Атмосферный воздух. Основные понятия, определения и характеристики

Атмосфера — внешняя газовая оболочка Земли, механическая смесь различных газов, водяных паров и твердых (аэрозольных) частиц.

Атмосферный воздух необходим для дыхания живых организмов (существ), используется в технологических процессах горения и плавки как сырье для получения кислорода, азота, инертных газов, оксида углерода. Атмосфера является средой для размещения газообразных отходов производства. Под воздействием атмосферных осадков, солнечной радиации и в результате переноса воздушных масс атмосферный воздух избавляется от посторонних примесей. Этот процесс называется самоочищением атмосферы.

Состав, строение, свойства и функции атмосферы.

Атмосфера выполняет следующие функции:

• содержит кислород, необходимый для дыхания живых организмов;
• является источником углекислого газа для фотосинтеза растений;
• защищает живые организмы от космических излучений;
• сохраняет тепло Земли и регулирует климат;
• трансформирует газообразные продукты обмена веществ; переносит водяные пары по планете;
• является средой обитания летающих форм организмов; служит источником химического сырья и энергии; принимает и трансформирует газообразные и пылевидные отходы.

Состав атмосферы находится в состоянии динамического равновесия, поддерживаемого такими климатическими факторами, как перемещение воздушных масс (ветер и конвекция) и атмосферные осадки, жизнедеятельность животного и растительного миров, особенно лесов и мирового океана, а также в результате космических процессов, геохимических явлений и хозяйственной деятельности человека.

Примерный химический состав атмосферного воздуха (в объемных процентах в пересчете на сухой воздух) приведен на рис. 4.1.

Общая масса атмосферы составляет 5,14-1015 т. Около 50% массы атмосферы приходится на нижний слой толщиной около 5 км. Масса слоя толщиной 30 км составляет 99% всей массы атмосферы. По вертикали атмосфера имеет слоистое строение. Выделение отдельных зон (табл. 4.1) основано на изменении температуры с высотой.

Таблица 4.1. Характеристика основных зон, выделяемых в атмосфере

 Верхняя граница атмосферы четко не выделяется. Она переходит постепенно в космическое пространство.

Осредненная температура атмосферы на средних широтах уменьшается линейно с высотой до отметки 11 км. При этом средняя температура на уровне моря принимается равной 288 К, а на высоте 11 км — 216,7 К (рис. 4.2).

Исходя из этого стандартный, или нормальный температурный градиент равен:  = (28 8 - 2 1 6,7)/10,8-103 = 0,00 66 К/м.

При условиях, соответствующих среднему давлению на уровне моря и многолетней среднегодовой температуре атмосферного воздуха на уровне моря, равной 15° С, распределение давления с высотой определяется по международной барометрической формуле:

где Р — давление, кПа; Н — высота над уровнем моря, км.

Рис. 4.1. Химический состав атмосферного воздуха (в объемных процентах):

азот (N) — 78,1%; кислород (О) — 20,85%; аргон (Аг) — 0,93%; диоксид углерода (С02) - 0,033%; на долю остальных компонентов — неон (Ne), гелий (Не), криптон (Кг), ксенон (Хе), озон (03), водород (Н2) и др. приходится не более чем 0,087%; содержание водяных паров колеблется в пределах 0,01-4%.

Среднее атмосферное давление на уровне моря составляет 101,3 кПа.

Рис. 4.2. Распределение давления и температуры атмосферного воздуха по высоте (при некоторых средних условиях)

Различия в нагревании воздуха приводят к горизонтальным градиентам давления, которые, в свою очередь, являются причиной конвекций горизонтальных перемещений воздушных масс.

• на перемещение воздушных масс воздействуют также сила Кориолиса, возникающая вследствие вращения Земли;
• центробежное ускорение, возникающее в районах, прилегающих к областям высокого и низкого давления;
• силы трения, замедляющие движение воздуха вблизи земной поверхности.

В северном полушарии движение воздушных потоков вокруг центров высокого давления осуществляется по часовой стрелке с отклонением наружу и вниз от кругового движения. Этот поток получил название нисходящего и является одним из возможных препятствий для рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере.

При движении воздушных потоков вокруг центров низкого давления вектор скорости направлен внутрь и вверх от кругового движения против часовой стрелки.

В этом случае загрязняющие вещества из нижних слоев атмосферы переносятся вверх и рассеиваются в больших объемах воздуха. При движении воздуха в северном полушарии против часовой стрелки вокруг центра низкого давления формируется циклон, при движении в направлении часовой стрелки вокруг центра высокого давления — антициклон.

• Оценивая основные тенденции в эволюции репродуктивного поведения воробьев.
• Основные направления эволюции репродуктивного поведения в разных группах зерноядных птиц.
• Кайданов различает четыре основные свойства, присущие организованным телам.
• Основные особенности адаптивной селекции растений.
• Основные направления и особенности экологической селекции растений
• Построение калибровочной кривой для количественного определения белка по биурету.
• Методы определения различных форм азота.
• Газометрический метод определения активности пероксидазы. Определение содержания аскорбиновой кислоты в растениях.
• Изучение сукцессии позволяет нам сформулировать следующие основные выводы.
• В чем же состоят основные научные заслуги Ломоносова в области физико-химических дисциплин?
• Основные направления биополитики.
• Биополитика - политический потенциал современной биологии, история и основные направления
• Основные варианты классификации котилозавров.
• Эргастосомы — основные органеллы синтеза секреторных белков.
• ЭРГАСТОСОМЫ — ОСНОВНЫЕ ХРАНИЛИЩА РИБОСОМ В КЛЕТКЕ.