Строение и состав атмосферы. И 13: Озоновый экран

В атмосфере выделяются несколько слоёв, отличающихся друг от друга температурой. Нижний её слой — тропосфера — нагревается снизу от Земли, которая в свою очередь нагревается солнечными лучами. Непосредственный нагрев воздуха за счёт поглощения им солнечных лучей в десятки раз меньше.

С высотой нагрев уменьшается, и это понижает температуру воздуха в среднем от +14° С на уровне моря до —55" С на верхней границе тропосферы. Этому способствует охлаждение и расширение поднимающегося воздуха, а препятствует выделение тепла при конденсации водяных паров. На верхней границе тропосферы радиационный нагрев воздуха солнцем уравнивается с нагревом от Земли.

Выше тропосферы существует слой с постоянной низкой температурой — тропопауза. В тропиках, где солнечные лучи падают отвесно или почти отвесно и где суша и море нагреваются сильнее, толщина этого слоя 14—16 км. В полярных областях, где косые лучи слабо нагревают Землю, тропопауза тоньше — всего 8—10 км.Выше тропопаузы роль воды и суши в нагреве столь мала, что воздух с высотой вначале медленно, а потом всё быстрее нагревается примерно до —3° С на высоте около 50 км. Этот слой называется стратосферой. Она нагревается за счёт поглощения ультрафиолетовой солнечной радиации озоном (Оз).

Выше озонового слоя, в мезосфере, температура вновь убывает с высотой. Новый нагрев воздуха происходит ещё выше, в термосфере, он тоже связан с поглощением ультрафиолетовой радиации и сопровождается ионизацией атмосферы. Выше 1 тыс. км, в экзосфере, частицы газов (водорода) рассеиваются в околоземном космическом пространстве и навсегда покидают окрестности нашей планеты.

Сложные химические реакции в верхних слоях атмосферы — выше 50 км — делают её электропроводной и создают слои, отражающие радиоволны. Это позволяет проводить дальнюю радиосвязь вокруг Земли. Поскольку при реакциях.выделяются ионы, верхнюю часть атмосферы (мезосферу и термосферу вместе) называют также ионосферой. Облучение солнечными электронами ионов в верхней атмосфере часто приводит к свечениям. Самое эффектное из них — полярное сияние.

Следует отметить, что рассмотренная структура атмосферы типична для всех обладающих атмосферой планет Солнечной системы. Исключение составляет лишь земная, у которой есть стратосфера. Содержащийся в ней озон создаёт условия для уникального температурного режима.

Г

На снимке с космического спутника прекрасно видно, как уменьшается содержание озона над Антарктидой. Озоновый экран защищает всё живое на Земле от губительных космических излучений.Учёные опасаются что озоновая дыра может увеличиться т.к. это опасно для человека и окружающей его среды.

Газовый состав в стратосфере и даже в нижней мезосфере близок к тропосферному.Главная особенность нижней стратосферы — повышенное содержание трёхатомного кислорода — озона (Оз) на высотах 20—30 км. Озон образуется из кислорода под воздействием ультрафиолетовых лучей, которые он поглощает, предохраняя от них живые организмы. В вышележащих слоях для его образования не хватает кислорода, в нижележащих — ультрафиолетовой радиации.Общее содержание озона в столбе атмосферы соответствует 2—4 мм слоя чистого озона при приземных давлении и температуре воздуха. Общее содержание озона измеряется в «единицах Добсона», равных 0,01 мм чистого озона в приземных условиях, и колеблется от 150 до 450 этих единиц.

Выше 90 км в результате фотохимических реакций меняется химический состав атмосферы. Она обогащается лёгкими газами. Выше 600 км преобладает гелий, а выше 1600 км — водород.

Объём атмосферы около 4∙10¹² км³. Это в 3 тыс. раз больше, чем объём гидросферы, включая океан. Однако масса атмосферы в 300 раз меньше, чем гидросферы, и составляет лишь 5,3 млрд т.