Загрязнение воздушного бассейна

 

1. Состав и строение атмосферы

Атмосфера – воздушная оболочка земного шара.

С удалением от Земли сила притяжения к ней уменьшается, поэтому, чем больше высота, тем разряженнее становится воздух. Верхнюю границу атмосферы условно проводят на высоте 2000 км.

Атмосфера имеет слоистое строение. До высоты 16-18 км над экватором и 8-10 км над полюсами воздух наиболее плотен. Здесь сосредоточено 4/5 всей его массы. Этот слой воздуха называется тропосферой. В сухом виде он состоит большей частью из азота (78,08 %), кислорода (20,95 %), малых долей аргона (0,93 %), углекислого газа (0,03 %), а также водорода, неона, гелия, криптона, ксенона, радона, йода, озона, метана. Присутствие в воздухе других элементов незначительно. В приземных слоях присутствуют пыль и коллоидные частицы, над океанами и морями – соли, попадающие в воздух при испарении с этих поверхностей. Температура в тропосфере с высотой понижается в среднем на 0,6ºС на каждые 100 метров. Эту величину называют вертикальным градиентом температуры.

Над тропосферой находится переходный слой воздуха – тропопауза.

Выше тропопаузы до высоты 50-55 км расположена стратосфера. В нижней части стратосферы уменьшение температуры с высотой продолжается до высоты 25 км; выше температура начинает возрастать на 1-2ºС на каждый километр.

Это вызвано, по-видимому, тем, что слои озона поглощают и рассеивают ультрафиолетовую (коротковолновую) солнечную радиацию, мешая ей проникнуть к поверхности Земли. Они, подобно экрану, защищающему все живое от губительных ультрафиолетовых лучей.

В стратосфере наблюдаются очень сильные горизонтальные и вертикальные перемещения воздуха. Их изучение имеет большое практическое значение для авиации, метеорологии.

Над стратосферой снова располагается температурная пауза – стратопауза, после которой температура вновь, как и в тропосфере, понижается до высоты 80 км, где достигает -75ºС-90ºС.

Слой атмосферы от 55 до 80 км называют мезосферой. Над ней также располагается переходный слой – мезопауза.

Далее с удалением от Земли воздух все более разреживается. Температура возрастает и на высоте 150 км достигает +240ºС, а в 500-600 км от Земли - +1500ºС. Здесь атомы лишаются своих электронных оболочек, превращаясь в ионизированные слои. Они отражают короткие радиоволны, и это делает возможной дальнюю радиосвязь – вокруг всего земного шара. Этот слой атмосферы называется ионосфера.

Выше 800 км над ионосферой расположена экзосфера, где частицы газов очень редки, а температура достигает +2000ºС.

В познании атмосферы огромное значение имела техника. Сначала люди изучали воздушный океан на Земле, имея возможность только подниматься в горы. В 19 веке начались исследования атмосферы с помощью воздушных шаров. И только в начале 20 века удалось проникнуть в стратосферу. Отважные аэронавты, рискуя жизнью, поднимались на высоту 20-30 км. И только с запуском метеорологических ракет были открыты мезосфера и ионосфера.

2. Загрязнение воздушного бассейна

Быстрое развитие энергетики, промышленности и транспорта привело в настоящее время к значительному загрязнению воздушного бассейна, то есть той части природной среды, которой мы больше всего пользуемся.

Например, в сутки человек потребляет в среднем 12 килограмм воздуха, т.е. в 8 раз больше, чем воды, и в 12 раз больше, чем пищи.

В результате антропогенной деятельности в атмосферу ежегодно выбрасываются сотни миллионов тонн различных вредных веществ. Многие из них являются высокотоксичными и влияют на здоровье людей и окружающую среду.

Например, только в Германии в атмосферу поступает более 4 миллионов тонн пыли, 8 млн. тонн окиси углерода, 2 млн. тонн окислов азота и другие вредные вещества. Подсчитано, что для того чтобы вывезти эти вредные вещества, понадобилось бы 800 тысяч железнодорожных вагонов.

По расчетам специалистов, экономический ущерб от загрязнения окружающей среды на 60% обусловлен загрязнением воздушного бассейна. Ущерб, наносимый здоровью людей, в структуре ущерба от загрязнения атмосферы составляет 40-45%.

В силу большой подвижности атмосферы поступившие в нее вредные вещества переносятся на большие расстояния, и проблема в этом случае приобретает глобальный характер. На пути своего перемещения токсичные вещества оказывают свое отрицательное воздействие не только на человека, но и на животных, растительность, сооружения и технику.

Последствиями антропогенного воздействия на атмосферу являются также такие процессы, как парниковый эффект, кислотные дожди, озоновые дыры и т.д.

Учеными представлены результаты исследований по изменению климата на нашей планете за последние 130 лет: общемировая среднегодовая температура увеличилась на 0,5ºС. По расчетам разных авторов, повышение этой температуры на 1,5-2,5 градуса вызывает исчезновение “ледяных шапок” Земли и повышение общего уровня Мирового океана на 100-150 метров. Парниковый эффект, обусловленный ростом концентрации парниковых газов, создают, в основном, выбросы потребительских дымовых газов, задерживающих излучаемое Землей тепло в космос. На нашей планете есть только две малых области, где среднегодовое повышение температуры составило 2,5ºС за 130-летний период. Одна область – в Канаде, другая – в Западной Сибири на фоне обширной области общего западносибирского потепления на 1,5-2 градуса.

Общая “сибирская” область начинается на севере Гренландии, касается северных частей Шпицбергена и Новой Земли, входит в устье Оби и, расширяясь, включает Западную Сибирь, Среднюю Азию, Афганистан, канадское “пятнышко” также входит частью в обширную область аляско-канадского потепления. Обширные области потепления появились также в южной части Индийского и обеих частях Тихого океана. Маленькая область подобного потепления расположена на востоке побережья Земли Уилкса в Антарктиде. Тогда как во всех центральных районах Антарктиды среднегодовая температура понизилась.

Как утверждают специалисты, Алтайские горы и Кавказ за последние 150 лет утратили почти 70% своего ледникового покрытия.

Потепление в районе Антарктиды вызвало обрушение ледников площадью в несколько тысяч квадратных километров и повышение уровня Мирового океана. То есть идет интенсивное, таяние ледяных шапок планеты.

Летом и осенью 1997 года на Евразию обрушился целый каскад наводнений. Китай, Польша, Чешская республика и Франция. За 1000- летнюю историю человечества река Одер, обычно спокойно текущий по Чехии и вдоль границы Польши и Германии не обрушивался с такой силой на эти земли. Вполне возможно, что данные катаклизмы связаны с начавшимся таянием арктической полярной шапки планеты и с вовлечением в активный оборот огромных масс воды.

В 70-годах ХХ столетия были открыты озоновые дыры в Антарктиде и аномальное климатическое явление – тихоокеанское течение Эль-Ниньо (Младенец Христос). Озоновые дыры только впоследствии были зафиксированы в других местах планеты, в том числе в 1996 году над территорией Западной Сибири. С той поры обе эти загадки природы прочно обосновались в южном полушарии в дополнение к неожиданному мощному похолоданию на большей части Антарктиды. Но и это не все. По данным американского национального управления по изучению океана и атмосферы в течение июня 1997 года произошло беспрецедентное повышение температуры поверхностных слоев воды в центральной части Тихого океана – на целых 4 градуса по Цельсию. Причина пока не ясна. Но есть одно объяснение – знаменитое течение Эль-Ниньо, являющееся ответвлением теплого экваториального течения. Оно возникает у берегов Перу со странной 12-летней периодичностью и всегда в канун рождества, что и определило его название. Возникнув у берегов Перу, оно сопровождается теплыми пассатами на восток, а затем начинаются его “проделки” на всей территории Тихого океана, формирующие изменения климата и погоды: течение. Удерживаемое ветрами у берегов Индонезии, поворачивает в обратную сторону и обрушивается на Южную Америку. И в результате в 1997 году в Индонезии и на островах Тихого океана жара превзошла предел выносливости старожилов -“аборигенов”. А в Латинской Америке обычно начинаются тропические ливни, так за два месяца там выпало осадков больше, чем за целый год. Затем, наигравшись, “младенец” движется в сторону США и награждает северо-запад этой страны обильными снегопадами, а теплолюбивых калифорнийцев – похолоданием и натиском сильнейшего ветра. Ущерб от Эль-Ниньо в 1972 году составил 13 млрд. долларов и гибель 1,5-2 тысяч человек. Исследование феномена Эль-Ниньо показывает, что его пагубное влияние на климатические процессы усиливается парниковым эффектом.

Большую опасность для озонового слоя представляет ядерная война. Если она разразится, его разрушение за счет взаимодействия с колоссальным количеством окислов азота, образующихся в высокотемпературной области ядерного взрыва, будет катастрофическим.