Atmosféra je vzdušný obal Zeme. Rozprestiera sa až 3000 km od zemského povrchu. Jeho stopy možno vystopovať do nadmorských výšok až 10 000 km. A. má nerovnomernú hustotu 50 5 jej hmoty sú sústredené do 5 km, 75 % - do 10 km, 90 % - do 16 km.
Atmosféru tvorí vzduch - mechanická zmes niekoľkých plynov.
Dusík(78%) v atmosfére zohráva úlohu riedidla kyslíka, regulujúceho rýchlosť oxidácie a tým aj rýchlosť a intenzitu biologické procesy. Dusík je hlavným prvkom zemskej atmosféry, ktorý sa neustále vymieňa so živou hmotou biosféry a komponentov posledné sú zlúčeniny dusíka (aminokyseliny, puríny atď.). Dusík sa z atmosféry získava anorganickými a biochemickými cestami, hoci spolu úzko súvisia. Anorganická extrakcia je spojená s tvorbou jej zlúčenín N 2 O, N 2 O 5, NO 2, NH 3. Nachádzajú sa v zrážkach a vznikajú v atmosfére pod vplyvom elektrických výbojov počas búrok alebo fotochemických reakcií pod vplyvom slnečného žiarenia.
Biologickú fixáciu dusíka vykonávajú niektoré baktérie v symbióze s vyššie rastliny v pôdach. Dusík fixujú aj niektoré mikroorganizmy planktónu a riasy v morskom prostredí. Z kvantitatívneho hľadiska biologická fixácia dusíka prevyšuje jeho anorganickú fixáciu. Výmena všetkého dusíka v atmosfére nastáva v priebehu približne 10 miliónov rokov. Dusík sa nachádza v plynoch sopečného pôvodu a v erupciách skaly Oh. Pri zahrievaní rôznych vzoriek kryštalických hornín a meteoritov sa dusík uvoľňuje vo forme molekúl N 2 a NH 3 . Hlavná forma prítomnosti dusíka, ako na Zemi, tak aj na terestrických planétach, je však molekulárna. Amoniak, ktorý vstupuje do hornej atmosféry, rýchlo oxiduje a uvoľňuje dusík. V sedimentárnych horninách je pochovaný spolu s organickou hmotou a vo zvýšenom množstve sa nachádza v bitúmenových ložiskách. Pri regionálnej metamorfóze týchto hornín sa dusík v rôznych formách uvoľňuje do zemskej atmosféry.
Geochemický cyklus dusíka (
Kyslík(21 %) je využívaný živými organizmami na dýchanie a je súčasťou organických látok (bielkoviny, tuky, sacharidy). Ozón O3. odďaľuje život deštruktívne ultrafialové žiarenie zo Slnka.
Kyslík je druhý najbežnejší atmosférický plyn, ktorý hrá výlučne dôležitú úlohu v mnohých procesoch biosféry. Dominantnou formou jeho existencie je O2. V horných vrstvách atmosféry dochádza vplyvom ultrafialového žiarenia k disociácii molekúl kyslíka a vo výške približne 200 km sa pomer atómového kyslíka k molekulovému (O:O 2) rovná 10. formy kyslíka interagujú v atmosfére (vo výške 20-30 km), ozónový pás (ozónová clona). Ozón (O 3) je nevyhnutný pre živé organizmy, blokuje väčšinu ultrafialového žiarenia zo Slnka, ktoré je pre ne škodlivé.
V počiatočných štádiách vývoja Zeme sa voľný kyslík objavoval vo veľmi malých množstvách ako výsledok fotodisociácie molekúl oxidu uhličitého a vody v horných vrstvách atmosféry. Tieto malé množstvá sa však rýchlo spotrebovali oxidáciou iných plynov. S objavením sa autotrofných fotosyntetických organizmov v oceáne sa situácia výrazne zmenila. Množstvo voľného kyslíka v atmosfére sa začalo postupne zvyšovať a aktívne oxidovať mnohé zložky biosféry. Prvé časti voľného kyslíka teda primárne prispeli k prechodu železnatých foriem železa na oxidové formy a sulfidov na sírany.
Nakoniec množstvo voľného kyslíka v zemskej atmosfére dosiahlo určitú hmotnosť a bolo vyvážené tak, že vyprodukované množstvo sa rovnalo absorbovanému množstvu. V atmosfére bol stanovený relatívne konštantný obsah voľného kyslíka.
Geochemický kyslíkový cyklus (V.A. Vronskij, G.V. Voitkevich)
Oxid uhličitý, prechádza do tvorby živej hmoty a spolu s vodnou parou vytvára takzvaný „skleníkový (skleníkový) efekt“.
Uhlík (oxid uhličitý) – väčšina z neho je v atmosfére vo forme CO 2 a oveľa menej vo forme CH 4. Význam geochemickej histórie uhlíka v biosfére je mimoriadne veľký, pretože je súčasťou všetkých živých organizmov. V rámci živých organizmov prevládajú redukované formy uhlíka a v životné prostredie biosféry sú oxidované. Tak je stanovená chemická výmena životného cyklu: CO 2 ↔ živá hmota.
Zdrojom primárneho oxidu uhličitého v biosfére je sopečná činnosť spojená so sekulárnym odplyňovaním plášťa a spodných horizontov zemskej kôry. Časť tohto oxidu uhličitého vzniká, keď tepelný rozklad staroveké vápence v rôznych metamorfných zónach. Migrácia CO 2 v biosfére prebieha dvoma spôsobmi.
Prvý spôsob je vyjadrený absorpciou CO 2 počas fotosyntézy s tvorbou organických látok a následným uložením do priaznivých redukčných podmienok v litosfére vo forme rašeliny, uhlia, ropy a ropných bridlíc. Podľa druhého spôsobu migrácia uhlíka vedie k vytvoreniu karbonátového systému v hydrosfére, kde sa CO 2 mení na H 2 CO 3, HCO 3 -1, CO 3 -2. Potom sa za účasti vápnika (menej často horčíka a železa) biogénnymi a abiogénnymi cestami ukladajú uhličitany. Objavujú sa hrubé vrstvy vápenca a dolomitu. Podľa A.B. Ronov, pomer organického uhlíka (Corg) k uhličitanovému uhlíku (Ccarb) v histórii biosféry bol 1:4.
Spolu s globálnym uhlíkovým cyklom existuje aj množstvo malých uhlíkových cyklov. Takže na súši zelené rastliny absorbujú CO 2 pre proces fotosyntézy denná a v noci ho vypúšťajú do atmosféry. Smrťou živých organizmov na zemskom povrchu dochádza k oxidácii organických látok (za účasti mikroorganizmov) s uvoľňovaním CO 2 do atmosféry. V posledných desaťročiach zaujíma osobitné miesto v uhlíkovom cykle masívne spaľovanie fosílnych palív a zvyšovanie ich obsahu v modernej atmosfére.
Uhlíkový cyklus v geografickom obale (podľa F. Ramada, 1981)
argón- tretí najrozšírenejší atmosférický plyn, čím sa výrazne odlišuje od extrémne riedko rozšírených ostatných inertných plynov. Argón však vo svojej geologickej histórii zdieľa osud týchto plynov, ktoré sa vyznačujú dvoma vlastnosťami:
- nezvratnosť ich akumulácie v atmosfére;
- úzke spojenie s rádioaktívnym rozpadom určitých nestabilných izotopov.
Inertné plyny sú mimo cyklu väčšiny cyklických prvkov v biosfére Zeme.
Všetky inertné plyny možno rozdeliť na primárne a rádiogénne. Medzi tie primárne patria tie, ktoré Zem zachytila v období svojho vzniku. Sú mimoriadne zriedkavé. Primárnu časť argónu predstavujú najmä izotopy 36 Ar a 38 Ar, zatiaľ čo atmosférický argón pozostáva výlučne z izotopu 40 Ar (99,6 %), ktorý je nepochybne rádiogénny. V horninách obsahujúcich draslík sa vyskytla a naďalej vyskytuje akumulácia rádiogénneho argónu v dôsledku rozpadu draslíka-40 prostredníctvom záchytu elektrónov: 40 K + e → 40 Ar.
Preto je obsah argónu v horninách určený ich vekom a množstvom draslíka. Do tohto rozsahu je koncentrácia hélia v horninách funkciou ich veku a obsahu tória a uránu. Argón a hélium sa do atmosféry uvoľňujú z útrob zeme počas sopečných erupcií cez trhliny v zemská kôra vo forme prúdov plynu, ako aj pri zvetrávaní hornín. Podľa výpočtov, ktoré vykonali P. Dimon a J. Culp, sa hélium a argón v modernej dobe hromadia v zemskej kôre a do atmosféry sa dostávajú v relatívne malých množstvách. Rýchlosť vstupu týchto rádiogénnych plynov je taká nízka, že počas geologickej histórie Zeme nedokázala zabezpečiť ich pozorovaný obsah v modernej atmosfére. Zostáva teda predpoklad, že väčšina argónu v atmosfére pochádzala z útrob Zeme v najskorších štádiách jej vývoja a oveľa menej sa pridalo následne počas procesu vulkanizmu a počas zvetrávania hornín s obsahom draslíka.
V priebehu geologického času teda hélium a argón mali rôzne migračné procesy. V atmosfére je veľmi málo hélia (asi 5 * 10 -4%) a „héliové dýchanie“ Zeme bolo ľahšie, pretože sa ako najľahší plyn vyparilo do vesmíru. A „argónové dýchanie“ bolo ťažké a argón zostal na našej planéte. Väčšina prvotných vzácnych plynov, ako je neón a xenón, súvisela s prvotným neónom zachyteným Zemou počas jej formovania, ako aj s uvoľňovaním pri odplyňovaní plášťa do atmosféry. Celý súbor údajov o geochémii vzácnych plynov naznačuje, že primárna atmosféra Zeme vznikla úplne skorých štádiách jeho vývoja.
Atmosféra obsahuje vodná para A voda v tekutom a tuhom stave. Voda v atmosfére je dôležitým akumulátorom tepla.
Spodné vrstvy atmosféry obsahujú veľké množstvo minerálneho a technogénneho prachu a aerosólov, produktov horenia, solí, spór a peľu atď.
Do nadmorskej výšky 100-120 km je v dôsledku úplného premiešania vzduchu zloženie atmosféry homogénne. Pomer medzi dusíkom a kyslíkom je konštantný. Vyššie prevládajú inertné plyny, vodík atď. V spodných vrstvách atmosféry je vodná para. So vzdialenosťou od zeme jeho obsah klesá. Vyšší pomer plynov sa mení, napríklad vo výške 200-800 km prevažuje kyslík nad dusíkom 10-100-krát.
Zemská atmosféra je zmesou mnohých plynov. Väčšinu tvorí dusík - 77 percent, starý dobrý kyslík pridáva ďalších 21 percent, zvyšné 2 percentá tvorí zmes stopových plynov - argón, oxid uhličitý, hélium, neón, kryptón, xenón, oxid dusný, oxid uhoľnatý a iné . Atmosféra tiež obsahuje vodnú paru v rôznych koncentráciách. Náš obľúbený plyn je kyslík, keďže vďaka nemu žijeme.
Predčasne narodené deti, ktorých pľúca nie sú dobre vyvinuté, sa niekedy umiestňujú do kyslíkových nádrží, v ktorých dieťa dýcha zmes so zvýšeným obsahom kyslíka. Namiesto zvyčajných 21 percent dosahuje koncentrácia kyslíka v takejto nádobe 30–40 percent. Ak má dieťa vážne problémy s dýchaním, dýcha čistý kyslík, aby nedošlo k poškodeniu mozgových buniek.
Zaujímavý fakt: veľký nadbytok kyslíka vo vdychovanom zmes plynov rovnako nebezpečné ako jeho nedostatok.
Nebezpečenstvo nadmerného kyslíka a oxidácie
Nadbytok kyslíka je rovnako nebezpečný ako jeho nedostatok. Veľké množstvo kyslíka v zmesi plynov a jeho vysoká koncentrácia v krvi môže zničiť bunky očného tkaniva dieťaťa a spôsobiť stratu zraku. Táto skutočnosť zdôrazňuje dvojitú povahu kyslíka. Aby sme mohli žiť, musíme vdychovať kyslík, ale samotný kyslík je pre živé organizmy jedom. Keď kyslík vo vzduchu reaguje s inými prvkami, ako je vodík a uhlík, dochádza k reakcii nazývanej oxidácia. Oxidácia ničí organické molekuly, ktoré tvoria základ života. Pri bežných teplotách kyslík pomaly reaguje s inými prvkami a vytvorené teplo je také nepatrné, že ho necítime.
Súvisiace materiály:
Znečistenie ovzdušia
Teplota a oxidácia
Oxidačné reakcie sa však so zvyšujúcou sa teplotou rýchlo zrýchľujú. Zaškrtnite zápalku na krabici. Trenie medzi hlavičkou zápalky a brúsnym pásikom na škatuľke zohrieva hlavičku zápalky. Oxidačná reakcia v tomto prípade prebieha rýchlo a zápalka rýchlo vzplanie. Vidíte svetlo a cítite teplo uvoľnené počas oxidačnej reakcie. V našom tele nie je oxidácia taká dramatická. Červené krvinky absorbujú kyslík zo vzduchu v pľúcach a roznášajú ho do celého tela. Kyslík v živých bunkách za prísne kontrolovaných podmienok okysličuje potravu, ktorú jeme, oveľa pomalšie a nie tak horko ako pripálená zápalka. Táto oxidácia rozkladá potraviny, uvoľňuje energiu a produkuje vodu a oxid uhličitý. Oxid uhličitý sa spolu s krvou dostáva do pľúc a spolu s vydychovaným vzduchom uniká do atmosféry.
Vzduch je zmes plynov nevyhnutných pre existenciu a udržanie života na planéte. Aké sú jeho vlastnosti a aké látky sú obsiahnuté vo vzduchu?
Vzduch je potrebný na dýchanie pre všetky živé organizmy. Pozostáva z dusíka, kyslíka, argónu, oxidu uhličitého a množstva nečistôt. Zloženie atmosférického vzduchu sa môže líšiť v závislosti od podmienok a terénu. V mestskom prostredí sa teda hladina oxidu uhličitého vo vzduchu v porovnaní s lesným pásom zvyšuje v dôsledku množstva vozidiel. Vo vysokých nadmorských výškach koncentrácia kyslíka klesá, pretože molekuly dusíka sú ľahšie ako molekuly kyslíka. Preto koncentrácia kyslíka klesá rýchlejšie.
Škótsky fyzik a chemik Joseph Black v roku 1754 experimentálne dokázal, že vzduch nie je len látka, ale zmes plynov.
Ryža. 1. Jozef Čierny.
Ak hovoríme o zložení vzduchu v percentách, potom jeho hlavnou zložkou je dusík. Dusík zaberá 78% celkového objemu vzduchu. Percento kyslíka v molekule vzduchu je 20,9%. Dusík a kyslík sú 2 hlavné prvky vzduchu. Obsah ostatných látok je oveľa menší a nepresahuje 1%. Argón teda zaberá objem 0,9% a oxid uhličitý - 0,03%. Vzduch tiež obsahuje nečistoty ako neón, kryptón, metán, hélium, vodík a xenón.
Ryža. 2. Zloženie vzduchu.
IN výrobné priestory Veľký význam má aeroiónové zloženie vzduchu. Záporne nabité ióny vo vzduchu priaznivo pôsobia na ľudský organizmus, nabíjajú ho energiou a zlepšujú náladu.
Dusík
Dusík je hlavnou zložkou vzduchu. Preklad názvu prvku - „bez života“ - môže označovať dusík ako jednoduchú látku, ale dusík vo viazanom stave je jedným z hlavných prvkov života a je súčasťou bielkovín, nukleových kyselín, vitamínov atď.
Dusík je prvkom druhej periódy, nemá excitované stavy, pretože atóm nemá voľné orbitály. Dusík je však schopný vykazovať valenciu nielen III, ale aj IV v základnom stave v dôsledku tvorby kovalentnej väzby prostredníctvom mechanizmu donor-akceptor za účasti osamoteného elektrónového páru dusíka. Stupeň oxidácie, ktorý môže dusík vykazovať, sa značne líši: od -3 do +5.
V prírode sa dusík vyskytuje vo forme jednoduchej látky – plynu N2 a vo viazanom stave. V molekule dusíka sú atómy spojené silnou trojitou väzbou (energia väzby 940 kJ/mol). Pri normálnych teplotách môže dusík reagovať iba s lítiom. Po predbežnej aktivácii molekúl zahrievaním, ožiarením alebo pôsobením katalyzátorov reaguje dusík s kovmi a nekovmi.
Kyslík
Kyslík je najbežnejším prvkom na Zemi: hmotnostný podiel v zemskej kôre je 47,3 %, objemový podiel v atmosfére je 20,95 %, hmotnostný podiel v živých organizmoch je približne 65 %.
Takmer vo všetkých zlúčeninách (okrem zlúčenín s fluórom a peroxidmi) má kyslík konštantnú mocnosť II a oxidačný stav 2. Atóm kyslíka nemá excitované stavy, pretože na druhej vonkajšej úrovni nie sú žiadne voľné orbitály. Ako jednoduchá látka existuje kyslík vo forme dvoch alotropných modifikácií - kyslíkových plynov O2 a ozónu O3. Najdôležitejšou zlúčeninou kyslíka je voda. Asi 71 % zemského povrchu zaberá voda;
Ozón v prírode vzniká z kyslíka vo vzduchu pri výbojoch blesku a v laboratóriu - prechodom elektrického výboja cez kyslík.
Ryža. 3. Ozón.
Ozón je ešte silnejšie oxidačné činidlo ako kyslík. konkrétne? oxiduje zlato a platinu
Kyslík v priemysle sa zvyčajne získava skvapalňovaním vzduchu s následným oddelením dusíka v dôsledku jeho odparovania (je rozdiel v bodoch varu: -183 stupňov pre kvapalný kyslík a -196 stupňov pre kvapalný dusík.)
Čo sme sa naučili?
Vzduch je nevyhnutným prvkom pre každého živého tvora, ktorého dôležitosť je ťažké preceňovať. Väčšina z ktorý pozostáva z dusíka a kyslíka. IN chemické zloženie vzduch zahŕňa aj oxid uhličitý, argón, neón, kryptón, vodík a hélium. Tento článok o chémii (8. stupeň) stručne hovorí o vzduchu vo všeobecnosti a jeho hlavných prvkoch.
Test na danú tému
Vyhodnotenie správy
Priemerné hodnotenie: 4.6. Celkový počet získaných hodnotení: 98.
Úloha atmosféry v živote Zeme
Atmosféra je zdrojom kyslíka, ktorý ľudia dýchajú. Keď však stúpate do nadmorskej výšky, celkový atmosférický tlak klesá, čo vedie k zníženiu parciálneho tlaku kyslíka.
Ľudské pľúca obsahujú približne tri litre alveolárneho vzduchu. Ak je atmosférický tlak normálny, potom parciálny tlak kyslíka v alveolárnom vzduchu bude 11 mm Hg. Art., tlak oxidu uhličitého - 40 mm Hg. Art., a vodná para - 47 mm Hg. čl. S rastúcou nadmorskou výškou klesá tlak kyslíka a celkový tlak vodnej pary a oxidu uhličitého v pľúcach zostane konštantný - približne 87 mm Hg. čl. Keď sa tlak vzduchu vyrovná tejto hodnote, kyslík prestane prúdiť do pľúc.
Vplyvom poklesu atmosférického tlaku vo výške 20 km tu bude vrieť voda a intersticiálna tekutina v ľudskom tele. Ak nepoužívate pretlakovú kabínu, v takej výške človek zomrie takmer okamžite. Preto z hľadiska fyziologických charakteristík ľudské telo, „priestor“ vzniká z výšky 20 km nad morom.
Úloha atmosféry v živote Zeme je veľmi veľká. Napríklad vďaka hustým vzduchovým vrstvám – troposfére a stratosfére, sú ľudia chránení pred ožiarením. Vo vesmíre, v riedkom vzduchu, vo výške nad 36 km pôsobí ionizujúce žiarenie. V nadmorskej výške nad 40 km - ultrafialové.
Pri stúpaní nad povrch Zeme do výšky nad 90-100 km bude pozorované postupné zoslabovanie a následne úplné vymiznutie javov známych ľuďom pozorovaných v spodnej vrstve atmosféry:
Žiadny zvuk sa nešíri.
Neexistuje žiadna aerodynamická sila ani odpor.
Teplo sa neprenáša konvekciou atď.
Atmosférická vrstva chráni Zem a všetky živé organizmy pred kozmickým žiarením, pred meteoritmi a je zodpovedná za reguláciu sezónnych teplotných výkyvov, vyrovnávanie a vyrovnávanie denných cyklov. Ak by na Zemi neexistovala atmosféra, denné teploty by kolísali v rozmedzí +/-200 C˚. Atmosférická vrstva je životodarným „nárazníkom“. zemského povrchu a vesmír, nosič vlhkosti a tepla, v atmosfére prebiehajú procesy fotosyntézy a výmeny energie - najdôležitejšie biosférické procesy.
Vrstvy atmosféry v poradí od povrchu Zeme
Atmosféra je vrstvená štruktúra pozostávajúca z nasledujúcich vrstiev atmosféry v poradí od povrchu Zeme:
Troposféra.
Stratosféra.
mezosféra.
Termosféra.
Exosféra
Každá vrstva nemá medzi sebou ostré hranice a ich výška je ovplyvnená zemepisnou šírkou a ročnými obdobiami. Táto vrstvená štruktúra vznikla v dôsledku teplotných zmien v rôznych nadmorských výškach. Práve vďaka atmosfére vidíme trblietajúce sa hviezdy.
Štruktúra zemskej atmosféry podľa vrstiev: 
Z čoho sa skladá zemská atmosféra?
Každá vrstva atmosféry sa líši teplotou, hustotou a zložením. Celková hrúbka atmosféry je 1,5-2,0 tisíc km. Z čoho sa skladá zemská atmosféra? V súčasnosti ide o zmes plynov s rôznymi prímesami.
Troposféra
Štruktúra zemskej atmosféry začína troposférou, čo je spodná časť atmosféry s nadmorskou výškou približne 10-15 km. Tu sa sústreďuje prevažná časť atmosférického vzduchu. Charakteristickým znakom troposféry je pokles teploty o 0,6 ˚C pri jej stúpaní každých 100 metrov. V troposfére sa sústreďuje takmer všetka vodná para v atmosfére a práve tu vznikajú oblaky.
Výška troposféry sa mení každý deň. Navyše jej priemerná hodnota sa líši v závislosti od zemepisnej šírky a ročného obdobia. Priemerná výška troposféra nad pólmi je 9 km, nad rovníkom - asi 17 km. Priemerná ročná teplota vzduchu nad rovníkom je blízka +26 ˚C a nad severným pólom -23 ˚C. Horná línia troposférickej hranice nad rovníkom je priemerná ročná teplota okolo -70 ˚C a nad severným pólom v lete -45 ˚C a v zime -65 ˚C. Platí teda, že čím vyššia nadmorská výška, tým nižšia teplota. Slnečné lúče prechádzajú bez prekážok cez troposféru a ohrievajú povrch Zeme. Teplo vyžarované slnkom sa udrží vďaka oxid uhličitý, metán a vodná para.
Stratosféra
Nad vrstvou troposféry je stratosféra, ktorá je vysoká 50-55 km. Zvláštnosťou tejto vrstvy je, že s výškou stúpa teplota. Medzi troposférou a stratosférou leží prechodná vrstva nazývaná tropopauza.
Od približne 25 kilometrov sa teplota stratosférickej vrstvy začína zvyšovať a pri dosiahnutí maximálna výška 50 km nadobudne hodnoty od +10 do +30 ˚C.
V stratosfére je veľmi málo vodnej pary. Niekedy v nadmorskej výške asi 25 km nájdete pomerne tenké oblaky, ktoré sa nazývajú „perlové oblaky“. Počas dňa nie sú viditeľné, ale v noci žiaria vďaka osvetleniu slnka, ktoré je pod obzorom. Zloženie perleťových oblakov pozostáva z podchladených kvapiek vody. Stratosféru tvorí hlavne ozón.
mezosféra
Výška vrstvy mezosféry je približne 80 km. Tu pri stúpaní nahor teplota klesá a na samom vrchole dosahuje hodnoty niekoľko desiatok C˚ pod nulou. V mezosfére možno pozorovať aj oblaky, ktoré sú pravdepodobne vytvorené z ľadových kryštálikov. Tieto oblaky sa nazývajú „noctilucentné“. Pre mezosféru je charakteristická najchladnejšia teplota v atmosfére: od -2 do -138 ˚C.
Termosféra
Táto vrstva atmosféry získala svoje meno vďaka svojim vysokým teplotám. Termosféra pozostáva z:
Ionosféra.
Exosféra.
Ionosféra sa vyznačuje riedkym vzduchom, ktorého každý centimeter v nadmorskej výške 300 km pozostáva z 1 miliardy atómov a molekúl a vo výške 600 km - viac ako 100 miliónov.
Ionosféra sa vyznačuje aj vysokou ionizáciou vzduchu. Tieto ióny sa skladajú z nabitých atómov kyslíka, nabitých molekúl atómov dusíka a voľných elektrónov.
Exosféra
Exosférická vrstva začína vo výške 800-1000 km. Častice plynu, najmä ľahké, sa tu pohybujú obrovskou rýchlosťou a prekonávajú gravitačnú silu. Takéto častice vďaka svojmu rýchlemu pohybu vyletia z atmosféry do vesmíru a rozptýlia sa. Preto sa exosféra nazýva sféra disperzie. Do vesmíru lietajú prevažne atómy vodíka, ktoré tvoria najvyššie vrstvy exosféry. Vďaka časticiam v hornej atmosfére a časticiam zo slnečného vetra môžeme vidieť polárnu žiaru.
Satelity a geofyzikálne rakety umožnili zistiť prítomnosť radiačného pásu planéty v horných vrstvách atmosféry pozostávajúceho z elektricky nabitých častíc - elektrónov a protónov.
Plynný obal obklopujúci našu planétu Zem, známy ako atmosféra, pozostáva z piatich hlavných vrstiev. Tieto vrstvy vznikajú na povrchu planéty, z hladiny mora (niekedy nižšie) a stúpajú do vesmíru v nasledujúcom poradí:
- Troposféra;
- stratosféra;
- mezosféra;
- termosféra;
- Exosféra.
Schéma hlavných vrstiev zemskej atmosféry
Medzi každou z týchto hlavných piatich vrstiev sú prechodové zóny nazývané "pauzy", kde dochádza k zmenám teploty, zloženia a hustoty vzduchu. Spolu s pauzami zahŕňa zemská atmosféra celkovo 9 vrstiev.
Troposféra: kde sa vyskytuje počasie
Zo všetkých vrstiev atmosféry je troposféra tou, ktorú poznáme (či už si to uvedomujete alebo nie), keďže žijeme na jej dne – povrchu planéty. Obklopuje povrch Zeme a siaha nahor niekoľko kilometrov. Slovo troposféra znamená „zmena zemegule“. Veľmi vhodný názov, keďže v tejto vrstve sa vyskytuje naše každodenné počasie.
Počnúc povrchom planéty stúpa troposféra do výšky 6 až 20 km. Spodná tretina vrstvy, ktorá je nám najbližšie, obsahuje 50 % všetkých atmosférických plynov. Toto je jediná časť celej atmosféry, ktorá dýcha. Vzhľadom k tomu, že vzduch je zospodu ohrievaný zemským povrchom, absorbuje tepelná energia Slnko s pribúdajúcou výškou klesá teplota a tlak troposféry.
Na vrchu je tenká vrstva nazývaná tropopauza, ktorá je len nárazníkom medzi troposférou a stratosférou.
Stratosféra: domov ozónu
Stratosféra je ďalšou vrstvou atmosféry. Rozprestiera sa od 6-20 km do 50 km nad zemským povrchom. Toto je vrstva, v ktorej lieta väčšina komerčných lietadiel a lietajú teplovzdušné balóny.
Vzduch tu neprúdi hore a dole, ale veľmi rýchlo sa pohybuje rovnobežne s povrchom vzdušné prúdy. Ako stúpate, teplota sa zvyšuje vďaka množstvu prírodného ozónu (O3) - vedľajšieho produktu slnečného žiarenia a kyslíka, ktorý má schopnosť absorbovať škodlivé látky. ultrafialové lúče Slnka (akýkoľvek nárast teploty s výškou sa v meteorológii nazýva „inverzia“).
Keďže stratosféra má viac teplé teploty dole a chladnejšie hore, konvekcia (vertikálny pohyb vzdušných hmôt) je v tejto časti atmosféry zriedkavá. V skutočnosti môžete vidieť búrku zúriacu v troposfére zo stratosféry, pretože vrstva funguje ako konvekčná čiapočka, ktorá zabraňuje prenikaniu búrkových oblakov.
Po stratosfére je opäť nárazníková vrstva, tentoraz nazývaná stratopauza.
Mezosféra: stredná atmosféra
Mezosféra sa nachádza približne 50-80 km od povrchu Zeme. Horná mezosféra je najchladnejším prírodným miestom na Zemi, kde teploty môžu klesnúť aj pod -143°C.
Termosféra: horná atmosféra
Po mezosfére a mezopauze nasleduje termosféra, ktorá sa nachádza vo výške 80 až 700 km nad povrchom planéty a obsahuje menej ako 0,01 % celkového vzduchu v atmosférickom obale. Teploty tu dosahujú až +2000°C, no vzhľadom na extrémnu riedkosť vzduchu a nedostatok molekúl plynu na prenos tepla sú tieto vysoké teploty vnímané ako veľmi chladné.
Exosféra: hranica medzi atmosférou a vesmírom
Vo výške asi 700 – 10 000 km nad zemským povrchom sa nachádza exosféra – vonkajší okraj atmosféry, ohraničujúci vesmír. Tu obiehajú meteorologické satelity okolo Zeme.
A čo ionosféra?
Ionosféra nie je samostatnou vrstvou, ale v skutočnosti sa tento výraz používa na označenie atmosféry medzi 60 a 1000 km nadmorskej výšky. Zahŕňa najvyššie časti mezosféry, celú termosféru a časť exosféry. Ionosféra dostala svoj názov, pretože práve v tejto časti atmosféry sa pri prechode Slnkom ionizuje žiarenie. magnetické polia Pristane na a. Tento jav je možné pozorovať zo zeme ako polárnu žiaru.