Prezentare pe tema atmosferei pământului. Prezentare pe tema „Atmosfera Pământului: compoziția și structura sa”. Există o pătură, copii?

Slide 2

Ce este presiunea atmosferică?

Aerul, ca toate corpurile din jurul nostru, are masă. Oamenii de știință au calculat că o coloană de aer apasă pe suprafața Pământului cu o forță medie de 1,03 kg pe cm².

Slide 3

Pentru prima dată, presiunea atmosferică a fost măsurată de omul de știință italian E. Torricelli folosind un barometru cu mercur. Presiunea a fost determinată de înălțimea coloanei de mercur din tubul de sticlă, care echilibrează coloana de aer corespunzătoare din atmosferă. Și de atunci s-a obișnuit să se măsoare presiunea atmosferică în mmHg.

Slide 4

Acum există barometre mai moderne, cum ar fi barometrul aneroid.

Slide 5

Ce presiune atmosferică este considerată normală? Este în general acceptat că presiunea atmosferică măsurată la nivelul mării la latitudini medii la o temperatură a aerului de 0°C este considerată normală și se ridică la 760 mmHg.

Slide 6

Dacă citirile sunt mai mici sau mai mari decât în ​​mod normal, atunci se obișnuiește să spunem că presiunea este redusă (scăzută) - notă cu litera H sau crescută (mare) - notă cu litera B.

Slide 7

Deci, ce este presiunea atmosferică?! Presiunea atmosferică este forța cu care aerul apasă pe suprafața Pământului și asupra tuturor corpurilor situate pe acesta.

Slide 8

De ce depinde presiunea aerului?

Pe măsură ce altitudinea zonei crește, presiunea scade. La urma urmei, în același timp, coloana de aer care apasă pe suprafața Pământului devine mai mică. În consecință, dacă coborâm în zonele joase, presiunea va crește.

Slide 9

În plus, dacă temperatura de pe suprafața Pământului este ridicată, atunci aerul se încălzește, devine mai ușor și crește în sus - presiunea scade, iar dacă aerul se răcește, devine mai greu și mai dens, ceea ce înseamnă că se scufundă - presiunea crește.

Slide 10

De ce bate vantul?

Ce se întâmplă în timpul zilei: - pământ, clădiri pe el, iar din ele aerul se încălzește mai repede decât apa; - aerul cald se ridică deasupra pământului; - scade presiunea asupra terenului; - aerul de deasupra apei nu are timp, presiunea lui este tot mai mare decat deasupra pamantului; - aerul dintr-o zonă de presiune mai mare deasupra apei tinde să aibă loc deasupra pământului și începe să se miște, egalând presiunea. Concluzie: Vântul a suflat dinspre mare spre pământ.

Slide 11

Noaptea se întâmplă invers, adică. vântul va sufla de la uscat la mare. Pământul și aerul de deasupra se răcesc mai repede, iar presiunea asupra pământului devine mai mare decât asupra apei. Apa se răcește mai lent, iar aerul de deasupra ei rămâne cald mai mult timp. Se ridică și presiunea asupra mării scade. Un astfel de vânt, care își schimbă direcția de două ori pe zi, se numește briză.

Slide 12

Pe lângă briză, mai este un vânt numit muson. Principiul său de direcție a mișcării este același cu cel al unei brize, doar la scară mai mare. Isi schimba directia de 2 ori pe an iarna si vara. Vara suflă pe uscat, iar iarna pe ocean. Acest vânt poate fi observat în Rusia - Orientul Îndepărtat.

(diapozitivul 1 al prezentării pe computer)Astăzi vă voi povesti despre atmosferă, structura ei și ce rol joacă atmosfera în viața Pământului.

(diapozitivul 2 al prezentării pe computer)„Trăim în fundul oceanului de aer”, aceste cuvinte îi aparțin celebrului om de știință italian Evangelisto Torricelli.

(diapozitivul 3 al prezentării pe computer)Grecii antici credeau că aerul din jurul nostru era apă evaporată și au numit învelișul din jurul planetei ATMOSFERĂ (din cuvintele grecești(atmos – abur) și (sferă – minge).

(diapozitivul 4 al prezentării pe computer).Dacă un glob cu diametrul de 35 cm este înconjurat mental de un strat de aer de 3 cm grosime, vei obține un model care arată dimensiunile comparative ale Pământului și ale atmosferei. Atmosfera noastră are de fapt peste 1000 km grosime.

Grosimea atmosferei este aceeași la diferite altitudini?

(diapozitivul 5-6 al prezentării pe calculator).Nu, ea este diferită. Atmosfera este împărțită în mod convențional în mai multe straturi - troposferă, stratosferă, mezosferă, termosferă, exosferă.

LA După cum au arătat zborurile navelor spațiale, atmosfera la diferite altitudini este diferită. Limitele straturilor condiționate sunt după cum urmează:

1. troposfera – până la 16 km;
2. stratosferă – până la 50 km;
3. mezosferă – până la 80 km;
4. termosferă – până la 150 km;
5. exosfera – 150 km și mai sus, trecând în spațiul cosmic.

(diapozitivul 7 al prezentării pe computer). 90% din masa totală de aer este concentrată în troposferă. Grosimea sa nu este aceeași peste tot. Deasupra ecuatorului – 17 km, în regiunile polare – 8-9 km, la latitudini medii – 10-11 km. De ce crezi?

ÎN La latitudinile ecuatoriale, aerul se încălzește foarte mult, se extinde și crește în volum. În latitudinile polare este invers.

(diapozitivul 8 al prezentării pe computer). N Numele straturilor atmosferei provin din cuvinte grecești și latine:

1. troposferă - „tropos” - cuvânt grecesc - întoarcere. Conține toți vaporii de apă, este locul de naștere al norilor și al tuturor fenomenelor naturale;
2. stratosferă – „strat” este un cuvânt latin – pardoseală, strat. Aici este 1/5 din atmosferă, acesta este regatul norilor reci, sidefați format din cristale de gheață și picături de lichid suprarăcit, cerul aici este negru sau violet închis;
3. mezosferă – „meso” - cuvânt grecesc – mijloc, intermediar; aerul de aici este subțire, conține ozon, nori noctilucenți care sunt vizibili doar la amurg;
4. termosferă – „termo” - cuvântul grecesc - căldură; Aici este căldură fără precedent, cu temperaturi foarte scăzute;
5. exosfera - învelișul exterior al atmosferei, care se extinde pe 500-600 km, acesta este stratul de împrăștiere

Să comparăm masele și volumele straturilor atmosferice luând în considerareDiapozitivul 8 al unei prezentări pe computer.

(diapozitivul 9 al prezentării pe computer).

„Ce avion știi care se poate ridica la diferite înălțimi?” Avion, zboară la limita troposferei și stratosferei; balon stratosferic în stratosferă; radiosonda zboară în stratosferă;nava spatialaîn termosferă; primul satelit artificial sovietic al Pământuluila limita termosferei și exosferei;satelit meteoîn exosferă.

Privește ultima axă verticală din figură și răspunde la întrebare:

Cum se modifică densitatea atmosferei odată cu altitudinea? Densitatea atmosferei scade odată cu înălțimea. Măsurătorile arată că densitatea aerului scade rapid odată cu altitudinea. Astfel, la o altitudine de 5,5 km deasupra nivelului mării, densitatea aerului este de 2 ori mai mică decât la suprafața Pământului. La o altitudine de 11 km este de 4 ori mai putin si tot asa... cu cat mergi mai sus, cu atat aerul este mai subtire. Și în cele din urmă, în cele mai înalte straturi - la sute și mii de kilometri deasupra Pământului - atmosfera se transformă treptat în spațiu fără aer. Astfel, atmosfera nu are o graniță clară.

Ce este aerul? Ce respirăm? Element? Vânt? Ceva omogen? Conexiune complexă?(diapozitivul 10 al prezentării pe calculator).

Până la mijlocul secolului al XVIII-lea, oamenii de știință nu știau că aerul este un amestec de gaze. Oamenii de știință din multe țări și epoci diferite s-au ocupat de această problemă:

Robert Boyle (Anglia), M.V Lomonosov (Rusia), Karl Scheele (Suedia), Joseph Priestley (Anglia), Antoine Lavoisier (Franța), Henry Cavendish (Anglia), William Ramsay (Anglia).

(diapozitivul 11 ​​al prezentării pe computer). Conform conceptelor moderne, aerul conține gaze. Luați în considerare o diagramă circulară. Vedem că azot – 78%, oxigen – 21%, gaze inerte – 0,94%, dioxid de carbon – 0,03%

Există componente variabile în aer, reprezentând 0,03%. Care sunt aceste componente variabile?

Aceștia sunt oxizi de azot, oxizi de sulf, monoxid de carbon, amoniac, sulf elementar, hidrogen sulfurat, apă și praf. Aceste substanțe intră în atmosferă în mod natural. Apa din aer determină umiditatea acestuia și contribuie la formarea norilor și a precipitațiilor. Alte substanțe joacă un rol negativ. Sunt poluanți ai aerului.

(diapozitivul 12 al prezentării pe computer)– când un vulcan erupe, dioxidul de sulf, hidrogenul sulfurat și sulful elementar intră în atmosferă.

– Furtunile de praf contribuie la apariția prafului.

– intrarea oxizilor de azot în atmosferă este facilitată de descărcările fulgerelor, în timpul cărora azotul și oxigenul din aer reacționează între ele, precum și incendiile de pădure și arderea turbăriilor.

Procesele de distrugere a substanțelor organice sunt însoțite de formarea diverșilor compuși gazoși ai sulfului.

Stratul de ozon este important(diapozitivul 13 al prezentării pe computer)situat în statosferă. Ozonul se formează în straturile superioare rarefiate sub influența razelor ultraviolete.

(animație - diapozitivul 14 al unei prezentări pe computer).

De ce are Pământul o atmosferă? Ce forțe acționează asupra aerului?(diapozitivul 15 al prezentării pe calculator).

Volumul aerului 1m 3 are o masă de 1,3 kg.(diapozitivul 16 al prezentării pe computer).Din partea Pământului, forța gravitației acționează asupra aerului, ca orice alt corp. El este atras de Pământ. Dar moleculele de gaze care alcătuiesc atmosfera nu cad la suprafața Pământului. Sunt într-o continuă mișcare haotică.

P Atunci de ce moleculele nu părăsesc Pământul? Pentru a părăsi Pământul, o moleculă, ca o rachetă, trebuie să aibă o viteză de 11,2 km/s (viteza a doua de evacuare)(diapozitivul 17 al prezentării pe computer), dar viteza moleculelor de gaz este mult mai mică decât această valoare. Deci, doi factori - mișcarea aleatorie și acțiunea gravitației, duc la faptul că moleculele sunt situate în jurul Pământului, formând o atmosferă.

În Sistemul Solar, planetele au o atmosferă, dar este diferită.

(diapozitivul 18 al prezentării pe computer)– pe Venus și Marte – dioxid de carbon, pe planetele gigantice – heliu, metan, amoniac(diapozitivul 19 al prezentării pe computer), nu există atmosferă pe Lună și pe Mercur(diapozitivul 20 al prezentării pe calculator).

În 1862, naturalistul englez James Glaisher și un prieten au plecat într-o excursie cu balonul cu aer cald purtând doar jachetele lor.(diapozitivul 21 al prezentării pe computer). După ce s-au ridicat la o înălțime de 11 km, călătorii și-au pierdut cunoștința și au fost grav degerați. Ei nu știau că pentru fiecare 1500 m de creștere temperatura scade cu 8○ S.

De ce se întâmplă asta?

(diapozitivul 22 al prezentării pe calculator).Dificultăți întâmpinate de călători:

1. Norii sunt o ceață densă și rece în care nu se vede nimic;

2. Lipsa oxigenului, deoarece odata cu schimbarea altitudinii, aerul devine rarefiat;

3. Frig - pentru fiecare kilometru de altitudine, temperatura scade cu 6°C;

(diapozitivul 23 al prezentării pe calculator). N La altitudini mari, aerul este mai subțire și moleculele se ciocnesc rar, astfel încât viteza lor scade și temperatura aerului scade.Dar aceasta este imaginea din troposferă la o altitudine de 17 km. La această altitudine deasupra tropicelor temperatura este de 75 0 C, în stratosferă temperatura crește la 0 0 C, în mezosferă scade la – 85 0 C, în termosferă la o altitudine de 400 km temperatura este de 727 0 -927 0 C, în exosferă temperatura este de 1000 0 – 1200 0 C.

(diapozitivul 24 al prezentării pe computer).

Cum zboară navele spațiale la asemenea altitudini? O Atmosfera este foarte rarefiată, aproape ajungând la vid. O astfel de atmosferă nu oferă rezistență navelor, ceea ce le permite să rămână pe orbită ani de zile.

(diapozitivul 25 al prezentării pe calculator).

Ai grijă de planeta ta!

Există o planetă grădină

În acest spațiu rece.

Doar aici pădurile sunt zgomotoase,

Chemarea păsărilor migratoare.

Și libelule sunt doar aici

Privesc surprinși în râu.

Aici trăiește nepăsător în iarbă

Lăcusta pasăre cântătoare,

Vânt tânăr, huligan,

Bătrânul ocean gâdilă

Delfini grațioși

Vals dansând și cântând

În general, ei trăiesc fericiți.

Aici este doar o dimineață de aur,

Aerul este albastru moale,

Respirați ușor și după pofta inimii.

Uneori uităm:

Aerul ne este închiriat,

El este unul pentru toți pământenii.

Pentru ca viața să triumfe,

Trebuie să protejăm aerul.

Ai grijă de planeta ta

La urma urmei, nu există altul pe lume!

Galina Marshanova.

(diapozitivul 26 al prezentării pe computer).

Sensul atmosferei:

1. Protejează pământul de supraîncălzire și hipotermie.
2. Protejează împotriva meteoriților.
3. Protejează împotriva radiațiilor ultraviolete.
4. Necesar pentru respirație.
5. Valoarea estetică

(animație - diapozitivul 27 al unei prezentări pe computer).

(animație - diapozitivul 28 al unei prezentări pe computer).

Rolul atmosferei în viața Pământului

(diapozitivul 29 al prezentării pe computer).

(diapozitivul 30 al prezentării pe calculator).

1. Aerul este esențial pentru toată viața de pe Pământ.
2. Atmosfera - armura Pământului - protejează împotriva bombardamentului meteoriților
3. Stratul de ozon blochează radiațiile cosmice dăunătoare
4. Atmosfera este o lume de sunete
5. Fără atmosferă, Pământul ar fi lipsit de viață ca Luna, nu ar exista râuri, lacuri, mări
6. Atmosfera este îmbrăcămintea Pământului, nu va permite căldurii să scape în spațiu

Istoria originii Istoria originii și dezvoltării atmosferei este destul de complexă și lungă, datează de aproximativ 3 miliarde de ani. În această perioadă, compoziția și proprietățile atmosferei s-au schimbat de mai multe ori, dar în ultimii 50 de milioane de ani, potrivit oamenilor de știință, acestea s-au stabilizat.

Masa atmosferei moderne este de aproximativ o milioneme din masa Pământului. Odată cu înălțimea, densitatea și presiunea atmosferei scad brusc, iar temperatura se schimbă în mod neuniform și complex, inclusiv din cauza influenței activității solare și a furtunilor magnetice asupra atmosferei. Schimbarea temperaturii în atmosferă la diferite altitudini se explică prin absorbția inegală a energiei solare de către gaze. Cele mai intense procese termice au loc în troposferă, iar atmosfera este încălzită de jos, de la suprafața oceanului și a uscatului.

Semnificație Trebuie menționat că atmosfera are o importanță ecologică foarte mare. Protejează toate organismele vii de pe Pământ de efectele nocive ale radiațiilor cosmice și ale impactului meteoriților, reglează fluctuațiile sezoniere de temperatură, echilibrează și uniformizează ciclul zilnic. Dacă atmosfera nu ar exista, fluctuația zilnică a temperaturii pe Pământ ar ajunge la ±200 °C.

Atmosfera nu este doar un „tampon” dătător de viață între spațiu și suprafața planetei noastre, un purtător de căldură și umiditate, fotosinteză și schimb de energie, principalele procese ale biosferei, de asemenea, au loc prin ea. Atmosfera influențează natura și dinamica tuturor proceselor exogene care au loc în litosferă (intemperii fizice și chimice, activitatea vântului, ape naturale, permafrost, ghețari).

Dezvoltarea hidrosferei a depins în mare măsură și de atmosferă datorită faptului că bilanțul hidric și regimul bazinelor de suprafață și subterane și zonelor de apă s-au format sub influența precipitațiilor și evaporării. Procesele hidrosferei și ale atmosferei sunt strâns legate.

Definiție Atmosferă (din greaca veche τμός abur și σφα ρα bila) o înveliș de gaz care înconjoară planeta Pământ, una dintre geosfere. Suprafața sa interioară acoperă hidrosfera și parțial scoarța terestră, în timp ce suprafața sa exterioară se învecinează cu partea apropiată a Pământului a spațiului cosmic. Setul de ramuri ale fizicii și chimiei care studiază atmosfera se numește de obicei fizica atmosferică. Atmosfera determină vremea de pe suprafața Pământului, meteorologia studiază vremea, iar climatologia se ocupă de variațiile climatice pe termen lung.

Limita atmosferei Atmosfera este considerată acea regiune din jurul Pământului în care mediul gazos se rotește împreună cu Pământul ca un singur întreg; Cu această definiție, atmosfera trece în spațiul interplanetar treptat, în exosferă, începând de la o altitudine de aproximativ 1000 km de suprafața Pământului și limita atmosferei poate fi trasată în mod convențional la o altitudine de 1300 km; Conform definiției propuse de Federația Internațională a Aviației, granița atmosferei și spațiului este trasată de-a lungul liniei Karman, situată la o altitudine de aproximativ 100 km, unde aeronautica devine complet imposibilă. NASA folosește 122 de kilometri ca limită a atmosferei; experimente recente clarifică granița atmosferei și ionosferei Pământului ca fiind la o altitudine de 118 kilometri.

Proprietăţi fizice Masa totală a aerului din atmosferă este (5.15.3) 10 18 kg. Dintre acestea, masa aerului uscat este (5,1352 ± 0,0003) 10 18 kg, masa totală a vaporilor de apă este în medie de 1,27 10 16 kg. Masa molară a aerului pur uscat este de 28,966 g/mol, densitatea aerului la suprafața mării este de aproximativ 1,2 kg/m3 Presiunea la 0 °C la nivelul mării este de 101,325 kPa; temperatura critică 140,7 °C (~132,4 K); presiune critica 3,7 MPa; C p la 0 °C 1,0048 103 J/(kg K), C v 0,7159 103 J/(kg K) (la 0 °C). Solubilitatea aerului în apă (în masă) la 0 °C 0,0036%, la 25 °C 0,0023%. Următoarele sunt acceptate ca „condiții normale” la suprafața Pământului: densitate 1,2 kg/m3, presiune barometrică 101,35 kPa, temperatură +20 °C și umiditate relativă 50%. Acești indicatori condiționali au o semnificație pur inginerească.

Atmosfera Pământului a apărut ca urmare a două procese: evaporarea materiei din corpurile cosmice în timp ce acestea cădeau pe Pământ și eliberarea de gaze în timpul erupțiilor vulcanice (degazarea învelișului Pământului). Odată cu separarea oceanelor și apariția biosferei, atmosfera s-a schimbat din cauza schimbului de gaze cu apa, plantele, animalele și produsele descompunerii acestora în soluri și mlaștini. În prezent, atmosfera Pământului este formată în principal din gaze și diverse impurități (praf, picături de apă, cristale de gheață, săruri marine, produse de ardere). Concentrația gazelor care formează atmosfera este aproape constantă, cu excepția apei (H 2 O) și a dioxidului de carbon (CO 2). Conținutul de apă din atmosferă (sub formă de vapori de apă) variază între 0,2% și 2,5% în volum și depinde în principal de latitudine. Pe lângă gazele indicate în tabel, atmosfera conține Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, hidrocarburi, HCl, HF, HBr, HI, Hg vapori, I 2, Br 2, ca precum și NO și multe alte gaze în cantități mici. Troposfera conține în mod constant o cantitate mare de particule solide și lichide în suspensie (aerosoli). Cel mai rar gaz din atmosfera Pământului este radonul (Rn).

Structura atmosferei Stratul limită al atmosferei Stratul inferior al atmosferei adiacent suprafeţei Pământului (1-2 km grosime) în care influenţa acestei suprafeţe afectează direct dinamica acesteia. Troposfera Limita sa superioară este situată la o altitudine de 810 km în latitudini polare, 1012 km în latitudinile temperate și 1618 km în latitudini tropicale; mai scăzut iarna decât vara. Stratul principal inferior al atmosferei conține mai mult de 80% din masa totală a aerului atmosferic și aproximativ 90% din toți vaporii de apă prezenți în atmosferă. Turbulența și convecția sunt foarte dezvoltate în troposferă, apar norii și se dezvoltă cicloni și anticicloni. Temperatura scade odată cu creșterea altitudinii cu un gradient vertical mediu de 0,65°/100 m Tropopauză Stratul de tranziție de la troposferă la stratosferă, strat al atmosferei în care scăderea temperaturii odată cu altitudinea încetează. Stratosfera Stratul atmosferei situat la o altitudine de 11 până la 50 km. Caracterizat printr-o ușoară modificare a temperaturii în stratul de 1125 km (stratul inferior al stratosferei) și o creștere a stratului de 2540 km de la 56,5 la 0,8 ° C (stratul superior al stratosferei sau regiunea de inversare). Atinsă o valoare de aproximativ 273 K (aproape 0 °C) la o altitudine de aproximativ 40 km, temperatura rămâne constantă până la o altitudine de aproximativ 55 km. Această regiune cu temperatură constantă se numește stratopauză și este granița dintre stratosferă și mezosferă. Termopauza Regiunea atmosferei adiacenta termosferei. În această regiune, absorbția radiației solare este neglijabilă, iar temperatura nu se schimbă efectiv cu altitudinea. Stratopauză Stratul limită al atmosferei dintre stratosferă și mezosferă. În distribuția verticală a temperaturii există un maxim (aproximativ 0 °C). Mezosfera Mezosfera începe la o altitudine de 50 km și se extinde până la 8090 km. Temperatura scade odată cu înălțimea cu un gradient vertical mediu de (0,250,3)°/100 m Procesul energetic principal este transferul de căldură radiantă. Procesele fotochimice complexe care implică radicali liberi, molecule excitate vibrațional etc. cauzează luminiscența atmosferică. Mezopauză Stratul de tranziție dintre mezosferă și termosferă. Există un minim în distribuția verticală a temperaturii (aproximativ 90 °C).

Exosfera (sfera de împrăștiere) Exosfera este zona de împrăștiere, partea exterioară a termosferei, situată peste 700 km. Gazul din exosferă este foarte rarefiat, iar de aici particulele sale se scurg în spațiul interplanetar (disipare). Până la o altitudine de 100 km, atmosfera este un amestec omogen, bine amestecat de gaze. În straturile superioare, distribuția gazelor în funcție de înălțime depinde de greutățile moleculare ale acestora, concentrația de gaze mai grele scade mai repede cu distanța de la suprafața Pământului. Datorită scăderii densității gazelor, temperatura scade de la 0 °C în stratosferă la 110 °C în mezosferă. Cu toate acestea, energia cinetică a particulelor individuale la altitudini km corespunde unei temperaturi de ~150 °C. Peste 200 km se observă fluctuații semnificative ale temperaturii și densității gazelor în timp și spațiu. La o altitudine de aproximativ km, exosfera se transformă treptat în așa-numitul vid din spațiul apropiat, care este umplut cu particule foarte rarefiate de gaz interplanetar, în principal atomi de hidrogen. Dar acest gaz reprezintă doar o parte din materia interplanetară. Cealaltă parte este formată din particule de praf de origine cometă și meteorică. Pe lângă particulele de praf extrem de rarefiate, în acest spațiu pătrunde radiațiile electromagnetice și corpusculare de origine solară și galactică. Prezentare generală Troposfera reprezintă aproximativ 80% din masa atmosferei, stratosfera aproximativ 20%; masa mezosferei nu este mai mare de 0,3%, termosfera este mai mică de 0,05% din masa totală a atmosferei. Pe baza proprietăților electrice din atmosferă, se disting neutronosfera și ionosfera. În funcție de compoziția gazului din atmosferă, se disting homosferă și heterosferă. Heterosfera este o regiune în care gravitația afectează separarea gazelor, deoarece amestecarea lor la o astfel de înălțime este neglijabilă. Aceasta implică o compoziție variabilă a heterosferei. Sub ea se află o parte bine amestecată, omogenă a atmosferei numită homosferă. Limita dintre aceste straturi se numește turbopauză, se află la o altitudine de aproximativ 120 km.

Alte proprietăți ale atmosferei și efectele asupra corpului uman Deja la o altitudine de 5 km deasupra nivelului mării, o persoană neantrenată se confruntă cu lipsa de oxigen și, fără adaptare, performanța unei persoane este redusă semnificativ. Zona fiziologică a atmosferei se termină aici. Respirația omului devine imposibilă la o altitudine de 9 km, deși până la aproximativ 115 km atmosfera conține oxigen. Atmosfera ne furnizează oxigenul necesar pentru a respira. Cu toate acestea, din cauza scăderii presiunii totale a atmosferei, pe măsură ce vă ridicați la altitudine, presiunea parțială a oxigenului scade în mod corespunzător. Plămânii umani conțin în mod constant aproximativ 3 litri de aer alveolar. Presiunea parțială a oxigenului în aerul alveolar la presiunea atmosferică normală este de 110 mmHg. Art., presiune dioxid de carbon 40 mm Hg. Art., si vapori de apa 47 mm Hg. Artă. Odată cu creșterea altitudinii, presiunea oxigenului scade, iar presiunea totală a vaporilor de apă și dioxid de carbon din plămâni rămâne aproape constantă la aproximativ 87 mm Hg. Artă. Furnizarea de oxigen a plămânilor se va opri complet atunci când presiunea aerului ambiant devine egală cu această valoare. La o altitudine de aproximativ 1920 km, presiunea atmosferică scade la 47 mm Hg. Artă. Prin urmare, la această altitudine, apa și lichidul interstițial încep să fiarbă în corpul uman. În afara unei cabine presurizate la aceste altitudini, moartea are loc aproape instantaneu. Astfel, din punctul de vedere al fiziologiei umane, „spațiul” începe deja la o altitudine de 1519 km.

Straturile dense de aer, troposfera și stratosfera, ne protejează de efectele dăunătoare ale radiațiilor. Cu suficientă rarefiere a aerului, la altitudini mai mari de 36 km, radiațiile ionizante (razele cosmice primare) au un efect intens asupra organismului; La altitudini de peste 40 km, partea ultravioletă a spectrului solar este periculoasă pentru oameni. Pe măsură ce ne ridicăm la o înălțime din ce în ce mai mare deasupra suprafeței Pământului, fenomene cunoscute nouă sunt observate în straturile inferioare ale atmosferei, cum ar fi propagarea sunetului, apariția forței și rezistenței aerodinamice, transferul de căldură prin convecție etc., treptat. slăbesc și apoi dispar complet aerul, propagarea sunetului este imposibilă. Până la altitudini de km, este încă posibil să utilizați rezistența aerului și portanța pentru zborul aerodinamic controlat. Însă pornind de la altitudini de km, conceptele de număr M și bariera sonoră, familiare fiecărui pilot, își pierd sensul: trece linia convențională Karman, dincolo de care începe regiunea de zbor pur balistic, care poate fi controlată doar folosind forte reactive. La altitudini de peste 100 km, atmosfera este lipsită de o altă proprietate remarcabilă - capacitatea de a absorbi, conduce și transmite energie termică prin convecție (adică prin amestecarea aerului). Aceasta înseamnă că diverse elemente ale echipamentelor de pe stația spațială orbitală nu vor putea fi răcite din exterior în același mod cum se face de obicei pe un avion, folosind jeturi de aer și radiatoare de aer. La această altitudine, ca și în spațiu în general, singura modalitate de a transfera căldură este radiația termică.

Istoria formării atmosferei Conform celei mai răspândite teorii, atmosfera Pământului a avut trei compoziții diferite de-a lungul istoriei sale. Inițial, a constat din gaze ușoare (hidrogen și heliu) captate din spațiul interplanetar. Aceasta este așa-numita atmosferă primară. În etapa următoare, activitatea vulcanică activă a dus la saturarea atmosferei cu alte gaze decât hidrogenul (dioxid de carbon, amoniac, vapori de apă). Așa s-a format o atmosferă secundară. Această atmosferă era reconfortantă. În plus, procesul de formare a atmosferei a fost determinat de următorii factori: scurgerea gazelor ușoare (hidrogen și heliu) în spațiul interplanetar; reacții chimice care apar în atmosferă sub influența radiațiilor ultraviolete, a descărcărilor de fulgere și a altor factori. Treptat, acești factori au condus la formarea unei atmosfere terțiare, caracterizată prin mult mai puțin hidrogen și mult mai mult azot și dioxid de carbon (format ca urmare a reacțiilor chimice din amoniac și hidrocarburi).

Azotul Formarea unei cantități mari de azot N2 se datorează oxidării atmosferei amoniac-hidrogen de către oxigenul molecular O2, care a început să iasă de la suprafața planetei ca urmare a fotosintezei, începând cu 3 miliarde de ani. Azotul N2 este, de asemenea, eliberat în atmosferă ca urmare a denitrificării nitraților și a altor compuși care conțin azot. Azotul este oxidat de ozon la NO în atmosfera superioară. Azotul N 2 reacționează numai în condiții specifice (de exemplu, în timpul descărcării unui fulger). Oxidarea azotului molecular de către ozon în timpul descărcărilor electrice este utilizată în cantități mici în producția industrială de îngrășăminte cu azot. Cianobacterii (alge albastru-verzi) și bacterii nodulare, care formează simbioză rizobială cu plantele leguminoase, care pot fi eficiente gunoi de grajd verzi - plante care nu epuizează, dar îmbogățesc solul cu îngrășăminte naturale, îl pot oxida cu un consum redus de energie și îl pot transforma într-o formă biologic activă.

Oxigen Compoziția atmosferei a început să se schimbe radical odată cu apariția organismelor vii pe Pământ, ca urmare a fotosintezei, însoțită de eliberarea de oxigen și absorbția de dioxid de carbon. Inițial, oxigenul a fost cheltuit pentru oxidarea compușilor de amoniac redus, hidrocarburi, forma feroasă a fierului conținută în oceane etc. La sfârșitul acestei etape, conținutul de oxigen din atmosferă a început să crească. Treptat, s-a format o atmosferă modernă cu proprietăți oxidante. Deoarece acest lucru a provocat schimbări grave și abrupte în multe procese care au loc în atmosferă, litosferă și biosferă, acest eveniment a fost numit Catastrofa oxigenului. În timpul Fanerozoicului, compoziția atmosferei și conținutul de oxigen au suferit modificări. Ele s-au corelat în primul rând cu viteza de depunere a sedimentului organic. Astfel, în perioadele de acumulare de cărbune, conținutul de oxigen din atmosferă a depășit aparent semnificativ nivelul modern.

Dioxid de carbon Conținutul de CO 2 din atmosferă depinde de activitatea vulcanică și de procesele chimice din învelișul pământului, dar mai ales de intensitatea biosintezei și a descompunerii materiei organice din biosfera pământului. Aproape întreaga biomasă actuală a planetei (aproximativ 2,4 10 12 tone) se formează din cauza dioxidului de carbon, azotului și vaporilor de apă conținute în aerul atmosferic. Organele îngropate în ocean, mlaștini și păduri se transformă în cărbune, petrol și gaze naturale

Gaze nobile Sursa gazelor nobile argonul, heliul și criptonul sunt erupțiile vulcanice și dezintegrarea elementelor radioactive. Pământul în general și atmosfera în special sunt epuizate de gaze inerte în comparație cu spațiul. Se crede că motivul pentru aceasta constă în scurgerea continuă a gazelor în spațiul interplanetar.

Poluarea atmosferică Recent, oamenii au început să influențeze evoluția atmosferei. Rezultatul activității umane a fost o creștere constantă a conținutului de dioxid de carbon din atmosferă datorită arderii combustibililor hidrocarburi acumulați în erele geologice anterioare. Cantități uriașe de CO 2 sunt consumate în timpul fotosintezei și absorbite de oceanele lumii. Acest gaz pătrunde în atmosferă datorită descompunerii rocilor carbonatice și a substanțelor organice de origine vegetală și animală, precum și datorită vulcanismului și activității industriale umane. În ultimii 100 de ani, conținutul de CO 2 din atmosferă a crescut cu 10%, cea mai mare parte (360 de miliarde de tone) provenind din arderea combustibilului. Dacă ritmul de creștere a arderii combustibilului continuă, atunci în următorii ani cantitatea de CO 2 din atmosferă se va dubla și ar putea duce la schimbări climatice globale. Arderea combustibilului este principala sursă de gaze poluante (CO, NO, SO 2). Dioxidul de sulf este oxidat de oxigenul aerului la SO 3, iar oxidul de azot la NO 2 în straturile superioare ale atmosferei, care la rândul lor interacționează cu vaporii de apă, iar acidul sulfuric H2SO4 și acidul azotic HNO3 cad la suprafaţa Pământului sub formă de t .n. ploaie acidă. Utilizarea motoarelor cu ardere internă conduce la o poluare atmosferică semnificativă cu oxizi de azot, hidrocarburi și compuși de plumb (tetraetil plumb Pb(CH 3 CH 2) 4). Poluarea cu aerosoli a atmosferei este cauzată atât de cauze naturale (erupții vulcanice, furtuni de praf, antrenare de picături de apă de mare și polen de plante etc.), cât și activități economice umane (exploatarea minereurilor și materialelor de construcție, arderea combustibilului, fabricarea cimentului etc.). ). Eliminarea intensivă la scară largă a particulelor în atmosferă este una dintre posibilele cauze ale schimbărilor climatice de pe planetă.