КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ

1.1 Общие сведения

Атмосфера – газовая оболочка Земли, вращающаяся вместе с нею. Основные свойства атмосферы заключаются в ее способности перераспределять энергию Солнца, защищать планету от вредных доз космического излучения и обеспечивать кислородный обмен. Атмосфера имеет слоистое строение и состоит из нескольких сфер, между которыми располагаются переходные слои – паузы. Масса атмосферы составляет 5,9·10¹⁵ тонн. В сферах плотность воздуха и его температура изменяются.

Наиболее плотный слой воздуха, прилегающий к земной поверхности, носит название тропосферы. Толщина его в средних широтах составляет 10–12 км над уровнем моря, на полюсах – 7–10 км, а над экватором – 16–18 км. В тропосфере сосредоточено более 4/5 массы земной атмосферы. Из-за неравномерности нагрева земной поверхности в атмосфере образуются мощные вертикальные точки воздуха, которые предопределяют неустойчивость температуры, относительной влажности, давления и т.п. Однако в среднем температура воздуха в тропосфере по высоте уменьшается на 0,6 ⁰С на каждые 100 м и колеблется от +40 до –50 ⁰С.

В приземных слоях тропосферы условно выделяют наружную воздушную среду, в которой большинство людей проводят меньшую часть времени (10–15%), внутреннюю производственную (в ней человек проводит 25–30% своего времени) и внутреннюю жилую, где люди пребывают большую часть времени (60–70%). Следует отметить, что состояние наружной воздушной среды в значительной мере предопределяет состояние как внутренней производственной, так и жилой воздушной среды.

Газовый состав атмосферы до высоты 100 км относительно постоянен и включает преимущественно азот (75,5%), кислород (23,3%), аргон (1,28%), диоксид углерода (0,046), а так же следы других газов. На высотах от 13 до 27 км наблюдается повышенная концентрация озона. Азот – важнейший биогенный элемент, участвующий в образовании белковых структур организмов; кислород обеспечивает процессы окисления, а такой изотоп кислорода, как озон, задерживает ультрафиолетовую составляющую солнечного света, которая губительна для всего живого. Диоксид углерода выполняет экранирующую роль, задерживая до 10% теплоотдачи планеты.

Обычно в атмосферном воздухе присутствуют различные примеси, которые переносятся воздушными потоками, подвергаются физическим и химическим изменениям под влиянием природных и антропогенных факторов, а также влияют на прозрачность атмосферы, препятствуя прохождению солнечных лучей к поверхности Земли.

Влажность атмосферного воздуха предопределяется насыщением его водяными парами. Наиболее насыщен влагой нижний слой тропосферы (до высоты 1,5–2,0 км), где концентрируются примерно 50% всей влаги. Количество водяного пара, содержащегося в воздухе, зависит от его температуры, и чем выше температура, тем больше влаги может содержать воздух. Однако для каждой температуры существует определенный предел насыщения воздуха парами воды не достигает максимального, и разность между максимальным и данным насыщением носит название дефицита влажности, или недостатка насыщения. Дефицит влажности – важнейший экологический параметр, поскольку он характеризует сразу две величины: температуру и влажность. Чем выше дефицит влажности, тем суше и теплее, и наоборот.

Осадки являются результатом конденсации водяных паров в атмосфере, при этом они в значительной степени предопределяют круговорот воды на Земле. Прослеживается резкая неравномерность выпадения осадков на поверхность Земли, в связи с чем выделяют гумидные (влажные) и аридные (засушливые) с количеством осадков менее 250 мм/год) зоны. Осадки являются своеобразными очистителями атмосферы, в связи с чем режим осадков – важнейший экологический фактор, определяющий миграцию примесей в биосфере.

Кроме того, наличие примесей влияет на прозрачность атмосферы, препятствует прохождению солнечных лучей к земной поверхности.

Температура воздуха над поверхностью Земли предопределяется солнечными излучением и процессами, протекающими в атмосфере. Количество тепла, падающего на горизонтальную поверхность, прямо пропорционально синусу угла стояния Солнца над горизонтом, а это определяет суточные и сезонные колебания температуры в данных районах. Таким образом, чем выше широта местности (к северу или к югу от экватора), тем больше угол наклона, под которым солнечные лучи достигают земную поверхность, тем холоднее климат.

В атмосфере происходит постоянное движение воздушных масс, обусловленное перепадами давления и вращением Земли. В приземном слое ветер оказывает влияние на все метеорологические параметры, а также является основным фактором переноса и перераспределения примесей в атмосферном воздухе.

В пределах земной атмосферы постоянные области высокого и низкого давления, при этом в одних и тех же точках наблюдаются сезонные и суточные минимумы и максимумы давления. Нормальным считается давление 100 000 Па (, соответствующее 750,1 мм рт.ст.)