โครงสร้างของบรรยากาศ

บรรยากาศ(จากภาษากรีก ἀτμός - ไอน้ำ และ σφαῖρα - ลูกบอล) - เปลือกก๊าซ (จีโอสเฟียร์) รอบโลก พื้นผิวด้านในครอบคลุมไฮโดรสเฟียร์และบางส่วนของเปลือกโลก ขณะที่พื้นผิวด้านนอกติดกับส่วนที่ใกล้โลกของอวกาศ

คุณสมบัติทางกายภาพ

ความหนาของชั้นบรรยากาศอยู่ห่างจากพื้นผิวโลกประมาณ 120 กม. มวลรวมของอากาศในบรรยากาศคือ (5.1-5.3) 10 18 กก. ในจำนวนนี้มวลของอากาศแห้งคือ (5.1352 ± 0.0003) 10 18 กก. มวลรวมของไอน้ำเฉลี่ย 1.27 10 16 กก.

มวลโมลาร์ของอากาศแห้งสะอาดคือ 28.966 ก./โมล ความหนาแน่นของอากาศใกล้ผิวน้ำทะเลอยู่ที่ประมาณ 1.2 กก./ม. 3 ความดันที่ 0 °C ที่ระดับน้ำทะเลคือ 101.325 kPa; อุณหภูมิวิกฤต - -140.7 ° C; แรงกดดันที่สำคัญ - 3.7 MPa; C p ที่ 0 °C - 1.0048 10 3 J/(kg K), C v - 0.7159 10 3 J/(kg K) (ที่ 0 °C) ความสามารถในการละลายของอากาศในน้ำ (โดยมวล) ที่ 0 ° C - 0.0036% ที่ 25 ° C - 0.0023%

สำหรับ "สภาวะปกติ" ที่พื้นผิวโลก: ความหนาแน่น 1.2 กก. / ลบ.ม. 3 ความดันบรรยากาศ 101.35 kPa อุณหภูมิบวก 20 ° C และความชื้นสัมพัทธ์ 50% ตัวชี้วัดตามเงื่อนไขเหล่านี้มีค่าทางวิศวกรรมล้วนๆ

โครงสร้างของบรรยากาศ

ชั้นบรรยากาศมีโครงสร้างเป็นชั้นๆ ชั้นบรรยากาศแตกต่างกันในอุณหภูมิอากาศ ความหนาแน่น ปริมาณไอน้ำในอากาศ และคุณสมบัติอื่นๆ

โทรโพสเฟียร์(กรีกโบราณ τρόπος - "เลี้ยว", "เปลี่ยน" และ σφαῖρα - "ลูกบอล") - ชั้นบรรยากาศที่ต่ำกว่าและมีการศึกษามากที่สุด สูง 8-10 กม. ในบริเวณขั้วโลก สูงถึง 10-12 กม. ในละติจูดพอสมควร ที่เส้นศูนย์สูตร - 16-18 กม.

เมื่อสูงขึ้นในชั้นโทรโพสเฟียร์ อุณหภูมิจะลดลงโดยเฉลี่ย 0.65 K ทุกๆ 100 ม. และถึง 180-220 K ในส่วนบน ชั้นบนสุดของโทรโพสเฟียร์ซึ่งอุณหภูมิลดลงเมื่อความสูงหยุดลง เรียกว่าโทรโพพอส ชั้นถัดไปของบรรยากาศเหนือชั้นโทรโพสเฟียร์เรียกว่าชั้นสตราโตสเฟียร์

มากกว่า 80% ของมวลรวมของอากาศในบรรยากาศกระจุกตัวอยู่ในชั้นโทรโพสเฟียร์ ความปั่นป่วนและการพาความร้อนได้รับการพัฒนาอย่างมาก ไอน้ำส่วนใหญ่มีความเข้มข้น เมฆเกิดขึ้น แนวหน้าของชั้นบรรยากาศก็ก่อตัวเช่นกัน ไซโคลนและแอนติไซโคลนก็พัฒนาขึ้นเช่นกัน กระบวนการที่กำหนดสภาพอากาศและสภาพอากาศ กระบวนการที่เกิดขึ้นในโทรโพสเฟียร์เกิดจากการพาความร้อนเป็นหลัก

ส่วนหนึ่งของชั้นโทรโพสเฟียร์ที่ธารน้ำแข็งสามารถก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวโลกเรียกว่าชั้นบรรยากาศของชั้นบรรยากาศ

โทรโปพอส(จากภาษากรีก τροπος - เลี้ยว เปลี่ยนแปลง และ παῦσις - หยุด หยุด) - ชั้นบรรยากาศที่อุณหภูมิลดลงเมื่อความสูงหยุดลง ชั้นการเปลี่ยนแปลงจากโทรโพสเฟียร์เป็นสตราโตสเฟียร์ ในชั้นบรรยากาศของโลก tropopause ตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 8-12 กม. (เหนือระดับน้ำทะเล) ในบริเวณขั้วโลกและสูงถึง 16-18 กม. เหนือเส้นศูนย์สูตร ความสูงของโทรโพพอสยังขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของปีด้วย (โทรโพพอสจะสูงกว่าในฤดูร้อนในฤดูหนาว) และกิจกรรมไซโคลน (มีไซโคลนต่ำกว่าและแอนติไซโคลนสูงกว่า)

ความหนาของโทรโพพอสมีตั้งแต่หลายร้อยเมตรถึง 2-3 กิโลเมตร ในเขตร้อนกึ่งเขตร้อน มีการสังเกตการแตกของโทรโพพอสเนื่องจากกระแสน้ำที่ไหลแรง tropopause เหนือบางพื้นที่มักจะถูกทำลายและก่อตัวใหม่

สตราโตสเฟียร์(จากชั้นละติน - พื้น, ชั้น) - ชั้นบรรยากาศที่ระดับความสูง 11 ถึง 50 กม. การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเล็กน้อยในชั้นสตราโตสเฟียร์ระยะทาง 11-25 กม. (ชั้นล่างของสตราโตสเฟียร์) และการเพิ่มขึ้นในชั้น 25-40 กม. จาก -56.5 เป็น 0.8 °C (ชั้นสตราโตสเฟียร์บนหรือบริเวณผกผัน) เป็นเรื่องปกติ เมื่อถึงค่าประมาณ 273 K (เกือบ 0 °C) ที่ระดับความสูงประมาณ 40 กม. อุณหภูมิจะคงที่จนถึงระดับความสูงประมาณ 55 กม. บริเวณอุณหภูมิคงที่นี้เรียกว่า สตราโตพอส และเป็นขอบเขตระหว่างสตราโตสเฟียร์กับมีโซสเฟียร์ ความหนาแน่นของอากาศในสตราโตสเฟียร์นั้นน้อยกว่าที่ระดับน้ำทะเลหลายสิบเท่าหลายร้อยเท่า

มันอยู่ในสตราโตสเฟียร์ที่ชั้นโอโซนสเฟียร์ ("ชั้นโอโซน") ตั้งอยู่ (ที่ระดับความสูง 15-20 ถึง 55-60 กม.) ซึ่งเป็นตัวกำหนดขีด จำกัด บนของชีวิตในชีวมณฑล โอโซน (O 3 ) เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาโฟโตเคมีอย่างเข้มข้นที่สุดที่ระดับความสูงประมาณ 30 กม. มวลรวมของ O 3 ที่ความดันปกติจะเป็นชั้นหนา 1.7-4.0 มม. แต่ถึงกระนั้นก็เพียงพอที่จะดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์ที่เป็นอันตรายต่อชีวิต การทำลาย O 3 เกิดขึ้นเมื่อมันทำปฏิกิริยากับอนุมูลอิสระ NO สารประกอบที่ประกอบด้วยฮาโลเจน (รวมถึง "ฟรีออน")

รังสีอัลตราไวโอเลตส่วนที่มีความยาวคลื่นสั้นส่วนใหญ่ (180-200 นาโนเมตร) ยังคงอยู่ในสตราโตสเฟียร์และพลังงานของคลื่นสั้นจะเปลี่ยนไป ภายใต้อิทธิพลของรังสีเหล่านี้ สนามแม่เหล็กจะเปลี่ยนไป การแตกตัวของโมเลกุล การแตกตัวเป็นไอออน การก่อตัวใหม่ของก๊าซ และสารประกอบทางเคมีอื่นๆ กระบวนการเหล่านี้สามารถสังเกตได้ในรูปของแสงเหนือ ฟ้าผ่า และแสงอื่นๆ

ในชั้นสตราโตสเฟียร์และชั้นที่สูงขึ้นไป ภายใต้อิทธิพลของรังสีดวงอาทิตย์ โมเลกุลของก๊าซจะแยกตัวออกเป็นอะตอม (สูงกว่า 80 กม., CO 2 และ H 2 แยกออกจากกัน, สูงกว่า 150 กม. - O 2, สูงกว่า 300 กม. - N 2) ที่ระดับความสูง 200-500 กม. การแตกตัวเป็นไอออนของก๊าซก็เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์เช่นกัน ที่ระดับความสูง 320 กม. ความเข้มข้นของอนุภาคที่มีประจุ (O + 2, O - 2, N + 2) คือ ~ 1/300 ของ ความเข้มข้นของอนุภาคเป็นกลาง ในชั้นบนของบรรยากาศมีอนุมูลอิสระ - OH, HO 2 เป็นต้น

แทบไม่มีไอน้ำในสตราโตสเฟียร์

เที่ยวบินสู่สตราโตสเฟียร์เริ่มขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 1930 เที่ยวบินบนบอลลูนสตราโตสเฟียร์ลูกแรก (FNRS-1) ซึ่งออกุสต์ ปิการ์ดและพอล คิปเฟอร์ทำขึ้นเมื่อวันที่ 27 พฤษภาคม พ.ศ. 2474 สูงถึง 16.2 กม. เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวาง เครื่องบินรบสมัยใหม่และเครื่องบินพาณิชย์ที่มีความเร็วเหนือเสียงบินในสตราโตสเฟียร์ที่ระดับความสูงโดยทั่วไปไม่เกิน 20 กม. (แม้ว่าเพดานแบบไดนามิกจะสูงกว่ามาก) บอลลูนอากาศระดับความสูงสูงถึง 40 กม. บันทึกบอลลูนไร้คนขับคือ 51.8 กม.

เมื่อเร็ว ๆ นี้ในวงทหารของสหรัฐอเมริกาได้รับความสนใจอย่างมากต่อการพัฒนาชั้นของสตราโตสเฟียร์ที่สูงกว่า 20 กม. ซึ่งมักเรียกว่า "ก่อนอวกาศ" (อังกฤษ. « ใกล้อวกาศ» ). สันนิษฐานว่าเรือบินไร้คนขับและเครื่องบินขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ (เช่น NASA Pathfinder) จะสามารถอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 30 กม. เป็นเวลานาน และให้การสังเกตการณ์และการสื่อสารสำหรับพื้นที่ขนาดใหญ่มาก ในขณะที่ยังคงมีความเสี่ยงต่อระบบป้องกันภัยทางอากาศ อุปกรณ์ดังกล่าวจะมีราคาถูกกว่าดาวเทียมหลายเท่า

Stratopause- ชั้นของบรรยากาศซึ่งเป็นขอบเขตระหว่างสองชั้น คือ สตราโตสเฟียร์และมีโซสเฟียร์ ในสตราโตสเฟียร์ อุณหภูมิจะสูงขึ้นตามระดับความสูง และสตราโตพอสเป็นชั้นที่อุณหภูมิถึงระดับสูงสุด อุณหภูมิของสตราโทพอสอยู่ที่ประมาณ 0 °C

ปรากฏการณ์นี้ไม่เพียงพบบนโลกเท่านั้น แต่ยังพบเห็นบนดาวเคราะห์ดวงอื่นในชั้นบรรยากาศด้วย

บนโลก สตราโตพอสตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 50 - 55 กม. เหนือระดับน้ำทะเล ความกดอากาศอยู่ที่ประมาณ 1/1000 ของความกดอากาศที่ระดับน้ำทะเล

มีโซสเฟียร์(จากภาษากรีก μεσο- - "กลาง" และ σφαῖρα - "บอล", "ทรงกลม") - ชั้นบรรยากาศที่ระดับความสูง 40-50 ถึง 80-90 กม. เป็นลักษณะอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นพร้อมความสูง อุณหภูมิสูงสุด (ประมาณ +50°C) อยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 60 กม. หลังจากนั้นอุณหภูมิจะเริ่มลดลงเป็น −70° หรือ −80°C อุณหภูมิที่ลดลงดังกล่าวสัมพันธ์กับการดูดซับพลังงานของรังสีดวงอาทิตย์ (การแผ่รังสี) โดยโอโซน คำนี้ถูกนำมาใช้โดยสหภาพภูมิศาสตร์และธรณีฟิสิกส์ในปี พ.ศ. 2494

องค์ประกอบของก๊าซในชั้นบรรยากาศมีโซสเฟียร์และชั้นบรรยากาศที่ต่ำกว่านั้นคงที่และมีไนโตรเจนประมาณ 80% และออกซิเจน 20%

มีโซสเฟียร์แยกออกจากสตราโตสเฟียร์ที่อยู่เบื้องล่างโดยสตราโตพอส และจากเทอร์โมสเฟียร์ที่วางอยู่เหนือเมโสพอส วัยหมดประจำเดือนโดยทั่วไปเกิดขึ้นพร้อมกับเทอร์โบ

อุกกาบาตเริ่มเรืองแสงและตามกฎแล้วจะเผาไหม้อย่างสมบูรณ์ในมีโซสเฟียร์

เมฆ noctilucent อาจปรากฏในมีโซสเฟียร์

สำหรับเที่ยวบิน ชั้นบรรยากาศมีโซสเฟียร์เป็น "เขตมรณะ" ชนิดหนึ่ง - อากาศที่นี่หายากเกินกว่าจะรองรับเครื่องบินหรือบอลลูน (ที่ระดับความสูง 50 กม. ความหนาแน่นของอากาศน้อยกว่าที่ระดับน้ำทะเล 1,000 เท่า) และในขณะเดียวกัน เวลาหนาแน่นเกินไปสำหรับเที่ยวบินเทียม ดาวเทียมในวงโคจรต่ำ การศึกษาโดยตรงของชั้นบรรยากาศมีโซสเฟียร์ส่วนใหญ่ดำเนินการโดยใช้จรวดอุตุนิยมวิทยา suborbital โดยทั่วไปแล้ว ชั้นบรรยากาศมีโซสเฟียร์ได้รับการศึกษาที่แย่กว่าชั้นบรรยากาศอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการที่นักวิทยาศาสตร์เรียกมันว่า "อันโนอโรสเฟียร์"

วัยหมดประจำเดือน

วัยหมดประจำเดือนชั้นบรรยากาศที่แยกมีโซสเฟียร์และเทอร์โมสเฟียร์ บนโลกตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 80-90 กม. จากระดับน้ำทะเล ในวัยหมดประจำเดือนมีอุณหภูมิต่ำสุดที่ประมาณ -100 ° C ด้านล่าง (เริ่มจากความสูงประมาณ 50 กม.) อุณหภูมิจะลดลงตามความสูง ส่วนด้านบน (สูงสุดประมาณ 400 กม.) อุณหภูมิจะสูงขึ้นอีกครั้ง วัยหมดประจำเดือนเกิดขึ้นพร้อมกับขอบเขตล่างของบริเวณที่มีการดูดกลืนรังสีเอกซ์แบบแอคทีฟและรังสีอัลตราไวโอเลตที่มีความยาวคลื่นสั้นที่สุดของดวงอาทิตย์ มีการสังเกตเมฆสีเงินที่ระดับความสูงนี้

วัยหมดประจำเดือนมีอยู่ไม่เพียงแค่บนโลกเท่านั้น แต่ยังอยู่บนดาวเคราะห์ดวงอื่นที่มีชั้นบรรยากาศด้วย

คาร์มาน ไลน์- ความสูงเหนือระดับน้ำทะเล ซึ่งเป็นที่ยอมรับตามอัตภาพว่าเป็นเขตแดนระหว่างชั้นบรรยากาศและอวกาศของโลก

ตามคำจำกัดความของ Fédération Aéronautique Internationale (FAI) เส้นทาง Karman Line อยู่ที่ระดับความสูง 100 กม. เหนือระดับน้ำทะเล

ความสูงนี้ตั้งชื่อตาม Theodor von Karman นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันที่มาจากฮังการี เขาเป็นคนแรกที่ตัดสินว่าที่ระดับความสูงนี้ บรรยากาศกลายเป็นสิ่งที่หายากมากจนวิชาการบินเป็นไปไม่ได้ เนื่องจากความเร็วของเครื่องบิน ซึ่งจำเป็นในการสร้างแรงยกที่เพียงพอ จะมากกว่าความเร็วจักรวาลแรก ดังนั้น เพื่อให้ได้ระดับความสูงที่สูงขึ้น จำเป็นต้องใช้วิธีการทางอวกาศ

ชั้นบรรยากาศของโลกดำเนินต่อไปเกินเส้นคาร์มัน ส่วนนอกของชั้นบรรยากาศของโลก คือ ชั้นบรรยากาศนอกโลก ขยายไปถึงระดับความสูง 10,000 กม. ขึ้นไป ที่ระดับความสูงดังกล่าว บรรยากาศส่วนใหญ่ประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจนที่สามารถออกจากชั้นบรรยากาศได้

การไปถึงเส้น Karman เป็นเงื่อนไขแรกสำหรับรางวัล Ansari X Prize เนื่องจากเป็นพื้นฐานสำหรับการจดจำการบินว่าเป็นการบินในอวกาศ

เปลือกก๊าซที่ล้อมรอบโลกของเราหรือที่เรียกว่าชั้นบรรยากาศประกอบด้วยห้าชั้นหลัก ชั้นเหล่านี้เกิดขึ้นบนพื้นผิวของดาวเคราะห์ จากระดับน้ำทะเล (บางครั้งอยู่ด้านล่าง) และเพิ่มขึ้นสู่อวกาศในลำดับต่อไปนี้:

• โทรโพสเฟียร์;
• สตราโตสเฟียร์;
• มีโซสเฟียร์;
• เทอร์โมสเฟียร์;
• เอกโซสเฟียร์

แผนภาพชั้นบรรยากาศหลักของโลก

ระหว่างชั้นหลักทั้ง 5 ชั้นเหล่านี้คือโซนเฉพาะกาลที่เรียกว่า "หยุดชั่วคราว" ซึ่งการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอากาศ องค์ประกอบ และความหนาแน่นเกิดขึ้น ชั้นบรรยากาศของโลกรวมทั้งหมด 9 ชั้นพร้อมกับการหยุดชั่วคราว

โทรโพสเฟียร์: ที่ที่สภาพอากาศเกิดขึ้น

ในบรรดาชั้นบรรยากาศทั้งหมดนั้น โทรโพสเฟียร์เป็นชั้นที่เราคุ้นเคยมากที่สุด (ไม่ว่าคุณจะรู้ตัวหรือไม่ก็ตาม) เนื่องจากเราอาศัยอยู่ที่ด้านล่างของมัน - พื้นผิวของดาวเคราะห์ มันห่อหุ้มพื้นผิวโลกและขยายขึ้นไปหลายกิโลเมตร คำว่าโทรโพสเฟียร์หมายถึง "การเปลี่ยนแปลงของลูกบอล" ชื่อที่เหมาะสมมาก เนื่องจากเลเยอร์นี้เป็นที่ที่สภาพอากาศในแต่ละวันของเราเกิดขึ้น

เริ่มจากพื้นผิวโลก โทรโพสเฟียร์ขึ้นไปสูง 6 ถึง 20 กม. ชั้นที่สามที่ต่ำกว่าใกล้กับเรามากที่สุดมี 50% ของก๊าซในชั้นบรรยากาศทั้งหมด เป็นเพียงส่วนเดียวขององค์ประกอบทั้งหมดของบรรยากาศที่หายใจเข้าไป เนื่องจากพื้นผิวโลกได้รับความร้อนจากด้านล่างซึ่งดูดซับพลังงานความร้อนของดวงอาทิตย์ อุณหภูมิและความดันของชั้นโทรโพสเฟียร์จึงลดลงตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น

ที่ด้านบนสุดเป็นชั้นบางๆ ที่เรียกว่าโทรโพพอส ซึ่งเป็นเพียงตัวกั้นระหว่างโทรโพสเฟียร์และสตราโตสเฟียร์

สตราโตสเฟียร์: บ้านของโอโซน

สตราโตสเฟียร์เป็นชั้นบรรยากาศถัดไป มันทอดตัวจาก 6-20 กม. ถึง 50 กม. เหนือพื้นผิวโลก นี่คือชั้นที่สายการบินพาณิชย์ส่วนใหญ่บินและบอลลูนเดินทาง

ที่นี่อากาศไม่ไหลขึ้นและลง แต่เคลื่อนที่ขนานกับพื้นผิวด้วยกระแสอากาศที่รวดเร็วมาก อุณหภูมิเพิ่มขึ้นเมื่อคุณขึ้นไป เนื่องจากโอโซนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ (O3) จำนวนมาก ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากรังสีสุริยะ และออกซิเจนซึ่งมีความสามารถในการดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตรายของดวงอาทิตย์ อุตุนิยมวิทยาเป็น "ผกผัน") .

เนื่องจากสตราโตสเฟียร์มีอุณหภูมิที่อุ่นกว่าที่ด้านล่างและอุณหภูมิที่เย็นกว่าที่ด้านบน การพาความร้อน (การเคลื่อนที่ในแนวตั้งของมวลอากาศ) จึงเกิดขึ้นได้ยากในส่วนนี้ของบรรยากาศ อันที่จริง คุณสามารถดูพายุที่โหมกระหน่ำในชั้นโทรโพสเฟียร์จากชั้นสตราโตสเฟียร์ได้ เนื่องจากชั้นนี้ทำหน้าที่เป็น "ฝาครอบ" สำหรับการพาความร้อน ซึ่งเมฆพายุจะไม่ทะลุผ่าน

สตราโตสเฟียร์ตามมาด้วยชั้นบัฟเฟอร์อีกครั้ง คราวนี้เรียกว่าสตราโตพอส

Mesosphere: บรรยากาศระดับกลาง

มีโซสเฟียร์อยู่ห่างจากพื้นผิวโลกประมาณ 50-80 กม. มีโซสเฟียร์ตอนบนเป็นสถานที่ธรรมชาติที่หนาวที่สุดในโลก โดยอุณหภูมิจะลดลงต่ำกว่า -143°C

เทอร์โมสเฟียร์: บรรยากาศชั้นบน

มีโซสเฟียร์และมีโซพอสตามด้วยเทอร์โมสเฟียร์ซึ่งอยู่ห่างจากพื้นผิวโลก 80 ถึง 700 กม. และมีอากาศน้อยกว่า 0.01% ของอากาศทั้งหมดในเปลือกบรรยากาศ อุณหภูมิที่นี่สูงถึง +2000 ° C แต่เนื่องจากการหายากของอากาศที่แข็งแกร่งและการขาดโมเลกุลของก๊าซในการถ่ายเทความร้อน อุณหภูมิสูงเหล่านี้จึงถูกมองว่าเย็นมาก

Exosphere: ขอบเขตของบรรยากาศและอวกาศ

ที่ระดับความสูงประมาณ 700-10,000 กม. เหนือพื้นผิวโลกคือชั้นนอกสุด - ขอบด้านนอกของชั้นบรรยากาศซึ่งมีพรมแดนติดกับพื้นที่ ที่นี่ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาโคจรรอบโลก

ไอโอโนสเฟียร์เป็นอย่างไร?

ไอโอสเฟียร์ไม่ใช่ชั้นที่แยกจากกัน และอันที่จริงคำนี้ใช้เพื่ออ้างถึงบรรยากาศที่ระดับความสูง 60 ถึง 1,000 กม. ประกอบด้วยส่วนบนสุดของมีโซสเฟียร์ เทอร์โมสเฟียร์ทั้งหมด และบางส่วนของเอกโซสเฟียร์ ไอโอสเฟียร์ได้ชื่อมาเพราะในบริเวณนี้ของชั้นบรรยากาศ การแผ่รังสีของดวงอาทิตย์จะแตกตัวเป็นไอออนเมื่อมันผ่านสนามแม่เหล็กของโลกที่ และ ปรากฏการณ์นี้สังเกตได้จากโลกเป็นแสงเหนือ

บรรยากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซต่างๆ มันขยายจากพื้นผิวโลกไปสู่ความสูงได้ถึง 900 กม. ปกป้องโลกจากสเปกตรัมที่เป็นอันตรายของรังสีดวงอาทิตย์ และมีก๊าซที่จำเป็นสำหรับทุกชีวิตบนโลก บรรยากาศดักจับความร้อนของดวงอาทิตย์ ทำให้ร้อนขึ้นใกล้พื้นผิวโลก และสร้างสภาพอากาศที่เอื้ออำนวย

องค์ประกอบของบรรยากาศ

ชั้นบรรยากาศของโลกประกอบด้วยก๊าซสองชนิดเป็นส่วนใหญ่ - ไนโตรเจน (78%) และออกซิเจน (21%) นอกจากนี้ยังมีสิ่งสกปรกจากคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซอื่น ๆ ในบรรยากาศมีอยู่ในรูปของไอ ความชื้นในเมฆและผลึกน้ำแข็ง

ชั้นบรรยากาศ

ชั้นบรรยากาศประกอบด้วยหลายชั้นซึ่งไม่มีขอบเขตที่ชัดเจน อุณหภูมิของชั้นต่างๆ แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด

• สนามแม่เหล็กไร้อากาศ ดาวเทียมส่วนใหญ่ของโลกบินมาที่นี่นอกชั้นบรรยากาศของโลก
• Exosphere (450-500 กม. จากพื้นผิว) แทบไม่มีก๊าซ ดาวเทียมสภาพอากาศบางดวงบินอยู่ในชั้นนอกสุด เทอร์โมสเฟียร์ (80-450 กม.) มีอุณหภูมิสูงถึง 1700 องศาเซลเซียสในชั้นบน
• มีโซสเฟียร์ (50-80 กม.) ในทรงกลมนี้ อุณหภูมิจะลดลงเมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ที่นี่เป็นที่ที่อุกกาบาตส่วนใหญ่ (เศษหินอวกาศ) ที่เข้าสู่ชั้นบรรยากาศถูกไฟไหม้
• สตราโตสเฟียร์ (15-50 กม.) ประกอบด้วยชั้นโอโซน นั่นคือ ชั้นของโอโซนที่ดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ สิ่งนี้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิใกล้พื้นผิวโลก เครื่องบินเจ็ตมักจะบินที่นี่เช่น ทัศนวิสัยในเลเยอร์นี้ดีมากและแทบไม่มีการรบกวนที่เกิดจากสภาพอากาศ
• โทรโพสเฟียร์ ความสูงแตกต่างกันไปตั้งแต่ 8 ถึง 15 กม. จากพื้นผิวโลก ที่นี้เองที่สภาพอากาศของโลกก่อตัวขึ้นตั้งแต่ใน ชั้นนี้มีไอน้ำ ฝุ่น และลมมากที่สุด อุณหภูมิจะลดลงตามระยะห่างจากพื้นผิวโลก

ความกดอากาศ

แม้ว่าเราจะไม่รู้สึกถึงมัน แต่ชั้นบรรยากาศก็กดดันพื้นผิวโลก ค่าสูงสุดอยู่ใกล้พื้นผิว และเมื่อคุณเคลื่อนตัวออกห่างจากมัน มันจะค่อยๆ ลดลง ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นดินและมหาสมุทร ดังนั้นในพื้นที่ที่มีความสูงเท่ากันเหนือระดับน้ำทะเลจึงมักมีความกดอากาศต่างกัน ความกดอากาศต่ำทำให้เกิดสภาพอากาศเปียก ในขณะที่ความกดอากาศสูงมักจะทำให้อากาศแจ่มใส

การเคลื่อนที่ของมวลอากาศในบรรยากาศ

และความกดดันทำให้บรรยากาศเบื้องล่างปะปนกัน ทำให้เกิดลมที่พัดจากบริเวณที่มีความกดอากาศสูงไปยังบริเวณที่มีความกดอากาศต่ำ ในหลายภูมิภาค ลมในท้องถิ่นก็เกิดขึ้นเช่นกัน ซึ่งเกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิบนบกและในทะเล ภูเขายังมีอิทธิพลอย่างมากต่อทิศทางของลม

ภาวะโลกร้อน

คาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซอื่นๆ ในชั้นบรรยากาศของโลกจะดักจับความร้อนของดวงอาทิตย์ กระบวนการนี้มักเรียกว่าปรากฏการณ์เรือนกระจก เนื่องจากมีหลายวิธีที่คล้ายคลึงกับการหมุนเวียนความร้อนในโรงเรือน ภาวะเรือนกระจกทำให้เกิดภาวะโลกร้อนบนโลกใบนี้ ในพื้นที่ที่มีความกดอากาศสูง - แอนติไซโคลน - มีระบบสุริยะที่ชัดเจน ในพื้นที่ที่มีความกดอากาศต่ำ - พายุไซโคลน - อากาศมักจะไม่เสถียร ความร้อนและแสงเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ ก๊าซจะดักจับความร้อนที่สะท้อนจากพื้นผิวโลก จึงทำให้อุณหภูมิของโลกสูงขึ้น

มีชั้นโอโซนพิเศษในสตราโตสเฟียร์ โอโซนปิดกั้นรังสีอัลตราไวโอเลตส่วนใหญ่จากดวงอาทิตย์ ปกป้องโลกและทุกชีวิตบนดวงอาทิตย์ นักวิทยาศาสตร์พบว่าสาเหตุของการทำลายชั้นโอโซนคือก๊าซคลอโรฟลูออโรคาร์บอนไดออกไซด์ชนิดพิเศษที่บรรจุอยู่ในละอองลอยและอุปกรณ์ทำความเย็นบางชนิด เหนืออาร์กติกและแอนตาร์กติกา พบหลุมขนาดใหญ่ในชั้นโอโซน ส่งผลให้ปริมาณรังสีอัลตราไวโอเลตที่ส่งผลต่อพื้นผิวโลกเพิ่มขึ้น

โอโซนก่อตัวขึ้นในชั้นบรรยากาศชั้นล่างอันเป็นผลมาจากการแผ่รังสีดวงอาทิตย์กับควันและก๊าซไอเสียต่างๆ โดยปกติแล้วจะกระจายไปในชั้นบรรยากาศ แต่ถ้าอากาศเย็นปิดเป็นชั้นภายใต้ชั้นของอากาศอุ่น โอโซนจะเข้มข้นและเกิดหมอกควัน น่าเสียดายที่สิ่งนี้ไม่สามารถชดเชยการสูญเสียโอโซนในรูโอโซนได้

ภาพถ่ายดาวเทียมแสดงให้เห็นหลุมในชั้นโอโซนเหนือทวีปแอนตาร์กติกาอย่างชัดเจน ขนาดของรูแตกต่างกันไป แต่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าหลุมนั้นเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง มีการพยายามลดระดับก๊าซไอเสียในบรรยากาศ ลดมลพิษทางอากาศและใช้เชื้อเพลิงไร้ควันในเมืองต่างๆ หมอกควันทำให้ระคายเคืองตาและสำลักในหลายคน

การเกิดขึ้นและวิวัฒนาการของชั้นบรรยากาศโลก

บรรยากาศสมัยใหม่ของโลกเป็นผลมาจากการพัฒนาทางวิวัฒนาการที่ยาวนาน มันเกิดขึ้นจากการกระทำร่วมกันของปัจจัยทางธรณีวิทยาและกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิต ตลอดประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยา ชั้นบรรยากาศของโลกผ่านการจัดเรียงใหม่อย่างลึกซึ้งหลายครั้ง บนพื้นฐานของข้อมูลทางธรณีวิทยาและทฤษฎี (ข้อกำหนดเบื้องต้น) บรรยากาศดั้งเดิมของโลกอายุน้อยซึ่งมีอยู่ประมาณ 4 พันล้านปีก่อนอาจประกอบด้วยส่วนผสมของก๊าซเฉื่อยและก๊าซมีตระกูลที่มีการเติมไนโตรเจนแบบพาสซีฟเล็กน้อย (N. A. Yasamanov, 1985 ; A. S. Monin, 1987; O. G. Sorokhtin, S. A. Ushakov, 1991, 1993. ปัจจุบัน มุมมองเกี่ยวกับองค์ประกอบและโครงสร้างของชั้นบรรยากาศช่วงแรกมีการเปลี่ยนแปลงบ้าง บรรยากาศปฐมภูมิ (protoatmosphere) อยู่ที่ระยะกำเนิดดาวเคราะห์แรกสุด 4.2 พันล้านปี อาจประกอบด้วยส่วนผสมของมีเทน แอมโมเนีย และคาร์บอนไดออกไซด์ อันเป็นผลมาจากการลดก๊าซของเสื้อคลุมและกระบวนการผุกร่อนที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวโลก ไอน้ำ สารประกอบคาร์บอนในรูปของ CO 2 และ CO กำมะถันและ สารประกอบเริ่มเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ เช่นเดียวกับกรดฮาโลเจนที่แรง - HCI, HF, HI และกรดบอริก ซึ่งเสริมด้วยมีเทน แอมโมเนีย ไฮโดรเจน อาร์กอน และก๊าซมีตระกูลอื่นๆ ในบรรยากาศ บรรยากาศปฐมภูมินี้ผ่านพ้นไป บางมาก ดังนั้นอุณหภูมิใกล้พื้นผิวโลกจึงใกล้เคียงกับอุณหภูมิของสมดุลการแผ่รังสี (AS Monin, 1977)

เมื่อเวลาผ่านไป องค์ประกอบของก๊าซในชั้นบรรยากาศปฐมภูมิเริ่มเปลี่ยนแปลงภายใต้อิทธิพลของการผุกร่อนของหินที่ยื่นออกมาบนพื้นผิวโลก กิจกรรมที่สำคัญของไซยาโนแบคทีเรียและสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน กระบวนการภูเขาไฟ และการกระทำของแสงแดด สิ่งนี้นำไปสู่การสลายตัวของมีเทนและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ แอมโมเนีย - เป็นไนโตรเจนและไฮโดรเจน คาร์บอนไดออกไซด์เริ่มสะสมในชั้นบรรยากาศทุติยภูมิซึ่งค่อย ๆ ตกลงสู่พื้นผิวโลกและไนโตรเจน ต้องขอบคุณกิจกรรมที่สำคัญของสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน ทำให้ออกซิเจนเริ่มถูกผลิตขึ้นในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งในตอนแรกนั้นส่วนใหญ่ใช้ไปกับ "การออกซิไดซ์ของก๊าซในชั้นบรรยากาศ แล้วก็หิน ในเวลาเดียวกัน แอมโมเนียที่ถูกออกซิไดซ์เป็นโมเลกุลไนโตรเจน เริ่มสะสมในบรรยากาศอย่างเข้มข้น สันนิษฐานว่าเป็นส่วนสำคัญของไนโตรเจนในบรรยากาศสมัยใหม่ มีเทนและคาร์บอนมอนอกไซด์ถูกออกซิไดซ์เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ซัลเฟอร์และไฮโดรเจนซัลไฟด์ถูกออกซิไดซ์เป็น SO 2 และ SO 3 ซึ่งถูกขับออกจากชั้นบรรยากาศอย่างรวดเร็วเนื่องจากความคล่องตัวและความสว่างสูง ดังนั้นบรรยากาศจากการรีดิวซ์เช่นเดียวกับใน Archean และ Proterozoic ยุคแรกจึงค่อยๆกลายเป็นบรรยากาศออกซิไดซ์

คาร์บอนไดออกไซด์เข้าสู่ชั้นบรรยากาศทั้งจากการเกิดออกซิเดชันของก๊าซมีเทนและผลของการลดก๊าซเรือนกระจกและสภาพดินฟ้าอากาศของหิน ในกรณีที่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทั้งหมดที่ปล่อยออกมาตลอดประวัติศาสตร์ของโลกยังคงอยู่ในชั้นบรรยากาศ แรงดันบางส่วนของมันในตอนนี้อาจกลายเป็นแบบเดียวกับบนดาวศุกร์ (O. Sorokhtin, S. A. Ushakov, 1991) แต่บนโลก กระบวนการนี้กลับกัน ส่วนสำคัญของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศถูกละลายในไฮโดรสเฟียร์ ซึ่งสิ่งมีชีวิตในน้ำใช้เพื่อสร้างเปลือกและแปลงเป็นคาร์บอเนตทางชีวภาพ ต่อจากนั้นก็สร้างชั้นที่ทรงพลังที่สุดของคาร์บอเนตเคมีและออร์แกนิกจากพวกมัน

ออกซิเจนถูกส่งไปยังบรรยากาศจากแหล่งสามแหล่ง เป็นเวลานานโดยเริ่มจากช่วงเวลาของการก่อตัวของโลกมันถูกปล่อยออกมาในระหว่างการ degassing ของเสื้อคลุมและส่วนใหญ่ใช้ในกระบวนการออกซิเดชั่น อีกแหล่งของออกซิเจนคือการแยกแสงของไอน้ำโดยรังสีอัลตราไวโอเลตแบบแข็งจากดวงอาทิตย์ การปรากฏตัว; ออกซิเจนอิสระในบรรยากาศนำไปสู่การตายของโปรคาริโอตส่วนใหญ่ที่อาศัยอยู่ในสภาวะลดต่ำลง สิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตได้เปลี่ยนแหล่งที่อยู่อาศัยของพวกมัน พวกเขาออกจากพื้นผิวโลกไปยังส่วนลึกและบริเวณที่ยังคงสภาพการลดไว้ พวกมันถูกแทนที่ด้วยยูคาริโอตซึ่งเริ่มแปรรูปคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นออกซิเจนอย่างจริงจัง

ในช่วง Archean และส่วนสำคัญของ Proterozoic ออกซิเจนเกือบทั้งหมดที่เกิดขึ้นทั้ง abiogenically และ biogenically ส่วนใหญ่ใช้ไปกับการเกิดออกซิเดชันของเหล็กและกำมะถัน ในตอนท้ายของ Proterozoic เหล็กไดวาเลนต์ที่เป็นโลหะทั้งหมดที่อยู่บนพื้นผิวโลกจะถูกออกซิไดซ์หรือเคลื่อนเข้าสู่แกนโลก สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าความดันบางส่วนของออกซิเจนในบรรยากาศ Proterozoic ยุคแรกเปลี่ยนไป

ในช่วงกลางของ Proterozoic ความเข้มข้นของออกซิเจนในบรรยากาศถึงจุด Urey และมีค่าเท่ากับ 0.01% ของระดับปัจจุบัน เริ่มต้นตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ออกซิเจนเริ่มสะสมในชั้นบรรยากาศ และอาจถึงจุดสิ้นสุดของแม่น้ำริเฟอันแล้ว เนื้อหาก็ถึงจุดปาสเตอร์ (0.1% ของระดับปัจจุบัน) เป็นไปได้ว่าชั้นโอโซนเกิดขึ้นในยุคเวนเดียนและครั้งนั้นไม่เคยหายไป

การปรากฏตัวของออกซิเจนอิสระในชั้นบรรยากาศของโลกกระตุ้นการวิวัฒนาการของชีวิตและนำไปสู่การเกิดขึ้นของรูปแบบใหม่ที่มีการเผาผลาญที่สมบูรณ์แบบมากขึ้น ถ้าก่อนหน้านี้ eukaryotic unicellular algae และ cyanides ซึ่งปรากฏตัวที่จุดเริ่มต้นของ Proterozoic ต้องการปริมาณออกซิเจนในน้ำเพียง 10 -3 ของความเข้มข้นที่ทันสมัยจากนั้นด้วยการเกิดขึ้นของ Metazoa ที่ไม่ใช่โครงกระดูกที่ส่วนท้ายของ Early Vendian กล่าวคือ เมื่อประมาณ 650 ล้านปีก่อน ความเข้มข้นของออกซิเจนในบรรยากาศน่าจะสูงขึ้นมาก ท้ายที่สุด Metazoa ใช้การหายใจด้วยออกซิเจนและสิ่งนี้ต้องการให้ความดันบางส่วนของออกซิเจนถึงระดับวิกฤต - จุดปาสเตอร์ ในกรณีนี้ กระบวนการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนถูกแทนที่ด้วยเมแทบอลิซึมของออกซิเจนที่มีแนวโน้มดีขึ้นและมีความก้าวหน้ามากขึ้น

หลังจากนั้น การสะสมของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศของโลกก็เกิดขึ้นค่อนข้างรวดเร็ว ปริมาณสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินที่เพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไปมีส่วนทำให้ความสำเร็จในบรรยากาศของระดับออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับการช่วยชีวิตของสัตว์โลก ความเสถียรของปริมาณออกซิเจนในชั้นบรรยากาศเกิดขึ้นตั้งแต่ช่วงเวลาที่พืชขึ้นบก ประมาณ 450 ล้านปีก่อน การเกิดขึ้นของพืชบนบกซึ่งเกิดขึ้นในยุค Silurian นำไปสู่การรักษาระดับออกซิเจนในบรรยากาศขั้นสุดท้าย ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ความเข้มข้นของมันก็เริ่มผันผวนภายในขอบเขตที่ค่อนข้างแคบ ไม่เคยไปไกลกว่าการดำรงอยู่ของชีวิต ความเข้มข้นของออกซิเจนในบรรยากาศมีเสถียรภาพอย่างสมบูรณ์ตั้งแต่การปรากฏตัวของไม้ดอก เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นในช่วงกลางของยุคครีเทเชียสเช่น เมื่อประมาณ 100 ล้านปีที่แล้ว

ไนโตรเจนจำนวนมากก่อตัวขึ้นในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาของโลก ส่วนใหญ่เกิดจากการสลายตัวของแอมโมเนีย ด้วยการถือกำเนิดของสิ่งมีชีวิต กระบวนการจับไนโตรเจนในบรรยากาศเข้ากับอินทรียวัตถุและฝังลงในตะกอนทะเลจึงเริ่มต้นขึ้น หลังจากปล่อยสิ่งมีชีวิตบนบก ไนโตรเจนเริ่มถูกฝังอยู่ในตะกอนดินในทวีปยุโรป กระบวนการแปรรูปไนโตรเจนอิสระเข้มข้นขึ้นเป็นพิเศษเมื่อมีพืชบนบก

เมื่อถึงช่วงเปลี่ยนผ่านของ Cryptozoic และ Phanerozoic กล่าวคือ เมื่อประมาณ 650 ล้านปีก่อน ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศลดลงเหลือหนึ่งในสิบของเปอร์เซ็นต์ และถึงระดับที่ใกล้เคียงกับระดับปัจจุบันเพียงไม่นานนี้เอง ประมาณ 10-20 ล้าน ปีที่แล้ว

ดังนั้นองค์ประกอบของก๊าซในชั้นบรรยากาศไม่เพียง แต่ให้พื้นที่อยู่อาศัยสำหรับสิ่งมีชีวิตเท่านั้น แต่ยังกำหนดลักษณะของกิจกรรมที่สำคัญของพวกเขาด้วยการส่งเสริมการตั้งถิ่นฐานและวิวัฒนาการ ความล้มเหลวอันเป็นผลจากการกระจายองค์ประกอบก๊าซในบรรยากาศที่เป็นประโยชน์ต่อสิ่งมีชีวิต ทั้งจากสาเหตุจักรวาลและดาวเคราะห์ นำไปสู่การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ของโลกอินทรีย์ ซึ่งเกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำอีกในช่วง Cryptozoic และในเหตุการณ์สำคัญบางอย่างของประวัติศาสตร์ Phanerozoic

ฟังก์ชั่นทางชาติพันธุ์ของบรรยากาศ

ชั้นบรรยากาศของโลกให้สาร พลังงานที่จำเป็น และกำหนดทิศทางและความเร็วของกระบวนการเผาผลาญ องค์ประกอบของก๊าซในบรรยากาศสมัยใหม่นั้นเหมาะสมที่สุดสำหรับการดำรงอยู่และการพัฒนาของชีวิต ในฐานะที่เป็นพื้นที่ของสภาพอากาศและการก่อตัวของสภาพอากาศ บรรยากาศจะต้องสร้างสภาพที่สะดวกสบายสำหรับชีวิตของผู้คนสัตว์และพืชพันธุ์ การเบี่ยงเบนไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งในคุณภาพของอากาศและสภาพอากาศในชั้นบรรยากาศทำให้เกิดสภาวะที่รุนแรงสำหรับชีวิตของสัตว์และพืชโลก รวมทั้งมนุษย์

ชั้นบรรยากาศของโลกไม่เพียงแต่ให้เงื่อนไขสำหรับการดำรงอยู่ของมนุษยชาติเท่านั้น แต่ยังเป็นปัจจัยหลักในการวิวัฒนาการของเอธโนสเฟียร์อีกด้วย ในขณะเดียวกันก็กลายเป็นแหล่งพลังงานและวัตถุดิบสำหรับการผลิต โดยทั่วไป บรรยากาศเป็นปัจจัยที่ช่วยรักษาสุขภาพของมนุษย์ และบางพื้นที่เนื่องจากสภาพร่างกายและภูมิศาสตร์และคุณภาพอากาศในบรรยากาศ ทำหน้าที่เป็นพื้นที่พักผ่อนหย่อนใจและเป็นพื้นที่สำหรับการบำบัดและนันทนาการสำหรับผู้ป่วยในสถานพยาบาล ดังนั้นบรรยากาศจึงเป็นปัจจัยที่ส่งผลต่อสุนทรียภาพและอารมณ์

หน้าที่ทางชาติพันธุ์และเทคโนโลยีของบรรยากาศซึ่งกำหนดไว้เมื่อไม่นานมานี้ (E. D. Nikitin, N. A. Yasamanov, 2001) จำเป็นต้องมีการศึกษาเชิงลึกที่เป็นอิสระ ดังนั้นการศึกษาฟังก์ชันพลังงานบรรยากาศจึงมีความเกี่ยวข้องมากทั้งในแง่ของการเกิดขึ้นและการทำงานของกระบวนการที่ทำลายสิ่งแวดล้อม และจากมุมมองของผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์และความเป็นอยู่ที่ดี ในกรณีนี้ เรากำลังพูดถึงพลังงานของพายุไซโคลนและแอนติไซโคลน กระแสน้ำวนในบรรยากาศ ความกดอากาศและปรากฏการณ์ทางบรรยากาศสุดขั้วอื่นๆ การใช้อย่างมีประสิทธิภาพจะนำไปสู่การแก้ปัญหาที่ประสบความสำเร็จในการได้มาซึ่งแหล่งพลังงานทางเลือกที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษ สิ่งแวดล้อม. ท้ายที่สุดแล้ว สิ่งแวดล้อมในอากาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งส่วนที่อยู่เหนือมหาสมุทรโลก เป็นพื้นที่สำหรับปล่อยพลังงานอิสระจำนวนมหาศาล

ตัวอย่างเช่น มีการพิสูจน์แล้วว่าพายุหมุนเขตร้อนที่มีกำลังปานกลางจะปล่อยพลังงานเทียบเท่ากับพลังงานของระเบิดปรมาณู 500,000 ลูกที่ทิ้งบนฮิโรชิมาและนางาซากิในเวลาเพียงวันเดียว เป็นเวลา 10 วันของการดำรงอยู่ของพายุไซโคลนดังกล่าว พลังงานที่เพียงพอจะถูกปล่อยออกมาเพื่อตอบสนองความต้องการด้านพลังงานทั้งหมดของประเทศอย่างสหรัฐอเมริกาเป็นเวลา 600 ปี

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการเผยแพร่ผลงานจำนวนมากโดยนักวิทยาศาสตร์ธรรมชาติไม่ทางใดก็ทางหนึ่งเกี่ยวกับแง่มุมต่าง ๆ ของกิจกรรมและอิทธิพลของบรรยากาศต่อกระบวนการของโลก ซึ่งบ่งชี้ถึงการเพิ่มความเข้มข้นของปฏิสัมพันธ์แบบสหวิทยาการในวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่ ในเวลาเดียวกันบทบาทการบูรณาการของทิศทางบางอย่างก็ปรากฏขึ้นซึ่งจำเป็นต้องสังเกตทิศทางการทำงานและนิเวศวิทยาในธรณีวิทยา

ทิศทางนี้กระตุ้นการวิเคราะห์และการวางภาพรวมตามทฤษฎีของหน้าที่ทางนิเวศวิทยาและบทบาทของดาวเคราะห์ของธรณีสเฟียร์ต่างๆ และในทางกลับกัน ก็เป็นข้อกำหนดเบื้องต้นที่สำคัญสำหรับการพัฒนาวิธีการและพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์สำหรับการศึกษาโลกของเราแบบองค์รวม การใช้อย่างมีเหตุผลและ การปกป้องทรัพยากรธรรมชาติของมัน

ชั้นบรรยากาศของโลกประกอบด้วยหลายชั้น: โทรโพสเฟียร์, สตราโตสเฟียร์, มีโซสเฟียร์, เทอร์โมสเฟียร์, ไอโอสเฟียร์และเอกโซสเฟียร์ ในส่วนบนของโทรโพสเฟียร์และส่วนล่างของสตราโตสเฟียร์มีชั้นหนึ่งที่อุดมไปด้วยโอโซน เรียกว่าชั้นโอโซน มีการกำหนดระเบียบปฏิบัติบางประการ (รายวัน ตามฤดูกาล ประจำปี ฯลฯ) ในการกระจายโอโซน นับตั้งแต่มีการเริ่มต้น บรรยากาศมีอิทธิพลต่อกระบวนการของดาวเคราะห์ องค์ประกอบหลักของบรรยากาศแตกต่างไปจากปัจจุบันอย่างสิ้นเชิง แต่เมื่อเวลาผ่านไปสัดส่วนและบทบาทของโมเลกุลไนโตรเจนเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเมื่อประมาณ 650 ล้านปีก่อนมีออกซิเจนฟรีปรากฏขึ้นปริมาณที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง แต่ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ลดลงตามลำดับ . การเคลื่อนที่ในระดับสูงของชั้นบรรยากาศ องค์ประกอบของก๊าซ และการปรากฏตัวของละอองลอยเป็นตัวกำหนดบทบาทที่โดดเด่นและการมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในกระบวนการทางธรณีวิทยาและชีวทรงกลมต่างๆ บทบาทของบรรยากาศในการกระจายพลังงานแสงอาทิตย์และการเกิดภัยพิบัติทางธรรมชาติและภัยพิบัตินั้นยอดเยี่ยมมาก ลมกรดในชั้นบรรยากาศ - พายุทอร์นาโด (พายุทอร์นาโด) พายุเฮอริเคน ไต้ฝุ่น พายุไซโคลน และปรากฏการณ์อื่นๆ ส่งผลเสียต่อโลกอินทรีย์และระบบธรรมชาติ แหล่งที่มาหลักของมลพิษควบคู่ไปกับปัจจัยทางธรรมชาติคือกิจกรรมทางเศรษฐกิจของมนุษย์รูปแบบต่างๆ ผลกระทบจากมนุษย์ในชั้นบรรยากาศไม่เพียงแสดงออกมาในลักษณะของละอองลอยและก๊าซเรือนกระจกต่างๆ เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเพิ่มขึ้นของปริมาณไอน้ำและแสดงออกในรูปของหมอกควันและฝนกรด ก๊าซเรือนกระจกเปลี่ยนระบอบอุณหภูมิของพื้นผิวโลก การปล่อยก๊าซบางชนิดจะลดปริมาตรของหน้าจอโอโซนและมีส่วนทำให้เกิดรูโอโซน บทบาททางชาติพันธุ์ของชั้นบรรยากาศของโลกนั้นยอดเยี่ยม

บทบาทของบรรยากาศในกระบวนการทางธรรมชาติ

บรรยากาศพื้นผิวในสถานะตรงกลางระหว่างธรณีภาคกับอวกาศและองค์ประกอบของก๊าซสร้างเงื่อนไขสำหรับชีวิตของสิ่งมีชีวิต ในเวลาเดียวกัน สภาพดินฟ้าอากาศและความรุนแรงของการทำลายหิน การถ่ายโอนและการสะสมของวัสดุที่เป็นอันตรายนั้นขึ้นอยู่กับปริมาณ ธรรมชาติและความถี่ของการตกตะกอน ความถี่และความแรงของลม และโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับอุณหภูมิของอากาศ บรรยากาศเป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบภูมิอากาศ อุณหภูมิและความชื้นของอากาศ ความขุ่นและปริมาณน้ำฝน ลม - ทั้งหมดนี้เป็นลักษณะของสภาพอากาศ นั่นคือ สถานะของบรรยากาศที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง ในเวลาเดียวกัน องค์ประกอบเดียวกันเหล่านี้ยังแสดงถึงลักษณะภูมิอากาศ กล่าวคือ ระบอบสภาพอากาศระยะยาวโดยเฉลี่ย

องค์ประกอบของก๊าซ การปรากฏตัวของเมฆและสิ่งสกปรกต่าง ๆ ซึ่งเรียกว่าอนุภาคละออง (เถ้า ฝุ่น อนุภาคของไอน้ำ) กำหนดลักษณะของการผ่านของรังสีดวงอาทิตย์ผ่านชั้นบรรยากาศและป้องกันการหลบหนีของรังสีความร้อนของโลก สู่อวกาศ

ชั้นบรรยากาศของโลกเคลื่อนที่ได้มาก กระบวนการที่เกิดขึ้นและการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของก๊าซ ความหนา ความขุ่น ความโปร่งใส และการมีอยู่ของอนุภาคละอองลอยในนั้นส่งผลต่อทั้งสภาพอากาศและสภาพอากาศ

การกระทำและทิศทางของกระบวนการทางธรรมชาติ เช่นเดียวกับชีวิตและกิจกรรมบนโลก ถูกกำหนดโดยรังสีดวงอาทิตย์ มันให้ความร้อนถึง 99.98% ที่มาถึงพื้นผิวโลก ปีละ 134*10 19 kcal. ความร้อนจำนวนนี้หาได้จากการเผาไหม้ถ่านหิน 2 แสนล้านตัน ปริมาณสำรองของไฮโดรเจนซึ่งสร้างการไหลของพลังงานความร้อนนิวเคลียร์ในมวลของดวงอาทิตย์จะเพียงพอสำหรับอย่างน้อยอีก 10 พันล้านปี นั่นคือเป็นระยะเวลาสองเท่าของดาวเคราะห์ของเรา

ประมาณ 1/3 ของจำนวนพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมดที่เข้าสู่ขอบบนของบรรยากาศสะท้อนกลับเข้าไปในอวกาศโลก 13% ถูกดูดซับโดยชั้นโอโซน (รวมถึงรังสีอัลตราไวโอเลตเกือบทั้งหมด) 7% - บรรยากาศที่เหลือและมีเพียง 44% เท่านั้นที่ไปถึงพื้นผิวโลก ปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ทั้งหมดที่มายังโลกในหนึ่งวันมีค่าเท่ากับพลังงานที่มนุษย์ได้รับจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงทุกประเภทในช่วงสหัสวรรษที่ผ่านมา

ปริมาณและธรรมชาติของการกระจายรังสีดวงอาทิตย์บนพื้นผิวโลกนั้นขึ้นอยู่กับความขุ่นมัวและความโปร่งใสของชั้นบรรยากาศอย่างใกล้ชิด ปริมาณรังสีที่กระจัดกระจายได้รับผลกระทบจากความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้า ความโปร่งใสของบรรยากาศ ปริมาณไอน้ำ ฝุ่น ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ทั้งหมด เป็นต้น

ปริมาณรังสีที่กระจัดกระจายสูงสุดจะตกลงไปในบริเวณขั้วโลก ยิ่งดวงอาทิตย์อยู่ต่ำกว่าขอบฟ้า ความร้อนก็จะเข้าสู่บริเวณที่กำหนดน้อยลงเท่านั้น

ความโปร่งใสของบรรยากาศและความขุ่นมัวมีความสำคัญอย่างยิ่ง ในวันฤดูร้อนที่มีเมฆมาก มักจะเย็นกว่าวันที่อากาศแจ่มใส เนื่องจากเมฆในเวลากลางวันทำให้พื้นผิวโลกไม่ร้อน

ปริมาณฝุ่นในบรรยากาศมีบทบาทสำคัญในการกระจายความร้อน อนุภาคของแข็งของฝุ่นและขี้เถ้าที่กระจายตัวละเอียดซึ่งส่งผลต่อความโปร่งใสส่งผลเสียต่อการกระจายรังสีดวงอาทิตย์ซึ่งส่วนใหญ่สะท้อนออกมา อนุภาคละเอียดเข้าสู่ชั้นบรรยากาศได้สองวิธี: อาจเป็นขี้เถ้าที่ปล่อยออกมาระหว่างการปะทุของภูเขาไฟ หรือฝุ่นทะเลทรายที่พัดพาโดยลมจากเขตร้อนและกึ่งเขตร้อนที่แห้งแล้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งฝุ่นจำนวนมากดังกล่าวเกิดขึ้นในช่วงฤดูแล้งเมื่อถูกลมอุ่นพัดผ่านไปยังชั้นบนของบรรยากาศและสามารถอยู่ที่นั่นเป็นเวลานาน หลังจากการปะทุของภูเขาไฟ Krakatoa ในปี 1883 ฝุ่นที่พัดสู่ชั้นบรรยากาศหลายสิบกิโลเมตรยังคงอยู่ในสตราโตสเฟียร์เป็นเวลาประมาณ 3 ปี อันเป็นผลมาจากการระเบิดของภูเขาไฟ El Chichon (เม็กซิโกในปี 1985) ฝุ่นไปถึงยุโรปและอุณหภูมิพื้นผิวลดลงเล็กน้อย

ชั้นบรรยากาศของโลกมีไอน้ำในปริมาณที่แปรผัน ในแง่ที่แน่นอน โดยน้ำหนักหรือปริมาตร ปริมาณของมันมีตั้งแต่ 2 ถึง 5%

ไอน้ำ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ ช่วยเพิ่มปรากฏการณ์เรือนกระจก ในเมฆและหมอกที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศ กระบวนการทางเคมีกายภาพอันแปลกประหลาดเกิดขึ้น

แหล่งที่มาหลักของไอน้ำในบรรยากาศคือพื้นผิวของมหาสมุทร ชั้นของน้ำที่มีความหนา 95 ถึง 110 ซม. ระเหยไปทุกปี ความชื้นบางส่วนจะกลับสู่มหาสมุทรหลังจากการควบแน่น และอีกส่วนหนึ่งจะถูกส่งไปยังทวีปโดยกระแสอากาศ ในภูมิภาคที่มีสภาพอากาศชื้นแบบแปรผัน ปริมาณน้ำฝนจะทำให้ดินชุ่มชื้น และในบริเวณที่มีความชื้นจะสร้างแหล่งน้ำใต้ดิน ดังนั้นบรรยากาศจึงเป็นที่สะสมของความชื้นและแหล่งหยาดน้ำฟ้า และหมอกที่ก่อตัวในชั้นบรรยากาศให้ความชุ่มชื้นแก่ดิน จึงมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาโลกของสัตว์และพืช

ความชื้นในบรรยากาศกระจายไปทั่วพื้นผิวโลกเนื่องจากการเคลื่อนที่ของชั้นบรรยากาศ มีระบบการกระจายลมและแรงดันที่ซับซ้อนมาก เนื่องจากบรรยากาศมีการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง ธรรมชาติและขอบเขตของการกระจายลมและความดันจึงเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ระดับการไหลเวียนแตกต่างกันไปตั้งแต่ไมโครอุตุนิยมวิทยาที่มีขนาดเพียงไม่กี่ร้อยเมตรไปจนถึงระดับโลกด้วยขนาดหลายหมื่นกิโลเมตร กระแสน้ำวนในบรรยากาศขนาดใหญ่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการสร้างระบบกระแสอากาศขนาดใหญ่และกำหนดการไหลเวียนของบรรยากาศโดยทั่วไป นอกจากนี้ยังเป็นแหล่งของปรากฏการณ์บรรยากาศภัยพิบัติ

การกระจายของสภาพอากาศและสภาพภูมิอากาศและการทำงานของสิ่งมีชีวิตขึ้นอยู่กับความกดอากาศ ในกรณีที่ความดันบรรยากาศผันผวนภายในขอบเขตเล็กๆ ความดันบรรยากาศจะไม่มีบทบาทสำคัญในความเป็นอยู่ที่ดีของคนและพฤติกรรมของสัตว์ และไม่ส่งผลต่อการทำงานทางสรีรวิทยาของพืช ตามกฎแล้วปรากฏการณ์ที่หน้าผากและการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศนั้นสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของความดัน

ความกดอากาศมีความสำคัญพื้นฐานสำหรับการก่อตัวของลม ซึ่งเป็นปัจจัยที่ก่อให้เกิดความโล่งใจ มีผลกระทบมากที่สุดต่อพืชและสัตว์

ลมสามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของพืชและในขณะเดียวกันก็ส่งเสริมการถ่ายเทเมล็ดพืช บทบาทของลมในการก่อตัวของสภาพอากาศและสภาพอากาศนั้นดีมาก เขายังทำหน้าที่เป็นผู้ควบคุมกระแสน้ำทะเล ลมเป็นหนึ่งในปัจจัยภายนอกที่ก่อให้เกิดการกัดเซาะและภาวะเงินฝืดของวัสดุที่ผุกร่อนในระยะทางไกล

บทบาททางนิเวศวิทยาและธรณีวิทยาของกระบวนการในชั้นบรรยากาศ

ความโปร่งใสของชั้นบรรยากาศที่ลดลงอันเนื่องมาจากการปรากฏตัวของอนุภาคละอองลอยและฝุ่นละอองในอากาศนั้นส่งผลต่อการกระจายของรังสีดวงอาทิตย์ เพิ่มอัลเบโดหรือการสะท้อนแสง ปฏิกิริยาเคมีต่างๆ นำไปสู่ผลลัพธ์เดียวกัน ทำให้เกิดการสลายตัวของโอโซนและทำให้เกิดเมฆ "ไข่มุก" ซึ่งประกอบด้วยไอน้ำ การเปลี่ยนแปลงของการสะท้อนแสงทั่วโลก เช่นเดียวกับการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของก๊าซในบรรยากาศ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นก๊าซเรือนกระจก เป็นสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

ความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอซึ่งทำให้เกิดความแตกต่างของความดันบรรยากาศในส่วนต่างๆ ของพื้นผิวโลก นำไปสู่การหมุนเวียนของบรรยากาศซึ่งเป็นจุดเด่นของชั้นโทรโพสเฟียร์ เมื่อมีความแตกต่างของความดัน อากาศจะไหลจากบริเวณที่มีความกดอากาศสูงไปยังบริเวณที่มีความกดอากาศต่ำ การเคลื่อนที่ของมวลอากาศเหล่านี้ ร่วมกับความชื้นและอุณหภูมิ เป็นตัวกำหนดลักษณะทางนิเวศวิทยาและธรณีวิทยาหลักของกระบวนการในชั้นบรรยากาศ

ลมทำให้เกิดงานทางธรณีวิทยาต่างๆ บนพื้นผิวโลก ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความเร็ว ด้วยความเร็ว 10 เมตร/วินาที มันเขย่ากิ่งไม้หนาทึบ ดูดฝุ่นและทรายละเอียด ทำลายกิ่งไม้ด้วยความเร็ว 20 เมตร/วินาที แบกทรายและกรวด ที่ความเร็ว 30 เมตร/วินาที (พายุ) รื้อหลังคาบ้าน ถอนต้นไม้ ทุบเสา เคลื่อนก้อนกรวดและบรรทุกกรวดเล็กๆ และพายุเฮอริเคนด้วยความเร็ว 40 เมตร/วินาที ทำลายบ้านเรือน พังและรื้อถอนสายไฟ เสา ถอนรากถอนโคนต้นไม้ใหญ่

พายุฝนฟ้าคะนองและพายุทอร์นาโด (พายุทอร์นาโด) มีผลกระทบด้านลบอย่างมากต่อสิ่งแวดล้อมและเกิดภัยพิบัติตามมา นั่นคือกระแสน้ำวนในชั้นบรรยากาศที่เกิดขึ้นในฤดูร้อนบนแนวหน้าชั้นบรรยากาศอันทรงพลังด้วยความเร็วสูงถึง 100 เมตร/วินาที พายุคือลมหมุนในแนวนอนซึ่งมีความเร็วลมพายุเฮอริเคน (สูงถึง 60-80 ม./วินาที) มักจะมีฝนตกหนักและพายุฟ้าคะนองเกิดขึ้นตั้งแต่สองสามนาทีถึงครึ่งชั่วโมง พายุครอบคลุมพื้นที่กว้างไม่เกิน 50 กม. และเดินทางเป็นระยะทาง 200-250 กม. พายุรุนแรงในกรุงมอสโกและภูมิภาคมอสโกในปี 2541 ทำให้หลังคาบ้านหลายหลังเสียหายและต้นไม้ล้ม

พายุทอร์นาโดที่เรียกว่าพายุทอร์นาโดในอเมริกาเหนือ เป็นกระแสน้ำวนที่มีชั้นบรรยากาศรูปกรวยที่ทรงพลังซึ่งมักเกี่ยวข้องกับเมฆฝนฟ้าคะนอง เหล่านี้เป็นเสาของอากาศที่แคบลงตรงกลางที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหลายสิบถึงหลายร้อยเมตร พายุทอร์นาโดมีลักษณะเป็นกรวย คล้ายกับงวงช้างมาก ลงมาจากเมฆหรือลอยขึ้นจากพื้นโลก พายุทอร์นาโดเดินทางได้ไกลหลายร้อยกิโลเมตร ดูดฝุ่น น้ำจากแหล่งกักเก็บ และวัตถุต่างๆ ที่มีอัตราการหายากที่แข็งแกร่งและความเร็วในการหมุนสูง พายุทอร์นาโดอันทรงพลังมาพร้อมกับพายุฝนฟ้าคะนอง ฝน และมีพลังทำลายล้างสูง

พายุทอร์นาโดไม่ค่อยเกิดขึ้นในบริเวณใต้ขั้วหรือเส้นศูนย์สูตร ซึ่งอากาศเย็นหรือร้อนตลอดเวลา พายุทอร์นาโดไม่กี่แห่งในทะเลเปิด พายุทอร์นาโดเกิดขึ้นในยุโรป ญี่ปุ่น ออสเตรเลีย สหรัฐอเมริกา และในรัสเซีย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ Central Black Earth ในภูมิภาคมอสโก ยาโรสลาฟล์ นิจนีนอฟโกรอดและอิวาโนโว

พายุทอร์นาโดยกและเคลื่อนย้ายรถยนต์ บ้าน เกวียน สะพาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งพายุทอร์นาโดที่ทำลายล้าง (พายุทอร์นาโด) เกิดขึ้นในสหรัฐอเมริกา มีการบันทึกพายุทอร์นาโดระหว่าง 450 ถึง 1,500 ครั้งต่อปี โดยมีเหยื่อประมาณ 100 คนโดยเฉลี่ย พายุทอร์นาโดเป็นกระบวนการในชั้นบรรยากาศที่ก่อให้เกิดหายนะอย่างรวดเร็ว พวกมันถูกสร้างขึ้นในเวลาเพียง 20-30 นาทีและมีเวลาดำรงอยู่ของพวกมันคือ 30 นาที ดังนั้นจึงแทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะทำนายเวลาและสถานที่ที่เกิดพายุทอร์นาโด

กระแสน้ำวนในชั้นบรรยากาศอื่นๆ ที่ทำลายล้างแต่ระยะยาวคือพายุไซโคลน พวกมันเกิดขึ้นจากแรงดันตกซึ่งภายใต้เงื่อนไขบางประการทำให้เกิดการเคลื่อนที่เป็นวงกลมของกระแสอากาศ กระแสน้ำวนในบรรยากาศเกิดขึ้นจากกระแสลมร้อนชื้นที่มีกำลังสูงขึ้นและหมุนด้วยความเร็วสูงตามเข็มนาฬิกาในซีกโลกใต้และทวนเข็มนาฬิกาในซีกโลกเหนือ ไซโคลนซึ่งแตกต่างจากพายุทอร์นาโด กำเนิดเหนือมหาสมุทรและก่อให้เกิดการทำลายล้างในทวีปต่างๆ ปัจจัยทำลายล้างที่สำคัญ ได้แก่ ลมแรง ปริมาณฝนที่รุนแรงในรูปของหิมะ ฝนที่ตกลงมา ลูกเห็บ และคลื่นน้ำท่วม ลมด้วยความเร็ว 19 - 30 m / s ก่อตัวเป็นพายุ 30 - 35 m / s - พายุและมากกว่า 35 m / s - พายุเฮอริเคน

พายุหมุนเขตร้อน - เฮอริเคนและไต้ฝุ่น - มีความกว้างเฉลี่ยหลายร้อยกิโลเมตร ความเร็วลมภายในพายุไซโคลนถึงแรงพายุเฮอริเคน พายุหมุนเขตร้อนใช้เวลาหลายวันจนถึงหลายสัปดาห์ โดยเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 50 ถึง 200 กม./ชม. พายุไซโคลนละติจูดกลางมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า ขนาดตามขวางมีตั้งแต่พันถึงหลายพันกิโลเมตรความเร็วลมมีพายุ พวกเขาเคลื่อนตัวในซีกโลกเหนือจากตะวันตกและมีลูกเห็บและหิมะตกซึ่งเป็นความหายนะ พายุไซโคลนและพายุเฮอริเคนและไต้ฝุ่นที่เกี่ยวข้องเป็นภัยธรรมชาติที่ใหญ่ที่สุดหลังน้ำท่วมในแง่ของจำนวนผู้ประสบภัยและความเสียหายที่เกิดขึ้น ในพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่นของเอเชีย จำนวนเหยื่อในช่วงพายุเฮอริเคนมีหน่วยวัดเป็นพัน ในปี 1991 ที่บังคลาเทศ ในช่วงที่เกิดพายุเฮอริเคนทำให้เกิดคลื่นทะเลสูง 6 เมตร มีผู้เสียชีวิต 125,000 คน ไต้ฝุ่นสร้างความเสียหายอย่างใหญ่หลวงต่อสหรัฐอเมริกา ส่งผลให้มีผู้เสียชีวิตหลายสิบคน ในยุโรปตะวันตก พายุเฮอริเคนสร้างความเสียหายน้อยลง

พายุฝนฟ้าคะนองถือเป็นปรากฏการณ์บรรยากาศภัยพิบัติ เกิดขึ้นเมื่ออากาศอุ่นและชื้นขึ้นอย่างรวดเร็ว บริเวณชายแดนของเขตร้อนและกึ่งเขตร้อน พายุฝนฟ้าคะนองเกิดขึ้น 90-100 วันต่อปีในเขตอบอุ่นเป็นเวลา 10-30 วัน ในประเทศของเรามีพายุฝนฟ้าคะนองจำนวนมากที่สุดเกิดขึ้นในเทือกเขาคอเคซัสเหนือ

พายุฝนฟ้าคะนองมักใช้เวลาไม่ถึงหนึ่งชั่วโมง ฝนที่ตกลงมาอย่างหนัก พายุลูกเห็บ ฟ้าผ่า ลมกระโชกแรง และกระแสลมในแนวดิ่งก่อให้เกิดอันตรายโดยเฉพาะ อันตรายจากลูกเห็บกำหนดโดยขนาดของลูกเห็บ ในเทือกเขาคอเคซัสเหนือมวลของลูกเห็บครั้งหนึ่งเคยถึง 0.5 กิโลกรัมและในอินเดียมีการสังเกตลูกเห็บที่มีน้ำหนัก 7 กิโลกรัม พื้นที่อันตรายที่สุดในประเทศของเราตั้งอยู่ในเทือกเขาคอเคซัสเหนือ ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2535 ลูกเห็บได้ทำลายเครื่องบิน 18 ลำที่สนามบินมิเนอรัลนี โวดี้

ฟ้าผ่าเป็นปรากฏการณ์สภาพอากาศที่เป็นอันตราย พวกเขาฆ่าคน ปศุสัตว์ ทำให้เกิดไฟไหม้ สร้างความเสียหายให้กับโครงข่ายไฟฟ้า ในแต่ละปีมีผู้เสียชีวิตจากพายุฝนฟ้าคะนองและผลที่ตามมาทั่วโลกประมาณ 10,000 คน นอกจากนี้ ในบางส่วนของแอฟริกา ฝรั่งเศส และสหรัฐอเมริกา จำนวนเหยื่อฟ้าผ่ามีมากกว่าปรากฏการณ์ทางธรรมชาติอื่นๆ ความเสียหายทางเศรษฐกิจประจำปีจากพายุฝนฟ้าคะนองในสหรัฐอเมริกาอยู่ที่ 700 ล้านดอลลาร์เป็นอย่างน้อย

ความแห้งแล้งเป็นเรื่องปกติสำหรับภูมิภาคทะเลทรายที่ราบกว้างใหญ่และป่าที่ราบกว้างใหญ่ การขาดน้ำฝนทำให้ดินแห้ง ลดระดับน้ำใต้ดินและในอ่างเก็บน้ำจนแห้งสนิท การขาดความชื้นทำให้พืชและพืชผลตายได้ ภัยแล้งรุนแรงมากโดยเฉพาะในแอฟริกา ตะวันออกกลางและตะวันออกกลาง เอเชียกลาง และอเมริกาเหนือตอนใต้

ความแห้งแล้งเปลี่ยนแปลงสภาพชีวิตมนุษย์ มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมทางธรรมชาติผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การทำให้ดินเค็ม ลมแห้ง พายุฝุ่น การพังทลายของดิน และไฟป่า ไฟจะรุนแรงเป็นพิเศษในช่วงฤดูแล้งในพื้นที่ไทกา ป่าเขตร้อนและกึ่งเขตร้อน และทุ่งหญ้าสะวันนา

ภัยแล้งเป็นกระบวนการระยะสั้นที่คงอยู่นานหนึ่งฤดูกาล เมื่อความแห้งแล้งยาวนานกว่าสองฤดูกาล คุกคามต่อความอดอยากและการเสียชีวิตจำนวนมาก โดยปกติผลกระทบของภัยแล้งจะขยายไปถึงอาณาเขตของหนึ่งประเทศขึ้นไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งความแห้งแล้งที่ยืดเยื้อซึ่งมีผลที่น่าเศร้าเกิดขึ้นในภูมิภาคซาเฮลของแอฟริกา

ความเสียหายใหญ่หลวงเกิดจากปรากฏการณ์ในชั้นบรรยากาศ เช่น หิมะตก ฝนตกหนักในระยะสั้น และฝนที่ตกเป็นเวลานาน หิมะตกทำให้เกิดหิมะถล่มขนาดใหญ่ในภูเขา และการละลายอย่างรวดเร็วของหิมะที่ตกลงมาและฝนตกหนักเป็นเวลานานทำให้เกิดน้ำท่วม มวลน้ำขนาดใหญ่ที่ตกลงมาบนพื้นผิวโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ที่ไม่มีต้นไม้ ทำให้เกิดการพังทลายของดินที่ปกคลุมอย่างรุนแรง มีการเติบโตอย่างเข้มข้นของระบบลำห้วยลำห้วย อุทกภัยเกิดขึ้นจากอุทกภัยขนาดใหญ่ในช่วงเวลาที่ฝนตกหนักหรือน้ำท่วมหลังจากหิมะตกในฤดูใบไม้ผลิที่ร้อนขึ้นอย่างกะทันหันและดังนั้นจึงเป็นปรากฏการณ์ในชั้นบรรยากาศที่กำเนิด (พวกเขาจะกล่าวถึงในบทเกี่ยวกับบทบาททางนิเวศวิทยาของอุทกสเฟียร์)

การเปลี่ยนแปลงของมนุษย์ในบรรยากาศ

ในปัจจุบัน มีแหล่งต่างๆ มากมายของธรรมชาติที่เกิดจากมนุษย์ที่ก่อให้เกิดมลภาวะในชั้นบรรยากาศและนำไปสู่การละเมิดสมดุลทางนิเวศวิทยาอย่างร้ายแรง ในแง่ของขนาด แหล่งกำเนิดสองแหล่งมีผลกระทบต่อบรรยากาศมากที่สุด ได้แก่ การขนส่งและอุตสาหกรรม โดยเฉลี่ยแล้ว การขนส่งคิดเป็นสัดส่วนประมาณ 60% ของปริมาณมลพิษในบรรยากาศทั้งหมด อุตสาหกรรม - 15% พลังงานความร้อน - 15% เทคโนโลยีสำหรับการทำลายของเสียในครัวเรือนและอุตสาหกรรม - 10%

การขนส่งขึ้นอยู่กับเชื้อเพลิงที่ใช้และชนิดของสารออกซิไดซ์ที่ปล่อยก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ ซัลเฟอร์ ออกไซด์และไดออกไซด์ของคาร์บอนออกสู่บรรยากาศ ตะกั่วและสารประกอบ เขม่า เบนโซไพรีน (สารจากกลุ่มพอลิไซคลิก อะโรมาติก ไฮโดรคาร์บอน คือ สารก่อมะเร็งที่ก่อให้เกิดมะเร็งผิวหนัง)

อุตสาหกรรมปล่อยซัลเฟอร์ไดออกไซด์ คาร์บอนออกไซด์และไดออกไซด์ ไฮโดรคาร์บอน แอมโมเนีย ไฮโดรเจนซัลไฟด์ กรดซัลฟิวริก ฟีนอล คลอรีน ฟลูออรีน และสารประกอบและสารเคมีอื่นๆ สู่บรรยากาศ แต่ตำแหน่งที่โดดเด่นในหมู่การปล่อยมลพิษ (มากถึง 85%) ถูกครอบครองโดยฝุ่น

อันเป็นผลมาจากมลพิษความโปร่งใสของชั้นบรรยากาศเปลี่ยนไปมีละอองลอยหมอกควันและฝนกรดปรากฏขึ้น

ละอองลอยเป็นระบบที่กระจัดกระจายซึ่งประกอบด้วยอนุภาคของแข็งหรือหยดของเหลวที่แขวนลอยอยู่ในตัวกลางที่เป็นก๊าซ ขนาดอนุภาคของเฟสที่กระจัดกระจายมักจะอยู่ที่ 10 -3 -10 -7 ซม. ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของเฟสที่กระจายตัว ละอองลอยแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม หนึ่งรวมถึงละอองลอยที่ประกอบด้วยอนุภาคของแข็งที่กระจายตัวอยู่ในตัวกลางที่เป็นก๊าซ ส่วนที่สอง - ละอองลอยซึ่งเป็นส่วนผสมของเฟสก๊าซและของเหลว อันแรกเรียกว่าควันและอันที่สอง - หมอก ศูนย์ควบแน่นมีบทบาทสำคัญในกระบวนการก่อตัว เถ้าภูเขาไฟ ฝุ่นจักรวาล ผลิตภัณฑ์จากการปล่อยมลพิษทางอุตสาหกรรม แบคทีเรียต่างๆ ฯลฯ ทำหน้าที่เป็นนิวเคลียสการควบแน่นจำนวนนิวเคลียสความเข้มข้นที่เป็นไปได้เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น เมื่อหญ้าแห้งถูกทำลายด้วยไฟบนพื้นที่ 4,000 ตร.ม. จะเกิดนิวเคลียสของละอองลอยเฉลี่ย 11 * 10 22

ละอองลอยเริ่มก่อตัวขึ้นจากช่วงเวลาที่โลกของเราเกิดขึ้นและมีอิทธิพลต่อสภาพธรรมชาติ อย่างไรก็ตามจำนวนและการกระทำที่สมดุลกับการไหลเวียนของสารในธรรมชาติโดยทั่วไปไม่ได้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางนิเวศวิทยาอย่างลึกซึ้ง ปัจจัยด้านมานุษยวิทยาของการก่อตัวของพวกมันได้เปลี่ยนความสมดุลนี้ไปสู่การโอเวอร์โหลดทางชีวทรงกลมที่มีนัยสำคัญ คุณสมบัตินี้เด่นชัดเป็นพิเศษตั้งแต่มนุษย์เริ่มใช้ละอองลอยที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษทั้งในรูปของสารพิษและเพื่อการปกป้องพืช

สิ่งที่อันตรายที่สุดสำหรับพืชที่ปกคลุมคือละอองลอยของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ และไนโตรเจน เมื่อสัมผัสกับผิวใบที่เปียก จะเกิดกรดที่ส่งผลเสียต่อสิ่งมีชีวิต ละอองกรดร่วมกับอากาศที่หายใจเข้า จะเข้าสู่อวัยวะระบบทางเดินหายใจของสัตว์และมนุษย์ และส่งผลรุนแรงต่อเยื่อเมือก บางชนิดย่อยสลายเนื้อเยื่อที่มีชีวิต และละอองกัมมันตภาพรังสีทำให้เกิดมะเร็ง ในบรรดาไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี SG 90 นั้นอันตรายเป็นพิเศษไม่เพียงเพราะสารก่อมะเร็งเท่านั้น แต่ยังเป็นเหมือนแคลเซียมที่คล้ายคลึงกัน แทนที่มันในกระดูกของสิ่งมีชีวิตทำให้เกิดการสลายตัว

ระหว่างการระเบิดของนิวเคลียร์ เมฆละอองกัมมันตภาพรังสีจะก่อตัวขึ้นในชั้นบรรยากาศ อนุภาคขนาดเล็กที่มีรัศมี 1 - 10 ไมครอนไม่เพียงตกลงไปในชั้นบนของโทรโพสเฟียร์เท่านั้น แต่ยังตกลงไปในสตราโตสเฟียร์ด้วยซึ่งสามารถอยู่ได้นาน เมฆละอองลอยยังก่อตัวขึ้นในระหว่างการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ของโรงงานอุตสาหกรรมที่ผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ เช่นเดียวกับผลจากอุบัติเหตุที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์

หมอกควันเป็นส่วนผสมของละอองลอยที่มีเฟสกระจายตัวของของเหลวและของแข็ง ซึ่งก่อตัวเป็นม่านหมอกปกคลุมพื้นที่อุตสาหกรรมและเมืองใหญ่

หมอกควันมีสามประเภท: น้ำแข็ง เปียกและแห้ง หมอกควันน้ำแข็งเรียกว่าอลาสก้า นี่คือการรวมกันของสารก่อมลพิษในก๊าซที่มีการเติมอนุภาคฝุ่นและผลึกน้ำแข็งที่เกิดขึ้นเมื่อละอองหมอกและไอน้ำจากระบบทำความร้อนกลายเป็นน้ำแข็ง

หมอกควันเปียกหรือหมอกควันประเภทลอนดอนบางครั้งเรียกว่าหมอกควันในฤดูหนาว เป็นส่วนผสมของก๊าซมลพิษ (ส่วนใหญ่เป็นซัลเฟอร์ไดออกไซด์) อนุภาคฝุ่น และละอองหมอก ข้อกำหนดเบื้องต้นของอุตุนิยมวิทยาสำหรับการปรากฏตัวของหมอกควันในฤดูหนาวคือสภาพอากาศที่สงบซึ่งมีชั้นของอากาศอุ่นตั้งอยู่เหนือชั้นผิวของอากาศเย็น (ต่ำกว่า 700 เมตร) ในเวลาเดียวกันไม่เพียง แต่ในแนวนอน แต่ยังขาดการแลกเปลี่ยนในแนวตั้ง มลพิษซึ่งมักจะกระจายตัวในชั้นสูง ในกรณีนี้ จะสะสมในชั้นผิว

หมอกควันแห้งเกิดขึ้นในช่วงฤดูร้อนและมักเรียกกันว่าหมอกควันประเภท LA เป็นส่วนผสมของโอโซน คาร์บอนมอนอกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ และไอระเหยของกรด หมอกควันดังกล่าวเกิดขึ้นจากการสลายตัวของสารมลพิษโดยรังสีสุริยะ โดยเฉพาะส่วนที่เป็นรังสีอัลตราไวโอเลต ข้อกำหนดเบื้องต้นของอุตุนิยมวิทยาคือการผกผันของบรรยากาศซึ่งแสดงออกในลักษณะของชั้นอากาศเย็นเหนืออากาศอุ่น ก๊าซและอนุภาคของแข็งที่มักจะถูกยกขึ้นโดยกระแสลมอุ่นจะกระจายไปในชั้นเย็นด้านบน แต่ในกรณีนี้ พวกมันจะสะสมในชั้นผกผัน ในกระบวนการโฟโตไลซิส ไนโตรเจนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ของรถยนต์จะสลายตัว:

NO 2 → ไม่ + O

จากนั้นเกิดการสังเคราะห์โอโซน:

O + O 2 + M → O 3 + M

ไม่ + O → ไม่ 2

กระบวนการแยกแสงจะมาพร้อมกับแสงสีเหลืองสีเขียว

นอกจากนี้ปฏิกิริยายังเกิดขึ้นตามประเภท: SO 3 + H 2 0 -> H 2 SO 4 เช่น กรดซัลฟิวริกที่แรงจะเกิดขึ้น

ด้วยการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ (ลักษณะของลมหรือการเปลี่ยนแปลงของความชื้น) อากาศเย็นจะกระจายตัวและหมอกควันจะหายไป

การปรากฏตัวของสารก่อมะเร็งในหมอกควันนำไปสู่ความล้มเหลวของระบบทางเดินหายใจ, การระคายเคืองของเยื่อเมือก, ความผิดปกติของระบบไหลเวียนโลหิต, หอบหอบ, และมักจะเสียชีวิต. หมอกควันเป็นอันตรายอย่างยิ่งสำหรับเด็กเล็ก

ฝนกรดคือการตกตะกอนในบรรยากาศที่ทำให้เป็นกรดโดยการปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ และไอระเหยของกรดเปอร์คลอริกและคลอรีนที่ละลายอยู่ในอุตสาหกรรม ในกระบวนการเผาไหม้ถ่านหินและก๊าซ กำมะถันส่วนใหญ่ที่อยู่ในนั้นทั้งในรูปของออกไซด์และในสารประกอบที่มีธาตุเหล็กโดยเฉพาะในไพไรต์ ไพโรไทต์ แคลโคไพไรต์ ฯลฯ จะกลายเป็นซัลเฟอร์ออกไซด์ซึ่งรวมกับคาร์บอน ไดออกไซด์ถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ เมื่อไนโตรเจนในบรรยากาศและการปล่อยมลพิษทางอุตสาหกรรมรวมกับออกซิเจน จะเกิดไนโตรเจนออกไซด์หลายชนิด และปริมาณของไนโตรเจนออกไซด์ที่เกิดขึ้นจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิการเผาไหม้ ไนโตรเจนออกไซด์จำนวนมากเกิดขึ้นระหว่างการทำงานของยานพาหนะและหัวรถจักรดีเซล และส่วนเล็ก ๆ เกิดขึ้นในภาคพลังงานและสถานประกอบการอุตสาหกรรม ซัลเฟอร์และไนโตรเจนออกไซด์เป็นตัวสร้างกรดหลัก เมื่อทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในบรรยากาศและไอน้ำในนั้น จะเกิดกรดซัลฟิวริกและไนตริกขึ้น

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าความสมดุลของกรดอัลคาไลน์ในตัวกลางถูกกำหนดโดยค่า pH สภาพแวดล้อมที่เป็นกลางมีค่า pH เท่ากับ 7 สภาพแวดล้อมที่เป็นกรดมีค่า pH เท่ากับ 0 และสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างมีค่า pH เท่ากับ 14 ในยุคปัจจุบันค่า pH ของน้ำฝนจะอยู่ที่ 5.6 แม้ว่าในอดีตที่ผ่านมา เป็นกลาง ค่า pH ที่ลดลงหนึ่งค่าสอดคล้องกับความเป็นกรดที่เพิ่มขึ้นสิบเท่า ดังนั้น ในปัจจุบัน ฝนที่มีความเป็นกรดเพิ่มขึ้นจึงลดลงเกือบทุกที่ ความเป็นกรดสูงสุดของฝนที่บันทึกไว้ในยุโรปตะวันตกคือ 4-3.5 pH ควรคำนึงว่าค่า pH เท่ากับ 4-4.5 เป็นอันตรายต่อปลาส่วนใหญ่

ฝนกรดส่งผลกระทบรุนแรงต่อพืชพันธุ์ของโลก ทั้งอาคารอุตสาหกรรมและที่อยู่อาศัย และมีส่วนทำให้เกิดการผุกร่อนของหินที่โผล่ออกมาอย่างรวดเร็ว ความเป็นกรดที่เพิ่มขึ้นช่วยป้องกันการควบคุมตนเองของการวางตัวเป็นกลางของดินที่สารอาหารถูกละลาย ในทางกลับกัน สิ่งนี้ทำให้ผลผลิตลดลงอย่างรวดเร็วและทำให้พืชพรรณเสื่อมโทรม ความเป็นกรดของดินก่อให้เกิดการปลดปล่อยของหนักซึ่งอยู่ในสถานะที่ถูกผูกไว้ซึ่งพืชจะค่อยๆดูดซึมทำให้เนื้อเยื่อเสียหายอย่างร้ายแรงและแทรกซึมเข้าไปในห่วงโซ่อาหารของมนุษย์

การเปลี่ยนแปลงศักยภาพของกรดอัลคาไลน์ในน้ำทะเล โดยเฉพาะอย่างยิ่งในน้ำตื้น นำไปสู่การยุติการแพร่พันธุ์ของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังหลายชนิด ทำให้ปลาตาย และทำลายสมดุลทางนิเวศวิทยาในมหาสมุทร

อันเป็นผลมาจากฝนกรด ป่าไม้ในยุโรปตะวันตก รัฐบอลติก คาเรเลีย เทือกเขาอูราล ไซบีเรีย และแคนาดาอยู่ภายใต้การคุกคามของความตาย

บทบาทของบรรยากาศในชีวิตของโลก

บรรยากาศเป็นแหล่งออกซิเจนที่ผู้คนหายใจเข้าไป อย่างไรก็ตาม เมื่อคุณขึ้นไปยังระดับความสูง ความกดอากาศรวมจะลดลง ส่งผลให้ความดันออกซิเจนบางส่วนลดลง

ปอดของมนุษย์มีอากาศถุงประมาณสามลิตร หากความดันบรรยากาศเป็นปกติ ความดันออกซิเจนบางส่วนในถุงลมจะอยู่ที่ 11 มม. ปรอท มาตรา ความดันคาร์บอนไดออกไซด์ - 40 mm Hg. ศิลปะและไอน้ำ - 47 mm Hg. ศิลปะ. เมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ความดันออกซิเจนจะลดลง และความดันของไอน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ในปอดทั้งหมดจะคงที่ - ประมาณ 87 มม. ปรอท ศิลปะ. เมื่อความดันอากาศเท่ากับค่านี้ ออกซิเจนจะหยุดไหลเข้าสู่ปอด

เนื่องจากความดันบรรยากาศลดลงที่ระดับความสูง 20 กม. น้ำและของเหลวในร่างกายคั่นระหว่างหน้าในร่างกายมนุษย์จะเดือดที่นี่ หากคุณไม่ได้ใช้ห้องโดยสารที่มีแรงดัน คนจะตายเกือบจะในทันทีที่ความสูงดังกล่าว ดังนั้นจากมุมมองของลักษณะทางสรีรวิทยาของร่างกายมนุษย์ "อวกาศ" มีต้นกำเนิดมาจากความสูง 20 กม. เหนือระดับน้ำทะเล

บทบาทของบรรยากาศในชีวิตของโลกนั้นยอดเยี่ยมมาก ตัวอย่างเช่น ต้องขอบคุณชั้นอากาศที่หนาแน่น - โทรโพสเฟียร์และสตราโตสเฟียร์ ผู้คนได้รับการปกป้องจากการได้รับรังสี ในอวกาศ ในอากาศบริสุทธิ์ ที่ระดับความสูงมากกว่า 36 กม. การแผ่รังสีไอออไนซ์จะทำหน้าที่ ที่ระดับความสูงกว่า 40 กม. - รังสีอัลตราไวโอเลต

เมื่อลอยขึ้นเหนือพื้นผิวโลกขึ้นไปสูงกว่า 90-100 กม. จะมีการลดลงทีละน้อยและจากนั้นปรากฏการณ์ที่มนุษย์คุ้นเคยก็หายไปอย่างสมบูรณ์ซึ่งสังเกตได้ในชั้นบรรยากาศด้านล่าง:

เสียงไม่แพร่กระจาย

ไม่มีแรงแอโรไดนามิกและการลาก

ความร้อนไม่ถูกถ่ายเทโดยการพาความร้อน ฯลฯ

ชั้นบรรยากาศปกป้องโลกและสิ่งมีชีวิตทั้งหมดจากรังสีคอสมิกจากอุกกาบาตมีหน้าที่ในการควบคุมความผันผวนของอุณหภูมิตามฤดูกาลการปรับสมดุลและการทำให้เท่าเทียมกันทุกวัน ในกรณีที่ไม่มีชั้นบรรยากาศบนโลก อุณหภูมิรายวันจะผันผวนภายใน +/-200С˚ ชั้นบรรยากาศเป็น "บัฟเฟอร์" ที่ให้ชีวิตระหว่างพื้นผิวโลกกับอวกาศซึ่งเป็นพาหะของความชื้นและความร้อน กระบวนการสังเคราะห์แสงและการแลกเปลี่ยนพลังงานเกิดขึ้นในบรรยากาศ - กระบวนการทางชีวภาพที่สำคัญที่สุด

ชั้นบรรยากาศตามลำดับจากพื้นผิวโลก

ชั้นบรรยากาศเป็นโครงสร้างเป็นชั้นๆ ซึ่งเป็นชั้นบรรยากาศต่อไปนี้โดยเรียงลำดับจากพื้นผิวโลก:

โทรโพสเฟียร์

สตราโตสเฟียร์

มีโซสเฟียร์

เทอร์โมสเฟียร์

เอกโซสเฟียร์

แต่ละชั้นไม่มีขอบเขตที่ชัดเจนระหว่างชั้นเหล่านี้ และความสูงของชั้นจะขึ้นอยู่กับละติจูดและฤดูกาล โครงสร้างชั้นนี้เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่ความสูงต่างกัน ต้องขอบคุณบรรยากาศที่เราเห็นดาวระยิบระยับ

โครงสร้างชั้นบรรยากาศของโลกโดยชั้น:

ชั้นบรรยากาศของโลกทำมาจากอะไร?

ชั้นบรรยากาศแต่ละชั้นมีความแตกต่างกันในด้านอุณหภูมิ ความหนาแน่น และองค์ประกอบ ความหนารวมของชั้นบรรยากาศอยู่ที่ 1.5-2.0 พันกม. ชั้นบรรยากาศของโลกทำมาจากอะไร? ปัจจุบันเป็นส่วนผสมของก๊าซที่มีสารเจือปนต่างๆ

โทรโพสเฟียร์

โครงสร้างชั้นบรรยากาศของโลกเริ่มต้นด้วยชั้นโทรโพสเฟียร์ซึ่งอยู่ส่วนล่างของชั้นบรรยากาศสูงประมาณ 10-15 กม. นี่คือที่ที่อากาศในบรรยากาศส่วนใหญ่กระจุกตัว ลักษณะเฉพาะของโทรโพสเฟียร์คืออุณหภูมิลดลง 0.6 ˚C เมื่อคุณสูงขึ้นทุกๆ 100 เมตร ชั้นโทรโพสเฟียร์ได้รวมเอาไอน้ำในบรรยากาศเกือบทั้งหมดไว้ในตัวมันเอง และเมฆก็ก่อตัวขึ้นที่นี่เช่นกัน

ความสูงของโทรโพสเฟียร์เปลี่ยนแปลงทุกวัน นอกจากนี้ ค่าเฉลี่ยยังแตกต่างกันไปตามละติจูดและฤดูกาลของปี ความสูงเฉลี่ยของชั้นโทรโพสเฟียร์เหนือขั้วโลกคือ 9 กม. เหนือเส้นศูนย์สูตร - ประมาณ 17 กม. อุณหภูมิอากาศเฉลี่ยต่อปีเหนือเส้นศูนย์สูตรใกล้เคียงกับ +26 ˚C และเหนือขั้วโลกเหนือ -23 ˚C เส้นบนของขอบของชั้นโทรโพสเฟียร์เหนือเส้นศูนย์สูตรคืออุณหภูมิเฉลี่ยทั้งปีประมาณ -70 ˚C และเหนือขั้วโลกเหนือในฤดูร้อน -45 ˚C และในฤดูหนาว -65 ˚C ดังนั้นยิ่งสูงเท่าไหร่ อุณหภูมิก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น รังสีของดวงอาทิตย์ส่องผ่านชั้นโทรโพสเฟียร์อย่างอิสระ ทำให้พื้นผิวโลกร้อน ความร้อนที่แผ่ออกมาจากดวงอาทิตย์จะถูกกักไว้ด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน และไอน้ำ

สตราโตสเฟียร์

เหนือชั้นของโทรโพสเฟียร์คือสตราโตสเฟียร์ซึ่งมีความสูง 50-55 กม. ลักษณะเฉพาะของชั้นนี้คืออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นพร้อมความสูง ระหว่างชั้นโทรโพสเฟียร์และสตราโตสเฟียร์มีชั้นเฉพาะกาลที่เรียกว่าโทรโพพอส

จากความสูง 25 กิโลเมตร อุณหภูมิของชั้นสตราโตสเฟียร์เริ่มเพิ่มขึ้น และเมื่อถึงความสูงสูงสุด 50 กม. จะได้รับค่าตั้งแต่ +10 ถึง +30 ˚C

มีไอน้ำน้อยมากในสตราโตสเฟียร์ บางครั้งที่ระดับความสูงประมาณ 25 กม. คุณจะเห็นเมฆค่อนข้างบางซึ่งเรียกว่า "มาเธอร์ออฟเพิร์ล" ในเวลากลางวันจะมองไม่เห็น แต่ในเวลากลางคืนจะเรืองแสงเนื่องจากการส่องสว่างของดวงอาทิตย์ซึ่งอยู่ใต้ขอบฟ้า องค์ประกอบของเมฆมาเธอร์ออฟเพิร์ลคือหยดน้ำที่มีความเย็นจัด สตราโตสเฟียร์ประกอบด้วยโอโซนเป็นส่วนใหญ่

มีโซสเฟียร์

ความสูงของชั้นมีโซสเฟียร์ประมาณ 80 กม. ที่นี่เมื่อสูงขึ้น อุณหภูมิจะลดลงและที่ขอบบนสุดจะถึงค่าหลายสิบ C˚ ที่ต่ำกว่าศูนย์ ในชั้นมีโซสเฟียร์นั้น สามารถสังเกตเมฆได้ ซึ่งอาจก่อตัวขึ้นจากผลึกน้ำแข็ง เมฆเหล่านี้เรียกว่า "สีเงิน" มีโซสเฟียร์มีลักษณะเฉพาะด้วยอุณหภูมิที่เย็นที่สุดในชั้นบรรยากาศ: ตั้งแต่ -2 ถึง -138 ˚C

เทอร์โมสเฟียร์

ชั้นบรรยากาศนี้ได้ชื่อมาจากอุณหภูมิสูง เทอร์โมสเฟียร์ประกอบด้วย:

ไอโอโนสเฟียร์

เอกโซสเฟียร์

ไอโอสเฟียร์มีลักษณะเฉพาะด้วยอากาศที่แยกตัวออก แต่ละเซนติเมตรที่ระดับความสูง 300 กม. ประกอบด้วยอะตอมและโมเลกุล 1 พันล้านตัวและที่ระดับความสูง 600 กม. - มากกว่า 100 ล้าน

ไอโอสเฟียร์ยังมีลักษณะไอออไนซ์ในอากาศสูงอีกด้วย ไอออนเหล่านี้ประกอบด้วยอะตอมของออกซิเจนที่มีประจุ โมเลกุลที่มีประจุของอะตอมไนโตรเจนและอิเล็กตรอนอิสระ

เอกโซสเฟียร์

จากความสูง 800-1,000 กม. ชั้นบรรยากาศภายนอกจะเริ่มขึ้น อนุภาคก๊าซ โดยเฉพาะอนุภาคที่เบา เคลื่อนที่มาที่นี่ด้วยความเร็วสูง เอาชนะแรงโน้มถ่วง อนุภาคดังกล่าวเนื่องจากการเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วของพวกมันจึงบินออกจากชั้นบรรยากาศสู่อวกาศและกระจายตัว ดังนั้นชั้นนอกจึงเรียกว่าทรงกลมของการกระจายตัว ส่วนใหญ่เป็นอะตอมของไฮโดรเจนที่บินสู่อวกาศซึ่งประกอบขึ้นเป็นชั้นสูงสุดของชั้นนอกสุด ต้องขอบคุณอนุภาคในบรรยากาศชั้นบนและอนุภาคของลมสุริยะ เราจึงสามารถสังเกตแสงเหนือได้

ดาวเทียมและจรวดธรณีฟิสิกส์ทำให้สามารถสร้างการปรากฏตัวในชั้นบรรยากาศชั้นบนของแถบรังสีของดาวเคราะห์ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า - อิเล็กตรอนและโปรตอน

บรรยากาศ(จาก atmos กรีก - ไอน้ำและ spharia - บอล) - เปลือกอากาศของโลกหมุนไปพร้อมกับมัน การพัฒนาบรรยากาศมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับกระบวนการทางธรณีวิทยาและธรณีเคมีที่เกิดขึ้นบนโลกของเรา เช่นเดียวกับกิจกรรมของสิ่งมีชีวิต

ขอบล่างของชั้นบรรยากาศเกิดขึ้นพร้อมกับพื้นผิวโลก เนื่องจากอากาศแทรกซึมเข้าไปในรูพรุนที่เล็กที่สุดในดินและละลายแม้ในน้ำ

ขีดจำกัดบนที่ระดับความสูง 2,000-3,000 กม. จะค่อยๆ เคลื่อนผ่านสู่อวกาศ

บรรยากาศที่อุดมด้วยออกซิเจนทำให้ชีวิตเป็นไปได้บนโลก ออกซิเจนในบรรยากาศถูกใช้ในกระบวนการหายใจของมนุษย์ สัตว์ และพืช

หากไม่มีชั้นบรรยากาศ โลกก็จะเงียบเหมือนดวงจันทร์ ท้ายที่สุดแล้วเสียงคือการสั่นสะเทือนของอนุภาคในอากาศ สีฟ้าของท้องฟ้าอธิบายได้จากความจริงที่ว่ารังสีของดวงอาทิตย์ที่ผ่านชั้นบรรยากาศราวกับผ่านเลนส์ถูกย่อยสลายเป็นสีขององค์ประกอบ ในกรณีนี้รังสีของสีน้ำเงินและสีน้ำเงินส่วนใหญ่กระจัดกระจาย

ชั้นบรรยากาศยังคงรักษารังสีอัลตราไวโอเลตส่วนใหญ่จากดวงอาทิตย์ไว้ ซึ่งส่งผลเสียต่อสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ยังเก็บความร้อนไว้ที่พื้นผิวโลก ป้องกันไม่ให้โลกของเราเย็นลง

โครงสร้างของบรรยากาศ

สามารถแยกแยะชั้นบรรยากาศได้หลายชั้น โดยมีความหนาแน่นและความหนาแน่นต่างกัน (รูปที่ 1)

โทรโพสเฟียร์

โทรโพสเฟียร์- ชั้นบรรยากาศต่ำสุดซึ่งมีความหนาเหนือขั้วโลกคือ 8-10 กม. ในละติจูดพอสมควร - 10-12 กม. และเหนือเส้นศูนย์สูตร - 16-18 กม.

ข้าว. 1. โครงสร้างชั้นบรรยากาศของโลก

อากาศในโทรโพสเฟียร์ได้รับความร้อนจากพื้นผิวโลก เช่น จากดินและน้ำ ดังนั้นอุณหภูมิของอากาศในชั้นนี้จึงลดลงตามความสูงเฉลี่ย 0.6 °C ทุก ๆ 100 ม. ที่ขอบบนของโทรโพสเฟียร์จะถึง -55 °C ในเวลาเดียวกัน ในบริเวณเส้นศูนย์สูตรที่ขอบบนของโทรโพสเฟียร์ อุณหภูมิของอากาศอยู่ที่ -70 °С และในภูมิภาคของขั้วโลกเหนือ -65 °С

มวลประมาณ 80% ของบรรยากาศกระจุกตัวอยู่ในชั้นโทรโพสเฟียร์ ไอน้ำเกือบทั้งหมดตั้งอยู่ พายุฝนฟ้าคะนอง พายุ เมฆและการตกตะกอน และการเคลื่อนที่ของอากาศในแนวตั้ง (พา) และแนวนอน (ลม) เกิดขึ้น

เราสามารถพูดได้ว่าสภาพอากาศส่วนใหญ่ก่อตัวในชั้นโทรโพสเฟียร์

สตราโตสเฟียร์

สตราโตสเฟียร์- ชั้นบรรยากาศที่อยู่เหนือชั้นโทรโพสเฟียร์ที่ระดับความสูง 8 ถึง 50 กม. สีของท้องฟ้าในชั้นนี้ปรากฏเป็นสีม่วง ซึ่งอธิบายได้จากความหายากของอากาศ เนื่องจากรังสีของดวงอาทิตย์แทบไม่กระจัดกระจาย

สตราโตสเฟียร์ประกอบด้วยมวล 20% ของบรรยากาศ อากาศในชั้นนี้หายากขึ้น แทบไม่มีไอน้ำ ดังนั้นจึงแทบไม่เกิดเมฆและหยาดน้ำฟ้า อย่างไรก็ตามกระแสอากาศที่เสถียรนั้นพบได้ในสตราโตสเฟียร์ซึ่งมีความเร็วถึง 300 กม. / ชม.

ชั้นนี้เข้มข้น โอโซน(หน้าจอโอโซน, โอโซนสเฟียร์) เป็นชั้นที่ดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตป้องกันไม่ให้ผ่านมายังโลกและด้วยเหตุนี้จึงปกป้องสิ่งมีชีวิตบนโลกของเรา เนื่องจากโอโซน อุณหภูมิอากาศที่ขอบบนของสตราโตสเฟียร์จึงอยู่ในช่วงตั้งแต่ -50 ถึง 4-55 °C

ระหว่างมีโซสเฟียร์และสตราโตสเฟียร์มีเขตเปลี่ยนผ่าน - สตราโตพอส

มีโซสเฟียร์

มีโซสเฟียร์- ชั้นบรรยากาศที่ระดับความสูง 50-80 กม. ความหนาแน่นของอากาศที่นี่น้อยกว่าพื้นผิวโลก 200 เท่า สีของท้องฟ้าในชั้นมีโซสเฟียร์จะเป็นสีดำ ดวงดาวจะมองเห็นได้ในตอนกลางวัน อุณหภูมิของอากาศลดลงถึง -75 (-90)° C

ที่ระดับความสูง 80 กม. เริ่มต้น เทอร์โมสเฟียร์อุณหภูมิอากาศในชั้นนี้สูงขึ้นอย่างรวดเร็วถึงความสูง 250 ม. จากนั้นจะคงที่: ที่ความสูง 150 กม. ถึง 220-240 °C; ที่ระดับความสูง 500-600 กม. เกิน 1500 °C

ในชั้นมีโซสเฟียร์และเทอร์โมสเฟียร์ภายใต้การกระทำของรังสีคอสมิก โมเลกุลของก๊าซจะแตกตัวเป็นอนุภาคที่มีประจุ (แตกตัวเป็นไอออน) ของอะตอม ดังนั้นบรรยากาศส่วนนี้จึงถูกเรียกว่า ไอโอสเฟียร์- ชั้นของอากาศที่หายากมาก ซึ่งตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 50 ถึง 1,000 กม. ซึ่งประกอบด้วยอะตอมออกซิเจนที่แตกตัวเป็นไอออน โมเลกุลไนตริกออกไซด์ และอิเล็กตรอนอิสระเป็นส่วนใหญ่ เลเยอร์นี้มีลักษณะเฉพาะด้วยพลังงานไฟฟ้าสูงและคลื่นวิทยุที่ยาวและปานกลางจะสะท้อนออกมาจากกระจกเหมือนในกระจก

ในบรรยากาศรอบนอกของไอโอโนสเฟียร์แสงออโรร่าเกิดขึ้น - การเรืองแสงของก๊าซที่หายากภายใต้อิทธิพลของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าที่บินจากดวงอาทิตย์ - และสังเกตความผันผวนที่คมชัดในสนามแม่เหล็ก

เอกโซสเฟียร์

เอกโซสเฟียร์- ชั้นบรรยากาศนอกเหนือ 1,000 กม. ชั้นนี้เรียกอีกอย่างว่าทรงกลมกระเจิง เนื่องจากอนุภาคก๊าซจะเคลื่อนที่มาที่นี่ด้วยความเร็วสูงและสามารถกระเจิงออกสู่อวกาศได้

องค์ประกอบของบรรยากาศ

บรรยากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซที่ประกอบด้วยไนโตรเจน (78.08%) ออกซิเจน (20.95%) คาร์บอนไดออกไซด์ (0.03%) อาร์กอน (0.93%) ฮีเลียมจำนวนเล็กน้อย นีออน ซีนอน คริปทอน (0.01%) โอโซนและก๊าซอื่น ๆ แต่มีเนื้อหาเล็กน้อย (ตารางที่ 1) องค์ประกอบที่ทันสมัยของอากาศของโลกก่อตั้งขึ้นเมื่อกว่าร้อยล้านปีก่อน แต่กิจกรรมการผลิตของมนุษย์ที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วยังคงนำไปสู่การเปลี่ยนแปลง ปัจจุบันมี CO 2 เพิ่มขึ้นประมาณ 10-12%

ก๊าซที่ประกอบเป็นชั้นบรรยากาศมีบทบาทหน้าที่ต่างๆ อย่างไรก็ตาม ความสำคัญหลักของก๊าซเหล่านี้ถูกกำหนดโดยหลักจากการที่พวกมันดูดซับพลังงานการแผ่รังสีอย่างแรงมาก และด้วยเหตุนี้จึงมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อระบอบอุณหภูมิของพื้นผิวและชั้นบรรยากาศของโลก

ตารางที่ 1. องค์ประกอบทางเคมีของอากาศแห้งในบรรยากาศใกล้พื้นผิวโลก

	ความเข้มข้นของปริมาตร %	น้ำหนักโมเลกุล หน่วย
ออกซิเจน
คาร์บอนไดออกไซด์
ไนตรัสออกไซด์
	0 ถึง 0.00001
ซัลเฟอร์ไดออกไซด์	จาก 0 ถึง 0.000007 ในฤดูร้อน 0 ถึง 0.000002 ในฤดูหนาว
	ตั้งแต่ 0 ถึง 0.000002	46,0055/17,03061
Azog ไดออกไซด์
คาร์บอนมอนอกไซด์

ไนโตรเจนก๊าซที่พบมากที่สุดในบรรยากาศ มีปฏิกิริยาทางเคมีเพียงเล็กน้อย

ออกซิเจนต่างจากไนโตรเจนตรงที่เป็นองค์ประกอบที่ออกฤทธิ์ทางเคมีอย่างมาก หน้าที่จำเพาะของออกซิเจนคือการเกิดออกซิเดชันของสารอินทรีย์ของสิ่งมีชีวิต heterotrophic หิน และก๊าซออกซิไดซ์ที่ไม่สมบูรณ์ซึ่งปล่อยสู่บรรยากาศโดยภูเขาไฟ หากไม่มีออกซิเจน ก็จะไม่มีการสลายตัวของอินทรียวัตถุที่ตายแล้ว

บทบาทของคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศนั้นยอดเยี่ยมมาก มันเข้าสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากกระบวนการเผาไหม้การหายใจของสิ่งมีชีวิตการสลายตัวและอย่างแรกเลยคือวัสดุก่อสร้างหลักสำหรับการสร้างอินทรียวัตถุในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง นอกจากนี้ คุณสมบัติของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในการส่งรังสีดวงอาทิตย์คลื่นสั้นและดูดซับส่วนหนึ่งของการแผ่รังสีคลื่นยาวจากความร้อนมีความสำคัญอย่างยิ่ง ซึ่งจะก่อให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกซึ่งจะกล่าวถึงด้านล่าง

นอกจากนี้ อิทธิพลต่อกระบวนการบรรยากาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบการระบายความร้อนของสตราโตสเฟียร์ โอโซน.ก๊าซนี้ทำหน้าที่เป็นตัวดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์ตามธรรมชาติ และการดูดกลืนรังสีดวงอาทิตย์ทำให้เกิดความร้อนจากอากาศ ค่ารายเดือนเฉลี่ยของปริมาณโอโซนทั้งหมดในบรรยากาศแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับละติจูดของพื้นที่และฤดูกาลภายใน 0.23-0.52 ซม. (นี่คือความหนาของชั้นโอโซนที่ความดันพื้นดินและอุณหภูมิ) ปริมาณโอโซนเพิ่มขึ้นจากเส้นศูนย์สูตรถึงขั้ว และการเปลี่ยนแปลงประจำปีโดยมีค่าต่ำสุดในฤดูใบไม้ร่วงและสูงสุดในฤดูใบไม้ผลิ

คุณสมบัติที่เป็นลักษณะเฉพาะของบรรยากาศสามารถเรียกได้ว่าเป็นความจริงที่ว่าเนื้อหาของก๊าซหลัก (ไนโตรเจน, ออกซิเจน, อาร์กอน) เปลี่ยนแปลงเล็กน้อยตามความสูง: ที่ระดับความสูง 65 กม. ในชั้นบรรยากาศเนื้อหาของไนโตรเจนคือ 86% ออกซิเจน - 19, อาร์กอน - 0.91, ที่ระดับความสูง 95 กม. - ไนโตรเจน 77, ออกซิเจน - 21.3, อาร์กอน - 0.82% ความคงตัวขององค์ประกอบของอากาศในบรรยากาศในแนวตั้งและแนวนอนนั้นคงอยู่โดยการผสม

นอกจากก๊าซแล้ว อากาศยังประกอบด้วย ไอน้ำและ อนุภาคที่เป็นของแข็งหลังสามารถมีต้นกำเนิดจากธรรมชาติและเทียม (มานุษยวิทยา) เหล่านี้คือละอองเกสรดอกไม้ ผลึกเกลือขนาดเล็ก ฝุ่นถนน สิ่งเจือปนจากละอองลอย เมื่อแสงแดดส่องผ่านหน้าต่าง สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีฝุ่นละอองจำนวนมากในอากาศของเมืองและศูนย์กลางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ซึ่งการปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายและสิ่งเจือปนที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงจะถูกเติมลงในละอองลอย

ความเข้มข้นของละอองลอยในชั้นบรรยากาศเป็นตัวกำหนดความโปร่งใสของอากาศ ซึ่งส่งผลต่อรังสีดวงอาทิตย์ที่ส่งไปถึงพื้นผิวโลก ละอองลอยที่ใหญ่ที่สุดคือนิวเคลียสของการควบแน่น (จาก lat. การควบแน่น- อัดแน่นหนาขึ้น) - มีส่วนช่วยในการเปลี่ยนไอน้ำให้เป็นหยดน้ำ

ค่าของไอน้ำถูกกำหนดโดยหลักจากข้อเท็จจริงที่ว่ามันชะลอการแผ่รังสีความร้อนคลื่นยาวของพื้นผิวโลก แสดงถึงการเชื่อมโยงหลักของวัฏจักรความชื้นขนาดใหญ่และขนาดเล็ก ทำให้อุณหภูมิของอากาศสูงขึ้นเมื่อแหล่งน้ำควบแน่น

ปริมาณไอน้ำในบรรยากาศแปรผันตามเวลาและพื้นที่ ดังนั้นความเข้มข้นของไอน้ำใกล้พื้นผิวโลกจึงอยู่ในช่วง 3% ในเขตร้อนถึง 2-10 (15)% ในทวีปแอนตาร์กติกา

ปริมาณไอน้ำเฉลี่ยในคอลัมน์แนวตั้งของบรรยากาศในละติจูดพอสมควรคือประมาณ 1.6-1.7 ซม. (ชั้นของไอน้ำควบแน่นจะมีความหนาดังกล่าว) ข้อมูลเกี่ยวกับไอน้ำในชั้นบรรยากาศต่างๆ ขัดแย้งกัน ตัวอย่างเช่น สันนิษฐานว่าในช่วงระดับความสูงตั้งแต่ 20 ถึง 30 กม. ความชื้นจำเพาะจะเพิ่มขึ้นอย่างมากตามความสูง อย่างไรก็ตาม การวัดภายหลังบ่งชี้ว่าสตราโตสเฟียร์มีความแห้งแล้งมากขึ้น เห็นได้ชัดว่าความชื้นจำเพาะในสตราโตสเฟียร์ขึ้นอยู่กับความสูงเพียงเล็กน้อยและปริมาณ 2-4 มก./กก.

ความแปรปรวนของปริมาณไอน้ำในโทรโพสเฟียร์ถูกกำหนดโดยปฏิกิริยาของการระเหย การควบแน่น และการขนส่งในแนวนอน อันเป็นผลมาจากการควบแน่นของไอน้ำ ทำให้เกิดเมฆและการตกตะกอนในรูปของฝน ลูกเห็บ และหิมะ

กระบวนการของการเปลี่ยนเฟสของน้ำดำเนินไปในชั้นโทรโพสเฟียร์เป็นหลัก ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้มีเมฆในสตราโตสเฟียร์ (ที่ระดับความสูง 20-30 กม.) และมีโซสเฟียร์ (ใกล้มีโซพอส) ที่เรียกว่าหอยมุกและเงิน ในขณะที่เมฆในชั้นบรรยากาศมักจะปกคลุมประมาณ 50% ของพื้นผิวโลกทั้งหมด

ปริมาณไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอากาศ

อากาศ 1 ม. 3 ที่อุณหภูมิ -20 ° C สามารถบรรจุน้ำได้ไม่เกิน 1 กรัม ที่ 0 ° C - ไม่เกิน 5 กรัม ที่ +10 °С - ไม่เกิน 9 กรัม ที่ +30 °С - น้ำไม่เกิน 30 กรัม

บทสรุป:ยิ่งอุณหภูมิของอากาศสูงขึ้น ไอน้ำก็จะยิ่งมีมากขึ้น

อากาศสามารถ รวยและ ไม่อิ่มตัวไอน้ำ. ดังนั้นหากที่อุณหภูมิ +30 ° C อากาศ 1 ม. 3 มีไอน้ำ 15 กรัมอากาศจะไม่อิ่มตัวด้วยไอน้ำ ถ้า 30 กรัม - อิ่มตัว

ความชื้นสัมบูรณ์- นี่คือปริมาณไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศ 1 ม. 3 มันแสดงเป็นกรัม ตัวอย่างเช่น หากพวกเขากล่าวว่า "ความชื้นสัมบูรณ์เท่ากับ 15" แสดงว่า 1 มล. มีไอน้ำ 15 กรัม

ความชื้นสัมพัทธ์- นี่คืออัตราส่วน (เป็นเปอร์เซ็นต์) ของปริมาณไอน้ำจริงในอากาศ 1 ม. 3 ต่อปริมาณไอน้ำที่สามารถบรรจุได้ใน 1 มล. ที่อุณหภูมิที่กำหนด ตัวอย่างเช่น หากวิทยุในระหว่างการส่งรายงานสภาพอากาศรายงานว่าความชื้นสัมพัทธ์อยู่ที่ 70% หมายความว่าในอากาศประกอบด้วยไอน้ำ 70% ที่สามารถกักเก็บได้ในอุณหภูมิที่กำหนด

ยิ่งความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศสูงขึ้น t. ยิ่งอากาศเข้าใกล้ความอิ่มตัวมากเท่าไหร่ ก็ยิ่งมีโอกาสตกลงมามากเท่านั้น

ในเขตเส้นศูนย์สูตรมีความชื้นสัมพัทธ์สูง (สูงถึง 90%) เสมอ เนื่องจากมีอุณหภูมิอากาศสูงตลอดทั้งปีและมีการระเหยขนาดใหญ่จากพื้นผิวมหาสมุทร ความชื้นสัมพัทธ์สูงแบบเดียวกันนั้นอยู่ในบริเวณขั้วโลก แต่เพียงเพราะที่อุณหภูมิต่ำ ไอน้ำเพียงเล็กน้อยก็ทำให้อากาศอิ่มตัวหรือใกล้เคียงกับความอิ่มตัว ในละติจูดพอสมควร ความชื้นสัมพัทธ์จะแตกต่างกันไปตามฤดูกาล โดยจะสูงขึ้นในฤดูหนาวและต่ำกว่าในฤดูร้อน

ความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศต่ำมากเป็นพิเศษในทะเลทราย: อากาศ 1 ม. 1 มีปริมาณไอน้ำน้อยกว่าที่อุณหภูมิที่กำหนดสองถึงสามเท่า

ในการวัดความชื้นสัมพัทธ์จะใช้ไฮโกรมิเตอร์ (จากภาษากรีก hygros - เปียกและ metreco - ฉันวัด)

เมื่อเย็นลง อากาศอิ่มตัวจะไม่สามารถเก็บไอน้ำในปริมาณที่เท่ากันได้ มันจะข้น (ควบแน่น) กลายเป็นละอองหมอก สามารถพบเห็นหมอกในฤดูร้อนในคืนที่อากาศแจ่มใส

เมฆ- นี่คือหมอกเดียวกัน มีเพียงมันเท่านั้นที่ไม่ได้ก่อตัวขึ้นที่พื้นผิวโลก แต่อยู่ที่ความสูงระดับหนึ่ง เมื่ออากาศสูงขึ้น มันจะเย็นลงและไอน้ำในอากาศจะควบแน่น หยดน้ำเล็กๆ ที่เกิดขึ้นประกอบกันเป็นเมฆ

มีส่วนร่วมในการก่อตัวของเมฆ ฝุ่นละอองถูกระงับในชั้นโทรโพสเฟียร์

เมฆสามารถมีรูปร่างแตกต่างกันได้ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของการก่อตัว (ตารางที่ 14)

เมฆที่ต่ำที่สุดและหนักที่สุดคือชั้น ตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 2 กม. จากพื้นผิวโลก ที่ระดับความสูง 2 ถึง 8 กม. สามารถมองเห็นเมฆคิวมูลัสที่งดงามยิ่งขึ้นได้ สูงสุดและเบาที่สุดคือเมฆเซอร์รัส ตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 8 ถึง 18 กม. เหนือพื้นผิวโลก

ครอบครัว	ชนิดของเมฆ	รูปร่าง
ก. เมฆบน - สูงกว่า 6 กม.	I. Pinnate	ลักษณะเป็นเส้น เส้นใย สีขาว
	ครั้งที่สอง การไหลเวียนโลหิต	ชั้นและสันของสะเก็ดและลอนเล็ก ๆ สีขาว
	สาม. Cirrostratus	ผ้าคลุมหน้าขาวใส
ข. เมฆชั้นกลาง - สูงกว่า 2 กม.	IV. อัลโตคิวมูลัส	ชั้นและสันของสีขาวและสีเทา
	V. Altostratus	ม่านเรียบสีเทานม
ข. เมฆเบื้องล่าง - สูงสุด 2 กม.	หก. Nimbostratus	ชั้นสีเทาทึบไม่มีรูปร่าง
	ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว สตราโตคิวมูลัส	ชั้นทึบแสงและสันเขาสีเทา
	แปด. ชั้น	ม่านแสงสีเทา
ง. เมฆแห่งการพัฒนาในแนวดิ่ง - จากล่างขึ้นบน	ทรงเครื่อง คิวมูลัส	ไม้กอล์ฟและโดมสีขาวสว่าง มีขอบขาดในสายลม
	X. คิวมูโลนิมบัส	มวลรูปคิวมูลัสทรงพลังที่มีสีตะกั่วเข้ม

การปกป้องบรรยากาศ

แหล่งที่มาหลักคือสถานประกอบการอุตสาหกรรมและรถยนต์ ในเมืองใหญ่ ปัญหาการปนเปื้อนของก๊าซในเส้นทางคมนาคมหลักนั้นรุนแรงมาก นั่นคือเหตุผลที่ในเมืองใหญ่หลายแห่งทั่วโลก รวมทั้งประเทศของเรา มีการแนะนำการควบคุมสิ่งแวดล้อมของความเป็นพิษของก๊าซไอเสียรถยนต์ ผู้เชี่ยวชาญระบุว่าควันและฝุ่นในอากาศสามารถลดการไหลของพลังงานแสงอาทิตย์สู่พื้นผิวโลกได้ครึ่งหนึ่ง ซึ่งจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในสภาพธรรมชาติ