Атмосфера. 
Естествознание

В результате освоения содержания главы 5 студент должен:

знать

• • строение и состав атмосферы, закономерности в распределении солнечной радиации и тепла на земном шаре;
• • понятия, характеризующие атмосферу, сущность процессов, протекающих в атмосфере;

уметь

• применять теоретические знания для объяснения процессов, проходящих в атмосфере, и адаптировать их для использования в профессиональной деятельности;

владеть

• навыком поиска и отбора информации по теме с использованием информационно-коммуникативных средств.

Понятие об атмосфере

Атмосфера — воздушная оболочка, окружающая Землю и вращающаяся вместе с ней.

К настоящему времени сложились определенные взгляды на происхождение атмосферы. Считается, что первый этап ее формирования начался после завершения процесса образования планеты. Предполагается, что происходила дегазация мантии, а сила тяготения Земли удерживала выделяющиеся газы. Позже, в связи с появлением фотосинтезирующих водорослей, начался второй, кислородный, этап формирования атмосферы.

Границы атмосферы весьма условны. Нижней границей является поверхность Земли, а верхняя условно проводится на высоте около 1000 км, хотя она простирается гораздо выше — до 2000 км, но на такой высоте атмосфера крайне разрежена.

Воздух атмосферы — это смесь газов. До высоты примерно 100 км содержится 78% азота, 21% кислорода, около 1% инертных газов (по объему).

В воздухе много мелких твердых частиц. Они служат ядрами конденсации, вокруг которых образуются капли воды и снежинки.

Составной частью воздуха является также невидимый водяной пар, который при определенных условиях конденсируется или сублимируется и дает осадки. Как и углекислый газ, он тоже является «утеплителем» Земли.

Масса атмосферы составляет одну миллионную долю массы земного шара. Половина ее находится в нижних 5 км, три четверти — в 10-километровом слое.

В вертикальном отношении атмосфера неоднородна. По характеру изменения температуры воздуха с высотой и другим физическим свойствам она делится на несколько концентрических оболочек.

Тропосфера — самый нижний и плотный слой атмосферы. Его верхняя граница расположена на высоте 18 км на экваторе и 8—9 км над полюсами. Температура воздуха убывает с высотой в среднем на 0,6°С на каждые 100 м и достигает у верхней границы -55°С. В тропосфере происходит интенсивное вертикальное движение воздуха — конвекция и горизонтальное перемещение — ветры. Здесь сосредоточены почти весь воздух и водяной пар, образуются туманы, облака, атмосферные осадки. Формирование погоды происходит именно в тропосфере.

Стратосфера простирается в среднем до высоты 50 км. Температура воздуха в ней возрастает за счет поглощения солнечной энергии озоном, а у верхней границы температура около 0 °C. В стратосфере почти нет водяного пара, поэтому практически нет и облаков. Именно здесь на высоте 25 км расположен озоновый слой.

Мезосфера располагается до высоты примерно 80 км. В ней происходит понижение температуры (до -80°С), наблюдаются ледяные облака.

Термосфера — следующий слой, простирающийся до высоты 800 км. Температура повышается значительно, вплоть до +1500°С.

Экзосфера — внешний слой атмосферы, нагретый до +2000°С и постепенно переходящий в межпланетное пространство.

Верхние слои атмосферы, в отличие от нижних, ионизированы. В них наблюдаются полярные сияния и магнитные бури.

Атмосфера имеет большое значение для планеты. Являясь своеобразным связующим звеном с космосом, она защищает все живое на Земле от пагубного воздействия ультрафиолетовой солнечной радиации, космических лучей. Атмосфера предохраняет Землю от чрезмерного перегревания днем и охлаждения ночью, служит защитой от метеоритов.

Атмосфера взаимодействует со всеми оболочками Земли. Между земной поверхностью (сушей и водой) и атмосферой осугцествляется постоянный обмен теплом и влагой. Без атмосферы не было бы ни ветра, ни звука, ни осадков. Воздух (кислород, азот, диоксид углерода и другие газы) — необходимое условие органической жизни на нашей планете, он нужен людям, животным, растениям.

Изменение состава воздуха атмосферы, вызванное хозяйственной деятельностью людей, приводит к нежелательным последствиям, прежде всего, для здоровья человека.