§ 28. Атмосфера
Пригадайте, чому повітря називають природною сумішшю.
Склад повітря. Зовні наша планета оточена оболонкою з повітря. Від земної поверхні вона простирається вверх на кілька тисяч кілометрів. Тому можна сказати, що ми живемо на дні повітряного океану. Повітряну оболонку Землі називають атмосферою. Чому повітря не розсіюється у космічному просторі? Його утримує земне тяжіння. Тому атмосфера обертається разом з Землею як єдине ціле.
Атмосферне повітря – це суміш газів. До його складу входить 20 різних газів. Проте основними є азот (78 %) і кисень (21 %). На інші припадає лише 1 %. Такий склад газів майже скрізь на Землі однаковий до висоти 100 км.
Кожний з газів виконує свою роль. Азот входить до складу різноманітних сполук, з яких складаються всі живі істоти. Кисень необхідний всьому живому для дихання. Вуглекислий газ – “утеплювач” Землі. До неї він пропускає сонячні промені, а її тепло затримує. Озону в атмосфері дуже мало. Проте на висоті 20-30 км він концентрується і утворює озоновий шар. Цей шар затримує ультрафіолетові сонячні промені, згубні для всього живого.
Крім того, у повітрі міститься водяна пара. Є в ньому і різні тверді домішки: пил, попіл від лісових пожеж і вулканічних вивержень, кристалики льоду і морської солі, сажа. Так, над пустелями в атмосфері багато пилу, над океанами – кристаликів солі, над великими містами – сажі.
Нижньою межею атмосфери вважають земну поверхню. Проте повітря проникає в пори і тріщини гірських порід. Воно є у воді, грунті, живих організмах. В атмосфері повітря розподілене нерівномірно: з висотою його кількість зменшується. Приблизно 50 % всієї маси повітря розташовується до висоти 5 км, і майже усе (99,5 %) – до висоти 80 км. Біля земної поверхні, де тяжіння сильніше, повітря щільніше і важче. З висотою воно стає більш розрідженим. Тому чіткої верхньої межі атмосфера не має. Умовно її проводять на висоті 3 000 км. Там атмосфера поступово переходить у космічний простір.
Мал. Склад повітря
Будова атмосфери. Як можна розглянути будову атмосфери, якщо повітря прозоре і зовні не відрізняється в різних її частинах? З’ясувалося, що з висотою змінюється щільність, вміст водяної пари, температура та інші особливості повітря. За цими ознаками в атмосфері виділяють окремі шари: тропосферу, стратосферу, верхні шари.
Тропосфера – нижній (приземний) шар атмосфери. Його товща над полюсами становить 9 км, в середніх широтах – 11 км, над екватором – до 18 км. Тропосфера є найщільнішим шаром: у ній зосереджено близько 80 % всієї маси повітря. У тропосфері знаходиться майже вся водяна пара, з якої утворюються хмари, а потім і опади. Тому саме в тропосфері формується погода Землі.
Стратосфера розміщується над тропосферою і простягається до висоти в 55 км. Повітря там дуже розріджене. В ньому майже немає домішок і водяної пари. Тому хмари, як правило, відсутні. На висоті 20–30 км концентрується газ озон, утворюючи озоновий шар. Він поглинає смертоносне ультрафіолетове проміння Сонця, згубне для всього живого на Землі.
У верхніх шарах атмосфери повітря так сильно розріджене, що майже не поглинає сонячне тепло і не розсіює сонячне світло. Тому космонавти, пролітаючи там, бачать небо не блакитним, а чорним. Там одночасно світять і Сонце, і зорі. Крайня зовнішня частина атмосфери складена в основному з атомів кисню, гелію і водню. Вони можуть долати земне тяжіння і “вислизати” в космічний простір.
Мал. Будова атмосфери
Значення атмосфери. Без атмосфери життя на нашій планеті було б неможливим. Завдяки кисню, що міститься у повітрі, дихають всі організми на Землі. Тільки одній людині на добу потрібно близько 11 000 л (залізнична цистерна) повітря.
Атмосфера вберігає Землю від надмірного нагрівання сонячними променями вдень і сильного охолодження вночі. Тому її порівнюють з невидимою ковдрою, яка вкриває планету, зберігаючи тепло.
Прозора повітряна оболонка слугує Землі... бронежилетом. Так, саме повітря захищає Землю від метеоритів. Більшість з них згоряє в атмосфері, не долітаючи до поверхні. Це явище – “падаючі зорі” – добре видно літньої зоряної ночі.
Вивчення атмосфери. Вивченням атмосфери займається наука метеорологія. Про стан атмосфери і її зміни найближчим часом потрібно знати практично всім людям. Але особливо це важливо для тих, хто працює на транспорті (на флоті, в авіації), в сільському господарстві.
Для спостереження за станом атмосфери в різних куточках планети розміщені тисячі метеорологічних станцій. У важкодоступних місцях (високо в горах, пустелях, полярних районах) діють автоматичні радіометеорологічні станції. В океанах вони встановлені на плавучих платформах (буйках), що утримуються якорями. Досліджують атмосферу також і з науково-дослідницьких суден.
У наш час досліджують не тільки приземні, а й високі шари. Для цього застосовують спеціальну техніку. До висоти 40 км піднімаються повітряні кулі, до яких прилаштовані прилади. Вони відмічають температуру, вологість і переміщення повітря на різних висотах. Ще вище, до 120 км піднімаються метеорологічні ракети. Метеорологічні супутники, що оснащені теле- і фотоапаратурою, з висоти 900 км передають на Землю повідомлення про хмарність, межі снігового покриву на поверхні, забруднення повітря.
Мал. Науково-дослідне судно
Мал. Метеостанція
Запитання і завдання
1. Розкажіть про склад атмосферного повітря.
2. Порівняйте тропо- і стратосферу. Назвіть не менше трьох відмінностей між ними.
3. Космічні кораблі літають на висотах 300 км. У яких шарах атмосфери вони при цьому знаходяться? Розкажіть про особливості цих шарів.
4. Яке значення має атмосфера для нашої планети?
5. Якими способами і засобами вивчають атмосферу?
6. Чому тропосферу називають “фабрикою” погоди?
Українська