Información y hechos sobre la atmósfera. Atmósfera de la Tierra. Estructura vertical de la atmósfera ¿Qué son las capas densas de la atmósfera?

atmósfera terrestre

Atmósfera(de. griego antiguoἀτμός - vapor y σφαῖρα - bola) - gas caparazón ( geosfera), rodeando el planeta Tierra. Su superficie interior cubre hidrosfera y parcialmente ladrar, el exterior limita con la parte cercana a la Tierra del espacio exterior.

Al conjunto de ramas de la física y la química que estudian la atmósfera se le suele llamar física atmosférica. La atmósfera determina clima en la superficie de la Tierra, estudiando el clima. meteorología y variaciones a largo plazo clima - climatología.

La estructura de la atmósfera.

La estructura de la atmósfera.

Troposfera

Su límite superior está a una altitud de 8 a 10 km en latitudes polares, de 10 a 12 km en templadas y de 16 a 18 km en latitudes tropicales; menor en invierno que en verano. La capa principal e inferior de la atmósfera. Contiene más del 80% de la masa total de aire atmosférico y aproximadamente el 90% de todo el vapor de agua presente en la atmósfera. En la troposfera están muy desarrollados. turbulencia Y convección, surgir nubes, se están desarrollando ciclones Y anticiclones. La temperatura disminuye al aumentar la altitud con la vertical promedio. degradado 0,65°/100m

Se aceptan como “condiciones normales” en la superficie de la Tierra: densidad de 1,2 kg/m3, presión barométrica de 101,35 kPa, temperatura de más de 20 °C y humedad relativa del 50%. Estos indicadores condicionales tienen un significado puramente técnico.

Estratosfera

Capa de la atmósfera ubicada a una altitud de 11 a 50 km. Se caracteriza por un ligero cambio de temperatura en la capa de 11 a 25 km (capa inferior de la estratosfera) y un aumento en la capa de 25 a 40 km de −56,5 a 0,8 ° CON(capa superior de la estratosfera o región inversiones). Habiendo alcanzado un valor de unos 273 K (casi 0 °C) a una altitud de unos 40 km, la temperatura permanece constante hasta una altitud de unos 55 km. Esta región de temperatura constante se llama estratopausa y es el límite entre la estratosfera y mesosfera.

estratopausa

La capa límite de la atmósfera entre la estratosfera y la mesosfera. En la distribución vertical de la temperatura hay un máximo (aproximadamente 0 °C).

mesosfera

atmósfera terrestre

mesosfera Comienza a una altitud de 50 km y se extiende hasta 80-90 km. La temperatura disminuye con la altura con un gradiente vertical promedio de (0,25-0,3)°/100 m. El principal proceso energético es la transferencia de calor radiante. Procesos fotoquímicos complejos que involucran radicales libres, moléculas excitadas por vibración, etc., provocan el brillo de la atmósfera.

mesopausia

Capa de transición entre la mesosfera y la termosfera. En la distribución vertical de la temperatura hay un mínimo (alrededor de -90 °C).

Línea Karmán

La altura sobre el nivel del mar, que convencionalmente se acepta como el límite entre la atmósfera terrestre y el espacio.

termosfera

articulo principal: termosfera

El límite superior es de unos 800 km. La temperatura aumenta a altitudes de 200-300 km, donde alcanza valores del orden de 1500 K, después de lo cual permanece casi constante en altitudes elevadas. Bajo la influencia de la radiación solar ultravioleta y de rayos X y la radiación cósmica, se produce la ionización del aire (" auroras") - áreas principales ionosfera se encuentran dentro de la termosfera. En altitudes superiores a los 300 km predomina el oxígeno atómico.

Capas atmosféricas hasta una altitud de 120 km.

Exosfera (esfera de dispersión)

Exosfera- zona de dispersión, la parte exterior de la termosfera, situada por encima de los 700 km. El gas de la exosfera está muy enrarecido y desde aquí sus partículas se filtran al espacio interplanetario ( disipación).

Hasta una altitud de 100 km, la atmósfera es una mezcla de gases homogénea y bien mezclada. En las capas superiores, la distribución de los gases por altura depende de sus pesos moleculares; la concentración de gases más pesados ​​disminuye más rápidamente con la distancia a la superficie de la Tierra. Debido a la disminución de la densidad del gas, la temperatura desciende de 0 °C en la estratosfera a -110 °C en la mesosfera. Sin embargo, la energía cinética de las partículas individuales a altitudes de 200 a 250 km corresponde a una temperatura de ~1500 °C. Por encima de los 200 km se observan importantes fluctuaciones de temperatura y densidad de gas en el tiempo y el espacio.

A una altitud de unos 2000-3000 km, la exosfera se convierte gradualmente en la llamada cerca del vacío espacial, que está lleno de partículas muy enrarecidas de gas interplanetario, principalmente átomos de hidrógeno. Pero este gas representa sólo una parte de la materia interplanetaria. La otra parte está formada por partículas de polvo de origen cometario y meteórico. Además de las partículas de polvo extremadamente enrarecidas, en este espacio penetra radiación electromagnética y corpuscular de origen solar y galáctico.

La troposfera representa aproximadamente el 80% de la masa de la atmósfera, la estratosfera, aproximadamente el 20%; la masa de la mesosfera no supera el 0,3%, la termosfera es menos del 0,05% de la masa total de la atmósfera. Según las propiedades eléctricas de la atmósfera, se distinguen la neutronosfera y la ionosfera. Actualmente se cree que la atmósfera se extiende hasta una altitud de 2000-3000 km.

Dependiendo de la composición del gas en la atmósfera, emiten homosfera Y heterosfera. heterosfera - Esta es la zona donde la gravedad afecta la separación de los gases, ya que su mezcla a tal altitud es insignificante. Esto implica una composición variable de la heterosfera. Debajo se encuentra una parte homogénea y bien mezclada de la atmósfera, llamada homosfera. El límite entre estas capas se llama pausa turbo, se encuentra a una altitud de unos 120 km.

Propiedades físicas

El espesor de la atmósfera está aproximadamente a 2000 - 3000 km de la superficie de la Tierra. Masa total aire- (5,1-5,3)×10 18 kg. Masa molar el aire limpio y seco es 28.966. Presión a 0 °C al nivel del mar 101.325 kPa; temperatura crítica?140,7°C; presión crítica 3,7 MPa; C pag 1,0048×10 3 J/(kg·K) (a 0 °C), C v 0,7159×10 3 J/(kg K) (a 0 °C). La solubilidad del aire en agua a 0 °C es del 0,036%, a 25 °C es del 0,22%.

Propiedades fisiológicas y de otro tipo de la atmósfera.

Ya a una altitud de 5 km sobre el nivel del mar, una persona no entrenada se desarrolla falta de oxígeno y sin adaptación, el desempeño de una persona se reduce significativamente. Aquí termina la zona fisiológica de la atmósfera. La respiración humana se vuelve imposible a una altitud de 15 km, aunque hasta aproximadamente 115 km la atmósfera contiene oxígeno.

La atmósfera nos proporciona el oxígeno necesario para respirar. Sin embargo, debido a la caída de la presión total de la atmósfera, a medida que se asciende en altitud, la presión parcial de oxígeno disminuye en consecuencia.

Los pulmones humanos contienen constantemente unos 3 litros de aire alveolar. Presión parcial El oxígeno en el aire alveolar a presión atmosférica normal es de 110 mm Hg. Art., Presión de dióxido de carbono - 40 mm Hg. Art., Y vapor de agua - 47 mm Hg. Arte. A medida que aumenta la altitud, la presión de oxígeno disminuye y la presión de vapor total de agua y dióxido de carbono en los pulmones permanece casi constante: alrededor de 87 mm Hg. Arte. El suministro de oxígeno a los pulmones se detendrá por completo cuando la presión del aire ambiente sea igual a este valor.

A una altitud de unos 19-20 km, la presión atmosférica desciende a 47 mm Hg. Arte. Por tanto, a esta altitud, el agua y el líquido intersticial comienzan a hervir en el cuerpo humano. Fuera de la cabina presurizada a estas altitudes, la muerte ocurre casi instantáneamente. Así, desde el punto de vista de la fisiología humana, el “espacio” comienza ya a una altitud de 15 a 19 km.

Las densas capas de aire (la troposfera y la estratosfera) nos protegen de los efectos dañinos de la radiación. Con suficiente enrarecimiento del aire, a altitudes de más de 36 km, los agentes ionizantes tienen un efecto intenso en el cuerpo. radiación- rayos cósmicos primarios; A altitudes de más de 40 km, la parte ultravioleta del espectro solar es peligrosa para los humanos.

A medida que nos elevamos a una altura cada vez mayor sobre la superficie de la Tierra, en las capas inferiores de la atmósfera se observan fenómenos tan familiares como la propagación del sonido, la aparición de fenómenos aerodinámicos elevar y resistencia, transferencia de calor convección y etc.

En capas enrarecidas de aire, distribución. sonido resulta imposible. Hasta altitudes de 60 a 90 km, todavía es posible utilizar la resistencia del aire y la sustentación para un vuelo aerodinámico controlado. Pero a partir de altitudes de 100 a 130 km, conceptos familiares para todo piloto números M Y barrera del sonido pierden su significado, hay un condicional Línea Karmán más allá comienza la esfera del vuelo puramente balístico, que sólo puede controlarse mediante fuerzas reactivas.

En altitudes superiores a los 100 km, la atmósfera carece de otra propiedad notable: la capacidad de absorber, conducir y transmitir energía térmica por convección (es decir, mezclando aire). Esto significa que varios elementos del equipamiento de la estación espacial orbital no podrán enfriarse desde el exterior del mismo modo que se hace habitualmente en un avión, con ayuda de chorros de aire y radiadores de aire. A tal altura, como en el espacio en general, la única forma de transferir calor es Radiación termal.

Composición atmosférica

Composición del aire seco.

La atmósfera terrestre se compone principalmente de gases y diversas impurezas (polvo, gotas de agua, cristales de hielo, sales marinas, productos de combustion).

La concentración de gases que componen la atmósfera es casi constante, a excepción del agua (H 2 O) y el dióxido de carbono (CO 2).

Además de los gases indicados en la tabla, la atmósfera contiene SO 2, NH 3, CO, ozono, hidrocarburos, HCl, frecuencia cardíaca, parejas Hg, yo 2 , y también NO y muchos otros gases en pequeñas cantidades. La troposfera contiene constantemente una gran cantidad de partículas sólidas y líquidas en suspensión ( aerosol).

Historia de la formación atmosférica.

Según la teoría más común, la atmósfera terrestre ha tenido cuatro composiciones diferentes a lo largo del tiempo. Inicialmente estaba formado por gases ligeros ( hidrógeno Y helio), capturado desde el espacio interplanetario. Este es el llamado atmósfera primaria(hace unos cuatro mil millones de años). En la siguiente etapa, la actividad volcánica activa provocó la saturación de la atmósfera con gases distintos del hidrógeno (dióxido de carbono, amoníaco, vapor de agua). Así se formó atmósfera secundaria(unos tres mil millones de años antes de la actualidad). Esta atmósfera fue reconfortante. Además, el proceso de formación de la atmósfera estuvo determinado por los siguientes factores:

fuga de gases ligeros (hidrógeno y helio) hacia espacio interplanetario;

reacciones químicas, que ocurre en la atmósfera bajo la influencia de la radiación ultravioleta, descargas de rayos y algunos otros factores.

Poco a poco estos factores condujeron a la formación atmósfera terciaria, caracterizado por un contenido mucho menor de hidrógeno y un contenido mucho mayor de nitrógeno y dióxido de carbono (formado como resultado de reacciones químicas a partir de amoníaco e hidrocarburos).

Nitrógeno

La formación de una gran cantidad de N 2 se debe a la oxidación de la atmósfera de amoníaco-hidrógeno por el O 2 molecular, que comenzó a emerger de la superficie del planeta como resultado de la fotosíntesis, que comenzó hace 3 mil millones de años. El N2 también se libera a la atmósfera como resultado de la desnitrificación de nitratos y otros compuestos que contienen nitrógeno. El ozono oxida el nitrógeno a NO en la atmósfera superior.

El nitrógeno N 2 reacciona solo en condiciones específicas (por ejemplo, durante la descarga de un rayo). La oxidación del nitrógeno molecular por el ozono durante las descargas eléctricas se utiliza en la producción industrial de fertilizantes nitrogenados. Pueden oxidarlo con un bajo consumo de energía y convertirlo en una forma biológicamente activa. cianobacterias (algas verdiazules) Y bacterias nódulos, formando el rizobio simbiosis Con legumbres plantas, llamadas abono verde.

Oxígeno

La composición de la atmósfera comenzó a cambiar radicalmente con la aparición en la Tierra. organismos vivos, como resultado fotosíntesis acompañado de la liberación de oxígeno y la absorción de dióxido de carbono. Inicialmente, el oxígeno se gastaba en la oxidación de compuestos reducidos: amoníaco, hidrocarburos, forma nitrosa. glándula contenidos en los océanos, etc. Al final de esta etapa, el contenido de oxígeno en la atmósfera comenzó a aumentar. Poco a poco se fue formando una atmósfera moderna con propiedades oxidantes. Dado que esto provocó cambios serios y abruptos en muchos procesos que ocurren en atmósfera, litosfera Y biosfera, este evento fue llamado Desastre de oxígeno.

Durante fanerozoico la composición de la atmósfera y el contenido de oxígeno sufrieron cambios. Se correlacionaron principalmente con la tasa de deposición de sedimentos orgánicos. Así, durante los períodos de acumulación de carbón, el contenido de oxígeno en la atmósfera aparentemente excedía significativamente el nivel moderno.

Dióxido de carbono

El contenido de CO 2 en la atmósfera depende de la actividad volcánica y de los procesos químicos en las capas terrestres, pero sobre todo, de la intensidad de la biosíntesis y descomposición de la materia orgánica en biosfera Tierra. Casi toda la biomasa actual del planeta (unas 2,4 × 10 12 toneladas ) se forma debido al dióxido de carbono, nitrógeno y vapor de agua contenidos en el aire atmosférico. Enterrado en océano, V. pantanos y en bosques la materia orgánica se convierte en carbón, aceite Y gas natural. (cm. Ciclo geoquímico del carbono)

Gases nobles

Fuente de gases inertes - argón, helio Y criptón- erupciones volcánicas y desintegración de elementos radiactivos. La Tierra en general y la atmósfera en particular están empobrecidas en gases inertes en comparación con el espacio. Se cree que la razón de esto radica en la continua fuga de gases al espacio interplanetario.

La contaminación del aire

Recientemente, la evolución de la atmósfera ha comenzado a verse influenciada por Humano. El resultado de sus actividades fue un aumento significativo constante en el contenido de dióxido de carbono en la atmósfera debido a la combustión de combustibles de hidrocarburos acumulados en eras geológicas anteriores. Durante la fotosíntesis se consumen enormes cantidades de CO 2 y los océanos del mundo lo absorben. Este gas ingresa a la atmósfera por la descomposición de rocas carbonatadas y sustancias orgánicas de origen vegetal y animal, así como por el vulcanismo y la actividad industrial humana. En los últimos 100 años, el contenido de CO 2 en la atmósfera ha aumentado un 10%, y la mayor parte (360 mil millones de toneladas) proviene de la quema de combustibles. Si continúa la tasa de crecimiento de la quema de combustibles, en los próximos 50 a 60 años la cantidad de CO 2 en la atmósfera se duplicará y podría conducir a cambio climático global.

La quema de combustibles es la principal fuente de gases contaminantes ( CO, NO, ENTONCES 2 ). El dióxido de azufre es oxidado por el oxígeno atmosférico a ENTONCES 3 en las capas superiores de la atmósfera, que a su vez interactúa con el agua y el vapor de amoníaco, y el resultado ácido sulfúrico (H 2 ENTONCES 4 ) Y sulfato de amonio ((NH 4 ) 2 ENTONCES 4 ) regresar a la superficie de la Tierra en la forma del llamado. lluvia ácida. Uso motores de combustión interna conduce a una importante contaminación atmosférica con óxidos de nitrógeno, hidrocarburos y compuestos de plomo ( tetraetilo de plomo Pb(CH 3 CH 2 ) 4 ) ).

La contaminación de la atmósfera por aerosoles se debe tanto a causas naturales (erupciones volcánicas, tormentas de polvo, arrastre de gotas de agua de mar y polen de plantas, etc.) como a actividades económicas humanas (extracción de minerales y materiales de construcción, quema de combustible, fabricación de cemento, etc.). ). La intensa liberación a gran escala de partículas a la atmósfera es una de las posibles causas del cambio climático en el planeta.

La atmósfera es la capa gaseosa de nuestro planeta, que gira junto con la Tierra. El gas de la atmósfera se llama aire. La atmósfera está en contacto con la hidrosfera y cubre parcialmente la litosfera. Pero los límites superiores son difíciles de determinar. Se acepta convencionalmente que la atmósfera se extiende hacia arriba a lo largo de unos tres mil kilómetros. Allí fluye suavemente hacia un espacio sin aire.

Composición química de la atmósfera terrestre.

Formación composición química la atmósfera comenzó hace unos cuatro mil millones de años. Inicialmente, la atmósfera estaba formada únicamente por gases ligeros: helio e hidrógeno. Según los científicos, los requisitos iniciales para la creación de una capa de gas alrededor de la Tierra fueron las erupciones volcánicas que, junto con la lava, emitieron enormes cantidades de gases. Posteriormente se inició el intercambio de gases con los espacios acuáticos, con los organismos vivos y con los productos de sus actividades. La composición del aire cambió gradualmente y forma moderna registrado hace varios millones de años.

Los principales componentes de la atmósfera son el nitrógeno (alrededor del 79%) y el oxígeno (20%). El porcentaje restante (1%) está compuesto por los siguientes gases: argón, neón, helio, metano, dióxido de carbono, hidrógeno, criptón, xenón, ozono, amoníaco, dióxidos de azufre y nitrógeno, óxido nitroso y monóxido de carbono, que se incluyen en este uno por ciento.

Además, el aire contiene vapor de agua y partículas (polen, polvo, cristales de sal, impurezas de aerosoles).

Recientemente, los científicos han notado que no es cualitativo, sino cambio cuantitativo algunos ingredientes del aire. Y la razón de esto es el hombre y sus actividades. ¡Sólo en los últimos 100 años, los niveles de dióxido de carbono han aumentado significativamente! Esto está plagado de muchos problemas, el más global de los cuales es el cambio climático.

Formación del tiempo y el clima.

La atmósfera juega un papel fundamental en la configuración del clima y el tiempo en la Tierra. Mucho depende de la cantidad de luz solar, la naturaleza de la superficie subyacente y circulación atmosférica.

Veamos los factores en orden.

1. La atmósfera transmite el calor de los rayos del sol y absorbe radiaciones nocivas. Los antiguos griegos sabían que los rayos del Sol caen sobre diferentes partes de la Tierra en diferentes ángulos. La palabra "clima" en sí misma traducida del griego antiguo significa "pendiente". Entonces, en el ecuador, los rayos del sol caen casi verticalmente, por eso hace mucho calor aquí. Cuanto más cerca de los polos, mayor será el ángulo de inclinación. Y la temperatura baja.

2. Debido al calentamiento desigual de la Tierra, se forman corrientes de aire en la atmósfera. Se clasifican según sus tamaños. Los más pequeños (decenas y cientos de metros) son los vientos locales. A esto le siguen los monzones y los vientos alisios, los ciclones y anticiclones y las zonas frontales planetarias.

Todas estas masas de aire están en constante movimiento. Algunos de ellos son bastante estáticos. Por ejemplo, los vientos alisios que soplan desde los subtrópicos hacia el ecuador. El movimiento de otros depende en gran medida de la presión atmosférica.

3. La presión atmosférica es otro factor que influye en la formación del clima. Esta es la presión del aire sobre la superficie de la tierra. Como es sabido, las masas de aire se desplazan desde una zona con alta presión atmosférica hacia una zona donde esta presión es menor.

Se asignan un total de 7 zonas. Ecuador - zona baja presión. Además, a ambos lados del ecuador hasta la latitud treinta, la región alta presión. De 30° a 60°: nuevamente baja presión. Y desde los 60° hasta los polos hay una zona de alta presión. Entre estas zonas circulan masas de aire. Las que vienen del mar a la tierra traen lluvia y mal tiempo, y las que soplan desde los continentes traen tiempo claro y seco. En los lugares donde chocan las corrientes de aire se forman zonas de frente atmosférico, que se caracterizan por precipitaciones y clima inclemente y ventoso.

Los científicos han demostrado que incluso el bienestar humano depende de la presión atmosférica. Según los estándares internacionales, la presión atmosférica normal es de 760 mm Hg. columna a una temperatura de 0°C. Este indicador se calcula para aquellas áreas de tierra que están casi al nivel del mar. Con la altitud la presión disminuye. Por tanto, por ejemplo, para San Petersburgo 760 mm Hg. - esta es la norma. Pero para Moscú, que se encuentra más arriba, la presión normal es de 748 mm Hg.

La presión cambia no solo verticalmente sino también horizontalmente. Esto se siente especialmente durante el paso de los ciclones.

La estructura de la atmósfera.

El ambiente recuerda a un pastel de capas. Y cada capa tiene sus propias características.

. Troposfera- la capa más cercana a la Tierra. El "espesor" de esta capa cambia con la distancia al ecuador. Por encima del ecuador, la capa se extiende hacia arriba entre 16 y 18 km, en zonas templadas- a 10-12 km, en los polos - a 8-10 km.

Es aquí donde se encuentran el 80% de la masa total de aire y el 90% del vapor de agua. Aquí se forman nubes, surgen ciclones y anticiclones. La temperatura del aire depende de la altitud de la zona. En promedio, disminuye 0,65° C por cada 100 metros.

. tropopausa- capa de transición de la atmósfera. Su altura varía desde varios cientos de metros hasta 1-2 km. La temperatura del aire en verano es más alta que en invierno. Por ejemplo, encima de los polos en invierno hace -65° C. Y encima del ecuador hace -70° C en cualquier época del año.

. Estratosfera- Se trata de una capa cuyo límite superior se encuentra a una altitud de 50 a 55 kilómetros. La turbulencia aquí es pequeña y el contenido de vapor de agua en el aire es insignificante. Pero hay mucho ozono. Su concentración máxima se encuentra a una altitud de 20-25 km. En la estratosfera, la temperatura del aire comienza a subir y alcanza los +0,8° C. Esto se debe a que la capa de ozono interactúa con la radiación ultravioleta.

. estratopausa- una capa intermedia baja entre la estratosfera y la mesosfera que la sigue.

. mesosfera- el límite superior de esta capa es de 80 a 85 kilómetros. Aquí tienen lugar complejos procesos fotoquímicos en los que participan radicales libres. Ellos son quienes aportan ese suave brillo azul de nuestro planeta, que se ve desde el espacio.

La mayoría de los cometas y meteoritos se queman en la mesosfera.

. mesopausia- la siguiente capa intermedia, cuya temperatura del aire es de al menos -90°.

. termosfera- el límite inferior de la capa comienza a una altitud de 80 a 90 km, y el límite superior de la capa se extiende aproximadamente a 800 km. La temperatura del aire está aumentando. Puede variar de +500° C a +1000° C. ¡Durante el día las fluctuaciones de temperatura ascienden a cientos de grados! Pero el aire aquí es tan enrarecido que entender el término “temperatura” como lo imaginamos no es apropiado aquí.

. Ionosfera- combina la mesosfera, la mesopausa y la termosfera. El aire aquí se compone principalmente de moléculas de oxígeno y nitrógeno, así como de plasma casi neutro. Los rayos del sol que ingresan a la ionosfera ionizan fuertemente las moléculas de aire. En la capa inferior (hasta 90 km) el grado de ionización es bajo. Cuanto más alto, mayor es la ionización. Entonces, a una altitud de 100-110 km, los electrones se concentran. Esto ayuda a reflejar ondas de radio cortas y medianas.

La capa más importante de la ionosfera es la superior, que se encuentra a una altitud de 150 a 400 km. Su peculiaridad es que refleja ondas de radio, lo que facilita la transmisión de señales de radio a distancias considerables.

Es en la ionosfera donde ocurre un fenómeno como la aurora.

. Exosfera- está formado por átomos de oxígeno, helio e hidrógeno. El gas de esta capa está muy enrarecido y los átomos de hidrógeno a menudo escapan al espacio exterior. Por lo tanto, esta capa se llama “zona de dispersión”.

El primer científico que sugirió que nuestra atmósfera tiene peso fue el italiano E. Torricelli. Ostap Bender, por ejemplo, en su novela “El becerro de oro” lamentaba que cada persona esté presionada por una columna de aire que pesa 14 kg. Pero el gran intrigante estaba un poco equivocado. ¡Un adulto experimenta una presión de 13 a 15 toneladas! Pero no sentimos esta pesadez, porque la presión atmosférica está equilibrada por la presión interna de una persona. El peso de nuestra atmósfera es de 5.300.000.000.000.000 de toneladas. La cifra es colosal, aunque es sólo una millonésima parte del peso de nuestro planeta.

El espacio está lleno de energía. La energía llena el espacio de manera desigual. Hay lugares de su concentración y descarga. De esta manera puedes estimar la densidad. El planeta es un sistema ordenado, con una densidad máxima de materia en el centro y una disminución gradual de la concentración hacia la periferia. Las fuerzas de interacción determinan el estado de la materia, la forma en que existe. La física describe el estado agregado de sustancias: sólido, líquido, gaseoso, etc.

La atmósfera es el ambiente gaseoso que rodea al planeta. La atmósfera de la Tierra permite el libre movimiento y permite el paso de la luz, creando un espacio en el que prospera la vida.

El área desde la superficie de la Tierra hasta una altitud de aproximadamente 16 kilómetros (desde el ecuador hasta los polos el valor es menor, también depende de la estación) se llama troposfera. La troposfera es una capa en la que se concentra aproximadamente el 80% de todo el aire atmosférico y casi todo el vapor de agua. Aquí es donde tienen lugar los procesos que dan forma al clima. La presión y la temperatura caen con la altitud. La razón de la disminución de la temperatura del aire es un proceso adiabático; durante la expansión, el gas se enfría. En el límite superior de la troposfera, los valores pueden alcanzar -50, -60 grados Celsius.

Luego viene la estratosfera. Se extiende hasta 50 kilómetros. En esta capa de la atmósfera, la temperatura aumenta con la altura, adquiriendo un valor en el punto superior de unos 0 C. El aumento de temperatura es provocado por el proceso de absorción. capa de ozono rayos ultravioleta. La radiación provoca una reacción química. Las moléculas de oxígeno se descomponen en átomos individuales, que pueden combinarse con las moléculas de oxígeno normales para formar ozono.

La radiación del sol con longitudes de onda entre 10 y 400 nanómetros se clasifica como ultravioleta. Cuanto más corta es la longitud de onda de la radiación ultravioleta, mayor es el peligro que supone para los organismos vivos. Sólo una pequeña fracción de la radiación llega a la superficie de la Tierra, y es la parte menos activa de su espectro. Esta característica de la naturaleza permite a una persona obtener un bronceado saludable.

La siguiente capa de la atmósfera se llama Mesosfera. Límites desde aproximadamente 50 km hasta 85 km. En la mesosfera, la concentración de ozono, que podría atrapar la energía ultravioleta, es baja, por lo que la temperatura vuelve a descender con la altura. En el punto máximo, la temperatura desciende a -90 C, algunas fuentes indican un valor de -130 C. La mayoría de los meteoroides se queman en esta capa de la atmósfera.

La capa de la atmósfera, que se extiende desde una altura de 85 km hasta una distancia de 600 km de la Tierra, se llama Termosfera. La termosfera es la primera en encontrar radiación solar, incluida la llamada ultravioleta del vacío.

El aire retiene los rayos UV al vacío, calentando así esta capa de la atmósfera a temperaturas enormes. Sin embargo, dado que la presión aquí es extremadamente baja, este gas aparentemente caliente no tiene el mismo efecto sobre los objetos que en las condiciones de la superficie de la Tierra. Por el contrario, los objetos colocados en ese entorno se enfriarán.

A una altitud de 100 km pasa la línea convencional “línea Karman”, que se considera el comienzo del espacio.

Las auroras ocurren en la termosfera. En esta capa de la atmósfera, el viento solar interactúa con campo magnético planetas.

La capa final de la atmósfera es la Exosfera, una capa exterior que se extiende por miles de kilómetros. La exosfera es prácticamente un lugar vacío, sin embargo, la cantidad de átomos que deambulan aquí es un orden de magnitud mayor que en el espacio interplanetario.

Un hombre respira aire. presión normal– 760 milímetros de mercurio. A una altitud de 10.000 m la presión es de unos 200 mm. rt. Arte. A esa altura una persona probablemente pueda respirar, al menos durante un breve periodo de tiempo, pero esto requiere preparación. El Estado será claramente inoperable.

Composición de los gases de la atmósfera: 78% nitrógeno, 21% oxígeno, aproximadamente un porcentaje de argón; todo lo demás es una mezcla de gases que representan la fracción más pequeña de numero total.

El papel de la atmósfera en la vida de la Tierra.

La atmósfera es la fuente de oxígeno que respiran las personas. Sin embargo, a medida que se asciende, la presión atmosférica total disminuye, lo que conduce a una disminución de la presión parcial de oxígeno.

Los pulmones humanos contienen aproximadamente tres litros de aire alveolar. Si la presión atmosférica es normal, entonces la presión parcial de oxígeno en el aire alveolar será de 11 mm Hg. Art., Presión de dióxido de carbono - 40 mm Hg. Art., Y vapor de agua - 47 mm Hg. Arte. A medida que aumenta la altitud, la presión de oxígeno disminuye y la presión total de vapor de agua y dióxido de carbono en los pulmones permanecerá constante: aproximadamente 87 mm Hg. Arte. Cuando la presión del aire iguala este valor, el oxígeno dejará de fluir hacia los pulmones.

Debido a la disminución de la presión atmosférica a una altitud de 20 km, aquí hervirán el agua y el líquido intersticial del cuerpo humano. Si no se utiliza una cabina presurizada, a esa altura una persona morirá casi instantáneamente. Por tanto, desde el punto de vista de las características fisiológicas del cuerpo humano, el “espacio” se origina a una altura de 20 km sobre el nivel del mar.

El papel de la atmósfera en la vida de la Tierra es muy importante. Por ejemplo, gracias a las densas capas de aire (la troposfera y la estratosfera), las personas están protegidas de la exposición a la radiación. En el espacio, en el aire enrarecido, a una altitud de más de 36 km, actúan las radiaciones ionizantes. A una altitud de más de 40 km - ultravioleta.

Al elevarse sobre la superficie de la Tierra a una altura de más de 90-100 km, se observará un debilitamiento gradual y luego la desaparición completa de los fenómenos familiares para los humanos observados en la capa atmosférica inferior:

Ningún sonido viaja.

No hay fuerza aerodinámica ni resistencia.

El calor no se transfiere por convección, etc.

La capa atmosférica protege a la Tierra y a todos los organismos vivos de la radiación cósmica, de los meteoritos, y es responsable de regular las fluctuaciones estacionales de temperatura, equilibrando y nivelando los ciclos diarios. En ausencia de atmósfera en la Tierra, las temperaturas diarias fluctuarían dentro de +/-200C˚. La capa atmosférica es un "amortiguador" que da vida entre la superficie de la tierra y el espacio, un portador de humedad y calor; en la atmósfera tienen lugar los procesos de fotosíntesis y el intercambio de energía, los procesos más importantes de la biosfera.

Capas de la atmósfera en orden desde la superficie de la Tierra.

La atmósfera es una estructura en capas que consta de las siguientes capas de la atmósfera en orden desde la superficie de la Tierra:

Troposfera.

Estratosfera.

Mesosfera.

Termosfera.

Exosfera

Cada capa no tiene límites definidos entre sí y su altura se ve afectada por la latitud y las estaciones. Esta estructura en capas se formó como resultado de los cambios de temperatura a diferentes altitudes. Es gracias a la atmósfera que vemos estrellas titilantes.

Estructura de la atmósfera terrestre por capas:

¿De qué está compuesta la atmósfera terrestre?

Cada capa atmosférica difiere en temperatura, densidad y composición. El espesor total de la atmósfera es de 1,5 a 2,0 mil km. ¿De qué está compuesta la atmósfera terrestre? Actualmente, es una mezcla de gases con diversas impurezas.

Troposfera

La estructura de la atmósfera terrestre comienza con la troposfera, que es la parte inferior de la atmósfera con una altitud de aproximadamente 10-15 km. Aquí se concentra la mayor parte del aire atmosférico. Característica Troposfera: la temperatura desciende 0,6 ˚C a medida que se asciende cada 100 metros. La troposfera concentra casi todo el vapor de agua atmosférico y es aquí donde se forman las nubes.

La altura de la troposfera cambia diariamente. Además, su valor medio varía según la latitud y la estación del año. La altura media de la troposfera sobre los polos es de 9 km, sobre el ecuador, unos 17 km. Indicadores promedio temperatura anual el aire sobre el ecuador está cerca de +26 ˚C, y sobre el Polo Norte -23 ˚C. La línea superior del límite de la troposfera sobre el ecuador es temperatura media anual alrededor de -70 ˚C y más Polo Norte en verano -45 ˚C y en invierno -65 ˚C. Por tanto, cuanto mayor es la altitud, menor es la temperatura. Los rayos del sol pasan libremente a través de la troposfera, calentando la superficie de la Tierra. El calor emitido por el sol es retenido por dióxido de carbono, metano y vapor de agua.

Estratosfera

Por encima de la capa de la troposfera se encuentra la estratosfera, que tiene entre 50 y 55 km de altura. La peculiaridad de esta capa es que la temperatura aumenta con la altura. Entre la troposfera y la estratosfera se encuentra una capa de transición llamada tropopausa.

A partir de una altitud aproximada de 25 kilómetros, la temperatura de la capa estratosférica comienza a aumentar y, al alcanzar una altitud máxima de 50 km, adquiere valores de +10 a +30 ˚C.

Hay muy poco vapor de agua en la estratosfera. A veces, a una altitud de unos 25 km, se pueden encontrar nubes bastante finas, llamadas “nubes de perlas”. EN tiempo de día No se notan, pero por la noche brillan debido a la iluminación del sol, que está debajo del horizonte. La composición de las nubes nacaradas está formada por gotas de agua sobreenfriada. La estratosfera está compuesta principalmente de ozono.

mesosfera

La altura de la capa de la mesosfera es de aproximadamente 80 km. Aquí, a medida que se asciende, la temperatura disminuye y en la cima alcanza valores de varias decenas de C˚ bajo cero. En la mesosfera también se pueden observar nubes, que presumiblemente están formadas por cristales de hielo. Estas nubes se llaman "noctilucentes". La mesosfera se caracteriza por la mayor temperatura fría en la atmósfera: de -2 a -138 ˚C.

termosfera

Esta capa atmosférica adquirió su nombre debido a sus altas temperaturas. La termosfera está formada por:

Ionosfera.

Exosfera.

La ionosfera se caracteriza por aire enrarecido, cada centímetro del cual a una altitud de 300 km consta de mil millones de átomos y moléculas, y a una altitud de 600 km, más de 100 millones.

La ionosfera también se caracteriza por una alta ionización del aire. Estos iones están formados por átomos de oxígeno cargados, moléculas cargadas de átomos de nitrógeno y electrones libres.

Exosfera

La capa exosférica comienza a una altitud de 800 a 1000 km. Las partículas de gas, especialmente las ligeras, se mueven aquí a una velocidad tremenda, superando la fuerza de la gravedad. Estas partículas, debido a su rápido movimiento, salen volando de la atmósfera al espacio exterior y se dispersan. Por tanto, la exosfera se llama esfera de dispersión. La mayoría de los átomos de hidrógeno, que forman las capas más altas de la exosfera, vuelan al espacio. Gracias a las partículas de la atmósfera superior y a las partículas del viento solar, podemos ver la aurora boreal.

Los satélites y los cohetes geofísicos han permitido establecer la presencia en las capas superiores de la atmósfera del cinturón de radiación del planeta, formado por partículas cargadas eléctricamente: electrones y protones.

La atmósfera es una mezcla de varios gases. Se extiende desde la superficie de la Tierra hasta una altura de 900 km, protege al planeta del espectro nocivo de la radiación solar y contiene gases necesarios para toda la vida en el planeta. La atmósfera atrapa el calor del sol, calentando la superficie terrestre y creando un clima favorable.

Composición atmosférica

La atmósfera terrestre se compone principalmente de dos gases: nitrógeno (78%) y oxígeno (21%). Además, contiene impurezas de dióxido de carbono y otros gases. en la atmósfera existe en forma de vapor, gotas de humedad en las nubes y cristales de hielo.

Capas de la atmósfera

La atmósfera se compone de muchas capas, entre las cuales no existen límites claros. Las temperaturas de las distintas capas difieren notablemente entre sí.

• Magnetosfera sin aire. Aquí es donde la mayoría de los satélites de la Tierra vuelan fuera de la atmósfera terrestre.
• Exosfera (450-500 km de la superficie). Casi nada de gases. Algunos satélites meteorológicos vuelan en la exosfera. La termosfera (80-450 km) se caracteriza altas temperaturas, alcanzando los 1700°C en la capa superior.
• Mesosfera (50-80 km). En esta zona la temperatura desciende a medida que aumenta la altitud. Aquí es donde se queman la mayoría de los meteoritos (fragmentos de rocas espaciales) que entran en la atmósfera.
• Estratosfera (15-50 km). Contiene capa de ozono, es decir, una capa de ozono que absorbe la radiación ultravioleta del sol. Esto hace que aumenten las temperaturas cerca de la superficie de la Tierra. Los aviones a reacción suelen volar aquí porque La visibilidad en esta capa es muy buena y casi no hay interferencias provocadas por las condiciones climáticas.
• Troposfera. La altura varía de 8 a 15 km desde la superficie terrestre. Es aquí donde se forma el clima del planeta, ya que en Esta capa contiene la mayor cantidad de vapor de agua, polvo y vientos. La temperatura disminuye con la distancia desde la superficie terrestre.

Presión atmosférica

Aunque no lo sintamos, las capas de la atmósfera ejercen presión sobre la superficie de la Tierra. Es más alto cerca de la superficie y, a medida que te alejas, disminuye gradualmente. Depende de la diferencia de temperatura entre la tierra y el océano, por lo que en zonas situadas a la misma altitud sobre el nivel del mar suele haber presiones diferentes. La baja presión trae consigo un clima húmedo, mientras que la alta presión generalmente trae un clima despejado.

Movimiento de masas de aire en la atmósfera.

Y la presión está forzando en capas inferiores el ambiente se mezcla. Así surgen los vientos, que soplan desde zonas de alta presión a zonas de baja presión. En muchas regiones, los vientos locales también surgen debido a las diferencias de temperatura entre la tierra y el mar. Las montañas también influyen significativamente en la dirección de los vientos.

Efecto invernadero

El dióxido de carbono y otros gases que forman la atmósfera terrestre atrapan el calor del sol. Este proceso se denomina comúnmente efecto invernadero, ya que recuerda en muchos aspectos a la circulación del calor en los invernaderos. El efecto invernadero provoca el calentamiento global en el planeta. En las zonas de alta presión (anticiclones) comienza un tiempo despejado y soleado. Las zonas de baja presión (ciclones) suelen experimentar un clima inestable. Calor y luz entrando a la atmósfera. Los gases atrapan el calor reflejado desde la superficie terrestre, provocando así un aumento de la temperatura en la Tierra.

Hay una capa de ozono especial en la estratosfera. El ozono bloquea la mayor parte de la radiación ultravioleta del sol, protegiendo de ella a la Tierra y a toda la vida que hay en ella. Los científicos han descubierto que la causa de la destrucción de la capa de ozono son los gases especiales de dióxido de clorofluorocarbono contenidos en algunos aerosoles y equipos de refrigeración. Sobre el Ártico y la Antártida se han descubierto enormes agujeros en la capa de ozono, lo que contribuye a un aumento de la cantidad de radiación ultravioleta que afecta a la superficie de la Tierra.

El ozono se forma en la atmósfera inferior como resultado de la radiación solar y diversos gases y humos de escape. Por lo general, se dispersa por toda la atmósfera, pero si se forma una capa cerrada de aire frío debajo de una capa de aire cálido, el ozono se concentra y se produce smog. Desafortunadamente, esto no puede reemplazar el ozono perdido en los agujeros de ozono.

En esta fotografía de satélite se ve claramente un agujero en la capa de ozono sobre la Antártida. El tamaño del agujero varía, pero los científicos creen que crece constantemente. Se están realizando esfuerzos para reducir el nivel de gases de escape en la atmósfera. Se debe reducir la contaminación del aire y utilizar combustibles sin humo en las ciudades. El smog causa irritación ocular y asfixia a muchas personas.

El surgimiento y evolución de la atmósfera terrestre.

La atmósfera moderna de la Tierra es el resultado de un largo desarrollo evolutivo. Surgió como resultado de la acción combinada de factores geológicos y la actividad vital de los organismos. A lo largo de la historia geológica, la atmósfera terrestre ha sufrido varios cambios profundos. Según datos geológicos y premisas teóricas, la atmósfera primordial de la joven Tierra, que existió hace unos 4 mil millones de años, podría estar compuesta de una mezcla de gases inertes y nobles con una pequeña adición de nitrógeno pasivo (N. A. Yasamanov, 1985; A. S. Monin, 1987; O. G. Sorokhtin, S. A. Ushakov, 1991, 1993). Actualmente, la visión sobre la composición y estructura de la atmósfera primitiva ha cambiado algo. La atmósfera primaria (protoatmósfera) en la etapa protoplanetaria más temprana, es decir, con más de 4,2 mil millones de años. Hace años, podría estar compuesto por una mezcla de metano, amoníaco y dióxido de carbono, como resultado de la desgasificación del manto y que fluye sobre la superficie terrestre. procesos activos La intemperie, el vapor de agua, los compuestos de carbono en forma de CO 2 y CO, el azufre y sus compuestos, así como los ácidos halógenos fuertes (HCI, HF, HI y ácido bórico) comenzaron a ingresar a la atmósfera, que se complementaron con metano, amoníaco, hidrógeno, argón y algunos otros gases nobles. Esta atmósfera primordial era extremadamente sutil. Por tanto, la temperatura en la superficie terrestre estaba cercana a la temperatura de equilibrio radiativo (A. S. Monin, 1977).

Con el tiempo, la composición del gas de la atmósfera primaria comenzó a transformarse bajo la influencia de los procesos de erosión de las rocas que sobresalen de la superficie terrestre, la actividad de cianobacterias y algas verdiazules, procesos volcánicos y la acción de la luz solar. Esto provocó la descomposición del metano en dióxido de carbono, del amoníaco en nitrógeno e hidrógeno; El dióxido de carbono, que lentamente se hundió en la superficie terrestre, y el nitrógeno comenzaron a acumularse en la atmósfera secundaria. Gracias a la actividad vital de las algas verdiazules, en el proceso de fotosíntesis se empezó a producir oxígeno, que, sin embargo, al principio se gastaba principalmente en la “oxidación de los gases atmosféricos y luego de las rocas”. Al mismo tiempo, el amoníaco, oxidado a nitrógeno molecular, comenzó a acumularse intensamente en la atmósfera. Se supone que una cantidad significativa de nitrógeno en la atmósfera moderna es relicta. El metano y el monóxido de carbono se oxidaron a dióxido de carbono. El azufre y el sulfuro de hidrógeno se oxidaron a SO 2 y SO 3, que, debido a su alta movilidad y ligereza, fueron rápidamente eliminados de la atmósfera. Así, la atmósfera de una atmósfera reductora, como lo era en el Arcaico y el Proterozoico Temprano, se convirtió gradualmente en una atmósfera oxidante.

El dióxido de carbono entró en la atmósfera como resultado de la oxidación del metano y como resultado de la desgasificación del manto y la erosión de las rocas. Si todo el dióxido de carbono liberado a lo largo de la historia de la Tierra se mantuviera en la atmósfera, su presión parcial en la actualidad podría llegar a ser la misma que en Venus (O. Sorokhtin, S. A. Ushakov, 1991). Pero en la Tierra se produjo el proceso inverso. Una parte importante del dióxido de carbono de la atmósfera se disolvió en la hidrosfera, en la que los hidrobiontes lo utilizaron para construir sus conchas y lo convirtieron biogénicamente en carbonatos. Posteriormente, a partir de ellos se formaron gruesos estratos de carbonatos quimiogénicos y organógenos.

El oxígeno entró en la atmósfera desde tres fuentes. Durante mucho tiempo, desde el momento de la aparición de la Tierra, se liberó durante la desgasificación del manto y se gastó principalmente en procesos oxidativos. Otra fuente de oxígeno fue la fotodisociación del vapor de agua por la intensa radiación solar ultravioleta. Apariciones; El oxígeno libre en la atmósfera provocó la muerte de la mayoría de los procariotas que vivían en condiciones reductoras. Los organismos procarióticos cambiaron sus hábitats. Dejaron la superficie de la Tierra en sus profundidades y áreas donde aún se mantenían las condiciones de recuperación. Fueron reemplazados por eucariotas, que comenzaron a convertir energéticamente el dióxido de carbono en oxígeno.

Durante el Arcaico y una parte importante del Proterozoico, casi todo el oxígeno generado tanto por vía abiogénica como biogénica se gastó principalmente en la oxidación del hierro y el azufre. Al final del Proterozoico, todo el hierro divalente metálico ubicado en la superficie de la Tierra se oxidó o se trasladó al núcleo de la Tierra. Esto provocó que cambiara la presión parcial de oxígeno en la atmósfera del Proterozoico temprano.

A mediados del Proterozoico, la concentración de oxígeno en la atmósfera alcanzó el punto de Jury y ascendía al 0,01% del nivel moderno. A partir de esta época, el oxígeno comenzó a acumularse en la atmósfera y, probablemente, ya al final del Rifeo su contenido alcanzó el punto Pasteur (0,1% del nivel moderno). Es posible que la capa de ozono apareciera en el período Vendiano y que nunca desapareciera.

La aparición de oxígeno libre en la atmósfera terrestre estimuló la evolución de la vida y propició la aparición de nuevas formas con un metabolismo más avanzado. Si previamente eucariota algas unicelulares y la cyanea, que apareció a principios del Proterozoico, requería un contenido de oxígeno en el agua de sólo 10 -3 de su concentración moderna, luego, con la aparición de los metazoos sin esqueleto a finales del Vendiano temprano, es decir, hace unos 650 millones de años, la concentración de oxígeno en la atmósfera debería haber sido significativamente mayor. Después de todo, Metazoa utilizaba la respiración con oxígeno y esto requería que la presión parcial de oxígeno alcanzara un nivel crítico: el punto Pasteur. En este caso, el proceso de fermentación anaeróbica fue sustituido por un metabolismo del oxígeno progresiva y energéticamente más prometedor.

Después de esto, se produjo con bastante rapidez una mayor acumulación de oxígeno en la atmósfera terrestre. El aumento progresivo del volumen de algas verdiazules contribuyó a alcanzar en la atmósfera el nivel de oxígeno necesario para el sustento de la vida del mundo animal. Una cierta estabilización del contenido de oxígeno en la atmósfera se produjo desde el momento en que las plantas llegaron a la tierra, hace aproximadamente 450 millones de años. La aparición de plantas en la tierra, que se produjo en el período Silúrico, condujo a la estabilización definitiva de los niveles de oxígeno en la atmósfera. A partir de ese momento, su concentración comenzó a fluctuar dentro de límites bastante estrechos, sin exceder nunca los límites de la existencia de la vida. La concentración de oxígeno en la atmósfera se ha estabilizado completamente desde la aparición de las plantas con flores. Este evento ocurrió a mediados del período Cretácico, es decir. hace unos 100 millones de años.

La mayor parte del nitrógeno se formó en las primeras etapas del desarrollo de la Tierra, principalmente debido a la descomposición del amoníaco. Con la aparición de los organismos se inició el proceso de unir el nitrógeno atmosférico en materia orgánica y enterrarlo en sedimentos marinos. Una vez que los organismos llegaron a la tierra, el nitrógeno comenzó a quedar enterrado en los sedimentos continentales. Los procesos de procesamiento de nitrógeno libre se intensificaron especialmente con la llegada de las plantas terrestres.

En el cambio de criptozoico y fanerozoico, es decir, hace unos 650 millones de años, el contenido de dióxido de carbono en la atmósfera disminuyó a décimas de porcentaje, y sólo recientemente, aproximadamente entre 10 y 20 millones de años, alcanzó un contenido cercano al nivel moderno. atrás.

Así, la composición gaseosa de la atmósfera no sólo proporcionó espacio vital para los organismos, sino que también determinó las características de su actividad vital y contribuyó al asentamiento y la evolución. Las perturbaciones emergentes en la distribución de la composición gaseosa de la atmósfera favorable para los organismos debido a razones tanto cósmicas como planetarias llevaron a extinciones masivas mundo orgánico, que ocurrió repetidamente durante el Criptozoico y en ciertos límites de la historia del Fanerozoico.

Funciones etnosféricas de la atmósfera.

La atmósfera terrestre proporciona las sustancias y la energía necesarias y determina la dirección y velocidad de los procesos metabólicos. La composición gaseosa de la atmósfera moderna es óptima para la existencia y desarrollo de la vida. Al ser la zona donde se forman el tiempo y el clima, la atmósfera debe crear condiciones confortables para la vida de las personas, los animales y la vegetación. Desviaciones en una dirección u otra en la calidad del aire atmosférico y las condiciones climáticas crear condiciones extremas para la vida de la flora y la fauna, incluidos los humanos.

La atmósfera terrestre no sólo proporciona las condiciones para la existencia de la humanidad, sino que es el factor principal en la evolución de la etnosfera. Al mismo tiempo, resulta ser un recurso energético y de materias primas para la producción. En general, la atmósfera es un factor preservador de la salud humana, y algunas áreas, por condiciones físico-geográficas y calidad del aire atmosférico, sirven como áreas recreativas y son áreas destinadas al tratamiento sanatorio-balneario y a la recreación de las personas. Así, la atmósfera es un factor de impacto estético y emocional.

Las funciones etnosfera y tecnosfera de la atmósfera, definidas recientemente (E. D. Nikitin, N. A. Yasamanov, 2001), requieren un estudio independiente y en profundidad. Así, el estudio de las funciones de la energía atmosférica es muy relevante, tanto desde el punto de vista de la ocurrencia y operación de procesos que dañan el medio ambiente, como desde el punto de vista del impacto en la salud y el bienestar de las personas. En este caso estamos hablando de la energía de ciclones y anticiclones, vórtices atmosféricos, presión atmosférica y otros fenómenos atmosféricos extremos, uso eficiente lo que contribuirá a la solución exitosa del problema de la obtención de productos no contaminantes. ambiente fuentes de energía alternativas. Después de todo, el entorno aéreo, especialmente la parte que se encuentra sobre el Océano Mundial, es un área donde se libera una cantidad colosal de energía libre.

Por ejemplo, se ha establecido que los ciclones tropicales de fuerza media liberan energía equivalente a la energía de 500 mil bombas atómicas lanzadas sobre Hiroshima y Nagasaki en un solo día. En 10 días de existencia de tal ciclón, se libera suficiente energía para satisfacer todas las necesidades energéticas de un país como Estados Unidos durante 600 años.

En los últimos años se ha publicado una gran cantidad de trabajos de científicos naturales, que de una forma u otra se ocupan de diversos aspectos de la actividad y la influencia de la atmósfera en los procesos terrestres, lo que indica la intensificación de las interacciones interdisciplinarias en las ciencias naturales modernas. Al mismo tiempo, se manifiesta el papel integrador de algunas de sus direcciones, entre las que cabe destacar la dirección funcional-ecológica en geoecología.

Esta dirección estimula el análisis y la generalización teórica sobre las funciones ecológicas y el papel planetario de varias geosferas, y esto, a su vez, es un requisito previo importante para el desarrollo de la metodología y fundamentos científicos estudio holístico de nuestro planeta, uso racional y protección de sus recursos naturales.

La atmósfera terrestre consta de varias capas: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera, ionosfera y exosfera. En la parte superior de la troposfera y en la parte inferior de la estratosfera hay una capa enriquecida con ozono, llamada escudo de ozono. Se han establecido ciertos patrones (diarios, estacionales, anuales, etc.) en la distribución del ozono. Desde su origen, la atmósfera ha influido en el curso de los procesos planetarios. La composición primaria de la atmósfera era completamente diferente a la actual, pero con el tiempo la proporción y el papel del nitrógeno molecular aumentaron constantemente; hace unos 650 millones de años apareció el oxígeno libre, cuya cantidad aumentaba continuamente, pero la concentración de dióxido de carbono disminuyó en consecuencia. La alta movilidad de la atmósfera, su composición gaseosa y la presencia de aerosoles determinan su papel destacado y participación activa en diversos procesos geológicos y de la biosfera. La atmósfera juega un papel importante en la redistribución de la energía solar y el desarrollo de fenómenos naturales y desastres catastróficos. Impacto negativo en mundo organico y los sistemas naturales se ven afectados por vórtices atmosféricos: tornados (tornados), huracanes, tifones, ciclones y otros fenómenos. Las principales fuentes de contaminación, junto con los factores naturales, son varias formas actividad económica persona. Los efectos antropogénicos en la atmósfera se expresan no sólo en la aparición de diversos aerosoles y gases de efecto invernadero, sino también en un aumento de la cantidad de vapor de agua y se manifiestan en forma de smog y lluvia ácida. Los gases de efecto invernadero están cambiando régimen de temperatura En la superficie terrestre, las emisiones de ciertos gases reducen el volumen de la capa de ozono y contribuyen a la formación de agujeros de ozono. El papel etnosférico de la atmósfera terrestre es excelente.

El papel de la atmósfera en los procesos naturales.

La atmósfera superficial, en su estado intermedio entre la litosfera y el espacio exterior y su composición gaseosa, crea las condiciones para la vida de los organismos. Al mismo tiempo, dependiendo de la cantidad, naturaleza y frecuencia. precipitación atmosférica, la frecuencia y fuerza de los vientos y especialmente la temperatura del aire determinan la erosión y la intensidad de la destrucción de las rocas, la transferencia y acumulación de material clástico. La atmósfera es un componente central del sistema climático. La temperatura y la humedad del aire, la nubosidad y las precipitaciones, el viento: todo esto caracteriza el clima, es decir, el estado de la atmósfera en continuo cambio. Al mismo tiempo, estos mismos componentes caracterizan el clima, es decir, el régimen meteorológico medio a largo plazo.

La composición de los gases, la presencia de nubes y diversas impurezas, que se denominan partículas de aerosol (cenizas, polvo, partículas de vapor de agua), determinan las características del paso de la radiación solar a través de la atmósfera e impiden el escape de la radiación térmica terrestre. al espacio exterior.

La atmósfera de la Tierra es muy móvil. Los procesos que se producen en él y los cambios en la composición de su gas, espesor, turbidez, transparencia y la presencia de determinadas partículas de aerosol en él afectan tanto al tiempo como al clima.

La acción y dirección de los procesos naturales, así como la vida y la actividad en la Tierra, están determinadas por radiación solar. Proporciona el 99,98% del calor suministrado a superficie de la Tierra. Cada año esto equivale a 134 * 10 19 kcal. Esta cantidad de calor se puede obtener quemando 200 mil millones de toneladas. carbón. Las reservas de hidrógeno que crean este flujo de energía termonuclear en la masa del Sol durarán al menos otros 10 mil millones de años, es decir, el doble de la existencia de nuestro planeta y de él mismo.

Aproximadamente 1/3 de la cantidad total de energía solar que llega al límite superior de la atmósfera se refleja de regreso al espacio, el 13% es absorbido por la capa de ozono (incluida casi toda la radiación ultravioleta). el 7% - el resto de la atmósfera y sólo el 44% llega a la superficie terrestre. La radiación solar total que llega a la Tierra cada día es igual a la energía que la humanidad recibió como resultado de la quema de todo tipo de combustible durante el último milenio.

La cantidad y naturaleza de la distribución de la radiación solar en la superficie terrestre dependen estrechamente de la nubosidad y la transparencia de la atmósfera. La cantidad de radiación dispersada está influenciada por la altura del Sol sobre el horizonte, la transparencia de la atmósfera, el contenido de vapor de agua, polvo, la cantidad total de dióxido de carbono, etc.

La máxima cantidad de radiación dispersada llega a las regiones polares. Cuanto más bajo está el Sol sobre el horizonte, menos calor entra en una determinada zona del terreno.

La transparencia y la nubosidad atmosféricas son de gran importancia. En un día nublado de verano suele hacer más frío que en uno despejado, ya que la nubosidad diurna impide el calentamiento de la superficie terrestre.

El polvo de la atmósfera juega un papel importante en la distribución del calor. Las partículas sólidas de polvo y cenizas finamente dispersas que se encuentran en él, que afectan su transparencia, afectan negativamente la distribución de la radiación solar, la mayor parte de la cual se refleja. Las partículas finas ingresan a la atmósfera de dos maneras: cenizas emitidas durante las erupciones volcánicas o polvo del desierto transportado por los vientos de las regiones áridas tropicales y subtropicales. Especialmente una gran cantidad de este tipo de polvo se forma durante las sequías, cuando las corrientes de aire cálido lo transportan a las capas superiores de la atmósfera y pueden permanecer allí durante mucho tiempo. Después de la erupción del volcán Krakatoa en 1883, el polvo arrojado a la atmósfera a decenas de kilómetros permaneció en la estratosfera durante unos 3 años. Como consecuencia de la erupción del volcán El Chichón (México) en 1985, el polvo llegó a Europa, por lo que se produjo un ligero descenso de las temperaturas superficiales.

La atmósfera terrestre contiene cantidades variables de vapor de agua. En términos absolutos en peso o volumen, su cantidad oscila entre el 2 y el 5%.

El vapor de agua, al igual que el dióxido de carbono, potencia el efecto invernadero. En las nubes y nieblas que surgen en la atmósfera se producen peculiares procesos físicos y químicos.

La principal fuente de vapor de agua que ingresa a la atmósfera es la superficie del Océano Mundial. Anualmente se evapora una capa de agua de 95 a 110 cm de espesor, una parte de la humedad regresa al océano después de la condensación y la otra es dirigida por las corrientes de aire hacia los continentes. En zonas de clima húmedo variable, la precipitación humedece el suelo y en climas húmedos crea reservas de agua subterránea. Así, la atmósfera es un acumulador de humedad y un reservorio de precipitaciones. y las nieblas que se forman en la atmósfera aportan humedad a la capa del suelo y, por tanto, desempeñan un papel decisivo en el desarrollo de la flora y la fauna.

La humedad atmosférica se distribuye sobre la superficie terrestre debido a la movilidad de la atmósfera. Ella tiene una muy un sistema complejo distribución de vientos y presiones. Debido al hecho de que la atmósfera está en continuo movimiento, la naturaleza y la escala de la distribución de los flujos y la presión del viento cambian constantemente. La escala de circulación varía desde la micrometeorológica, con un tamaño de sólo unos pocos cientos de metros, hasta una escala global de varias decenas de miles de kilómetros. Enormes vórtices atmosféricos participan en la creación de sistemas de corrientes de aire a gran escala y determinan la circulación general de la atmósfera. Además, son fuentes de fenómenos atmosféricos catastróficos.

La distribución del tiempo y condiciones climáticas y el funcionamiento de la materia viva. Si la presión atmosférica fluctúa dentro de límites pequeños, no juega un papel decisivo en el bienestar de las personas y el comportamiento de los animales y no afecta las funciones fisiológicas de las plantas. Los cambios de presión suelen estar asociados a fenómenos frontales y cambios climáticos.

La presión atmosférica es de fundamental importancia para la formación del viento, que, al ser un factor formador del relieve, tiene un fuerte impacto en la flora y la fauna.

El viento puede suprimir el crecimiento de las plantas y al mismo tiempo promover la transferencia de semillas. El papel del viento en la configuración del tiempo y las condiciones climáticas es enorme. También actúa como regulador de las corrientes marinas. El viento, como uno de los factores exógenos, contribuye a la erosión y deflación del material erosionado a largas distancias.

Papel ecológico y geológico de los procesos atmosféricos.

Una disminución de la transparencia de la atmósfera por la aparición de partículas de aerosoles y polvo sólido en ella afecta a la distribución de la radiación solar, aumentando el albedo o reflectividad. Varias reacciones químicas que provocan la descomposición del ozono y la formación de nubes de “perlas” formadas por vapor de agua conducen al mismo resultado. Los cambios globales en la reflectividad, así como los cambios en los gases atmosféricos, principalmente gases de efecto invernadero, son responsables del cambio climático.

El calentamiento desigual, que provoca diferencias en la presión atmosférica en diferentes partes de la superficie terrestre, conduce a la circulación atmosférica, que es el sello distintivo de la troposfera. Cuando se produce una diferencia de presión, el aire sale rápidamente de las áreas hipertensión a la zona de baja presión. Estos movimientos de masas de aire, junto con la humedad y la temperatura, determinan las principales características ecológicas y geológicas de los procesos atmosféricos.

Dependiendo de la velocidad, el viento realiza diversos trabajos geológicos en la superficie terrestre. A una velocidad de 10 m/s, sacude gruesas ramas de árboles, levantando y transportando polvo y arena fina; rompe ramas de árboles con una velocidad de 20 m/s, transporta arena y grava; a una velocidad de 30 m/s (tormenta) arranca los techos de las casas, arranca árboles, rompe postes, mueve guijarros y arrastra pequeños escombros, y un viento huracanado a una velocidad de 40 m/s destruye casas, rompe y derriba energía alinea postes, arranca árboles grandes.

Chubascas y tornados (tornados): vórtices atmosféricos que surgen en la estación cálida a poderosas frentes atmosféricos, teniendo una velocidad de hasta 100 m/s. Las borrascas son torbellinos horizontales con vientos huracanados (hasta 60-80 m/s). A menudo van acompañados de fuertes aguaceros y tormentas que duran desde varios minutos hasta media hora. Las borrascas cubren áreas de hasta 50 km de ancho y recorren una distancia de 200 a 250 km. En 1998, una tormenta que azotó Moscú y la región de Moscú dañó los tejados de muchas casas y derribó árboles.

tornados, llamados América del norte Los tornados son poderosos vórtices atmosféricos en forma de embudo, a menudo asociados con nubes de tormenta. Se trata de columnas de aire que se estrechan en el centro y tienen un diámetro de varias decenas a cientos de metros. Un tornado tiene la apariencia de un embudo, muy parecido a la trompa de un elefante, que desciende de las nubes o se eleva desde la superficie de la tierra. Poseyendo una fuerte escasez y alta velocidad En rotación, el tornado recorre varios cientos de kilómetros, arrastrando polvo, agua de embalses y diversos objetos. Los tornados poderosos van acompañados de tormentas eléctricas, lluvia y tienen un gran poder destructivo.

Los tornados rara vez ocurren en regiones subpolares o ecuatoriales, donde hace frío o calor constantemente. Hay pocos tornados en mar abierto. Los tornados ocurren en Europa, Japón, Australia, Estados Unidos y en Rusia son especialmente frecuentes en la región central de la Tierra Negra, en las regiones de Moscú, Yaroslavl, Nizhny Novgorod e Ivanovo.

Los tornados levantan y mueven automóviles, casas, carruajes y puentes. En Estados Unidos se observan tornados especialmente destructivos. Cada año se producen entre 450 y 1.500 tornados, con una media de muertes de unas 100 personas. Los tornados son procesos atmosféricos catastróficos de acción rápida. Se forman en sólo 20-30 minutos y su vida útil es de 30 minutos. Por tanto, es casi imposible predecir la hora y el lugar de los tornados.

Otros vórtices atmosféricos destructivos pero duraderos son los ciclones. Se forman debido a una diferencia de presión, que bajo ciertas condiciones contribuye a la aparición de movimiento circular flujos de aire. Vórtices atmosféricos Se originan alrededor de poderosas corrientes ascendentes de aire cálido y húmedo y giran a gran velocidad en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio sur y en el sentido contrario a las agujas del reloj en el hemisferio norte. Los ciclones, a diferencia de los tornados, se originan sobre los océanos y producen sus efectos destructivos sobre los continentes. Los principales factores destructivos son vientos fuertes, precipitaciones intensas en forma de nevadas, aguaceros, granizo e inundaciones. Los vientos con velocidades de 19 a 30 m/s forman una tormenta, de 30 a 35 m/s una tormenta y más de 35 m/s un huracán.

Los ciclones tropicales (huracanes y tifones) tienen una anchura media de varios cientos de kilómetros. La velocidad del viento dentro del ciclón alcanza la fuerza de un huracán. Los ciclones tropicales duran desde varios días hasta varias semanas y se mueven a velocidades de 50 a 200 km/h. Los ciclones de latitudes medias tienen un diámetro mayor. Sus dimensiones transversales oscilan entre mil y varios miles de kilómetros y la velocidad del viento es tormentosa. Se desplazan en el hemisferio norte desde el oeste y van acompañadas de granizo y nevadas de carácter catastrófico. En términos de número de víctimas y daños causados, los ciclones y los huracanes y tifones asociados son los mayores fenómenos atmosféricos naturales después de las inundaciones. En zonas densamente pobladas de Asia, el número de muertos por huracanes es de miles. En 1991, durante un huracán en Bangladesh, que provocó la formación de olas en el mar de 6 m de altura, murieron 125 mil personas. Los tifones causan grandes daños a los Estados Unidos. Al mismo tiempo, mueren decenas y cientos de personas. En Europa occidental, los huracanes causan menos daños.

Las tormentas eléctricas se consideran un fenómeno atmosférico catastrófico. Ocurren cuando la temperatura sube muy rápidamente aire húmedo. En el límite de las zonas tropicales y subtropicales, las tormentas ocurren entre 90 y 100 días al año, en la zona templada, entre 10 y 30 días. En nuestro país mayor numero Se producen tormentas eléctricas en el norte del Cáucaso.

Las tormentas suelen durar menos de una hora. Particularmente peligrosos son los aguaceros intensos, el granizo, los rayos, las ráfagas de viento y las corrientes de aire verticales. El peligro de granizo está determinado por el tamaño del granizo. En el norte del Cáucaso, la masa de granizo alcanzó una vez los 0,5 kg, y en la India se registraron granizos que pesaban 7 kg. Las zonas urbanas más peligrosas de nuestro país se encuentran en el norte del Cáucaso. En julio de 1992, el granizo dañó el aeropuerto " Agua mineral» 18 aviones.

a los peligrosos fenómenos atmosféricos incluir rayos. Matan personas, ganado, provocan incendios y dañan la red eléctrica. Unas 10.000 personas mueren cada año en todo el mundo a causa de las tormentas y sus consecuencias. Además, en algunas zonas de África, Francia y Estados Unidos, el número de víctimas por rayos es mayor que por otros fenómenos naturales. El daño económico anual causado por las tormentas en los Estados Unidos es de al menos 700 millones de dólares.

Las sequías son típicas de las regiones desérticas, esteparias y forestales-esteparias. La falta de precipitaciones provoca la desecación del suelo, una disminución del nivel de las aguas subterráneas y de los embalses hasta su total sequedad. La deficiencia de humedad provoca la muerte de la vegetación y los cultivos. Las sequías son especialmente graves en África, el Cercano y Medio Oriente, Asia Central y en el sur de América del Norte.

Las sequías cambian las condiciones de vida humanas y tienen un efecto adverso sobre entorno natural a través de procesos como la salinización del suelo, vientos secos, tormentas de polvo, erosión del suelo e incendios forestales. Los incendios son especialmente graves durante las sequías en las regiones de taiga, los bosques tropicales y subtropicales y las sabanas.

Las sequías son procesos de corta duración que duran una temporada. Cuando las sequías duran más de dos temporadas, existe la amenaza de hambruna y mortalidad masiva. Normalmente, la sequía afecta el territorio de uno o más países. Las sequías prolongadas con consecuencias trágicas ocurren con especial frecuencia en la región africana del Sahel.

Fenómenos atmosféricos como nevadas, lluvias intensas de corta duración y lluvias prolongadas y persistentes causan grandes daños. Las nevadas provocan avalanchas masivas en las montañas, y el rápido derretimiento de la nieve caída y las lluvias prolongadas provocan inundaciones. La enorme masa de agua que cae sobre la superficie terrestre, especialmente en las zonas sin árboles, provoca una grave erosión del suelo. Hay un crecimiento intensivo de los sistemas de vigas de cárcava. Las inundaciones surgen como resultado de grandes inundaciones durante períodos de fuertes precipitaciones o crecidas después de un calentamiento repentino o derretimiento primaveral de la nieve y, por lo tanto, en origen pertenecen a fenómenos atmosféricos (se analizan en el capítulo sobre papel ecológico hidrosfera).

Cambios atmosféricos antropogénicos.

Actualmente hay muchos varias fuentes naturaleza antropogénica, provocando contaminación del aire y provocando graves perturbaciones en el equilibrio ecológico. En términos de escala, dos fuentes tienen el mayor impacto en la atmósfera: el transporte y la industria. En promedio, el transporte representa aproximadamente el 60% de la contaminación atmosférica total, la industria - 15, la energía térmica - 15, las tecnologías para la destrucción de los hogares y residuos industriales - 10%.

El transporte, según el combustible utilizado y los tipos de oxidantes, emite a la atmósfera óxidos de nitrógeno, azufre, óxidos y dióxidos de carbono, plomo y sus compuestos, hollín, benzopireno (sustancia del grupo de los hidrocarburos aromáticos policíclicos, que es un fuerte carcinógeno que causa cáncer de piel).

La industria emite a la atmósfera dióxido de azufre, óxidos y dióxidos de carbono, hidrocarburos, amoníaco, sulfuro de hidrógeno, ácido sulfúrico, fenol, cloro, flúor y otros compuestos químicos. Pero la posición dominante entre las emisiones (hasta el 85%) la ocupa el polvo.

Como resultado de la contaminación, la transparencia de la atmósfera cambia, provocando aerosoles, smog y lluvia ácida.

Los aerosoles son sistemas dispersos que consisten en partículas sólidas o gotas de líquido suspendidas en un ambiente gaseoso. El tamaño de partícula de la fase dispersa suele ser de 10 -3 -10 -7 cm Dependiendo de la composición de la fase dispersa, los aerosoles se dividen en dos grupos. Uno incluye aerosoles que consisten en partículas sólidas dispersas en un medio gaseoso, el segundo incluye aerosoles que son una mezcla de fases gaseosas y líquidas. Los primeros se llaman humos y los segundos, nieblas. En el proceso de su formación, los centros de condensación juegan un papel importante. Como núcleos de condensación actúan cenizas volcánicas, polvo cósmico, productos de emisiones industriales, diversas bacterias, etc.. El número de posibles fuentes de núcleos de concentración crece constantemente. Entonces, por ejemplo, cuando el fuego destruye la hierba seca en un área de 4000 m 2, se forma un promedio de 11 * 10 22 núcleos de aerosol.

Los aerosoles comenzaron a formarse desde el momento en que apareció nuestro planeta e influyeron condiciones naturales. Sin embargo, su cantidad y acciones, equilibradas con el ciclo general de las sustancias en la naturaleza, no provocaron cambios ambientales profundos. Factores antropogénicos sus formaciones cambiaron este equilibrio hacia importantes sobrecargas de la biosfera. Esta característica ha sido especialmente evidente desde que la humanidad comenzó a utilizar aerosoles especialmente creados tanto en forma de sustancias tóxicas como para la protección de plantas.

Los más peligrosos para la vegetación son los aerosoles de dióxido de azufre, fluoruro de hidrógeno y nitrógeno. Cuando entran en contacto con la superficie húmeda de la hoja, forman ácidos que tienen un efecto perjudicial sobre los seres vivos. Las nieblas ácidas entran junto con el aire inhalado en los órganos respiratorios de animales y humanos y tienen un efecto agresivo sobre las membranas mucosas. Algunos de ellos descomponen el tejido vivo y los aerosoles radiactivos provocan cáncer. Entre los isótopos radiactivos, el Sg 90 es especialmente peligroso no sólo por su carácter cancerígeno, sino también como análogo del calcio, reemplazándolo en los huesos de los organismos y provocando su descomposición.

Durante explosiones nucleares En la atmósfera se forman nubes de aerosoles radiactivos. Las partículas pequeñas con un radio de 1 a 10 micrones caen no solo en las capas superiores de la troposfera, sino también en la estratosfera, donde pueden permanecer durante mucho tiempo. También se forman nubes de aerosol durante el funcionamiento del reactor. instalaciones industriales producción de combustible nuclear, así como como resultado de accidentes en centrales nucleares.

El smog es una mezcla de aerosoles con fases dispersas líquidas y sólidas, que forman una cortina de niebla sobre zonas industriales y grandes ciudades.

Hay tres tipos de smog: helado, húmedo y seco. El smog del hielo se llama smog de Alaska. Se trata de una combinación de contaminantes gaseosos con la adición de partículas de polvo y cristales de hielo que se producen cuando se congelan las gotas de niebla y vapor de los sistemas de calefacción.

El smog húmedo, o smog tipo Londres, a veces se denomina smog invernal. Es una mezcla de contaminantes gaseosos (principalmente dióxido de azufre), partículas de polvo y gotas de niebla. El requisito meteorológico previo para la aparición del smog invernal es un clima sin viento, en el que una capa de aire cálido se encuentra sobre la capa de aire frío del suelo (por debajo de 700 m). En este caso, no sólo hay intercambio horizontal, sino también vertical. Los contaminantes, normalmente dispersos en capas altas, se acumulan en este caso en la capa superficial.

El smog seco ocurre durante el verano y a menudo se le llama smog tipo Los Ángeles. Es una mezcla de ozono, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno y vapores ácidos. Este smog se forma como resultado de la descomposición de contaminantes por la radiación solar, especialmente su parte ultravioleta. El prerrequisito meteorológico es la inversión atmosférica, expresada en la aparición de una capa de aire frío sobre el aire caliente. Normalmente, los gases y las partículas sólidas levantadas por las corrientes de aire caliente se dispersan luego en las capas frías superiores, pero en este caso se acumulan en la capa de inversión. En el proceso de fotólisis, los dióxidos de nitrógeno formados durante la combustión de combustible en los motores de los automóviles se descomponen:

NO 2 → NO + O

Entonces se produce la síntesis de ozono:

O + O 2 + M → O 3 + M

NO + O → NO 2

Los procesos de fotodisociación van acompañados de un brillo amarillo verdoso.

Además, se producen reacciones del tipo: SO 3 + H 2 0 -> H 2 SO 4, es decir, se forma ácido sulfúrico fuerte.

Con un cambio de las condiciones meteorológicas (aparición de viento o cambio de humedad), el aire frío se disipa y el smog desaparece.

La presencia de sustancias cancerígenas en el smog provoca problemas respiratorios, irritación de las mucosas, trastornos circulatorios, asfixia asmática y, a menudo, la muerte. El smog es especialmente peligroso para los niños pequeños.

La lluvia ácida es precipitación, acidificados por emisiones industriales de óxidos de azufre, nitrógeno y vapores de ácido perclórico y cloro disueltos en ellos. En el proceso de combustión de carbón y gas, la mayor parte del azufre que contiene, tanto en forma de óxido como en compuestos con hierro, en particular en pirita, pirrotita, calcopirita, etc., se convierte en óxido de azufre, que, junto con con dióxido de carbono, se emite a la atmósfera. Cuando el nitrógeno atmosférico y las emisiones técnicas se combinan con el oxígeno, se forman diversos óxidos de nitrógeno y el volumen de óxidos de nitrógeno formados depende de la temperatura de combustión. La mayor parte de los óxidos de nitrógeno se produce durante el funcionamiento de vehículos y locomotoras diésel, y una porción más pequeña se produce en el sector energético y en las empresas industriales. Los óxidos de azufre y nitrógeno son los principales formadores de ácido. Al reaccionar con el oxígeno atmosférico y el vapor de agua que contiene, se forman ácidos sulfúrico y nítrico.

Se sabe que el equilibrio alcalino-ácido del medio ambiente está determinado por el valor del pH. Un ambiente neutro tiene un valor de pH de 7, un ambiente ácido tiene un valor de pH de 0 y un ambiente alcalino tiene un valor de pH de 14. En la era moderna, el valor de pH del agua de lluvia es 5,6, aunque en el pasado reciente era neutral. Una disminución del valor del pH en uno corresponde a un aumento de la acidez diez veces mayor y, por lo tanto, en la actualidad, las lluvias con mayor acidez caen en casi todas partes. La acidez máxima de las lluvias registrada en Europa occidental fue de 4-3,5 pH. Hay que tener en cuenta que un valor de pH de 4-4,5 es letal para la mayoría de los peces.

La lluvia ácida tiene un efecto agresivo sobre la vegetación de la Tierra, sobre los edificios industriales y residenciales y contribuye a una aceleración significativa de la erosión de las rocas expuestas. Un aumento de la acidez impide la autorregulación de la neutralización de los suelos en los que se disuelven. nutrientes. A su vez, esto conduce a una fuerte disminución del rendimiento y provoca la degradación de la cubierta vegetal. La acidez del suelo promueve la liberación de suelos pesados ​​adheridos, que son absorbidos gradualmente por las plantas, causando graves daños a los tejidos y penetrando en la cadena alimentaria humana.

Cambio en el potencial de ácido alcalino. aguas del mar, especialmente en aguas poco profundas, provoca el cese de la reproducción de muchos invertebrados, provoca la muerte de peces y altera el equilibrio ecológico de los océanos.

Como resultado de la lluvia ácida, las personas corren riesgo de muerte. áreas boscosas Europa occidental, los países bálticos, Karelia, los Urales, Siberia y Canadá.