Атмосфера, ее состав и значение

Лекция 2

Тема: ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

1. Экология и обеспечение качества воздушного бассейна

2. Эколого-экономические аспекты использования и охраны водных ресурсов

3. Эколого-экономические проблемы землепользования

4. Проблемы использования и охраны лесных и других биологических ресурсов

5. Рациональное использование и охрана ресурсов недр

 

ЭКОЛОГИЯ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА

 

Атмосфера, ее состав и значение

Условием появления и развития жизни на Земле является атмосфера - окружающая Землю газовая среда, воздушный бассейн. По объему и составу образующих газов атмосфера Земли резко отличается от газовых оболочек других планет Солнечной системы.

Земная атмосфера простирается на высоту 1,5-2 тыс. км над уровнем моря, то есть составляет около 1/3 радиуса нашей планеты.

Атмосферный воздух - это механическая смесь газов с взвешенными каплями воды, пыли, кристаллами льда и пр. Атмосферное давление и плотность с высотой убывают, и атмосфера без резкой границы постепенно переходит в космическое пространство.

Различают несколько основных слоев атмосферы. Нижний, прилегающий к земной поверхности, называется тропосферой (высота - 8-10 км у полюсов и 16-18 км - над экватором). Температура воздуха с высотой постепенно понижается - в среднем на 6°С на каждый километр высоты. В тропосфере содержится до 80 % всей массы воздуха, основное количество атмосферных примесей и практически весь водяной пар. Именно в этой части атмосферы на высоте 10-12 км образуются облака, возникают грозы, дожди и другие физические процессы, формирующие погоду и определяющие климатические условия в разных областях нашей планеты.

Выше начинается стратосфера, которая простирается до высоты 50-55 км от поверхности океана. Этот слой атмосферы значительно разрежен, количество кислорода и азота уменьшается, а водорода, гелия и других легких газов увеличивается. Образующийся здесь озоновый слой (экран) поглощает ультрафиолетовую радиацию и сильно влияет на тепловые условия поверхности Земли и физические процессы в тропосфере.

На высоте 55-80 км находится мезосфера, между 80-800 км расположена термосфера, в составе которой преобладают гелий и водород; часть молекул разлагается космическим излучением на атомы и ионы, температура на высоте 400 км достигает 1500 °С. Мезосфера и термосфера вместе образуют мощный слой, называемый ионосферой (область заряженных частиц - ионов и электронов).

Самая верхняя, сильно разреженная, часть атмосферы составляет экзосферу. В ней преобладают газы в атомарном состоянии, температура повышается до 2000°C. Газы экзосферы затем рассеиваются в межпланетном пространстве.

Наибольшее воздействие на жизнедеятельность человека и всех живых существ оказывает приземный слой атмосферы. Химический состав воздуха у поверхности Земли в нормальных условиях примерно следующий: азот - 78 %, кислород - 21 %, углекислый газ - 0,03 %, аргон - 0,93 %, неон, гелий, водород, озон, метан и другие газы - сотые доли процента. Именно такой состав атмосферы обусловил существование жизни на нашей планете. В течение суток человеку необходимо для дыхания примерно 13 м³ воздуха. Человек может прожить без пищи 5 недель, без воды - 5 дней, без воздуха - 5 минут.

Самая важная для человека составная часть воздуха - кислород. В теле человека содержится около 65 % кислорода, и при его недостатке нарушается деятельность всех органов (прежде всего легких, сердца, головного мозга). Кислород необходим живым организмам для потребления в разнообразных реакциях окисления.

Атмосфера оказывает благодатное воздействие на климат Земли, предохраняя ее от чрезмерного охлаждения и нагревания. Температуры на нашей планете без атмосферы достигли бы: днем +100 °С и выше, ночью -100 °С. В настоящее время средняя температура воздуха у поверхности Земли равна +14 °С. Атмосфера пропускает тепловое излучение Солнца и сохраняет тепло, в процессе большого кругооборота она играет роль переносчика влаги на Земле, является средой распространения света и звука. Изменение сложившихся физических и химических свойств атмосферы может отрицательно сказаться на здоровье людей, их работоспособности, продолжительности жизни.

Атмосферный воздух широко используется как природный ресурс в народном хозяйстве. Из атмосферного азота производятся минеральные азотные удобрения, азотная кислота и ее соли. Аргон и азот применяются в металлургии, химической и нефтехимической промышленности (для осуществления ряда технологических процессов). Из атмосферного воздуха получают также кислород и водород.