Реферат на тему атмосфера. Реферат атмосфера

Реферат - Атмосфера Земли - География

РЕФЕРАТ

по дисциплине: География

ТЕМА: ”Атмосфера Земли”

2009

План

1 Состав и строение атмосферы

2 Значение атмосферы для ГО

3 Погода и климат

4 Общая циркуляция атмосферы

1 Состав и строение атмосферы

Атмосфера –воздушная оболочка Земли, связанная с ней силой тяжести и принимающая участиево вращении планеты. Нижней границей атмосферы является земная поверхность, аверхняя граница размыта, так как с увеличением высоты воздух становится всеразреженнее. Атмос (греч.) – пар, газ, сфера (греч.) – шар, оболочка.Косвенными доказательствами существования атмосферы на больших высотах служатсеребристые облака на уровне 70-80 км; метеоры, сгорающие из-за трения о воздухна высоте 100-300 км; полярные сияния на высоте до 1000 км. Условно за верхнююграницу атмосферы принимают высоту 1000-2000 км над поверхностью Земли, а болеевысокие слои считаются земной короной.

Атмосферныйвоздух – смесь газов, в котором во взвешенном состоянии находятся жидкие итвердые частицы. В сухом чистом воздухе у земной поверхности их соотношение по объему: азот (78 %), кисород (21 %), аргон(0,93%), углекислый газ (0,03%), а также водород, гелий, озон, неон, метан,водяной пар и другие газы.Каждый газ воздуха выполняет в географическойоболочке определенные функции. Свободный кислород обеспечивает дыхание игорение.

Кислород атмосферыв основном биогенного происхождения – фотосинтетический.

Азот химическимало активени регулирует темп окисления, также биогенного происхождения ивходит в состав белков, нуклеиновых кислот. Диоксида углерода в атмосфере мало,но это утеплитель Земли, т.к. пропускает коротковолновую солнечную радиацию, нозадерживает тепловое излучение земной поверхности, обуславливая парниковыйэффект. Он является строительным материалом для синтеза органического веществапри фотосинтезе. Содержание двуокиси углерода с середины прошлого столетия возрастаеткак следствие НТР. Важна роль азона, хотя его в атмосфере немного. Толщинаслоя озона при нормальном давлении и температуре 0 град С составила бы всего 3мм. Количество его достигает максимума на высотах около 25 км и сходит на нетна высоте 70 км

Слойповышенной концентрации озона называют нередко озоновым экраном. Озон –своеобразный фильтр атмосферы, т.к. поглощает значительную долюультрафиолетовой радиации, которая губительно действует на живые организмы. Поглощафсолнечную радиацию озон повышает температуру воздуха в стратосфере. В последниегоды замечено глобальное сокращение озона, что часто связывают с ывыбрасомфреона и окислов азота. Уменьшение толщины озонового слоя вредно для всего живого.Поэтому нужна коллективная мудрость человечества для его сохранения.

Важнойсоставной частью воздуха является невидимый газ – водяной пар. Это весьмапеременный компонент атмосферы: его содержание в воздухе колеблется от 0,2% вледяных пустынях до 3-4% во влажных экваториальных лесах (по объему). Посколькуводяной пар поступает в воздух за счет испарения с водяной поверхности, почвы итранспирации растений, его количество зависит от температуры: чем она выше, темего больше. С высотой количество водяного пара уменьшается, около 90% егозаключено в нижнем к км слое воздуха. Значение водяного пара исключительновелико. Он представляет собой важное звено влагооборота, так как приопределенных условиях происходит его конденсация, образуются облака и осадки.Велика роль водяного пара наряду с двуокисью углерода, и в создании парниковогоэффекта, так как именно он задерживает основную часть тепловогоизлучения земнойповерхности. Фазовые превращения водяного пара и воды, сопровождающиесяпоглощением тепла ( при испарении и таянии снега и льда) или выделением тепла (при конденсации) отражаются на температуре окружающего воздуха. Такова рольводяного пара в тепло-влагообороте на Земле. Он выполняет определенные функциии в жизнедеятельности организмов.

Наряду с газами в атмосфере присутствуюттвердые частицы, различные по составу и происхождению, причем большинство ихневидимо простым глазом. Мельчайшие твердые и жидкие частицы естественного иантропогенного происхождения, находящиеся в воздухе во взвешанном состоянии,называются аэрозолями (т.наз. “аэрозольные частицы»). К ним относятся пыль(космическая, вулканическая, почвенная, органическая), соль, копоть. Особенноопасны среди аэрозолей продукты искусственного рпдиоактивенрго распада. Твердыечастицы выполняют в атмосфере роль ядер конденсации, их обилия ускоряетобразование туманов и облаков. Аэрозоли уменьшают прозрачность атмосферы,ослабляя солнечную радиацию и ухудшая видимость. Состав атмосферы не всегда былтаким, как сейчас. Предполагают, что первичная атмосфера состояла из водорода игелия. В результате разогрева недр Земли произошло их рассеяние и возникласобственная атмосфера из газов, выделявшихся изнутри: метана, аммиака, диаксидауглерода, азота и др. С появлением и развитием растительности, особенно вовторой половине палеозоя, резко возросла роль кислорода, а углекислый газ вошелв состав углей и карбонатов. Таков путь от водородно-гелиевой атмосферы досовременной, главную роль в которой играют азот и кислород биогенногопроисхождения.

Большоевлияние на изменение состава атмосферы оказывает человеческая деятельность(увеличивается содержание оксидов серы, углекислого газа, тяжелых металлов,изменияется количество озона и т.п.).

Строениеатмосферы.

По характеруизменения температуры в вертикальном направлении и другим физическим свойстваматмосферу делят на пять концентрических оболочек: тропосферу, стратосферу,мезосферу, термосферу и экзосферу, которые разделены тонкими (1-2 км)переходными слоями тропо-, страто-, мезо- и термо- паузами.

Верхняяграница атмосферы условна, ее проводят на высоте 2-3 тыс.км от земнойповерхности. По вертикали в атмосфере выделяют несколько слоев (сфер). В основеих выделения – особенности изменения температуры. Кроме этого, каждый слойхарактеризуется особым химическим составом, плотностью и другими показателями.

Тропосфера –самая низкая и наиболее плотная часть атмосферы. В ней содержится 80% всеймассы атмосферы. Верхняя граница – от 8 км в полярных широтах, до 18 км врайоне экватора. Температура с высотой понижается в среднем на каждый километрна 6˚С, на верхней границе достигая до — 70˚С.

Стратосферапростирается до высоты 50-55 км. Воздух здесь разрежен. На восоте 20-25 кмсодержится значительное количество озона, т.наз. “озоновый слой”. Температура встратосфере сначала не изменяется (до высоты 25 км), она такая же, как наверхней границе тропосферы. Выше температура растет и у верхней границыдостигает от 0 до 10˚С. Возможно, это объясняется наличием озона, которыйпоглощая ультрафиолетовое солнечное излучение, нагревает воздух.

На высоте22-27 км изредка наблюдаются тонкие перламутровые облака, состоящие изкристалликов льда и капелек воды. В стратосфере происходит интенсивнаяциркуляция воздуха, образуются “струйные течения” со скоростью до 300 км/час.

Мезосфераимеет верхнюю границу около 80 км. Температура здесь резко понижается, уверхней границы достигая -75 – — 90˚С (самая низкая температура ватмосфере). Из газов преобладают азот и кислород, нет аргона, углекислого газа,почти нет водяного пара, хотя изредка можно наблюдать “серебристые облака”(выше мезосферы облаков не бывает).

Термосферавыделяется до высоты 800 км. В ней газы очень разрежены, находятся вионизированном состоянии. Наиболее ионизированный слой находится на высоте90-100 км, т.наз. ионосфера.

В термосферетемпература с высотой растет. На высоте 150 км она достигает 220˚С, навысоте 600 км — 1500˚С.

Экзосферапростирается до верхней границы атмосферы – до 2-3 тыс.км. температурадосгигает 2000˚С. Газы в ней очень разрежены. Преобладают водород, гелий,неон. Двигаясь с огромной скоростью, они могут преодолевать силу земногопритяжения и улетать в космос. Так образуется вокруг Земли “корона”, котораязаканчивается на высоте 20 тыс. км.

С точкизрения ионизации атмосфера делится на нейтросферу (три нижних слоя) и ионосферу(два верхних слоя). В ионосфере наблюдаются полярные сияния, магнитные бури. Изучениенижних слоев атмосферы и свойств воздуха началось во второй половине ХУ111 в ссистематических инструментальных измерений и визуальных наблюдений за отдельнымиметеорологическими элементами в приземных слоях воздуха. С 30-х годов ХХ векаслали осуществляться аэрологические наблюдения за состоянием свободнойатмосферы с помощью аэростатов и стратостатов. Затем начали применятьшары-зонды, поднимающиеся до высоты 15-16 км, и радиозонды – до высоты 40-5окм. После второй мировой войны появились метеорологические ракеты,поднимающиеся до 100-120 км. Для исследования ионосферы начали использоватьгеографические ракеты ( в том числе с подопытными животными) достигшие высоты почти500 км. Первый искусственный спутник земли был запущен в СССР 4 октября 1957 г,а 12 апреля 1961- корабль «Восток», пилотируемый Ю.А.Гагариным. Начиная с 60-хгодов высокие слои атмосферы систематически исследуются с помощьюметеорологических спутников серии « Космос», « Метеор» и др. В настоящее времянаблюдения из космоса осуществляют геостационарные спутники. Орбита последнихсовапдает с плоскостью экватора, они движутся с той же угловой скоростью, что иЗемля. Эти спутники способны передавать неприрывную информацию о температуреземной и морской поверхности, облачности, ведут наблюдения за снежным и ледовомпокровом и т.д.

2 Значение амтосферы длягеографической оболочки

1.Значениеатмосферы исключительно велико и многообразно, поскольку она являетсяпосредником между Землей и Космосом и тесно взаимодействует со всеми другими земнымиоболочками –гидросферой (особенно океаносферой), литосферой, биосферой.

2.Атмосферазащииает органический мир Земли от пагубного воздействия ультрафиолетовойсолнечной радиации, корпускулярных потоков, космических лучей различногопроисхождения. Она служит броней для железо-каменных метеорных потоков. Онасоздает благоприятные тепловые условия для жизни на земной поверхности,предохраняя ее от губительного зноя и леденящего холода. Без атмосферы не былобы ни осадков, ни ветра, ни звука, ни сумерек, ни полярных сияний и никакихдругих метеорологических явлений. Воздух атмосферы современного состава, будучисам в значительной степени продуктом жизнедеятельности организмов, нужен всемуживому. Таким образом, Земля защищена атмосферой от губительного для всегоживого ульлтрафиолетового излучения, от метеоритов, от перегрева днем и ночногопереохлаждения.

3. Междуатмосферой и живой поверхностью происходит непрерывный обмен теплом и влагой.Причем, основным аккумулятором тепла и поставщиком влаги является Мировойокеан. Кроме того, Мировой океан, наряду с зеленым покровом суши, выполняетфункции легких нашей планеты: он активный поглотитель двуокиси углерода, содержащейсяв воздухе, и в то же время – место обитания водорослей вносящих большой вклад вснабжение атмосферы кислородом.

4. Атмосферав своем развитии тесно связана и с литосферой. Благодаря геологическим игеохимическим процессам она получила и продолжает получать из недр Землизначительную часть газов. Колебания температуры, ветер, осадки являютсяэкзогенными факторами рельефообразования.

5.Воздухнеобходим для дыхания.

6. Атмосфера играетважную роль в хозяйственной деятельности человека и испытывает серьезноеантропогенное воздействие, особенно в последние десятилетия. Оно чаще всегоотрицательное Тому много примеров глобального масштаба. Загрязнение атмосферыдиоксидом углерода и другими газами способствует поглощению земного излучения иповышению температуры воздуха. Уничтожение лесов, особенно экваториальных,ослабляет поступление в атмосферу кислорода. Рост концентраций аэрозолей,выбросы тепловых отходов, разрушение озонового слоя, изменения в характереповорхности суши ( распашка земель, мелиорация) и океана (нефтяная пленка),военные действия – все это влияет на атмосферу и климат и может вызвать цепнуюреакцию ряда нежелательных природных явлений.

7. Но самымистрашными климатическими ( и не только) последствиями могут обернуться ядерныевойны, которые способны вызвать радиационный мутагенез и загрязнение атмосферыпылью и дымом пожарищь, то есть аэрозольную климатическую катастрофу.Климатическим эффектом станет быстрое ( за несколько дней), глубокое (нанесколько десятков градусов) и длительное ( на несколько месяцев) похолоданиедо минусовых значений даже в экваториальных широтах. На планете может наступить«ядерная зима». Все это свидетельствует онеобходимости разумного сочетанияхозяйственной и политической деятельности с охраной атмосферы в международноммасштабе.

3Погода и климат

Погода –физическое состояние атмосферы в данное время над определенной территорией.Элементы погоды – температура воздуха, влажность, облачность, осадки,атмосферное давление, ветер. Атмосферные явления – гроза, туман, метель,пыльная буря и др. Погода = это сочетание, своеобразный ансамбль всех ееэлементов, которые взаимозависимы и закономерно меняются во времени ипространстве. Погода представляет собой внешнее проявление процессов,происходящих в атмосфере.

Характерныесвойства погоды – изменчивость и многообразие. Изменения погоды могут бытьпериодическими и непериодическими.

Периодическиеизменения погоды обусловлены суточными и годовыми различиями в поступлениисолнечной радиации. С ними связаны регулярные суточные и сезонные изменениявсех элементов погоды. Суточные изменения весьма закономерны и четко выражены вжарком поясе, а во внетропических широтах нарушаются активной циклоническойдеятельностью. Годовые изменения в жарком поясе связаны не столько с термикой,сколько с режимом увлажнения. Во внетропических широтах, наоборот, лето и зима– прежде всего термические сезоны года.

Непериодическиеизменения погоды обусловлены адвекцией воздушных масс и фронтальнымипроцессами. Они хотя и наблюдаются во всех районах Земли, характерны, преждевсего, для умеренных и холодных поясов, что мы ощущаем в повседневной жизни.

Климат — многолетний режим погоды. Классификация климатов, климатические пояса.

Классификацияклиматов по Б.П.Алисову разработана в 40-х годах 20 в. советским климатологомБ.П. Алисовым. Эта классификация – генетическая, т.к. основана нараспространении географических типов воздушных масс. В ее основе – типывоздушных масс и их перемещение по сезонам года.

Выделяются 13климатических поясов, из которых 7 основных и 6 переходных. Для основных поясовхарактерно господство в течение всего года одной воздушной массы. Дляпереходных – двух воздушных масс, которые меняются по сезонам года. Границамиклиматических поясов являются крайние положения климатических фронтов летом изимой.

В каждомклиматическом поясе различают до 4 климатических областей (они различаютсярежимом температуры и увлажнения) – океаническая, континентальная, западных ивосточных побережий.

Экваториальныйклиматический пояс. Здесь весь год господствуют экваториальные воздушные массы,атмосферное давление пониженное. Температуры в течение года 24 – 28˚С,годовые максимумы до 35˚С, минимумы – до 20˚С. годовые амплитудытемператур – до 5, суточные – 10-15˚С.

Относительнаявлажность воздуха – 85%, годовая сумма осадков – 2-3 тыс. мм в год, выпадаютравномерно. Коэффициент увлажнения – более 1.

Выделяютматериковую и океаническую области, но существенных различий между ними ненаблюдается.

Субэкваториальныйклиматический пояс. Летом здесь господствуют экваториальные, зимой –тропические воздушные массы. Хорошо выражены сезонные различия и прежде всего ввыпадении осадков.

А) материковая область – средниетемпературы самого теплого месяца 32˚С, самого холодного 20-16˚С. Годоваясумма осадков – 1-2 тыс. мм в год, выпадают неравномерно, большая часть летом.

Б) океаническая область — по сравнению сматериковой большее количество осадков, большая влажность воздуха, относительноровный ход температур в течение года (20-24˚С).

Тропическийклиматический пояс. Весь год преобладают тропические воздушные массы, набольших территориях господствуют пассаты, большое количество солнечнойрадиации, малая облачность, высокое эффективное излучение, большие суточные амплитудытемператур.

А) материковая область – температурысамого теплого месяца 32˚С, самого холодного 15-20˚С. Годовыеамплитуды достигают 15-20˚С. Суточные амплитуды – до 40˚С. Почваможет нагреваться до 80 ˚С. Здесь зарегистрирован абсолютный максимумтемпературы на Земле +58˚ С.

Воздух оченьсухой, относительная влажность около 30%. Годовая сумма осадков – менее 250 ммв год.

Б) климатзападных побережий испытывает большое влияние холодных течений. Температурыздесь самые низкие в тропических широтах (самый теплый месяц 20˚С, самыйхолодный 15˚С). Осадков выпадает мало – менее 100 мм, но относительнаявлажность высокая – 80-90%. Часты ночные туманы и росы.

В) климатвосточных побережий формируется под влиянием муссонной циркуляции и теплыхтечений. Температура самого теплого месяца 26˚С, самого холодного 18˚С.Осадков много (около 1000 мм), выпадают неравномерно, преимущественно летом.

Г) климат океанической области во многомсхож с экваториальным климатом. Отличия в невысокой облачности, небольшомколичестве осадков. Характерны устойчивые ветры (пассаты). Годовые амплитудытемператур небольшие, температура самого теплого месяца 26˚С, самогохолодного 20˚С.

Субтропическийклиматический пояс. Летом здесь господствуют тропические, зимой – умеренныевоздушные массы.

А) материковая область характеризуется жаркимлетом (32˚С), неустойчивой, относительно холодной зимой (5˚С).Осадков мало – 200-500 мм за год.

Особая разновидность климатасформировалась в высокогорных пустынях Азии. Лето здесь прохладное, зимахолодная до -18˚С, осадков мало – 80 мм в год.

Б) климатзападных побережий (средиземноморский). Зима мягкая, дождливая +12-10˚С,лето жаркое и сухое до +25˚С. Годовая сумма осадков – 400-600 мм, выпадаютпреимущественно зимой.

В) климатвосточных побережий формируется муссонами. Характерна необычайно холодная зимадля субтропических широт (–10˚С), т.к. на материке устанавливается областьвысокого давления, дует континентальный муссон. Летом дует муссон с океана,средние температуры +20-24˚С. Осадки выпадают преимущественно летом, общаясумма – 500-600 мм в год.

Г) океаническая область имеет более ровныйход температур, большую влажность по сравнению с материковым климатом. Осадкивыпадают равномерно годовая сумма до 1000 мм в год, температура самого теплогомесяца +20˚, самого холодного +12˚С.

Умеренныйклиматический пояс характеризуется господством умеренных воздушных масс,западного переноса, активной циклонической деятельностью. Погода оченьнеустойчива. Хорошо выражены 4 сезона года.

А) в материковой области лето теплое, наюге жаркое (+10 + 24˚С), зима холодная, с устойчивым снежным покровом (до–15-40˚С). Годовые амплитуды до 60˚С. Осадки 300 – 700 мм в год, ихколичество уменьшается вглубь материка. Большая часть осадков выпадает летом.

Б) климатзападных побережий испытывает большое влияние западных ветров, а значит океана.Лето нежаркое (+10+16 ˚С), зима мягкая (0 ˚С), не устанавливаетсяустойчивый снежный покров. Осадки – 800 мм в год, выпадение равномерное.

В) климатвосточных побережий – муссонный климат. Лето дождливое, нежаркое (+15˚С),зима сухая, холодная (-8 – 20˚ С). Осадки – 500 – 1000 мм в год, выпадениепреимущественно летом (90%).

Г) вокеанической области температуры самого холодного месяца более 0˚С, самоготеплого – не более +20˚С. Сумма осадков – 1000 мм в год. В южном полушариипри разгуле западных ветров на океанических просторах часты штормы – т.наз.«ревущие 40-50 широты».

Субарктическийи субантарктический климатические пояса. Летом господствуют умеренные, зимой –арктические (антарктические) воздушные массы.

А) материковая область выражена только всеверном полушарии. Лето короткое, но относительно теплое (до 10˚С), зимасуровая, малоснежная (до -40˚С). Здесь зарегистрированы абсолютныеминимумы температур северного полушария – Оймякон (-71˚С), Верхоянск (-68˚С).Годовые амплитуды большие, осадков немного – 300 мм и менее, большая их частьвыпадает летом.

Б)океаническая область ярче представлена в южном полушарии. Температуры лета +4+8˚С, зимы –4 –10˚С. Годовые амплитуды не более 20˚С. Осадкиравномерны в течение года, их годовая сумма 200 – 500 мм.

Арктический иантарктический климатические пояса. Весь год преобладает воздействиеарктических (антарктических) воздушных масс.

А) материковая область характеризуетсяочень суровой зимой и холодным летом, температура каждого месяца ниже 0 С. Вблизиюжного полюса средние температуры января составляют -14˚С, июля – 64˚С.

Б) океанический климатформируется над Северным Ледовитым океаном. Средняя температура января –25 – 40˚С,июля 0˚ С, осадков – менее 250 мм в год

4 Общая циркуляция атмосферы

Общаяциркуляция атмосферы – это совокупность воздушных течений крупного масштаба втропо- и стратосферах. В результате происходит обмен воздушными массами впространстве, что способствует перераспределению тепла и влаги.

Факторы,определяющие общую циркуляцию атмосферы:

1. Неравномерноераспределение солнечной энергии по земной поверхности и как следствие,неравномерное распределение температуры и атмосферного давления.

2. СилыКориолиса и трения, под влиянием которых воздушные потоки приобретают широтноенаправление.

3. Влияниеподстилающей поверхности: наличие материков и океанов, неоднородность рельефа идр.

Распределениевоздушных течений в земной поверхности имеет зональный характер. Вэкваториальных широтах – затишье или наблюдаются слабые переменных ветры. Втропической зоне господствуют пассаты. Пассаты – постоянные ветры, дующие от30-х широт к экватору, имеющие в северном полушарии северо-восточное, в южном –юго-восточное направления. В 30-35˚ с. и ю.ш. – зона затишья, т.наз.«конские широты». В умеренных широтах преобладают западные ветры (в северномполушарии юго-западные, в южном – северо-западные). В полярных широтах дуютвосточные (в северном полушарии северо-восточные, в южном – юго-восточные)ветры.

Вдействительности система ветров над земной поверхностью гораздо сложнее. Всубтропическом поясе во многих районах пассатный перенос нарушается летнимимуссонами. В умеренных и субполярных широтах огромное влияние на характервоздушных течений оказывают циклоны и антициклоны, а на восточных и северныхпобережьях – муссоны. Кроме этого, во многих районах образуются местные ветры,обусловленные особенностями территории.

Циклоны иантициклоны. Для атмосферы характерны вихревые движения, крупнейшими из которыхявляются циклоны и антициклоны.

Циклон – этовосходящий атмосферный вихрь с пониженным давлением в центре и системой ветровот периферии к центру, направленных в северном полушарии против, в южном – почасовой стрелке.

Циклоны делят на тропические ивнетропические. Рассмотрим внетропические циклоны. Диаметр внетропическихциклонов в среднем около 1000 км, но бывают и более 3000 км. Глубина (давлениев центре) – 1000-970 гПа и менее. В циклоне дуют сильные ветры, обычно до 10-15м/сек, но могут достигать 30 м/сек и более. Средняя скорость перемещенияциклона – 30-50 км/час. Чаще всего циклоны перемещаются с запада на восток, ноиногда идут с севера, юга и даже востока. Зона наибольшей повторяемостициклонов – 80-е широты северного полушария.

Циклоныприносят пасмурную, дождливую, ветреную погоду, летом – похолодание, зимой –потепление.

Тропическиециклоны (ураганы, тайфуны) образуются в тропических широтах, это одно изнаиболее грозных и опасных явлений природы. Их диаметр несколько сотенкилометров (300-800 км, редко более 1000 км), но характерна большая разница вдавлении между центром и периферией, что вызывает сильные ураганные ветры,тропические ливни, сильные грозы.

Антициклон –это нисходящий атмосферный вихрь с повышенным давлением в центре и системойветров от центра к периферии, направленных в северном полушарии по часовойстрелке, в южном – против. Размеры антициклонов такие же, как у циклонов, но впоздней стадии развития могут достигать до 4000 км в диаметре. Атмосферноедавление в центре антициклонов обычно 1020-1030 гПа, но может достигать и более1070 гПа. Наибольшая повторяемость антициклонов – над субтропическими зонамиокеанов.

Дляантициклонов характерна малооблачная, без осадков погода, со слабыми ветрами вцентре, зимой – сильные морозы, летом – жара.

Муссоны.Муссоны – сезонные ветры, изменяющие направление два раза в год. Летом они дуютс океана на сушу, зимой – с суши на океан. Причина образования – неодинаковоенагревание по сезонам года суши и воды. В зависимости от зоны образованиямуссоны делят на тропические и внетропические.

Внетропическиемуссоны особенно выражены на восточной окраине Евразии. Летний муссон приноситс океана влагу и прохладу, зимний дует с материка, понижая температуру ивлажность.

Тропическиемуссоны наиболее выражены в бассейне Индийского океана. Летний муссон дует отэкватора, он противоположен пассату и приносит облачность, осадки, смягчаетлетнюю жару, зимний – совпадает с пассатом, усиливает его, принося сухость.

Местные ветры. Местные ветры имеютлокальное распространение, их образование связано с особенностями даннойтерритории – близостью водоемов, характером рельефа. Наиболее распространеныбризы, бора, фён, горно-долинные и стоковые ветры.

Бризы (легкий ветер-фр) — ветры по берегамморей, крупных озер и рек, дважды в сутки меняющие направление напротивоположное: дневной бриз дует с водоема на берег, ночной бриз – с берегана водоем. Бризы обусловлены суточным ходом температуры и соответственнодавления над сушей и водой. Они захватывают слой воздуха 1-2 км. Скорость ихневелика – 3-5 м/с. Очень сильный дневной морской бриз наблюдается на западныхпустынных побережьях материков в тропических широтах, омываемых холоднымитечениями и холодной водой, поднимающейся у берега в зоне апвеллинга. Там онвторгается вглубь суши на десятки километров и производит сильный климатическийэффект: снижает температуру, особенно летом на 5-70С, а в западнойАфрике до 100С, увеличивает относительную влажность воздуха до 85%,способствует образованию туманов и рос. Явления, подобные дневным морскимбризам можно наблюдать по окраинам больших городов, где отмечается циркуляцияболее холодного воздуха из пригородов к центру, т.к над городами существуют«тепловые пятна» в течение всего года.

Горно-долинные ветры обладают суточнойпериодичностью: днем ветер дует вверх по долине и по горным склонам, ночью-наоборот охлажденный воздух спускается вниз. Дневной подъем воздуха приводит кобразованию кучевых облаков над склонами гор, ночью при опускании иадиабатическом нагревании воздуха облачность исчезает.

Ледниковые ветры – это холодные ветры,постоянно дующие со стороны горных ледников вниз по склонам и долинам. Ониобусловлены выхолаживанием воздуха надо льдом. Их скорость 5-7 м/с, мощностьнесколько десятков метров. Они интенсивнее ночью, так как усиливаются ветрами склонов.

Фен ( от лат. теплый западный ветер) –теплый сухой порывистый ветер, дующий с гор в долины или предгорья. При фенетемпература у подножья с подветренной стороны гор за несколько часов можетподняться на десятки градусов, а относительная влажность понизиться на 10-20%.Продолжительность фенов- от нескольких часов до нескольких суток. Фенобразуется благодаря тому, что при подъеме по наветренному склону гор воздухнижнюю часть пути до уровня конденсации охлаждается по сухоадиабатическкомуградиенту (10/100м), а в верхней части по влажноадиабатическомуградиенту (0,50/100 м). При опускании воздух нагреваетсясухоадиабатически, поэтому к подножью гор он приходит с более высокойтемпературой. Абсолютная и относительная влажность фена, наоборот, пониженная.Уменьшение абсолютной влажности воздуха обусловлено образованием облаков ивыпадением орографических осадков на наветренных склонах гор. Относительнаявлажность в фене понижается по мере роста температуры при опускании воздуха.Феновый эффект значительнее при большей высоте гор и в холодную половину года,когда выше исходная относительная влажность воздуха и ниже уровень конденсациина наветренной стороне хребта.

Климатический эффект фена значительный,особенно если он интенсивный и продолжительный. В местах постоянного развитияфенов наблюдается аномальная повышенная температура воздуха. Фен может привестик сходу снежных лавин, к бурному таянию снегов в горах, к разливу горных рек,имеющих снеговое и ледниковое питание. Весной фен может вызвать преждевременноезацветание садовых растений и гибель соцветий. Летом фен либо ускоряетсозревание хлебов и фруктов, либо губительно действует на них. В результатенередко случается летний листопад. Фены часты в Альпах ( Инсбрук – 75 суток вгоду), на Западном Кавказе и в Закавказье (Кутаиси -114 суток), на Алтае(Телецкое озеро -150 суток), на южном склоне Крымских гор, на восточном склонеСкалистых гор (от индейск. чинук – снегопад), на восточном подветренном склонегор Сьерра-Невада, у подножья которых расположена безводная впадина «долина смерти»и во многих других горах. Бора (греч. – северный ветер)- сильный холодныйпорывистый воздух, дующий с низких гор в сторону относительно теплого моря. Онахорошо изучена в районе Новороссийской бухты на Черном море, на Адриатическомпобережье в Югославии в районе г. Триеста. Бора случается зимой с ноября помарт, когда к невысоким хребтам, расположенным вдоль побережья со стороны суши,с северо-востока подходит холодный фронт и сильный холодный ветер низвергаетсявниз по горному склону и приобретает скорость более 20 м/с, вызывая разрушенияна суше. На поверхности воды штормовой ветер производит сильное волнение.Одновременно понижается температура воздуха нередко до минусовых значений.Вода, попадая на суда и береговые постройки, быстро замерзает покрывая ихледяной «корой».Под тяжестью льда суда могут подвергаться авариям.Профилактическая мера борьбы с борой – выход судов в открытое море на несколькодесятков километров от берега, где ветер стихает.

www.ronl.ru

Реферат по естествознанию на тему "Атмосфера Земли"

Тамбовское областное государственное автономное профессиональное образовательное учреждение

«Педагогический колледж г. Тамбова»

Реферат по естествознанию:

Атмосфера Земли

Выполнила

студентка группы ПНК-21

Ломова Светлана

Тамбов 2016

Аннотация

Атмосфера имеет очень большое экологическое значение. Она защищает все живые организмы Земли от губительного влияния космических излучений и ударов метеоритов, регулирует сезонные температурные колебания, уравновешивает и выравнивает суточные. Если бы атмосферы не существовало, то колебание суточной температуры на Земле достигло бы ±200 °С. Атмосфера есть не только животворным «буфером» между космосом и поверхностью нашей планеты, носителем тепла и влаги, через нее происходят также фотосинтез и обмен энергии — главные процессы биосферы. Атмосфера влияет на характер и динамику всех экзогенных процессов, которые происходят в литосфере (физическое и химическое выветривания, деятельность ветра, природных вод, мерзлоты, ледников).

СОДЕРЖАНИЕ

Строение атмосферы.............................................

Состав атмосферы..................................................

Значение атмосферы для географической оболочки..................................................................

Погода и климат......................................................

Общая циркуляция атмосферы..............................

Циклоны и антициклоны............................................................

Муссоны...................................................................

Заключение...............................................................

Список литературы.................................................

Строение атмосферы

Косвенными доказательствами существования атмосферы на больших высотах служат серебристые облака на уровне 70-80 км; метеоры, сгорающие из-за трения о воздух на высоте 100-300 км; полярные сияния на высоте до 1000 км. Условно за верхнюю границу атмосферы принимают высоту 1000-2000 км над поверхностью Земли, а более высокие слои считаются земной короной.

Каждый газ воздуха выполняет в географической оболочке определенные функции. Свободный кислород обеспечивает дыхание и горение.

Кислород атмосферы в основном имеет биогенного происхождения – фотосинтетический.

Азот, химически мало активен, регулирует темп окисления, также биогенного происхождения и входит в состав белков, нуклеиновых кислот. Диоксида углерода в атмосфере мало, но это утеплитель Земли, т.к. пропускает коротковолновую солнечную радиацию, но задерживает тепловое излучение земной поверхности , обуславливая парниковый эффект. Он является строительным материалом для синтеза органического вещества при фотосинтезе. Важна роль азона , хотя его в атмосфере немного. Толщина слоя озона при нормальном давлении и температуре 0 град С составила бы всего 3 мм. Количество его достигает максимума на высотах около 25 км и сходит на нет на высоте 70 км

Слой повышенной концентрации озона называют нередко озоновым экраном.

Озон – своеобразный фильтр атмосферы, т.к. поглощает значительную долю ультрафиолетовой радиации, которая губительно действует на живые организмы. Поглощая солнечную радиацию озон повышает температуру воздуха в стратосфере. В последние годы замечено глобальное сокращение озона, что часто связывают с выбросом фреона и окислов азота. Уменьшение толщины озонового слоя вредно для всего живого. Поэтому нужна коллективная мудрость человечества для его сохранения.

Важной составной частью воздуха является невидимый газ – водяной пар. Это весьма переменный компонент атмосферы: его содержание в воздухе колеблется от 0,2% в ледяных пустынях до 3-4% во влажных экваториальных лесах (по объему). Поскольку водяной пар поступает в воздух за счет испарения с водяной поверхности, почвы и транспирации растений, его количество зависит от температуры: чем она выше, тем его больше. С высотой количество водяного пара уменьшается, около 90% его заключено в нижнем к км слое воздуха. Значение водяного пара исключительно велико. Он представляет собой важное звено влагооборота, так как при определенных условиях происходит его конденсация, образуются облака и осадки. Велика роль водяного пара наряду с двуокисью углерода, и в создании парникового эффекта, так как именно он задерживает основную часть тепловогоизлучения земной поверхности. Фазовые превращения водяного пара и воды, сопровождающиеся поглощением тепла ( при испарении и таянии снега и льда) или выделением тепла ( при конденсации) отражаются на температуре окружающего воздуха. Такова роль водяного пара в тепло-влагообороте на Земле. Он выполняет определенные функции и в жизнедеятельности организмов.

Аэрозоли уменьшают прозрачность атмосферы, ослабляя солнечную радиацию и ухудшая видимость.

Состав атмосферы не всегда был таким, как сейчас. Предполагают, что первичная атмосфера состояла из водорода и гелия. В результате разогрева недр Земли произошло их рассеяние и возникла собственная атмосфера из газов, выделявшихся изнутри: метана, аммиака, диаксида углерода, азота и др.

С появлением и развитием растительности, особенно во второй половине палеозоя, резко возросла роль кислорода, а углекислый газ вошел в состав углей и карбонатов. Таков путь от водородно-гелиевой атмосферы до современной, главную роль в которой играют азот и кислород биогенного происхождения.

Большое влияние на изменение состава атмосферы оказывает человеческая деятельность (увеличивается содержание оксидов серы, углекислого газа, тяжелых металлов, изменяется количество озона и т.п.).

Строение атмосферы

По характеру изменения температуры в вертикальном направлении и другим физическим свойствам атмосферу делят на пять концентрических оболочек: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу, которые разделены тонкими (1-2 км) переходными слоями тропо-, страто-, мезо- и термо- паузами.

Верхняя граница атмосферы условна, ее проводят на высоте 2-3 тыс.км от земной поверхности. По вертикали в атмосфере выделяют несколько слоев (сфер). В основе их выделения – особенности изменения температуры. Кроме этого, каждый слой характеризуется особым химическим составом, плотностью и другими показателями.

Тропосфера – самая низкая и наиболее плотная часть атмосферы. В ней содержится 80% всей массы атмосферы. Верхняя граница – от 8 км в полярных широтах, до 18 км в районе экватора. Температура с высотой понижается в среднем на каждый километр на 6˚С, на верхней границе достигая до - 70˚С.

Стратосфера простирается до высоты 50-55 км. Воздух здесь разрежен. На восоте 20-25 км содержится значительное количество озона, т.наз. “озоновый слой”. Температура в стратосфере сначала не изменяется (до высоты 25 км), она такая же, как на верхней границе тропосферы. Выше температура растет и у верхней границы достигает от 0 до 10˚С. Возможно, это объясняется наличием озона, который поглощая ультрафиолетовое солнечное излучение, нагревает воздух.

На высоте 22-27 км изредка наблюдаются тонкие перламутровые облака, состоящие из кристалликов льда и капелек воды. В стратосфере происходит интенсивная циркуляция воздуха, образуются “струйные течения” со скоростью до 300 км/час.

Мезосфера имеет верхнюю границу около 80 км. Температура здесь резко понижается, у верхней границы достигая -75 – - 90˚С (самая низкая температура в атмосфере). Из газов преобладают азот и кислород, нет аргона, углекислого газа, почти нет водяного пара, хотя изредка можно наблюдать “серебристые облака” (выше мезосферы облаков не бывает).

Термосфера выделяется до высоты 800 км. В ней газы очень разрежены, находятся в ионизированном состоянии. Наиболее ионизированный слой находится на высоте 90-100 км, т.наз. ионосфера.

В термосфере температура с высотой растет. На высоте 150 км она достигает 220˚С, на высоте 600 км - 1500˚С.

Экзосфера простирается до верхней границы атмосферы – до 2-3 тыс.км. температура досгигает 2000˚С. Газы в ней очень разрежены. Преобладают водород, гелий, неон. Двигаясь с огромной скоростью, они могут преодолевать силу земного притяжения и улетать в космос. Так образуется вокруг Земли “корона”, которая заканчивается на высоте 20 тыс. км.

С точки зрения ионизации атмосфера делится на:

- нейтросферу (три нижних слоя)- ионосферу (два верхних слоя).

В ионосфере наблюдаются полярные сияния, магнитные бури. Изучение нижних слоев атмосферы и свойств воздуха началось во второй половине ХУ111 в с систематических инструментальных измерений и визуальных наблюдений за отдельными метеорологическими элементами в приземных слоях воздуха. С 30-х годов ХХ века слали осуществляться аэрологические наблюдения за состоянием свободной атмосферы с помощью аэростатов и стратостатов. Затем начали применять шары-зонды, поднимающиеся до высоты 15-16 км, и радиозонды – до высоты 40-5о км.

После второй мировой войны появились метеорологические ракеты, поднимающиеся до 100-120 км.

Для исследования ионосферы начали использовать географические ракеты ( в том числе с подопытными животными) достигшие высоты почти 500 км. Первый искусственный спутник земли был запущен в СССР 4 октября 1957 г, а 12 апреля 1961- корабль «Восток», пилотируемый Ю.А. Гагариным.

Начиная с 60-х годов высокие слои атмосферы систематически исследуются с помощью метеорологических спутников серии « Космос», « Метеор» и др. В настоящее время наблюдения из космоса осуществляют геостационарные спутники. Орбита последних совпадает с плоскостью экватора, они движутся с той же угловой скоростью, что и Земля. Эти спутники способны передавать непрерывную информацию о температуре земной и морской поверхности, облачности, ведут наблюдения за снежным и ледовом покровом и т.д.

Значение атмосферы для географической оболочки

1).Значение атмосферы исключительно велико и многообразно, поскольку она является посредником между Землей и Космосом и тесно взаимодействует со всеми другими земными оболочками –гидросферой (особенно океаносферой), литосферой, биосферой.

2).Атмосфера защищает органический мир Земли от пагубного воздействия ультрафиолетовой солнечной радиации, корпускулярных потоков, космических лучей различного происхождения. Она служит броней для железо-каменных метеорных потоков. Она создает благоприятные тепловые условия для жизни на земной поверхности, предохраняя ее от губительного зноя и леденящего холода. Без атмосферы не было бы ни осадков, ни ветра, ни звука, ни сумерек, ни полярных сияний и никаких других метеорологических явлений. Воздух атмосферы современного состава, будучи сам в значительной степени продуктом жизнедеятельности организмов, нужен всему живому. Таким образом,Земля защищена атмосферой от губительного для всего живого ультрафиолетового излучения, от метеоритов, от перегрева днем и ночного переохлаждения.

3).Между атмосферой и живой поверхностью происходит непрерывный обмен теплом и влагой. Причем, основным аккумулятором тепла и поставщиком влаги является Мировой океан. Кроме того, Мировой океан, наряду с зеленым покровом суши, выполняет функции легких нашей планеты: он активный поглотитель двуокиси углерода, содержащейся в воздухе, и в то же время – место обитания водорослей вносящих большой вклад в снабжение атмосферы кислородом.

4).Атмосфера в своем развитии тесно связана и с литосферой. Благодаря геологическим и геохимическим процессам она получила и продолжает получать из недр Земли значительную часть газов. Колебания температуры, ветер, осадки являются экзогенными факторами рельефообразования.

5).Воздух необходим для дыхания.

6).Атмосфера играет важную роль в хозяйственной деятельности человека и испытывает серьезное антропогенное воздействие, особенно в последние десятилетия. Оно чаще всего отрицательное Тому много примеров глобального масштаба. Загрязнение атмосферы диоксидом углерода и другими газами способствует поглощению земного излучения и повышению температуры воздуха. Уничтожение лесов, особенно экваториальных, ослабляет поступление в атмосферу кислорода. Рост концентраций аэрозолей, выбросы тепловых отходов, разрушение озонового слоя, изменения в характере поворхности суши ( распашка земель, мелиорация) и океана (нефтяная пленка), военные действия – все это влияет на атмосферу и климат и может вызвать цепную реакцию ряда нежелательных природных явлений.

7). Но самыми страшными климатическими ( и не только) последствиями могут обернуться ядерные войны, которые способны вызвать радиационный мутагенез и загрязнение атмосферы пылью и дымом пожарищь, то есть аэрозольную климатическую катастрофу. Климатическим эффектом станет быстрое ( за несколько дней), глубокое (на несколько десятков градусов) и длительное ( на несколько месяцев) похолодание до минусовых значений даже в экваториальных широтах. На планете может наступить «ядерная зима». Все это свидетельствует онеобходимости разумного сочетания хозяйственной и политической деятельности с охраной атмосферы в международном масштабе.

Погода и климат

Погода – физическое состояние атмосферы в данное время над определенной территорией. Элементы погоды – температура воздуха, влажность, облачность, осадки, атмосферное давление, ветер. Атмосферные явления – гроза, туман, метель, пыльная буря и др. Погода = это сочетание, своеобразный ансамбль всех ее элементов, которые взаимозависимы и закономерно меняются во времени и пространстве. Погода представляет собой внешнее проявление процессов, происходящих в атмосфере.

Характерные свойства погоды – изменчивость и многообразие. Изменения погоды могут быть периодическими и непериодическими.

Периодические изменения погоды обусловлены суточными и годовыми различиями в поступлении солнечной радиации. С ними связаны регулярные суточные и сезонные изменения всех элементов погоды. Суточные изменения весьма закономерны и четко выражены в жарком поясе, а во внетропических широтах нарушаются активной циклонической деятельностью. Годовые изменения в жарком поясе связаны не столько с термикой, сколько с режимом увлажнения. Во вне тропических широтах, наоборот, лето и зима – прежде всего термические сезоны года.

Непериодические изменения погоды обусловлены адвекцией воздушных масс и фронтальными процессами. Они хотя и наблюдаются во всех районах Земли, характерны , прежде всего, для умеренных и холодных поясов, что мы ощущаем в повседневной жизни.

Климат - многолетний режим погоды. Классификация климатов, климатические пояса.

Классификация климата по Б.П.Алисову разработана в 40-х годах 20 в. советским климатологом Б.П. Алисовым. Эта классификация – генетическая, т.к. основана на распространении географических типов воздушных масс. В ее основе – типы воздушных масс и их перемещение по сезонам года.

Выделяются 13 климатических поясов, из которых 7 основных и 6 переходных. Для основных поясов характерно господство в течение всего года одной воздушной массы. Для переходных – двух воздушных масс, которые меняются по сезонам года. Границами климатических поясов являются крайние положения климатических фронтов летом и зимой.

В каждом климатическом поясе различают до 4 климатических областей (они различаются режимом температуры и увлажнения) – океаническая, континентальная, западных и восточных побережий.

Экваториальный климатический пояс.

Здесь весь год господствуют экваториальные воздушные массы, атмосферное давление пониженное. Температуры в течение года 24 – 28˚С, годовые максимумы до 35˚С, минимумы – до 20˚С. годовые амплитуды температур – до 5, суточные – 10-15˚С.

Относительная влажность воздуха – 85%, годовая сумма осадков – 2-3 тыс. мм в год, выпадают равномерно. Коэффициент увлажнения – более 1.

Выделяют материковую и океаническую области, но существенных различий между ними не наблюдается.

Субэкваториальный климатический пояс.

Летом здесь господствуют экваториальные, зимой – тропические воздушные массы. Хорошо выражены сезонные различия и прежде всего в выпадении осадков.

А). Материковая область – средние температуры самого теплого месяца 32˚С, самого холодного 20-16˚С. Годовая сумма осадков – 1-2 тыс. мм в год, выпадают неравномерно, большая часть летом.

Б). Океаническая область - по сравнению с материковой большее количество осадков, большая влажность воздуха, относительно ровный ход температур в течение года (20-24˚С).

Тропический климатический пояс.

Весь год преобладают тропические воздушные массы, на больших территориях господствуют пассаты, большое количество солнечной радиации, малая облачность, высокое эффективное излучение, большие суточные амплитуды температур.

А). Материковая область – температуры самого теплого месяца 32˚С, самого холодного 15-20˚С. Годовые амплитуды достигают 15-20˚С. Суточные амплитуды – до 40˚С. Почва может нагреваться до 80 ˚С. Здесь зарегистрирован абсолютный максимум температуры на Земле +58˚ С.

Воздух очень сухой, относительная влажность около 30%. Годовая сумма осадков – менее 250 мм в год.

Б). Климат западных побережий испытывает большое влияние холодных течений. Температуры здесь самые низкие в тропических широтах (самый теплый месяц 20˚С, самый холодный 15˚С). Осадков выпадает мало – менее 100 мм, но относительная влажность высокая – 80-90%. Часты ночные туманы и росы.

В). Климат восточных побережий формируется под влиянием муссонной циркуляции и теплых течений. Температура самого теплого месяца 26˚С, самого холодного 18˚С. Осадков много (около 1000 мм), выпадают неравномерно, преимущественно летом.

Г). Климат океанической области во многом схож с экваториальным климатом. Отличия в невысокой облачности, небольшом количестве осадков. Характерны устойчивые ветры (пассаты). Годовые амплитуды температур небольшие, температура самого теплого месяца 26˚С, самого холодного 20˚С.

Субтропический климатический пояс.

Летом здесь господствуют тропические, зимой – умеренные воздушные массы.

А). Материковая область характеризуется жарким летом (32˚С), неустойчивой, относительно холодной зимой (5˚С). Осадков мало – 200-500 мм за год.

Особая разновидность климата сформировалась в высокогорных пустынях Азии. Лето здесь прохладное, зима холодная до -18˚С, осадков мало – 80 мм в год.

Б). Климат западных побережий (средиземноморский). Зима мягкая, дождливая +12-10˚С, лето жаркое и сухое до +25˚С. Годовая сумма осадков – 400-600 мм, выпадают преимущественно зимой.

В) климат восточных побережий формируется муссонами. Характерна необычайно холодная зима для субтропических широт (–10˚С), т.к. на материке устанавливается область высокого давления, дует континентальный муссон. Летом дует муссон с океана, средние температуры +20-24˚С. Осадки выпадают преимущественно летом, общая сумма – 500-600 мм в год.

Г). Океаническая область имеет более ровный ход температур, большую влажность по сравнению с материковым климатом. Осадки выпадают равномерно годовая сумма до 1000 мм в год, температура самого теплого месяца +20˚, самого холодного +12˚С.

Умеренный климатический пояс характеризуется господством умеренных воздушных масс, западного переноса, активной циклонической деятельностью. Погода очень неустойчива.

Хорошо выражены 4 сезона года.

А). В материковой области лето теплое, на юге жаркое (+10 + 24˚С), зима холодная, с устойчивым снежным покровом (до –15-40˚С). Годовые амплитуды до 60˚С. Осадки 300 – 700 мм в год, их количество уменьшается вглубь материка. Большая часть осадков выпадает летом.

Б). Климат западных побережий испытывает большое влияние западных ветров, а значит океана. Лето нежаркое (+10+16 ˚С), зима мягкая (0 ˚С), не устанавливается устойчивый снежный покров. Осадки – 800 мм в год, выпадение равномерное.

В). Климат восточных побережий – муссонный климат. Лето дождливое, нежаркое (+15˚С), зима сухая, холодная (-8 – 20˚ С). Осадки – 500 – 1000 мм в год, выпадение преимущественно летом (90%).

Г). В океанической области температуры самого холодного месяца более 0˚С, самого теплого – не более +20˚С. Сумма осадков – 1000 мм в год. В южном полушарии при разгуле западных ветров на океанических просторах часты штормы – т.наз. «ревущие 40-50 широты».

Субарктический и субантарктический климатические пояса.

Летом господствуют умеренные, зимой – арктические (антарктические) воздушные массы.

А). Материковая область выражена только в северном полушарии. Лето короткое, но относительно теплое (до 10˚С), зима суровая, малоснежная (до -40˚С). Здесь зарегистрированы абсолютные минимумы температур северного полушария – Оймякон (-71˚С), Верхоянск (-68˚С). Годовые амплитуды большие, осадков немного – 300 мм и менее, большая их часть выпадает летом.

Б). Океаническая область ярче представлена в южном полушарии. Температуры лета +4 +8˚С, зимы –4 –10˚С. Годовые амплитуды не более 20˚С. Осадки равномерны в течение года, их годовая сумма 200 – 500 мм.

Арктический и антарктический климатические пояса.

Весь год преобладает воздействие арктических (антарктических) воздушных масс.

А). Материковая область характеризуется очень суровой зимой и холодным летом, температура каждого месяца ниже 0 С. Вблизи южного полюса средние температуры января составляют -14˚С, июля – 64˚С.

Б). Океанический климат формируется над Северным Ледовитым океаном. Средняя температура января –25 – 40˚С, июля 0˚ С, осадков – менее 250 мм в год.

Общая циркуляция атмосферы

Общая циркуляция атмосферы – это совокупность воздушных течений крупного масштаба в тропо- и стратосферах. В результате происходит обмен воздушными массами в пространстве, что способствует перераспределению тепла и влаги.

Факторы, определяющие общую циркуляцию атмосферы:

1. Неравномерное распределение солнечной энергии по земной поверхности и как следствие, неравномерное распределение температуры и атмосферного давления.

2. Силы Кориолиса и трения, под влиянием которых воздушные потоки приобретают широтное направление.

3. Влияние подстилающей поверхности: наличие материков и океанов, неоднородность рельефа и др.

Распределение воздушных течений в земной поверхности имеет зональный характер.

В экваториальных широтах – затишье или наблюдаются слабые переменных ветры.

В тропической зоне господствуют пассаты. Пассаты – постоянные ветры, дующие от 30-х широт к экватору, имеющие в северном полушарии северо-восточное, в южном – юго-восточное направления. В 30-35˚ северных и южных широт – зона затишья, так называемые «конские широты».

В умеренных широтах преобладают западные ветры (в северном полушарии юго-западные, в южном – северо-западные). В полярных широтах дуют восточные (в северном полушарии северо-восточные, в южном – юго-восточные) ветры.

В действительности система ветров над земной поверхностью гораздо сложнее.

В субтропическом поясе во многих районах пассатный перенос нарушается летними муссонами.

В умеренных и субполярных широтах огромное влияние на характер воздушных течений оказывают циклоны и антициклоны, а на восточных и северных побережьях – муссоны. Кроме этого, во многих районах образуются местные ветры, обусловленные особенностями территории.

Циклоны и антициклоны.

Для атмосферы характерны вихревые движения, крупнейшими из которых являются циклоны и антициклоны.

Циклон – это восходящий атмосферный вихрь с пониженным давлением в центре и системой ветров от периферии к центру, направленных в северном полушарии против, в южном – по часовой стрелке.

Циклоны делят на тропические и вне тропические.

Рассмотрим вне тропические циклоны. Диаметр вне тропических циклонов в среднем около 1000 км, но бывают и более 3000 км. Глубина (давление в центре) – 1000-970 гПа и менее. В циклоне дуют сильные ветры, обычно до 10-15 м/сек, но могут достигать 30 м/сек и более. Средняя скорость перемещения циклона – 30-50 км/час. Чаще всего циклоны перемещаются с запада на восток, но иногда идут с севера, юга и даже востока. Зона наибольшей повторяемости циклонов – 80-е широты северного полушария.

Циклоны приносят пасмурную, дождливую, ветреную погоду, летом – похолодание, зимой – потепление.

Тропические циклоны (ураганы, тайфуны) образуются в тропических широтах, это одно из наиболее грозных и опасных явлений природы. Их диаметр несколько сотен километров (300-800 км, редко более 1000 км), но характерна большая разница в давлении между центром и периферией, что вызывает сильные ураганные ветры, тропические ливни, сильные грозы.

Размеры антициклонов такие же, как у циклонов, но в поздней стадии развития могут достигать до 4000 км в диаметре. Атмосферное давление в центре антициклонов обычно 1020-1030 гПа, но может достигать и более 1070 гПа. Наибольшая повторяемость антициклонов – над субтропическими зонами океанов.

Для антициклонов характерна малооблачная, без осадков погода, со слабыми ветрами в центре, зимой – сильные морозы, летом – жара.

Муссоны

Муссоны – сезонные ветры, изменяющие направление два раза в год. Летом они дуют с океана на сушу, зимой – с суши на океан. Причина образования – неодинаковое нагревание по сезонам года суши и воды. В зависимости от зоны образования муссоны делят на тропические и вне тропические.

Вне тропические муссоны особенно выражены на восточной окраине Евразии. Летний муссон приносит с океана влагу и прохладу, зимний дует с материка, понижая температуру и влажность.

Тропические муссоны наиболее выражены в бассейне Индийского океана. Летний муссон дует от экватора, он противоположен пассату и приносит облачность, осадки, смягчает летнюю жару, зимний – совпадает с пассатом, усиливает его, принося сухость.

Местные ветры.

Местные ветры имеют локальное распространение, их образование связано с особенностями данной территории – близостью водоемов, характером рельефа. Наиболее распространены бризы, бора, фён, горно-долинные и стоковые ветры.

Бризы- ветры по берегам морей, крупных озер и рек, дважды в сутки меняющие направление на противоположное: дневной бриз дует с водоема на берег, ночной бриз – с берега на водоем. Бризы обусловлены суточным ходом температуры и соответственно давления над сушей и водой. Они захватывают слой воздуха 1-2 км. Скорость их невелика – 3-5 м/с. Очень сильный дневной морской бриз наблюдается на западных пустынных побережьях материков в тропических широтах, омываемых холодными течениями и холодной водой, поднимающейся у берега в зоне апвеллинга. Там он вторгается вглубь суши на десятки километров и производит сильный климатический эффект: снижает температуру, особенно летом на 5-70 С , а в западной Африке до 100С, увеличивает относительную влажность воздуха до 85%, способствует образованию туманов и рос. Явления, подобные дневным морским бризам можно наблюдать по окраинам больших городов, где отмечается циркуляция более холодного воздуха из пригородов к центру, т.к над городами существуют «тепловые пятна» в течение всего года.

Горно-долинные ветры обладают суточной периодичностью: днем ветер дует вверх по долине и по горным склонам, ночью- наоборот охлажденный воздух спускается вниз. Дневной подъем воздуха приводит к образованию кучевых облаков над склонами гор, ночью при опускании и адиабатическом нагревании воздуха облачность исчезает.

Ледниковые ветры – это холодные ветры, постоянно дующие со стороны горных ледников вниз по склонам и долинам. Они обусловлены выхолаживанием воздуха надо льдом. Их скорость 5-7 м/с, мощность несколько десятков метров. Они интенсивнее ночью, так как усиливаются ветрами склонов.

Фен ( от лат. теплый западный ветер) – теплый сухой порывистый ветер, дующий с гор в долины или предгорья. При фене температура у подножья с подветренной стороны гор за несколько часов может подняться на десятки градусов, а относительная влажность понизиться на 10-20%. Продолжительность фенов- от нескольких часов до нескольких суток. Фен образуется благодаря тому, что при подъеме по наветренному склону гор воздух нижнюю часть пути до уровня конденсации охлаждается по сухоадиабатическкому градиенту (10/100м), а в верхней части по влажноадиабатическому градиенту (0,50/100 м). При опускании воздух нагревается сухоадиабатически, поэтому к подножью гор он приходит с более высокой температурой. Абсолютная и относительная влажность фена, наоборот, пониженная. Уменьшение абсолютной влажности воздуха обусловлено образованием облаков и выпадением орографических осадков на наветренных склонах гор. Относительная влажность в фене понижается по мере роста температуры при опускании воздуха. Феновый эффект значительнее при большей высоте гор и в холодную половину года, когда выше исходная относительная влажность воздуха и ниже уровень конденсации на наветренной стороне хребта.

Бора (греч. – северный ветер)- сильный холодный порывистый воздух, дующий с низких гор в сторону относительно теплого моря. Она хорошо изучена в районе Новороссийской бухты на Черном море, на Адриатическом побережье в Югославии в районе г. Триеста. Бора случается зимой с ноября по март, когда к невысоким хребтам, расположенным вдоль побережья со стороны суши, с северо-востока подходит холодный фронт и сильный холодный ветер низвергается вниз по горному склону и приобретает скорость более 20 м/с, вызывая разрушения на суше. На поверхности воды штормовой ветер производит сильное волнение. Одновременно понижается температура воздуха нередко до минусовых значений. Вода, попадая на суда и береговые постройки, быстро замерзает покрывая их ледяной «корой».Под тяжестью льда суда могут подвергаться авариям.

Профилактическая мера борьбы с борой – выход судов в открытое море на несколько десятков километров от берега, где ветер стихает.

Загрязнение атмосферы

Атмосфера земли является газовой оболочкой планеты. Данная оболочка имеет послойное строение и относительно стабильный газовый состав. Атмосферный воздух включает азот (более 78%), кислород (более 20%) и около 1% других газов, в том числе углекислого газа, неона, аргона, метана, гелия, водорода, т.д. Воздух – это наиболее важная природная среда, без которой невозможно существование жизни на планете.

В настоящее время вследствие хозяйственной деятельности человека происходит интенсивное загрязнение атмосферы. Это искусственное, или антропогенное загрязнение. Также ученые выделяют естественное загрязнение воздушной оболочки в связи с воздействием факторов неживой природы

Понятие «загрязнение атмосферы» подразумевает привнесение в воздух каких-либо не характерных для него химических, физических и биологических веществ, либо повышение их концентрации. Соответственно, загрязнение может быть трех видов: химическое, физическое и биологическое.

Физическое загрязнение включает механическое (твердые частички, пыль), электромагнитное (разные типы электромагнитных волн, включая радиоволны), радиоактивное (изотопы и радиоактивные лучи), тепловое (выбросы теплых воздушных масс, др.), шумовое (шум, низкочастотные колебания воздуха).

Химическое загрязнение подразумевает загрязнение воздуха газообразными летучими веществами и аэрозолями. В настоящее время главными химическими загрязнителями воздуха считаются оксид углерода, углеводороды, оксиды азота, альдегиды, диоксид серы, тяжелые металлы, аммиак, радиоактивные изотопы и атмосферная пыль. Из тяжелых металлов наибольшей концентрации в промышленных регионах достигают соединения свинца, меди, цинка, хрома, кадмия.

Биологическое загрязнение атмосферы, в большинстве случаев, микробной природы. Примером может служить загрязнение воздуха спорами и вегетативными формами грибов и бактерий, вирусами, в том числе их продуктами жизнедеятельности.

В настоящее время главными загрязнителями атмосферы считаются углекислый газ, оксид углерода, диоксиды серы, а также газовые компоненты, повышение концентрации которых влияет на температурный режим тропосферы (метан, фреоны, диоксид азота, озон). Интенсивное загрязнение атмосферы обусловлено работой промышленных предприятий черной и цветной металлургии, химических и нефтехимических комбинатов, строительной индустрии, энергетической и целюлозно-бумажной промышленности. Основные источники загрязнения воздуха – тепловые электростанции, так как от этих предприятий в атмосферу поступает дым с углекислым и сернистым газом. Металлургические заводы выбрасывают в атмосферу сероводород, окиды азота, фтор, хлор, аммиак, соединения фтора, мышьяка, ртути. Цементные и химические предприятия наносят не меньший урон газовой оболочке планеты. Большое количество опасных газов поступают в атмосферу вследствие сжигания топлива для потребностей промышленности и отопления помещений, в результате работы двигателей транспортных средств и при переработке промышленных отходов.

Заключение

В существовании Земли значение атмосферы огромно. Если лишить нашу планету атмосферы, все живые организмы погибнут. Ее воздействие можно сравнить с ролью стекла в парнике, которое пропускает лучи света и не выпускает тепло обратно. Таким образом, атмосфера оберегает поверхность Земли от чрезмерного нагревания и остывания.

Список литературы

http://geografya.ru/atmosfera/znachenie_atmosfery.html
https://ru.wikipedia.org/wiki/Атмосфера_Земли
http://spacegid.com/atmosfera-zemli.html

infourok.ru

Доклад - Атмосфера - География

Атмосфера — это внешняя газовая оболочка Земли. Нижней границей атмосферы является земная поверхность. Верхняя граница проходит на высоте 3000 км, где плотность воздуха становится равной плотности вещества в Космосе.

Воздух атмосферы удерживается у земной поверхности силой притяжения. Общий вес атмосферы равен 5,136×1015 т (по другим источникам — 5,9×1015 т), что соответствует весу равномерно распределенного по Земле слоя воды в 10 м или слоя ртути толщиной в 76 см. Вес вышележащего столба воздуха определяет величину атмосферного давления, которое у земной поверхности в среднем составляет 760 мм рт. ст., или 1 атм (1013 гПа, или 1013 мбар).

Плотность воздуха на уровне моря при температуре 15°С в среднем составляет 1,2255 кг/м3, или 0,0012 г/см3, на высоте 5 км — 0,735 кг/см3, 10 км — 0,411 кг/см3, 20 км — 0,087 кг/см3. На высоте 300 км плотность воздуха уже в 100 млрд раз меньше, чем у поверхности Земли.

Состав атмосферы.Атмосфера состоит из постоянных и переменных компонентов (табл. 5.2). К постоянным относятся азот (78% по объему), кислород (21%) и инертные газы (0,93%). Постоянство количества активных компонентов азота и кислорода определяется равновесием между процессами выделения свободного кислорода и азота (преимущественно живыми организмами) и их поглощением в ходе химических реакций. Инертные газы не участвуют в реакциях, происходящих в атмосфере. Переменными составляющими являются диоксид углерода, водяной пар, озон, аэрозоли.

Таблица 5.2. Состав атмосферы

Газ	Символ	Содержание, %
Постоянные компоненты
Азот	N2	78,08
Кислород	О2	20,95
Аргон	Аr	0,93
Неон	Ne	0,0018
Гелий	Не	0,0005
Водород	Н2	0,00006
Ксенон	Хе	0,000009
Переменные компоненты
Водяной пар	Н2О	0-4
Диоксид углерода	СО2	0,0364
Метан	СН4	0,00018
Оксид азота	N2O	0,000031
Озон (тропосферный)	О3	0,000004
Озон (стратосферный)	О3	0,0012
Аэрозоли (частицы)	—	0,000001

Водяной пар задерживает до 60% теплового излучения планеты. Водяной пар выполняет и другую важную функцию, за что его называют «основным топливом» атмосферных процессов. При испарении влаги (а именно таким путем атмосфера пополняется водяным паром) значительная часть энергии (примерно 2500 Дж) переходит в открытую форму, а затем выделяется при конденсации. Обычно это происходит на высоте облачного покрова. В результате таких фазовых переходов большое количество энергии перемещается в пределах географической оболочки, «питая» различные атмосферные процессы, в частности — тропические циклоны.

Содержание диоксида углерода довольно быстро убывает с высотой, понижаясь практически до нуля на верхней границе атмосферы. Углекислый газ задерживает до 18 % теплового излучения Земли. Кроме того, это основной материал для построения зелеными растениями органического вещества.

Водяной пар и диоксид углерода служат природными атмосферными фильтрами, задерживающими длинноволновое тепловое излучение земной поверхности. Благодаря этому возникает парниковый эффект, который определяет общее повышение температуры земной поверхности на 38°С (ее среднее значение +15°С вместо -23°С).

Аэрозольные частицы — это находящиеся во взвешенном состоянии минеральная и вулканическая пыль, продукты горения (дым), кристаллики морских солей, споры и пыльца растений, микроорганизмы. Содержание аэрозолей определяет уровень прозрачности атмосферы. В связи с активной антропогенной деятельностью запыленность атмосферы увеличилась. Как показывают эксперименты, при большой запыленности величина приходящей к Земле солнечной радиации может понижаться, что ведет к изменениям погоды и климата планеты. Наиболее крупные аэрозоли — ядра конденсации — способствуют превращению водяного пара в водяные капли (облака).

Вертикальное строение атмосферы. Атмосферу подразделяют на пять оболочек (рис. 5.6).

Нижняя часть атмосферы, непосредственно прилегающая к земной поверхности, называется тропосферой. Она простирается над полюсами до высоты 8 км, в умеренных широтах — до 10—11 км, над экватором — до 16—17 км. Здесь сосредоточено около 80% всей массы атмосферы. Наблюдаемое понижение температуры в этом слое (в среднем 0,6°С на 100 м) связано с расширением воздуха под воздействием уменьшения с высотой внешнего давления, а также с переносом теплоты от земной поверхности. При средней для всей Земли годовой температуре воздуха +15°С на уровне моря, на верхней границе тропосферы она понижается до -56°С. Понижение температуры воздуха, так же как и других метеорологических величин, не всегда выдерживается, а в ряде случаев отклоняется от нормального, образуя инверсии. Последние определяются местными географическими причинами.

Рис. 5.6. Строение атмосферы

Физические свойства воздуха тропосферы во многом обусловлены характером взаимодействия с подстилающей поверхностью. Вследствие непрерывного перемешивания воздуха его состав во всей толще тропосферы постоянный. Тропосфера содержит основное количество всей атмосферной влаги.

Вблизи верхней границы тропосферы располагается переходный слой — тропопауза мощностью около 1 км. Выше тропопаузы не поднимаются вертикальные токи воздуха, обусловленные различиями его нагревания и увлажнения от земной поверхности (атмосферная конвекция).

Выше тропосферы, примерно до 50 км, располагается стратосфера. Ранее ее принимали за изотермический слой со средней температурой -56°С. Однако новые данные показали, что изотермия наблюдается только в ее нижней части, приблизительно до 20 км, а у верхней границы температура повышается до 0°С. Стратосфера охвачена мощной горизонтальной циркуляцией с элементами вертикальных движений, что способствует активному перемешиванию воздуха. Антропогенное загрязнение фактически исключено, но сюда проникают продукты интенсивных вулканических выбросов, сохраняющиеся довольно длительное время и влияющие на космическое излучение, включая солнечное.

Особенностью стратосферы является озоновый слой, в формировании которого принимает участие следующий физико-химический механизм. Поскольку атмосфера избирательно пропускает через себя электромагнитное излучение Солнца, солнечная радиация распределяется на земной поверхности неравномерно. Входящий в состав воздуха кислород взаимодействует с коротковолновой ультрафиолетовой (УФ) радиацией, и когда молекула кислорода О2 поглощает УФ свет достаточной энергии, она распадается:

О2 + УФ свет → О + О

Атомарный кислород очень активен и присоединяет молекулу кислорода, образуя молекулу озона:

атомарный кислород (О) + молекулярный кислород (О2) → озон (О3)

Обычно это происходит на высоте примерно 25—28 км от земной поверхности, где и образуется слой озона. Озон сильно адсорбирует ультрафиолетовые лучи, которые губительны для живых организмов.

В последние годы обнаружено сокращение озона в атмосфере, которое получило название «озоновой дыры». Впервые она была обнаружена над Антарктидой, а затем и в других уголках планеты. Установлено, что со временем эти дыры мигрируют и даже пропадают. Возможно, что их образование и исчезновение представляет собой естественный процесс развития географической оболочки и планеты в целом.

Над стратосферой до высоты 80—90 км располагается мезосфера. Температура в этом слое вновь понижается и достигает -107°С. На высоте 75—90 км наблюдаются «серебристые облака», состоящие из кристалликов льда.

До высоты примерно 800—1000 км располагается термосфера. Здесь температура воздуха снова повышается до 220°С на высоте 150 км и 1500°С — на высоте 600 км. Воздух термосферы состоит преимущественно из азота и кислорода, однако выше 90—100 км короткие волны солнечной радиации вызывают распад молекул О2 на атомы и здесь преобладает атомарный кислород. Выше 325 км азот также диссоциирует. Соотношение между азотом и кислородом, характерное для нижних слоев атмосферы (78 и 21%), на высоте 200 км меняется и составляет соответственно 45 и 55%. Под действием ультрафиолетовых и космических лучей частицы воздуха в термосфере электрически заряжены, с чем связано возникновение полярных сияний. Термосфера поглощает рентгеновское излучение солнечной короны и способствует распространению радиоволн.

Следует отметить, что температуру в разреженном воздухе верхней части атмосферы нельзя отождествлять с температурой у земной поверхности. Ее значения рассчитываются по скорости кинетического движения частиц и она не производит в условиях малой плотности воздуха того термического эффекта, который присущ соответствующим величинам у поверхности Земли.

Выше 1000 км располагается экзосфера. Скорость движения атомов и молекул газов достигает здесь третьей космической скорости (11,2 км/с), что позволяет им преодолевать земное притяжение и рассеиваться в космическом пространстве.

Основные черты воздушной циркуляции в тропосфере.Воздушная циркуляция обусловлена неравномерным распределением ат мосферного давления у земной поверхности, следствием чего являются системы ветров — направленных перемещений воздуха из области высокого давления в область низкого (рис. 5.7). Барическое поле слагаемое различными воздушными массами, состоит из отдельных барических систем, среди которых различают циклоны (область низкого давления в центре и движение воздуха против часовой стрелки) и антициклоны (область высокого давления в центре и движение воздуха по часовой стрелке), барические депрессии и гребни ложбины и седловины. Различают постоянные центры действия атмосферы — области высокого или низкого давления, существующие круглый год или в определенный сезон (Исландский и Алеутский минимумы, Азорский, Гавайский, Сибирский максимумы). Преобладающие переносы воздушных масс и их динамика проявляются в пассатных, муссонных, бризовых циркуляциях, в формировании и миграции квазистационарных воздушных фронтов на поверхности Земли (типа внутритропической зоны конвергенции) Особый интерес представляют тропические циклоны, называемые в Атлантическом океане ураганами, в Тихом — тайфунами которые весьма значительно вмешиваются в повседневную жизнь жителей многих прибрежных стран Центральной Америки, Юго-Восточной Азии и других регионов. Основными параметрами барических систем являются траектория, скорость перемещения, радиус действия, атмосферное давление в центре образования. Перемещающиеся циклоны оказывают влияние на подстилающую поверхность, нарушая нормальное распределение гидрометеорологических величин, обусловливая штормы на суше и море.

Воздушные массы и атмосферные фронты.Вследствие различии солнечного тепла на Земле и характера подстилающей поверхности (суша, океан) воздух тропосферы в горизонтальном направлении распадается на отдельные воздушные массы — большие объемы воздуха, обладающие относительно однородными свойствами и движущиеся как единое целое в общей циркуляции атмосферы.

Свойства воздушных масс зависят от географической широты и характера подстилающей поверхности (материки или океаны). Выделяют следующие типы воздушных масс: экваториальный, тропический воздух умеренных широт и арктический (антарктический).

Экваториальный воздух образуется в экваториальной полосе и характеризуется высокой температурой и влажностью. Эти свойства сохраняются не только над сушей, но и над океаном, поэтому его не подразделяют на континентальный и морской. В теплый период экваториальный воздух заходит в субэкваториальный пояс, принося сюда обильные осадки.

Тропический воздух (морской и континентальный) представлен воздушными массами, формирующимися в тропических и субтропических широтах над океанами и материками. В летнее время континентальный тропический воздух образуется над аридными районами умеренных широт (Средняя Азия, Монголия, Северный Китай, Большой бассейн в Северной Америке). Континентальный тропический воздух характеризуется высокой температурой и низкой влажностью. Над засушливыми районами он содержит много аэрозольных частиц и пыли. Морской тропический воздух прохладнее континентального, но содержит больше влаги. Однако из-за высокой температуры он редко достигает состояния насыщения, т.е. имеет низкую относительную влажность. Вследствие этого с поверхности океанов в тропическом поясе происходит сильное испарение.

Рис. 5.7. Распределение среднего атмосферного давления (мбар) на уровне моря и преобладающих ветров в июле (С.Г.Любушкина и К.В.Пашканг, 2002)

Воздух умеренных широт (морской и континентальный) формируется в обоих полушариях и отличается большим разнообразием. Континентальный воздух приобретает свои характерные свойства над материками. В летний период воздух сильно прогревается и становится влажным, приближаясь по своим свойствам к континентальному тропическому воздуху. Зимой континентальный воздух сильно охлаждается и становится сухим из-за небольшого испарения. Морской умеренный воздух формируется над океанами в средних широтах и отличается повышенной влажностью и умеренной температурой. Зимой он приносит оттепели и осадки, летом — прохладную и пасмурную погоду с осадками.

Арктический и антарктический воздух образуется над ледовыми и снежными поверхностями северных и южных полярных регионов, сильно выхолаживающимися в холодный период года. Для него характерны низкие температуры, малое содержание влаги и высокая прозрачность. Различают континентальный арктический (антарктический) воздух, формирующийся над ледниками Гренландии, Антарктиды, островами арктического бассейна, а зимой и над замерзшими участками океанов, и морской арктический (антарктический) воздух, формирующийся над открытыми поверхностями Северного Ледовитого и Южного океанов. Первый — очень холодный и сухой, второй — более теплый и влажный. Вторжение арктического (антарктического) воздуха в умеренные широты всегда приносит похолодание летом и морозы зимой.

Одновременно в тропосфере формируются несколько десятков типов воздушных масс. Эти области контактируют друг с другом в зонах, получивших название атмосферных фронтов — пограничных слоях, ширина которых достигает нескольких десятков километров. Атмосферные фронты — наиболее динамичные части тропосферы. Здесь происходят самые интенсивные движения воздуха, поскольку встречаются воздушные массы, обладающие разными физическими свойствами — температурой, влажностью и плотностью. Схема общей циркуляции в тропосфере показана на рис. 5.8. В действительности все атмосферные процессы происходят гораздо сложнее и определяются множеством причин, в том числе и местными факторами.

Рис. 5.8. Схема общей циркуляции атмосферы (по Г.Флону): Н — низкое давление; В — высокое давление; Е, W — горизонтальные составляющие ветра

Роль атмосферыв географической оболочке исключительно велика. Атмосфера преобразует поступающую солнечную энергию. Она поддерживает жизнь на Земле, защищая земную поверхность от охлаждения и регулирует распределение тепла и влаги. Атмосфера служит щитом против метеоритов (испаряя или сжигая их высоко над Землей) и предохраняет организмы от ультрафиолетовой радиации.

Каждая из составных частей атмосферного воздуха выполняет в географической оболочке свои функции. Кислород участвует в реакции окисления (дыхание, тление, горение). Азот в химических соединениях служит питанием для растений и микроорганизмов.

Современная атмосфера, особенно тропосфера, в значительной степени представляет собой продукт живого вещества биосферы. Полное обновление фотосинтетического кислорода планеты живым веществом происходит за 5200 — 5800 лет.

www.ronl.ru

Реферат на тему атмосфера - Школьные Знания.com

Из всех составных частей биосферы для нормальной жизнедеятельности человека, прежде всего, нужен воздух. Без еды человек может прожить до пяти дней, без воздуха не более пяти минут. В сутки человек в среднем потребляет около килограмма пищи, до двух с половиной литров воды и кислород из двадцати килограммов воздуха. Но потребляемый воздух должен отвечать определённым санитарным требованиям, иначе он вызовет острые или хронические заболевания. В результате промышленных выбросов воздух многих зарубежных городов загрязнен настолько, что днем почти не видно солнца. Промышленная пыль представляет собой один из основных видов загрязнения атмосферы. Вред, причиняемый пылью и золой, является глобальным. Запыленная атмосфера плохо пропускает ультрафиолетовую радиацию, обладающую бактерицидными свойствами, и препятствующую самоочищению атмосферы. Пыль засоряет слизистые оболочки дыхательных органов и глаз, раздражает кожные покровы человека, является переносчиком бактерий и вирусов, снижает освещенность улиц, заводских зданий, жилищ, вызывая перерасход электроэнергии. Сажа, являющаяся компонентом пыли и представляющая собой практически чистый атмосферный углерод, увеличивает заболеваемость раком легких.

Атмосферный воздух - это источник дыхания человека, животных и растительности, сырьё для процессов горения и синтеза химических веществ; он является материалом, применяемым для охлаждения различных промышленных и транспортных установок, а также средой, в которую выбрасываются отходы жизнедеятельности человека, высших и низших животных и растений.

Важную роль во всех природных процессах играет атмосфера. Она служит надежной защитой от вредных космических излучений, определяет климат данной местности и планеты в целом. Воздух атмосферы является одним из основных жизненно важных элементов окружающей среды, её животворным источником. Беречь его, сохранять в чистоте - значит сохранять жизнь на Земле.

Во Вселенной земная атмосфера - уникальное и удивительное явление. Она состоит из азота, кислорода, аргона, углекислого газа и других элементов. К бесценным богатствам нашей планеты следует отнести в первую очередь богатую кислородом и сбалансированную по газовому составу атмосферу.

Атмосфера является составной частью биосферы и представляет собой газообразную оболочку Земли, вращающуюся вместе с ней как единое целое. Эта оболочка слоиста. Каждый слой имеет своё название и характерные физико-химические особенности. Условно принято атмосферу делить на две большие составные части: верхнюю и нижнюю. Наибольший интерес представляет для нас нижняя часть атмосферы, главным образом тропосфера, поскольку в ней происходят основные метеорологические явления, влияющие на загрязнение атмосферного воздуха.

Атмосферный воздух выступает своего рода посредником загрязнения всех других объектов природы, он способствует распространению больших масс загрязнений на большие расстояния. Промышленными выбросами, переносимыми по воздуху, загрязняется Мировой океан, закисляются почва и вода.

Таким образом, на территорию России ежегодно через западные границы вместе с воздушными массами поступает около 2 млн. тонн двуокиси серы и около 10 млн. тонн сульфатов.

Сжигание таких видов топлива, как уголь, нефть, сланцы, ведет к загрязнению воздуха сернистым газом - источником закисления почв и водоемов. Высвободившиеся при этом тепло рассеивается в окружающую среду и служит источником теплового загрязнения атмосферы.

Степень вредности загрязняющих природу веществ зависит от многих факторов окружающей среды и от самих веществ. Научно-технический прогресс ставит задачу разработать объективные и универсальные критерии вредности. Это основополагающая проблема защиты биосферы на сегодняшний день окончательно ещё не решена. Анализ накопленных по этому вопросу данных, приведенный в исследовательских работах, показывает, что метод рассеивания, и разбавления загрязнителей не обеспечивает защиту биосферы.

znanija.com

Реферат - Атмосфера - География

Таблица 5.2. Состав атмосферы

Газ	Символ	Содержание, %
Постоянные компоненты
Азот	N2	78,08
Кислород	О2	20,95
Аргон	Аr	0,93
Неон	Ne	0,0018
Гелий	Не	0,0005
Водород	Н2	0,00006
Ксенон	Хе	0,000009
Переменные компоненты
Водяной пар	Н2О	0-4
Диоксид углерода	СО2	0,0364
Метан	СН4	0,00018
Оксид азота	N2O	0,000031
Озон (тропосферный)	О3	0,000004
Озон (стратосферный)	О3	0,0012
Аэрозоли (частицы)	—	0,000001

Вертикальное строение атмосферы. Атмосферу подразделяют на пять оболочек (рис. 5.6).

Рис. 5.6. Строение атмосферы

О2 + УФ свет → О + О

Атомарный кислород очень активен и присоединяет молекулу кислорода, образуя молекулу озона:

атомарный кислород (О) + молекулярный кислород (О2) → озон (О3)

www.ronl.ru

Реферат - Атмосфера - Химия

Реферат по химии

По теме:

Рижская Даугавгривская средняя школа

Ученица 9b класса

Денисенко Дарья

Рига 2004

План реферата

1. Парниковый эффект.

А) Причины образования.

Б)Сущность

В)Последствия

2. Кислотные дожди

3. Озоновый слой

4. Меры по охране атмосферы от загрезнения.

Парниковы эффект.

Парниковый эффект – процесс разогрева нижних слоев атмосферы Земли тепловой энергией, удерживаемой скопившимися газами. Если бы не парниковый эффект, средняя температура на земной поверхности составила бы -15˚ C . Парниковый эффект вызывается углекислым газом и водяным паром, чье действие аналогично действию стекла в оранжерее. Они пропускают солнечное излучение высокой энергии к земной поверхности, позволяя ей нагреваться, но поглощают излучение более низкой энергии (инфракрасное), испускаемое самой Землей. Затем они испускают во все стороны излучение еще более низкой энергии. Часть его достигает земной поверхности, сообщая ей дополнительное тепло.

В настоящее время средняя температура по всему миру неуклонно повышается. Это называется глобальным потеплением. Причиной тому могут служить различные факторы, однако многие ученые связывают это с определенным повышением концентрации парниковых газов в атмосфере. Ученые полагают, что если количество париковых газов в атмосфере и дальше будет возрастать такими темпами, то в ближайшие пятьдесят лет средняя температура на Земле повысится на 1,5-4˚ C . Многие из них настаивают на сокращении выброса парниковых газов в атмосферу.

1. Сущность парникового эффекта

Что, же происходит с климатом Земли?

Человеческая деятельность может привести к нагреву земного шара сверх придельно допустимых возможностей.

Есть противоположенные мнения, что климат Земли изменяется, наоборот, в сторону похолодания. И, вообще, в последние годы метеорологи разных стран приходят к выводу, что во всеобъемлющей системе погоды на земном шаре что-то растроилось. По их мнению, климат на земле начинает меняться не в лучшую сторону. Некоторые метеорологи считают, что приближается всеобщая стихийная катастрофа, которую будет трудно предотвратить. Чего опасаться нам: засухи, не- урожая, голода или, наоборот, расчитывать на постепенное улучшение погоды и возвращение к климатическим условиям первой половины 20-ого века, считающимся наилучшими в мировой истории.

Большинство ученых сходятся во мнении, что атмосфера тем не менее скорее не охлаждается, а нагревается. Причиной тому – грандиозные изменения, произведенные человеком. Сейчас, как утверждают метеорологи, человеческая деятельность становится все более важным фактором, влияющим на климатический баланс Земли. Причиной тому могут служить разные факторы, однако, многие ученые связывают это с парниковым эффектом.

2. Последствия парникового эффекта

1. Если температура на Земле будет продолжать повышаться, это окажет серьезнейшее воздействие на мировой климат.

2. В тропиках будет выпадать больше осадков, так как дополнительное тепло повысит содержание водяного пара в воздухе.

3. В засушливых районах дожди станут еще более редкими и они превратятся в пустыни в результате чего людям и животным придется их покинуть.

4. Температура морей также повысится, что приведет к затоплению низинных областей побережья и к увеличению числа сильных штормов.

5. Повышение температуры на Земле может вызвать поднятие уровня моря так как:

а) вода, нагреваясь становится менее плотной и расширяется, расширение морской воды приведет к общему повышению уровня моря;

б) повышение температуры может растопить часть многолетних льдов, покрывающих некоторые районы суши, например, Антарктиду или высокие горные цепи.

Образовавшаяся вода в конечном итоге стечет в моря, повысив их уровень. Следует, однако, заметить, что таяние льда, плавающего в морях, не вызовет повышение уровня моря. Ледяной покров Арктики представляет собой огромный слой плавучего льда. Подобно Антарктиде, Арктика также окружена множеством айсбергов.

Климатологи подсчитали, что если растают гренландские и антарктические ледники, уровень Мирового океана повысится на 70-80 м.

6. Сократятся жилые земли.

7. Нарушится водосолевой баланс океанов.

8. Изменятся траектории движения циклонов и антициклонов.

9. Если температура на Земле повысится, многие животные не смогут адаптироваться к климатическим изменениям. Многие растения погибнут от недостатка влаги и животным придется переселится в другие места в поисках пищи и воды. Если повышение температуры приведет к гибели многих растений, то вслед за ними вымрут и многие виды животных.

Кроме отрицательных последствий глобального потепления, можно отметить несколько положительных На первый взгляд более теплый климат представляется благом, так как могут уменьшится счета за отопление и увеличение продолжительности вегетационного сезона в средних и высоких широтах. Увеличение концетрации диоксида углерода может ускорить фотосинтез.

Однако, потенциальный выигрыш в урожайности может быть уничтожен ущербом от болезней, вызванных вредными насекомыми, поскольку повышение температуры ускорит их размножение. Почвы в некоторых областях окажутся малопригодными для выращивания основных культур. Глобальное потепление ускорило бы, вероятно, разложение органического вещества в почвах, что привело бы к дополнительному поступлению в атмосферу диоксида углерода и метана и ускорило парниковый эффект. Что же нас ожидает в будущем ?

Атмосфера.

Мы живем на дне воздушнего океана. Он простирается над нами на несколько сотен километров. У этого океана нет берегов, он окружает весь земной шар. Без воздуха жизнь на Земле не могла бы существовать.

Воздушную оболочку Земли ученые называют атмосферой (щт греческих слов «атмос» — пар и «сфера» — шар). Она никогда не бывает спокойной, потому что образующий ее воздух необычайно подвижен. Когда солнечные лучи нагревают поверхность Земли, вместе с ней нагревается вверх, а его место занимает холодный. Более тяжелый холодный воздух течет туда, где теплее, и давление выравнивается. Так образуется ветер. Он часто меняет направление в зависимости от разницы давления. Но существуют и постоянные воздушные течения. Например, ветеры пассаты всегда имеют одно направление – вдоль экватора. Постоянные ветры дуют с большой силой на высотах около 30 км. Это – струйные течения. Ветры распределяют воздух в атмосфере.

Практически весь воздух атмосферы сосредоточен в ее нижнем слое – до 10-12 км над поверхностью Земли. Этот слой называется тропосферой (от греческого слова «тропос» — поворот). Здесь воздух охлаждается и начинает опускаться вниз, здесь образуются облака, рождаются грозы, ливни, снегопады.

За погодой наблюдают ученые-метерологи. На метеорологических станциях через определенные промежутки времени они измеряют влажность воздуха, температуру, силу и направление ветра. Автоматические метеорологические станции устанавливаются в труднодоступных районах: в горах, во льдах Северного Ледовитого океана. Сведения о погоде поступают автомотически по радио, а также с шаров-зондов или метеорологических ракет, запускаемых в верхние слои атмосферы.

В тропосфере температура понижается в среднем на 60С на 1 км, и на высоте 10-12 км она достигает -55-600С. А вот если поднятся еще выше – до 50 км, то температура перестанет падать. Она остается практически постоянной, потому что уравновешиваются потоки тепла, идущие от Солнца и от Земли, которая, как всякое нагреваемое тело, тоже, остывая, излучает тепло. Этот слой называется стратосферой.

Если подняться выше, температура начнет повышаться. Это связано с появлением в атмосфере газа озона. Он образуется при поглащении молекулами кислорода самых быстрых частиц, идущих от Солнца и губительных для всего живого. Задерживая их, озоновый слой атмосферы защищает все живое на Земле. Толщина его – всего 2,5 – 3 км.

В статосфере воздйх сильно разряжен, а небо кажется темно-фиолетовым, почти черным. Но время от времени на нем появляются удивительные светящиеся серебристые облака. Их происхождение окончательно еще не ясно. Предпологаюь, что они состоят из тончайших частиц пыли.

Еще выше, примерно до высоты 300-400 км, распологается атмосферный слой, называемый ионосферой, потому что сильно разряженный воздух содержит много заряженных электричеством частиц – ионов. Ионосфера тражает короткие радиоволны обратно к поверхности Земли. Поэтому они распространяются на большие расстояния. Здесь образуются полярные сияния.

Мы дышим воздухом, в котором кислород находится в определенном соотношении с другими газами: азото, аргоном, углекислым газом. Когда в воздух попадают от ходы промышленного производства, это соотношение изменяется, что может оказатся губительным для растений, животных и человека. Все больше накапливается в воздухе углекислого газа. А он, как известно, действует в атмосфере, как стекло в парнике,- пропускает солнечную радиацию и не выпускает обратно тепловое излучение. Это явление стали називать парниковым эффектом. Атмосфера нагревается, и из-за этого может изменится климат. В крупных городах стран постоянно проверяется чистота воздуха. Установлены нормы допустимого содержания вредных веществ в воздухе.

Атмосфера определяет световой и регулирует тепловой режимы Земли. Способствует перераспределению тепла на земном шаре. Лучистая энергия Солнца – практически единственный источник тепла для поверхности Земли – частично поглащается атмосферой. Достигшая поверхности Земли энергия частично поглащается почвой и водоемами. Морями и океанами, частично отражается в атмосферу.

Газовая оболчка предохраняет Землю от чрезмерного остывания и нагревания. Блогадаря ей на Земле не бывает резких перепадов от морозов к жаре и обратно. Ечли бы Земля не была окружена воздушной оболочкой, то в течение одних суток амплитуда колебания температуры достигла бы 2000С: днем стояла бы сильная жара (выше 1000С), а ночью морозо(-1000С). Еще большая разница была бы между зимними и летними температурами.

Великое значение атмосферы и в распределение света. Воздух атмосферы разбивает солнечные лучи на миллион мелких лучей, рассеивает их и создает то равномерное освещение. Наличие воздушной оболочки придает нашему небу голубой цвет, так как молекулы основных элементов воздуха и различные примеси, содержащиеся в нем, рассеивают главным образом лучи с короткой длиной волны, т.е. фиолетовые, синие и голубые.

Атмосфера является проводником звуков. Без нее на Земле цариоа бы тишина, невозможна была бы человеческая речь.

Следствием роста антропогенного выброса парниковых газов и, в первую очередь двуокиси углерода, концентрация которого в настоящее время увеличилась в атмосфере на 25% по сравнению с доиндустриальной эпохой, будет удвоение его содержания к 2050-2070 гг. Это произойдет, если не будет принято каких либо мер по сокращению промышленной эмиссии. Усиление парникового эффекта обусловлено в настоящее время накоплением в атмосфере ряда парниковых газов, вклады которых составляют: двуокись углерода – 61%, метан – 23%, хлорфторуглероды – 12%, закись азота – 4%.

Кислотные дожди!

Кислотные осадки являются проблемой, которая в случае ее бесконтрольного развития, может вызвать в результате существенные экономические и социальные издержки. Окисление почв и вод – это комплекс причин, исходных условий и следующих один за другим процессов в химической и биологической системах, которые мы обобщенно называем нашей окружающей средой. Часть процессов окисления является природной, но данные изменения кислотности в системах почвы и воды ни по скорости, ни по общему охвату не могут быть сравнены с окислением, ставшим результатом собственной деятельности человека в промышленной и энергетической областях, а также в определенной части современного использования земли.

Само понятие “кислотный дождь” вошло в обращение 110 лет тому назад. Английский химик Роберт Ангес Смит обнаружил, что в промышленном городе Манчестере и вокруг него имеются “три вида воздуха”, а именно: воздух с карбонатом аммония в отдаленных полях; воздух с сульфатом аммония в окресностях и воздух с серной кислотой или бисульфатом в городе. В 1872 году он писал о “кислотном дожде” в книге “Воздух и дождь” –начала химической климатологии” и рассматривал в ней ряд тех явлений, о которых мы сейчас говорим в связи с проблемой окисления: сжигание угля, разложение органических материалов, траектория ветров, близость к морю, количество осадков на месте. Смит указывал, что кислый воздух в городе обеспечивает краски в тканях и разъедает поверхности металлов, что кислая дождевая вода повреждает растительность и материалы, что такие вещества, как мышьяк, медь и прочие металлы выпадают вместе с дождями в промышленных районах.

Механизм образования кислотных осадков

Диоксид серы, попавший в атмосферу, претерпевает ряд химических превращений, ведущих к образованию кислот.

Частично диоксид серы в результате фотохимического окисления превращается в триоксид серы (серный ангидрид) SО3 :

2SO2 + O2 ® 2SO3 ,

который реагирует с водяным паром атмосферы, образуя аэрозоли серной кислоты:

SO3 + Н2 O ® Н2 SO4 .

Основная часть выбрасываемого диоксида серы во влажном воздухе образует кислотный полигидрат SО2 •nh3 O, который часто называют сернистой кислотой и изображают условной формулой Н2 SО3 :

SO2 + h3 O ® h3 SO3 .

Сернистая кислота во влажном воздухе постепенно окисляется до серной:

2Н2 SО3 + О2 ® 2Н2 SO4 .

Аэрозоли серной и сернистой кислот приводят к конденсации водяного пара атмосферы и становятся причиной кислотных осадков (дожди, туманы, снег).

При сжигании топлива образуются твердые микрочастицы сульфатов металлов (в основном при сжигании угля), легко растворимые в воде, которые осаждаются на почву и растения, делая кислотными росы.

Аэрозоли серной и сернистой кислот составляют около 2/3 кислотных осадков, остальное приходится на долю аэрозолей азотной и азотистой кислот, образующихся при взаимодействии диоксида азота с водяным паром атмосферы:

2NО2 + Н2 О ® НNО3 + НNО2 .

Существуют еще два вида кислотных дождей, которые пока не отслеживаются мониторингом атмосферы. Находящийся в атмосфере хлор (выбросы химических предприятий; сжигание отходов; фотохимическое разложение фреонов, приводящее к образованию радикалов хлора) при соединении с метаном (источники поступления метана в атмосферу: антропогенный – рисовые поля, а также результат таяния гидрата метана в вечной мерзлоте вследствие потепления климата) образует хлороводород, хорошо растворяющийся в воде с образованием аэрозолей соляной кислоты:

Сl• + СН4 ® CН• 3 + НСl,

СН• 3 + Сl2 ® CН3 Cl + Сl•.

Очень опасны выбросы фтороводорода (производство алюминия, стекольное), который хорошо растворяется в воде, что приводит к появлению в атмосфере аэрозолей плавиковой кислоты.

Меры по охране атмосферы от кислотообразующих выбросов

Чистота атмосферного воздуха планеты – одно из приоритетных направлений природоохранной деятельности национальных правительств, которая развивается в рамках программы, принятой на ХIX специальной сессии Генеральной Ассамблеи Организации Объединенных Наций в июне 1997 г.

Международными соглашениями установлены критические нормы выбросов диоксида серы и оксидов азота, ниже которых их воздействие на наиболее чувствительные компоненты экосистем не обнаруживается, а также ряд рекомендаций по осуществлению снижения этих выбросов.

Основными на сегодняшний день методами снижения загрязнения атмосферы, в том числе кислотообразующими выбросами, являются разработка и внедрение различных очистных сооружений и правовая защита атмосферы.

Ведутся исследования по снижению загрязнений от выхлопных газов автомобилей. Наибольшие трудности здесь вызывает именно уменьшение выбросов оксидов азота, которые помимо образования кислотных осадков ответственны за появление фотохимических загрязнителей (фотохимический смог) и разрушение озонового слоя в стратосфере. Для решения этой проблемы ведутся работы по созданию различных каталитических конвертеров, преобразующих оксиды азота в молекулярный азот.

Среди эффективных методов борьбы с выбросами окисленной серы в атмосферу через дымовые трубы следует отметить различные газоочистители, такие, как электрические фильтры, вакуумные, воздушные или жидкие фильтры-скрубберы. В последних газообразные продукты сгорания пропускаются через водный раствор извести, в результате образуется нерастворимый сульфат кальция СаSО4. Этот метод позволяет удалить до 95% SО2, но является дорогостоящим (снижение температуры дымовых газов и понижение тяги требует дополнительных затрат энергии на их подогрев; кроме того, возникает проблема утилизации СаSO4 ) и экономически эффективен лишь при строительстве новых крупных предприятий. Такой же дорогостоящий метод очистки дымовых газов от оксидов азота с помощью изоциановой кислоты НNСО (удаляется до 99% оксидов азота, превращающихся в безвредные азот и воду).

Восстановление нормальной кислотности водоемов возможно за счет известкования, при этом не только уменьшается кислотность воды, но и повышается ее буферная способность, т. е. сопротивляемость по отношению к будущим кислотным осадкам.

Известкование можно применять и для защиты лесов от кислотных дождей, используя распыление с самолетов свежемолотого доломита (СаСО3 •MgCO3 ), который реагирует с кислотами с образованием безвредных веществ:

СаМg(СО3 )2 + 2Н2 SО3 = СаSО3 + МgSО3 + 2СО2 + 2Н2 О,

СаМg(СО3 )2 + 4НNО3 = Са(NО3 )2 + Мg(NО3 )2 + 2СО2 + 2Н2 О.

Для защиты памятников культуры и ценных архитектурных сооружений используют покрытия из высокомолекулярных соединений – силиконов или производных эфиров кремниевой кислоты; для защиты металлических изделий – покрытие их лаком, масляной краской или легирование сталей, образующих устойчивую к кислотам оксидную пленку.

Содержание серы в выбросах можно уменьшить, используя низкосернистый уголь, а также путем физической или химической его промывки. Первая позволяет очистить уголь от неорганических примесей серы, таких, как сульфиды металлов. С помощью второй удаляется органическая сера. Отметим, что физические методы очистки малорентабельны, а применение химических методов очистки из-за ряда технических сложностей эффективно лишь на вновь строящихся электростанциях. Для средних и малых предприятий энергетики используется метод сжигания топлива в кипящем слое, при котором удаляется до 95% диоксида серы и от 50 до 75% оксидов азота.

Перспективна замена бензина в автомобилях другими видами топлива (например, смесью спиртов), применение газобаллонных автомобилей, использующих природный газ, и электромобилей; использование на электростанциях в качестве топлива природного газа.

Реально заменить горючие ископаемые могут возобновимые экологически чистые энергетические ресурсы, такие, как солнечная энергия, ветер, морские приливы, термальные источники недр Земли.

Озоновый слой

Озон представляет собой едкий, слегка голубоватый газ. Его молекула состоит из трех атомов кислорода (O3), так что озон является «химическим родственником» более стабильного и изобилующего в атмосфере вещества, необходимого для дыхания человека, состоящего из двух атомов кислорода (О2). Озон образуется, когда молекула кислорода распадается на атомы под воздействием солнечного ультрафиолетового излучения. Атомы кислорода вступают в связь с молекулами кислорода, при этом образуется озон (О+ О2->O3).

Загрезненние атмасферы.

Изменения в составе атмосферы могут происходить под влиянием природных катастроф, например извержения вулканов. Но основные изменения происходят под влиянием хозяйственной деятельности человека: большинство современных технологических процессов, работа транспорта связаны с потреблением кислорода и выбросом пыли, газа, живой и неживой органики, электромагнитным излучением.

Промышленные выбросы увеличиваются в среднем на 2 — 5 % в год.

Воздух большого города сильно отличается от чистого лесного воздуха. Причина этого — выбросы автотранспорта, котельных и промышленных предприятий. Автомобили и котельные выбрасывают стандартный набор газов: сернистый газ SO 2, оксиды азота NO и NO 2, угарный газCO, Aформальдегид HCOH, а также сажу.

Металлургические предприятия выбрасывают в воздух сернистый газ, угарный газ, формальдегид и циановодород HCN. В окрестностях алюминиевых заводов атмосфера обычно загрязнена фтороводородом. Целлюлозно — бумажные комбинаты «обогащают» окружающий воздух сероводородом, хлором, фенолом C 6H 5OH и формальдегидом. Такие предприятия сильно ухудшают качество воздуха. а ) Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн.т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд.

в) Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 11 км. от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты.

г) Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе в другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы.

д) Оксиды азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители.

е) Соединения фтора. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений — фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

ж) Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты.

При эксплуатации автомобилей, котлов, отапливаемых углем и мазутом, доменных печей, коксохимических, сталеплавильных, цементных, целлюлозно-бумажных, нефтеперерабативающих и химических заводов не всегда соблюдаются меры экологиеской безопасности. И тогда в атмосферу в изобилии поступают вещества-загрязнители – поллютанты.

Некоторые поллютанты различают по запоху.выхлопные газы автомобилей застаиваются над поверхностью земли на высоте полутора метров.

Поллютаны в атмосфере(сернистый ангидрид(двуокись серы), Сернистый ангидрид(трехокись серы), окись углерода, углеводороды, окись азота, фтор, свинец, пылевидные отходы, радиоактивные элементы.). каждый из этих поллютпнт вредит Земле, угнетает растения, поражает косную ткань, вызивают также болезни. Если не приостоновить выбрасы в атмосферу человек сам себя тогда загубид и Землю за одно.

Меры по охране атмосферы от загрезнения.

Защита атмосферы включает комплекс технических и администра-тивннх мер, прямо или косвенно направленных на прекращение или по крайней мере уменьшение возрастающего загрязнения атмосферы, являющегося следствнем промышленного развития..

Защита атмосферы не может быть успешной при односторонних и половинчатых мерах, направленных против конкретных источников загрязнения. Наилучшие результаты могут быть получены лишь при объективном, многостороннем подходе к определению причин загрязнения атмосферы, вкладу отдельных источников и выявленню реальных возможностей ограничения этих выбросов.Многие современные техногенные вещества при попадании в атмосферу представляют собой немалую угрозу для жизни человека. Они наносят большой ущерб здоровью людей и живой природе. Некоторые из этих веществ могут переносится ветрами на большие расстояния. Для них не существует границ государств, в следствии чего данная проблема является международной.

В городских и промышленных конгломератах, где имеются значительные концентрации малых и больших источников загрязняющих веществ, лишь комплексный подход, базирующийся на конкретных ограничсниях для конкретных источников или их групп, может привести к установлению приемлемого уровня загрязненил атмосфери при сочетании оптимальных зкономических и технологических условий. Исходя из этих положений необходим независимый источник информации, который располагал бы сведениями не только о степени загрязнения атмосферы, но и видах технологических и административных мер. Объективная оценка состояния атмосферы совместно со сведениями обо всех возможностях уменьшения выбросов позволяет создать реальние планы и долговременние прогнозы загрязнения атмосферы применительно к наихудшим и наиболее благоприятным обстоятельствам и формирует твердую основу для выработки и укреплениия программы защиты атмосферы.

По продолжительности программы защиты атмосферы подраз-деляются на долговременные, средней продолжительности и кратковременные; методи подготовки планов по защите атмосфери базируются на обычных методах планирования и координируются так, чтобы удовлетворять долговременные требования в этой области.

Важнейший фактор в формированни прогнозов по защите атмосферы — количественная оценка будущих выбросов. На основании анализа источников выбросов в отдельных промышленних районах, особенно в результате процессов сгорания, заведена общенациональная оценка основных источниковтвердых и газосбразных выбросов за последнне 10—14 лет. Затем сделан прогноз о возможном уровне вибросов на предстоящие 10—15 лет. При этом были учтены два направлення развития национальной экономики: 1) пессимистическая опенка—допущение о сохранении существующего уровня технологии и ограничений по выбросам, а также о сохранении существующих методов контроля загрязненнй на действующнх источниках. 2) оптимистнческая оценка—долущение о макснмальном развнтии и использовании новой технологии с ограниченным количеством отходов и применении методов, снижающнх твердые и газообразные выбросы как от сушествующих, так и от новых нсточников. Таким образом, оптимистическая оценка становится цслью при уменьшении выбросов.

Отдельные области исследований по защите атмосферы часто группируются в список в соответствии с рангом процессов, приводящие к ее загрязнению.

1. Источники выбросов (местоположение источников, применяемое сырье и методы его переработки, а также технологические процессы).

2. Сбор и накопленис загрязняющих веществ (твердых, жидких и газообразных).

3. Определение и контроль за выбросами (методы, приборы, технологни).

4. Атмосферные процессы (расстояние от дымових труб, перенос на дальние расстояния, химические превращения загрязняющих веществ в атмосфере, расчет ожидаемого загрязнения и составление прогнозов, оптимизация висоты дымових труб).

5. Фиксация выбросов (методы, приборы, стационарные и мобильные замери, точки замеров, сетки замеров).

6. Воздействие загрязненной атмосферы на людей, животных, растения, строения, материалы и т. д.

7. Комплексная защита атмосферы в сочетании с защнтой окружающей среды.

Список используемой литературы!

1. Т.Миллер «Жизнь в окружающей среде». т. 1. Москва, изд. 1980.

2. Т.Миллер «Жизнь в окружающей среде». т. 3. Москва, изд. 1980.

3. Энциклопедия. Том 19. Экология. Издательство «Аванта +».

4. Люсьен Матье «Сбережем Землю» Москва 1985 года.

5. «Земля людей» Москва 1979 года

6. «Что такое? Кто такой?» Том 1 «абвгде» Москва 1990 года.

7. Чуйкова Л.Ю. «Общая Экология» – М.: Астрахань, 1996.

www.ronl.ru

Реферат - Атмосфера - Химия

Реферат по химии

По теме:

Рижская Даугавгривская средняя школа

Ученица 9b класса

Денисенко Дарья

Рига 2004

Планреферата

1. Парниковый эффект.

А) Причиныобразования.

Б)Сущность

В)Последствия

2. Кислотные дожди

3. Озоновый слой

4. Меры по охране атмосферы от загрезнения.

Парниковыэффект.

Парниковый эффект– процесс разогреванижних слоев атмосферы Земли тепловой энергией, удерживаемой скопившимисягазами. Если бы не парниковый эффект, средняя температура на земной поверхностисоставила бы -15˚C. Парниковый эффект вызывается углекислымгазом и водяным паром, чье действие аналогично действию стекла в оранжерее. Онипропускают солнечное излучение высокой энергии к земной поверхности, позволяяей нагреваться, но поглощают излучение более низкой энергии (инфракрасное),испускаемое самой Землей. Затем они испускают во все стороны излучение ещеболее низкой энергии. Часть его достигает земной поверхности, сообщая ейдополнительное тепло.

В настоящее время средняя температура по всему миру неуклонно повышается. Этоназывается глобальным потеплением. Причиной тому могут служить различныефакторы, однако многие ученые связывают это с определенным повышениемконцентрации парниковых газов в атмосфере. Ученые полагают, что если количествопариковых газов в атмосфере и дальше будет возрастать такими темпами, то вближайшие пятьдесят лет средняя температура на Земле повысится на 1,5-4˚C.Многие из них настаивают на сокращении выброса парниковых газов в атмосферу.

1. Сущность парникового эффекта

Что, же происходит с климатомЗемли?

Человеческая деятельность можетпривести к нагреву земного шара сверх придельно допустимых возможностей.

Есть противоположенные мнения, что климат Землиизменяется, наоборот, в сторону похолодания. И, вообще, в последние годыметеорологи разных стран приходят к выводу, что во всеобъемлющей системе погодына земном шаре что-то растроилось. По их мнению, климат на земле начинаетменяться не в лучшую сторону. Некоторые метеорологи считают, что приближаетсявсеобщая стихийная катастрофа, которую будет трудно предотвратить. Чегоопасаться нам: засухи, не- урожая, голода или, наоборот, расчитывать напостепенное улучшение погоды и возвращение к климатическим условиям первойполовины 20-ого века, считающимся наилучшими в мировой истории.

Большинство ученых сходятся во мнении, чтоатмосфера тем не менее скорее не охлаждается, а нагревается. Причиной тому –грандиозные изменения, произведенные человеком. Сейчас, как утверждаютметеорологи, человеческая деятельность становится все более важным фактором,влияющим на климатический баланс Земли. Причиной тому могут служить разныефакторы, однако, многие ученые связывают это с парниковым эффектом.

2. Последствия парникового эффекта

1. Если температура на Земле будет продолжатьповышаться, это окажет серьезнейшее воздействие на мировой климат.

2. В тропиках будет выпадать больше осадков, так какдополнительное тепло повысит содержание водяного пара в воздухе.

3. В засушливых районах дожди станут еще более редкимии они превратятся в пустыни в результате чего людям и животным придется ихпокинуть.

4. Температура морей также повысится, что приведет кзатоплению низинных областей побережья и к увеличению числа сильных штормов.

5. Повышение температуры на Земле может вызватьподнятие уровня моря так как:

а) вода, нагреваясь становится менее плотной ирасширяется, расширение морской воды приведет к общему повышению уровня моря;

б) повышение температуры может растопить частьмноголетних льдов, покрывающих некоторые районы суши, например, Антарктиду иливысокие горные цепи.

Образовавшаяся вода в конечном итоге стечет в моря,повысив их уровень. Следует, однако, заметить, что таяние льда, плавающего вморях, не вызовет повышение уровня моря. Ледяной покров Арктики представляетсобой огромный слой плавучего льда. Подобно Антарктиде, Арктика также окруженамножеством айсбергов.

Климатологи подсчитали, что если растают гренландскиеи антарктические ледники, уровень Мирового океана повысится на 70-80 м.

6. Сократятся жилые земли.

7. Нарушится водосолевой баланс океанов.

8. Изменятся траектории движения циклонов иантициклонов.

9. Если температура на Земле повысится, многие животныене смогут адаптироваться к климатическим изменениям. Многие растения погибнутот недостатка влаги и животным придется переселится в другие места в поискахпищи и воды. Если повышение температуры приведет к гибели многих растений, товслед за ними вымрут и многие виды животных.

Кроме отрицательных последствий глобальногопотепления, можно отметить несколько положительных На первый взгляд более теплый климат представляетсяблагом, так как могут уменьшится счета за отопление и увеличениепродолжительности вегетационного сезона в средних и высоких широтах. Увеличениеконцетрации диоксида углерода может ускорить фотосинтез.

Однако, потенциальный выигрыш в урожайности может бытьуничтожен ущербом от болезней, вызванных вредными насекомыми, посколькуповышение температуры ускорит их размножение. Почвы в некоторых областяхокажутся малопригодными для выращивания основных культур. Глобальное потеплениеускорило бы, вероятно, разложение органического вещества в почвах, что привелобы к дополнительному поступлению в атмосферу диоксида углерода и метана иускорило парниковый эффект. Что же нас ожидает в будущем ?

Атмосфера.

Мы живем на дне воздушнего океана. Он простирается наднами на несколько сотен километров. У этого океана нет берегов, он окружаетвесь земной шар. Без воздуха жизнь на Земле не могла бы существовать.

Воздушную оболочку Земли ученые называют атмосферой(щт греческих слов «атмос» — пар и «сфера» — шар). Она никогда не бываетспокойной, потому что образующий ее воздух необычайно подвижен. Когда солнечныелучи нагревают поверхность Земли, вместе с ней нагревается вверх, а его местозанимает холодный. Более тяжелый холодный воздух течет туда, где теплее, идавление выравнивается. Так образуется ветер. Он часто меняет направление взависимости от разницы давления. Но существуют и постоянные воздушные течения.Например, ветеры пассаты всегда имеют одно направление – вдоль экватора.Постоянные ветры дуют с большой силой на высотах около 30 км. Это – струйныетечения. Ветры распределяют воздух в атмосфере.

Практически весь воздух атмосферы сосредоточен в еенижнем слое – до 10-12 км над поверхностью Земли. Этот слой называетсятропосферой (от греческого слова «тропос» — поворот). Здесь воздух охлаждаетсяи начинает опускаться вниз, здесь образуются облака, рождаются грозы, ливни,снегопады.

За погодой наблюдают ученые-метерологи. Наметеорологических станциях через определенные промежутки времени они измеряютвлажность воздуха, температуру, силу и направление ветра. Автоматическиеметеорологические станции устанавливаются в труднодоступных районах: в горах,во льдах Северного Ледовитого океана. Сведения о погоде поступают автомотическипо радио, а также с шаров-зондов или метеорологических ракет, запускаемых вверхние слои атмосферы.

В тропосфере температура понижается в среднем на 60Сна 1 км, и на высоте 10-12 км она достигает -55-600С. А вот еслиподнятся еще выше – до 50 км, то температура перестанет падать. Она остаетсяпрактически постоянной, потому что уравновешиваются потоки тепла, идущие отСолнца и от Земли, которая, как всякое нагреваемое тело, тоже, остывая,излучает тепло. Этот слой называется стратосферой.

Если подняться выше, температура начнет повышаться.Это связано с появлением в атмосфере газа озона. Он образуется при поглащениимолекулами кислорода самых быстрых частиц, идущих от Солнца и губительных длявсего живого. Задерживая их, озоновый слой атмосферы защищает все живое наЗемле. Толщина его – всего 2,5 – 3 км.

В статосфере воздйх сильно разряжен, а небо кажетсятемно-фиолетовым, почти черным. Но время от времени на нем появляютсяудивительные светящиеся серебристые облака. Их происхождение окончательно ещене ясно. Предпологаюь, что они состоят из тончайших частиц пыли.

Еще выше, примерно до высоты 300-400 км, распологаетсяатмосферный слой, называемый ионосферой, потому что сильно разряженный воздухсодержит много заряженных электричеством частиц – ионов. Ионосфера тражаеткороткие радиоволны обратно к поверхности Земли. Поэтому они распространяютсяна большие расстояния. Здесь образуются полярные сияния.

Мы дышим воздухом, в котором кислород находится вопределенном соотношении с другими газами: азото, аргоном, углекислым газом.Когда в воздух попадают от ходы промышленного производства, это соотношениеизменяется, что может оказатся губительным для растений, животных и человека.Все больше накапливается в воздухе углекислого газа. А он, какизвестно, действует в атмосфере, как стекло в парнике,- пропускает солнечнуюрадиацию и не выпускает обратно тепловое излучение. Это явление стали називатьпарниковым эффектом. Атмосфера нагревается, и из-за этого может изменитсяклимат. В крупных городах стран постоянно проверяется чистота воздуха.Установлены нормы допустимого содержания вредных веществ в воздухе.

Атмосфера определяет световой и регулирует тепловойрежимы Земли. Способствует перераспределению тепла на земном шаре. Лучистаяэнергия Солнца – практически единственный источник тепла для поверхности Земли– частично поглащается атмосферой. Достигшая поверхности Земли энергия частичнопоглащается почвой и водоемами. Морями и океанами, частично отражается ватмосферу.

Газовая оболчка предохраняет Землю от чрезмерногоостывания и нагревания. Блогадаря ей на Земле не бывает резких перепадов отморозов к жаре и обратно. Ечли бы Земля не была окружена воздушной оболочкой,то в течение одних суток амплитуда колебания температуры достигла бы 2000С:днем стояла бы сильная жара (выше 1000С), а ночью морозо(-1000С).Еще большая разница была бы между зимними и летними температурами.

Великое значение атмосферы и в распределение света.Воздух атмосферы разбивает солнечные лучи на миллион мелких лучей, рассеиваетих и создает то равномерное освещение. Наличие воздушной оболочки придаетнашему небу голубой цвет, так как молекулы основных элементов воздуха иразличные примеси, содержащиеся в нем, рассеивают главным образом лучи скороткой длиной волны, т.е. фиолетовые, синие и голубые.

Атмосфера является проводником звуков. Без нее наЗемле цариоа бы тишина, невозможна была бы человеческая речь.

Следствием роста антропогенного выброса парниковых газов и, в первуюочередь двуокиси углерода, концентрация которого в настоящее время увеличиласьв атмосфере на 25% по сравнению с доиндустриальной эпохой, будет удвоение егосодержания к 2050-2070 гг. Это произойдет, если не будет принято каких либо мерпо сокращению промышленной эмиссии. Усиление парникового эффекта обусловлено внастоящее время накоплением в атмосфере ряда парниковых газов, вклады которыхсоставляют: двуокись углерода – 61%, метан – 23%, хлорфторуглероды – 12%,закись азота – 4%.

Кислотные дожди!

Кислотные осадкиявляются проблемой, которая в случае ее бесконтрольного развития, может вызватьв результате существенные экономические и социальные издержки. Окисление почв ивод – это комплекс причин, исходных условий и следующих один за другимпроцессов в химической и биологической системах, которые мы обобщенно называемнашей окружающей средой. Часть процессов окисления является природной, ноданные изменения кислотности в системах почвы и воды ни по скорости, ни пообщему охвату не могут быть сравнены с окислением, ставшим результатомсобственной деятельности человека в промышленной и энергетической областях, атакже в определенной части современного использования земли.

Самопонятие “кислотный дождь” вошло в обращение 110 лет тому назад. Английскийхимик Роберт Ангес Смит обнаружил, что в промышленном городе Манчестере и вокругнего имеются “три вида воздуха”, а именно: воздух с карбонатом аммония вотдаленных полях; воздух с сульфатом аммония в окресностях и воздух с сернойкислотой или бисульфатом в городе. В 1872 году он писал о “кислотном дожде” вкниге “Воздух и дождь” –начала химической климатологии” и рассматривал в нейряд тех явлений, о которых мы сейчас говорим в связи с проблемой окисления: сжигание угля, разложение органических материалов, траектория ветров, близостьк морю, количество осадков на месте. Смит указывал, что кислый воздух в городеобеспечивает краски в тканях и разъедает поверхности металлов, что кислаядождевая вода повреждает растительность и материалы, что такие вещества, какмышьяк, медь и прочие металлы выпадают вместе с дождями в промышленных районах.

/> Механизм образования кислотных осадков

Диоксид серы,попавший в атмосферу, претерпевает ряд химических превращений, ведущих кобразованию кислот.

Частично диоксид серыв результате фотохимического окисления превращается в триоксид серы (серныйангидрид) SО3:

2SO2 + O2®2SO3,

который реагирует сводяным паром атмосферы, образуя аэрозоли серной кислоты:

SO3 + Н2O®Н2SO4.

Основная частьвыбрасываемого диоксида серы во влажном воздухе образует кислотный полигидратSО2•nh3O, который часто называют сернистой кислотой иизображают условной формулой Н2SО3:

SO2 + h3O®h3SO3.

Сернистая кислота вовлажном воздухе постепенно окисляется до серной:

2Н2SО3+ О2®2Н2SO4.

Аэрозоли серной исернистой кислот приводят к конденсации водяного пара атмосферы и становятсяпричиной кислотных осадков (дожди, туманы, снег).

При сжигании топливаобразуются твердые микрочастицы сульфатов металлов (в основном при сжиганииугля), легко растворимые в воде, которые осаждаются на почву и растения, делаякислотными росы.

Аэрозоли серной исернистой кислот составляют около 2/3 кислотных осадков, остальное приходитсяна долю аэрозолей азотной и азотистой кислот, образующихся при взаимодействиидиоксида азота с водяным паром атмосферы:

2NО2 + Н2О®НNО3 + НNО2.

Существуют еще двавида кислотных дождей, которые пока не отслеживаются мониторингом атмосферы.Находящийся в атмосфере хлор (выбросы химических предприятий; сжигание отходов;фотохимическое разложение фреонов, приводящее к образованию радикалов хлора)при соединении с метаном (источники поступления метана в атмосферу:антропогенный – рисовые поля, а также результат таяния гидрата метана в вечноймерзлоте вследствие потепления климата) образует хлороводород, хорошорастворяющийся в воде с образованием аэрозолей соляной кислоты:

Сl•+ СН4®CН•3+ НСl,

СН•3+ Сl2®CН3Cl + Сl•.

Очень опасны выбросыфтороводорода (производство алюминия, стекольное), который хорошо растворяетсяв воде, что приводит к появлению в атмосфере аэрозолей плавиковой кислоты.

/>Мерыпо охране атмосферы от кислотообразующих выбросов

Чистотаатмосферного воздуха планеты – одно из приоритетных направлений природоохраннойдеятельности национальных правительств, которая развивается в рамках программы,принятой на ХIX специальной сессии Генеральной Ассамблеи ОрганизацииОбъединенных Наций в июне 1997 г.

Международнымисоглашениями установлены критические нормы выбросов диоксида серы и оксидовазота, ниже которых их воздействие на наиболее чувствительные компонентыэкосистем не обнаруживается, а также ряд рекомендаций по осуществлению сниженияэтих выбросов.

Основнымина сегодняшний день методами снижения загрязнения атмосферы, в том числекислотообразующими выбросами, являются разработка и внедрение различныхочистных сооружений и правовая защита атмосферы.

Ведутсяисследования по снижению загрязнений от выхлопных газов автомобилей. Наибольшиетрудности здесь вызывает именно уменьшение выбросов оксидов азота, которыепомимо образования кислотных осадков ответственны за появление фотохимическихзагрязнителей (фотохимический смог) и разрушение озонового слоя в стратосфере.Для решения этой проблемы ведутся работы по созданию различных каталитическихконвертеров, преобразующих оксиды азота в молекулярный азот.

Средиэффективных методов борьбы с выбросами окисленной серы в атмосферу черездымовые трубы следует отметить различные газоочистители, такие, какэлектрические фильтры, вакуумные, воздушные или жидкие фильтры-скрубберы. Впоследних газообразные продукты сгорания пропускаются через водный растворизвести, в результате образуется нерастворимый сульфат кальция СаSО4.Этот метод позволяет удалить до 95% SО2, но является дорогостоящим(снижение температуры дымовых газов и понижение тяги требует дополнительныхзатрат энергии на их подогрев; кроме того, возникает проблема утилизации СаSO4)и экономически эффективен лишь при строительстве новых крупных предприятий.Такой же дорогостоящий метод очистки дымовых газов от оксидов азота с помощьюизоциановой кислоты НNСО (удаляется до 99% оксидов азота, превращающихся вбезвредные азот и воду).

Восстановлениенормальной кислотности водоемов возможно за счет известкования, при этом нетолько уменьшается кислотность воды, но и повышается ее буферная способность,т. е. сопротивляемость по отношению к будущим кислотным осадкам.

Известкованиеможно применять и для защиты лесов от кислотных дождей, используя распыление ссамолетов свежемолотого доломита (СаСО3•MgCO3), которыйреагирует с кислотами с образованием безвредных веществ:

СаМg(СО3)2+ 2Н2SО3 = СаSО3 + МgSО3 + 2СО2+ 2Н2О,

СаМg(СО3)2+ 4НNО3 = Са(NО3)2 + Мg(NО3)2+ 2СО2+ 2Н2О.

Длязащиты памятников культуры и ценных архитектурных сооружений используютпокрытия из высокомолекулярных соединений – силиконов или производных эфировкремниевой кислоты; для защиты металлических изделий – покрытие их лаком,масляной краской или легирование сталей, образующих устойчивую к кислотамоксидную пленку.

Содержание серы в выбросах можно уменьшить, используянизкосернистый уголь, а также путем физической или химической его промывки.Первая позволяет очистить уголь от неорганических примесей серы, таких, каксульфиды металлов. С помощью второй удаляется органическая сера. Отметим, чтофизические методы очистки малорентабельны, а применение химических методовочистки из-за ряда технических сложностей эффективно лишь на вновь строящихсяэлектростанциях. Для средних и малых предприятий энергетики используется методсжигания топлива в кипящем слое, при котором удаляется до 95% диоксида серы иот 50 до 75% оксидов азота.

Перспективназамена бензина в автомобилях другими видами топлива (например, смесью спиртов),применение газобаллонных автомобилей, использующих природный газ, иэлектромобилей; использование на электростанциях в качестве топлива природногогаза.

Реальнозаменить горючие ископаемые могут возобновимые экологически чистыеэнергетические ресурсы, такие, как солнечная энергия, ветер, морские приливы,термальные источники недр Земли.

Озоновый слой

Озон представляет собойедкий, слегка голубоватый газ. Его молекула состоит из трех атомов кислорода(O3), так что озон является «химическим родственником» болеестабильного и изобилующего в атмосфере вещества, необходимого для дыханиячеловека, состоящего из двух атомов кислорода (О2). Озон образуется, когдамолекула кислорода распадается на атомы под воздействием солнечногоультрафиолетового излучения. Атомы кислорода вступают в связь с молекуламикислорода, при этом образуется озон (О+ О2->O3).

Свойства озона: " Способность поглощать биологически опасное ультрафиолетовое излучениеСолнца " Озон — сильнейший окислитель (попросту яд), поэтому приземный озонопасен " Способность поглощать инфракрасное излучение земной поверхностиСпособность прямым и косвенным образом влиять на химический состав атмосферы В отличие от других атмосферных составляющих озон появился в атмосфереисключительно химическим путём и является наиболее молодой атмосфернойкомпонентой. Наиболее ценным с экологической точки зрения свойством озонаявляется его способность поглощать биологически опасное ультрафиолетовоеизлучение Солнца; в то же время как химическое соединение озон являетсясильнейшим окислителем (попросту ядом), способным при непосредственном контактеотравить ту самую флору и фауну, которую он защищает в качестве стратосферногоозонового слоя. Помимо этого озон является эффективным парниковым газом. И,наконец, озон оказывает заметное влияние на малые активные составляющиеатмосферы (такие, например, как гидроксильный радикал), а через них — и настабильные компоненты, которые как и сам озон поглощают и ультрафиолетовое иинфракрасное излучение. Тем самым озон оказывает не только прямое, но икосвенное влияние на парниковый эффект и уровень поверхностного УФ излучения.

Загрезненние атмасферы.

Изменения в составе атмосферы могутпроисходить под влиянием природных катастроф, например извержения вулканов. Ноосновные изменения происходят под влиянием хозяйственной деятельности человека:большинство современных технологических процессов, работа транспорта связаны спотреблением кислорода и выбросом пыли, газа, живой и неживой органики, электромагнитнымизлучением.

Промышленные выбросы увеличиваются в среднем на 2 — 5 % в год.

Воздух большого города сильно отличается от чистого лесноговоздуха. Причина этого — выбросы автотранспорта, котельных и промышленныхпредприятий. Автомобили и котельные выбрасывают стандартный набор газов:сернистый газ SO2, оксиды азота NOи NO2, угарный газCO,Aформальдегид HCOH, а также сажу.

Металлургическиепредприятия выбрасывают в воздух сернистый газ, угарный газ, формальдегид ициановодород HCN. В окрестностях алюминиевых заводов атмосфера обычнозагрязнена фтороводородом. Целлюлозно — бумажные комбинаты «обогащают»окружающий воздух сероводородом, хлором, фенолом C6H5OH иформальдегидом. Такие предприятия сильно ухудшают качество воздуха.а) Оксид углерода. Получаетсяпри неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результатесжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленныхпредприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн.т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частямиатмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданиюпарникового эффекта.

б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгораниясеросодержащего топлива или переработки сернистых руд.

в) Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистогоангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболеваниядыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовыхфакелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстояниименее 11 км. от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкиминекротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты.

г) Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе в другими соединениями серы. Основнымиисточниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственноговолокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а такженефтепромыслы.

д) Оксиды азота. Основными источниками выброса являютсяпредприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители.

е) Соединения фтора. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений — фтороводорода или пыли фториданатрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

ж) Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химическихпредприятий, производящих соляную кислоту. В атмосфере встречаются какпримесь молекулы хлора и паров соляной кислоты.

При эксплуатации автомобилей, котлов, отапливаемыхуглем и мазутом, доменных печей, коксохимических, сталеплавильных, цементных,целлюлозно-бумажных, нефтеперерабативающих и химических заводов не всегдасоблюдаются меры экологиеской безопасности. И тогда в атмосферу в изобилиипоступают вещества-загрязнители – поллютанты.

Некоторые поллютанты различают по запоху.выхлопныегазы автомобилей застаиваются над поверхностью земли на высоте полутора метров.

Поллютаны в атмосфере(сернистый ангидрид(двуокисьсеры), Сернистый ангидрид(трехокись серы), окись углерода, углеводороды, окисьазота, фтор, свинец, пылевидные отходы, радиоактивные элементы.). каждый изэтих поллютпнт вредит Земле, угнетает растения, поражает косную ткань, вызиваюттакже болезни. Если не приостоновить выбрасы в атмосферу человек сам себя тогдазагубид и Землю за одно.

Меры по охране атмосферы от загрезнения.

Защитаатмосферы включает комплекс технических и администра-тивннх мер, прямо иликосвенно направленных на прекращение или по крайней мере уменьшениевозрастающего загрязнения атмосферы, являющегося следствнем промышленногоразвития..

Защита атмосферы не может быть успешной при односторонних и половинчатых мерах,направленных против конкретных источников загрязнения. Наилучшие результатымогут быть получены лишь при объективном, многостороннем подходе к определениюпричин загрязнения атмосферы, вкладу отдельных источников и выявленню реальныхвозможностей ограничения этих выбросов.Многие современные техногенные веществапри попадании в атмосферу представляют собой немалую угрозу для жизни человека.Они наносят большой ущерб здоровью людей и живой природе. Некоторые из этихвеществ могут переносится ветрами на большие расстояния. Для них не существуетграниц государств, в следствии чего данная проблема является международной.

В городских ипромышленных конгломератах, где имеются значительные концентрации малых ибольших источников загрязняющих веществ, лишь комплексный подход, базирующийсяна конкретных ограничсниях для конкретных источников или их групп, можетпривести к установлению приемлемого уровня загрязненил атмосфери при сочетанииоптимальных зкономических и технологических условий. Исходя из этих положенийнеобходим независимый источник информации, который располагал бы сведениями нетолько о степени загрязнения атмосферы, но и видах технологических иадминистративных мер. Объективная оценка состояния атмосферы совместно сосведениями обо всех возможностях уменьшения выбросов позволяет создать реальниепланы и долговременние прогнозы загрязнения атмосферы применительно кнаихудшим и наиболее благоприятным обстоятельствам и формирует твердую основудля выработки и укреплениия программы защиты атмосферы.

Попродолжительности программы защиты атмосферы подраз-деляются на долговременные,средней продолжительности и кратковременные; методи подготовки планов по защитеатмосфери базируются на обычных методах планирования и координируются так,чтобы удовлетворять долговременные требования в этой области.

Важнейший фактор вформированни прогнозов по защите атмосферы — количественная оценка будущихвыбросов. На основании анализа источников выбросов в отдельных промышленнихрайонах, особенно в результате процессов сгорания, заведена общенациональнаяоценка основных источников твердыхи газосбразных выбросов за последнне 10—14 лет. Затем сделан прогноз овозможном уровне вибросов на предстоящие 10—15 лет. При этом были учтены дванаправлення развития национальной экономики: 1) пессимистическаяопенка—допущение о сохранении существующего уровня технологии и ограничений повыбросам, а также о сохранении существующих методов контроля загрязненнй надействующнх источниках. 2) оптимистнческая оценка—долущение о макснмальномразвнтии и использовании новой технологии с ограниченным количеством отходов иприменении методов, снижающнх твердые и газообразные выбросы как отсушествующих, так и от новых нсточников. Таким образом, оптимистическая оценкастановится цслью при уменьшении выбросов.

Отдельные области исследований по защите атмосферы часто группируются в списокв соответствии с рангом процессов, приводящие к ее загрязнению.

1. Источники выбросов(местоположение источников, применяемое сырье и методы его переработки, а такжетехнологические процессы).

2. Сбор и накопленисзагрязняющих веществ (твердых, жидких и газообразных).

3. Определение и контрольза выбросами (методы, приборы, технологни).

4. Атмосферные процессы(расстояние от дымових труб, перенос на дальние расстояния, химическиепревращения загрязняющих веществ в атмосфере, расчет ожидаемого загрязнения исоставление прогнозов, оптимизация висоты дымових труб).

5. Фиксация выбросов(методы, приборы, стационарные и мобильные замери, точки замеров, сеткизамеров).

6. Воздействиезагрязненной атмосферы на людей, животных, растения, строения, материалы и т.д.

7. Комплексная защита атмосферы в сочетании с защнтойокружающей среды.

Список используемой литературы!

1. Т.Миллер «Жизнь вокружающей среде». т. 1. Москва, изд. 1980.

2. Т.Миллер «Жизнь вокружающей среде». т. 3. Москва, изд. 1980.

3. Энциклопедия. Том 19.Экология. Издательство «Аванта +».

4. Люсьен Матье «СбережемЗемлю» Москва 1985 года.

5. «Земля людей» Москва 1979года

6. «Что такое? Кто такой?» Том1 «абвгде» Москва 1990 года.

7. Чуйкова Л.Ю. «Общая Экология»– М.: Астрахань, 1996.

www.ronl.ru

Реферат на тему атмосфера. Реферат атмосфера

Реферат - Атмосфера Земли - География

Реферат по естествознанию на тему "Атмосфера Земли"

Доклад - Атмосфера - География

Реферат на тему атмосфера - Школьные Знания.com

Реферат - Атмосфера - География

Реферат - Атмосфера - Химия

Реферат - Атмосфера - Химия

Смотрите также