атмосфера экологический загрязнение

Атмосферный воздух - необходимый природный ресурс. Кислород, входящий в состав атмосферы, используется живыми организмами в процессе дыхания. Он применяется при сжигании любого топлива в различных производственных установках и двигателях. Атмосфера - важный путь сообщения, используемый авиацией .

Основные потребители воздуха в природе - флора и фауна Земли. Подсчитано, что весь воздушный океан проходит через земные организмы примерно за десять лет.

Атмосфера пронизана мощной солнечной радиацией, которая регулирует тепловой режим Земли, она способствует перераспределению тепла по земному шару. Лучистая энергия Солнца - практически единственный источник теплоты для поверхности Земли. Эта энергия частично поглощается атмосферой. Энергия, достигшая Земли, частично поглощается почвой и водой и частично отражается от их поверхности в атмосферу. Нетрудно представить себе, каким был бы температурный режим Земли, если бы не было атмосферы: ночью и зимой она бы сильно охлаждалась за счет солнечного излучения, а летом и днем перегревалась за счет солнечной радиации, как это происходит на Луне, где нет атмосферы.

Благодаря атмосфере на Земле не бывает резких переходов от мороза к жаре и обратно. .

Если бы Земля не была кружена атмосферой, то в течение одних суток амплитуда колебаний температуры достигала бы 200 С: днем около +100 С, ночью около 100 С. Еще большая разница была бы между зимними и летними температурами. Но благодаря атмосфере средняя температура Земли около +15 "С.

Атмосфера -- надежный щит, который спасает все живущие на Земле организмы от губительных ультрафиолетовых, рентгеновских и космических лучей, которые частично рассеиваются и частично поглощаются в ее верхних слоях.

Через атмосферу осуществляется обмен веществ между Землей и Космосом. При этом Земля теряет самые легкие газы - водород и гелий и получает космическую пыль и метеориты. Атмосфера защищает нас от звездных осколков. Размеры метеоритов в большинстве случаев не больше горошины; они под влиянием земного притяжения врезаются в атмосферу с огромной скоростью 11-64 км/ с, за счет трения о воздух раскаляются и большей частью сгорают на высоте 60-70 км от поверхности Земли. Лучистая энергия Солнца - практически единственный источник теплоты для поверхности Земли. Эта энергия частично поглощается атмосферой. Энергия, достигшая Земли, частично поглощается почвой и водой и частично отражается от их поверхности в атмосферу. Нетрудно представить себе, каким был бы температурный режим Земли, если бы не было атмосферы: ночью и зимой она бы сильно охлаждалась за счет солнечного излучения, а летом и днем перегревалась за счет солнечной радиации, как это происходит на Луне, где нет атмосферы.

Благодаря атмосфере на Земле не бывает резких переходов от мороза к жаре и обратно. Если бы Земля не была кружена атмосферой, то в течение одних суток амплитуда колебаний температуры достигала бы 200 С: днем около +100 С, ночью около 100 С. Еще большая разница была бы между зимними и летними температурами. Но благодаря атмосфере средняя температура Земли около +15 "С.

Важнейшее защитное значение имеет озоновый экран. Он расположен в стратосфере, на высоте 20-50 км от поверхности Земли. Общее количество озона в атмосфере оценивается в 3,3 млрд. т. Мощность этого слоя сравнительно небольшая: от 2 мм - на экваторе до 4 мм - у полюсов при нормальных условиях. Основное значение озонового экрана состоит в защите живых организмов от ультрафиолетового излучения.

Атмосфера -- надежный щит, который спасает все живущие на Земле организмы от губительных ультрафиолетовых, рентгеновских и космических лучей, которые частично рассеиваются и частично поглощаются в ее верхних слоях. Через атмосферу осуществляется обмен веществ между Землей и Космосом. При этом Земля теряет самые легкие газы - водород и гелий и получает космическую пыль и метеориты. .

Атмосфера защищает нас от звездных осколков. Размеры метеоритов в большинстве случаев не больше горошины; они под влиянием земного притяжения врезаются в атмосферу с огромной скоростью 11-64 км/ с, за счет трения о воздух раскаляются и большей частью сгорают на высоте 60-70 км от поверхности Земли. Атмосфера играет большое значение в распределении света. Воздух разбивает солнечные лучи на миллионы мелких лучей, рассеивает их и создает то равномерное освещение, к которому мы привыкли.

Наличие воздушной оболочки придает нашему небу голубой цвет, так как молекулы основных элементов воздуха и различные примеси, содержащиеся в нем, рассеивают главным образом лучи с короткой длиной волны, т. е. голубые, синие, фиолетовые. Иногда из-за наличия в атмосфере примесей цвет неба бывает не чисто голу. С поднятием вверх уменьшается плотность и засоренность воздуха, т.е. количество рассеивающих частиц, цвет неба становится темнее, переходит в густо-синий, а в стратосфере - в черно-фиолетовый. Атмосфера является той средой, где распространяются звуки. Без воздуха на Земле царила бы тишина. Мы не слышали бы ни друг друга, ни шума моря, ветра, леса и т.п. .

Ионосфера способствует передаче радиосигналов и распространению радиоволн.

Долгое время считали, что воздух не имеет массы. Только в 17 веке было доказано, что масса 1 м 3 сухого воздуха, если его взвесить на уровне моря при температуре 0° С, равна 1293 г, а на каждый квадратный сантиметр земной поверхности приходится 1033 г воздуха.

Ладонь человека испытывает давление воздуха силой около 1471Н, а на все тело человека воздух давит с силой 1471 * 103 Н. Мы не замечаем этой тяжести только потому, что все ткани нашего тела также насыщены воздухом, который уравновешивает внешнее давление. При нарушении этого равновесия наше самочувствие ухудшается: учащается пульс, появляется вялость, безразличие и т.д. Такие же ощущения испытывает человек при поднятии в гору или погружении на большую глубину, а также при взлете и посадке самолета. Вверху давление воздуха и его масса уменьшаются: на высоте 20 км масса 1 м 3 воздуха равна 43 г, а на высоте 40 км - 4 г. Лучистая энергия Солнца - практически единственный источник теплоты для поверхности Земли. Эта энергия частично поглощается атмосферой. Энергия, достигшая Земли, частично поглощается почвой и водой и частично отражается от их поверхности в атмосферу. Нетрудно представить себе, каким был бы температурный режим Земли, если бы не было атмосферы: ночью и зимой она бы сильно охлаждалась за счет солнечного излучения, а летом и днем перегревалась за счет солнечной радиации, как это происходит на Луне, где нет атмосферы.

Все процессы, развивающиеся в атмосфере, осуществляются за счет энергии Солнца. Благодаря ей ежегодно с поверхности Земли испаряются миллиарды тонн воды. Атмосфера выполняет роль перераспределения влаги на земном шаре.

Физические свойства и состояние атмосферы меняются: 1) во времени - в течение суток, сезонов, лет; 2) в пространстве -- в зависимости от высоты над уровнем моря, широты местности и удаленности от океана.

Атмосфера всегда содержит определенное количество примесей. Источники загрязнения могут быть естественными и искусственными. К естественным источникам относятся: пыль (растительного, вулканического и космического происхождения), пыльные бури, частицы морской соли, продукты выветривания, туман, дымы и газы от лесных и степных пожаров, различные продукты растительного, животного и микробиологического происхождения и др. Естественные источники загрязнения атмосферы представляют собой такое грозное явления природы, как извержение вулканов. Обычно оно имеет катастрофический характер. При извержении вулканов в атмосферу выбрасывается огромное количество газов, паров воды, твердых частиц, пепла и пыли, происходит тепловое загрязнение атмосферы, т. к. в воздух выбрасываются сильно нагретые вещества. .

Их температура такова, что они сжигают все на своем пути. После затухания вулканической деятельности общий баланс газов в атмосфере постепенно восстанавливается.

Существенно загрязняют атмосферу крупные лесные и степные пожары. Чаще всего они возникают в засушливые годы. Дым от пожаров распространяется на огромные площади. Пыльные бури возникают в связи с переносом сильным ветром поднятых с земной поверхности мельчайших частиц почвы. Сильные ветры - смерчи, ураганы - поднимают в воздух и крупные обломки горных пород, но они не держатся долго в воздухе. При сильных бурях в воздух поднимается до 50 млн. т пыли. Причинами пыльных бурь являются засуха, суховеи, которые происходят из-за интенсивной распашки, выпаса скота, уничтожения лесов. Наиболее часты пыльные бури в степных, полупустынных и пустынных районах. Катастрофические явления, связанные с извержениями вулканов, пожарами и пыльными бурями, приводят к возникновению светозащитного экрана вокруг Земли, который несколько изменяет тепловой баланс планеты. Но в основном эти явления носят локальный характер. Совсем незначительный местный характер носят загрязнения атмосферного воздуха, связанные с выветриванием и разложением органических веществ. .

Естественные источники загрязнений бывают либо распределенными, такими как выпадение космической пыли, либо кратковременными стихийными, например, лесные и степные пожары, извержения вулканов и т.п. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением времени. Искусственные загрязнения наиболее опасны для атмосферы. Наиболее устойчивые зоны с повышенными концентрациями загрязнений возникают в местах активной жизнедеятельности человека. Антропогенные загрязнения отличаются многообразием видов и многочисленностью источников. Естественные источники загрязнения атмосферы представляют собой такое грозное явления природы, как извержение вулканов. Обычно оно имеет катастрофический характер. При извержении вулканов в атмосферу выбрасывается огромное количество газов, паров воды, твердых частиц, пепла и пыли, происходит тепловое загрязнение атмосферы, т. к. в воздух выбрасываются сильно нагретые вещества. Их температура такова, что они сжигают все на своем пути. После затухания вулканической деятельности общий баланс газов в атмосфере постепенно восстанавливается. .

Проблема загрязнения воздуха не нова. Более двух столетий назад серьезные опасения стало вызывать загрязнение воздуха в крупных промышленных центрах многих европейских стран. Однако длительное время эти загрязнения имели локальный характер. Дым и копоть загрязняли сравнительно небольшие участки атмосферы и легко разбавлялись массой чистого воздуха в то время, когда заводов и фабрик было немного и использование химических элементов было ограничено. Если в начале 20 в. в промышленности применялось 19 химических элементов, в середине века уже использовалось около 50 элементов, то в настоящее время - практически все элементы таблицы Менделеева. Это существенно сказалось на составе промышленных выбросов и привело к качественно новому загрязнению атмосферы аэрозолями тяжелых и редких металлов, синтетическими соединениями, не существующими и не образующимися в природе радиоактивными, канцерогенными, бактериологическими и другими веществами.

Быстрый рост промышленности и транспорта привел к тому, что такое количество выбросов больше не может рассеиваться. Их концентрация увеличивается, что влечет за собой опасные и даже фатальные последствия для биосферы. Особенно острой эта проблема стала во второй половине 20 в., т. е. в период научно-технической революции, характеризующейся чрезвычайно высокими темпами роста промышленного производства, выработки и потребления электроэнергии, выпуска и использования в большом количестве транспортных средств.

Основное загрязнение атмосферы создают ряд отраслей промышленности, автотранспорт и теплоэнергетика. Причем их участие в загрязнении атмосферы распределяется следующим образом: черная и цветная металлургия, нефтедобыча, нефтехимия, выпуск стройматериалов, химическая промышленность - 30% ; теплоэнергетика - 30 , автотранспорт - 40% .

Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются: оксид углерода СО, диоксид серы SO 2 , диоксид углерода СО 2 , оксиды азота NO x , углеводороды С п Н м и пыль. Примерный относительный состав вредных веществ в атмосфере больших промышленных городов составляет: СО - 45% , SO - 18% , С Н - 15% , пыль - 12%. .

Кроме этих веществ в загрязненном атмосферном воздухе встречаются и другие более токсичные вещества, но в меньшем количестве. Так, например, вентиляционные выбросы заводов электронной промышленности содержат пары плавиковой, серной, хромовой и других минеральных кислот, органические растворители и т. п. В настоящее время насчитывается более 500 вредных веществ, загрязняющих атмосферу, их количество все увеличивается. Искусственные загрязнения наиболее опасны для атмосферы. Наиболее устойчивые зоны с повышенными концентрациями загрязнений возникают в местах активной жизнедеятельности человека. Антропогенные загрязнения отличаются многообразием видов и многочисленностью источников. Естественные источники загрязнения атмосферы представляют собой такое грозное явления природы, как извержение вулканов. Обычно оно имеет катастрофический характер. При извержении вулканов в атмосферу выбрасывается огромное количество газов, паров воды, твердых частиц, пепла и пыли, происходит тепловое загрязнение атмосферы, т. к. в воздух выбрасываются сильно нагретые вещества. Их температура такова, что они сжигают все на своем пути. После затухания вулканической деятельности общий баланс газов в атмосфере постепенно восстанавливается.

Вопрос 1. Что такое воздух?

Воздух - естественная смесь газов (главным образом азота и кислорода - 98-99 %, а также аргона, углекислого газа, воды, водорода), образующая земную атмосферу.

Вопрос 2. Какова роль воздушной оболочки для нашей планеты?

Воздушная оболочка нашей планеты – атмосфера – защищает живые организмы на земной поверхности от губительного воздействия ультрафиолетового излучения Солнца и других жестких космических излучений. Предохраняет Землю от метеоритов и космической пыли. Атмосфера служит также «одеждой», не позволяющей осуществляться потерям тепла, излучаемого Землей в пространство. Атмосферный воздух – это источник дыхания человека, животных и растительности.

Вопрос 3. Каково значение атмосферы в жизни нашей планеты?

Предохраняет Землю от метеоритов и космической пыли. Атмосфера служит также «одеждой», не позволяющей осуществляться потерям тепла, излучаемого Землей в пространство. Атмосферный воздух – это источник дыхания человека, животных и растительности. Особую роль для всего живого на Земле имеет озоновый слой, который защищает живые организмы от вредного ультрафиолетового излучения Солнца.

Вопрос 4. Из каких газов состоит воздух?

Атмосфера представляет собой смесь газов, в которой 78% составляет азот, около 21% - кислород, а 1% приходится на другие газы, в том числе углекислый газ и пары воды.

Вопрос 5. За какими облаками вы можете наблюдать?

Различают перистые, слоистые и кучевые облака.

Вопрос 6. Что такое ветер?

Движение воздуха вдоль поверхности Земли называют ветром. Ветер может дуть в разных направлениях и с разной скоростью. Чем больше скорость ветра, тем больше его сила.

Вопрос 7. Почему происходит гроза?

Она происходит, когда между мощными дождевыми облаками или между облаками и землёй возникают многократные электрические разряды - молнии. Электрические искры, пробивая воздух, мгновенно разогревают его, он резко расширяется, производя сильный шум, и мы слышим удар грома.

Вопрос 8. Что такое погода? О каких показателях состояния атмосферы сообщают в прогнозах погоды, передаваемых по радио и телевидению?

Погода - это состояние нижнего слоя атмосферы в данном месте и в данный момент. Погода характеризуется температурой, влажностью, облачностью, направлением и скоростью ветра, осадками.

Вопрос 9. Что такое климат? Чем он отличается от погоды?

Для каждой местности характерны определённые типы погоды и их смена, т. е. режим погоды. Многолетний режим погоды называют климатом. Климат, так же как и погода, включает важнейшие характеристики состояния атмосферы: температуру, влажность, облачность, осадки, ветры.

Погода – единовременное состояние природы, а климат – постоянное для данной местности.

Вопрос 10. Какой климат характерен для вашей местности: холодный, умеренный или жаркий; сухой или влажный?

Для нашей местности характерен умеренный климат.

Вопрос 11. Возникают ли в вашей местности ураганы? Чем они опасны?

В нашей местности ураганов нет. Обычно ураганы сопровождаются проливными дождями, приводящими к наводнениям. Всё это приносит большие разрушения, приводит к человеческим жертвам.

Вопрос 12. Опишите погоду сегодняшнего дня.

Температура воздуха – 5 градусов по Цельсию, низкая влажность, небольшая облачность. Скорость ветра 3,1 м/с, направление – юго-западный. Осадков не ожидается.

Атмосфера - газовая оболочка нашей планеты, которая вращается вместе с Землей. Газ, находящийся в атмосфере, называют воздухом. Атмосфера соприкасается с гидросферой и частично покрывает литосферу. А вот верхние границы определить трудно. Условно принято считать, что атмосфера простирается вверх приблизительно на три тысячи километров. Там она плавно перетекает в безвоздушное пространство.

Химический состав атмосферы Земли

Формирование химического состава атмосферы началось около четырех миллиардов лет назад. Изначально атмосфера состояла лишь из легких газов - гелия и водорода. По мнению ученых исходными предпосылками создания газовой оболочки вокруг Земли стали извержения вулканов, которые вместе с лавой выбрасывали огромное количество газов. В дальнейшем начался газообмен с водными пространствами, с живыми организмами, с продуктами их деятельности. Состав воздуха постепенно менялся и в современном виде зафиксировался несколько миллионов лет назад.

Главные же составляющие атмосферы это азот (около 79%) и кислород (20%). Оставшийся процент (1%) приходится на следующие газы: аргон, неон, гелий, метан, углекислый газ, водород, криптон, ксенон, озон, аммиак, двуокиси серы и азота, закись азота и окись углерода, входящих в этот один процент.

Кроме того, в воздухе содержится водяной пар и твердые частицы (пыльца растений, пыль, кристаллики соли, примеси аэрозолей).

В последнее время ученые отмечают не качественное, а количественное изменение некоторых ингредиентов воздуха. И причина тому - человек и его деятельность. Только за последние 100 лет содержание углекислого газа значительно возросло! Это чревато многими проблемами, самая глобальная из которых - изменение климата.

Формирование погоды и климата

Атмосфера играет важнейшую роль в формировании климата и погоды на Земле. Очень многое зависит от количества солнечных лучей, от характера подстилающей поверхности и атмосферной циркуляции.

Рассмотрим факторы по порядку.

1. Атмосфера пропускает тепло солнечных лучей и поглощает вредную радиацию. О том, что лучи Солнца падают на разные участки Земли под разными углами, знали еще древние греки. Само слово "климат" в переводе с древнегреческого означает "наклон". Так, на экваторе солнечные лучи падают практически отвесно, потому здесь очень жарко. Чем ближе к полюсам, тем больше угол наклона. И температура понижается.

2. Из-за неравномерного нагревания Земли в атмосфере формируются воздушные течения. Они классифицируются по своим размерам. Самые маленькие (десятки и сотни метров) - это местные ветра. Далее следуют муссоны и пассаты, циклоны и антициклоны, планетарные фронтальные зоны.

Все эти воздушные массы постоянно перемещаются. Некоторые из них довольно статичны. Например, пассаты, которые дуют от субтропиков по направлению к экватору. Движение других во многом зависит от атмосферного давления.

3. Атмосферное давление - еще один фактор, влияющий на формирование климата. Это давление воздуха на поверхность земли. Как известно, воздушные массы перемещаются с области с повышенным атмосферным давлением в сторону области, где это давление ниже.

Всего выделено 7 зон. Экватор - зона низкого давления. Далее, по обе стороны от экватора вплоть до тридцатых широт - область высокого давления. От 30° до 60° - опять низкое давление. А от 60° до полюсов - зона высокого давления. Между этими зонами и циркулируют воздушные массы. Те, что идут с моря на сушу, несут дожди и ненастье, а те, что дуют с континентов - ясную и сухую погоду. В местах, где воздушные течения сталкиваются, образуются зоны атмосферного фронта, которые характеризуются осадками и ненастной, ветреной погодой.

Ученые доказали, что от атмосферного давления зависит даже самочувствие человека. По международным стандартам нормальное атмосферное давление - 760 мм рт. столба при температуре 0°C. Этот показатель рассчитан на те участки суши, которые находятся практически вровень с уровнем моря. С высотой давление понижается. Поэтому, например, для Санкт-Петербурга 760 мм рт.ст. - это норма. А вот для Москвы, которая расположена выше, нормальное давление - 748 мм рт.ст.

Давление меняется не только по вертикали, но и по горизонтали. Особенно это чувствуется при прохождении циклонов.

Строение атмосферы

Атмосфера напоминает слоеный пирог. И каждый слой имеет свои особенности.

. Тропосфера - самый близкий к Земле слой. "Толщина" этого слоя изменяется по мере удаления от экватора. Над экватором слой простирается ввысь на 16-18 км, в умеренных зонах - на 10-12км, на полюсах - на 8-10 км.

Именно здесь содержится 80% всей массы воздуха и 90% водяного пара. Здесь образуются облака, возникают циклоны и антициклоны. Температура воздуха зависит от высоты местности. В среднем она понижается на 0,65° C на каждые 100 метров.

. Тропопауза - переходный слой атмосферы. Его высота - от нескольких сотен метров до 1-2 км. Температура воздуха летом выше, чем зимой. Так, например, над полюсами зимой -65° C. А над экватором в любое время года держится -70° C.

. Стратосфера - это слой, верхняя граница которого проходит на высоте 50-55 километров. Турбулентность здесь низкая, содержание водяного пара в воздухе - ничтожное. Зато очень много озона. Максимальная его концентрация - на высоте 20-25 км. В стратосфере температура воздуха начинает повышаться и достигает отметки +0,8° C. Это обусловлено тем, что озоновый слой взаимодействует с ультрафиолетовым излучением.

. Стратопауза - невысокий промежуточный слой между стратосферой и следующей за ней мезосферой.

. Мезосфера - верхняя граница этого слоя - 80-85 километров. Здесь происходят сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов. Именно они обеспечивают то нежное голубое сияние нашей планеты, которое видится из космоса.

В мезосфере сгорает большинство комет и метеоритов.

. Мезопауза - следующий промежуточный слой, температура воздуха в котором минимум -90°.

. Термосфера - нижняя граница начинается на высоте 80 - 90 км, а верхняя граница слоя проходит приблизительно по отметке 800 км. Температура воздуха возрастает. Она может варьироваться от +500° C до +1000° C. В течение суток температурные колебания составляют сотни градусов! Но воздух здесь настолько разрежен, что понимание термина "температура" как мы его представляем, здесь не уместно.

. Ионосфера - объединяет мезосферу, мезопаузу и термосферу. Воздух здесь состоит в основном из молекул кислорода и азота, а также из квазинейтральной плазмы. Солнечные лучи, попадая в ионосферу сильно ионизируют молекулы воздуха. В нижнем слое (до 90 км) степень ионизация низкая. Чем выше, тем больше ионизация. Так, на высоте 100-110 км электроны концентрируются. Это способствует отражению коротких и средних радиоволн.

Самый важный слой ионосферы - верхний, который находится на высоте 150-400 км. Его особенность в том, что он отражает радиоволны, а это способствует передаче радиосигналов на значительные расстояния.

Именно в ионосфере происходят такое явление, как полярное сияние.

. Экзосфера - состоит из атомов кислорода, гелия и водорода. Газ в этом слое очень разрежен и нередко атомы водорода ускользают в космическое пространство. Поэтому этот слой и называют "зоной рассеивания".

Первым ученым, который предположил, что наша атмосфера имеет вес, был итальянец Э. Торричелли. Остап Бендер, например, в романе "Золотой теленок" сокрушался, что на каждого человека давит воздушный столб весом в 14 кг! Но великий комбинатор немного ошибался. Взрослый человек испытывает на себя давление в 13-15 тонн! Но мы не чувствуем этой тяжести, потому что атмосферное давление уравновешивается внутренним давлением человека. Вес нашей атмосферы составляет 5 300 000 000 000 000 тонн. Цифра колоссальная, хотя это всего лишь миллионная часть веса нашей планеты.

6.2. Значение и строение атмосферы

Если воду, которой издавна не хватало, называли "ресурсом жизни", то о воздухе вспомнили лишь в нашу урбанизированную эпоху. Напомним, что без пищи человек может прожить несколько десятков дней, а без воздуха – только до 5-7 мин. Кроме того, человеку необходим чистый воздух, которого, в особенности в городах и индустриальных центрах, не хватает.

Значение атмосферы. Атмосферный воздух - важнейший природный ресурс, его назначе­ние (для Земли и человечества):

Снабдить людей, животный и растительный мир жизненно необхо­димыми газовыми элементами (кислородом, углекислым газом);

Смяг­чить температурные перепады (воздух - плохой проводник тепла и холода), т.е. обеспечить терморегуляцию на планете;

Защитить поверхность Земли от космического, радиационного и ультрафиолетового солнечного излучений;

Защитить Землю от метеоритов и прочих космических тел, подавляющая масса которых сгорает в атмосфере;

Обеспечить производственные антропогенные процессы кислородом, азотом, водородом и нейтральными газами.

Атмосфера "согревает" нашу планету, погло­щая тепло, излучаемое Землей в мировое пространство, и частично воз­вращая его в виде встречного излучения. Атмосфера рассеивает солнеч­ные лучи, в результате чего создается постепенный переход от света к тени (сумерки). В ночное время она излучает световые лучи и служит источником освещения земной поверхности.

Ночное свечение атмосфе­ры (люминесценция) - это свечение разреженных газов воздуха на высо­тах от 80 до 300 км. Оно обеспечивает 40 – 45 % общей освещенности земной поверхности в безлунную ночь, в то время как звездный свет составляет около 30 %, а на свет, рассеиваемый межзвездной пылью, приходятся остальные 25 – 30 %. Разновидностью свечения атмосферы являются полярные сияния. На Земле они наблюдаются в высоких широтах только ночью при отсут­ствии облаков. Из космоса полярные сияния видны всегда, и при этом одновременно над большими территориями.

Строение атмосферы . В составе атмосферы выделяют несколько слоев - сфер, между которыми нет резко выраженных границ.

1. Тропосфера - нижний основной слой атмосферы. Он наиболее хо­рошо изучен. Высота тропосферы достигает 10 км над полюсами, 12 км в умеренных широтах и до 18 км над экватором.

Тропосфера содержит более 4/5 всей массы атмосферного воздуха. В ней наиболее ярко прояв­ляются разнообразные погодные явления. Известно, что с подъемом на 1 км температура воздуха в этом слое снижается более чем на 6 граду­сов . Это происходит потому, что воздух пропускает к поверхности Зем­ли солнечные лучи, которые ее нагревают. От земной поверхности на­греваются и прилегающие к Земле слои атмосферы.

Зимой поверхность Земли сильно охлаждается, чему способствует снежный покров, отражающий большую часть солнечных лучей. По этой причине воздух у поверхности Земли оказывается холоднее, чем вверху, то есть образуется так называемая инверсия температуры. Инверсия температуры часто наблюдается и в ночное время суток.

Летом поверхность Земли сильно и неравномерно нагревается сол­нечными лучами. От наиболее нагретых ее участков поднимаются вверх воздушные вихри. На смену поднявшемуся воздуху притекает воздух со стороны менее нагретых участков Земли, в свою очередь, замещаемый воздухом из верхних слоев атмосферы. Возникает конвекция, которая вызывает перемешивание атмосферы в вертикальном направлении. Конвекция способствует рассеиванию тумана и снижает запыленность нижнего слоя атмосферы.

В верхних слоях тропосферы на высоте 12 - 17 км при пролете са­молетов часто образуются белые облачные следы, хорошо видимые с большого расстояния. Эти следы называются конденсационными , или следами инверсии. Основной причиной конденсационных следов является конденсация, или сублимация водяного пара, попадающего в атмосферу с отработав­шими газами авиационных двигателей, так как при сжигании керосина в авиационном двигателе образуется водяной пар.

Для сжигания в двига­теле 1 кг топлива расходуется около 11 кг атмосферного воздуха, при этом образуется около 12 кг отработавших газов, содержащих почти 1,4 кг водяного пара.

2. Стратосфера находится над тропосферой до высоты 50-55 км. В ней содержится менее 20 % массы всего атмосферного воздуха. В этом слое имеется незначительное перемещение газов и происходит возрас­тание температуры с высотой (до 0 0 С у верхней границы).

Нижняя часть стратосферы представляет мощный задерживающий слой, под которым скапливаются водяной пар, кристаллы льда и другие твердые частицы. Относительная влажность воздуха здесь всегда близка к 100 %.

В стратосфере расположен озоновый слой, отражающий губи­тельное для жизни космическое излучение и частично ультрафиолето­вые лучи Солнца. Наибольшая концентрация озона имеется на высоте 15-35 км, где свободный кислород под влиянием солнечной радиации превращается в озон.

3. Мезосфера простирается выше стратосферы на высоте приблизительно от 50 до 80 км. На её долю приходится менее 1 % воздуха. Для неё характерно понижение температуры с увеличением высоты, приблизительно от 0° С на границе со стратосферой до -90° С в верхних слоях мезосферы.

4. Ионосфера находится над мезосферой. Она характеризуется значи­тельным содержанием атмосферных ионов и свободных электронов. В ионосфере происходит под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации ионизация сильно разреженного воздуха, а также космического излучения, которые вызывают разложение молекул атмосферных газов на ионы и электроны. Особенно интенсивна ионизация на высоте от 80 до 400 км. Ионосфера способствует рас­пространению радиоволн. Верхняя граница ионосферы является внеш­ней частью магнитосферы Земли. Ионосферу часто называют термосферой .