Атмосферата е газовата обвивка на планетата. Газовете, които изграждат земната атмосфера, се наричат ​​въздух. Въздухът е навсякъде около нас. За хората въздухът е невидим и често дори не го усещаме. Но ако, например, махнем с ръка, тогава ще усетим, че нещо е в контакт с ръката. Друг пример: прокарайте ръката си през прозореца на ускоряваща се кола и веднага изглежда, че въздухът е станал плътен и еластичен. Тези, които са имали нещастието да бъдат обхванати от ураган, ще свидетелстват, че въздухът може да ви събори, да откъсне покриви от къщи, да преобърне колите и да изкорени дори дебели дървета.

Въздухът се състои от малки частици, наречени молекули. Те не могат да се видят дори с най-мощния микроскоп. А разстоянията между молекулите във въздуха са много по-големи от размера на самите молекули. Ето защо не е изненадващо, че не можем да видим въздуха по никакъв начин.
Молекулите на въздуха са в постоянно произволно движение. Но защо не напуснат Земята? В крайна сметка от страната на космоса няма препятствия, които биха могли да ги спрат. Факт е, че Земята привлича молекули на въздуха към себе си по същия начин, както всички други тела. Следователно повечето от молекулите на атмосферата са близо до повърхността на Земята.

Анероидният барометър е компактен инструмент за измерване на атмосферно налягане. Дълго време той служи и като основен синоптик, сочейки „велика земя“ или „дъжд и гръмотевични бури“.

Колкото по-високо е над Земята, толкова по-малко молекули остават във въздуха – той се разрежда. В планините, на 3000 м надморска височина, вече е трудно да се диша. Дори тренирани катерачи се изкачват до най-високия връх на планетата Еверест (8848 м) с кислородни маски. Ако пътник от самолет, летящ на височина от 10 км, вдишва въздуха навън, той ще загуби съзнание. Следователно в кабината на самолета винаги има кислородни маски. В крайна сметка, ако във фюзелажа на самолета се появи дори малка дупка, въздухът от кабината ще се втурне навън, където молекулите са разположени много по-малко плътно. (Точно същото ще бъде направено например от пътници на електрически влак, ако в час пик празен вагон е свързан с претъпкан вагон). В резултат на това въздухът в самолета ще стане почти недостъпен за дишане. Колкото по-далече от земната повърхност, толкова по-малко молекули остават във въздуха. Невъзможно е да се каже със сигурност къде свършва атмосферата. Общоприето е, че дебелината на земната атмосфера достига няколко хиляди километра.

На най-високия връх в света Еверест (8848 м) въздухът е толкова разреден, че почти всички алпинисти, успели да достигнат тази рекордна точка, са използвали кислородни маски.

Целият живот на нашата планета е съсредоточен в долните, най-плътни слоеве на атмосферата - тропосферата. Дебелината му варира от 8 km на полюсите до 17 km на екватора. Разбира се, тропосферата не е отделена от горните слоеве с гранични стълбове. Но в тропосферата температурата на въздуха намалява с височината - колкото по-висока, толкова по-студена, а в горните слоеве на атмосферата температурата се променя малко по-различно.

Когато четем за човешкото изследване на Луната и планетите, често срещаме въпроси за атмосферата. Други планети имат ли атмосфера? Доколкото учените знаят, никоя планета или звезда няма атмосфера, подобна на нашата.

Какво е атмосфера? Можем да мислим за него като за океан от въздух, който обгражда земята и е висок няколкостотин мили. Въздушният океан има същия състав по цялата земя. Основно се състои от определени газове, които винаги остават в една и съща пропорция. Около 78 процента е азот, 21 процента е кислород, а останалият един процент се състои от газове, които се наричат ​​редки - аргон, неон, хелий, криптон и ксенон.

Въздухът, който заобикаля Земята, има същия химичен състав до 18 мили, въпреки че тази цифра може да достигне до 44 мили. Когато стигнете до горните слоеве на атмосферата, вие сте на върха на това, което се нарича тропосфера. Това е най-близкият слой до земната повърхност. На височина от 18 до 31 мили от повърхността на Земята има слой горещ въздух с температура около 42 градуса по Целзий. Причината за нагряването на този слой е поглъщането на топлината от слънчевите лъчи от присъстващия тук озон.

Озонът е специална форма на кислород, при която молекулата се състои от три кислородни атома вместо обичайните два. Горещият озонов слой служи да ни предпази от най-активните слънчеви лъчи – ултравиолетовите. Без него нямаше да оцелеем на слънчевата светлина. Още по-високо е слой или няколко слоя, наречен йоносфера, който се намира на височина от 44 до 310 мили над земята. Йоносферата се състои от частици, електрифицирани от Слънцето. Молекулите на въздуха са в постоянно движение. Атмосферата може да се поддържа само ако молекулите постоянно се сблъскват една с друга и не могат да избягат. Но колкото по-високо се качвате, толкова по-рядък става въздухът.

Много малко вероятно е молекула отдолу да отскочи обратно след сблъсък с молекула отгоре. Следователно молекулите отиват в открито пространство и атмосферата е напълно разредена. Има зона, наречена екзосфера, където откъснатите молекули се движат почти свободно и тази зона започва на височина от 400 мили и се простира до 1500 мили.

Атмосферата е газообразната обвивка на нашата планета, която се върти заедно със Земята. Газът в атмосферата се нарича въздух. Атмосферата е в контакт с хидросферата и частично покрива литосферата. Но е трудно да се определят горните граници. Обикновено се приема, че атмосферата се простира нагоре на около три хиляди километра. Там тя плавно се влива в безвъздушното пространство.

Химичният състав на земната атмосфера

Формирането на химичния състав на атмосферата започва преди около четири милиарда години. Първоначално атмосферата се състои само от леки газове - хелий и водород. Според учените първоначалните предпоставки за създаването на газова обвивка около Земята са вулканични изригвания, които заедно с лава отделят огромно количество газове. Впоследствие газообменът започва с водни пространства, с живи организми, с продуктите от тяхната дейност. Съставът на въздуха постепенно се променя и в съвременния си вид е фиксиран преди няколко милиона години.

Основните компоненти на атмосферата са азот (около 79%) и кислород (20%). Останалият процент (1%) се отчита от следните газове: аргон, неон, хелий, метан, въглероден диоксид, водород, криптон, ксенон, озон, амоняк, серен диоксид и азот, азотен оксид и въглероден оксид, включени в това един процент.

Освен това въздухът съдържа водни пари и прахови частици (растителен прашец, прах, кристали от сол, аерозолни примеси).

Напоследък учените отбелязват не качествена, а количествена промяна в някои съставки на въздуха. И причината за това е човекът и неговата дейност. Само през последните 100 години съдържанието на въглероден диоксид се е увеличило значително! Това е изпълнено с много проблеми, най-глобалният от които е изменението на климата.

Формиране на времето и климата

Атмосферата играе жизненоважна роля при оформянето на климата и времето на Земята. Много зависи от количеството слънчева светлина, от естеството на подлежащата повърхност и атмосферната циркулация.

Нека разгледаме факторите по ред.

1. Атмосферата предава топлината на слънчевите лъчи и поглъща вредните лъчения. Древните гърци са знаели, че слънчевите лъчи падат върху различни части на Земята под различни ъгли. Самата дума "климат" в превод от древногръцки означава "склон". И така, на екватора слънчевите лъчи падат почти вертикално, защото тук е много горещо. Колкото по-близо до полюсите, толкова по-голям е ъгълът на наклон. И температурата пада.

2. Поради неравномерното нагряване на Земята в атмосферата се образуват въздушни течения. Те се класифицират според техния размер. Най-малките (десетки и стотици метри) са местните ветрове. Следват мусони и пасати, циклони и антициклони, планетарни фронтални зони.

Всички тези въздушни маси се движат непрекъснато. Някои от тях са доста статични. Например пасатите, които духат от субтропиците към екватора. Движението на другите до голяма степен зависи от атмосферното налягане.

3. Атмосферното налягане е друг фактор, влияещ върху формирането на климата. Това е налягането на въздуха върху земната повърхност. Както знаете, въздушните маси се движат от област с високо атмосферно налягане към област, където това налягане е по-ниско.

Има общо 7 зони. Екваторът е зона с ниско налягане. Освен това от двете страни на екватора до тридесетата ширина - зона с високо налягане. От 30° до 60° - отново ниско налягане. И от 60° до полюсите - зона на високо налягане. Въздушните маси циркулират между тези зони. Тези, които отиват от морето до сушата, носят дъжд и лошо време, а тези, които духат от континентите, носят ясно и сухо време. На местата, където се сблъскват въздушните течения, се образуват атмосферни фронтови зони, които се характеризират с валежи и неблагоприятно, ветровито време.

Учените са доказали, че дори благосъстоянието на човек зависи от атмосферното налягане. Според международните стандарти нормалното атмосферно налягане е 760 mm Hg. колона при 0°С. Тази цифра се изчислява за онези земни площи, които са почти на едно ниво с морското равнище. Налягането намалява с надморска височина. Следователно, например, за Санкт Петербург 760 mm Hg. - е норма. Но за Москва, която се намира по-високо, нормалното налягане е 748 mm Hg.

Налягането се променя не само вертикално, но и хоризонтално. Това се усеща особено при преминаването на циклони.

Структурата на атмосферата

Атмосферата е като пластова торта. И всеки слой има свои собствени характеристики.

. Тропосферае най-близкият до Земята слой. "Дебелината" на този слой се променя, когато се отдалечавате от екватора. Над екватора слоят се простира нагоре на 16-18 km, в умерените зони - на 10-12 km, на полюсите - на 8-10 km.

Тук се съдържат 80% от общата маса на въздуха и 90% от водната пара. Тук се образуват облаци, възникват циклони и антициклони. Температурата на въздуха зависи от надморската височина на района. Средно спада с 0,65°C на всеки 100 метра.

. тропопауза- преходен слой на атмосферата. Височината му е от няколкостотин метра до 1-2 км. Температурата на въздуха през лятото е по-висока, отколкото през зимата. Така, например, над полюсите през зимата -65 ° C. А над екватора по всяко време на годината е -70 ° C.

. Стратосфера- това е слой, чиято горна граница минава на височина 50-55 километра. Турбулентността тук е ниска, съдържанието на водни пари във въздуха е незначително. Но много озон. Максималната му концентрация е на височина 20-25 км. В стратосферата температурата на въздуха започва да се повишава и достига +0,8 ° C. Това се дължи на факта, че озоновият слой взаимодейства с ултравиолетовото лъчение.

. Стратопауза- нисък междинен слой между стратосферата и последващата го мезосфера.

. мезосферата- горната граница на този слой е 80-85 километра. Тук протичат сложни фотохимични процеси, включващи свободните радикали. Именно те осигуряват онова нежно синьо сияние на нашата планета, което се вижда от космоса.

Повечето комети и метеорити изгарят в мезосферата.

. мезопауза- следващия междинен слой, температурата на въздуха в който е най-малко -90 °.

. Термосфера- долната граница започва на надморска височина от 80 - 90 km, а горната граница на слоя минава приблизително на маркировката от 800 km. Температурата на въздуха се повишава. Може да варира от +500° C до +1000° C. През деня температурните колебания достигат стотици градуса! Но въздухът тук е толкова разреден, че разбирането на термина "температура", както си го представяме, не е подходящо тук.

. йоносфера- обединява мезосфера, мезопауза и термосфера. Въздухът тук се състои главно от кислородни и азотни молекули, както и от квазинеутрална плазма. Слънчевите лъчи, попадайки в йоносферата, силно йонизират въздушните молекули. В долния слой (до 90 km) степента на йонизация е ниска. Колкото по-високо, толкова повече йонизация. И така, на височина от 100-110 km електроните са концентрирани. Това допринася за отразяването на къси и средни радиовълни.

Най-важният слой на йоносферата е горният, който се намира на височина 150-400 км. Неговата особеност е, че отразява радиовълните и това допринася за предаването на радиосигнали на дълги разстояния.

Именно в йоносферата се случва такова явление като аврора.

. Екзосфера- се състои от кислород, хелий и водородни атоми. Газът в този слой е много рядък и често водородните атоми излизат в космоса. Следователно този слой се нарича "зона на разсейване".

Първият учен, който предположи, че нашата атмосфера има тежест, е италианецът Е. Торичели. Остап Бендер, например, в романа „Златният телец“ се оплаква, че всеки човек е бил притиснат от въздушен стълб с тегло 14 кг! Но големият стратег малко се обърка. Възрастен човек изпитва налягане от 13-15 тона! Но ние не усещаме тази тежест, защото атмосферното налягане се балансира от вътрешното налягане на човек. Теглото на нашата атмосфера е 5 300 000 000 000 000 000 тона. Цифрата е колосална, въпреки че е само една милионна част от теглото на нашата планета.

Какво е атмосфера?

Цялата ни планета е обвита с плътен слой въздух. Този слой се нарича земна атмосфера. Колкото по-близо е въздухът до повърхността, толкова по-плътен е той. Издигайки се по-високо, можете да усетите как плътността на въздуха намалява, той се разрежда. И там, където свършва атмосферата и започва космосът – безвъздушно пространство.

Без атмосфера нямаше да има живот на Земята, защото живите същества нямаше с какво да дишат. Въздушната обвивка влияе на климата на планетата, предпазва Земята от църкащата слънчева топлина и космическия студ.

Ако Земята не беше покрита с въздушна обвивка, човечеството щеше да страда от небесни снаряди - метеорити. Преди да паднат на земята, метеоритите се сблъскват със слоевете на атмосферата, полетът им се забавя, те се нагряват и изгарят, без да причиняват вреда на земляните.

Теглото на въздуха е измерено за първи път от Галилео Галилей. И това се случи преди 300 години. Великият учен взел метална топка, направил дупка в нея, претеглил я и записал теглото. След това изпомпа въздуха от топката, запечата плътно дупката и я върна на кантара. И тогава всички видяха, че топката стана забележимо по-лека.