:

Ջերմոսֆերա

Մթնոլորտային այս շերտն իր անունը ստացել է բարձր ջերմաստիճանի պատճառով։ Ջերմոսֆերան կազմված է.

Իոնոսֆերա.

էկզոլորտներ.

Իոնոսֆերային բնորոշ է հազվագյուտ օդը, որի յուրաքանչյուր սանտիմետրը 300 կմ բարձրության վրա բաղկացած է 1 միլիարդ ատոմներից և մոլեկուլներից, իսկ 600 կմ բարձրության վրա՝ ավելի քան 100 միլիոն:

Իոնոսֆերան նույնպես բնութագրվում է օդի բարձր իոնացմամբ։ Այս իոնները կազմված են լիցքավորված թթվածնի ատոմներից, ազոտի ատոմների լիցքավորված մոլեկուլներից և ազատ էլեկտրոններից։

Էկզոսֆերա

800-1000 կմ բարձրությունից սկսվում է էկզոսֆերային շերտը։ Գազի մասնիկները, հատկապես թեթեւները, այստեղ շարժվում են մեծ արագությամբ՝ հաղթահարելով ձգողության ուժը։ Նման մասնիկները իրենց արագ շարժման շնորհիվ մթնոլորտից դուրս են թռչում դեպի արտաքին տարածություն և ցրվում։ Ուստի էկզոլորտը կոչվում է ցրման գունդ։ Տիեզերք թռչող հիմնականում ջրածնի ատոմներն են, որոնք կազմում են էկզոլորտի ամենաբարձր շերտերը։ Մթնոլորտի վերին հատվածի մասնիկների և արևային քամու մասնիկների շնորհիվ մենք կարող ենք դիտարկել հյուսիսային լույսերը:

Արբանյակները և երկրաֆիզիկական հրթիռները հնարավորություն են տվել հաստատել մոլորակի ճառագայթային գոտու վերին մթնոլորտում առկայությունը, որը բաղկացած է էլեկտրական լիցքավորված մասնիկներից՝ էլեկտրոններից և պրոտոններից։

Մթնոլորտ(հունական մթնոլորտից - գոլորշի և սֆարիա - գնդակ) - Երկրի օդային պատյան, որը պտտվում է դրա հետ: Մթնոլորտի զարգացումը սերտորեն կապված էր մեր մոլորակում տեղի ունեցող երկրաբանական և երկրաքիմիական գործընթացների, ինչպես նաև կենդանի օրգանիզմների գործունեության հետ։

Մթնոլորտի ստորին սահմանը համընկնում է Երկրի մակերևույթի հետ, քանի որ օդը թափանցում է հողի ամենափոքր ծակոտիները և լուծվում նույնիսկ ջրի մեջ:

Վերին սահմանը 2000-3000 կմ բարձրության վրա աստիճանաբար անցնում է արտաքին տարածություն։

Թթվածնով հարուստ մթնոլորտը հնարավոր է դարձնում կյանքը Երկրի վրա։ Մթնոլորտային թթվածինն օգտագործվում է մարդկանց, կենդանիների և բույսերի շնչառության գործընթացում։

Եթե ​​մթնոլորտ չլիներ, Երկիրը լուսնի պես հանգիստ կլիներ։ Ի վերջո, ձայնը օդի մասնիկների թրթռումն է: Երկնքի կապույտ գույնը բացատրվում է նրանով, որ արևի ճառագայթները, անցնելով մթնոլորտով, ասես ոսպնյակի միջով, քայքայվում են իրենց բաղադրիչ գույների։ Այս դեպքում ամենից շատ ցրված են կապույտ և կապույտ գույների ճառագայթները։

Մթնոլորտը պահպանում է Արեգակի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման մեծ մասը, որը վնասակար ազդեցություն է ունենում կենդանի օրգանիզմների վրա։ Այն նաև ջերմություն է պահում Երկրի մակերևույթում՝ կանխելով մեր մոլորակի սառչումը:

Մթնոլորտի կառուցվածքը

Մթնոլորտում կարելի է առանձնացնել մի քանի շերտեր, որոնք տարբերվում են խտությամբ և խտությամբ (նկ. 1):

Տրոպոսֆերա

Տրոպոսֆերա- մթնոլորտի ամենացածր շերտը, որի հաստությունը բևեռներից վեր 8-10 կմ է, բարեխառն լայնություններում՝ 10-12 կմ, իսկ հասարակածից վեր՝ 16-18 կմ։

Բրինձ. 1. Երկրի մթնոլորտի կառուցվածքը

Տրոպոսֆերայի օդը տաքանում է երկրի մակերևույթից, այսինքն՝ ցամաքից և ջրից: Հետևաբար, այս շերտում օդի ջերմաստիճանը բարձրության հետ նվազում է միջինը 0,6 °C յուրաքանչյուր 100 մ-ի համար, տրոպոսֆերայի վերին սահմանում այն ​​հասնում է -55 °C: Միաժամանակ, տրոպոսֆերայի վերին սահմանին գտնվող հասարակածի շրջանում օդի ջերմաստիճանը -70 °С է, իսկ Հյուսիսային բևեռի շրջանում՝ -65 °С։

Մթնոլորտի զանգվածի մոտ 80%-ը կենտրոնացած է տրոպոսֆերայում, գրեթե ամբողջ ջրային գոլորշիները տեղակայված են, տեղի են ունենում ամպրոպներ, փոթորիկներ, ամպեր և տեղումներ, և տեղի է ունենում օդի ուղղահայաց (կոնվենցիա) և հորիզոնական (քամի) շարժում:

Կարելի է ասել, որ եղանակը հիմնականում ձևավորվում է տրոպոսֆերայում։

Ստրատոսֆերա

Ստրատոսֆերա- մթնոլորտի շերտը, որը գտնվում է տրոպոսֆերայի վերևում 8-ից 50 կմ բարձրության վրա: Երկնքի գույնն այս շերտում հայտնվում է մանուշակագույն, ինչը բացատրվում է օդի հազվադեպությամբ, որի պատճառով արևի ճառագայթները գրեթե չեն ցրվում։

Ստրատոսֆերան պարունակում է մթնոլորտի զանգվածի 20%-ը։ Այս շերտում օդը հազվադեպ է, գործնականում ջրային գոլորշի չկա, հետևաբար ամպեր և տեղումներ գրեթե չեն ձևավորվում։ Սակայն ստրատոսֆերայում նկատվում են կայուն օդային հոսանքներ, որոնց արագությունը հասնում է 300 կմ/ժ-ի։

Այս շերտը կենտրոնացված է օզոն(օզոնային էկրան, օզոնոսֆերա), շերտ, որը կլանում է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթները՝ թույլ չտալով նրանց անցնել Երկիր և դրանով իսկ պաշտպանելով մեր մոլորակի կենդանի օրգանիզմներին։ Օզոնի պատճառով ստրատոսֆերայի վերին սահմաններում օդի ջերմաստիճանը գտնվում է -50-ից 4-55 °C-ի սահմաններում։

Մեզոսֆերայի և ստրատոսֆերայի միջև կա անցումային գոտի՝ ստրատոպաուզա։

Մեզոսֆերա

Մեզոսֆերա- մթնոլորտի շերտ, որը գտնվում է 50-80 կմ բարձրության վրա. Օդի խտությունն այստեղ 200 անգամ պակաս է, քան Երկրի մակերեսին։ Մեզոսֆերայում երկնքի գույնը սև է, աստղերը տեսանելի են օրվա ընթացքում: Օդի ջերմաստիճանը նվազում է մինչև -75 (-90)°C։

80 կմ բարձրության վրա սկսվում է թերմոսֆերա.Այս շերտում օդի ջերմաստիճանը կտրուկ բարձրանում է մինչև 250 մ բարձրություն, այնուհետև դառնում է հաստատուն՝ 150 կմ բարձրության վրա հասնում է 220-240 °C; 500-600 կմ բարձրության վրա գերազանցում է 1500 °C-ը։

Մեզոսֆերայում և թերմոսֆերայում, տիեզերական ճառագայթների ազդեցության տակ, գազի մոլեկուլները բաժանվում են ատոմների լիցքավորված (իոնացված) մասնիկների, ուստի մթնոլորտի այս հատվածը կոչվում է. իոնոսֆերա- շատ հազվադեպ օդի շերտ, որը գտնվում է 50-ից 1000 կմ բարձրության վրա, որը բաղկացած է հիմնականում իոնացված թթվածնի ատոմներից, ազոտի օքսիդի մոլեկուլներից և ազատ էլեկտրոններից: Այս շերտը բնութագրվում է բարձր էլեկտրիֆիկացմամբ, և երկար և միջին ռադիոալիքները արտացոլվում են նրանից, ինչպես հայելից։

Իոնոսֆերայում առաջանում են բևեռափայլեր՝ հազվագյուտ գազերի փայլը Արևից թռչող էլեկտրական լիցքավորված մասնիկների ազդեցության տակ, և նկատվում են մագնիսական դաշտի կտրուկ տատանումներ։

Էկզոսֆերա

Էկզոսֆերա- մթնոլորտի արտաքին շերտը, որը գտնվում է 1000 կմ բարձրության վրա. Այս շերտը կոչվում է նաև ցրման գունդ, քանի որ գազի մասնիկները այստեղ շարժվում են մեծ արագությամբ և կարող են ցրվել արտաքին տարածություն:

Մթնոլորտի կազմը

Մթնոլորտը գազերի խառնուրդ է՝ բաղկացած ազոտից (78,08%), թթվածնից (20,95%), ածխածնի երկօքսիդից (0,03%), արգոնից (0,93%), փոքր քանակությամբ հելիումից, նեոնից, քսենոնից, կրիպտոնից (0,01%), օզոն և այլ գազեր, սակայն դրանց պարունակությունը աննշան է (Աղյուսակ 1): Երկրի օդի ժամանակակից բաղադրությունը հաստատվել է ավելի քան հարյուր միլիոն տարի առաջ, բայց մարդկային արտադրական ակտիվության կտրուկ աճը, այնուամենայնիվ, հանգեցրել է դրա փոփոխությանը։ Ներկայումս CO 2-ի պարունակության աճ կա մոտ 10-12%-ով։

Մթնոլորտը կազմող գազերը կատարում են տարբեր ֆունկցիոնալ դերեր։ Այնուամենայնիվ, այս գազերի հիմնական նշանակությունը որոշվում է առաջին հերթին նրանով, որ նրանք շատ ուժեղ կլանում են ճառագայթային էներգիան և այդպիսով զգալի ազդեցություն ունեն Երկրի մակերեսի և մթնոլորտի ջերմաստիճանային ռեժիմի վրա:

Աղյուսակ 1. Երկրի մակերեսին մոտ չոր մթնոլորտային օդի քիմիական կազմը

Ծավալի կոնցենտրացիան. %

Մոլեկուլային քաշ, միավոր

Թթվածին

Ածխաթթու գազ

Ազոտային օքսիդ

0-ից 0,00001

Ծծմբի երկօքսիդ

ամռանը 0-ից 0,000007;

0-ից 0,000002 ձմռանը

0-ից մինչև 0,000002

46,0055/17,03061

Ազոգի երկօքսիդ

Ածխածնի երկօքսիդ

Ազոտ,մթնոլորտի ամենատարածված գազը, քիմիապես քիչ ակտիվ:

Թթվածին, ի տարբերություն ազոտի, քիմիապես շատ ակտիվ տարր է։ Թթվածնի հատուկ գործառույթը հետերոտրոֆ օրգանիզմների, ապարների և հրաբուխներից մթնոլորտ արտանետվող ոչ լրիվ օքսիդացված գազերի օրգանական նյութերի օքսիդացումն է։ Առանց թթվածնի մահացած օրգանական նյութերի քայքայումը չէր լինի:

Բացառիկ մեծ է ածխաթթու գազի դերը մթնոլորտում։ Մթնոլորտ է մտնում կենդանի օրգանիզմների այրման, շնչառության, քայքայման գործընթացների արդյունքում և, առաջին հերթին, ֆոտոսինթեզի ընթացքում օրգանական նյութերի ստեղծման հիմնական շինանյութն է։ Բացի այդ, մեծ նշանակություն ունի ածխածնի երկօքսիդի հատկությունը՝ փոխանցելու կարճ ալիք արևային ճառագայթումը և կլանելու ջերմային երկարալիք ճառագայթման մի մասը, ինչը կստեղծի այսպես կոչված ջերմոցային էֆեկտ, որը կքննարկվի ստորև:

Մթնոլորտային պրոցեսների, հատկապես ստրատոսֆերայի ջերմային ռեժիմի վրա ազդում է նաև. օզոն.Այս գազը ծառայում է որպես արևի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման բնական կլանիչ, իսկ արևի ճառագայթման կլանումը հանգեցնում է օդի տաքացման։ Մթնոլորտում օզոնի ընդհանուր պարունակության միջին ամսական արժեքները տարբերվում են՝ կախված տարածքի լայնությունից և սեզոնից 0,23-0,52 սմ-ի սահմաններում (սա օզոնային շերտի հաստությունն է գետնի ճնշման և ջերմաստիճանի դեպքում): Կա օզոնի պարունակության աճ հասարակածից մինչև բևեռներ և տարեկան տատանումներ՝ նվազագույնը աշնանը և առավելագույնը գարնանը:

Մթնոլորտի բնորոշ հատկություն կարելի է անվանել այն փաստը, որ հիմնական գազերի (ազոտ, թթվածին, արգոն) պարունակությունը փոքր-ինչ փոխվում է բարձրության հետ. մթնոլորտում 65 կմ բարձրության վրա ազոտի պարունակությունը կազմում է 86%, թթվածին. 19, արգոն՝ 0,91, 95 կմ բարձրության վրա՝ ազոտ 77, թթվածին՝ 21,3, արգոն՝ 0,82%։ Մթնոլորտային օդի բաղադրության կայունությունը ուղղահայաց և հորիզոնական պահպանվում է դրա խառնմամբ։

Բացի գազերից, օդը պարունակում է ջրի գոլորշիև պինդ մասնիկներ.Վերջինս կարող է ունենալ ինչպես բնական, այնպես էլ արհեստական ​​(մարդածին) ծագում։ Դրանք են ծաղկափոշին, մանր աղի բյուրեղները, ճանապարհի փոշին, աերոզոլային կեղտերը: Երբ արևի ճառագայթները թափանցում են պատուհանը, դրանք կարելի է տեսնել անզեն աչքով։

Հատկապես շատ մասնիկներ կան քաղաքների և խոշոր արդյունաբերական կենտրոնների օդում, որտեղ վնասակար գազերի արտանետումները և դրանց կեղտերը, որոնք առաջանում են վառելիքի այրման ժամանակ, ավելացվում են աերոզոլներին:

Մթնոլորտում աերոզոլների կոնցենտրացիան որոշում է օդի թափանցիկությունը, որն ազդում է Երկրի մակերես հասնող արեգակնային ճառագայթման վրա։ Ամենամեծ աերոզոլները խտացման միջուկներն են (լատ. կոնդենսացիա- խտացում, խտացում) - նպաստում է ջրի գոլորշիների վերածմանը ջրի կաթիլների:

Ջրային գոլորշու արժեքը հիմնականում որոշվում է նրանով, որ այն հետաձգում է երկրի մակերեսի երկարալիքային ջերմային ճառագայթումը. ներկայացնում է մեծ և փոքր խոնավության ցիկլերի հիմնական օղակը. բարձրացնում է օդի ջերմաստիճանը, երբ ջրային մահճակալները խտանում են:

Մթնոլորտում ջրի գոլորշիների քանակը տատանվում է ժամանակի և տարածության հետ: Այսպիսով, երկրագնդի մակերևույթի մոտ ջրի գոլորշիների կոնցենտրացիան տատանվում է 3%-ից արևադարձային գոտիներում մինչև 2-10 (15)% Անտարկտիդայում։

Ջրային գոլորշու միջին պարունակությունը մթնոլորտի ուղղահայաց սյունակում բարեխառն լայնություններում կազմում է մոտ 1,6-1,7 սմ (խտացված ջրային գոլորշու շերտը կունենա այդպիսի հաստություն): Մթնոլորտի տարբեր շերտերում ջրի գոլորշիների մասին տեղեկությունները հակասական են։ Ենթադրվում էր, որ, օրինակ, 20-ից 30 կմ բարձրությունների միջակայքում հատուկ խոնավությունը խիստ մեծանում է բարձրության հետ: Այնուամենայնիվ, հետագա չափումները ցույց են տալիս ստրատոսֆերայի ավելի մեծ չորություն: Ըստ երևույթին, ստրատոսֆերայում հատուկ խոնավությունը քիչ է կախված բարձրությունից և կազմում է 2–4 մգ/կգ։

Ջրային գոլորշու պարունակության փոփոխականությունը տրոպոսֆերայում որոշվում է գոլորշիացման, խտացման և հորիզոնական տեղափոխման փոխազդեցությամբ։ Ջրային գոլորշիների խտացման արդյունքում առաջանում են ամպեր և տեղումներ՝ անձրեւի, կարկուտի և ձյան տեսքով։

Ջրի փուլային անցումների գործընթացները հիմնականում ընթանում են տրոպոսֆերայում, այդ իսկ պատճառով ստրատոսֆերայում (20-30 կմ բարձրությունների վրա) և մեզոսֆերայում (մեզոպաուզի մոտ), որոնք կոչվում են մարգարիտ և արծաթ, ամպեր են դիտվում համեմատաբար հազվադեպ։ , մինչդեռ տրոպոսֆերային ամպերը հաճախ ծածկում են ամբողջ երկրի մակերևույթների մոտ 50%-ը։

Ջրի գոլորշու քանակությունը, որը կարող է պարունակվել օդում, կախված է օդի ջերմաստիճանից:

1 մ 3 օդը -20 ° C ջերմաստիճանում կարող է պարունակել ոչ ավելի, քան 1 գ ջուր; 0 °C ջերմաստիճանում - ոչ ավելի, քան 5 գ; +10 °С - ոչ ավելի, քան 9 գ; +30 °С - ոչ ավելի, քան 30 գ ջուր:

Եզրակացություն:Որքան բարձր է օդի ջերմաստիճանը, այնքան ավելի շատ ջրային գոլորշի կարող է պարունակել այն:

Օդը կարող է լինել հարուստև ոչ հագեցածգոլորշու. Այսպիսով, եթե +30 ° C ջերմաստիճանի դեպքում 1 մ 3 օդը պարունակում է 15 գ ջրի գոլորշի, ապա օդը հագեցած չէ ջրային գոլորշիով. եթե 30 գ - հագեցած:

Բացարձակ խոնավություն- սա 1 մ 3 օդում պարունակվող ջրի գոլորշիների քանակն է: Այն արտահայտվում է գրամներով։ Օրինակ, եթե ասում են «բացարձակ խոնավությունը 15 է», ապա դա նշանակում է, որ 1 մլ պարունակում է 15 գ ջրային գոլորշի։

Հարաբերական խոնավություն- սա 1 մ 3 օդում ջրի գոլորշու փաստացի պարունակության հարաբերակցությունն է (տոկոսներով) ջրի գոլորշու քանակին, որը կարող է պարունակվել 1 մլ-ում տվյալ ջերմաստիճանում: Օրինակ, եթե եղանակի հաղորդման ժամանակ ռադիոն հաղորդում է, որ հարաբերական խոնավությունը 70% է, դա նշանակում է, որ օդը պարունակում է ջրի գոլորշու 70%-ը, որը կարող է պահել տվյալ ջերմաստիճանում:

Որքան մեծ է օդի հարաբերական խոնավությունը, տ. որքան օդը մոտ է հագեցվածությանը, այնքան ավելի հավանական է, որ այն ընկնի:

Հասարակածային գոտում նկատվում է միշտ բարձր (մինչև 90%) հարաբերական խոնավություն, քանի որ ամբողջ տարվա ընթացքում օդի բարձր ջերմաստիճան է և օվկիանոսների մակերևույթից մեծ գոլորշիացում: Նույն բարձր հարաբերական խոնավությունը բևեռային շրջաններում է, բայց միայն այն պատճառով, որ ցածր ջերմաստիճանի դեպքում նույնիսկ փոքր քանակությամբ ջրային գոլորշին օդը դարձնում է հագեցած կամ մոտ հագեցվածության: Բարեխառն լայնություններում հարաբերական խոնավությունը սեզոնային տատանվում է. ձմռանը այն ավելի բարձր է, իսկ ամռանը՝ ավելի ցածր:

Օդի հարաբերական խոնավությունը հատկապես ցածր է անապատներում. 1 մ 1 օդը պարունակում է երկու-երեք անգամ ավելի քիչ, քան տվյալ ջերմաստիճանում հնարավոր է ջրային գոլորշի:

Հարաբերական խոնավությունը չափելու համար օգտագործվում է խոնավաչափ (հունարեն hygros - թաց և metreco - ես չափում եմ):

Երբ սառչում է, հագեցած օդը չի կարող իր մեջ պահել նույն քանակությամբ ջրի գոլորշի, այն խտանում է (խտանում)՝ վերածվելով մառախուղի կաթիլների։ Մառախուղը կարող է դիտվել ամռանը պարզ զով գիշերը:

Ամպեր-Սա նույն մառախուղն է, միայն թե առաջանում է ոչ թե երկրի մակերեսին, այլ որոշակի բարձրության վրա։ Երբ օդը բարձրանում է, այն սառչում է, և ջրի գոլորշիները խտանում են: Ստացված ջրի փոքրիկ կաթիլները կազմում են ամպերը։

մասնակցում է ամպերի ձևավորմանը մասնիկներըկասեցված է տրոպոսֆերայում:

Ամպերը կարող են ունենալ այլ ձև, որը կախված է դրանց ձևավորման պայմաններից (Աղյուսակ 14):

Ամենացածր և ծանր ամպերը շերտավոր են: Նրանք գտնվում են երկրի մակերեւույթից 2 կմ բարձրության վրա։ 2-ից 8 կմ բարձրության վրա նկատվում են ավելի գեղատեսիլ կուտակային ամպեր: Ամենաբարձրն ու ամենաթեթևը ցիռուսային ամպերն են։ Նրանք գտնվում են երկրի մակերեւույթից 8-ից 18 կմ բարձրության վրա։

ընտանիքներ

Ամպերի տեսակներ

Արտաքին տեսք

Ա. Վերին ամպեր - 6 կմ-ից բարձր

I. Պիննատ

Թելանման, մանրաթելային, սպիտակ

II. cirrocumulus

Փոքր փաթիլների և գանգուրների շերտերն ու սրածայրերը՝ սպիտակ

III. Ցիրոստրատուս

Թափանցիկ սպիտակավուն շղարշ

Բ.Միջին շերտի ամպեր՝ 2կմ-ից բարձր

IV. Altocumulus

Սպիտակ և մոխրագույն շերտեր և սրածայրեր

V. Altostratus

Կաթնային մոխրագույն գույնի հարթ շղարշ

B. Ստորին ամպեր՝ մինչև 2 կմ

VI. Նիմբոստրատուս

Անձև պինդ մոխրագույն շերտ

VII. Stratocumulus

Մոխրագույնի անթափանց շերտեր և գագաթներ

VIII. շերտավոր

Լուսավոր մոխրագույն շղարշ

Դ. Ուղղահայաց զարգացման ամպեր՝ ստորինից մինչև վերին աստիճան

IX. Կումուլուս

Ակումբներ և գմբեթներ վառ սպիտակ, քամուց պատռված եզրերով

X. Կումուլոնիմբուս

Մուգ կապարի գույնի հզոր կուտակային զանգվածներ

Մթնոլորտային պաշտպանություն

Հիմնական աղբյուրները արդյունաբերական ձեռնարկություններն ու ավտոմոբիլներն են։ Խոշոր քաղաքներում տրանսպորտային հիմնական ուղիների գազային աղտոտվածության խնդիրը շատ սուր է։ Այդ իսկ պատճառով աշխարհի շատ խոշոր քաղաքներում, այդ թվում՝ մեր երկրում, ներդրվել է ավտոմեքենաների արտանետվող գազերի թունավորության բնապահպանական հսկողություն։ Մասնագետների կարծիքով՝ ծուխն ու փոշին օդում կարող են կրկնակի կրճատել արեգակնային էներգիայի հոսքը դեպի երկրի մակերես, ինչը կհանգեցնի բնական պայմանների փոփոխության։

Հարցեր ունե՞ք

Հաղորդել տպագրական սխալի մասին

Տեքստը, որը պետք է ուղարկվի մեր խմբագիրներին.

Ուղարկել