ატმოსფერული ფენა, რომელშიც ადამიანის სიცოცხლე მიმდინარეობს. ატმოსფეროს შემადგენლობა და სტრუქტურა

ატმოსფეროს ზუსტი ზომა უცნობია, რადგან მისი ზედა საზღვარი აშკარად არ ჩანს. თუმცა, ატმოსფეროს სტრუქტურა საკმარისად არის შესწავლილი, რათა ყველამ მიიღოს წარმოდგენა იმის შესახებ, თუ როგორ არის აგებული ჩვენი პლანეტის აირისებრი გარსი.

მეცნიერები, რომლებიც სწავლობენ ატმოსფეროს ფიზიკას, განსაზღვრავენ მას, როგორც დედამიწის გარშემო მდებარე ტერიტორიას, რომელიც ბრუნავს პლანეტასთან. FAI იძლევა შემდეგს განმარტება:

• საზღვარი სივრცესა და ატმოსფეროს შორის გადის კარმანის ხაზის გასწვრივ. ეს ხაზი, ამავე ორგანიზაციის განმარტებით, არის სიმაღლე ზღვის დონიდან, რომელიც მდებარეობს 100 კმ სიმაღლეზე.

ყველაფერი ამ ხაზის ზემოთ არის გარე სივრცე. ატმოსფერო თანდათან გადადის პლანეტათაშორის სივრცეში, რის გამოც მის ზომაზე განსხვავებული წარმოდგენები არსებობს.

ატმოსფეროს ქვედა საზღვრებთან, ყველაფერი გაცილებით მარტივია - ის გადის დედამიწის ქერქის და დედამიწის წყლის ზედაპირის - ჰიდროსფეროს გასწვრივ. ამ შემთხვევაში, საზღვარი, შეიძლება ითქვას, ერწყმის დედამიწისა და წყლის ზედაპირებს, რადგან იქ ნაწილაკები ასევე არის დაშლილი ჰაერის ნაწილაკები.

ატმოსფეროს რა ფენები შედის დედამიწის ზომაში?

საინტერესო ფაქტი: ზამთარში უფრო დაბალია, ზაფხულში უფრო მაღალი.

სწორედ ამ ფენაში წარმოიქმნება ტურბულენტობა, ანტიციკლონები და ციკლონები და წარმოიქმნება ღრუბლები. სწორედ ეს სფეროა პასუხისმგებელი ამინდის ფორმირებაზე მასში განთავსებული ჰაერის მასების დაახლოებით 80%.

ტროპოპაუზი არის ფენა, რომელშიც ტემპერატურა არ იკლებს სიმაღლესთან ერთად. ტროპოპაუზის ზემოთ, 11 და 50 კმ-მდე სიმაღლეზე მდებარეობს. სტრატოსფერო შეიცავს ოზონის ფენას, რომელიც ცნობილია, რომ იცავს პლანეტას ულტრაიისფერი სხივებისგან. ამ ფენაში ჰაერი თხელია, რაც ხსნის ცის დამახასიათებელ მეწამულ ელფერს. ჰაერის ნაკადების სიჩქარე აქ 300 კმ/სთ-ს აღწევს. სტრატოსფეროსა და მეზოსფეროს შორის არის სტრატოპაუზა - სასაზღვრო სფერო, რომელშიც ტემპერატურის მაქსიმუმი ხდება.

შემდეგი ფენა არის. იგი ვრცელდება 85-90 კილომეტრის სიმაღლეზე. მეზოსფეროში ცის ფერი შავია, ამიტომ ვარსკვლავების დაკვირვება შესაძლებელია დილით და შუადღისასაც კი. იქ ხდება ყველაზე რთული ფოტოქიმიური პროცესები, რომლის დროსაც ხდება ატმოსფერული სიკაშკაშე.

მეზოსფეროსა და მომდევნო ფენას შორის არის მეზოპაუზა. იგი განისაზღვრება, როგორც გარდამავალი ფენა, რომელშიც შეინიშნება ტემპერატურის მინიმუმი. უფრო მაღლა, ზღვის დონიდან 100 კილომეტრის სიმაღლეზე არის კარმანის ხაზი. ამ ხაზის ზემოთ არის თერმოსფერო (სიმაღლის ზღვარი 800 კმ) და ეგზოსფერო, რომელსაც ასევე უწოდებენ "დისპერსიულ ზონას". დაახლოებით 2-3 ათასი კილომეტრის სიმაღლეზე ის გადის ახლო კოსმოსურ ვაკუუმში.

იმის გათვალისწინებით, რომ ატმოსფეროს ზედა ფენა აშკარად არ ჩანს, მისი ზუსტი ზომის გამოთვლა შეუძლებელია. გარდა ამისა, სხვადასხვა ქვეყანაში არსებობენ ორგანიზაციები, რომლებსაც განსხვავებული მოსაზრებები აქვთ ამ საკითხთან დაკავშირებით. უნდა აღინიშნოს, რომ კარმანის ხაზიდედამიწის ატმოსფეროს საზღვარი შეიძლება ჩაითვალოს მხოლოდ პირობითად, რადგან სხვადასხვა წყარო იყენებს სხვადასხვა სასაზღვრო მარკერებს. ამრიგად, ზოგიერთ წყაროში შეგიძლიათ იპოვოთ ინფორმაცია, რომ ზედა ზღვარი გადის 2500-3000 კმ სიმაღლეზე.

NASA გამოთვლებისთვის იყენებს 122 კილომეტრის ნიშანს. არც ისე დიდი ხნის წინ ჩატარდა ექსპერიმენტები, რომლებმაც დააზუსტეს საზღვარი, რომელიც მდებარეობს დაახლოებით 118 კმ-ზე.

დედამიწის ატმოსფეროს სტრუქტურა

ატმოსფერო არის დედამიწის აირისებრი გარსი მასში შემავალი აეროზოლური ნაწილაკებით, რომელიც დედამიწასთან ერთად მოძრაობს სივრცეში, როგორც ერთიან მთლიანობაში და ამავე დროს მონაწილეობს დედამიწის ბრუნვაში. ჩვენი ცხოვრების უმეტესი ნაწილი ატმოსფეროს ბოლოში მიმდინარეობს.

ჩვენი მზის სისტემის თითქმის ყველა პლანეტას აქვს საკუთარი ატმოსფერო, მაგრამ მხოლოდ დედამიწის ატმოსფეროს შეუძლია სიცოცხლის შენარჩუნება.

როდესაც ჩვენი პლანეტა ჩამოყალიბდა 4,5 მილიარდი წლის წინ, ის აშკარად მოკლებული იყო ატმოსფეროს. ატმოსფერო წარმოიქმნა ახალგაზრდა პლანეტის შიგნიდან ნახშირორჟანგთან, აზოტთან და სხვა ქიმიკატებთან შერეული წყლის ორთქლის ვულკანური გამონაბოლქვის შედეგად. მაგრამ ატმოსფერო შეიძლება შეიცავდეს შეზღუდული რაოდენობით ტენიანობას, ამიტომ მისი ჭარბი კონდენსაციის შედეგად წარმოიშვა ოკეანეები. მაგრამ მაშინ ატმოსფერო ჟანგბადს მოკლებული იყო. პირველმა ცოცხალმა ორგანიზმებმა, რომლებიც წარმოიშვნენ და განვითარდნენ ოკეანეში, ფოტოსინთეზის რეაქციის შედეგად (H 2 O + CO 2 = CH 2 O + O 2), დაიწყეს ჟანგბადის მცირე ნაწილის გამოყოფა, რომელმაც დაიწყო ატმოსფეროში შეღწევა.

დედამიწის ატმოსფეროში ჟანგბადის წარმოქმნამ გამოიწვია ოზონის შრის წარმოქმნა დაახლოებით 8-30 კმ სიმაღლეზე. და, ამრიგად, ჩვენმა პლანეტამ შეიძინა დაცვა ულტრაიისფერი კვლევის მავნე ზემოქმედებისგან. ეს გარემოება იმპულსი იყო დედამიწაზე სიცოცხლის ფორმების შემდგომი ევოლუციისთვის, რადგან გაზრდილი ფოტოსინთეზის შედეგად, ატმოსფეროში ჟანგბადის რაოდენობამ სწრაფად დაიწყო ზრდა, რამაც ხელი შეუწყო სიცოცხლის ფორმების ფორმირებას და შენარჩუნებას, მათ შორის ხმელეთზეც.

დღეს ჩვენი ატმოსფერო შედგება 78,1% აზოტის, 21% ჟანგბადის, 0,9% არგონისა და 0,04% ნახშირორჟანგისგან. ძირითად აირებთან შედარებით ძალიან მცირე ფრაქციებია ნეონი, ჰელიუმი, მეთანი და კრიპტონი.

ატმოსფეროში შემავალ გაზის ნაწილაკებზე გავლენას ახდენს დედამიწის მიზიდულობის ძალა. და იმის გათვალისწინებით, რომ ჰაერი შეკუმშვადია, მისი სიმკვრივე თანდათან მცირდება სიმაღლესთან ერთად, გადის გარე სივრცეში მკაფიო საზღვრის გარეშე. დედამიწის ატმოსფეროს მთლიანი მასის ნახევარი კონცენტრირებულია ქვედა 5 კმ-ზე, სამი მეოთხედი ქვედა 10 კმ-ზე, ცხრა მეათედი ქვედა 20 კმ-ზე. დედამიწის ატმოსფეროს მასის 99% კონცენტრირებულია 30 კმ სიმაღლეზე ქვემოთ, რაც ჩვენი პლანეტის ეკვატორული რადიუსის მხოლოდ 0,5%-ია.

ზღვის დონეზე, ატომების და მოლეკულების რაოდენობა ჰაერის კუბურ სანტიმეტრზე არის დაახლოებით 2 * 10 19, 600 კმ სიმაღლეზე მხოლოდ 2 * 10 7. ზღვის დონეზე, ატომი ან მოლეკულა მოძრაობს დაახლოებით 7 * 10 -6 სმ, სანამ სხვა ნაწილაკს შეეჯახება. 600 კმ სიმაღლეზე ეს მანძილი დაახლოებით 10 კმ-ია. და ზღვის დონეზე, დაახლოებით 7 * 10 9 ასეთი შეჯახება ხდება ყოველ წამში, 600 კმ სიმაღლეზე - წუთში მხოლოდ ერთი!

მაგრამ არა მხოლოდ წნევა იცვლება სიმაღლესთან ერთად. იცვლება ტემპერატურაც. ასე, მაგალითად, მაღალი მთის ძირში შეიძლება საკმაოდ ცხელოდეს, მთის მწვერვალი კი თოვლით არის დაფარული და იქ ტემპერატურა ამავე დროს ნულის ქვემოთაა. და თუ თვითმფრინავით მიდიხართ დაახლოებით 10-11 კმ სიმაღლეზე, გესმით შეტყობინება, რომ გარეთ -50 გრადუსია, ხოლო დედამიწის ზედაპირზე 60-70 გრადუსით თბილია...

თავდაპირველად, მეცნიერები ვარაუდობდნენ, რომ ტემპერატურა სიმაღლესთან ერთად მცირდება, სანამ არ მიაღწევს აბსოლუტურ ნულს (-273,16°C). მაგრამ ეს ასე არ არის.

დედამიწის ატმოსფერო შედგება ოთხი ფენისგან: ტროპოსფერო, სტრატოსფერო, მეზოსფერო, იონოსფერო (თერმოსფერო). ეს დაყოფა ფენებად ასევე იქნა მიღებული მონაცემების საფუძველზე ტემპერატურის ცვლილებების სიმაღლეზე. ყველაზე დაბალ ფენას, სადაც ჰაერის ტემპერატურა სიმაღლესთან ერთად იკლებს, ტროპოსფერო ეწოდება. ტროპოსფეროს ზემოთ ფენას, სადაც ტემპერატურის ვარდნა ჩერდება, იცვლება იზოთერმით და ბოლოს ტემპერატურა იწყებს მატებას, ეწოდება სტრატოსფერო. სტრატოსფეროს ზემოთ მდებარე ფენა, რომელშიც ტემპერატურა ისევ სწრაფად ეცემა, არის მეზოსფერო. და ბოლოს, ფენას, სადაც ტემპერატურა კვლავ იწყებს მატებას, ეწოდა იონოსფერო ან თერმოსფერო.

ტროპოსფერო საშუალოდ ვრცელდება ქვედა 12 კმ-მდე. სწორედ აქ ყალიბდება ჩვენი ამინდი. უმაღლესი ღრუბლები (ცირუსი) იქმნება ტროპოსფეროს ზედა ფენებში. ტროპოსფეროში ტემპერატურა ადიაბატურად იკლებს სიმაღლესთან ერთად, ე.ი. ტემპერატურის ცვლილება ხდება სიმაღლეზე წნევის შემცირების გამო. ტროპოსფეროს ტემპერატურული პროფილი დიდწილად განისაზღვრება მზის გამოსხივებით, რომელიც აღწევს დედამიწის ზედაპირზე. მზის მიერ დედამიწის ზედაპირის გახურების შედეგად წარმოიქმნება ზევით მიმართული კონვექციური და ტურბულენტური ნაკადები, რომლებიც ქმნიან ამინდს. აღსანიშნავია, რომ ქვედა ზედაპირის გავლენა ტროპოსფეროს ქვედა ფენებზე ვრცელდება დაახლოებით 1,5 კმ სიმაღლეზე. რა თქმა უნდა, მთიანი რაიონების გამოკლებით.

ტროპოსფეროს ზედა საზღვარი არის ტროპოპაუზა - იზოთერმული ფენა. განვიხილოთ ჭექა-ქუხილის დამახასიათებელი გარეგნობა, რომელთა ზემოდან არის ცირუსის ღრუბლების „ადიდებული“ „კოჭის“ წოდება. ეს "კოჭო" უბრალოდ "გავრცელდება" ტროპოპაუზის ქვეშ, რადგან იზოთერმის გამო აღმავალი ჰაერის ნაკადები საგრძნობლად სუსტდება და ღრუბელი ვერტიკალურად განვითარებას წყვეტს. მაგრამ განსაკუთრებულ, იშვიათ შემთხვევებში, კუმულონიმბუსის ღრუბლების მწვერვალებს შეუძლიათ შეაღწიონ სტრატოსფეროს ქვედა ფენებს, დაარღვიონ ტროპოპაუზა.

ტროპოპაუზის სიმაღლე დამოკიდებულია გეოგრაფიულ განედზე. ამრიგად, ეკვატორზე ის მდებარეობს დაახლოებით 16 კმ სიმაღლეზე და მისი ტემპერატურა დაახლოებით –80°C-ია. პოლუსებზე ტროპოპაუზი მდებარეობს დაბლა, დაახლოებით 8 კმ სიმაღლეზე. ზაფხულში აქ ტემპერატურაა -40°C, ხოლო ზამთარში -60°C. ამრიგად, დედამიწის ზედაპირზე მაღალი ტემპერატურის მიუხედავად, ტროპიკული ტროპოპაუზა გაცილებით ცივია, ვიდრე პოლუსებზე.

ატმოსფეროში - (5,1-5,3)⋅10 18 კგ. აქედან მშრალი ჰაერის მასა არის (5,1352 ± 0,0003)⋅10 18 კგ, წყლის ორთქლის საერთო მასა საშუალოდ 1,27⋅10 16 კგ.

ცხრილში მითითებული გაზების გარდა, ატმოსფერო შეიცავს N 2 O (\displaystyle ((\ce (N2O))))და სხვა აზოტის ოქსიდები ( NO 2 (\displaystyle (\ce (NO2)))პროპანი და სხვა ნახშირწყალბადები, O 3 (\displaystyle ((\ce (O3)))) , Cl 2 (\displaystyle (\ce (Cl2))) , SO 2 (\displaystyle (\ce (SO2))) , NH 3 (\displaystyle (\ce (NH3))) , , HCl (\displaystyle (\ce (HCl))) , HF (\displaystyle (\ce (HF))) , HBr (\displaystyle (\ce (HBr))) , HI (\displaystyle ((\ce (HI)))), წყვილები Hg (\displaystyle (\ce (Hg))) , I 2 (\displaystyle (\ce (I2))) , Br 2 (\displaystyle (\ce (Br2))), ისევე როგორც ბევრი სხვა აირი მცირე რაოდენობით. ტროპოსფერო მუდმივად შეიცავს დიდი რაოდენობით შეჩერებულ მყარ და თხევად ნაწილაკებს (აეროზოლს). უიშვიათესი გაზი დედამიწის ატმოსფეროშია Rn (\displaystyle (\ce (Rn))) .

ატმოსფეროს სტრუქტურა

ატმოსფერული სასაზღვრო ფენა

ტროპოსფეროს ქვედა ფენა (1-2 კმ სისქე), რომელშიც დედამიწის ზედაპირის მდგომარეობა და თვისებები პირდაპირ გავლენას ახდენს ატმოსფეროს დინამიკაზე.

ტროპოსფერო

მისი ზედა ზღვარი არის 8-10 კმ სიმაღლეზე პოლარული, 10-12 კმ ზომიერი და 16-18 კმ ტროპიკულ განედებში; ზამთარში უფრო დაბალია, ვიდრე ზაფხულში.
ატმოსფეროს ქვედა, მთავარი ფენა შეიცავს ატმოსფერული ჰაერის მთლიანი მასის 80%-ზე მეტს და ატმოსფეროში არსებული წყლის მთლიანი ორთქლის დაახლოებით 90%-ს. ტურბულენტობა და კონვექცია ძალიან განვითარებულია ტროპოსფეროში, ჩნდება ღრუბლები და ვითარდება ციკლონები და ანტიციკლონები. ტემპერატურა მცირდება სიმაღლის მატებასთან ერთად საშუალო ვერტიკალური გრადიენტით 0,65°/100 მეტრი.

ტროპოპაუზა

გარდამავალი ფენა ტროპოსფეროდან სტრატოსფეროში, ატმოსფეროს ფენა, რომელშიც ტემპერატურის დაქვეითება სიმაღლესთან ერთად ჩერდება.

სტრატოსფერო

ატმოსფეროს ფენა, რომელიც მდებარეობს 11-დან 50 კმ-მდე სიმაღლეზე. ახასიათებს ტემპერატურის უმნიშვნელო ცვლილება 11-25 კმ ფენაში (სტრატოსფეროს ქვედა ფენა) და 25-40 კმ ფენის მატება მინუს 56,5-დან +0,8 ° C-მდე (სტრატოსფეროს ზედა ფენა ან ინვერსიის რეგიონი). დაახლოებით 40 კმ სიმაღლეზე დაახლოებით 273 K (თითქმის 0 °C) მნიშვნელობის მიღწევის შემდეგ, ტემპერატურა რჩება მუდმივი დაახლოებით 55 კმ სიმაღლემდე. მუდმივი ტემპერატურის ამ რეგიონს სტრატოპაუზა ეწოდება და არის საზღვარი სტრატოსფეროსა და მეზოსფეროს შორის. მე-19 საუკუნის შუა ხანებში ითვლებოდა, რომ 12 კმ სიმაღლეზე (6 ათასი ტოისი) დედამიწის ატმოსფერო მთავრდება (ხუთი კვირა ბუშტში, 13 თავი). სტრატოსფერო შეიცავს ოზონის შრეს, რომელიც იცავს დედამიწას ულტრაიისფერი გამოსხივებისგან.

სტრატოპაუზა

ატმოსფეროს სასაზღვრო ფენა სტრატოსფეროსა და მეზოსფეროს შორის. ტემპერატურის ვერტიკალურ განაწილებაში მაქსიმალურია (დაახლოებით 0 °C).

მეზოსფერო

თერმოსფერო

ზედა ზღვარი არის დაახლოებით 800 კმ. ტემპერატურა მატულობს 200-300 კმ სიმაღლეზე, სადაც აღწევს 1500 კმ-ის მნიშვნელობებს, რის შემდეგაც იგი თითქმის მუდმივი რჩება მაღალ სიმაღლეებზე. მზის რადიაციისა და კოსმოსური გამოსხივების გავლენის ქვეშ ხდება ჰაერის იონიზაცია („ავრორა“) - იონოსფეროს ძირითადი რეგიონები დევს თერმოსფეროს შიგნით. 300 კმ-ზე მეტ სიმაღლეზე ჭარბობს ატომური ჟანგბადი. თერმოსფეროს ზედა ზღვარი დიდწილად განისაზღვრება მზის ამჟამინდელი აქტივობით. დაბალი აქტივობის პერიოდებში - მაგალითად, 2008-2009 წლებში - შესამჩნევია ამ ფენის ზომის შემცირება.

თერმოპაუზა

ატმოსფეროს რეგიონი თერმოსფეროს ზემოთ. ამ რეგიონში მზის რადიაციის შეწოვა უმნიშვნელოა და ტემპერატურა პრაქტიკულად არ იცვლება სიმაღლეზე.

ეგზოსფერო (გაფანტული სფერო)

100 კმ სიმაღლეზე ატმოსფერო არის გაზების ერთგვაროვანი, კარგად შერეული ნარევი. მაღალ ფენებში აირების განაწილება დამოკიდებულია მათ მოლეკულურ წონაზე, უფრო სწრაფად მცირდება მძიმე აირების კონცენტრაცია დედამიწის ზედაპირიდან დაშორებით. გაზის სიმკვრივის შემცირების გამო ტემპერატურა 0 °C-დან სტრატოსფეროში ეცემა მინუს 110 °C-მდე მეზოსფეროში. ამასთან, ცალკეული ნაწილაკების კინეტიკური ენერგია 200-250 კმ სიმაღლეზე შეესაბამება ~ 150 °C ტემპერატურას. 200 კმ-ზე მაღლა შეინიშნება ტემპერატურისა და გაზის სიმკვრივის მნიშვნელოვანი რყევები დროსა და სივრცეში.

დაახლოებით 2000-3500 კმ სიმაღლეზე ეგზოსფერო თანდათან იქცევა ე.წ. კოსმოსურ ვაკუუმთან ახლოს, რომელიც ივსება პლანეტათაშორისი აირის იშვიათი ნაწილაკებით, ძირითადად წყალბადის ატომებით. მაგრამ ეს გაზი წარმოადგენს პლანეტათაშორის მატერიის მხოლოდ ნაწილს. მეორე ნაწილი შედგება კომეტური და მეტეორიული წარმოშობის მტვრის ნაწილაკებისგან. გარდა უკიდურესად იშვიათი მტვრის ნაწილაკებისა, ამ სივრცეში აღწევს მზის და გალაქტიკური წარმოშობის ელექტრომაგნიტური და კორპუსკულური გამოსხივება.

SWAN ინსტრუმენტის მონაცემების ანალიზმა SOHO კოსმოსურ ხომალდზე აჩვენა, რომ დედამიწის ეგზოსფეროს ყველაზე გარე ნაწილი (გეოკორონა) ვრცელდება დაახლოებით 100 დედამიწის რადიუსზე ან დაახლოებით 640 ათას კილომეტრზე, ანუ მთვარის ორბიტაზე ბევრად შორს.

Მიმოხილვა

ტროპოსფერო შეადგენს ატმოსფეროს მასის დაახლოებით 80%-ს, სტრატოსფეროს - დაახლოებით 20%-ს; მეზოსფეროს მასა არაუმეტეს 0,3%, თერმოსფერო ატმოსფეროს მთლიანი მასის 0,05%-ზე ნაკლებია.

ატმოსფეროში ელექტრული თვისებებიდან გამომდინარე, ისინი განასხვავებენ ნეიტროსფეროდა იონოსფერო.

ატმოსფეროში გაზის შემადგენლობიდან გამომდინარე, ისინი ასხივებენ ჰომოსფეროდა ჰეტეროსფერო. ჰეტეროსფერო- ეს ის სფეროა, სადაც გრავიტაცია გავლენას ახდენს აირების გამოყოფაზე, ვინაიდან ასეთ სიმაღლეზე მათი შერევა უმნიშვნელოა. ეს გულისხმობს ჰეტეროსფეროს ცვლად შემადგენლობას. მის ქვემოთ მდებარეობს ატმოსფეროს კარგად შერეული, ერთგვაროვანი ნაწილი, რომელსაც ჰომოსფერო ეწოდება. ამ ფენებს შორის საზღვარს ტურბოპაუზა ეწოდება, ის დაახლოებით 120 კმ სიმაღლეზე მდებარეობს.

ატმოსფეროს სხვა თვისებები და გავლენა ადამიანის სხეულზე

უკვე ზღვის დონიდან 5 კმ სიმაღლეზე, გაუწვრთნელი ადამიანი იწყებს ჟანგბადის შიმშილის განცდას და ადაპტაციის გარეშე, ადამიანის მაჩვენებლები საგრძნობლად მცირდება. აქ მთავრდება ატმოსფეროს ფიზიოლოგიური ზონა. ადამიანის სუნთქვა შეუძლებელი ხდება 9 კმ სიმაღლეზე, თუმცა დაახლოებით 115 კმ-მდე ატმოსფერო შეიცავს ჟანგბადს.

ატმოსფერო გვამარაგებს სუნთქვისთვის საჭირო ჟანგბადს. თუმცა, ატმოსფეროს მთლიანი წნევის ვარდნის გამო, სიმაღლეზე ასვლისას, ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევა შესაბამისად მცირდება.

ატმოსფერული ფორმირების ისტორია

ყველაზე გავრცელებული თეორიის მიხედვით, დედამიწის ატმოსფეროს თავისი ისტორიის მანძილზე სამი განსხვავებული შემადგენლობა ჰქონდა. თავდაპირველად იგი შედგებოდა მსუბუქი აირებისგან (წყალბადი და ჰელიუმი), რომლებიც დატყვევებული იყო პლანეტათაშორისი სივრციდან. ეს არის ე.წ პირველადი ატმოსფერო. შემდეგ ეტაპზე აქტიურმა ვულკანურმა აქტივობამ გამოიწვია ატმოსფეროს გაჯერება წყალბადის გარდა სხვა გაზებით (ნახშირორჟანგი, ამიაკი, წყლის ორთქლი). ასე ჩამოყალიბდა მეორადი ატმოსფერო. ეს ატმოსფერო აღმდგენი იყო. გარდა ამისა, ატმოსფეროს ფორმირების პროცესი განისაზღვრა შემდეგი ფაქტორებით:

• მსუბუქი აირების (წყალბადის და ჰელიუმის) გაჟონვა პლანეტათაშორის სივრცეში;
• ქიმიური რეაქციები, რომლებიც წარმოიქმნება ატმოსფეროში ულტრაიისფერი გამოსხივების, ელვისებური გამონადენის და სხვა ფაქტორების გავლენის ქვეშ.

თანდათან ამ ფაქტორებმა განაპირობა ჩამოყალიბება მესამეული ატმოსფერო, ხასიათდება წყალბადის გაცილებით დაბალი შემცველობით და აზოტისა და ნახშირორჟანგის გაცილებით მაღალი შემცველობით (წარმოიქმნება ამიაკის და ნახშირწყალბადების ქიმიური რეაქციების შედეგად).

აზოტი

დიდი რაოდენობით აზოტის წარმოქმნა განპირობებულია ამიაკი-წყალბადის ატმოსფეროს მოლეკულური ჟანგბადის დაჟანგვით. O 2 (\displaystyle (\ce (O2))), რომელმაც დაიწყო პლანეტის ზედაპირიდან მოსვლა ფოტოსინთეზის შედეგად, დაწყებული 3 მილიარდი წლის წინ. ასევე აზოტი N 2 (\displaystyle (\ce (N2)))ატმოსფეროში გამოთავისუფლებული ნიტრატების და სხვა აზოტის შემცველი ნაერთების დენიტრიფიკაციის შედეგად. აზოტი იჟანგება ოზონით არა (\displaystyle ((\ce (NO))))ატმოსფეროს ზედა ფენებში.

აზოტი N 2 (\displaystyle (\ce (N2)))რეაგირებს მხოლოდ კონკრეტულ პირობებში (მაგალითად, ელვისებური გამონადენის დროს). მოლეკულური აზოტის დაჟანგვა ოზონით ელექტრული გამონადენის დროს მცირე რაოდენობით გამოიყენება აზოტოვანი სასუქების სამრეწველო წარმოებაში. ციანობაქტერიები (ლურჯი-მწვანე წყალმცენარეები) და კვანძოვანი ბაქტერიები, რომლებიც ქმნიან რიზობიულ სიმბიოზს პარკოსან მცენარეებთან, რაც შეიძლება იყოს ეფექტური მწვანე სასუქი - მცენარეები, რომლებიც არ აფუჭებენ, მაგრამ ამდიდრებენ ნიადაგს ბუნებრივი სასუქებით, შეუძლიათ მისი დაჟანგვა ენერგიის დაბალი მოხმარებით და გარდაქმნას. ბიოლოგიურად აქტიურ ფორმაში.

ჟანგბადი

ატმოსფეროს შემადგენლობამ რადიკალურად დაიწყო ცვლილება დედამიწაზე ცოცხალი ორგანიზმების გამოჩენასთან ერთად, ფოტოსინთეზის შედეგად, რასაც თან ახლდა ჟანგბადის გამოყოფა და ნახშირორჟანგის შეწოვა. თავდაპირველად ჟანგბადი იხარჯებოდა შემცირებული ნაერთების - ამიაკის, ნახშირწყალბადების, ოკეანეებში შემავალი რკინის შავი ფორმის დაჟანგვაზე და სხვა. ამ ეტაპის დასასრულს ატმოსფეროში ჟანგბადის შემცველობა დაიწყო მატება. თანდათან ჩამოყალიბდა თანამედროვე ატმოსფერო ჟანგვის თვისებებით. ვინაიდან ამან გამოიწვია სერიოზული და მკვეთრი ცვლილებები ატმოსფეროში, ლითოსფეროსა და ბიოსფეროში მიმდინარე ბევრ პროცესში, ამ მოვლენას ეწოდა ჟანგბადის კატასტროფა.

კეთილშობილი გაზები

კეთილშობილი აირების წყაროა ვულკანური ამოფრქვევები და რადიოაქტიური ელემენტების დაშლა. დედამიწა ზოგადად და ატმოსფერო კერძოდ, კოსმოსთან და ზოგიერთ სხვა პლანეტასთან შედარებით დაცლილია ინერტული აირებით. ეს ეხება ჰელიუმს, ნეონს, კრიპტონს, ქსენონს და რადონს. არგონის კონცენტრაცია, პირიქით, არანორმალურად მაღალია და შეადგენს ატმოსფეროს გაზის შემადგენლობის თითქმის 1%-ს. ამ გაზის დიდი რაოდენობა გამოწვეულია რადიოაქტიური იზოტოპის კალიუმ-40-ის ინტენსიური დაშლით დედამიწის ნაწლავებში.

Ჰაერის დაბინძურება

ცოტა ხნის წინ, ადამიანებმა დაიწყეს გავლენა ატმოსფეროს ევოლუციაზე. ადამიანის საქმიანობის შედეგი იყო ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის შემცველობის მუდმივი მატება წინა გეოლოგიურ ეპოქაში დაგროვილი ნახშირწყალბადის საწვავის წვის გამო. უზარმაზარი რაოდენობით მოიხმარება ფოტოსინთეზის დროს და შეიწოვება მსოფლიო ოკეანეების მიერ. ეს გაზი ატმოსფეროში შედის კარბონატული ქანების და მცენარეული და ცხოველური წარმოშობის ორგანული ნივთიერებების დაშლის, აგრეთვე ვულკანიზმისა და ადამიანის სამრეწველო საქმიანობის გამო. ბოლო 100 წლის განმავლობაში შინაარსი CO 2 (\displaystyle (\ce (CO2)))ატმოსფეროში გაიზარდა 10%-ით, ძირითადი ნაწილი (360 მილიარდი ტონა) საწვავის წვის შედეგად მოდის. თუ საწვავის წვის ზრდის ტემპი გაგრძელდება, მაშინ მომდევნო 200-300 წელიწადში თანხა CO 2 (\displaystyle (\ce (CO2)))ატმოსფეროში გაორმაგდება და შესაძლოა გლობალური კლიმატის ცვლილება გამოიწვიოს.

საწვავის წვა არის დამაბინძურებელი აირების ძირითადი წყარო ( CO (\displaystyle ((\ce (CO)))) ,

ატმოსფეროს სტრუქტურა

ატმოსფერო(ძველი ბერძნული ἀτμός - ორთქლი და σφαῖρα - ბურთი) - გაზის გარსი (გეოსფერო) პლანეტა დედამიწის გარშემო. მისი შიდა ზედაპირი ფარავს ჰიდროსფეროს და ნაწილობრივ დედამიწის ქერქს, ხოლო გარე ზედაპირი ესაზღვრება გარე სივრცის დედამიწის მახლობელ ნაწილს.

ფიზიკური თვისებები

ატმოსფეროს სისქე დედამიწის ზედაპირიდან დაახლოებით 120 კმ-ია. ჰაერის საერთო მასა ატმოსფეროში არის (5,1-5,3) 10 18 კგ. აქედან მშრალი ჰაერის მასა არის (5,1352 ± 0,0003) 10 18 კგ, წყლის ორთქლის საერთო მასა საშუალოდ 1,27 10 16 კგ.

სუფთა მშრალი ჰაერის მოლური მასა არის 28,966 გ/მოლი, ხოლო ჰაერის სიმკვრივე ზღვის ზედაპირზე არის დაახლოებით 1,2 კგ/მ3. წნევა 0 °C-ზე ზღვის დონეზე არის 101,325 კპა; კრიტიკული ტემპერატურა - −140,7 °C; კრიტიკული წნევა - 3,7 მპა; C p 0 °C-ზე - 1,0048·10 3 J/(kg·K), C v - 0,7159·10 3 J/(kg·K) (0 °C-ზე). ჰაერის ხსნადობა წყალში (მასობრივად) 0 °C - 0,0036%, 25 °C - 0,0023%.

დედამიწის ზედაპირზე „ნორმალურ პირობებად“ მიიღება: სიმკვრივე 1,2 კგ/მ3, ბარომეტრიული წნევა 101,35 კპა, ტემპერატურა პლუს 20 °C და ფარდობითი ტენიანობა 50%. ამ პირობით ინდიკატორებს აქვთ წმინდა საინჟინრო მნიშვნელობა.

ატმოსფეროს სტრუქტურა

ატმოსფეროს აქვს ფენიანი სტრუქტურა. ატმოსფეროს ფენები ერთმანეთისგან განსხვავდება ჰაერის ტემპერატურით, მისი სიმკვრივით, ჰაერში წყლის ორთქლის რაოდენობით და სხვა თვისებებით.

ტროპოსფერო(ძველი ბერძნული τρόπος - "მობრუნება", "შეცვლა" და σφαῖρα - "ბურთი") - ატმოსფეროს ქვედა, ყველაზე შესწავლილი ფენა, 8-10 კმ სიმაღლეზე პოლარულ რეგიონებში, 10-12 კმ-მდე ზომიერ განედებში, ეკვატორზე - 16-18 კმ.

ტროპოსფეროში აწევისას ტემპერატურა ყოველ 100 მ-ზე საშუალოდ 0,65 კ-ით იკლებს და ზედა ნაწილში 180-220 კ-ს აღწევს. ტროპოსფეროს ამ ზედა ფენას, რომელშიც ტემპერატურის კლება სიმაღლესთან ერთად ჩერდება, ტროპოპაუზა ეწოდება. ატმოსფეროს მომდევნო ფენას, რომელიც მდებარეობს ტროპოსფეროს ზემოთ, ეწოდება სტრატოსფერო.

ატმოსფერული ჰაერის მთლიანი მასის 80%-ზე მეტი კონცენტრირებულია ტროპოსფეროში, ტურბულენტობა და კონვექცია ძალიან განვითარებულია, კონცენტრირებულია წყლის ორთქლის უპირატესი ნაწილი, წარმოიქმნება ღრუბლები, წარმოიქმნება ატმოსფერული ფრონტები, ვითარდება ციკლონები და ანტიციკლონები, ასევე სხვა პროცესები. რომელიც განსაზღვრავს ამინდს და კლიმატს. ტროპოსფეროში მიმდინარე პროცესები ძირითადად გამოწვეულია კონვექციის შედეგად.

ტროპოსფეროს იმ ნაწილს, რომლის ფარგლებშიც შესაძლებელია დედამიწის ზედაპირზე მყინვარების წარმოქმნა, ქიონოსფერო ეწოდება.

ტროპოპაუზა(ბერძნულიდან τροπος - შემობრუნება, ცვლილება და παῦσις - გაჩერება, შეწყვეტა) - ატმოსფეროს ფენა, რომელშიც ჩერდება ტემპერატურის კლება სიმაღლესთან ერთად; გარდამავალი ფენა ტროპოსფეროდან სტრატოსფეროში. დედამიწის ატმოსფეროში ტროპოპაუზა მდებარეობს 8-12 კმ სიმაღლეზე (ზღვის დონიდან) პოლარულ რეგიონებში და 16-18 კმ-მდე ეკვატორიდან. ტროპოპაუზის სიმაღლე ასევე დამოკიდებულია წელიწადის დროზე (ზაფხულში ტროპოპაუზა უფრო მაღალია, ვიდრე ზამთარში) და ციკლონურ აქტივობაზე (ციკლონებში ის უფრო დაბალია, ხოლო ანტიციკლონებში უფრო მაღალია).

ტროპოპაუზის სისქე რამდენიმე ასეული მეტრიდან 2-3 კილომეტრამდე მერყეობს. სუბტროპიკებში შეიმჩნევა ტროპოპაუზის შესვენებები ძლიერი რეაქტიული დინების გამო. ტროპოპაუზა გარკვეულ ტერიტორიებზე ხშირად ნადგურდება და ხელახლა ყალიბდება.

სტრატოსფერო(ლათინური ფენიდან - იატაკი, ფენა) - ატმოსფეროს ფენა, რომელიც მდებარეობს 11-დან 50 კმ-მდე სიმაღლეზე. ახასიათებს ტემპერატურის უმნიშვნელო ცვლილება 11-25 კმ ფენაში (სტრატოსფეროს ქვედა ფენა) და ტემპერატურის მატება 25-40 კმ ფენაში -56,5-დან 0,8 ° C-მდე (სტრატოსფეროს ზედა ფენა ან ინვერსიის რეგიონი) . დაახლოებით 40 კმ სიმაღლეზე დაახლოებით 273 K (თითქმის 0 °C) მნიშვნელობის მიღწევის შემდეგ, ტემპერატურა რჩება მუდმივი დაახლოებით 55 კმ სიმაღლემდე. მუდმივი ტემპერატურის ამ რეგიონს სტრატოპაუზა ეწოდება და არის საზღვარი სტრატოსფეროსა და მეზოსფეროს შორის. სტრატოსფეროში ჰაერის სიმკვრივე ათობით და ასეულჯერ ნაკლებია, ვიდრე ზღვის დონეზე.

სწორედ სტრატოსფეროში მდებარეობს ოზონის შრე („ოზონის შრე“) (15-20-დან 55-60 კმ-მდე სიმაღლეზე), რომელიც განსაზღვრავს ბიოსფეროში სიცოცხლის ზედა ზღვარს. ოზონი (O 3) წარმოიქმნება ფოტოქიმიური რეაქციების შედეგად ყველაზე ინტენსიურად ~30 კმ სიმაღლეზე. O 3-ის მთლიანი მასა იქნება 1.7-4.0 მმ სისქის ფენა ნორმალური წნევის დროს, მაგრამ ეს საკმარისია მზის სიცოცხლის დამღუპველი ულტრაიისფერი გამოსხივების შთანთქმისთვის. O 3-ის განადგურება ხდება მაშინ, როდესაც ის ურთიერთქმედებს თავისუფალ რადიკალებთან, NO და ჰალოგენის შემცველ ნაერთებთან (მათ შორის „ფრეონებთან“).

სტრატოსფეროში ულტრაიისფერი გამოსხივების მოკლე ტალღის ნაწილის უმეტესი ნაწილი (180-200 ნმ) შენარჩუნებულია და მოკლე ტალღების ენერგია გარდაიქმნება. ამ სხივების გავლენით იცვლება მაგნიტური ველები, იშლება მოლეკულები, ხდება იონიზაცია და ხდება გაზების და სხვა ქიმიური ნაერთების ახალი წარმოქმნა. ეს პროცესები შეიძლება შეინიშნოს ჩრდილოეთის განათების, ელვისა და სხვა ნათების სახით.

სტრატოსფეროში და მაღალ ფენებში, მზის რადიაციის გავლენით, გაზის მოლეკულები იშლება ატომებად (80 კმ-ზე მეტი CO 2 და H 2 დისოცირდება, 150 კმ-ზე ზემოთ - O 2, 300 კმ-ზე ზემოთ - N 2). 200-500 კმ სიმაღლეზე აირების იონიზაცია ასევე ხდება იონოსფეროში 320 კმ სიმაღლეზე, დამუხტული ნაწილაკების კონცენტრაცია (O + 2, O − 2, N + 2) არის ~ 1/300; ნეიტრალური ნაწილაკების კონცენტრაცია. ატმოსფეროს ზედა ფენებში არის თავისუფალი რადიკალები - OH, HO 2 და ა.შ.

სტრატოსფეროში წყლის ორთქლი თითქმის არ არის.

ფრენები სტრატოსფეროში 1930-იან წლებში დაიწყო. საყოველთაოდ ცნობილია ფრენა პირველ სტრატოსფერულ ბუშტზე (FNRS-1), რომელიც შეასრულეს ოგიუსტ პიკარმა და პოლ კიპფერმა 1931 წლის 27 მაისს 16,2 კმ სიმაღლეზე. თანამედროვე საბრძოლო და ზებგერითი კომერციული თვითმფრინავები დაფრინავენ სტრატოსფეროში ზოგადად 20 კმ-მდე სიმაღლეზე (თუმცა დინამიური ჭერი შეიძლება ბევრად უფრო მაღალი იყოს). მაღალმთიანი ამინდის ბუშტები ამოდის 40 კმ-მდე; უპილოტო ბურთის რეკორდი არის 51,8 კმ.

ბოლო დროს აშშ-ს სამხედრო წრეებში დიდი ყურადღება ეთმობა სტრატოსფეროს ფენების განვითარებას 20 კმ-ზე მაღლა, რომელსაც ხშირად უწოდებენ "წინასწარ კოსმოსს". « სივრცის სიახლოვეს» ). ვარაუდობენ, რომ უპილოტო საჰაერო ხომალდები და მზის ენერგიით მომუშავე თვითმფრინავები (როგორც NASA Pathfinder) შეძლებენ დარჩნენ დაახლოებით 30 კმ სიმაღლეზე დიდი ხნის განმავლობაში და უზრუნველყონ ზედამხედველობა და კომუნიკაცია ძალიან დიდ ტერიტორიებზე, ხოლო დარჩებიან დაბალი დაუცველები საჰაერო თავდაცვისთვის. სისტემები; ასეთი მოწყობილობები ბევრჯერ იაფი იქნება ვიდრე თანამგზავრები.

სტრატოპაუზა- ატმოსფეროს ფენა, რომელიც არის საზღვარი ორ ფენას შორის, სტრატოსფეროსა და მეზოსფეროს შორის. სტრატოსფეროში ტემპერატურა იზრდება სიმაღლის მატებასთან ერთად, ხოლო სტრატოპაუზა არის ფენა, სადაც ტემპერატურა მაქსიმუმს აღწევს. სტრატოპაუზის ტემპერატურა დაახლოებით 0 °C-ია.

ეს ფენომენი შეინიშნება არა მხოლოდ დედამიწაზე, არამედ სხვა პლანეტებზეც, რომლებსაც აქვთ ატმოსფერო.

დედამიწაზე სტრატოპაუზა მდებარეობს ზღვის დონიდან 50 - 55 კმ სიმაღლეზე. ატმოსფერული წნევა ზღვის დონიდან დაახლოებით 1/1000-ია.

მეზოსფერო(ბერძნულიდან μεσο- - "შუა" და σφαῖρα - "ბურთი", "სფერო") - ატმოსფეროს ფენა 40-50-დან 80-90 კმ-მდე სიმაღლეებზე. ახასიათებს ტემპერატურის მატება სიმაღლესთან ერთად; მაქსიმალური (დაახლოებით +50°C) ტემპერატურა მდებარეობს დაახლოებით 60 კმ სიმაღლეზე, რის შემდეგაც ტემპერატურა იწყებს კლებას -70° ან −80°C-მდე. ტემპერატურის ეს კლება დაკავშირებულია ოზონის მიერ მზის რადიაციის (გამოსხივების) ძლიერ შთანთქმასთან. ტერმინი გეოგრაფიულმა და გეოფიზიკურმა კავშირმა მიიღო 1951 წელს.

მეზოსფეროს გაზის შემადგენლობა, ისევე როგორც ქვედა ატმოსფერული ფენების, მუდმივია და შეიცავს დაახლოებით 80% აზოტს და 20% ჟანგბადს.

მეზოსფერო გამოყოფილია ქვემდებარე სტრატოსფეროდან სტრატოპაუზით, ხოლო ზედა თერმოსფეროსგან მეზოპაუზით. მეზოპაუზა ძირითადად ემთხვევა ტურბოპაუზას.

მეტეორები იწყებენ ნათებას და, როგორც წესი, მთლიანად იწვებიან მეზოსფეროში.

მეზოსფეროში შეიძლება გამოჩნდეს ღამის ღრუბლები.

ფრენისთვის, მეზოსფერო არის ერთგვარი "მკვდარი ზონა" - ჰაერი აქ ძალიან იშვიათია თვითმფრინავების ან ბუშტების დასახმარებლად (50 კმ სიმაღლეზე ჰაერის სიმკვრივე 1000-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე ზღვის დონიდან), და ამავე დროს. ზედმეტად მკვრივი ხელოვნური ფრენის თანამგზავრებისთვის ასეთ დაბალ ორბიტაზე. მეზოსფეროს პირდაპირი კვლევები ძირითადად ტარდება სუბორბიტალური ამინდის რაკეტების გამოყენებით; ზოგადად, მეზოსფერო ნაკლებად კარგად არის შესწავლილი, ვიდრე ატმოსფეროს სხვა ფენები, რის გამოც მეცნიერებმა მას მეტსახელად „იგნოროსფერო“ შეარქვეს.

მესოპაუზა

მესოპაუზა- ატმოსფეროს ფენა, რომელიც ჰყოფს მეზოსფეროს და თერმოსფეროს. დედამიწაზე ის ზღვის დონიდან 80-90 კმ სიმაღლეზე მდებარეობს. მეზოპაუზაში არის ტემპერატურის მინიმალური ტემპერატურა, რომელიც არის დაახლოებით -100 °C. ქვემოთ (დაახლოებით 50 კმ სიმაღლიდან დაწყებული) ტემპერატურა ეცემა სიმაღლესთან ერთად, უფრო მაღლა (დაახლოებით 400 კმ სიმაღლემდე) ისევ მატულობს. მეზოპაუზა ემთხვევა მზის რენტგენის და მოკლე ტალღის ულტრაიისფერი გამოსხივების აქტიური შთანთქმის რეგიონის ქვედა საზღვარს. ამ სიმაღლეზე შეიმჩნევა ღამის ღრუბლები.

მესოპაუზა ხდება არა მხოლოდ დედამიწაზე, არამედ სხვა პლანეტებზეც, რომლებსაც აქვთ ატმოსფერო.

კარმანის ხაზი- სიმაღლე ზღვის დონიდან, რომელიც პირობითად არის მიღებული, როგორც საზღვარი დედამიწის ატმოსფეროსა და სივრცეს შორის.

საერთაშორისო საავიაციო ფედერაციის (FAI) განმარტებით, კარმანის ხაზი მდებარეობს ზღვის დონიდან 100 კმ სიმაღლეზე.

სიმაღლეს უნგრული წარმოშობის ამერიკელი მეცნიერის, თეოდორ ფონ კარმანის სახელი ეწოდა. მან პირველმა დაადგინა, რომ დაახლოებით ამ სიმაღლეზე ატმოსფერო იმდენად იშვიათდება, რომ აერონავტიკა შეუძლებელი ხდება, რადგან საკმარისი აწევის შესაქმნელად საჭირო თვითმფრინავის სიჩქარე პირველ კოსმოსურ სიჩქარეზე მეტი ხდება და ამიტომ უფრო მაღალი სიმაღლეების მისაღწევად აუცილებელია. ასტრონავტიკის გამოყენება.

დედამიწის ატმოსფერო გრძელდება კარმანის ხაზის მიღმა. დედამიწის ატმოსფეროს გარე ნაწილი, ეგზოსფერო, ვრცელდება ამ სიმაღლეზე 10 ათასი კილომეტრის სიმაღლეზე, ატმოსფერო ძირითადად შედგება წყალბადის ატომებისგან, რომლებსაც შეუძლიათ ატმოსფეროს დატოვება.

კარმანის ხაზის მიღწევა იყო Ansari X პრიზის მიღების პირველი პირობა, რადგან ეს არის ფრენის კოსმოსურ ფრენად აღიარების საფუძველი.

ატმოსფერო არის სხვადასხვა გაზების ნაზავი. იგი ვრცელდება დედამიწის ზედაპირიდან 900 კმ სიმაღლემდე, იცავს პლანეტას მზის რადიაციის მავნე სპექტრისგან და შეიცავს აირებს, რომლებიც აუცილებელია პლანეტაზე მთელი სიცოცხლისთვის. ატმოსფერო იჭერს მზის სითბოს, ათბობს დედამიწის ზედაპირს და ქმნის ხელსაყრელ კლიმატს.

ატმოსფერული შემადგენლობა

დედამიწის ატმოსფერო ძირითადად ორი აირისგან შედგება - აზოტი (78%) და ჟანგბადი (21%). გარდა ამისა, იგი შეიცავს ნახშირორჟანგის და სხვა გაზების მინარევებს. ატმოსფეროში ის ორთქლის, ღრუბლებში ტენის წვეთების და ყინულის კრისტალების სახით არსებობს.

ატმოსფეროს ფენები

ატმოსფერო შედგება მრავალი ფენისგან, რომელთა შორის არ არსებობს მკაფიო საზღვრები. სხვადასხვა ფენების ტემპერატურა მკვეთრად განსხვავდება ერთმანეთისგან.

უჰაერო მაგნიტოსფერო. სწორედ აქ დაფრინავს დედამიწის თანამგზავრების უმეტესობა დედამიწის ატმოსფეროს გარეთ. ეგზოსფერო (450-500 კმ ზედაპირიდან). გაზები თითქმის არ არის. ზოგიერთი ამინდის თანამგზავრი დაფრინავს ეგზოსფეროში. თერმოსფერო (80-450 კმ) ხასიათდება მაღალი ტემპერატურით, რომელიც აღწევს 1700°C-ს ზედა ფენაში. მეზოსფერო (50-80 კმ). ამ მხარეში სიმაღლის მატებასთან ერთად ტემპერატურა იკლებს. სწორედ აქ იწვის ატმოსფეროში შემავალი მეტეორიტების უმეტესობა (კოსმოსური ქანების ფრაგმენტები). სტრატოსფერო (15-50 კმ). შეიცავს ოზონის ფენას, ანუ ოზონის ფენას, რომელიც შთანთქავს მზის ულტრაიისფერ გამოსხივებას. ეს იწვევს დედამიწის ზედაპირთან ახლოს ტემპერატურის მატებას. რეაქტიული თვითმფრინავები ჩვეულებრივ დაფრინავენ აქ იმიტომ ამ ფენაში ხილვადობა ძალიან კარგია და ამინდის პირობებით გამოწვეული თითქმის არანაირი ჩარევა. ტროპოსფერო. სიმაღლე დედამიწის ზედაპირიდან 8-დან 15 კმ-მდე მერყეობს. სწორედ აქ ყალიბდება პლანეტის ამინდი, მას შემდეგ რაც ში ეს ფენა შეიცავს ყველაზე მეტ წყლის ორთქლს, მტვერს და ქარებს. ტემპერატურა მცირდება დედამიწის ზედაპირიდან დაშორებით.

ატმოსფერული წნევა

მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ ამას არ ვგრძნობთ, ატმოსფეროს ფენები ახდენენ ზეწოლას დედამიწის ზედაპირზე. ის ყველაზე მაღალია ზედაპირთან ახლოს და მისგან დაშორებისას თანდათან მცირდება. ეს დამოკიდებულია ხმელეთსა და ოკეანეს შორის ტემპერატურულ განსხვავებაზე და, შესაბამისად, ზღვის დონიდან იმავე სიმაღლეზე მდებარე ტერიტორიებზე ხშირად განსხვავებული წნევაა. დაბალ წნევას სველი ამინდი მოაქვს, ხოლო მაღალი წნევა ჩვეულებრივ ნათელ ამინდს იწვევს.

ჰაერის მასების მოძრაობა ატმოსფეროში

და ზეწოლა აიძულებს ატმოსფეროს ქვედა ფენების შერევას. ასე წარმოიქმნება ქარები, უბერავს მაღალი წნევის უბნებიდან დაბალი წნევის ზონებში. ბევრ რეგიონში ადგილობრივი ქარები ასევე წარმოიქმნება ხმელეთსა და ზღვას შორის ტემპერატურის განსხვავების გამო. მთებს ასევე აქვთ მნიშვნელოვანი გავლენა ქარის მიმართულებაზე.

Სათბურის ეფექტი

ნახშირორჟანგი და სხვა აირები, რომლებიც ქმნიან დედამიწის ატმოსფეროს, იკავებენ მზის სითბოს. ამ პროცესს ჩვეულებრივ უწოდებენ სათბურის ეფექტს, რადგან ის მრავალი თვალსაზრისით მოგვაგონებს სითბოს ცირკულაციას სათბურებში. სათბურის ეფექტი იწვევს პლანეტაზე გლობალურ დათბობას. მაღალი წნევის ადგილებში - ანტიციკლონები - შემოდის წმინდა მზიანი ამინდი. დაბალი წნევის ადგილებში - ციკლონები - ჩვეულებრივ განიცდიან არასტაბილურ ამინდს. სითბო და სინათლე შემოდის ატმოსფეროში. აირები იჭერენ დედამიწის ზედაპირიდან ასახულ სითბოს, რითაც იწვევს დედამიწაზე ტემპერატურის ზრდას.

სტრატოსფეროში არის სპეციალური ოზონის შრე. ოზონი ბლოკავს მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების უმეტეს ნაწილს, იცავს დედამიწას და მასზე არსებულ მთელ სიცოცხლეს მისგან. მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ ოზონის შრის განადგურების მიზეზი არის სპეციალური ქლორფტორნახშირორჟანგი აირები, რომლებიც შეიცავს ზოგიერთ აეროზოლს და სამაცივრო მოწყობილობას. არქტიკასა და ანტარქტიდაზე უზარმაზარი ხვრელები აღმოაჩინეს ოზონის შრეში, რაც ხელს უწყობს ულტრაიისფერი გამოსხივების რაოდენობის ზრდას, რომელიც გავლენას ახდენს დედამიწის ზედაპირზე.

ოზონი წარმოიქმნება ქვედა ატმოსფეროში მზის გამოსხივებასა და სხვადასხვა გამონაბოლქვი ორთქლებსა და აირებს შორის. ჩვეულებრივ, ის იშლება მთელ ატმოსფეროში, მაგრამ თუ თბილი ჰაერის ფენის ქვეშ ცივი ჰაერის დახურული ფენა წარმოიქმნება, ოზონი კონცენტრირდება და წარმოიქმნება სმოგი. სამწუხაროდ, ეს ვერ შეცვლის ოზონის ხვრელებში დაკარგულ ოზონს.

ანტარქტიდაზე ოზონის ფენაში არსებული ხვრელი აშკარად ჩანს ამ თანამგზავრის ფოტოზე. ხვრელის ზომა განსხვავებულია, მაგრამ მეცნიერები თვლიან, რომ ის მუდმივად იზრდება. მიმდინარეობს ძალისხმევა ატმოსფეროში გამონაბოლქვი აირების დონის შესამცირებლად. ჰაერის დაბინძურება უნდა შემცირდეს და ქალაქებში უკვამლო საწვავის გამოყენება. სმოგი ბევრი ადამიანის თვალის გაღიზიანებას და დახრჩობას იწვევს.

დედამიწის ატმოსფეროს გაჩენა და ევოლუცია

დედამიწის თანამედროვე ატმოსფერო ხანგრძლივი ევოლუციური განვითარების შედეგია. იგი წარმოიშვა გეოლოგიური ფაქტორების და ორგანიზმების სასიცოცხლო აქტივობის ერთობლივი მოქმედების შედეგად. გეოლოგიური ისტორიის განმავლობაში, დედამიწის ატმოსფერო განიცადა რამდენიმე ღრმა ცვლილება. გეოლოგიურ მონაცემებსა და თეორიულ ნაგებობებზე დაყრდნობით, ახალგაზრდა დედამიწის პირველყოფილი ატმოსფერო, რომელიც არსებობდა დაახლოებით 4 მილიარდი წლის წინ, შეიძლება შედგებოდეს ინერტული და კეთილშობილი აირების ნარევისაგან პასიური აზოტის მცირე დამატებით (N.A. Yasamanov, 1985; A.S. Monin, 1987; O. G. Sorokhtin, 1991, 1993 ამჟამად, ადრეული ატმოსფეროს შემადგენლობა და სტრუქტურა გარკვეულწილად შეიცვალა, როგორც შედეგი მანტიის გაჟონვა და დედამიწის ზედაპირზე მიმდინარე აქტიური ამინდის პროცესები, ატმოსფეროში დაიწყო წყლის ორთქლის, ნახშირბადის ნაერთების, გოგირდის და მისი ნაერთების შეღწევა, აგრეთვე ძლიერი ჰალოგენური მჟავები - HCI, HF HI და ბორის მჟავა, რომლებსაც ავსებდნენ მეთანი, ამიაკი, წყალბადი, არგონი და სხვა კეთილშობილური აირები ატმოსფეროში. ამრიგად, დედამიწის ზედაპირზე ტემპერატურა ახლოს იყო რადიაციული წონასწორობის ტემპერატურასთან (A. S. Monin, 1977).

დროთა განმავლობაში, პირველადი ატმოსფეროს გაზის შემადგენლობამ დაიწყო ტრანსფორმაცია დედამიწის ზედაპირზე ამოვარდნილი ქანების ამინდის პროცესების გავლენის ქვეშ, ციანობაქტერიების და ლურჯი-მწვანე წყალმცენარეების აქტივობის, ვულკანური პროცესებისა და მზის შუქის მოქმედების ქვეშ. ამან გამოიწვია მეთანის დაშლა ნახშირორჟანგად, ამიაკის აზოტად და წყალბადად; მეორად ატმოსფეროში დაიწყო ნახშირორჟანგი, რომელიც ნელ-ნელა ჩაიძირა დედამიწის ზედაპირზე და აზოტის დაგროვება. ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეების სასიცოცხლო აქტივობის წყალობით, ჟანგბადის წარმოება დაიწყო ფოტოსინთეზის პროცესში, რომელიც, თუმცა, თავიდან ძირითადად იხარჯებოდა „ატმოსფერული აირების, შემდეგ კი ქანების დაჟანგვაზე. ამავდროულად, ატმოსფეროში ინტენსიურად დაიწყო ამიაკის დაგროვება მოლეკულურ აზოტად დაჟანგული. ვარაუდობენ, რომ თანამედროვე ატმოსფეროში აზოტის მნიშვნელოვანი რაოდენობა რელიქტურია. მეთანი და ნახშირორჟანგი იჟანგება ნახშირორჟანგად. გოგირდი და წყალბადის სულფიდი იჟანგება SO 2 და SO 3-მდე, რომლებიც, მათი მაღალი მობილურობისა და სიმსუბუქის გამო, სწრაფად ამოიღეს ატმოსფეროდან. ამრიგად, ატმოსფერო შემცირების ატმოსფეროდან, როგორც ეს იყო არქეულსა და ადრეულ პროტეროზოურში, თანდათან გადაიქცა ჟანგვის ატმოსფეროში.

ნახშირორჟანგი ატმოსფეროში შევიდა როგორც მეთანის დაჟანგვის, ასევე მანტიის გაზისა და ქანების გაფუჭების შედეგად. იმ შემთხვევაში, თუ დედამიწის მთელი ისტორიის მანძილზე გამოთავისუფლებული ნახშირორჟანგი ატმოსფეროში იყო დაცული, მისი ნაწილობრივი წნევა ამჟამად შეიძლება გახდეს ისეთივე, როგორც ვენერაზე (ო. სოროხტინი, ს. ა. უშაკოვი, 1991). მაგრამ დედამიწაზე საპირისპირო პროცესი მუშაობდა. ატმოსფეროდან ნახშირორჟანგის მნიშვნელოვანი ნაწილი დაიშალა ჰიდროსფეროში, რომელშიც მას იყენებდნენ ჰიდრობიონტები თავიანთი გარსების ასაგებად და ბიოგენურად გარდაიქმნება კარბონატებად. შემდგომში მათგან წარმოიქმნა ქიმიოგენური და ორგანული კარბონატების სქელი ფენები.

ატმოსფეროში ჟანგბადი სამი წყაროდან შევიდა. დიდი ხნის განმავლობაში, დედამიწის გაჩენის მომენტიდან დაწყებული, იგი გამოიყოფა მანტიის გაჟონვის დროს და ძირითადად იხარჯებოდა ჟანგბადის პროცესებზე, იყო წყლის ორთქლის ფოტოდისოციაცია მზის მყარი ულტრაიისფერი გამოსხივებით. გარეგნობა; ატმოსფეროში თავისუფალმა ჟანგბადმა გამოიწვია პროკარიოტების უმეტესობის სიკვდილი, რომლებიც შემცირებულ პირობებში ცხოვრობდნენ. პროკარიოტულმა ორგანიზმებმა შეცვალეს ჰაბიტატი. მათ დატოვეს დედამიწის ზედაპირი მის სიღრმეებში და იმ ადგილებში, სადაც აღდგენის პირობები ჯერ კიდევ დარჩა. ისინი შეცვალეს ევკარიოტებმა, რომლებმაც დაიწყეს ნახშირორჟანგის ენერგიულად გადაქცევა ჟანგბადად.

არქეის და პროტეროზოის მნიშვნელოვანი ნაწილის დროს, თითქმის მთელი ჟანგბადი, რომელიც წარმოიქმნება როგორც აბიოგენური, ისე ბიოგენური გზით, ძირითადად იხარჯებოდა რკინისა და გოგირდის დაჟანგვაზე. პროტეროზოური პერიოდის ბოლოს, დედამიწის ზედაპირზე მდებარე ყველა მეტალის ორვალენტიანი რკინა ან იჟანგება ან გადავიდა დედამიწის ბირთვში. ამან გამოიწვია ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევის ცვლილება ადრეულ პროტეროზოურ ატმოსფეროში.

პროტეროზოიკის შუა პერიოდში ატმოსფეროში ჟანგბადის კონცენტრაციამ მიაღწია ჟიურის წერტილს და შეადგინა თანამედროვე დონის 0,01%. ამ დროიდან დაიწყო ჟანგბადის დაგროვება ატმოსფეროში და, ალბათ, უკვე რიფეანის ბოლოს მისმა შემცველობამ მიაღწია პასტერის წერტილს (თანამედროვე დონის 0,1%). შესაძლებელია, რომ ოზონის შრე გაჩნდა ვენდიის პერიოდში და ის აღარასოდეს გაქრა.

დედამიწის ატმოსფეროში თავისუფალი ჟანგბადის გამოჩენამ გამოიწვია სიცოცხლის ევოლუცია და გამოიწვია ახალი ფორმების გაჩენა უფრო მოწინავე მეტაბოლიზმით. თუ ადრე ევკარიოტული ერთუჯრედიანი წყალმცენარეები და ციანეა, რომლებიც გამოჩნდნენ პროტეროზოიკის დასაწყისში, მოითხოვდნენ წყალში ჟანგბადის შემცველობას მისი თანამედროვე კონცენტრაციის მხოლოდ 10-3-ს, მაშინ ადრეული ვენდიანის ბოლოს არაჩონჩხის მეტაზოატების გაჩენით, ანუ დაახლოებით 650 მილიონი წლის წინ ატმოსფეროში ჟანგბადის კონცენტრაცია საგრძნობლად მაღალი უნდა იყოს. ბოლოს და ბოლოს, მეტაზოა იყენებდა ჟანგბადის სუნთქვას და ეს მოითხოვდა, რომ ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევა მიაღწიოს კრიტიკულ დონეს - პასტერის წერტილს. ამ შემთხვევაში, ანაერობული დუღილის პროცესი შეიცვალა ენერგიულად უფრო პერსპექტიული და პროგრესული ჟანგბადის მეტაბოლიზმით.

ამის შემდეგ, დედამიწის ატმოსფეროში ჟანგბადის შემდგომი დაგროვება საკმაოდ სწრაფად მოხდა. ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეების მოცულობის პროგრესულმა ზრდამ ხელი შეუწყო ატმოსფეროში ჟანგბადის დონის მიღწევას, რომელიც აუცილებელია ცხოველთა სამყაროს სიცოცხლისთვის. ატმოსფეროში ჟანგბადის შემცველობის გარკვეული სტაბილიზაცია მოხდა იმ მომენტიდან, როდესაც მცენარეებმა მიაღწიეს მიწას - დაახლოებით 450 მილიონი წლის წინ. ხმელეთზე მცენარეების გაჩენამ, რაც მოხდა სილურის პერიოდში, გამოიწვია ატმოსფეროში ჟანგბადის დონის საბოლოო სტაბილიზაცია. იმ დროიდან მოყოლებული, მისმა კონცენტრაციამ დაიწყო მერყეობა საკმაოდ ვიწრო საზღვრებში, არასოდეს გადააჭარბა სიცოცხლის არსებობის საზღვრებს. ატმოსფეროში ჟანგბადის კონცენტრაცია მთლიანად დასტაბილურდა ყვავილოვანი მცენარეების გამოჩენის შემდეგ. ეს მოვლენა მოხდა ცარცული პერიოდის შუა ხანებში, ე.ი. დაახლოებით 100 მილიონი წლის წინ.

აზოტის ძირითადი ნაწილი წარმოიქმნა დედამიწის განვითარების ადრეულ ეტაპებზე, ძირითადად ამიაკის დაშლის გამო. ორგანიზმების გამოჩენასთან ერთად დაიწყო ატმოსფერული აზოტის ორგანულ ნივთიერებებში შეერთების და ზღვის ნალექებში ჩამარხვის პროცესი. მას შემდეგ, რაც ორგანიზმებმა მიწაზე მიაღწიეს, აზოტის დამარხვა დაიწყო კონტინენტურ ნალექებში. თავისუფალი აზოტის გადამუშავების პროცესები განსაკუთრებით გააქტიურდა მიწის მცენარეების მოსვლასთან ერთად.

კრიპტოზოიკისა და ფანეროზოიკის მიჯნაზე, ანუ დაახლოებით 650 მილიონი წლის წინ, ნახშირორჟანგის შემცველობა ატმოსფეროში პროცენტის მეათედამდე შემცირდა და ის თანამედროვე დონესთან მიახლოებულ შემცველობას სულ ახლახანს მიაღწია, დაახლოებით 10-20 მილიონი წლის განმავლობაში. წინ.

ამრიგად, ატმოსფეროს გაზის შემადგენლობა არა მხოლოდ აძლევდა ორგანიზმებს საცხოვრებელ ადგილს, არამედ განსაზღვრავდა მათი ცხოვრების მახასიათებლებს და ხელს უწყობდა დასახლებასა და ევოლუციას. ორგანიზმებისთვის ხელსაყრელი ატმოსფეროს გაზის შემადგენლობის განაწილების შეფერხებებმა, როგორც კოსმოსური, ისე პლანეტარული მიზეზების გამო, გამოიწვია ორგანული სამყაროს მასობრივი გადაშენება, რაც არაერთხელ მოხდა კრიპტოზოიკის დროს და ფანეროზოური ისტორიის გარკვეულ საზღვრებზე.

ატმოსფეროს ეთნოსფერული ფუნქციები

დედამიწის ატმოსფერო უზრუნველყოფს საჭირო ნივთიერებებს, ენერგიას და განსაზღვრავს მეტაბოლური პროცესების მიმართულებასა და სიჩქარეს. თანამედროვე ატმოსფეროს გაზის შემადგენლობა ოპტიმალურია სიცოცხლის არსებობისა და განვითარებისთვის. როგორც ზონა, სადაც ფორმირდება ამინდი და კლიმატი, ატმოსფერო უნდა შეუქმნას კომფორტულ პირობებს ადამიანების, ცხოველებისა და მცენარეულობისთვის. ამა თუ იმ მიმართულებით გადახრები ატმოსფერული ჰაერის ხარისხში და ამინდის პირობებში ქმნის ექსტრემალურ პირობებს ფლორისა და ფაუნის, მათ შორის ადამიანების სიცოცხლისთვის.

დედამიწის ატმოსფერო არა მხოლოდ კაცობრიობის არსებობის პირობებს იძლევა, არამედ ეთნოსფეროს ევოლუციის მთავარი ფაქტორია. ამავდროულად, წარმოების ენერგიისა და ნედლეულის რესურსი გამოდის. ზოგადად, ატმოსფერო არის ადამიანის ჯანმრთელობის შემანარჩუნებელი ფაქტორი, ხოლო ზოგიერთი ტერიტორია ფიზიკურ-გეოგრაფიული პირობებიდან და ატმოსფერული ჰაერის ხარისხის გამო რეკრეაციულ ზონად მოქმედებს და სანატორიუმ-კურორტზე ადამიანების სამკურნალოდ და დასასვენებლად არის განკუთვნილი. ამრიგად, ატმოსფერო ესთეტიკური და ემოციური ზემოქმედების ფაქტორია.

ატმოსფეროს ეთნოსფერული და ტექნოსფერული ფუნქციები, რომლებიც საკმაოდ ცოტა ხნის წინ იქნა განსაზღვრული (E. D. Nikitin, N. A. Yasamanov, 2001), საჭიროებს დამოუკიდებელ და სიღრმისეულ შესწავლას. ამრიგად, ატმოსფერული ენერგეტიკული ფუნქციების შესწავლა ძალზე აქტუალურია, როგორც გარემოს დამაზიანებელი პროცესების წარმოშობისა და ექსპლუატაციის თვალსაზრისით, ასევე ადამიანების ჯანმრთელობასა და კეთილდღეობაზე ზემოქმედების თვალსაზრისით. ამ შემთხვევაში, საუბარია ციკლონებისა და ანტიციკლონების ენერგიაზე, ატმოსფერულ მორევებზე, ატმოსფერულ წნევაზე და სხვა ექსტრემალურ ატმოსფერულ მოვლენებზე, რომელთა ეფექტური გამოყენება ხელს შეუწყობს ალტერნატიული ენერგიის წყაროების მოპოვების პრობლემის წარმატებით გადაჭრას, რომლებიც არ აბინძურებენ გარემო. ყოველივე ამის შემდეგ, ჰაერის გარემო, განსაკუთრებით მისი ნაწილი, რომელიც მდებარეობს მსოფლიო ოკეანის ზემოთ, არის ტერიტორია, სადაც თავისუფალი ენერგიის კოლოსალური რაოდენობა გამოიყოფა.

მაგალითად, დადგინდა, რომ საშუალო სიძლიერის ტროპიკული ციკლონები ათავისუფლებენ ენერგიას, რომელიც ექვივალენტურია 500 ათასი ატომური ბომბის ენერგიისა, რომლებიც ჩამოაგდეს ჰიროსიმასა და ნაგასაკიზე მხოლოდ ერთ დღეში. ასეთი ციკლონის არსებობიდან 10 დღეში გამოიყოფა იმდენი ენერგია, რომ დააკმაყოფილოს შეერთებული შტატების მსგავსი ქვეყნის ყველა ენერგეტიკული მოთხოვნილება 600 წლის განმავლობაში.

ბოლო წლებში გამოქვეყნდა ბუნებისმეტყველების დიდი რაოდენობით ნაშრომები, რომლებიც ამა თუ იმ გზით ეხება საქმიანობის სხვადასხვა ასპექტს და ატმოსფეროს გავლენას მიწიერ პროცესებზე, რაც მიუთითებს თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერებაში ინტერდისციპლინური ურთიერთქმედების გაძლიერებაზე. ამასთან, ვლინდება მისი გარკვეული მიმართულებების ინტეგრაციული როლი, რომელთა შორის უნდა აღვნიშნოთ ფუნქციონალურ-ეკოლოგიური მიმართულება გეოეკოლოგიაში.

ეს მიმართულება ასტიმულირებს ანალიზს და თეორიულ განზოგადებას სხვადასხვა გეოსფეროს ეკოლოგიური ფუნქციებისა და პლანეტარული როლის შესახებ, რაც, თავის მხრივ, მნიშვნელოვანი წინაპირობაა ჩვენი პლანეტის ჰოლისტიკური შესწავლის მეთოდოლოგიისა და სამეცნიერო საფუძვლების შემუშავებისთვის, რაციონალური გამოყენებისა და დაცვისთვის. მისი ბუნებრივი რესურსები.

დედამიწის ატმოსფერო შედგება რამდენიმე ფენისგან: ტროპოსფერო, სტრატოსფერო, მეზოსფერო, თერმოსფერო, იონოსფერო და ეგზოსფერო. ტროპოსფეროს ზედა და სტრატოსფეროს ფსკერზე არის ოზონით გამდიდრებული ფენა, რომელსაც ოზონის ფარი ეწოდება. დადგენილია ოზონის განაწილების გარკვეული (ყოველდღიური, სეზონური, წლიური და ა.შ.) ნიმუშები. მისი წარმოშობის დღიდან ატმოსფერო გავლენას ახდენს პლანეტარული პროცესების მიმდინარეობაზე. ატმოსფეროს პირველადი შემადგენლობა სრულიად განსხვავებული იყო, ვიდრე დღევანდელი დროით, მაგრამ დროთა განმავლობაში მოლეკულური აზოტის წილი და როლი სტაბილურად იზრდებოდა, დაახლოებით 650 მილიონი წლის წინ გამოჩნდა თავისუფალი ჟანგბადი, რომლის რაოდენობა მუდმივად იზრდებოდა, მაგრამ ნახშირორჟანგის კონცენტრაცია. შესაბამისად შემცირდა. ატმოსფეროს მაღალი მობილურობა, მისი გაზის შემადგენლობა და აეროზოლების არსებობა განაპირობებს მის გამორჩეულ როლს და აქტიურ მონაწილეობას სხვადასხვა გეოლოგიურ და ბიოსფერულ პროცესებში. ატმოსფერო დიდ როლს ასრულებს მზის ენერგიის გადანაწილებაში და კატასტროფული ბუნებრივი მოვლენებისა და კატასტროფების განვითარებაში. ატმოსფერული მორევები - ტორნადოები (ტორნადოები), ქარიშხლები, ტაიფუნები, ციკლონები და სხვა ფენომენები უარყოფითად აისახება ორგანულ სამყაროსა და ბუნებრივ სისტემებზე. დაბინძურების ძირითად წყაროს ბუნებრივ ფაქტორებთან ერთად ადამიანის ეკონომიკური საქმიანობის სხვადასხვა ფორმა წარმოადგენს. ატმოსფეროზე ანთროპოგენური ზემოქმედება გამოიხატება არა მხოლოდ სხვადასხვა აეროზოლებისა და სათბურის გაზების გამოჩენით, არამედ წყლის ორთქლის რაოდენობის მატებაშიც და ვლინდება სმოგისა და მჟავე წვიმის სახით. სათბურის აირები ცვლის დედამიწის ზედაპირის ტემპერატურულ რეჟიმს ზოგიერთი გაზების გამოყოფა ამცირებს ოზონის ფენის მოცულობას და ხელს უწყობს ოზონის ხვრელების წარმოქმნას. დიდია დედამიწის ატმოსფეროს ეთნოსფერული როლი.

ატმოსფეროს როლი ბუნებრივ პროცესებში

ზედაპირული ატმოსფერო, შუალედურ მდგომარეობაში ლითოსფეროსა და გარე სივრცესა და მის გაზის შემადგენლობას შორის, ქმნის პირობებს ორგანიზმების სიცოცხლისთვის. ამავდროულად, ქანების განადგურების ამინდი და ინტენსივობა, კლასტიკური მასალის გადატანა და დაგროვება დამოკიდებულია ნალექების რაოდენობაზე, ბუნებასა და სიხშირეზე, ქარის სიხშირეზე და სიძლიერეზე და განსაკუთრებით ჰაერის ტემპერატურაზე. ატმოსფერო კლიმატის სისტემის ცენტრალური კომპონენტია. ჰაერის ტემპერატურა და ტენიანობა, ღრუბლიანობა და ნალექი, ქარი - ეს ყველაფერი ახასიათებს ამინდს, ანუ ატმოსფეროს მუდმივად ცვალებად მდგომარეობას. ამავე დროს, ეს იგივე კომპონენტები ახასიათებს კლიმატს, ანუ საშუალო გრძელვადიანი ამინდის რეჟიმს.

აირების შემადგენლობა, ღრუბლების არსებობა და სხვადასხვა მინარევები, რომლებსაც უწოდებენ აეროზოლის ნაწილაკებს (ნაცარი, მტვერი, წყლის ორთქლის ნაწილაკები), განსაზღვრავს მზის რადიაციის გავლის მახასიათებლებს ატმოსფეროში და ხელს უშლის დედამიწის თერმული გამოსხივების გაქცევას. გარე სივრცეში.

დედამიწის ატმოსფერო ძალიან მობილურია. მასში წარმოქმნილი პროცესები და მისი გაზის შემადგენლობის, სისქის, ღრუბლიანობის, გამჭვირვალობის ცვლილებები და მასში გარკვეული აეროზოლური ნაწილაკების არსებობა გავლენას ახდენს როგორც ამინდზე, ასევე კლიმატზე.

ბუნებრივი პროცესების მოქმედება და მიმართულება, ისევე როგორც სიცოცხლე და აქტივობა დედამიწაზე, განისაზღვრება მზის გამოსხივებით. ის უზრუნველყოფს დედამიწის ზედაპირზე მიწოდებული სითბოს 99,98%-ს. ყოველწლიურად ეს შეადგენს 134*1019 კკალს. ამ რაოდენობის სითბოს მიღება შესაძლებელია 200 მილიარდი ტონა ნახშირის დაწვით. წყალბადის მარაგი, რომელიც ქმნის თერმობირთვული ენერგიის ამ ნაკადს მზის მასაში, გაგრძელდება მინიმუმ კიდევ 10 მილიარდი წლის განმავლობაში, ანუ ჩვენი პლანეტის და საკუთარი თავის არსებობაზე ორჯერ მეტი პერიოდის განმავლობაში.

ატმოსფეროს ზედა საზღვრამდე მისული მზის ენერგიის მთლიანი რაოდენობის დაახლოებით 1/3 ირეკლება უკან კოსმოსში, 13% შეიწოვება ოზონის შრის მიერ (თითქმის მთელი ულტრაიისფერი გამოსხივების ჩათვლით). 7% - დანარჩენი ატმოსფერო და მხოლოდ 44% აღწევს დედამიწის ზედაპირს. მზის მთლიანი გამოსხივება, რომელიც დედამიწამდე აღწევს დღეში, უდრის იმ ენერგიას, რომელიც კაცობრიობამ მიიღო გასული ათასწლეულის განმავლობაში ყველა სახის საწვავის დაწვის შედეგად.

მზის რადიაციის განაწილების რაოდენობა და ბუნება დედამიწის ზედაპირზე მჭიდროდ არის დამოკიდებული ღრუბლიანობასა და ატმოსფეროს გამჭვირვალობაზე. გაფანტული გამოსხივების რაოდენობაზე გავლენას ახდენს მზის სიმაღლე ჰორიზონტზე მაღლა, ატმოსფეროს გამჭვირვალობა, წყლის ორთქლის შემცველობა, მტვერი, ნახშირორჟანგის საერთო რაოდენობა და ა.შ.

მიმოფანტული გამოსხივების მაქსიმალური რაოდენობა აღწევს პოლარულ რეგიონებში. რაც უფრო დაბალია მზე ჰორიზონტის ზემოთ, მით ნაკლები სითბო შედის რელიეფის მოცემულ არეალში.

დიდი მნიშვნელობა აქვს ატმოსფერულ გამჭვირვალობას და ღრუბლიანობას. ზაფხულის მოღრუბლულ დღეს ჩვეულებრივ უფრო ცივია, ვიდრე წმინდაზე, რადგან დღისით ღრუბლიანობა ხელს უშლის დედამიწის ზედაპირის გათბობას.

ატმოსფეროს მტვრიანობა დიდ როლს ასრულებს სითბოს განაწილებაში. მასში ნაპოვნი მტვრისა და ფერფლის წვრილად გაფანტული მყარი ნაწილაკები, რომლებიც გავლენას ახდენენ მის გამჭვირვალობაზე, უარყოფითად აისახება მზის რადიაციის განაწილებაზე, რომლის უმეტესი ნაწილი აისახება. წვრილი ნაწილაკები ატმოსფეროში ორი გზით შედიან: ან ვულკანური ამოფრქვევის დროს გამოსხივებული ფერფლი, ან მშრალი ტროპიკული და სუბტროპიკული რეგიონებიდან ქარის მიერ გადატანილი უდაბნოს მტვერი. განსაკუთრებით ბევრი ასეთი მტვერი წარმოიქმნება გვალვის დროს, როდესაც თბილი ჰაერის ნაკადები მას ატმოსფეროს ზედა ფენებში ატარებს და შეიძლება იქ დიდხანს დარჩეს. 1883 წელს კრაკატოას ვულკანის ამოფრქვევის შემდეგ, ატმოსფეროში ათეულობით კილომეტრის მანძილზე გადაყრილი მტვერი სტრატოსფეროში დაახლოებით 3 წლის განმავლობაში დარჩა. 1985 წელს ვულკანის ელ ჩიჩონის (მექსიკა) ამოფრქვევის შედეგად მტვერმა მიაღწია ევროპას და, შესაბამისად, ადგილი ჰქონდა ზედაპირის ტემპერატურის უმნიშვნელო კლებას.

დედამიწის ატმოსფერო შეიცავს წყლის ორთქლის ცვალებად რაოდენობას. წონის ან მოცულობის აბსოლუტური თვალსაზრისით, მისი რაოდენობა მერყეობს 2-დან 5%-მდე.

წყლის ორთქლი, ისევე როგორც ნახშირორჟანგი, აძლიერებს სათბურის ეფექტს. ღრუბლებში და ნისლებში, რომლებიც წარმოიქმნება ატმოსფეროში, ხდება თავისებური ფიზიკური და ქიმიური პროცესები.

ატმოსფეროში წყლის ორთქლის პირველადი წყარო მსოფლიო ოკეანის ზედაპირია. მისგან ყოველწლიურად ორთქლდება წყლის ფენა 95-დან 110 სმ-მდე სისქით, ტენის ნაწილი კონდენსაციის შემდეგ უბრუნდება ოკეანეში, მეორე კი ჰაერის ნაკადებით მიმართულია კონტინენტებისკენ. ცვალებადი ნოტიო კლიმატის რაიონებში ნალექი ატენიანებს ნიადაგს, ხოლო ნოტიო კლიმატში ქმნის მიწისქვეშა წყლების რეზერვებს. ამრიგად, ატმოსფერო არის ტენიანობის აკუმულატორი და ნალექების რეზერვუარი. ხოლო ნისლები, რომლებიც წარმოიქმნება ატმოსფეროში, უზრუნველყოფს ნიადაგის საფარს ტენიანობას და ამით გადამწყვეტ როლს თამაშობს ფლორისა და ფაუნის განვითარებაში.

ატმოსფერული ტენიანობა ნაწილდება დედამიწის ზედაპირზე ატმოსფეროს მობილურობის გამო. იგი ხასიათდება ქარების და წნევის განაწილების ძალიან რთული სისტემით. იმის გამო, რომ ატმოსფერო უწყვეტ მოძრაობაშია, ქარის ნაკადებისა და წნევის განაწილების ბუნება და მასშტაბები მუდმივად იცვლება. ცირკულაციის მასშტაბები მერყეობს მიკრომეტეოროლოგიური, ზომით მხოლოდ რამდენიმე ასეული მეტრით, გლობალური მასშტაბით რამდენიმე ათეული ათასი კილომეტრით. უზარმაზარი ატმოსფერული მორევები მონაწილეობენ ფართომასშტაბიანი ჰაერის დინების სისტემების შექმნაში და განსაზღვრავენ ატმოსფეროს ზოგად მიმოქცევას. გარდა ამისა, ისინი კატასტროფული ატმოსფერული ფენომენების წყაროა.

ამინდისა და კლიმატური პირობების განაწილება და ცოცხალი ნივთიერების ფუნქციონირება დამოკიდებულია ატმოსფერულ წნევაზე. თუ ატმოსფერული წნევა მერყეობს მცირე საზღვრებში, ის არ თამაშობს გადამწყვეტ როლს ადამიანების კეთილდღეობასა და ცხოველთა ქცევაში და არ მოქმედებს მცენარეების ფიზიოლოგიურ ფუნქციებზე. წნევის ცვლილებები ჩვეულებრივ ასოცირდება ფრონტალურ მოვლენებთან და ამინდის ცვლილებებთან.

ატმოსფერულ წნევას ფუნდამენტური მნიშვნელობა აქვს ქარის ფორმირებისთვის, რომელიც, როგორც რელიეფის ფორმირების ფაქტორი, ძლიერ გავლენას ახდენს ცხოველთა და მცენარეთა სამყაროზე.

ქარს შეუძლია დათრგუნოს მცენარის ზრდა და ამავდროულად ხელი შეუწყოს თესლის გადატანას. ქარის როლი ამინდისა და კლიმატური პირობების ფორმირებაში დიდია. ის ასევე მოქმედებს როგორც ზღვის დინების რეგულატორი. ქარი, როგორც ერთ-ერთი ეგზოგენური ფაქტორი, ხელს უწყობს გაფუჭებული მასალის ეროზიას და დეფლაციას დიდ მანძილზე.

ატმოსფერული პროცესების ეკოლოგიური და გეოლოგიური როლი

ატმოსფეროს გამჭვირვალობის დაქვეითება აეროზოლის ნაწილაკების და მასში მყარი მტვრის გამოჩენის გამო გავლენას ახდენს მზის გამოსხივების განაწილებაზე, ზრდის ალბედოს ან არეკვლას. სხვადასხვა ქიმიური რეაქციები, რომლებიც იწვევენ ოზონის დაშლას და წყლის ორთქლისგან შემდგარი „მარგალიტის“ ღრუბლების წარმოქმნას, იწვევს იმავე შედეგს. არეკვლის გლობალური ცვლილებები, ისევე როგორც ატმოსფერული აირების, ძირითადად სათბურის გაზების ცვლილებები, პასუხისმგებელია კლიმატის ცვლილებაზე.

არათანაბარი გათბობა, რომელიც იწვევს ატმოსფერული წნევის განსხვავებას დედამიწის ზედაპირის სხვადასხვა ნაწილზე, იწვევს ატმოსფერულ ცირკულაციას, რაც ტროპოსფეროს დამახასიათებელი ნიშანია. როდესაც ხდება წნევის სხვაობა, ჰაერი მიედინება მაღალი წნევის უბნებიდან დაბალი წნევის ადგილებში. ჰაერის მასების ეს მოძრაობა, ტენიანობასთან და ტემპერატურასთან ერთად, განსაზღვრავს ატმოსფერული პროცესების ძირითად ეკოლოგიურ და გეოლოგიურ მახასიათებლებს.

სიჩქარიდან გამომდინარე, ქარი დედამიწის ზედაპირზე სხვადასხვა გეოლოგიურ სამუშაოს ასრულებს. 10 მ/წმ სიჩქარით არყევს ხის სქელ ტოტებს, აწევს და გადააქვს მტვერი და წვრილი ქვიშა; არღვევს ხის ტოტებს 20 მ/წმ სიჩქარით, ატარებს ქვიშას და ხრეშს; 30 მ/წმ სიჩქარით (ქარიშხალი) ანადგურებს სახლების სახურავებს, ანადგურებს ხეებს, ამსხვრევს ბოძებს, ამოძრავებს კენჭებს და ატარებს პატარა ნანგრევებს, ხოლო ქარიშხლის ქარი 40 მ/წმ სიჩქარით ანგრევს სახლებს, ანადგურებს და ანგრევს ელექტროენერგიას. ხაზის ბოძები, ძირს უთხრის დიდ ხეებს.

ჭექა-ქუხილი და ტორნადოები (ტორნადოები) - ატმოსფერული მორევები, რომლებიც წარმოიქმნება თბილ სეზონზე ძლიერ ატმოსფერულ ფრონტებზე, 100 მ/წმ-მდე სიჩქარით, დიდ უარყოფით გავლენას ახდენს გარემოზე კატასტროფული შედეგებით. Squalls არის ჰორიზონტალური გრიგალები ქარიშხლის ქარის სიჩქარით (60-80 მ/წმ-მდე). მათ ხშირად თან ახლავს ძლიერი წვიმა და ჭექა-ქუხილი, რომელიც გრძელდება რამდენიმე წუთიდან ნახევარ საათამდე. სკალები ფარავს 50 კმ-მდე სიგანის ტერიტორიებს და გადიან 200-250 კმ მანძილზე. 1998 წელს მოსკოვსა და მოსკოვის რეგიონში ქარიშხალმა დააზიანა მრავალი სახლის სახურავი და ჩამოაგდო ხეები.

ტორნადოები, რომლებსაც ჩრდილოეთ ამერიკაში ტორნადოებს უწოდებენ, არის ძლიერი ძაბრის ფორმის ატმოსფერული მორევები, რომლებიც ხშირად ასოცირდება ჭექა-ქუხილთან. ეს არის ჰაერის სვეტები შუაში, რომელთა დიამეტრი რამდენიმე ათეულიდან ასეულ მეტრამდეა. ტორნადოს აქვს ძაბრის გარეგნობა, რომელიც ძალიან ჰგავს სპილოს ღეროს, ღრუბლებიდან ჩამომავალი ან დედამიწის ზედაპირიდან ამომავალი. ძლიერი იშვიათობის და ბრუნვის მაღალი სიჩქარის მქონე ტორნადო რამდენიმე ასეულ კილომეტრამდე მოგზაურობს, წყალსაცავებიდან და სხვადასხვა ობიექტებიდან მტვერს, წყალს იზიდავს. ძლიერ ტორნადოებს თან ახლავს ჭექა-ქუხილი, წვიმა და აქვთ დიდი დამანგრეველი ძალა.

ტორნადოები იშვიათად გვხვდება სუბპოლარულ ან ეკვატორულ რეგიონებში, სადაც მუდმივად ცივა ან ცხელა. ღია ოკეანეში რამდენიმე ტორნადოა. ტორნადოები გვხვდება ევროპაში, იაპონიაში, ავსტრალიაში, აშშ-ში და რუსეთში განსაკუთრებით ხშირია ცენტრალური შავი დედამიწის რეგიონში, მოსკოვის, იაროსლავის, ნიჟნი ნოვგოროდის და ივანოვოს რეგიონებში.

ტორნადოები აწევენ და მოძრაობენ მანქანებს, სახლებს, ვაგონებს და ხიდებს. განსაკუთრებით დამანგრეველი ტორნადოები შეინიშნება შეერთებულ შტატებში. ყოველწლიურად 450-დან 1500-მდე ტორნადოა, საშუალოდ დაღუპულთა რიცხვი დაახლოებით 100 ადამიანს შეადგენს. ტორნადოები სწრაფი მოქმედების კატასტროფული ატმოსფერული პროცესებია. ისინი ყალიბდებიან სულ რაღაც 20-30 წუთში და მათი სიცოცხლის ხანგრძლივობა 30 წუთია. ამიტომ, ტორნადოების დროისა და ადგილის პროგნოზირება თითქმის შეუძლებელია.

სხვა დესტრუქციული, მაგრამ გრძელვადიანი ატმოსფერული მორევები არის ციკლონები. ისინი წარმოიქმნება წნევის განსხვავების გამო, რაც გარკვეულ პირობებში ხელს უწყობს ჰაერის ნაკადების წრიული მოძრაობის გაჩენას. ატმოსფერული მორევები წარმოიქმნება ტენიანი თბილი ჰაერის ძლიერი აღმავალი ნაკადების გარშემო და ბრუნავს მაღალი სიჩქარით საათის ისრის მიმართულებით სამხრეთ ნახევარსფეროში და საათის ისრის საწინააღმდეგოდ ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში. ციკლონები, ტორნადოებისგან განსხვავებით, წარმოიქმნება ოკეანეებზე და წარმოქმნის მათ დესტრუქციულ ეფექტს კონტინენტებზე. ძირითადი დესტრუქციული ფაქტორებია ძლიერი ქარი, ინტენსიური ნალექი თოვლის, წვიმის, სეტყვა და წყალდიდობის სახით. 19 - 30 მ/წმ სიჩქარის ქარები ქმნიან შტორმს, 30 - 35 მ/წმ - ქარიშხალს, 35 მ/წმ-ზე მეტი - ქარიშხალს.

ტროპიკული ციკლონები - ქარიშხლები და ტაიფუნები - აქვთ საშუალო სიგანე რამდენიმე ასეულ კილომეტრს. ციკლონის შიგნით ქარის სიჩქარე ქარიშხლის ძალას აღწევს. ტროპიკული ციკლონები გრძელდება რამდენიმე დღიდან რამდენიმე კვირამდე, მოძრაობს 50-დან 200 კმ/სთ სიჩქარით. შუა განედების ციკლონებს უფრო დიდი დიამეტრი აქვთ. მათი განივი ზომები მერყეობს ათასიდან რამდენიმე ათას კილომეტრამდე, ქარის სიჩქარე კი ქარიშხალია. ისინი ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში დასავლეთიდან მოძრაობენ და თან ახლავს სეტყვა და თოვლი, რომლებიც კატასტროფული ხასიათისაა. მსხვერპლის რაოდენობისა და მიყენებული ზარალის მიხედვით, ციკლონები და მასთან დაკავშირებული ქარიშხლები და ტაიფუნები წყალდიდობის შემდეგ ყველაზე დიდი ბუნებრივი ატმოსფერული მოვლენაა. აზიის მჭიდროდ დასახლებულ რაიონებში ქარიშხლების შედეგად დაღუპულთა რიცხვი ათასობით არის. 1991 წელს ბანგლადეშში ქარიშხლის დროს, რომელმაც 6 მ სიმაღლის ზღვის ტალღების წარმოქმნა გამოიწვია, 125 ათასი ადამიანი დაიღუპა. ტაიფუნები დიდ ზიანს აყენებენ შეერთებულ შტატებს. ამავე დროს, ათობით და ასობით ადამიანი იღუპება. დასავლეთ ევროპაში ქარიშხალი ნაკლებ ზიანს აყენებს.

ჭექა-ქუხილი ითვლება კატასტროფულ ატმოსფერულ ფენომენად. ისინი წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც თბილი, ტენიანი ჰაერი ძალიან სწრაფად ამოდის. ტროპიკული და სუბტროპიკული ზონების საზღვარზე ჭექა-ქუხილი მოდის წელიწადში 90-100 დღე, ზომიერ ზონაში 10-30 დღე. ჩვენს ქვეყანაში ყველაზე მეტი ჭექა-ქუხილი ჩრდილოეთ კავკასიაში ხდება.

ჭექა-ქუხილი ჩვეულებრივ ერთ საათზე ნაკლებს გრძელდება. განსაკუთრებით საშიშია ძლიერი წვიმა, სეტყვა, ელვისებური დარტყმა, ქარის ნაკადი და ჰაერის ვერტიკალური ნაკადები. სეტყვის საშიშროება განისაზღვრება სეტყვის ქვების ზომით. ჩრდილოეთ კავკასიაში სეტყვის მასა ოდესღაც 0,5 კგ-ს აღწევდა, ინდოეთში კი დაფიქსირდა 7 კგ-ის სეტყვის ქვები. ჩვენს ქვეყანაში ყველაზე ურბანულ-საშიში უბნები ჩრდილოეთ კავკასიაში მდებარეობს. 1992 წლის ივლისში სეტყვამ დააზიანა 18 თვითმფრინავი Mineralnye Vody აეროპორტში.

საშიში ატმოსფერული მოვლენები მოიცავს ელვას. ისინი კლავენ ადამიანებს, პირუტყვს, იწვევენ ხანძარს და აზიანებენ ელექტრო ქსელს. ჭექა-ქუხილის და მისი შედეგების გამო ყოველწლიურად მსოფლიოში დაახლოებით 10 000 ადამიანი იღუპება. უფრო მეტიც, აფრიკის, საფრანგეთისა და აშშ-ის ზოგიერთ რაიონში ელვის შედეგად დაღუპულთა რიცხვი უფრო მეტია, ვიდრე სხვა ბუნებრივი მოვლენებისგან. შეერთებულ შტატებში ჭექა-ქუხილის წლიური ეკონომიკური ზარალი მინიმუმ 700 მილიონი დოლარია.

გვალვები დამახასიათებელია უდაბნო, სტეპური და ტყე-სტეპური რეგიონებისთვის. ნალექების ნაკლებობა იწვევს ნიადაგის გაშრობას, მიწისქვეშა წყლების დონის დაქვეითებას და წყალსაცავებში მათ სრულ გაშრობამდე. ტენიანობის ნაკლებობა იწვევს მცენარეულობისა და კულტურების სიკვდილს. გვალვები განსაკუთრებით მძიმეა აფრიკაში, ახლო და ახლო აღმოსავლეთში, ცენტრალურ აზიასა და სამხრეთ ჩრდილოეთ ამერიკაში.

გვალვები ცვლის ადამიანის ცხოვრების პირობებს და უარყოფით გავლენას ახდენს ბუნებრივ გარემოზე ისეთი პროცესებით, როგორიცაა ნიადაგის დამლაშება, მშრალი ქარი, მტვრის ქარიშხალი, ნიადაგის ეროზია და ტყის ხანძარი. ხანძარი განსაკუთრებით ძლიერია გვალვის დროს ტაიგას რაიონებში, ტროპიკულ და სუბტროპიკულ ტყეებსა და სავანებში.

გვალვები არის მოკლევადიანი პროცესები, რომლებიც გრძელდება ერთი სეზონი. როდესაც გვალვა ორ სეზონზე მეტხანს გრძელდება, არსებობს შიმშილისა და მასობრივი სიკვდილიანობის საფრთხე. როგორც წესი, გვალვა გავლენას ახდენს ერთი ან რამდენიმე ქვეყნის ტერიტორიაზე. ხანგრძლივი გვალვები ტრაგიკული შედეგებით განსაკუთრებით ხშირად ხდება აფრიკის საჰელის რეგიონში.

დიდ ზიანს აყენებს ატმოსფერული მოვლენები, როგორიცაა თოვლი, ხანმოკლე ძლიერი წვიმა და ხანგრძლივი წვიმები. თოვლმა მთებში მასიური ზვავები გამოიწვია, თოვლის სწრაფ დნობამ და გახანგრძლივებულმა ნალექებმა წყალდიდობა გამოიწვია. წყლის უზარმაზარი მასა, რომელიც ცვივა დედამიწის ზედაპირზე, განსაკუთრებით უხეო ადგილებში, იწვევს ნიადაგის ძლიერ ეროზიას. ინტენსიურად იზრდება ღობე-სხივური სისტემები. წყალდიდობები წარმოიქმნება დიდი წყალდიდობების შედეგად ძლიერი ნალექის პერიოდში ან მაღალი წყლის პერიოდში თოვლის უეცარი დათბობის ან გაზაფხულის დნობის შემდეგ და, შესაბამისად, წარმოშობის ატმოსფერული ფენომენია (ისინი განხილულია თავში ჰიდროსფეროს ეკოლოგიური როლის შესახებ).

ანთროპოგენური ატმოსფერული ცვლილებები

ამჟამად, არსებობს მრავალი განსხვავებული ანთროპოგენური წყარო, რომელიც იწვევს ჰაერის დაბინძურებას და იწვევს ეკოლოგიური ბალანსის სერიოზულ დარღვევას. მათი მასშტაბის მიხედვით, ატმოსფეროზე ყველაზე დიდი გავლენა აქვს ორ წყაროს: ტრანსპორტი და მრეწველობა. საშუალოდ ტრანსპორტი ატმოსფერული დაბინძურების საერთო რაოდენობის დაახლოებით 60%-ს შეადგენს, მრეწველობას - 15, თბოენერგიას - 15, საყოფაცხოვრებო და სამრეწველო ნარჩენების განადგურების ტექნოლოგიებს - 10%.

ტრანსპორტი, გამოყენებული საწვავის და ოქსიდიზატორების ტიპებიდან გამომდინარე, ატმოსფეროში გამოყოფს აზოტის, გოგირდის, ნახშირბადის ოქსიდების და დიოქსიდების, ტყვიის და მისი ნაერთების ოქსიდებს, ჭვარტლს, ბენზოპირენს (ნივთიერება პოლიციკლური არომატული ნახშირწყალბადების ჯგუფიდან. ძლიერი კანცეროგენი, რომელიც იწვევს კანის კიბოს).

მრეწველობა ატმოსფეროში ასხივებს გოგირდის დიოქსიდს, ნახშირბადის ოქსიდებს და დიოქსიდებს, ნახშირწყალბადებს, ამიაკის, გოგირდწყალბადს, გოგირდის მჟავას, ფენოლს, ქლორს, ფტორს და სხვა ქიმიურ ნაერთებს. მაგრამ ემისიებს შორის დომინანტური პოზიცია (85%-მდე) მტვერს იკავებს.

დაბინძურების შედეგად იცვლება ატმოსფეროს გამჭვირვალობა, რაც იწვევს აეროზოლებს, სმოგს და მჟავე წვიმას.

აეროზოლები არის დისპერსიული სისტემები, რომლებიც შედგება მყარი ნაწილაკებისგან ან თხევადი წვეთებისგან, რომლებიც შეჩერებულია აირისებრ გარემოში. დისპერსიული ფაზის ნაწილაკების ზომა ჩვეულებრივ 10 -3 -10 -7 სმ-ია, დისპერსიული ფაზის შემადგენლობიდან გამომდინარე, აეროზოლები იყოფა ორ ჯგუფად. ერთი მოიცავს აეროზოლებს, რომლებიც შედგება აირისებრ გარემოში გაფანტული მყარი ნაწილაკებისგან, მეორე მოიცავს აეროზოლებს, რომლებიც წარმოადგენენ აირისებრი და თხევადი ფაზების ნარევს. პირველებს კვამლებს უწოდებენ, ხოლო მეორეებს - ნისლებს. მათი ფორმირების პროცესში მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ კონდენსაციის ცენტრები. ვულკანური ფერფლი, კოსმოსური მტვერი, სამრეწველო გამონაბოლქვი პროდუქტები, სხვადასხვა ბაქტერიები და ა.შ. მოქმედებენ როგორც კონდენსაციის ბირთვები. კონცენტრაციის ბირთვების შესაძლო წყაროების რაოდენობა მუდმივად იზრდება. მაგალითად, როდესაც მშრალი ბალახი 4000 მ 2 ფართობზე ხანძრის შედეგად განადგურებულია, იქმნება საშუალოდ 11 * 10 22 აეროზოლური ბირთვი.

აეროზოლებმა დაიწყეს ფორმირება ჩვენი პლანეტის გაჩენის მომენტიდან და მოახდინეს გავლენა ბუნებრივ პირობებზე. თუმცა, მათი რაოდენობა და მოქმედებები, დაბალანსებული ბუნებაში არსებული ნივთიერებების ზოგად ციკლთან, არ იწვევდა ღრმა გარემო ცვლილებებს. მათი ფორმირების ანთროპოგენურმა ფაქტორებმა გადაანაცვლა ეს ბალანსი ბიოსფეროს მნიშვნელოვანი გადატვირთვისკენ. ეს თვისება განსაკუთრებით გამოიკვეთა მას შემდეგ, რაც კაცობრიობამ დაიწყო სპეციალურად შექმნილი აეროზოლების გამოყენება როგორც ტოქსიკური ნივთიერებების სახით, ასევე მცენარეთა დაცვის მიზნით.

მცენარეულობისთვის ყველაზე საშიშია გოგირდის დიოქსიდის, წყალბადის ფტორიდის და აზოტის აეროზოლები. ნესტიან ფოთლის ზედაპირთან შეხებისას ისინი წარმოქმნიან მჟავებს, რომლებიც საზიანო გავლენას ახდენენ ცოცხალ არსებებზე. მჟავა ნისლები ჩასუნთქულ ჰაერთან ერთად ხვდება ცხოველებისა და ადამიანების სასუნთქ ორგანოებში და აგრესიულ გავლენას ახდენს ლორწოვან გარსებზე. ზოგიერთი მათგანი ანადგურებს ცოცხალ ქსოვილს და რადიოაქტიური აეროზოლები იწვევს კიბოს. რადიოაქტიურ იზოტოპებს შორის Sg 90 განსაკუთრებით საშიშია არა მხოლოდ მისი კანცეროგენურობით, არამედ როგორც კალციუმის ანალოგი, რომელიც ცვლის მას ორგანიზმების ძვლებში და იწვევს მათ დაშლას.

ბირთვული აფეთქებების დროს ატმოსფეროში წარმოიქმნება რადიოაქტიური აეროზოლური ღრუბლები. 1 - 10 მიკრონი რადიუსის მქონე მცირე ნაწილაკები ხვდება არა მხოლოდ ტროპოსფეროს ზედა ფენებში, არამედ სტრატოსფეროშიც, სადაც შეიძლება დიდხანს დარჩეს. აეროზოლური ღრუბლები ასევე წარმოიქმნება ინდუსტრიულ დანადგარებში რეაქტორების მუშაობის დროს, რომლებიც აწარმოებენ ბირთვულ საწვავს, ასევე ატომურ ელექტროსადგურებში ავარიების შედეგად.

სმოგი არის აეროზოლების ნაზავი თხევადი და მყარი დისპერსიული ფაზებით, რომლებიც ქმნიან ნისლიან ფარდას ინდუსტრიულ ზონებსა და დიდ ქალაქებზე.

არსებობს სამი სახის სმოგი: ყინულოვანი, სველი და მშრალი. ყინულის სმოგს ალასკანის სმოგს უწოდებენ. ეს არის აირისებრი დამაბინძურებლების კომბინაცია მტვრის ნაწილაკებისა და ყინულის კრისტალების დამატებით, რომლებიც წარმოიქმნება გათბობის სისტემებიდან ნისლისა და ორთქლის წვეთების გაყინვისას.

სველ სმოგს, ან ლონდონის ტიპის სმოგს, ზოგჯერ ზამთრის სმოგსაც უწოდებენ. ეს არის აირისებრი დამაბინძურებლების (ძირითადად გოგირდის დიოქსიდის), მტვრის ნაწილაკებისა და ნისლის წვეთების ნარევი. ზამთრის სმოგის გაჩენის მეტეოროლოგიური წინაპირობაა უქარო ამინდი, რომელშიც თბილი ჰაერის ფენა მდებარეობს ცივი ჰაერის მიწის ფენის ზემოთ (700 მ-ზე ქვემოთ). ამ შემთხვევაში, არსებობს არა მხოლოდ ჰორიზონტალური, არამედ ვერტიკალური გაცვლა. დამაბინძურებლები, რომლებიც ჩვეულებრივ მაღალ ფენებშია გაფანტული, ამ შემთხვევაში გროვდება ზედაპირულ ფენაში.

მშრალი სმოგი ზაფხულში ჩნდება და მას ხშირად ლოს-ანჯელესის ტიპის სმოგს უწოდებენ. ეს არის ოზონის, ნახშირბადის მონოქსიდის, აზოტის ოქსიდების და მჟავა ორთქლის ნაზავი. ასეთი სმოგი წარმოიქმნება მზის რადიაციის მიერ დამაბინძურებლების, განსაკუთრებით მისი ულტრაიისფერი ნაწილის დაშლის შედეგად. მეტეოროლოგიური წინაპირობაა ატმოსფერული ინვერსია, რომელიც გამოიხატება თბილი ჰაერის ზემოთ ცივი ჰაერის ფენით. როგორც წესი, გაზები და მყარი ნაწილაკები, რომლებიც ამაღლებულია თბილი ჰაერის ნაკადებით, შემდეგ ნაწილდება ზედა ცივ ფენებში, მაგრამ ამ შემთხვევაში ისინი გროვდება ინვერსიულ ფენაში. ფოტოლიზის პროცესში, მანქანის ძრავებში საწვავის წვის დროს წარმოქმნილი აზოტის დიოქსიდები იშლება:

NO 2 → NO + O

შემდეგ ხდება ოზონის სინთეზი:

O + O 2 + M → O 3 + M

NO + O → არა 2

ფოტოდისოციაციის პროცესებს თან ახლავს მოყვითალო-მწვანე ბზინვარება.

გარდა ამისა, ხდება ისეთი ტიპის რეაქციები: SO 3 + H 2 0 -> H 2 SO 4, ანუ წარმოიქმნება ძლიერი გოგირდის მჟავა.

მეტეოროლოგიური პირობების ცვლილებით (ქარის გამოჩენა ან ტენიანობის ცვლილება) ცივი ჰაერი იშლება და სმოგი ქრება.

სმოგში კანცეროგენული ნივთიერებების არსებობა იწვევს სუნთქვის პრობლემებს, ლორწოვანი გარსების გაღიზიანებას, სისხლის მიმოქცევის დარღვევას, ასთმურ დახრჩობას და ხშირად სიკვდილს. სმოგი განსაკუთრებით საშიშია მცირეწლოვანი ბავშვებისთვის.

მჟავა წვიმა არის ატმოსფერული ნალექი, რომელიც დამჟავებულია გოგირდის ოქსიდების, აზოტის და მათში გახსნილი პერქლორინის მჟავისა და ქლორის სამრეწველო გამონაბოლქვით. ქვანახშირისა და გაზის წვის პროცესში მასში შემავალი გოგირდის უმეტესი ნაწილი, როგორც ოქსიდის სახით, ასევე რკინის ნაერთებში, კერძოდ პირიტში, პიროტიტში, ქალკოპირიტში და ა.შ., გარდაიქმნება გოგირდის ოქსიდში, რომელიც ერთად ნახშირორჟანგით, გამოიყოფა ატმოსფეროში. როდესაც ატმოსფერული აზოტი და ტექნიკური ემისიები ჟანგბადთან შერწყმულია, წარმოიქმნება სხვადასხვა აზოტის ოქსიდები, ხოლო წარმოქმნილი აზოტის ოქსიდების მოცულობა დამოკიდებულია წვის ტემპერატურაზე. აზოტის ოქსიდების უმეტესი ნაწილი წარმოიქმნება მანქანებისა და დიზელის ლოკომოტივების ექსპლუატაციის დროს, ხოლო მცირე ნაწილი ენერგეტიკულ სექტორში და სამრეწველო საწარმოებში. გოგირდის და აზოტის ოქსიდები ძირითადი მჟავების წარმომქმნელია. ატმოსფერულ ჟანგბადთან და მასში შემავალ წყლის ორთქლთან ურთიერთობისას წარმოიქმნება გოგირდის და აზოტის მჟავები.

ცნობილია, რომ გარემოს ტუტე-მჟავა ბალანსი განისაზღვრება pH მნიშვნელობით. ნეიტრალურ გარემოს აქვს pH 7, მჟავე გარემოს აქვს pH 0, ხოლო ტუტე გარემოს აქვს pH 14. თანამედროვე ეპოქაში წვიმის წყლის pH არის 5,6, თუმცა ახლო წარსულში იგი. იყო ნეიტრალური. pH მნიშვნელობის ერთით დაქვეითება შეესაბამება მჟავიანობის ათჯერ მატებას და, შესაბამისად, ამჟამად, გაზრდილი მჟავიანობით წვიმა თითქმის ყველგან მოდის. დასავლეთ ევროპაში დაფიქსირებული წვიმის მაქსიმალური მჟავიანობა იყო 4-3,5 pH. გასათვალისწინებელია, რომ 4-4,5 pH მნიშვნელობა თევზის უმეტესობისთვის სასიკვდილოა.

მჟავე წვიმა აგრესიულ გავლენას ახდენს დედამიწის მცენარეულობაზე, სამრეწველო და საცხოვრებელ შენობებზე და ხელს უწყობს დაუცველი ქანების ამინდობის მნიშვნელოვან აჩქარებას. გაზრდილი მჟავიანობა ხელს უშლის ნიადაგების ნეიტრალიზაციის თვითრეგულირებას, რომლებშიც იხსნება საკვები ნივთიერებები. თავის მხრივ, ეს იწვევს მოსავლიანობის მკვეთრ შემცირებას და მცენარეული საფარის დეგრადაციას. ნიადაგის მჟავიანობა ხელს უწყობს შეკრული მძიმე ნიადაგების გამოყოფას, რომლებიც თანდათანობით შეიწოვება მცენარეთა მიერ, რაც იწვევს ქსოვილების სერიოზულ დაზიანებას და აღწევს ადამიანის კვებით ჯაჭვში.

ზღვის წყლების ტუტე-მჟავა პოტენციალის ცვლილება, განსაკუთრებით არაღრმა წყლებში, იწვევს მრავალი უხერხემლოების გამრავლების შეწყვეტას, იწვევს თევზის სიკვდილს და არღვევს ეკოლოგიურ ბალანსს ოკეანეებში.

მჟავე წვიმების შედეგად განადგურების საფრთხის წინაშე დგას დასავლეთ ევროპის, ბალტიისპირეთის ქვეყნების, კარელიას, ურალის, ციმბირისა და კანადის ტყეები.