Вопрос 1. Строение атмосферы. Основные слои и их особенности.

Атмосфера четко расслаивается на концентрические сферы, отличающиеся друг от друга по своим характеристикам. Обычно выделяют слои, связанные с распределением температуры воздуха.

Тропосфера. Высота: в тропиках – 15-17 км, над полюсами – 8-9 км. Температура в среднем убывает с высотой, хотя часто наблюдается изотермия и инверсия. В тропосфере сосредоточено 80% массы атмосферы, почти весь водяной пар. Тропосфера испытывает сильное влияние подстилающей поверхности, при этом в тропосфере возникают течения теплого и холодного воздуха.

Тропопауза

—

Переходной слой между тропосферой и стратосферой; толщина колеблется от нескольких сотен метров до 1-2 км.

Стратосфера. Верхняя граница стратосферы проходит на высоте 50-55 км. В среднем температура растет с высотой, особенно сильно – с высот 34-36 км (ниже она растет медленно, иногда даже падает). У верхней границы -стратопаузы температура достигает 0С. Возрастание температуры с высотой есть причина очень большой устойчивости стратосферы. Здесь нет активного перемешивания. Состав воздуха в стратосфере отличается от тропосферного примесью озона. С озоном связан рост температуры (поглощает солнечную радиацию).

Стратопауза

—

Пограничный слой атмосферы между стратосферой и мезосферой. В верти­кальном распределении температуры имеет место максимум (около 0 °С)

Мезосфера. Верхняя граница мезосферы проходит на высоте 80-82 км. Температура понижается с высотой до -110С. Поэтому в мезосфере сильно развита турбулентность. В верхней части мезосферы образуются кристаллические серебристые облака, форма кристаллов которых говорит о существовании в мезосфере волн и вихрей.

Мезопауза

—

Переходной слой между мезосферой и термосферой. В вертикальном распределении температуры имеет место минимум (около -90 °С)

Термосфера. Верхняя граница проходит на высоте 800-1000 км. В термосфере температура очень резко возрастает с высотой и достигает 1500С га высоте 200-250 км. Выше рост температуры не наблюдается. Высокие температуры связаны с большими скоростями движения частиц. Теплосодержание газов очень мало из-за очень небольшой плотности. Воздух в термосфере сильно ионизирован: распространен атомарный кислород, нет аргона и СО2.

Экзосфера. Экзосфера – самая верхняя часть атмосферы. Скорости частиц здесь чрезвычайно велики. Такому ускользанию в наибольшей степени подвержены наиболее легкие преобладающие здесь атомы водорода и гелия.

Вопрос 2. Тропосфера. Химический состав воздуха.

Самый нижний и наиболее плотный слой атмосферы, в котором температура быстро уменьшается с высотой, называется тропосферой. Он содержит до 80% всей массы атмосферы и простирается в полярных и средних широтах до высот 8 – 10 км, а в тропиках до 16 – 18 км.

   Здесь развиваются практически все погодообразующие процессы, происходят тепловой- и влагообмен между Землей и ее атмосферой, образуются облака, возникают различные метеорологические явления, возникают туманы и осадки.

  Эти слои земной атмосферы находятся в конвективном равновесии и, благодаря активному перемешиванию, имеет однородный химический состав, в основном  молекулярный азот (78%) и кислород(21%). 

В тропосфере сосредоточено подавляющее количество природных и техногенных аэрозольных и газовых загрязнителей воздуха.

Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов. В его составе имеются постоянные компоненты атмосферы – кислород (21%), азот (объем 78,08%; масса 75,50%), углекислота (объем 0,03%; масса 0,046%), инертные газы (объем 0,94%; масса 1,30%), а также в переменных количествах различные примеси природного происхождения и загрязнения, возникающие в результате хозяйственно-производственной деятельности человека. Из постоянных составных частей воздуха основное значение имеет кислород (О2), который необходим для осуществления окислительных процессов в организме. В атмосферном воздухе содержание кислорода равно 20,95%, в выдыхаемом человеком 15,4-16%. Снижение его содержания до 13-15% может привести к нарушению физиологических функций организма, до 7-8% - к смертельному исходу.