Η ατμόσφαιρα είναι αυτή που κάνει δυνατή τη ζωή στη Γη. Παίρνουμε τις πρώτες πληροφορίες και στοιχεία για την ατμόσφαιρα στο δημοτικό σχολείο. Στο γυμνάσιο, είμαστε ήδη πιο εξοικειωμένοι με αυτήν την έννοια στα μαθήματα γεωγραφίας.
Η έννοια της γήινης ατμόσφαιρας
Η ατμόσφαιρα είναι διαθέσιμη όχι μόνο για τη Γη, αλλά και για άλλα ουράνια σώματα. Αυτό είναι το όνομα του αέριου κελύφους που περιβάλλει τους πλανήτες. Η σύνθεση αυτού του στρώματος αερίου διαφορετικών πλανητών είναι σημαντικά διαφορετική. Ας δούμε τις βασικές πληροφορίες και στοιχεία για την ατμόσφαιρα της Γης, που αλλιώς ονομάζεται αέρας.
Το οξυγόνο είναι το πιο σημαντικό συστατικό του. Μερικοί άνθρωποι πιστεύουν λανθασμένα ότι η ατμόσφαιρα της γης αποτελείται εξ ολοκλήρου από οξυγόνο, αλλά ο αέρας είναι στην πραγματικότητα ένα μείγμα αερίων. Περιέχει 78% άζωτο και 21% οξυγόνο. Το υπόλοιπο ένα τοις εκατό περιλαμβάνει όζον, αργό, διοξείδιο του άνθρακα, υδρατμούς. Αφήστε το ποσοστό αυτών των αερίων να είναι μικρό, αλλά εκτελούν μια σημαντική λειτουργία - απορροφούν σημαντικό μέρος της ηλιακής ακτινοβολούμενης ενέργειας, εμποδίζοντας έτσι το φωτιστικό να μετατρέψει όλη τη ζωή στον πλανήτη μας σε στάχτη. Οι ιδιότητες της ατμόσφαιρας αλλάζουν ανάλογα μεαπό ύψος. Για παράδειγμα, σε υψόμετρο 65 km, το άζωτο είναι 86% και το οξυγόνο είναι 19%.
Σύνθεση της ατμόσφαιρας της Γης
- Το διοξείδιο του άνθρακα είναι απαραίτητο για τη διατροφή των φυτών. Στην ατμόσφαιρα, εμφανίζεται ως αποτέλεσμα της διαδικασίας αναπνοής ζωντανών οργανισμών, σήψης, καύσης. Η απουσία του από τη σύνθεση της ατμόσφαιρας θα καθιστούσε αδύνατη την ύπαρξη φυτών.
- Το οξυγόνο είναι ένα ζωτικό συστατικό της ατμόσφαιρας για τον άνθρωπο. Η παρουσία του είναι προϋπόθεση για την ύπαρξη όλων των ζωντανών οργανισμών. Αποτελεί περίπου το 20% του συνολικού όγκου των ατμοσφαιρικών αερίων.
- Το όζον είναι ένας φυσικός απορροφητής της ηλιακής υπεριώδους ακτινοβολίας, η οποία επηρεάζει αρνητικά τους ζωντανούς οργανισμούς. Το μεγαλύτερο μέρος του σχηματίζει ένα ξεχωριστό στρώμα της ατμόσφαιρας - την οθόνη του όζοντος. Πρόσφατα, η ανθρώπινη δραστηριότητα οδήγησε στη σταδιακή καταστροφή της στιβάδας του όζοντος, αλλά επειδή είναι μεγάλης σημασίας, διεξάγονται ενεργές εργασίες για τη διατήρηση και την αποκατάστασή της.
- Οι υδρατμοί καθορίζουν την υγρασία του αέρα. Το περιεχόμενό του μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με διάφορους παράγοντες: θερμοκρασία αέρα, γεωγραφική θέση, εποχή. Σε χαμηλές θερμοκρασίες, υπάρχουν πολύ λίγοι υδρατμοί στον αέρα, ίσως λιγότερο από ένα τοις εκατό, και σε υψηλές θερμοκρασίες, η ποσότητα του φτάνει το 4%.
- Εκτός από όλα τα παραπάνω, στη σύσταση της γήινης ατμόσφαιρας υπάρχει πάντα ένα ορισμένο ποσοστό στερεών και υγρών ακαθαρσιών. Αυτά είναι αιθάλη, στάχτη, θαλασσινό αλάτι, σκόνη, σταγόνες νερού, μικροοργανισμοί. Μπορούν να εισέλθουν στον αέρα τόσο φυσικά όσο και ανθρωπογενή.
Στρώματα της ατμόσφαιρας
Η θερμοκρασία, η πυκνότητα και η ποιοτική σύνθεση του αέρα δεν είναι ίδιες σε διαφορετικά ύψη. Εξαιτίας αυτού, συνηθίζεται να διακρίνουμε διαφορετικά στρώματα της ατμόσφαιρας. Κάθε ένα από αυτά έχει το δικό του χαρακτηριστικό. Ας μάθουμε ποια στρώματα της ατμόσφαιρας διακρίνουν:
- Τροπόσφαιρα - αυτό το στρώμα της ατμόσφαιρας βρίσκεται πιο κοντά στην επιφάνεια της Γης. Το ύψος του είναι 8–10 km πάνω από τους πόλους και 16–18 km στους τροπικούς. Εδώ βρίσκεται το 90% όλων των υδρατμών που είναι διαθέσιμοι στην ατμόσφαιρα, επομένως υπάρχει ενεργός σχηματισμός νεφών. Επίσης σε αυτό το στρώμα υπάρχουν τέτοιες διεργασίες όπως η κίνηση του αέρα (άνεμος), οι αναταράξεις, η μεταφορά. Οι θερμοκρασίες κυμαίνονται από +45 βαθμούς το μεσημέρι στη ζεστή εποχή στις τροπικές περιοχές έως -65 βαθμούς στους πόλους.
- Η στρατόσφαιρα είναι το δεύτερο στρώμα της ατμόσφαιρας πιο μακριά από την επιφάνεια της γης. Βρίσκεται σε υψόμετρο από 11 έως 50 χλμ. Στο κατώτερο στρώμα της στρατόσφαιρας, η θερμοκρασία είναι περίπου -55, προς την απόσταση από τη Γη ανεβαίνει στους +1˚С. Αυτή η περιοχή ονομάζεται αναστροφή και είναι το όριο μεταξύ της στρατόσφαιρας και της μεσόσφαιρας.
- Η μεσόσφαιρα βρίσκεται σε υψόμετρο 50 έως 90 km. Η θερμοκρασία στο κάτω όριο του είναι περίπου 0, στο ανώτερο φτάνει τους -80 … -90 ˚С. Οι μετεωρίτες που εισέρχονται στην ατμόσφαιρα της Γης καίγονται εντελώς στη μεσόσφαιρα, γεγονός που προκαλεί λάμψεις αέρα εδώ.
- Η θερμόσφαιρα έχει πάχος περίπου 700 km. Το βόρειο σέλας εμφανίζεται σε αυτό το στρώμα της ατμόσφαιρας. Εμφανίζονται λόγω του ιονισμού του αέρα υπό την επίδραση της κοσμικής ακτινοβολίας και της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από τον Ήλιο.
- Η εξώσφαιρα είναι μια ζώνη διασποράς του αέρα. Εδώη συγκέντρωση των αερίων είναι μικρή και συμβαίνει σταδιακή διαφυγή τους στον διαπλανητικό χώρο.
Το όριο μεταξύ της ατμόσφαιρας της γης και του διαστήματος θεωρείται ότι είναι μια γραμμή 100 km. Αυτή η γραμμή ονομάζεται γραμμή Κάρμαν.
Ατμοσφαιρική πίεση
Όταν ακούμε την πρόγνωση του καιρού, ακούμε συχνά μετρήσεις βαρομετρικής πίεσης. Τι σημαίνει όμως η ατμοσφαιρική πίεση και πώς μπορεί να μας επηρεάσει;
Καταλάβαμε ότι ο αέρας αποτελείται από αέρια και ακαθαρσίες. Κάθε ένα από αυτά τα συστατικά έχει το δικό του βάρος, πράγμα που σημαίνει ότι η ατμόσφαιρα δεν είναι αβαρής, όπως πίστευαν μέχρι τον 17ο αιώνα. Ατμοσφαιρική πίεση είναι η δύναμη με την οποία πιέζουν όλα τα στρώματα της ατμόσφαιρας στην επιφάνεια της Γης και σε όλα τα αντικείμενα.
Επιστήμονες πραγματοποίησαν σύνθετους υπολογισμούς και απέδειξαν ότι η ατμόσφαιρα πιέζει ένα τετραγωνικό μέτρο με δύναμη 10.333 kg. Αυτό σημαίνει ότι το ανθρώπινο σώμα υπόκειται σε πίεση αέρα, το βάρος του οποίου είναι 12–15 τόνοι. Γιατί δεν το νιώθουμε; Μας γλιτώνει την εσωτερική του πίεση, που εξισορροπεί την εξωτερική. Μπορείτε να νιώσετε την πίεση της ατμόσφαιρας όταν βρίσκεστε σε αεροπλάνο ή ψηλά στα βουνά, καθώς η ατμοσφαιρική πίεση σε υψόμετρο είναι πολύ μικρότερη. Αυτό μπορεί να προκαλέσει σωματική δυσφορία, βουλωμένα αυτιά, ζάλη.
Ενδιαφέρουσες πληροφορίες και γεγονότα
Μπορούν να ειπωθούν πολλά για την ατμόσφαιρα που περιβάλλει τον κόσμο. Γνωρίζουμε πολλά ενδιαφέροντα στοιχεία για αυτήν, και μερικά από αυτά μπορεί να φαίνονται εκπληκτικά:
- Η ατμόσφαιρα της Γης ζυγίζει 5.300.000.000.000.000 τόνους.
- Συμβάλλει στη μετάδοση του ήχου. Πάνω από 100 χλμ., αυτή η ιδιότητα εξαφανίζεται λόγω αλλαγών στη σύνθεση της ατμόσφαιρας.
- Η κίνηση της ατμόσφαιρας προκαλείται από ανομοιόμορφη θέρμανση της επιφάνειας της Γης.
- Ένα θερμόμετρο χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας του αέρα και ένα βαρόμετρο για τον προσδιορισμό της πίεσης της ατμόσφαιρας.
- Η παρουσία μιας ατμόσφαιρας σώζει τον πλανήτη μας από 100 τόνους μετεωριτών καθημερινά.
- Η σύνθεση του αέρα ήταν σταθερή για αρκετές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, αλλά άρχισε να αλλάζει με την έναρξη της ταχείας βιομηχανικής δραστηριότητας.
- Η ατμόσφαιρα πιστεύεται ότι εκτείνεται προς τα πάνω σε υψόμετρο 3000 χλμ.
Η σημασία της ατμόσφαιρας για τον άνθρωπο
Η φυσιολογική ζώνη της ατμόσφαιρας είναι 5 km. Σε υψόμετρο 5000 m πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, ένα άτομο αρχίζει να βιώνει πείνα με οξυγόνο, η οποία εκφράζεται σε μείωση της ικανότητας εργασίας του και επιδείνωση της ευημερίας. Αυτό δείχνει ότι ένα άτομο δεν μπορεί να επιβιώσει σε ένα χώρο όπου δεν υπάρχει αυτό το εκπληκτικό μείγμα αερίων.
Όλες οι πληροφορίες και τα γεγονότα για την ατμόσφαιρα επιβεβαιώνουν μόνο τη σημασία της για τους ανθρώπους. Χάρη στην παρουσία του, εμφανίστηκε η πιθανότητα ανάπτυξης ζωής στη Γη. Ήδη σήμερα, έχοντας αξιολογήσει την έκταση της βλάβης που μπορεί να προκαλέσει η ανθρωπότητα με τις πράξεις της στον ζωογόνο αέρα, θα πρέπει να σκεφτούμε περαιτέρω μέτρα για τη διατήρηση και την αποκατάσταση της ατμόσφαιρας.
