Вопрос 36 Атмосфера, ее физ св-ва и состав

Атмосфера это внешняя газовая оболочка Земли, которая начинается у ее поверхности и простирается в космическое пространство приблизительно на 3000 км. История возникновения и развития атмосферы довольно сложная и продолжительная, она насчитывает близко 3 млрд лет. За этот период состав и свойства атмосферы неоднократно изменялись, но на протяжении последних 50 млн лет, как считают ученые, они стабилизировались.

Масса современной атмосферы составляет приблизительно одну миллионную часть массы Земли. С высотой резко уменьшаются плотность и давление атмосферы, а температура изменяется неравномерно и сложно, в том числе из-за влияния на атмосферу солнечной активности и магнитных бурь. Изменение температуры в границах атмосферы на разных высотах поясняется неодинаковым поглощением солнечной энергии газами. Наиболее интенсивнее тепловые процессы происходят в тропосфере, причем атмосфера нагревается снизу, от поверхности океана и суши.

Следует отметить, что атмосфера имеет очень большое экологическое значение. Она защищает все живые организмы Земли от губительного влияния космических излучений и ударов метеоритов, регулирует сезонные температурные колебания, уравновешивает и выравнивает суточные. Если бы атмосферы не существовало, то колебание суточной температуры на Земле достигло бы ±200 °С. Атмосфера есть не только животворным «буфером» между космосом и поверхностью нашей планеты, носителем тепла и влаги, через нее происходят также фотосинтез и обмен энергии — главные процессы биосферы. Атмосфера влияет на характер и динамику всех экзогенных процессов, которые происходят в литосфере (физическое и химическое выветривания, деятельность ветра, природных вод, мерзлоты, ледников).

Развитие гидросферы также в значительной мере зависел от атмосферы из-за того, что водный баланс и режим поверхностных и подземных бассейнов и акваторий формировались под влиянием режима осадков и испарений. Процессы гидросферы и атмосферы тесно связанные между собою.

Одной из главнейших составных атмосферы есть водный пар, который имеет большую пространственно-временную изменяемость и сосредоточенный преимущественно в тропосфере. Важной изменчивой составной атмосферы есть также углекислый газ, изменчивость содержания которого связанна с жизнедеятельностью растений, его растворимостью в морской воде и деятельностью человека (промышленные и транспортные выбросы). В последнее время все более большую роль в атмосфере сыграют аэрозольные пылеватые частицы - продукты человеческой деятельности, которые можно обнаружить не только в тропосфере, но и на больших высотах (щоправда, в мизерных концентрациях). Физические процессы, которые происходят в тропосфере, оказывают большое влияние на климатические условия разных районов Земли.

СЛОИ АТМОСФЕРЫ

Атмосфера имеет слоистую структуру.

От поверхности Земли вверх эти слои:

• Тропосфера

• Стратосфера

• Мезосфера

• Термосфера

• Экзосфера

Границы между слоями не резкие и их высота зависит от широты и времени года. Слоистая структура - результат температурных изменений на разных высотах. Погода формируется в тропосфере ( нижние примерно 10 км:

около 6 км над полюсами и более 16 км над экватором). И верхняя граница тропософеры выше летом, чем зимой.

1. Химический состав атмосферного воздуха.

Воздух представляет собой механическую смесь газов, состоящую из кислорода -20,93%, азота -78,1%, углекислого газа 0,03% и группы инертных газов - около 1%.

Физические свойства воздуха.

К физическим свойствам воздуха относятся: температура, влажность, подвижность, барометрическое давление, электрическое состояние (характеризуется ионизацией воздуха, электрическим и магнитным полем Земли).

Главное гигиеническое значение физических свойств воздуха заключается в их влиянии на тепловой обмен организма с окружающей средой.

Температура воздуха.

Для рассмотрения вопросов влияния температуры воздуха на организм человека необходимо вспомнить основные механизмы терморегуляции.

Как известно, теплообмен организма поддерживается путем уравновешивания процессов химической и физической терморегуляции. Благодаря химической терморегуляции изменяется интенсивность обменных процессов: накопление тепла в организме происходит в результате окисления пищевых веществ и выработку тепла при мышечной работе, а также от лучистого тепла солнца и нагретых предметов, теплого воздуха и горячей пищи. В результате физической терморегуляции изменяются процессы теплоотдачи путем конвекции, излучения, испарения и проведения.

Теплоотдача проведением осуществляется при соприкосновении с холодными поверхностями;

Конвекция - путем нагревания прилегающего к телу воздуха;

Излучения - инфракрасным излучением к более холодным окружающим предметам, которое не зависит от температуры окружающей среды;

Испарение - отдачей тепла с потом.

В состоянии покоя и теплового комфорта теплопотери конвекцией составляют 15,3%, излучением -55,6%, испарением - 29,1%.

Благодаря регулированию процессов теплообразования и теплоотдачи человек способен сохранять постоянство температуры тела при значительных колебаниях температуры воздуха, однако пределы терморегуляции не безграничны, и переход их ведет к нарушению теплового равновесия, иногда с глубокими патологическими сдвигами (перегревания или переохлаждения).

Влажность воздуха.

В гигиенической практике наиболее важное значение имеет относительная влажность воздуха, которая показывает степень насыщения воздуха водяными парами. Она играет большую роль в осуществлении терморегуляции организма. При высокой влажности теплоотдача усложняется или усиливается в зависимости от температуры воздуха. При низкой влажности (10-15%) происходит более интенсивное обезвоживание организма. Оптимальной величиной относительной влажности воздуха считается 40-60%.

Подвижность воздуха.

Она влияет на теплопотери организма путем конвекции и потоиспарения. При высокой температуре воздуха его умеренная подвижность способствует охлаждению кожи, при низкой - приводит к переохлаждению и увеличивает опасность обморожения. Мороз в тихую погоду переносится легче, чем при сильном ветре. Наиболее благоприятная подвижность атмосферного воздуха в летнее время равна 1-5 м / с. В жилых и общественных помещениях скорость движения воздуха нормируется в пределах 0,2-0,4 м / с.

Комплексное воздействие метеорологических факторов на организм.

Физические факторы внешней среды действуют на организм человека комплексно и обеспечивают определенный функциональное состояние, которое принято называть тепловым.

При оценке теплового состояния организма выделяют зону теплового комфорта - это комплекс метеорологических условий (температура, влажность-ность и подвижность воздуха), при котором человек ощущает приятное Теплоощущения (чувство комфорта) и его терморегуляторная система нахо-дится в состоянии физиологического покоя.

В зоне умеренного климата наиболее комфортные условия в помещении-нии летом обеспечиваются при температуре воздуха 22-24 градуса, относительной влажности воздуха 30-45%, подвижности 0,1-0,2 м / с.

В холодное время года - 18-23 градуса, 40-60%, 0,2 м / с.

Перегрев происходит обычно при высокой температуре окружающей среды в сочетании с высокой влажностью и отсутствии движения воздуха. Различают два проявления перегрева: гипертермия (в тяжелых случаях - тепловой удар) и судорожная болезнь, возникающая из-за резкого снижения хлоридов в крови и тканях, которые выделяются при интенсивном потении. Переохлаждение возникает при сочетании низкой температуры с высокой влажностью и скоростью движения. Переохлаждение может быть общим и местным. Таким образом, высокая влажность воздуха играет негативную роль в вопросах терморегуляции как при высоких, так и при низких темпера-турах, а увеличение скорости движения воздуха, как правило, способствует теплоотдаче. Исключение составляют случаи, когда температура воздуха выше температуры тела, а относительная влажность достигает 100%.