§ 28. Атмосфера
Вспомните, почему воздуха называют естественной смесью.
Состав воздуха. Внешне наша планета окружена оболочкой из воздуха. От земной поверхности она простирается вверх на несколько тысяч километров. Поэтому можно сказать, что мы живем на дне воздушного океана. Воздушную оболочку Земли называют атмосферой. Почему воздух не рассеивается в космическом пространстве? Его удерживает земное притяжение. Поэтому атмосфера вращается вместе с Землей как единое целое.
Атмосферный воздух - это смесь газов. В его состав входит 20 различных газов. Однако основными являются азот (78%) и кислород (21%). На другие приходится всего 1%. Такой состав газов почти везде на Земле одинаков до высоты 100 км.
Каждый из газов выполняет свою роль. Азот входит в состав различных соединений, из которых состоят все живые существа. Кислород необходим всем живом для дыхания. Углекислый газ - "Утеплитель" Земли. К ней он пропускает солнечные лучи, а ее тепло задерживает. Озона в атмосфере очень мало. Однако на высоте 20-30 км он концентрируется и образует озоновый слой. Этот слой задерживает ультрафиолетовые солнечные лучи, губительные для всего живого.
Кроме того, в воздухе содержится водяной пар. Есть в нем и разные твердые примеси: пыль, пепел от лесных пожаров и вулканических извержений, кристаллики льда и морской соли, сажа. Так, над пустынями в атмосфере много пыли, над океанами - кристалликов соли, над большими городами - сажи.
Нижней пределом атмосферы считают земную поверхность. Однако воздух проникает в поры и трещины горных пород. Оно есть в воде, почве, Живых организмах. В атмосфере воздуха распределено неравномерно: с высотой его количество уменьшается. Примерно 50% всей массы воздуха располагается высоты 5 км, и почти все (99,5%) - до высоты 80 км. У земной поверхности, где притяжения сильнее, воздух плотнее и тяжелее. С высотой оно становится более разреженным. Поэтому четкой верхней границы атмосфера не имеет. Условно ее проводят на высоте 3 000 км. Там атмосфера постепенно переходит в космическое пространство.
Рис. Состав воздуха
Строение атмосферы. Как можно рассмотреть строение атмосферы, если воздух прозрачен и внешне не отличается в разных ее частях? Выяснилось, что с высотой изменяется плотность, содержание водяного пара, температура и другие особенности воздуха. По этим признакам в атмосфере выделяют отдельные слои: тропосферу, стратосферу, верхние слои.
Тропосфера - Нижний (приземный) слой атмосферы. Его толща над полюсами составляет 9 км, в средних широтах - 11 км, над экватором - до 18 км. Тропосфера является плотным слоем: в ней сосредоточено около 80% всей массы воздуха. В тропосфере находится почти вся водяная пара, из которой образуются облака, а затем и осадки. Поэтому именно в тропосфере формируется погода Земли.
Стратосфера размещается над тропосферой и простирается до высоты в 55 км. Воздух там очень разреженный. В нем почти нет примесей и водяного пара. Поэтому облака, как правило, отсутствуют. На высоте 20-30 км концентрируется газ озон, образуя озоновый слой. Он поглощает смертоносное ультрафиолетовые лучи Солнца, губительное для всего живого на Земле.
У верхних слоях атмосферы воздух так сильно разрежен, что почти не поглощает солнечное тепло и не рассеивает солнечный свет. Поэтому космонавты, пролетая там, видят небо не голубым, а черным. Там одновременно светят и Солнце, и звезды. Крайняя внешняя часть атмосферы составлена в основном из атомов кислорода, гелия и водорода. Они могут преодолевать земное притяжение и "ускользать" в космическое пространство.
Рис. Строение атмосферы
Значение атмосферы. Без атмосферы жизнь на нашей планете было бы невозможным. Благодаря кислорода, содержится в воздухе, дышат все организмы на Земле. Только одному человеку на сутки нужно около 11 000 л (железнодорожная цистерна) воздуха.
Атмосфера предохраняет Землю от чрезмерного нагревания солнечными лучами днем и сильного охлаждения ночью. Поэтому ее сравнивают с невидимой одеялом, которая укрывает планету, сохраняя тепло.
Прозрачная воздушная оболочка служит Земли ... бронежилетом. Так, сам воздух защищает Землю от метеоритов. Большинство из них сгорает в атмосфере, не долетая до поверхности. Это явление - "падающие звезды" - хорошо видно летней звездной ночи.
Изучение атмосферы. Изучением атмосферы занимается наука метеорология. О состоянии атмосферы и ее изменения в ближайшее время нужно знать практически всем людям. Но особенно это важно для тех, кто работает на транспорте (на флоте, в авиации), в сельском хозяйстве.
Для наблюдения за состоянием атмосферы в разных уголках планеты размещены тысяча метеорологических станций. В труднодоступных местах (высоко в горах, пустынях, полярных районах) действуют автоматические радиометеорологични станции. В океанах они установлены на плавучих платформах (буйках), содержащихся якорями. Исследуют атмосферу также и с научно-исследовательских судов.
В наше время исследуют не только приземные, но и высокие слои. Для этого применяют специальную технику. До высоты 40 км поднимаются воздушные шары, к которым пристроены приборы. Они отмечают температуру, влажность и перемещения воздуха на разных высотах. Еще выше, до 120 км поднимаются метеорологические ракеты. Метеорологические спутники, Оснащенных теле- и фотоаппаратурой, с высоты 900 км передают на Землю сообщения о облачность, границы снежного покрова на поверхности, загрязнения воздуха.
Рис. Научно-исследовательское судно
Рис. Метеостанция
Вопросы и задания
1. Расскажите о составе атмосферного воздуха.
2. Сравните тропа- и стратосферу. Назовите не менее трех различий между ними.
3. Космические корабли летают на высотах 300 км. В которых слоях атмосферы они при этом находятся? Расскажите об особенностях этих слоев.
4. Какое значение имеет атмосфера для нашей планеты?
5. Какими способами и средствами изучают атмосферу?
6. Почему тропосферу называют "фабрикой" погоды?
русский