Воздушная оболочка Земли называется атмосферой. Атмосфера — это слой газов, окружающий планету, удерживаемый её гравитацией. Она играет критически важную роль для существования жизни на Земле, обеспечивая кислород для дыхания, регулируя климат, защищая от излишнего солнечного излучения и многих космических угроз.
Основные характеристики атмосферы:
Состав: Атмосфера состоит в основном из азота (78%) и кислорода (21%). Оставшиеся 1% составляют аргон, углекислый газ, неон, гелий, метан, криптон и другие следовые газы.
Структура: Атмосфера делится на несколько слоёв, каждый из которых имеет свои особенности:
Тропосфера — это нижний слой атмосферы, который находится от поверхности Земли до высоты примерно 8–15 км. Здесь происходит большинство погодных явлений: облака, дожди, грозы и т. д. В этом слое воздух сильно взаимодействует с Землей, поэтому температура обычно уменьшается с высотой.
Стратосфера — слой, который начинается на высоте 10–15 км и заканчивается на 50 км. В этом слое находится озоновый слой, который поглощает ультрафиолетовое излучение Солнца, защищая жизнь на Земле от вредных эффектов.
Мезосфера — слой, простирающийся с 50 до 85 км. В мезосфере температура снова снижается, а метеоры, входя в атмосферу, сгорают именно в этом слое.
Термосфера — слой от 85 до 500 км. Здесь температура резко возрастает с высотой, а также происходят явления, такие как северное сияние. Этот слой характеризуется разреженностью воздуха, а также высокой ионизацией атомов и молекул.
Экзосфера — самый верхний слой, начиная с высоты около 500 км. Здесь газовые молекулы уже так разрежены, что могут ускользать в космос, а температура может достигать 2000°C и выше.
Функции атмосферы:
Защита от космического излучения и метеоров: Атмосфера служит щитом, блокируя вредные ультрафиолетовые лучи и сгорая метеориты, не давая им достигать поверхности Земли.
Тепловое регулирование: Благодаря эффекту парниковых газов атмосфера удерживает часть тепла, излучаемого Землей, что позволяет поддерживать среднюю температуру на поверхности планеты на уровне, пригодном для жизни.
Кислород для дыхания: Атмосфера содержит кислород, необходимый для дыхания всех аэробных организмов, включая человека.
Участие в цикле воды: Атмосфера активно участвует в круговороте воды: вода испаряется с поверхности океанов, рек и озёр, поднимается в атмосферу, конденсируется в облаках и выпадает на Землю в виде осадков.
Воздушное давление: Атмосферное давление — это сила, с которой воздух давит на землю и всё, что на ней находится. Это давление увеличивается с уменьшением высоты и уменьшается с её увеличением. На уровне моря оно составляет в среднем 1013 гПа (гектопаскалей).
Движение воздуха: Атмосфера Земли не является статичной. На ней происходят различные виды движения: глобальные ветры, которые создаются из-за различий в температуре и давлении, локальные ветры (например, бризы), а также вихри, ураганы и торнадо, которые могут оказывать сильное воздействие на климат и погоду в разных регионах.
Парниковый эффект: Это процесс, при котором атмосферные газы, такие как углекислый газ, метан, озон, задерживают тепло, исходящее от Земли. Это естественный процесс, который помогает поддерживать жизнь на планете. Однако избыточное накопление парниковых газов, вызванное деятельностью человека (например, сжиганием ископаемых топлив), может привести к усилению парникового эффекта и глобальному потеплению.
Климат и погода: Атмосфера влияет на климатические условия Земли. В её верхних слоях образуются долгосрочные климатические изменения, а в нижних — происходят краткосрочные изменения, такие как смена погоды. Климат зависит от взаимодействия атмосферы с другими элементами экосистемы, такими как океаны и земная поверхность.
История изучения атмосферы
Изучение атмосферы началось с наблюдений за погодой, а затем наука о атмосфере (метеорология) развивалась через наблюдения за её составом и поведением. В XX веке учёные начали активно исследовать верхние слои атмосферы с помощью ракет и спутников.
Влияние человека на атмосферу
Человеческая деятельность оказывает значительное воздействие на атмосферу, например, через:
Загрязнение воздуха: Выхлопные газы, промышленное производство и сжигание ископаемых топлив приводят к повышению концентрации углекислого газа, оксидов азота и других вредных веществ.
Изменение климата: Повышение концентрации парниковых газов влияет на глобальную температуру, что вызывает изменение погодных условий, таяние ледников и повышение уровня мирового океана.
Озоновые дыры: Использование хлорфторуглеродов (ХФУ) в прошлом способствовало разрушению озонового слоя, что увеличило количество ультрафиолетового излучения, достигающего Земли. Однако благодаря международным усилиям (например, Монреальскому протоколу) разрушение озонового слоя удалось значительно сократить.
Атмосфера Земли — это удивительно сложная и динамичная система, которая поддерживает жизнь и баланс на нашей планете.
