Author Archive > admin

Атмосфера – воздушная оболочка Земли.

Атмосфера делится на гомосферу и гетеросферу. Гомосфера характеризуется однородным и устойчивым газовым составом. Выше этой границы характерен нарастающий уровень ионизации газов за счет фотодиссоциации. Свойства – озоновый слой, низкая плотность воздуха – закрывает возможность существования организмов (околоземные организмы).

Способность атмосферы к самоочищению (ветер, осадки, лес).

Концентрация газов, составляющих атмосферу, практически постоянна, за исключением воды (H2O) и углекислого газа (CO2).Кроме указанных в таблице газов, в атмосфере содержатся SО2, NН3, СО, озон, углеводороды, НСl, НF, пары Нg, I2, а также NO и многие другие газы в незначительных количествах. В тропосфере постоянно находится большое количество взвешенных твёрдых и жидких частиц (аэрозоль).

Свойства атмосферы

Уже на высоте 5 км над уровнем моря у нетренированного человека появляется кислородное голодание и без адаптации работоспособность человека значительно снижается. Здесь кончается физиологическая зона атмосферы. Дыхание человека становится невозможным на высоте 15 км, хотя примерно до 115 км атмосфера содержит кислород.

Атмосфера снабжает нас необходимым для дыхания кислородом. Однако вследствие падения общего давления атмосферы по мере подъёма на высоту соответственно снижается и парциальное давление кислорода.

Плотные слои воздуха — тропосфера и стратосфера — защищают нас от поражающего действия радиации. При достаточном разрежении воздуха, на высотах более 36 км, интенсивное действие на организм оказывает ионизирующая радиация — первичные космические лучи; на высотах более 40 км действует опасная для человека ультрафиолетовая часть солнечного спектра.

По мере подъёма на все большую высоту над поверхностью Земли постепенно ослабляются, а затем и полностью исчезают такие привычные для нас явления, наблюдаемые в нижних слоях атмосферы, как распространение звука, возникновение аэродинамической подъёмной силы и сопротивления, передача тепла конвекцией и др.

Ее химический

состав также остался первоначальным, однако распределение отдельных

химических элементов существенно изменилось. Поверхность Земли

первоначально была пустынной и не носила следов эрозии. Первичная

атмосфера Земли, возникшая из межзвездного газа, состояла преимущественно

из водорода и гелия. Однако гравитация Земли не могла удержать легкие газы

и значительная часть их ускользала в межпланетное пространство, а оттуда

под действием солнечного ветра эти газы вытеснялись за пределы солнечной системы.

Водяной пар находится в атмосфере Земли в изобилии, однако он поступает туда не из-за действия сильного тепла, а в результате заполнения пустоты. Создайте вакуум у поверхности воды в резервуаре и наблюдайте, что получится - будет образовываться водяной пар. Вода из резервуара испарится не полностью, потому что её нормальное состояние при температуре конденсации - жидкое. Но то, что есть постоянное движение молекул, не означает, что молекулы, оторвавшиеся от поверхности, подобно автомобилю без тормозов, в вакууме ни во что не ударяются. В определённый момент движущиеся в воздухе молекулы начинают соударяться друг с другом и отталкиваются в противоположном направлении к поверхности воды в резервуаре, и ситуация стабилизируется

Атмосфера состоит из элементов, величина которых позволяет им оставаться свободными или группироваться, образуя только крошечные молекулы, но не более того. Водяной пар состоит из двух частиц водорода и одной частицы кислорода, и эти три элемента образуют плотную связь, имея малую тенденцию группироваться или сцепляться с другими элементами, если не воздействует какой-то другой фактор. Подобным же образом, любая комбинация элементов, которая является дискретной, может оставаться в летучем состоянии. Эти крошечные элементы или дискретные группы элементов могут содержать тяжелые металлы, как и те ветра, которые разносят через земли и моря радиацию после того, как зарегистрирован ядерный взрыв. Элементы, способные к радиоактивности, являются самыми тяжелыми из известных человеку, однако, они тоже разносятся по воздуху.

Современная «кислородная» земная атмосфера имеет вторичное происхождение.

Она пополнялась и пополняется за счет газов, выделяющихся при

жизнедеятельности организмов на поверхности Земли и вулканической

деятельности земных недр. Биогенное происхождение имеет практически весь

свободный кислород атмосферы.

Роль атмосферы дли биосферы Земли огромна, так как она своими физико-химическими свойствами обеспечивает важнейшие жизненные процессы у растений и животных.

Смог — один из видов загрязнения воздуха в крупных городах и промышленных центрах.

Первоначально под смогом подразумевался дым, образованный сжиганием большого количества угля (смешение дыма и диоксида серы SO2).

Как правило, различают два типа смога: 1) густой туман с примесью дыма или газовых отходов производства (как, например, в регионах с повышенной влажностью), б) пелена едких газов и аэрозолей повышенной концентрации (без тумана), возникающая под действием ультрафиолетового излучения Солнца в воздухе в результате фотохимических реакций в газовых выбросах автомобилей и предприятий химической промышленности. Смог обычно наблюдается при слабой турбулентности воздуха, обусловленной слабым ветром или штилем.

Особо отметим, что важное значение для формирования любого типа смога или тумана имеет стратификация атмосферы. Если мы имеем неустойчивую стратификацию и температура понижается с высотой, то загрязняющие вещества поднимаются вверх и рассеиваются в атмосфере. Естественно, что все те химические реакции, которые были названы, остаются, но концентрации вредных веществ будут меньше, как если бы стратификация атмосферы была устойчивой и благоприятной для образования смога. При устойчивой стратификации атмосферы в слое воздуха на некоторой высоте (обычно нижняя граница её не превышает 1,5 км) возникают задерживающие слои, в которых температура постоянна или даже растет с высотой (изотермия и инверсия). Такие слои гасят восходящие движения, и все примеси скапливаются в тонком слое под ними, в результате чего сильно возрастает концентрация вредных веществ, что и приводит к наиболее опасным смогам.

Выбросы — вредных для здоровья человека веществ — с отработавшими газами — наряду с продуктами нормального окисления углеводородов (двуокись углерода и вода) отработавшие газы содержат также:

Продукты неполного окисления:

Недогоревшие углеводороды (сажа)

Окись углерода (угарный газ)

Продукты окисления примесей, содержащихся в топливе:

Оксиды серы

Окиды азота (вызывают заболевания астмой)

Твердые частицы

Кислоты серные и угольные, образующиеся в выхлопном тракте при конденсации водяных паров

Антидетонационные и выносительные присадки и продукты их разрушения

Фосфор

Побочные продукты металлургического и химического производства, выделяемые в атмосферу:

Бурый дым

Вредное воздействие на атмосферу в результате техногенных катастроф

Радиоактивные выбросы

Выбросы от разложения мусора на свалках

Метан

Кислотный дождь — все виды метеорологических осадков — дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, при котором наблюдается понижение pH дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами (обычно — оксидами серы, оксидами азота).

Впервые термин «кислотный дождь» был введен в 1872 году английским исследователем Ангусом Смитом. Его внимание привлек викторианский смог в Манчестере. [1] И хотя ученые того времени отвергли теорию о существовании кислотных дождей, сегодня уже никто не сомневается, что кислотные дожди являются одной из причин гибели жизни в водоемах, лесов, урожаев, и растительности. Кроме того кислотные дожди разрушают здания и памятники культуры, трубопроводы, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие почв и могут приводить к просачиванию токсичных металлов в водоносные слои почвы.

САМООЧИЩЕНИЕ АТМОСФЕРЫ – частичное или полное восстановление естественного состава атмосферы вследствие удаления примесей под воздействием природных процессов. В настоящее время вся атмосфера Земли остается не полностью восстановленной в своем естественном составе в связи с нарастанием антропогенного загрязнения. Можно считать, что этот воспроизводимый ресурс перестал воспроизводиться.

Способность атмосферы к самоочищению (ветер, осадки, лес).

Существует 3 основных цикла атмосферных процессов, определяющих климат, так называемые климатообразующие процессы - теплооборот, влагооборот и атмосферная циркуляция. Теплооборот, создает тепловой режим атмосферы. Сквозь атмосферу проходит поток солнечной радиации. Атмосфера частично поглощает солнечные лучи, преобразуя их энергию в теплоту; частично рассеивает их, меняя по качеству (спектральному составу); частично они отражаются назад облаками. Между земной поверхностью и атмосферой происходит обмен тепла. Между атмосферой и земной поверхностью происходит постоянный оборот воды, или влагооборот. С поверхности океанов и других водоемов, влажной почвы и растительности в атмосферу испаряется вода, на что затрачивается большое количество тепла из почвы и верхних слоев воды.