14. АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
НА АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ

14.1. Структура и состав атмосферы

Атмосфера - газообразная оболочка планеты, состоящая из смеси различных газов, водных паров и пыли. Через атмосферу осуществляется обмен вещества Земли с Космосом. Земля получает космическую пыль и метеоритный материал, теряет самые легкие газы: водород и гелий. Атмосфера Земли насквозь пронизывается мощной радиацией Солнца, определяющей тепловой режим поверхности планеты, вызывающей диссоциацию молекул атмосферных газов и ионизацию атомов. Атмосфера имеет четко выраженное слоистое строение (см. рис. 2.2). Нижний, наиболее плотный слой воздуха-тропосфера. В зависимости от широты Земли ее высоту 10-15 км. Здесь содержится 80 % массы атмосферы и до 80% водяного пара, развиваются физические процессы, формирующие погоду и влияющие на климат различных районов нашей планеты. Над тропосферой до высоты 40 км расположена стратосфера. В ней находится озоновый слой, поглощающий большую часть ультрафиолетовой радиации и предохраняющий жизнь на Земле. Выше находится ионосфера, которая обладает повышенной ионизацией молекул газа. Этот слой высотой до 1300 км также оберегает все живое от вредного воздействия космической радиации, влияет на отражение и поглощение радиоволн. Далее до 10 000 км простирается экзосфера, где плотность воздуха с увеличением высоты убывает, приближаясь к разреженности вещества в максимальном пространстве.

Принято выделять постоянные и переменные компоненты атмосферы в зависимости от длительности пребывания в атмосфере. Таким примером является вода, находящаяся в атмосфере в разных формах и концентрациях. В то же время такое подразделение составных частей атмосферы является относительным, так как в течение длительных интервалов времени все компоненты атмосферы оказываются переменными. Приблизительный состав атмосферы представлен в таблице 14.1.

Главными составными частями атмосферы являются азот, кислород, аргон и углекислый газ.

Одним из важнейших компонентов атмосферы является озон (О3). Его образование и разложение связаны с поглощением ультрафиолетовой радиации Солнца, которая губительна для живых организмов. Он же задерживает 20% инфракрасного излучения Земли, повышая утепляющее действие воздушного покрывала. Основная масса озона располагается на высотах 22-24 км. Озоновый слой часто называют "озоновым экраном" (рис. 14.1).

450

Таблица 14.1

Приблизительный состав атмосферы*

Элементы и газы Содержание в нижних слоях атмосферы, %
по объему по массе
Азот 78,084 75,5
Кислород 20,946 23,14
Аргон 0,934 1,28
Неон 0,0018 0,0012
Гелий 0,000524 0,00007
Криптон 0,000114 0,0003
Водород 0,00005 0,000005
Углекислый газ (в среднем) 0,034 0,0466
Водяной пар:    
в полярных широтах 0,2 -
у экватора 2,6 -
Озон:    
в тропосфере 0,000001 -
в стратосфере 0,001-0,0001 -
Метан 0,00016 0,00009
Окись азота 0,000001 0,0000003
Окись углерода Тысячные доли, в воздухе городов - до 0,000008 0,0000078

Таким образом, мощность воздушной оболочки, защищающей жизнь на нашей планете от безжизненного космоса, по земным масштабам, значительна- 1,5 тыс. км, или около 1/4 радиуса Земли, по масштабам космическим ничтожна - составляет 1/100000 расстояния от Земли до Солнца. 3/4 воздуха сосредоточено в нижнем ее слое - тропосфере.

Плотность атмосферы существенно падает с высотой, но даже у самого уровня моря - около 0,001 г/см2, т.е. почти в 1000 раз меньше плотности воды - она, по житейским нашим меркам, вообще не укладывается в средства защиты. И тем не менее именно "невесомый" воздух - безотказная защита планеты от губительных для живого воздействия космоса. Пробить эту "броню" в состоянии лишь крупные, с исходной массой в десятки и сотни тонн метеориты - явление чрезвычайное.

451

Рис. 14.1. Распределение и перенос озона (1), воды (2) и примесей (3) в атмосфере Земли (Newell, 1971)
Рис. 14.1. Распределение и перенос озона (1), воды (2) и примесей (3) в атмосфере Земли (Newell, 1971)

 
 

452


* Таблица отражает только порядок чисел (например, массу атмосферы оценивают от 5,15 до 5 • 9 • 1015 т), поскольку количество атмосферных примесей непрерывно меняется (растет содержание СО2 и других газов и т.п.).
Количество пыли в атмосфере зависит от интенсивности вулканизма, антропогенных выбросов и скорости осаждения частиц, поэтому трудно определимо.
Rambler's Top100
Lib4all.Ru © 2010.