ТЕМА1: Атмосфера та її основні властивості

 

План:

 

1.1. Атмосфера. Її будова та загальні відомості про параметри, які характеризують її стан.

1.2. Поділ атмосфери на шари.

1.3. Атмосферний тиск. Одиниці виміру.

1.4. Прилади для вимірювання атмосферного тиску.

 

1.1. Атмосфера. Її будова та загальні відомості про параметри, які характеризують її стан

Атмосфера Землі є суцільною оболонкою, оточує нашу планету і являє собою суміш газів, хмар та ін. частинок, що знаходяться в повітрі й називаються аерозолями. Основні гази атмосфери – азот (78,084 %) кисень (20,946 %), аргон (0,033 %) та інші, що сукупно являють «коктейль» характерний для Землі.

Таблиця 1.1 - Відсотковий вміст об'ємів механічної суміші газів атмосферного сухого повітря

№	Хімічна характеристика газу	Відсоткова частка (%) об’єму даного газу в суміші
	Азот (N2)	78,084000
	Кисень (O2)	20,947000
	Аргон (Ar)	0,934000
	Вуглекислий газ (CO2)	0,031400
	Неон	0,001818
	Гелій	0,000524
	Криптон	0,000114
	Ксенон	0,000087
	Водень	0,000050
	Окис азоту	0,000050
	Метан	0,0002
	Озон влітку	Від 0 до 0,000007
	Озон взимку	Від 0 до 0,000002
	Двоокис сірки	Від 0 до 0,0001
	Двоокис азоту	Від 0до 0,000002
	Йод (І)	Від 0 до 0,000001

 

Наведений у таблиці 1.1 відсотковий вміст об'ємів механічної суміші газів атмосферного сухого повітря в цілому зберігається до висот 90-96 км. Вище, внаслідок дисоціації газових молекул ультрафіолетовим випромінюванням Сонця склад атмосферного повітря змінюється.

Азот — один з головних елементів ґрунтового харчування рослин. Він входить до складу рослинних і тваринних білків. Вільний азот атмосфери зв'язується деякими ґрунтовими й клубеньковими бактеріями, що збагачує ґрунт з'єднаннями азоту, легко засвоюваними рослинами. Для поліпшення ґрунтового харчування рослин мінеральні й органічні сполуки азоту вносять у ґрунт у вигляді добрив. Невелика кількість зв'язаного азоту (3-4 кг/га в рік) попадає в ґрунт із атмосферними опадами.

Кисень необхідний для подиху. При взаємодії органічних речовин з киснем (окислюванні) у клітинах живих організмів виділяється енергія, що забезпечує життєдіяльність тварин і рослин. Тому збагачення ґрунту киснем, що досягається при поліпшенні аерації ґрунту, сприяє діяльності ґрунтових бактерій, росту кореневої системи й, отже, поліпшенню ґрунтового харчування рослин.

Вуглекислий газ — джерело повітряного харчування рослин, найважливіший фактор формування врожаю сільськогосподарських культур. Зелені рослини за допомогою світлової енергії в процесі фотосинтезу створюють із вуглекислого газу й води органічну речовину. При диханні тварин і рослин, горінні й гниттю органічної речовини вуглекислий газ виділяється в атмосферу. Вуглекислий газ має також важливе значення для теплового балансу Землі, зменшуючи її охолодження. У промислових центрах, де спалюється величезна кількість палива, у не провітрюваних житлових приміщеннях зміст вуглекислого газу різко зростає. У поверхні ґрунту в повітрі втримується в 2—3 рази більше вуглекислого газу, чим над рослинним покривом, тобто концентрація О₂ змінюється в часі й у просторі.

В ґрунті в процесі гниття органічної речовини постійно відбувається виділення вуглекислого газу й поглинання кисню. Кисень і азот у ґрунті поглинаються в процесі життєдіяльності бактерій. Тому склад ґрунтового повітря значно відрізняється від складу повітря атмосфери. Зміст СО₂ може досягати в ньому 1,0—1,2 % (у заболочених ґрунтах до 6 %), а зміст кисню опускатися нижче 20 %.

Між атмосферою, ґрунтом, водоймами й рослинним покривом іде безперервний повітрообмін. Обмін ґрунтового повітря із приземним повітрям приводить до збагачення останнього вуглекислим газом.

Спостереження показують, що зміст вуглекислоти в атмосфері за останнє сторіччя збільшилося на 10-12 %. Причиною тому є швидке зростання кількості палива, що спалює в промисловості, на транспорті й ін.

Водяний пар — важлива ланка круговороту води в природі. Він обумовлює утворення хмар, випадання опадів і т.п. Зміст водяного пару в атмосфері називають вологістю повітря. Зміст водяного пару в повітрі в земної поверхні коливається від тисячних часток відсотка до 4 % обсягу. У середньому кількість водяного пару становить у полярних широтах близько 0,02 %, а в тропічних 2,5 % обсягу, тобто змінюється більш ніж в 100 разів. Щільність водяного пару з висотою убуває швидше, ніж щільність основних газів, що становлять повітря. Вже на висоті 1,5-2 км щільність водяного пару вдвічі менше, ніж у приземному шарі атмосфери. Вище 10-15 км залишаються лише незначні сліди водяного пару.

В атмосфері втримуються різні газові домішки. Вони попадають в атмосферу в результаті виверження вулканів, лісових пожеж, діяльності промисловості, авіації, автомобільного транспорту (вихлопні гази). Деякі з газових домішок (двоокис сірки, окисли азоту, окис вуглецю й ін.) згубно діють на людину, тварин і рослини. Загальна кількість шкідливих домішок в атмосфері незначнаfішок в атмосфері незначноСонця,, але у великих промислових центрах їхній зміст часом може перевищувати санітарні норми.

Атмосферний аерозоль становлять часточки, що перебувають у зваженому стані, ґрунтового, виробничого й космічного пилу, диму, морської солі, а також мікроорганізми, спори рослин, водяні крапельки й крижані кристали. Число часток пилу, диму, сажі в повітрі більших міст досягає десятків тисяч в 1 см³. У лісах і над океанами воно в сотні разів менше.

Приведені дані про склад атмосфери ставилися переважно до її нижніх шарів. На висотах від 10 до 60 км під впливом ультрафіолетових променів Сонця утвориться озон – трьохатомний кисень (О₃). У порівнянні з киснем (О₂) зміст озону дуже невеликий, але його значення для життя на Землі величезне. Озон поглинає більшу частину ультрафіолетових променів, згубних для живих організмів. Основна маса озону перебуває на висотах від 25 до 50 км. З висотою склад атмосфери поступово змінюється. На висотах більше 1000 км починають переважати легкі гази - спочатку гелій, а потім водень.