Атмосфера Земли. Состав и строение атмосферы презентация

(для самостоятельного изучения)

называется воздухом

Атмосфе́ра – термин происходит от греческого атмос- пар и сфера- шар).

Внутренняя её поверхность покрывает земную поверхность(гидросферу и сушу).

Внешняя- граничит с околоземной частью космического пространства.

атмосферы трудно, так как переход от земной атмосферы к межпланетному пространству совершается плавно и на больших высотах плотность воздуха очень мала.

У Земной поверхности плотность воздуха
равна 2,7 х 10 19 мол/см3 .


В пределах околоземного пространства до высоты 30 км находится около 99% всей массы атмосферного воздуха

до высоты 20 км находится около 95% всей массы атмосферного воздуха
до высоты 10 км находится около 75% всей массы атмосферного воздуха
до высоты 5 км находится около 50% всей массы атмосферного воздуха

- это в миллион раз меньше массы Земли

Воздух – это механическая смесь газов и различных примесей (пыль, капли воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения).
Эти примеси называются аэрозолями.

Концентрация газов, составляющих атмосферу, практически постоянна, за исключением водяного пара (H2O) и углекислого газа (CO2)

Содержание газов в воздухе выражают в % от объема чистого сухого воздуха.

Состав сухого воздуха

газ

NH3 (Аммиак, нитрит водорода), СО (оксид углерода), озон, углеводороды, а также многие другие газы в незначительных количествах.

аммиачно-водородной атмосферы молекулярным кислородом, который стал поступать с поверхности планеты в результате фотосинтеза, начиная с 3 млрд лет назад.
Азот окисляется озоном до NO в верхних слоях атмосферы.
Азот в метеорологических процессах инертен.

с появлением на Земле растений, результате процесса фотосинтеза, сопровождающегося выделением кислорода и поглощением углекислого газа.

Первоначально кислород расходовался на окисление восстановленных соединений — аммиака, углеводородов, закисной формы железа, содержавшейся в океанах и др.

По окончании данного этапа содержание кислорода в атмосфере стало расти. Постепенно образовалась современная атмосфера, обладающая окислительными свойствами.

Кислород обеспечивает дыхание, процессы горения, окисления и разложения органического вещества.

распад радиоактивных элементов. Земля в целом и атмосфера в частности обеднены инертными газами по сравнению с космосом.
Считается, что причина этого заключена в непрерывной утечке газов в межпланетное пространство.

и разложения органики.
Содержание в атмосфере зависит также от вулканической деятельности и химических процессов в земных оболочках.

Практически вся биомасса планеты (около 2,4×1012 тонн) образуется за счет углекислоты, азота и водяного пара, содержащихся в атмосферном воздухе.

Регулирует содержание СО2 – океан: хорошо растворяется в воде.

пар, находящийся в непрерывном кругообороте (испарение - конденсация и кристаллизация и облакообразование - осадки).
Содержание водяного пара изменяется от 0,5% до 4% при высоких температурах.
Большая часть его содержится в нижних слоях атмосферы и выше 15 км становиться ничтожно малым.

и жидких частиц -АЭРОЗОЛЕЙ.

Аэрозольное загрязнение атмосферы обусловлено, как естественными причинами (извержение вулканов, пыльные бури, вынос капель морской воды и пыльцы растений и др.), так и хозяйственной деятельностью человека (добыча руд и строительных материалов, сжигание топлива, изготовление цемента и т. п.).
Интенсивный широкомасштабный вынос твёрдых частиц в атмосферу — одна из возможных причин изменений климата планеты.

атмосферы и характере их изменения по высоте.

Давление и плотность воздуха с увеличением высоты во всех слоях атмосферы уменьшается.

с высотой
2. по признаку рассеяния газов
3. по степени ионизации воздуха
по характеру взаимодействия с земной поверхностью



Т.е. есть 4 классификации атмосферы

с ростом высоты со средним вертикальным градиентом 0,65°/100 м
Верхняя граница находится на высоте 8—10 км в полярных, 10—12 км в умеренных и 16—18 км в тропических широтах; зимой ниже, чем летом.
Содержит более 80 % всей массы атмосферного воздуха и около 90 % всего имеющегося в атмосфере водяного пара. В тропосфере сильно развиты процессы перемешивания, тепло и влагооборота.
Средняя годовая температура на уровне тропопаузы -56 град. Цельсия

уменьшение температуры в слое выше тропопаузы с 11—15 км (нижний слой стратосферы) или (изотермия)
в Стратосфере температура растет её в слое 20—40 км от −56,5 до 0,8 °С (верхний слой стратосферы или область инверсии).
Достигнув на высоте около 40 км значения около 273 К ( 0° С), температура остаётся постоянной до высоты около 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой.

связано
с возрастанием содержания озона, который поглощает
ультрафиолетовую радиацию
– и нагревает атмосферу и защищает все живое на Земле от губительных УФ излучений.

Набольшее содержание приходится на высоты 20 – 25 км.
Молекулы озона не встречаются на высотах более 60 км.
Максимум содержания озона приходится на весну, минимум - на осень, причем годовая амплитуда возрастает с широтой.
Слой озона (озоновый экран) задерживает большую часть космического излучения.

высотой понижается со средним вертикальным градиентом (0,25—0,3)°/100 м. Основным энергетическим процессом является лучистый теплообмен.
Мезопауза
Переходный слой между мезосферой и термосферой.
В вертикальном распределении температуры имеет место минимум (около —90 °C).

значений порядка 1500 К, после чего остаётся почти постоянной до больших высот. Под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и космического излучения происходит ионизация воздуха («полярные сияния»)

выше 700 км. Газ в экзосфере сильно разрежен, и отсюда идёт утечка его частиц в межпланетное пространство.
На высоте около 2000—3000 км экзосфера постепенно переходит в так называемый ближнекосмический вакуум, который заполнен сильно разреженными частицами межпланетного газа, главным образом атомами водорода.
температура как и в термосфере очень высокая.

в атмосфере выделяют ионосферу.
- это часть термосферы, сильно ионизирующаяся вследствие облучения космическими лучами, идущими, в первую очередь, от Солнца (УФР и рентгеновские лучи).
Ионосфера состоит из смеси газа нейтральных атомов и молекул (в основном азота и кислорода) и квазинейтральной плазмы (число отрицательно заряженных частиц лишь примерно равно числу положительно заряженных).
Степень ионизации становится существенной уже на высоте 60 километров и неуклонно увеличивается с удалением от Земли.

простирается от 50-60 км до высоты 2000—3000 км.

слой
прилегающий к земной поверхности слой воздуха, свойства которого из-за интенсивного турбулентного перемешивания определяются в основном термическим и динамическим воздействием подстилающей поверхности.
Толщина пограничного слоя от 300—400 м до 1—2 км;
она тем больше, чем больше шероховатость подстилающей поверхности и чем интенсивнее развита турбулентность, и поэтому увеличивается с усилением ветра и уменьшением термической устойчивости атмосферы.
Через пограничный слой осуществляется теплообмен и влагообмен между земной поверхностью и расположенной над ним свободной атмосферой.

Пограничный слой атмосферы

пограничного слоя атмосферы от земной поверхности до высоты в несколько десятков метров. В приземном слое атмосферы наблюдается резкое изменение метеорологических элементов с высотой: вертикальные градиенты скорости ветра, температуры и влажности в десятки и сотни раз превышают соответствующие величины в вышележащих слоях, но уменьшаются по абсолютной величине с увеличением высоты. В нем обычно возникают приземные инверсии температуры, туманы, заморозки, скапливаются