Ang komposisyon ng mga itaas na layer ng kapaligiran. Isang eksklusibong elemento sa kapaligiran ng Earth. boundary layer ng atmospera

Sa pagkakataong ito susuriin natin ang paksa mula sa heograpiya ng paaralan " mga layer ng atmospera». Atmosphere - ang atmospera ng daigdig, ito ay kilala ng lahat. Ang mas mababang hangganan ay malinaw na ipinahayag - ito ang ibabaw ng lupa, ngunit ang itaas ay nasa taas na 2000-3000 km. Ang aming air shell ay tulad ng isang pie, maaari itong nahahati sa mga layer, kung saan mayroong ilang mga tampok.

Maikling average paglalarawan ng mga layer ng atmospera

Ipinapakita ng talahanayan isang maikling paglalarawan ng mga layer. Ang mga paglipat sa pagitan ng mga layer ay hindi matalim, sila (mga layer) ay maayos na lumipat sa bawat isa, kaya ang mga transitional ay karaniwang nakikilala din:

• tropopause(sa pagitan ng troposphere at stratosphere);
• stratopause(sa pagitan ng strato- at mesosphere);
• mesopause(sa pagitan ng meso- at thermosphere);
• thermopause(sa pagitan ng thermo- at exosphere).

Ang mga hangganan ng mga layer ay hindi pare-pareho, nagbabago sila kahit na depende sa latitude. Halimbawa, itaas na hangganan Ang troposphere sa temperate latitude ay 11-13 km, at sa ekwador ay 16 km. Ang temperatura sa itaas na hangganan ng troposphere sa mga pole ay mas mataas (-50 o C) kaysa sa ekwador (-70 o C).

Sa itaas ay ipinakita paghahati ng temperatura ng atmospera, sa iba't ibang mga layer, ito ay tumaas o bumaba, ngunit kumilos nang maayos sa bawat inilarawan na layer.

May iba pa pag-uuri ng kapaligiran sa ibaba. Ang mga ito ay medyo mas mahirap maunawaan, nangangailangan sila ng ilang kaalaman sa larangan ng kimika, pisika at meteorolohiya mismo.

Pag-uuri sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga sisingilin na particle

Ozonosphere- Ito ang mahalagang ozone layer, na nagpoprotekta sa lahat ng buhay sa planeta mula sa ultraviolet rays. Dahil ang dami ng ultraviolet radiation mula sa Araw ay tumataas nang husto sa ibabaw ng ozone layer (ozonosphere), ang umiiral na oxygen (O 2) at ozone (O 3) sa ilalim ng pagkilos nito (ultraviolet) na pagkabulok at atomic oxygen (O) ay nabuo.

Ang radiation belt ng Earth ay isang layer na naglalaman ng malaking bilang ng mga electron at proton na nakuha magnetic field Lupa. Ito ay matatagpuan sa average sa layo na 100 libong km (15 R). Ang R ay ang radius ng Earth, ito ay katumbas ng 6371 km.

Pag-uuri sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan sa ibabaw ng daigdig

Ang ibabaw ng lupa ay malakas na nakakaimpluwensya sa pang-araw-araw na kurso ng mga halaga ng meteorolohiko, lalo na sa ibabaw na layer ng atmospera hanggang sa 100-200 m. Habang tumataas ang altitude, bumababa ang impluwensya ng ibabaw ng mundo at hindi napapansin sa taas na higit sa 95 km.

Pag-uuri ng sasakyang panghimpapawid

Ang lahat ng mga satellite ay nasa malapit sa Earth space. Pagkatapos ng paglunsad, sila, kasama ang kinakalkula na tilapon, ay gumagawa ng mga rebolusyon sa paligid ng Earth, o kasama nito (geostationary satellite).

Ang paksang ito ay isa sa mga pangunahing, ang aming kasunod na mga artikulo ay madalas na nauugnay dito. Yun lang, see you soon!

Ang sobre ng gas sa buong mundo ay tinatawag na atmospera, at ang gas na bumubuo dito ay tinatawag na hangin. Depende sa iba't ibang pisikal at mga katangian ng kemikal ang atmospera ay nahahati sa mga layer. Ano ang mga layer ng atmospera?

Mga layer ng temperatura ng atmospera

Depende sa distansya mula sa ibabaw ng lupa, nagbabago ang temperatura ng atmospera at, kaugnay nito, tinatanggap ang paghahati nito sa mga sumusunod na layer:
Troposphere. Ito ang "pinakamababang" layer ng temperatura ng atmospera. Sa gitnang latitude, ang taas nito ay 10-12 kilometro, at sa tropiko - 15-16 kilometro. Temperatura sa troposphere hangin sa atmospera bumababa sa pagtaas ng altitude, sa average ng humigit-kumulang 0.65 ° C para sa bawat 100 metro.
Stratosphere. Ang layer na ito ay matatagpuan sa itaas ng troposphere, sa hanay ng altitude na 11-50 kilometro. Sa pagitan ng troposphere at stratosphere ay mayroong transitional atmospheric layer - ang tropopause. Ang average na temperatura ng hangin ng tropopause ay -56.6°C, sa tropiko -80.5°C sa taglamig at -66.5°C sa tag-araw. Ang temperatura ng mas mababang layer ng stratosphere mismo ay dahan-dahang bumababa ng average na 0.2 °C para sa bawat 100 metro, habang ang temperatura ng itaas na layer ay tumataas at sa itaas na hangganan ng stratosphere ang temperatura ng hangin ay 0 °C na.
Mesosphere. Sa hanay ng altitude na 50-95 kilometro, sa itaas ng stratosphere, matatagpuan ang atmospheric layer ng mesosphere. Ito ay nahiwalay sa stratosphere ng stratopause. Ang temperatura ng mesosphere ay bumababa sa pagtaas ng altitude, sa karaniwan, ang pagbaba ay 0.35 ° C para sa bawat 100 metro.
Thermosphere. Ang atmospheric layer na ito ay matatagpuan sa itaas ng mesosphere at pinaghihiwalay mula dito ng mesopause. Ang temperatura ng mesopause ay mula -85 hanggang -90°C, ngunit sa pagtaas ng taas ng thermosphere, ang thermosphere ay umiinit nang husto at sa hanay ng altitude na 200-300 kilometro umabot ito sa 1500°C, pagkatapos nito hindi na nagbabago. Ang pag-init ng thermosphere ay nangyayari bilang isang resulta ng pagsipsip ng ultraviolet radiation mula sa araw sa pamamagitan ng oxygen.

Mga layer ng atmospera, na hinati sa komposisyon ng gas

Ayon sa komposisyon ng gas, ang atmospera ay nahahati sa homosphere at heterosphere. Ang homosphere ay ang mas mababang layer ng atmospera at ang komposisyon ng gas nito ay homogenous. Ang itaas na hangganan ng layer na ito ay dumadaan sa taas na 100 kilometro.

Ang heterosphere ay matatagpuan sa pagitan ng taas mula sa homosphere hanggang sa panlabas na hangganan ng atmospera. Ang komposisyon ng gas nito ay heterogenous, dahil sa ilalim ng impluwensya ng solar at cosmic radiation, ang mga molekula ng hangin ng heterosphere ay nahati sa mga atomo (ang proseso ng photodissociation).

Sa heterosphere, sa panahon ng pagkabulok ng mga molekula sa mga atomo, ang mga sisingilin na particle ay pinakawalan - mga electron at ions, na lumikha ng isang layer ng ionized plasma - ang ionosphere. Ang ionosphere ay matatagpuan mula sa itaas na hangganan ng homosphere hanggang sa taas na 400-500 kilometro, mayroon itong pag-aari na sumasalamin sa mga radio wave, na nagpapahintulot sa amin na magsagawa ng mga komunikasyon sa radyo.

Sa itaas ng 800 kilometro, ang mga molekula ng mga magaan na gas ng atmospera ay nagsisimulang tumakas sa kalawakan, at ang atmospheric layer na ito ay tinatawag na exosphere.

Mga layer ng atmospera at nilalaman ng ozone

Ang maximum na dami ng ozone ( pormula ng kemikal O3) ay nakapaloob sa atmospera sa taas na 20-25 kilometro. Ito ay dahil sa malaking halaga ng oxygen sa hangin at pagkakaroon ng hard solar radiation. Ang mga layer na ito ng atmospera ay tinatawag na ozonosphere. Sa ibaba ng ozonosphere, bumababa ang ozone content sa atmospera.

Ang atmospera ay ang gaseous shell ng ating planeta na umiikot kasama ng Earth. Ang gas sa atmospera ay tinatawag na hangin. Ang kapaligiran ay nakikipag-ugnayan sa hydrosphere at bahagyang sumasakop sa lithosphere. Ngunit mahirap matukoy ang itaas na mga hangganan. Ayon sa kaugalian, ipinapalagay na ang atmospera ay umaabot paitaas ng halos tatlong libong kilometro. Doon ito dumadaloy nang maayos sa walang hangin na espasyo.

Ang kemikal na komposisyon ng kapaligiran ng Earth

Ang pagbuo ng kemikal na komposisyon ng atmospera ay nagsimula mga apat na bilyong taon na ang nakalilipas. Sa una, ang kapaligiran ay binubuo lamang ng mga magaan na gas - helium at hydrogen. Ayon sa mga siyentipiko, ang mga paunang kinakailangan para sa paglikha ng isang gas shell sa paligid ng Earth ay mga pagsabog ng bulkan, na, kasama ang lava, ay naglalabas ng isang malaking halaga ng mga gas. Kasunod nito, nagsimula ang palitan ng gas sa mga espasyo ng tubig, kasama ang mga buhay na organismo, kasama ang mga produkto ng kanilang aktibidad. Ang komposisyon ng hangin ay unti-unting nagbago at modernong anyo itinatag ilang milyong taon na ang nakalilipas.

Ang mga pangunahing bahagi ng atmospera ay nitrogen (mga 79%) at oxygen (20%). Ang natitirang porsyento (1%) ay binibilang ng mga sumusunod na gas: argon, neon, helium, methane, carbon dioxide, hydrogen, krypton, xenon, ozone, ammonia, sulfur dioxide at nitrogen, nitrous oxide at carbon monoxide, kasama dito isang porsyento.

Bilang karagdagan, ang hangin ay naglalaman ng singaw ng tubig at particulate matter (pollen ng halaman, alikabok, mga kristal ng asin, mga impurities ng aerosol).

AT kamakailang mga panahon Napansin ng mga siyentipiko na hindi isang qualitative, ngunit isang quantitative na pagbabago sa ilang mga sangkap ng hangin. At ang dahilan nito ay ang tao at ang kanyang aktibidad. Sa nakalipas na 100 taon lamang, ang nilalaman ng carbon dioxide ay tumaas nang malaki! Ito ay puno ng maraming mga problema, ang pinaka-global na kung saan ay ang pagbabago ng klima.

Pagbuo ng panahon at klima

Ang kapaligiran ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa paghubog ng klima at panahon sa Earth. Marami ang nakasalalay sa dami ng sikat ng araw, sa likas na katangian ng pinagbabatayan na ibabaw at sirkulasyon ng atmospera.

Tingnan natin ang mga kadahilanan sa pagkakasunud-sunod.

1. Ang atmospera ay nagpapadala ng init ng sinag ng araw at sumisipsip ng mapaminsalang radiation. Na bumabagsak ang sinag ng araw iba't ibang lugar Earth sa iba't ibang anggulo, alam ng mga sinaunang Griyego. Ang mismong salitang "klima" sa pagsasalin mula sa sinaunang Griyego ay nangangahulugang "slope". Kaya, sa ekwador, ang sinag ng araw ay bumabagsak nang halos patayo, dahil ito ay napakainit dito. Ang mas malapit sa mga pole, mas malaki ang anggulo ng pagkahilig. At bumababa ang temperatura.

2. Dahil sa hindi pantay na pag-init ng Earth, nabubuo ang mga agos ng hangin sa atmospera. Inuri sila ayon sa kanilang laki. Ang pinakamaliit (sampu at daan-daang metro) ay lokal na hangin. Sinusundan ito ng monsoons at trade winds, cyclones at anticyclones, planetary frontal zones.

Ang lahat ng mga masa ng hangin na ito ay patuloy na gumagalaw. Ang ilan sa kanila ay medyo static. Halimbawa, ang trade winds na umiihip mula sa subtropiko patungo sa ekwador. Ang paggalaw ng iba ay higit na nakasalalay sa presyon ng atmospera.

3. Ang presyon ng atmospera ay isa pang salik na nakakaimpluwensya sa pagbuo ng klima. Ito ang presyon ng hangin sa ibabaw ng lupa. Tulad ng alam mo, lumilipat ang mga masa ng hangin mula sa isang lugar na may mataas na presyon ng atmospera patungo sa isang lugar kung saan mas mababa ang presyon na ito.

Mayroong 7 mga zone sa kabuuan. Ang ekwador ay isang low pressure zone. Dagdag pa, sa magkabilang panig ng ekwador hanggang sa ika-tatlumpung latitude - ang rehiyon mataas na presyon. Mula 30° hanggang 60° - muli mababang presyon. At mula sa 60 ° hanggang sa mga pole - isang zone ng mataas na presyon. Ang mga masa ng hangin ay umiikot sa pagitan ng mga zone na ito. Ang mga naglalakbay mula sa dagat patungo sa lupa ay nagdadala ng ulan at masamang panahon, at ang mga umiihip mula sa mga kontinente ay nagdadala ng malinaw at tuyo na panahon. Sa mga lugar kung saan nagbabanggaan ang mga alon ng hangin, nabuo ang mga atmospheric front zone, na nailalarawan sa pamamagitan ng pag-ulan at masungit, mahangin na panahon.

Napatunayan ng mga siyentipiko na kahit ang kapakanan ng isang tao ay nakasalalay sa presyon ng atmospera. Ayon sa mga internasyonal na pamantayan, ang normal na presyon ng atmospera ay 760 mm Hg. column sa 0°C. Ang figure na ito ay kinakalkula para sa mga lugar ng lupa na halos kapantay ng lebel ng dagat. Bumababa ang presyon sa altitude. Samakatuwid, halimbawa, para sa St. Petersburg 760 mm Hg. - ay ang pamantayan. Ngunit para sa Moscow, na matatagpuan sa mas mataas, normal na presyon- 748 mm Hg

Ang presyon ay nagbabago hindi lamang patayo, kundi pati na rin pahalang. Lalo na itong nararamdaman sa panahon ng pagdaan ng mga bagyo.

Ang istraktura ng kapaligiran

Ang kapaligiran ay nagpapaalala layered na cake. At ang bawat layer ay may sariling katangian.

. Troposphere ay ang layer na pinakamalapit sa Earth. Ang "kapal" ng layer na ito ay nagbabago habang lumalayo ka sa ekwador. Sa itaas ng ekwador, ang layer ay umaabot paitaas para sa 16-18 km, sa mapagtimpi zone - para sa 10-12 km, sa mga pole - para sa 8-10 km.

Dito nakapaloob ang 80% ng kabuuang masa ng hangin at 90% ng singaw ng tubig. Nabubuo ang mga ulap dito, umusbong ang mga bagyo at anticyclone. Ang temperatura ng hangin ay depende sa taas ng lugar. Sa karaniwan, bumababa ito ng 0.65°C sa bawat 100 metro.

. tropopause- transisyonal na layer ng atmospera. Ang taas nito ay mula sa ilang daang metro hanggang 1-2 km. Ang temperatura ng hangin sa tag-araw ay mas mataas kaysa sa taglamig. Kaya, halimbawa, sa ibabaw ng mga pole sa taglamig -65 ° C. At sa ibabaw ng ekwador sa anumang oras ng taon ito ay -70 ° C.

. Stratosphere- ito ay isang layer, ang itaas na hangganan nito ay tumatakbo sa taas na 50-55 kilometro. Ang turbulence ay mababa dito, ang nilalaman ng singaw ng tubig sa hangin ay bale-wala. Ngunit maraming ozone. Ang pinakamataas na konsentrasyon nito ay nasa taas na 20-25 km. Sa stratosphere, ang temperatura ng hangin ay nagsisimulang tumaas at umabot sa +0.8 ° C. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang ozone layer ay nakikipag-ugnayan sa ultraviolet radiation.

. Stratopause- isang mababang intermediate layer sa pagitan ng stratosphere at ng mesosphere na sumusunod dito.

. Mesosphere- ang itaas na hangganan ng layer na ito ay 80-85 kilometro. Dito nagaganap ang mga kumplikadong proseso ng photochemical na kinasasangkutan ng mga free radical. Sila ang nagbibigay ng banayad na asul na glow ng ating planeta, na nakikita mula sa kalawakan.

Karamihan sa mga kometa at meteorite ay nasusunog sa mesosphere.

. Mesopause- ang susunod na intermediate layer, ang temperatura ng hangin kung saan ay hindi bababa sa -90 °.

. Thermosphere- ang mas mababang hangganan ay nagsisimula sa isang altitude ng 80 - 90 km, at ang itaas na hangganan ng layer ay pumasa sa humigit-kumulang sa marka ng 800 km. Tumataas ang temperatura ng hangin. Maaari itong mag-iba mula sa +500° C hanggang +1000° C. Sa araw, ang mga pagbabago sa temperatura ay umaabot sa daan-daang degrees! Ngunit ang hangin dito ay napakabihirang na ang pag-unawa sa terminong "temperatura" na iniisip natin ay hindi angkop dito.

. Ionosphere- pinagsasama ang mesosphere, mesopause at thermosphere. Ang hangin dito ay pangunahing binubuo ng mga molekula ng oxygen at nitrogen, pati na rin ang quasi-neutral na plasma. Ang mga sinag ng araw, na bumabagsak sa ionosphere, ay malakas na nag-ionize ng mga molekula ng hangin. Sa mas mababang layer (hanggang sa 90 km), ang antas ng ionization ay mababa. Ang mas mataas, mas maraming ionization. Kaya, sa taas na 100-110 km, ang mga electron ay puro. Nag-aambag ito sa pagmuni-muni ng maikli at katamtamang mga alon ng radyo.

Ang pinakamahalagang layer ng ionosphere ay ang itaas, na matatagpuan sa taas na 150-400 km. Ang kakaiba nito ay sumasalamin ito sa mga radio wave, at ito ay nag-aambag sa pagpapadala ng mga signal ng radyo sa malalayong distansya.

Nasa ionosphere na nangyayari ang isang phenomenon gaya ng aurora.

. Exosphere- binubuo ng oxygen, helium at hydrogen atoms. Ang gas sa layer na ito ay napakabihirang, at kadalasan ang mga atomo ng hydrogen ay tumatakas sa outer space. Samakatuwid, ang layer na ito ay tinatawag na "scattering zone".

Ang unang siyentipiko na nagmungkahi na ang ating kapaligiran ay may timbang ay ang Italian E. Torricelli. Si Ostap Bender, halimbawa, sa nobelang "The Golden Calf" ay nalungkot na ang bawat tao ay pinindot ng isang haligi ng hangin na tumitimbang ng 14 kg! Ngunit ang mahusay na strategist ay medyo nagkamali. Ang isang may sapat na gulang ay nakakaranas ng presyon ng 13-15 tonelada! Ngunit hindi namin nararamdaman ang bigat na ito, dahil ang presyon ng atmospera ay balanse ng panloob na presyon ng isang tao. Ang bigat ng ating atmospera ay 5,300,000,000,000,000 tonelada. Ang bilang ay napakalaki, bagaman ito ay isang milyon lamang ng bigat ng ating planeta.

ATMOSPHERE NG LUPA(Greek atmos steam + sphaira ball) - gaseous shell na nakapalibot sa Earth. Ang masa ng atmospera ay humigit-kumulang 5.15·10 15 Ang biyolohikal na kahalagahan ng atmospera ay napakalaki. Sa kapaligiran, mayroong palitan ng mass-energy sa pagitan ng animate at inanimate na kalikasan, sa pagitan ng flora at fauna. Atmospheric nitrogen ay assimilated sa pamamagitan ng microorganisms; ang mga halaman ay nag-synthesize ng mga organikong sangkap mula sa carbon dioxide at tubig dahil sa enerhiya ng araw at naglalabas ng oxygen. Ang pagkakaroon ng isang kapaligiran ay nagsisiguro sa pangangalaga ng tubig sa Earth, na kung saan ay din mahalagang kondisyon ang pagkakaroon ng mga buhay na organismo.

Ang mga pag-aaral na isinagawa sa tulong ng mga high-altitude geophysical rocket, artipisyal na earth satellite at interplanetary automatic station ay nagpatunay na ang atmospera ng daigdig ay umaabot ng libu-libong kilometro. Ang mga hangganan ng kapaligiran ay hindi matatag, sila ay naiimpluwensyahan ng gravitational field ng buwan at ang presyon ng daloy ng sikat ng araw. Sa itaas ng ekwador sa rehiyon ng anino ng daigdig, ang atmospera ay umabot sa taas na humigit-kumulang 10,000 km, at sa itaas ng mga poste, ang mga hangganan nito ay 3,000 km mula sa ibabaw ng lupa. Ang bulk ng atmospera (80-90%) ay nasa loob ng mga altitude hanggang 12-16 km, na ipinaliwanag ng exponential (non-linear) na katangian ng pagbaba sa density (rarefaction) ng gaseous medium nito bilang taas sa itaas tumataas ang lebel ng dagat.

Ang pagkakaroon ng karamihan sa mga nabubuhay na organismo sa natural na mga kondisyon ay posible sa kahit na mas makitid na mga hangganan ng atmospera, hanggang sa 7-8 km, kung saan ang isang kumbinasyon ng naturang mga salik sa atmospera tulad ng komposisyon ng gas, temperatura, presyon, at halumigmig, ay kinakailangan para sa aktibong kurso ng mga biological na proseso, nagaganap. Ang paggalaw at ionization ng hangin, atmospheric precipitation, at ang electrical state ng atmosphere ay mahalaga din sa kalinisan.

Komposisyon ng gas

Ang kapaligiran ay isang pisikal na pinaghalong mga gas (Talahanayan 1), pangunahin ang nitrogen at oxygen (78.08 at 20.95 vol. %). Ang ratio ng mga atmospheric gas ay halos pareho hanggang sa mga taas na 80-100 km. Ang pagiging matatag ng pangunahing bahagi ng komposisyon ng gas ng kapaligiran ay dahil sa kamag-anak na pagbabalanse ng mga proseso ng pagpapalitan ng gas sa pagitan ng animate at inanimate na kalikasan at ang patuloy na paghahalo ng mga masa ng hangin sa pahalang at patayong direksyon.

Talahanayan 1. MGA KATANGIAN NG KOMPOSISYON NG KEMIKAL NG TUYO NA HANGIN NG ATMOSPHERIC NA MALAPIT SA ILAW NG LUPA

Sa mga altitude na higit sa 100 km, ang porsyento ng mga indibidwal na gas ay nagbabago dahil sa kanilang nagkakalat na stratification sa ilalim ng impluwensya ng gravity at temperatura. Bilang karagdagan, sa ilalim ng pagkilos ng short-wavelength na bahagi ng ultraviolet at x-ray sa taas na 100 km o higit pa, ang mga molekula ng oxygen, nitrogen, at carbon dioxide ay naghihiwalay sa mga atomo. Sa matataas na lugar, ang mga gas na ito ay nasa anyo ng mataas na ionized na mga atomo.

Ang nilalaman ng carbon dioxide sa kapaligiran ng iba't ibang mga rehiyon ng Earth ay hindi gaanong pare-pareho, na bahagyang dahil sa hindi pantay na pamamahagi ng mga malalaking pang-industriya na negosyo na nagpaparumi sa hangin, pati na rin ang hindi pantay na pamamahagi ng mga halaman at mga palanggana ng tubig na sumisipsip ng carbon dioxide sa Earth. Ang variable din sa atmospera ay ang nilalaman ng mga aerosol (tingnan) - mga particle na nasuspinde sa hangin na may sukat mula sa ilang millimicron hanggang ilang sampu-sampung microns - nabuo bilang resulta ng mga pagsabog ng bulkan, malakas na artipisyal na pagsabog, polusyon ng mga pang-industriya na negosyo. Ang konsentrasyon ng mga aerosol ay mabilis na bumababa sa altitude.

Ang pinaka-hindi matatag at mahalaga sa mga variable na bahagi ng atmospera ay singaw ng tubig, ang konsentrasyon nito sa ibabaw ng lupa ay maaaring mag-iba mula 3% (sa tropiko) hanggang 2 × 10 -10% (sa Antarctica). Kung mas mataas ang temperatura ng hangin, mas maraming kahalumigmigan, ceteris paribus, ay maaaring nasa atmospera at kabaliktaran. Ang bulk ng singaw ng tubig ay puro sa atmospera hanggang sa taas na 8-10 km. Ang nilalaman ng singaw ng tubig sa kapaligiran ay nakasalalay sa pinagsamang impluwensya ng mga proseso ng pagsingaw, paghalay at pahalang na transportasyon. Sa matataas na lugar, dahil sa pagbaba ng temperatura at paghalay ng mga singaw, ang hangin ay halos tuyo.

Ang kapaligiran ng Earth, bilang karagdagan sa molekular at atomic na oxygen, ay naglalaman ng isang maliit na halaga ng ozone (tingnan), ang konsentrasyon nito ay napaka-variable at nag-iiba depende sa taas at panahon. Karamihan sa ozone ay nakapaloob sa rehiyon ng mga pole sa pagtatapos ng polar night sa taas na 15-30 km na may matalim na pagbaba pataas at pababa. Ozone arises bilang isang resulta ng photochemical aksyon ng ultraviolet solar radiation sa oxygen, higit sa lahat sa altitude ng 20-50 km. Sa kasong ito, ang mga molekula ng diatomic na oxygen ay bahagyang nabubulok sa mga atomo at, na sumasali sa mga di-nabubulok na molekula, ay bumubuo ng mga molekulang triatomic na ozone (polymeric, allotropic na anyo ng oxygen).

Ang presensya sa kapaligiran ng isang pangkat ng mga tinatawag na inert gas (helium, neon, argon, krypton, xenon) ay nauugnay sa tuluy-tuloy na daloy ng mga natural na proseso ng radioactive decay.

Ang biological na kahalagahan ng mga gas napakalaki ng atmosphere. Para sa karamihan ng mga multicellular na organismo, ang isang tiyak na nilalaman ng molekular na oxygen sa isang gas o may tubig na daluyan ay isang kailangang-kailangan na kadahilanan sa kanilang pag-iral, na sa panahon ng paghinga ay tinutukoy ang pagpapakawala ng enerhiya mula sa mga organikong sangkap na nilikha noong una sa panahon ng photosynthesis. Ito ay hindi nagkataon na ang itaas na mga hangganan ng biosphere (ang bahagi ng ibabaw ng globo at ang ibabang bahagi ng atmospera kung saan umiiral ang buhay) ay tinutukoy ng pagkakaroon ng sapat na dami ng oxygen. Sa proseso ng ebolusyon, ang mga organismo ay umangkop sa isang tiyak na antas ng oxygen sa atmospera; Ang pagbabago ng nilalaman ng oxygen sa direksyon ng pagbaba o pagtaas ay may masamang epekto (tingnan ang Altitude sickness, Hyperoxia, Hypoxia).

Ang ozone-allotropic form ng oxygen ay mayroon ding binibigkas na biological effect. Sa mga konsentrasyon na hindi hihigit sa 0.0001 mg / l, na karaniwan para sa mga lugar ng resort at mga baybayin ng dagat, mayroon ang ozone pagkilos ng pagpapagaling- pinasisigla ang paghinga at aktibidad ng cardiovascular, nagpapabuti ng pagtulog. Habang tumataas ang konsentrasyon ng ozone, nito nakakalason na epekto: pangangati sa mata, necrotic na pamamaga ng mauhog lamad ng respiratory tract, exacerbation mga sakit sa baga, vegetative neuroses. Ang pagpasok sa kumbinasyon ng hemoglobin, ang ozone ay bumubuo ng methemoglobin, na humahantong sa isang paglabag sa respiratory function ng dugo; ang paglipat ng oxygen mula sa mga baga patungo sa mga tisyu ay nagiging mahirap, ang mga phenomena ng inis ay nabuo. Ang atomic oxygen ay may katulad na masamang epekto sa katawan. Ang Ozone ay gumaganap ng isang makabuluhang papel sa paglikha ng mga thermal na rehimen ng iba't ibang mga layer ng atmospera dahil sa napakalakas na pagsipsip ng solar radiation at terrestrial radiation. Ang ozone ay sumisipsip ng ultraviolet at infrared rays. Ang mga solar ray na may wavelength na mas mababa sa 300 nm ay halos ganap na hinihigop ng atmospheric ozone. Kaya, ang Earth ay napapalibutan ng isang uri ng "ozone screen" na nagpoprotekta sa maraming mga organismo mula sa mga nakakapinsalang epekto ng ultraviolet radiation mula sa araw. Ang nitrogen sa hangin sa atmospera ay may malaking biological na kahalagahan, pangunahin bilang isang mapagkukunan ng tinatawag na fixed nitrogen - isang mapagkukunan ng pagkain ng halaman (at sa huli ay hayop). Ang physiological significance ng nitrogen ay natutukoy sa pamamagitan ng pakikilahok nito sa paglikha ng antas ng atmospheric pressure na kinakailangan para sa mga proseso ng buhay. Sa ilalim ng ilang mga kundisyon ng mga pagbabago sa presyon, ang nitrogen ay gumaganap ng isang malaking papel sa pagbuo ng isang bilang ng mga karamdaman sa katawan (tingnan ang Decompression sickness). Ang mga pagpapalagay na ang nitrogen ay nagpapahina sa nakakalason na epekto ng oxygen sa katawan at nasisipsip mula sa atmospera hindi lamang ng mga mikroorganismo, kundi pati na rin ng mas mataas na mga hayop, ay kontrobersyal.

Ang mga inert na gas ng atmospera (xenon, krypton, argon, neon, helium) kapag lumilikha sila normal na kondisyon ang bahagyang presyon ay maaaring mauri bilang biologically indifferent gas. Sa isang makabuluhang pagtaas sa bahagyang presyon, ang mga gas na ito ay may narcotic effect.

Ang pagkakaroon ng carbon dioxide sa atmospera ay tinitiyak ang akumulasyon ng solar energy sa biosphere dahil sa photosynthesis ng mga kumplikadong carbon compound, na patuloy na bumangon, nagbabago at nabubulok sa kurso ng buhay. Ang dinamikong sistemang ito ay pinananatili bilang resulta ng aktibidad ng algae at mga halaman sa lupa, na kumukuha ng enerhiya ng sikat ng araw at ginagamit ito upang i-convert ang carbon dioxide (tingnan) at tubig sa iba't ibang mga organikong compound sa paglabas ng oxygen. Ang paitaas na extension ng biosphere ay bahagyang limitado sa pamamagitan ng katotohanan na sa mga altitude na higit sa 6-7 km, ang mga halaman na naglalaman ng chlorophyll ay hindi mabubuhay dahil sa mababang bahagyang presyon ng carbon dioxide. Ang carbon dioxide ay napaka-aktibo din sa mga terminong pisyolohikal, dahil ito ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa regulasyon ng mga proseso ng metabolic, ang aktibidad ng gitnang sistema ng nerbiyos, paghinga, sirkulasyon ng dugo, rehimen ng oxygen ng katawan. Gayunpaman, ang regulasyong ito ay pinapamagitan ng impluwensya ng carbon dioxide na ginawa ng katawan mismo, at hindi mula sa atmospera. Sa mga tisyu at dugo ng mga hayop at tao, ang bahagyang presyon ng carbon dioxide ay humigit-kumulang 200 beses na mas mataas kaysa sa presyon nito sa atmospera. At lamang sa isang makabuluhang pagtaas sa nilalaman ng carbon dioxide sa kapaligiran (higit sa 0.6-1%), may mga paglabag sa katawan, na tinutukoy ng terminong hypercapnia (tingnan). Ang kumpletong pag-aalis ng carbon dioxide mula sa inhaled air ay hindi maaaring direkta masamang impluwensya sa katawan ng tao at hayop.

Ang carbon dioxide ay gumaganap ng isang papel sa pagsipsip ng long-wavelength radiation at pagpapanatili ng "greenhouse effect" na nagpapataas ng temperatura malapit sa ibabaw ng Earth. Ang problema ng impluwensya sa thermal at iba pang mga rehimen ng kapaligiran ng carbon dioxide, na pumapasok sa hangin sa napakalaking dami bilang basurang produkto ng industriya, ay pinag-aaralan din.

Ang singaw ng tubig sa atmospera (ang kahalumigmigan ng hangin) ay nakakaapekto rin sa katawan ng tao, lalo na, ang pagpapalitan ng init sa kapaligiran.

Bilang resulta ng paghalay ng singaw ng tubig sa atmospera, nabubuo ang mga ulap at bumagsak ang ulan (ulan, yelo, niyebe). Ang singaw ng tubig, na nagkakalat ng solar radiation, ay lumahok sa paglikha ng thermal regime ng Earth at ang mas mababang mga layer ng atmospera, sa pagbuo ng mga kondisyon ng meteorolohiko.

Presyon ng atmospera

Ang presyon ng atmospera (barometric) ay ang presyur na ginagawa ng atmospera sa ilalim ng impluwensya ng gravity sa ibabaw ng Earth. Ang halaga ng presyur na ito sa bawat punto sa atmospera ay katumbas ng bigat ng nakapatong na haligi ng hangin na may base ng yunit, na umaabot sa itaas ng lugar ng pagsukat hanggang sa mga hangganan ng atmospera. Ang presyon ng atmospera ay sinusukat sa isang barometer (tingnan) at ipinahayag sa millibars, sa mga newton bawat metro kuwadrado o ang taas ng haligi ng mercury sa barometer sa millimeters, nabawasan sa 0 ° at ang normal na halaga ng acceleration ng gravity. Sa mesa. Ipinapakita ng 2 ang pinakakaraniwang ginagamit na mga unit ng atmospheric pressure.

Ang pagbabago sa presyon ay nangyayari dahil sa hindi pantay na pag-init ng mga masa ng hangin na matatagpuan sa ibabaw ng lupa at tubig sa iba't ibang heograpikal na latitude. Habang tumataas ang temperatura, bumababa ang density ng hangin at ang presyur na nililikha nito. Ang isang malaking akumulasyon ng mabilis na gumagalaw na hangin na may pinababang presyon (na may pagbawas sa presyon mula sa paligid hanggang sa gitna ng vortex) ay tinatawag na cyclone, na may pagtaas ng presyon (na may pagtaas ng presyon patungo sa gitna ng vortex) - isang anticyclone. Para sa pagtataya ng panahon, ang mga hindi pana-panahong pagbabago sa presyur sa atmospera ay mahalaga, na nangyayari sa paglipat ng malawak na masa at nauugnay sa paglitaw, pag-unlad at pagkasira ng mga anticyclone at cyclone. Lalo na ang malalaking pagbabago sa presyon ng atmospera ay nauugnay sa mabilis na paggalaw ng mga tropikal na bagyo. Kasabay nito, ang presyon ng atmospera ay maaaring mag-iba ng 30-40 mbar bawat araw.

Ang pagbaba ng atmospheric pressure sa millibars sa layo na 100 km ay tinatawag na horizontal barometric gradient. Karaniwan, ang pahalang na barometric gradient ay 1-3 mbar, ngunit sa mga tropikal na bagyo, kung minsan ay tumataas ito sa sampu-sampung millibars bawat 100 km.

Habang tumataas ang altitude, bumababa ang presyon ng atmospera sa isang logarithmic na relasyon: sa una ay napakabilis, at pagkatapos ay mas kaunti at hindi gaanong kapansin-pansin (Larawan 1). Samakatuwid, ang barometric pressure curve ay exponential.

Ang pagbaba sa presyon sa bawat yunit ng vertical na distansya ay tinatawag na vertical barometric gradient. Kadalasan ginagamit nila ang kapalit nito - ang barometric na hakbang.

Dahil ang barometric pressure ay ang kabuuan ng mga partial pressure ng mga gas na bumubuo sa hangin, maliwanag na sa pagtaas ng taas, kasama ang pagbaba sa kabuuang presyon ng atmospera, ang bahagyang presyon ng mga gas na gumagawa ng nababawasan din ang hangin. Ang halaga ng bahagyang presyon ng anumang gas sa atmospera ay kinakalkula ng formula

kung saan ang P x ay ang partial pressure ng gas, ang P z ay ang atmospheric pressure sa altitude Z, ang X% ay ang porsyento ng gas na ang partial pressure ay dapat matukoy.

kanin. 1. Pagbabago sa barometric pressure depende sa taas sa ibabaw ng dagat.

kanin. 2. Pagbabago sa bahagyang presyon ng oxygen sa alveolar air at saturation arterial na dugo oxygen depende sa pagbabago ng altitude kapag humihinga ng hangin at oxygen. Ang paghinga ng oxygen ay nagsisimula sa taas na 8.5 km (eksperimento sa isang silid ng presyon).

kanin. 3. Comparative curves ng average na halaga ng aktibong kamalayan sa isang tao sa ilang minuto sa iba't ibang taas pagkatapos ng mabilis na pagtaas habang humihinga ng hangin (I) at oxygen (II). Sa mga taas na higit sa 15 km, ang aktibong kamalayan ay pantay na nababagabag kapag humihinga ng oxygen at hangin. Sa mga taas na hanggang 15 km, ang paghinga ng oxygen ay makabuluhang nagpapahaba sa panahon ng aktibong kamalayan (eksperimento sa isang silid ng presyon).

Dahil ang porsyento ng komposisyon ng mga atmospheric gas ay medyo pare-pareho, upang matukoy ang bahagyang presyon ng anumang gas, kinakailangan lamang na malaman ang kabuuang barometric pressure sa isang naibigay na taas (Larawan 1 at Talahanayan 3).

Talahanayan 3. TABLE OF STANDARD ATMOSPHERE (GOST 4401-64) 1

1 Ibinigay sa pinaikling anyo at dinagdagan ng column na "Partial pressure of oxygen".

Kapag tinutukoy ang bahagyang presyon ng isang gas sa basa-basa na hangin, ang presyon (pagkalastiko) ay dapat ibawas mula sa barometric pressure puspos na singaw.

Ang pormula para sa pagtukoy ng bahagyang presyon ng isang gas sa basa-basa na hangin ay bahagyang naiiba kaysa para sa tuyong hangin:

kung saan ang pH 2 O ay ang elasticity ng water vapor. Sa t° 37°, ang elasticity ng saturated water vapor ay 47 mm Hg. Art. Ginagamit ang halagang ito sa pagkalkula ng mga bahagyang presyon ng mga gas sa hangin sa alveolar sa mga kondisyon sa lupa at mataas na altitude.

Ang epekto sa katawan ng nadagdagan at pinababang presyon. Ang mga pagbabago sa barometric pressure pataas o pababa ay may iba't ibang epekto sa organismo ng mga hayop at tao. Impluwensiya altapresyon nauugnay sa mekanikal at tumatagos na pisikal at kemikal na pagkilos ng gaseous medium (ang tinatawag na compression at penetrating effects).

Ang epekto ng compression ay ipinakita: sa pamamagitan ng isang pangkalahatang volumetric compression dahil sa isang pare-parehong pagtaas sa mga puwersa mekanikal na presyon sa mga organo at tisyu; mechanonarcosis dahil sa pare-parehong volumetric compression sa napakataas na barometric pressure; lokal na hindi pantay na presyon sa mga tisyu na naglilimita sa mga cavity na naglalaman ng gas kung sakaling may kapansanan sa komunikasyon sa pagitan ng hangin sa labas at ng hangin sa lukab, halimbawa, ang gitnang tainga, ang mga accessory na lukab ng ilong (tingnan ang Barotrauma); isang pagtaas sa density ng gas sa panlabas na sistema ng paghinga, na nagiging sanhi ng pagtaas ng resistensya sa mga paggalaw ng paghinga, lalo na sa panahon ng sapilitang paghinga ( mag-ehersisyo ng stress, hypercapnia).

Ang matalim na epekto ay maaaring humantong sa nakakalason na epekto ng oxygen at walang malasakit na mga gas, ang pagtaas sa nilalaman nito sa dugo at mga tisyu ay nagiging sanhi ng isang narcotic reaction, ang mga unang palatandaan ng isang hiwa kapag gumagamit ng nitrogen-oxygen mixture sa mga tao ay nangyayari sa isang presyon ng 4-8 atm. Ang pagtaas sa bahagyang presyon ng oxygen sa simula ay binabawasan ang antas ng paggana ng mga cardiovascular at respiratory system dahil sa pagsara ng regulatory effect ng physiological hypoxemia. Sa pagtaas ng bahagyang presyon ng oxygen sa mga baga na higit sa 0.8-1 ata, ang nakakalason na epekto nito ay ipinahayag (pinsala sa tissue ng baga, convulsions, pagbagsak).

tumatagos at mga epekto ng compression high pressure gas medium ay ginagamit sa klinikal na gamot sa paggamot ng iba't ibang mga sakit na may pangkalahatan at lokal na kapansanan ng suplay ng oxygen (tingnan ang Barotherapy, Oxygen therapy).

Ang pagbaba ng presyon ay may mas malinaw na epekto sa katawan. Sa isang napakabihirang kapaligiran, ang pangunahing pathogenetic na kadahilanan na humahantong sa pagkawala ng kamalayan sa loob ng ilang segundo, at sa kamatayan sa 4-5 minuto, ay isang pagbawas sa bahagyang presyon ng oxygen sa inhaled air, at pagkatapos ay sa alveolar air. dugo at mga tisyu (Larawan 2 at 3). Ang katamtamang hypoxia ay nagiging sanhi ng pag-unlad ng mga adaptive na reaksyon ng respiratory system at hemodynamics, na naglalayong mapanatili ang supply ng oxygen, lalo na mahalaga. mahahalagang organo(utak, puso). Sa isang binibigkas na kakulangan ng oxygen, ang mga proseso ng oxidative ay inhibited (dahil sa mga respiratory enzymes), at ang mga aerobic na proseso ng paggawa ng enerhiya sa mitochondria ay nagambala. Ito ay humahantong una sa isang pagkasira sa mga pag-andar ng mga mahahalagang organo, at pagkatapos ay sa hindi maibabalik na pinsala sa istruktura at pagkamatay ng katawan. Pag-unlad ng adaptive at pathological reaksyon, pagbabago functional na estado ang pagganap ng katawan at tao na may pagbaba sa presyon ng atmospera ay tinutukoy ng antas at rate ng pagbaba sa bahagyang presyon ng oxygen sa inhaled na hangin, ang tagal ng pananatili sa isang taas, ang intensity ng trabaho na isinagawa, ang paunang estado ng ang katawan (tingnan ang Altitude sickness).

Ang pagbaba ng presyon sa mga altitude (kahit na hindi kasama ang kakulangan ng oxygen) ay nagdudulot ng malubhang karamdaman sa katawan, na pinagsama ng konsepto ng "decompression disorder", na kinabibilangan ng: high-altitude flatulence, barotitis at barosinusitis, high-altitude decompression sickness at high-altitude tissue emphysema.

Ang high-altitude flatulence ay bubuo dahil sa pagpapalawak ng mga gas sa gastrointestinal tract na may pagbaba sa barometric pressure sa dingding ng tiyan kapag umakyat sa mga altitude na 7-12 km o higit pa. Ang tiyak na kahalagahan ay ang paglabas ng mga gas na natunaw sa mga nilalaman ng bituka.

Ang pagpapalawak ng mga gas ay humahantong sa pag-inat ng tiyan at bituka, pagtaas ng dayapragm, pagbabago ng posisyon ng puso, nanggagalit sa receptor apparatus ng mga organo na ito at nagiging sanhi ng mga pathological reflexes na nakakagambala sa paghinga at sirkulasyon ng dugo. Madalas meron matalim na pananakit sa tiyan. Minsan nangyayari ang mga katulad na phenomena sa mga diver kapag umaakyat mula sa lalim hanggang sa ibabaw.

Ang mekanismo ng pag-unlad ng barotitis at barosinusitis, na ipinakita sa pamamagitan ng isang pakiramdam ng kasikipan at sakit, ayon sa pagkakabanggit, sa gitnang tainga o accessory cavities ng ilong, ay katulad ng pag-unlad ng mataas na altitude flatulence.

Ang pagbaba ng presyon, bilang karagdagan sa pagpapalawak ng mga gas na nakapaloob sa mga cavity ng katawan, ay nagdudulot din ng paglabas ng mga gas mula sa mga likido at tisyu kung saan sila ay natunaw sa ilalim ng presyon sa antas ng dagat o sa lalim, at ang pagbuo ng mga bula ng gas sa katawan. .

Ang prosesong ito ng paglabas ng mga natunaw na gas (una sa lahat ng nitrogen) ay nagdudulot ng pag-unlad ng isang decompression sickness (tingnan).

kanin. 4. Pagdepende sa kumukulong punto ng tubig sa altitude at barometric pressure. Ang mga numero ng presyon ay matatagpuan sa ibaba ng kaukulang mga numero ng altitude.

Sa pagbaba ng presyon ng atmospera, bumababa ang kumukulong punto ng mga likido (Larawan 4). Sa isang altitude na higit sa 19 km, kung saan ang barometric pressure ay katumbas ng (o mas mababa sa) ang pagkalastiko ng mga saturated vapor sa temperatura ng katawan (37 °), "pagkulo" ng interstitial at intercellular fluid ng katawan ay maaaring mangyari, na nagreresulta sa malalaking ugat, sa lukab ng pleura, tiyan, pericardium , sa maluwag na adipose tissue, iyon ay, sa mga lugar na may mababang hydrostatic at interstitial pressure, ang mga bula ng singaw ng tubig ay bumubuo, ang mataas na altitude tissue emphysema ay bubuo. Ang "pagkulo" ng altitude ay hindi nakakaapekto sa mga istruktura ng cellular, na naisalokal lamang sa intercellular fluid at dugo.

Maaaring hadlangan ng malalaking bula ng singaw ang gawain ng puso at sirkulasyon ng dugo at makagambala sa paggana ng mga mahahalagang sistema at organo. Ito ay isang malubhang komplikasyon ng talamak gutom sa oxygen umuunlad sa matataas na lugar. Ang pag-iwas sa high-altitude tissue emphysema ay maaaring makamit sa pamamagitan ng paglikha ng panlabas na counterpressure sa katawan na may mataas na altitude na kagamitan.

Ang mismong proseso ng pagpapababa ng barometric pressure (decompression) sa ilalim ng ilang mga parameter ay maaaring maging isang nakakapinsalang kadahilanan. Depende sa bilis, ang decompression ay nahahati sa makinis (mabagal) at paputok. Ang huli ay nagpapatuloy sa mas mababa sa 1 segundo at sinamahan ng isang malakas na putok (tulad ng sa isang shot), ang pagbuo ng fog (condensation ng singaw ng tubig dahil sa paglamig ng lumalawak na hangin). Karaniwan, ang explosive decompression ay nangyayari sa mga altitude kapag nasira ang glazing ng isang pressured cockpit o pressure suit.

Sa explosive decompression, ang mga baga ang unang nagdurusa. Ang isang mabilis na pagtaas sa intrapulmonary na labis na presyon (higit sa 80 mm Hg) ay humahantong sa isang makabuluhang pag-inat ng tissue ng baga, na maaaring maging sanhi ng pagkalagot ng mga baga (kasama ang kanilang pagpapalawak ng 2.3 beses). Ang paputok na decompression ay maaari ding magdulot ng pinsala sa gastrointestinal tract. Ang dami ng overpressure na nangyayari sa mga baga ay higit na nakasalalay sa bilis ng paglabas ng hangin mula sa kanila sa panahon ng decompression at ang dami ng hangin sa mga baga. Ito ay lalong mapanganib kung ang tuktok Airways sa oras ng decompression ay isasara (kapag lumulunok, pinipigilan ang paghinga) o ang decompression ay magkakasabay sa yugto malalim na paghinga kapag ang mga baga ay napuno ng maraming hangin.

Temperatura sa atmospera

Ang temperatura ng atmospera sa simula ay bumababa sa pagtaas ng altitude (sa karaniwan, mula 15° malapit sa lupa hanggang -56.5° sa taas na 11-18 km). Ang vertical temperature gradient sa zone na ito ng atmospera ay humigit-kumulang 0.6° para sa bawat 100 m; nagbabago ito sa araw at taon (Talahanayan 4).

Talahanayan 4. MGA PAGBABAGO SA VERTICAL TEMPERATURE GRADIENT SA MIDDLE STRIP NG USSR TERRITORY

kanin. 5. Pagbabago sa temperatura ng atmospera sa iba't ibang taas. Ang mga hangganan ng mga sphere ay ipinahiwatig ng isang tuldok na linya.

Sa mga altitude ng 11 - 25 km, ang temperatura ay nagiging pare-pareho at umaabot sa -56.5 °; pagkatapos ay ang temperatura ay nagsisimulang tumaas, na umaabot sa 30–40° sa taas na 40 km, at 70° sa taas na 50–60 km (Larawan 5), na nauugnay sa matinding pagsipsip ng solar radiation ng ozone. Mula sa taas na 60-80 km, ang temperatura ng hangin ay muling bumababa (hanggang sa 60°C), at pagkatapos ay unti-unting tumataas at umabot sa 270°C sa taas na 120 km, 800°C sa taas na 220 km, 1500 °C sa taas na 300 km, at

sa hangganan na may kalawakan - higit sa 3000 °. Dapat pansinin na dahil sa mataas na rarefaction at mababang density ng mga gas sa mga taas na ito, ang kanilang kapasidad ng init at kakayahang magpainit ng mas malamig na katawan ay napakaliit. Sa ilalim ng mga kondisyong ito, ang paglipat ng init mula sa isang katawan patungo sa isa pa ay nangyayari lamang sa pamamagitan ng radiation. Ang lahat ng itinuturing na mga pagbabago sa temperatura sa atmospera ay nauugnay sa pagsipsip ng mga masa ng hangin ng thermal energy ng Araw - direkta at nasasalamin.

Sa ibabang bahagi ng atmospera malapit sa ibabaw ng Earth, ang pamamahagi ng temperatura ay nakasalalay sa pag-agos ng solar radiation at samakatuwid ay may pangunahing latitudinal na karakter, iyon ay, ang mga linya ng pantay na temperatura - isotherms - ay parallel sa latitude. Dahil ang atmospera sa mas mababang mga layer ay pinainit mula sa ibabaw ng lupa, ang pahalang na pagbabago ng temperatura ay malakas na naiimpluwensyahan ng pamamahagi ng mga kontinente at karagatan, ang mga katangian ng thermal na kung saan ay naiiba. Karaniwan, ipinapahiwatig ng mga sangguniang aklat ang temperatura na sinusukat sa panahon ng mga obserbasyon ng meteorolohiko sa network na may naka-install na thermometer sa taas na 2 m sa ibabaw ng lupa. Ang pinakamataas na temperatura (hanggang 58°C) ay sinusunod sa mga disyerto ng Iran, at sa USSR - sa timog ng Turkmenistan (hanggang 50°), ang pinakamababa (hanggang -87°) sa Antarctica, at sa Antarctica. USSR - sa mga rehiyon ng Verkhoyansk at Oymyakon (hanggang -68° ). Sa taglamig, ang vertical na gradient ng temperatura sa ilang mga kaso, sa halip na 0.6 °, ay maaaring lumampas sa 1 ° bawat 100 m o kahit na tumagal. negatibong kahulugan. Sa araw sa mainit-init na panahon, ito ay maaaring katumbas ng maraming sampu-sampung degree sa bawat 100 m. Mayroon ding pahalang na gradient ng temperatura, na karaniwang tinutukoy bilang isang distansya na 100 km kasama ang normal sa isotherm. Ang magnitude ng pahalang na gradient ng temperatura ay ikasampu ng isang degree bawat 100 km, at sa mga frontal zone maaari itong lumampas sa 10° bawat 100 m.

Nagagawa ng katawan ng tao na mapanatili ang thermal homeostasis (tingnan) sa loob ng medyo makitid na hanay ng mga pagbabago sa temperatura sa labas - mula 15 hanggang 45 °. Ang mga makabuluhang pagkakaiba sa temperatura ng atmospera malapit sa Earth at sa mga altitude ay nangangailangan ng paggamit ng espesyal na proteksyon teknikal na paraan upang matiyak ang thermal balanse sa pagitan ng katawan ng tao at panlabas na kapaligiran sa mga high-altitude at space flight.

Ang mga pagbabago sa katangian sa mga parameter ng atmospera (temperatura, presyon, komposisyon ng kemikal, estado ng kuryente) ay ginagawang posible na kondisyon na hatiin ang kapaligiran sa mga zone, o mga layer. Troposphere- ang pinakamalapit na layer sa Earth, ang itaas na hangganan na umaabot sa ekwador hanggang 17-18 km, sa mga pole - hanggang 7-8 km, sa gitnang latitude - hanggang 12-16 km. Ang troposphere ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang exponential pressure drop, isang pare-pareho ang vertical na gradient ng temperatura, pahalang at mga paggalaw ng patayo masa ng hangin, makabuluhang pagbabago sa kahalumigmigan ng hangin. Ang troposphere ay naglalaman ng karamihan ng atmospera, pati na rin ang isang makabuluhang bahagi ng biosphere; dito bumangon ang lahat ng pangunahing uri ng ulap, nabuo ang mga masa ng hangin at mga harapan, nabuo ang mga bagyo at anticyclone. Sa troposphere, dahil sa pagmuni-muni ng mga sinag ng araw sa pamamagitan ng snow cover ng Earth at ang paglamig ng mga layer ng ibabaw ng hangin, ang tinatawag na inversion ay nagaganap, iyon ay, isang pagtaas ng temperatura sa atmospera mula sa ibaba. pataas sa halip na ang karaniwang pagbaba.

Sa mainit-init na panahon sa troposphere mayroong patuloy na magulong (random, magulong) paghahalo ng mga masa ng hangin at paglipat ng init sa pamamagitan ng mga daloy ng hangin (convection). Sinisira ng kombeksyon ang mga fog at binabawasan ang nilalaman ng alikabok ng mas mababang kapaligiran.

Ang pangalawang layer ng atmospera ay stratosphere.

Nagsisimula ito mula sa troposphere sa isang makitid na zone (1-3 km) na may pare-pareho ang temperatura(tropopause) at umaabot sa mga taas na humigit-kumulang 80 km. Ang isang tampok ng stratosphere ay ang progresibong rarefaction ng hangin, eksklusibo mataas na intensidad ultraviolet radiation, ang kawalan ng singaw ng tubig, ang presensya isang malaking bilang ozone at unti-unting pagtaas ng temperatura. Ang isang mataas na nilalaman ng ozone ay nagdudulot ng maraming optical phenomena (mirages), nagiging sanhi ng pagmuni-muni ng mga tunog at may malaking epekto sa intensity at spectral na komposisyon. electromagnetic radiation. Sa stratosphere mayroong patuloy na paghahalo ng hangin, kaya ang komposisyon nito ay katulad ng hangin ng troposphere, bagaman ang density nito sa itaas na mga hangganan ng stratosphere ay napakababa. Ang nangingibabaw na hangin sa stratosphere ay kanluran, at sa itaas na zone ay may paglipat sa hanging silangan.

Ang ikatlong layer ng atmospera ay ionosphere, na nagsisimula mula sa stratosphere at umaabot sa taas na 600-800 km.

Ang mga natatanging tampok ng ionosphere ay ang matinding rarefaction ng gaseous medium, isang mataas na konsentrasyon ng molecular at atomic ions at free electron, pati na rin ang init. Ang ionosphere ay nakakaapekto sa pagpapalaganap ng mga radio wave, na nagiging sanhi ng kanilang repraksyon, pagmuni-muni at pagsipsip.

Ang pangunahing pinagmumulan ng ionization sa matataas na layer ng atmospera ay ang ultraviolet radiation ng Araw. Sa kasong ito, ang mga electron ay na-knock out sa mga atomo ng gas, ang mga atomo ay nagiging mga positibong ion, at ang mga na-knockout na mga electron ay nananatiling libre o nakukuha ng mga neutral na molekula na may pagbuo ng mga negatibong ion. Ang ionization ng ionosphere ay naiimpluwensyahan ng meteors, corpuscular, X-ray at gamma radiation ng Araw, pati na rin ang mga seismic na proseso ng Earth (lindol, pagsabog ng bulkan, malakas na pagsabog), na bumubuo ng mga acoustic wave sa ionosphere, na kung saan pataasin ang amplitude at bilis ng mga oscillations ng atmospheric particle at mag-ambag sa ionization ng mga molekula ng gas at atoms (tingnan ang Aeroionization).

Ang electrical conductivity sa ionosphere, na nauugnay sa isang mataas na konsentrasyon ng mga ions at electron, ay napakataas. Ang tumaas na electrical conductivity ng ionosphere ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagmuni-muni ng mga radio wave at ang paglitaw ng auroras.

Ang ionosphere ay ang lugar ng mga paglipad ng mga artificial earth satellite at intercontinental ballistic missiles. Sa kasalukuyan, pinag-aaralan ng space medicine ang mga posibleng epekto sa katawan ng tao ng mga kondisyon ng paglipad sa bahaging ito ng atmospera.

Ikaapat, panlabas na layer ng atmospera - exosphere. Mula dito, ang mga atmospheric gas ay nakakalat sa kalawakan ng mundo dahil sa dissipation (pagtagumpayan ang mga puwersa ng grabidad ng mga molekula). Pagkatapos ay mayroong unti-unting paglipat mula sa atmospera patungo sa interplanetary outer space. Ang exosphere ay naiiba mula sa huli sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang malaking bilang ng mga libreng electron na bumubuo sa 2nd at 3rd radiation belt ng Earth.

Ang paghahati ng atmospera sa 4 na layer ay napaka-arbitrary. Kaya, ayon sa mga de-koryenteng parameter, ang buong kapal ng kapaligiran ay nahahati sa 2 layer: ang neutrosphere, kung saan ang mga neutral na particle ay nangingibabaw, at ang ionosphere. Tinutukoy ng temperatura ang troposphere, stratosphere, mesosphere at thermosphere, na pinaghihiwalay ayon sa pagkakabanggit ng tropo-, strato- at mesopauses. Ang layer ng atmospera na matatagpuan sa pagitan ng 15 at 70 km at nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na nilalaman ozone ay tinatawag na ozonosphere.

Para sa mga praktikal na layunin, maginhawang gamitin ang International Standard Atmosphere (MCA), kung saan tinatanggap ang mga sumusunod na kondisyon: ang presyon sa antas ng dagat sa t ° 15 ° ay 1013 mbar (1.013 X 10 5 nm 2, o 760 mm Hg ); bumababa ang temperatura ng 6.5° bawat 1 km sa antas na 11 km (conditional stratosphere), at pagkatapos ay nananatiling pare-pareho. Sa USSR, ang karaniwang kapaligiran GOST 4401 - 64 ay pinagtibay (Talahanayan 3).

Pag-ulan. Dahil ang karamihan ng singaw ng tubig sa atmospera ay puro sa troposphere, ang mga proseso ng mga phase transition ng tubig, na nagiging sanhi ng pag-ulan, ay nagpapatuloy pangunahin sa troposphere. Ang mga ulap ng tropospheric ay karaniwang sumasaklaw sa humigit-kumulang 50% ng buong ibabaw ng mundo, habang ang mga ulap sa stratosphere (sa mga taas na 20-30 km) at malapit sa mesopause, na tinatawag na mother-of-pearl at noctilucent cloud, ayon sa pagkakabanggit, ay medyo bihira. Bilang resulta ng condensation ng water vapor sa troposphere, nabubuo ang mga ulap at nangyayari ang pag-ulan.

Ayon sa likas na katangian ng pag-ulan, ang pag-ulan ay nahahati sa 3 uri: tuloy-tuloy, torrential, drizzling. Ang dami ng pag-ulan ay tinutukoy ng kapal ng layer ng nahulog na tubig sa milimetro; sinusukat ang precipitation sa pamamagitan ng rain gauge at precipitation gauge. Ang intensity ng ulan ay ipinahayag sa millimeters kada minuto.

Ang pamamahagi ng ulan sa ilang mga panahon at araw, pati na rin sa teritoryo, ay lubhang hindi pantay, dahil sa sirkulasyon ng atmospera at sa impluwensya ng ibabaw ng Earth. Kaya, sa Hawaiian Islands, sa karaniwan, 12,000 mm ang bumabagsak bawat taon, at sa mga pinakatuyong rehiyon ng Peru at Sahara, ang pag-ulan ay hindi lalampas sa 250 mm, at kung minsan ay hindi bumabagsak sa loob ng ilang taon. Sa taunang dinamika ng pag-ulan, ang mga sumusunod na uri ay nakikilala: ekwador - na may pinakamataas na pag-ulan pagkatapos ng tagsibol at taglagas na equinox; tropikal - na may pinakamataas na pag-ulan sa tag-araw; monsoon - na may isang napaka-binibigkas na rurok sa tag-araw at tuyo na taglamig; subtropiko - na may pinakamataas na pag-ulan sa taglamig at tuyo na tag-init; continental temperate latitude - na may pinakamataas na pag-ulan sa tag-araw; marine temperate latitude - na may pinakamataas na pag-ulan sa taglamig.

Ang buong atmospheric at physical complex ng klima at meteorological na mga kadahilanan na bumubuo sa panahon ay malawakang ginagamit upang mapabuti ang kalusugan, tumigas at mga layuning panggamot(tingnan ang Climatotherapy). Kasabay nito, napatunayan na ang matalim na pagbabagu-bago sa mga salik na ito sa atmospera ay maaaring makaapekto nang masama mga prosesong pisyolohikal sa katawan, na nagiging sanhi ng pag-unlad ng iba't ibang mga kondisyon ng pathological at paglala ng mga sakit, na tinatawag na meteotropic reactions (tingnan ang Climatopathology). Ang partikular na kahalagahan sa bagay na ito ay ang madalas, pangmatagalang kaguluhan ng atmospera at biglaang pagbabagu-bago sa meteorological na mga kadahilanan.

Ang mga reaksyon ng meteoriko ay mas madalas na sinusunod sa mga taong nagdurusa sa mga sakit ng cardio-vascular system, polyarthritis, bronchial hika, peptic ulcer, sakit sa balat.

Bibliograpiya: Belinsky V. A. at Pobiyaho V. A. Aerology, L., 1962, bibliogr.; Biosphere at mga mapagkukunan nito, ed. V. A. Kovdy. Moscow, 1971. Danilov A. D. Chemistry of the ionosphere, L., 1967; Kolobkov N. V. Atmosphere at ang buhay nito, M., 1968; Kalitin H.H. Mga Batayan ng atmospheric physics bilang inilapat sa medisina, L., 1935; Matveev L. T. Mga Batayan ng pangkalahatang meteorolohiya, Physics ng atmospera, L., 1965, bibliogr.; Minkh A. A. Air ionization at ang hygienic na halaga nito, M., 1963, bibliogr.; ito, Paraan ng mga pagsasaliksik sa kalinisan, M., 1971, bibliogr.; Tverskoy P. N. Kurso ng meteorolohiya, L., 1962; Umansky S.P. Tao sa kalawakan, M., 1970; Khvostikov I. A. Mataas na layer ng atmospera, L., 1964; X r g at a N A. X. Physics of the atmosphere, L., 1969, bibliogr.; Khromov S.P. Meteorology at climatology para sa geographical faculties, L., 1968.

Mga epekto ng mataas at mababang presyon ng dugo sa katawan- Armstrong G. Aviation medicine, trans. mula sa English, M., 1954, bibliogr.; Saltsman G.L. Physiological base ng pananatili ng isang tao sa mga kondisyon ng mataas na presyon ng mga gas ng kapaligiran, L., 1961, bibliogr.; Ivanov D. I. at Khromushkin A. I. Human life support system sa mga high-altitude at space flight, M., 1968, bibliogr.; Isakov P. K., atbp. Teorya at kasanayan ng aviation medicine, M., 1971, bibliogr.; Kovalenko E. A. at Chernyakov I. N. Oxygen ng mga tela sa matinding mga kadahilanan ng paglipad, M., 1972, bibliogr.; Miles S. Underwater medicine, trans. mula sa English, M., 1971, bibliography; Busby D. E. Space clinical medicine, Dordrecht, 1968.

I. H. Chernyakov, M. T. Dmitriev, S. I. Nepomnyashchy.

Ang eksaktong sukat ng atmospera ay hindi alam, dahil ang itaas na hangganan nito ay hindi malinaw na nakikita. Gayunpaman, ang istraktura ng atmospera ay sapat na pinag-aralan upang ang lahat ay makakuha ng ideya kung paano nakaayos ang gaseous shell ng ating planeta.

Tinukoy ito ng mga siyentipiko ng atmospheric physics bilang ang lugar sa paligid ng Earth na umiikot kasama ng planeta. Ang FAI ay nagbibigay ng mga sumusunod kahulugan:

• Ang hangganan sa pagitan ng espasyo at ng kapaligiran ay tumatakbo sa linya ng Karman. Ang linyang ito, ayon sa kahulugan ng parehong organisasyon, ay ang taas sa ibabaw ng antas ng dagat, na matatagpuan sa taas na 100 km.

Ang anumang bagay sa itaas ng linyang ito ay outer space. Ang atmospera ay unti-unting pumapasok sa interplanetary space, kaya naman mayroong iba't ibang ideya tungkol sa laki nito.

Sa mas mababang hangganan ng kapaligiran, ang lahat ay mas simple - ito ay dumadaan sa ibabaw crust ng lupa at ang ibabaw ng tubig ng Earth - ang hydrosphere. Kasabay nito, ang hangganan, maaaring sabihin ng isa, ay sumasama sa ibabaw ng lupa at tubig, dahil ang mga particle ng hangin ay natutunaw din doon.

Anong mga layer ng atmospera ang kasama sa laki ng Earth

Kagiliw-giliw na katotohanan: sa taglamig ito ay mas mababa, sa tag-araw ito ay mas mataas.

Nasa layer na ito na bumangon ang turbulence, anticyclones at cyclones, nabubuo ang mga ulap. Ito ang globo na may pananagutan sa pagbuo ng panahon; humigit-kumulang 80% ng lahat ng masa ng hangin ay matatagpuan dito.

Ang tropopause ay ang layer kung saan ang temperatura ay hindi bumababa sa taas. Sa itaas ng tropopause, matatagpuan sa taas na 11 at hanggang 50 km. Ang stratosphere ay naglalaman ng isang layer ng ozone, na kilala na nagpoprotekta sa planeta mula sa ultraviolet rays. Ang hangin sa layer na ito ay bihira, na nagpapaliwanag sa katangian ng lilang kulay ng kalangitan. Bilis agos ng hangin dito maaari itong umabot sa 300 km/h. Sa pagitan ng stratosphere at mesosphere ay ang stratopause - ang boundary sphere, kung saan nagaganap ang pinakamataas na temperatura.

Ang susunod na layer ay . Ito ay umaabot sa taas na 85-90 kilometro. Ang kulay ng kalangitan sa mesosphere ay itim, kaya't ang mga bituin ay maaaring obserbahan kahit sa umaga at hapon. Ang pinaka-kumplikadong proseso ng photochemical ay nagaganap doon, kung saan nangyayari ang atmospheric glow.

Sa pagitan ng mesosphere at ang susunod na layer ay ang mesopause. Ito ay tinukoy bilang isang layer ng paglipat kung saan ang isang minimum na temperatura ay sinusunod. Sa itaas, sa taas na 100 kilometro sa itaas ng antas ng dagat, ay ang linya ng Karman. Sa itaas ng linyang ito ay ang thermosphere (limitasyon sa taas na 800 km) at ang exosphere, na tinatawag ding "dispersion zone". Sa taas na humigit-kumulang 2-3 libong kilometro, pumasa ito sa malapit na vacuum sa espasyo.

Dahil ang itaas na layer ng atmospera ay hindi malinaw na nakikita, ang eksaktong sukat nito ay hindi maaaring kalkulahin. Bukod, sa iba't-ibang bansa may mga organisasyon na magkaibang opinyon sa account na ito. Dapat ito ay nabanggit na linya ng Karman maaaring ituring na ang hangganan ng atmospera ng daigdig ay may kondisyon lamang, dahil ang iba't ibang mga mapagkukunan ay gumagamit ng iba't ibang mga marka ng hangganan. Kaya, sa ilang mga mapagkukunan maaari kang makahanap ng impormasyon na ang pinakamataas na limitasyon ay pumasa sa isang altitude na 2500-3000 km.

Ginagamit ng NASA ang 122 kilometrong marka para sa mga kalkulasyon. Hindi pa katagal, isinagawa ang mga eksperimento na nilinaw ang hangganan na matatagpuan sa humigit-kumulang 118 km.