1. Атмосфера, ее границы и состав.

Земля окутана воздушной оболочкой, которую называют атмосферой. Атмосфера – это воздушная оболочка земли. Атмосфера, как и планета в целом, вращается против часовой стрелки с запада на восток.

Атмосферный воздух – механическая смесь газов, в которой во взвешенном состоянии содержатся пыль и вода. Чистый сухой воздух состоит из смеси газов: азота —78,09% (по объему), кислорода – 20,95%, аргона - 0,93% и углекислого газа - 0,03%. На остальные газы (неон, гелий, криптон, водород) приходится менее 0,1%. Процентное соотношение газов в нижних слоях атмосферы постоянно (до высоты 80-100 км). Некоторые колебания наблюдаются лишь в содержании углекислого газа. Над Арктикой и Антарктидой, а также над водами океанов его меньше, чем над густонаселенными областями материков. Каждый газ выполняет свою функцию.

В атмосфере всегда находятся примеси: вода (в трех состояниях) и пыль. Содержание воды в атмосфере зависит от температуры: чем выше температура воздуха, тем больше в нем может содержаться водяного пара. Так, при температуре - 20°С в 1м³ воздуха может содержаться водяного пара 1,1 г/м³, при 0 - 4,8 г/м³, а при +20° - 17,3 г/м³.

Наличие воды в атмосфере определяет многие явления: дымку, туман, облака, осадки и др. Пыль поступает в атмосферу во время вулканических извержений, с поверхности суши в результате работы ветра и деятельности человека, а также из космоса.

Строение атмосферы.

По температурному режиму и др. свойствам атмосферу подразделяют на несколько слоев: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера.

Нижний слой атмосферы называют тропосфера. Он простирается до высоты 18 км над экватором и 10-12 км в умеренных широтах, 8-9 км в полярных широтах. Она отделяется от стратосферы узким переходным слоем мощностью 1-2 км – тропопаузой. Температура в тропосфере уменьшается в среднем на 0,6ºС на каждые 100 м. На верхней границе температура равна -55 - -50 ºС. здесь происходят горизонтальные и вертикальные перемещения воздуха. Нижний слой тропосферы, примыкающий к земной поверхности, называют приземным слоем. Влияние земной поверхности простирается приблизительно до высоты 20 км, а далее нагревание воздуха происходит непосредственно солнцем.

Выше тропосферы расположена стратосфера, верхняя граница которой находится на высоте 50—55 км, отделяется от мезосферы стратопаузой. Плотность и давление здесь незначительны. Разреженный воздух состоит из тех же газов, что и в тропосфере, но в нем больше озона. Наибольшая концентрация озона наблюдается на высоте 15—30 км. Температура в стратосфере повышается с высоты 22 км и на верхней границе достигает 0°С и выше. Это объясняется тем, что озон поглощает коротковолновую часть солнечной энергии, в результате чего воздух нагревается. Здесь происходят интенсивные горизонтальные перемещения воздуха, скорость воздушных потоков достигает 300-400 км/ч.

Над стратосферой лежит мезосфера, простирающаяся от 55 до 80 км. В ней температура воздуха с высотой понижается и достигает - -90°С. на высоте 80 км в сумерки видны серебристые облака (состоят из смерзшихся газов).

Выше мезосферы распространяется термосфера (ионосфера) (от 80 до 800 км). Температура в этом слое повышается: на высоте 150 км — до +220°; 800 км - до +1000°С. Газы атмосферы (азот и кислород) находятся в ионизированном состоянии. Под действием коротковолновой солнечной радиации отдельные электроны отрываются от оболочек атомов. В результате в ионосфере возникают слои заряженных частиц. Самый плотный их слой находится на высоте 300—400 км. В связи с небольшой плотностью солнечные лучи не рассеиваются, поэтому небо черное, на нем ярко светят звезды и планеты.

В ионосфере возникают полярные сияния, образуются мощные электрические токи, которые вызывают нарушения магнитного поля Земли.

Выше на высотах от 800 до 1200 км расположена внешняя оболочка — экзосфера. Температура экзосферы может увеличиться до 15000ºС. Скорость движения отдельных частиц в экзосфере приближается к критической - 11200 м/с, поэтому частицы могут преодолеть земное притяжение и уйти в мировое пространство. Ученые предполагают наличие в этом слое атомов водорода.

Значение атмосферы в жизни нашей планеты исключительно велико. Без нее Земля была бы мертва. Атмосфера предохраняет поверхность Земли от сильного нагревания и охлаждения. Ее влияние можно уподобить роли стекла в парниках: пропускать солнечные лучи и препятствовать отдаче тепла.

Атмосфера предохраняет живые организмы от коротковолновой и корпускулярной радиации Солнца. Атмосфера - среда, где происходят погодные явления, с которыми связана вся человеческая деятельность. Изучение этой оболочки производится на метеорологических станциях.