جو به چه قسمت هایی تقسیم می شود؟ ترکیب شیمیایی جو زمین. ترکیب جو زمین بر حسب درصد
همه کسانی که با هواپیما پرواز کرده اند به این نوع پیام عادت کرده اند: "پرواز ما در ارتفاع 10000 متری انجام می شود، دمای بیرون 50 درجه سانتیگراد است." به نظر چیز خاصی نیست هر چه از سطح زمین که توسط خورشید گرم می شود دورتر باشد، سردتر است. بسیاری از مردم فکر می کنند که دما به طور مداوم با ارتفاع کاهش می یابد و دما به تدریج کاهش می یابد و به دمای فضا نزدیک می شود. به هر حال، دانشمندان تا پایان قرن 19 چنین فکر می کردند.
بیایید نگاهی دقیق تر به توزیع دمای هوا بر روی زمین بیندازیم. اتمسفر به چندین لایه تقسیم می شود که در درجه اول ماهیت تغییرات دما را منعکس می کند.
لایه زیرین جو نامیده می شود تروپوسفرکه به معنی "کره چرخش" است، همه تغییرات در آب و هوا و آب و هوا نتیجه فرآیندهای فیزیکی است که دقیقا در این لایه رخ می دهد در ارتفاع 15-16 کیلومتری بالای استوا و 7-8 کیلومتری بالای قطب ها، جو نیز تحت تأثیر چرخش سیاره ما تا حدودی در بالای قطب ها مسطح شده و در بالای استوا متورم می شود. با این حال، این اثر در جو بسیار بیشتر از پوسته جامد زمین در جهت از سطح زمین به سمت بالا، دمای هوا در بالای استوا کاهش می یابد در حدود -62 درجه سانتیگراد و بالای قطبها - حدود -45 درجه سانتیگراد. در عرضهای جغرافیایی معتدل، بیش از 75٪ از جرم جو در تروپوسفر است از جو
در سال 1899، یک حداقل در مشخصات دمای عمودی در یک ارتفاع مشخص یافت شد و سپس دما کمی افزایش یافت. آغاز این افزایش به معنای انتقال به لایه بعدی جو - به استراتوسفرکه به معنای "کره" است. اصطلاح استراتوسفر به معنای منحصر به فرد بودن لایه ای است که در بالای سطح زمین قرار دارد ویژگی این است که، به ویژه، افزایش شدید در دمای هوا توضیح داده شده است که واکنش تشکیل ازن یکی از اصلی ترین واکنش های شیمیایی در جو است.
بخش عمده ای از ازن در ارتفاعات تقریباً 25 کیلومتری متمرکز شده است، اما به طور کلی لایه ازن یک پوسته بسیار گسترده است که تقریباً کل استراتوسفر را می پوشاند. تعامل اکسیژن با پرتوهای فرابنفش یکی از فرآیندهای مفید در جو زمین است که به حفظ حیات روی زمین کمک می کند. جذب این انرژی توسط ازن مانع از جریان بیش از حد آن به سطح زمین می شود، جایی که دقیقاً سطح انرژی مناسب برای وجود اشکال حیات زمینی ایجاد می شود. اوزونوسفر مقداری از انرژی تابشی که از جو عبور می کند را جذب می کند. در نتیجه، یک شیب عمودی دمای هوا تقریباً 0.62 درجه سانتیگراد در هر 100 متر در اوزونوسفر ایجاد می شود، به عنوان مثال، دما با افزایش ارتفاع تا حد بالایی استراتوسفر - استراتوپوز (50 کیلومتر) افزایش می یابد، که مطابق با برخی از داده ها، 0 درجه سانتیگراد.
در ارتفاعات 50 تا 80 کیلومتری لایه ای از جو وجود دارد که به آن می گویند مزوسفر. کلمه مزوسفر به معنای کره میانی است که در آن دمای هوا با افزایش ارتفاع کم می‌شود. بالای مزوسفر، در لایه ای به نام ترموسفر، دما دوباره با ارتفاع تا حدود 1000 درجه سانتیگراد افزایش می یابد و سپس بسیار سریع به -96 درجه سانتیگراد کاهش می یابد. با این حال، به طور نامحدود کاهش نمی یابد، سپس دما دوباره افزایش می یابد.
ترموسفراولین لایه است یونوسفر. بر خلاف لایه‌های ذکر شده قبلی، یونوسفر از نظر دما متمایز نمی‌شود. یونوسفر ناحیه ای با طبیعت الکتریکی است که بسیاری از انواع ارتباطات رادیویی را ممکن می سازد. یونوسفر به چند لایه تقسیم می شود که با حروف D، E، F1 و F2 مشخص می شود. جدا شدن به لایه ها به دلایل مختلفی ایجاد می شود که از جمله مهمترین آنها تأثیر نابرابر لایه ها در عبور امواج رادیویی است. پایین ترین لایه، D، عمدتا امواج رادیویی را جذب می کند و در نتیجه از انتشار بیشتر آنها جلوگیری می کند. بهترین لایه E مطالعه شده در ارتفاع تقریبی 100 کیلومتری از سطح زمین قرار دارد. به نام دانشمندان آمریکایی و انگلیسی که به طور همزمان و مستقل آن را کشف کردند، لایه Kennelly-Heaviside نیز نامیده می شود. لایه E مانند یک آینه غول پیکر، امواج رادیویی را منعکس می کند. به لطف این لایه، امواج رادیویی طولانی‌تر از آنچه که انتظار می‌رفت، بدون اینکه از لایه E منعکس شوند، مسافت بیشتری را طی می‌کنند. همراه با لایه Kennelly-Heaviside، امواج رادیویی را به ایستگاه های رادیویی زمینی منعکس می کند. لایه اپلتون در ارتفاع حدود 240 کیلومتری قرار دارد.
بیرونی ترین ناحیه جو، لایه دوم یونوسفر، اغلب نامیده می شود اگزوسفر. این اصطلاح به وجود حاشیه های فضا در نزدیکی زمین اشاره دارد. تعیین دقیق محل پایان جو و شروع فضا دشوار است، زیرا چگالی با افزایش ارتفاع افزایش می یابد. گازهای اتمسفربه تدریج کاهش می یابد و خود اتمسفر به تدریج تقریباً به خلاء تبدیل می شود که در آن فقط مولکول های منفرد رخ می دهد. در حال حاضر در ارتفاع تقریبی 320 کیلومتری، چگالی جو آنقدر کم است که مولکول ها می توانند بیش از 1 کیلومتر را بدون برخورد با یکدیگر طی کنند. بیرونی ترین قسمت جو به عنوان مرز بالایی آن عمل می کند که در ارتفاعات 480 تا 960 کیلومتری قرار دارد.
اطلاعات بیشتر در مورد فرآیندهای جو را می توان در وب سایت "Earth Climate" یافت.
دنیای اطراف ما از سه بسیار تشکیل شده است بخش های مختلف: زمین، آب و هوا. هر کدام از آنها در نوع خود منحصر به فرد و جالب هستند. در حال حاضر ما صحبت خواهیم کردفقط در مورد آخرین آنها. جو چیست؟ چگونه به وجود آمد؟ از چه چیزهایی تشکیل شده و به چه قسمت هایی تقسیم می شود؟ همه این سوالات فوق العاده جالب هستند.
نام "اتمسفر" خود از دو کلمه تشکیل شده است منشا یونانی، ترجمه شده به روسی آنها به معنای "بخار" و "توپ" هستند. و اگر نگاه کنید تعریف دقیقسپس می توانید مطالب زیر را بخوانید: "اتمسفر پوسته هوای سیاره زمین است که همراه با آن به فضا می رود." به موازات فرآیندهای زمین شناسی و ژئوشیمیایی که در این سیاره اتفاق افتاد توسعه یافت. و امروزه تمام فرآیندهایی که در موجودات زنده رخ می دهد به آن بستگی دارد. بدون جو، این سیاره به یک بیابان بی جان تبدیل می شود، مانند ماه.
از چه چیزی تشکیل شده است؟
این سوال که فضا چیست و چه عناصری در آن گنجانده شده است مدت هاست که افراد را به خود مشغول کرده است. اجزای اصلی این پوسته قبلاً در سال 1774 شناخته شده بود. آنها توسط Antoine Lavoisier نصب شده اند. او کشف کرد که ترکیب جو عمدتاً از نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده است. با گذشت زمان، اجزای آن تصفیه شد. و اکنون مشخص شده است که حاوی بسیاری از گازهای دیگر و همچنین آب و غبار است.
بیایید نگاهی دقیق تر به آنچه که جو زمین را در نزدیکی سطح آن تشکیل می دهد بیندازیم. رایج ترین گاز نیتروژن است. این مقدار کمی بیش از 78 درصد است. اما، با وجود چنین مقدار زیادی، نیتروژن عملاً در هوا غیر فعال است.
عنصر بعدی از نظر کمیت و از نظر اهمیت بسیار مهم، اکسیژن است. این گاز تقریباً 21 درصد دارد و فعالیت بسیار بالایی از خود نشان می دهد. عملکرد خاص آن اکسید کردن مواد آلی مرده است که در نتیجه این واکنش تجزیه می شود.
گازهای کم اما مهم
سومین گازی که بخشی از جو است آرگون است. کمی کمتر از یک درصد است. پس از آن دی اکسید کربن با نئون، هلیوم با متان، کریپتون با هیدروژن، زنون، ازن و حتی آمونیاک می آیند. اما تعداد آنها به قدری کم است که درصد چنین اجزایی برابر با صدم، هزارم و میلیونیم است. از این میان، تنها دی اکسید کربن نقش مهمی ایفا می کند، زیرا این ماده ساختمانی است که گیاهان برای فتوسنتز به آن نیاز دارند. عملکرد مهم دیگر آن جلوگیری از تشعشع و جذب مقداری از گرمای خورشید است.
گاز کوچک اما مهم دیگر، ازن برای به دام انداختن تابش فرابنفش خورشیدی وجود دارد. به لطف این ویژگی، تمام حیات روی این سیاره به طور قابل اعتماد محافظت می شود. از طرف دیگر، ازن بر دمای استراتوسفر تأثیر می گذارد. به دلیل جذب این اشعه، هوا گرم می شود.
ثبات ترکیب کمی جو با اختلاط بی وقفه حفظ می شود. لایه های آن هم به صورت افقی و هم به صورت عمودی حرکت می کنند. بنابراین، در هر کجا کره زمیناکسیژن کافی و بدون اکسیژن اضافی دی اکسید کربن.
چه چیز دیگری در هوا است؟
لازم به ذکر است که بخار و گرد و غبار در فضای هوایی مشاهده می شود. دومی متشکل از گرده و ذرات خاک است که در شهر با ناخالصی های انتشارات جامد از گازهای خروجی به هم می پیوندند.
اما آب زیادی در جو وجود دارد. تحت شرایط خاصی متراکم می شود و ابر و مه پدیدار می شود. در اصل ، اینها یکسان هستند ، فقط اولین ها در بالای سطح زمین ظاهر می شوند و آخرین آنها در امتداد آن پخش می شوند. ابرها اشکال مختلفی دارند. این فرآیند به ارتفاع بالای زمین بستگی دارد.
اگر آنها در 2 کیلومتری زمین تشکیل شوند، به آنها لایه لایه می گویند. از آنهاست که باران بر زمین می ریزد یا برف می بارد. در بالای آنها ابرهای کومولوس تا ارتفاع 8 کیلومتری تشکیل می شوند. آنها همیشه زیباترین و زیباترین هستند. آنها کسانی هستند که به آنها نگاه می کنند و در تعجب هستند که چه شکلی هستند. اگر چنین تشکیلاتی در 10 کیلومتر بعدی ظاهر شوند، بسیار سبک و مطبوع خواهند بود. نام آنها پر است.
جو به چه لایه هایی تقسیم می شود؟
اگرچه آنها دماهای بسیار متفاوتی با یکدیگر دارند، اما تشخیص اینکه یک لایه در چه ارتفاع خاصی شروع می شود و دیگری به پایان می رسد بسیار دشوار است. این تقسیم بندی بسیار مشروط و تقریبی است. با این حال، لایه های جو هنوز وجود دارند و وظایف خود را انجام می دهند.
پایین ترین قسمت پوسته هوا تروپوسفر نام دارد. ضخامت آن با حرکت از قطب ها به استوا از 8 به 18 کیلومتر افزایش می یابد. این گرم ترین قسمت جو است زیرا هوای موجود در آن توسط سطح زمین گرم می شود. بیشتر بخار آب در تروپوسفر متمرکز شده است، به همین دلیل است که ابرها تشکیل می شوند، بارندگی می بارد، رعد و برق می پیچد و باد می وزد.
لایه بعدی حدود 40 کیلومتر ضخامت دارد و استراتوسفر نام دارد. اگر ناظری به این قسمت از هوا حرکت کند، متوجه خواهد شد که آسمان ارغوانی شده است. این با چگالی کم ماده توضیح داده می شود که عملاً پراکنده نمی شود اشعه های خورشید. در این لایه است که هواپیماهای جت پرواز می کنند. همه فضاهای باز برای آنها باز است، زیرا عملا هیچ ابری وجود ندارد. در داخل استراتوسفر لایه ای متشکل از مقادیر زیادی ازن وجود دارد.
پس از آن استراتوپوز و مزوسفر می آیند. ضخامت دومی حدود 30 کیلومتر است. با کاهش شدید چگالی هوا و دما مشخص می شود. آسمان برای ناظر سیاه به نظر می رسد. در اینجا حتی می توانید ستاره ها را در طول روز تماشا کنید.
لایه هایی که عملاً هوا در آنها وجود ندارد
ساختار جو با لایه‌ای به نام ترموسفر ادامه می‌یابد - طولانی‌ترین لایه از بقیه، ضخامت آن به 400 کیلومتر می‌رسد. این لایه با دمای بسیار زیاد خود که می تواند به 1700 درجه سانتیگراد برسد متمایز می شود.
دو کره آخر اغلب در یک کره ترکیب می شوند و یونوسفر نامیده می شوند. این به این دلیل است که واکنش هایی با آزاد شدن یون ها در آنها رخ می دهد. این لایه ها هستند که امکان مشاهده پدیده طبیعی مانند شفق های شمالی را فراهم می کنند.
50 کیلومتر بعدی از زمین به اگزوسفر اختصاص دارد. این پوسته بیرونی جو است. ذرات هوا را در فضا پراکنده می کند. ماهواره های هواشناسی معمولا در این لایه حرکت می کنند.
جو زمین با مگنتوسفر به پایان می رسد. این اوست که بیشتر ماهواره های مصنوعی سیاره را پناه داده است.
پس از تمام آنچه گفته شد، نباید سؤالی در مورد فضا باقی بماند. اگر در مورد ضرورت آن شک دارید، به راحتی می توان آنها را برطرف کرد.
معنی جو
وظیفه اصلی جو محافظت از سطح سیاره در برابر گرمای بیش از حد در روز و خنک شدن بیش از حد در شب است. هدف مهم بعدی این پوسته که هیچ کس با آن مخالفت نمی کند، تامین اکسیژن برای همه موجودات زنده است. بدون این آنها خفه می شوند.
بیشتر شهاب سنگ ها در آن می سوزند لایه های بالایی، هرگز به سطح زمین نمی رسد. و مردم می توانند چراغ های پرنده را تحسین کنند و آنها را با ستاره های پرتاب اشتباه بگیرند. بدون جو، کل زمین پر از دهانه خواهد بود. و حفاظت از تابش خورشید قبلاً در بالا مورد بحث قرار گرفته است.
چگونه یک فرد بر جو تأثیر می گذارد؟
خیلی منفی این به دلیل فعالیت روزافزون مردم است. سهم اصلی همه نکات منفیحساب های صنعت و حمل و نقل به هر حال، اتومبیل هایی هستند که تقریباً 60٪ از همه آلاینده ها را منتشر می کنند که به جو نفوذ می کنند. چهل مابقی بین انرژی و صنعت و همچنین صنایع دفع زباله تقسیم می شود.
فهرست کنید مواد مضر، که روزانه ترکیب هوا را دوباره پر می کنند، بسیار طولانی است. به دلیل حمل و نقل در جو وجود دارد: نیتروژن و گوگرد، کربن، آبی و دوده، و همچنین یک ماده سرطان زا قوی که باعث سرطان پوست می شود - بنزوپیرن.
این صنعت در این زمینه نقش دارد عناصر شیمیایی: دی اکسید گوگرد، هیدروکربن و سولفید هیدروژن، آمونیاک و فنل، کلر و فلوئور. اگر این روند ادامه پیدا کند، به زودی به این سؤالات پاسخ داده می شود: «فضا چیست؟ از چه چیزی تشکیل شده است؟ کاملا متفاوت خواهد بود.
- پوسته هوای کره زمین که همراه با زمین می چرخد. مرز بالایی جو به طور معمول در ارتفاعات 150-200 کیلومتری ترسیم می شود. مرز پایینی سطح زمین است.
هوای اتمسفر مخلوطی از گازها است. بیشتر حجم آن در لایه سطحی هوا شامل نیتروژن (78٪) و اکسیژن (21٪) است. علاوه بر این، هوا حاوی گازهای بی اثر (آرگون، هلیوم، نئون و غیره)، دی اکسید کربن (0.03)، بخار آب و ذرات جامد مختلف (غبار، دوده، کریستال های نمک) است.
هوا بی رنگ است و رنگ آسمان با ویژگی های پراکندگی امواج نور توضیح داده می شود.
جو از چندین لایه تشکیل شده است: تروپوسفر، استراتوسفر، مزوسفر و ترموسفر.
لایه زیر زمینی هوا نامیده می شود تروپوسفردر عرض های جغرافیایی مختلف قدرت آن یکسان نیست. تروپوسفر از شکل سیاره پیروی می کند و همراه با زمین در چرخش محوری شرکت می کند. در خط استوا، ضخامت جو از 10 تا 20 کیلومتر متغیر است. در استوا بزرگتر و در قطبها کمتر است. تروپوسفر با حداکثر چگالی هوا مشخص می شود. تروپوسفر شرایط آب و هوایی را تعیین می کند: مختلف توده های هوابا تشکیل ابرها و بارش، حرکت شدید افقی و عمودی هوا رخ می دهد.
در بالای تروپوسفر تا ارتفاع 50 کیلومتری قرار دارد استراتوسفربا چگالی هوا کمتر و فاقد بخار آب مشخص می شود. در قسمت پایینی استراتوسفر در ارتفاعات حدود 25 کیلومتری. یک "صفحه ازن" وجود دارد - لایه ای از جو با غلظت بالایی از ازن، که اشعه ماوراء بنفش را جذب می کند که برای موجودات کشنده است.
در ارتفاع 50 تا 80-90 کیلومتری گسترش می یابد مزوسفربا افزایش ارتفاع، دما با شیب عمودی متوسط (0.25-0.3) درجه در 100 متر کاهش می یابد و چگالی هوا کاهش می یابد. فرآیند اصلی انرژی انتقال حرارت تابشی است. درخشش اتمسفر ناشی از فرآیندهای فتوشیمیایی پیچیده شامل رادیکال‌ها و مولکول‌های برانگیخته ارتعاشی است.
ترموسفردر ارتفاع 80-90 تا 800 کیلومتری قرار دارد. چگالی هوا در اینجا حداقل است و درجه یونیزاسیون هوا بسیار زیاد است. دما بسته به فعالیت خورشید تغییر می کند. با توجه به تعداد زیادیذرات باردار، نورهای قطبی و طوفان های مغناطیسی در اینجا مشاهده می شوند.
جو برای طبیعت کره زمین از اهمیت بالایی برخوردار است.بدون اکسیژن، موجودات زنده نمی توانند نفس بکشند. لایه اوزون آن از همه موجودات زنده در برابر اشعه های مضر فرابنفش محافظت می کند. جو نوسانات دما را صاف می کند: سطح زمین در شب فوق العاده خنک نمی شود و در روز بیش از حد گرم نمی شود. در لایه های متراکم هوای جوی، شهاب سنگ ها قبل از رسیدن به سطح سیاره از خارها می سوزند.
جو با تمام لایه های زمین تعامل دارد. با کمک آن گرما و رطوبت بین اقیانوس و خشکی مبادله می شود. بدون اتمسفر، ابر، بارندگی یا باد وجود نخواهد داشت.
فعالیت های اقتصادی انسان تأثیر نامطلوب قابل توجهی بر جو دارد. آلودگی هوای جو رخ می دهد که منجر به افزایش غلظت مونوکسید کربن (CO 2) می شود. و این به گرمایش جهانی کمک می کند و "اثر گلخانه ای" را افزایش می دهد. لایه ازنزمین به دلیل زباله های صنعتی و حمل و نقل از بین می رود.
جو نیاز به حفاظت دارد. در کشورهای توسعه یافته مجموعه ای از اقدامات برای محافظت از هوای جوی در برابر آلودگی اجرا می شود.
هنوز سوالی دارید؟ می خواهید در مورد جو بیشتر بدانید؟
برای کمک گرفتن از یک معلم خصوصی -.
blog.site، هنگام کپی کامل یا جزئی مطالب، پیوند به منبع اصلی الزامی است.
اتمسفر همان چیزی است که زندگی بر روی زمین را ممکن می کند. ما اولین اطلاعات و حقایق مربوط به جو را دریافت می کنیم مدرسه ابتدایی. در دبیرستان در درس جغرافیا با این مفهوم بیشتر آشنا می شویم.
مفهوم جو زمین
نه تنها زمین، بلکه سایر اجرام آسمانی نیز جو دارند. این نامی است که به پوسته گازی اطراف سیارات داده شده است. ترکیب این لایه گاز در بین سیارات به طور قابل توجهی متفاوت است. بیایید به اطلاعات اولیه و حقایق در مورد دیگری که هوا نامیده می شود نگاه کنیم.
مهمترین جزء آن اکسیژن است. برخی افراد به اشتباه تصور می کنند که جو زمین کاملاً از اکسیژن تشکیل شده است، اما در واقع هوا مخلوطی از گازها است. حاوی 78 درصد نیتروژن و 21 درصد اکسیژن است. یک درصد باقیمانده شامل ازن، آرگون، دی اکسید کربن و بخار آب است. اگرچه درصد این گازها اندک است، اما آنها عملکرد مهمی را انجام می دهند - آنها بخش قابل توجهی از انرژی تابشی خورشید را جذب می کنند و در نتیجه مانع از تبدیل شدن تمام حیات در سیاره ما به خاکستر توسط نور می شوند. خواص جو بسته به ارتفاع تغییر می کند. مثلاً در ارتفاع 65 کیلومتری نیتروژن 86 درصد و اکسیژن 19 درصد است.
ترکیب جو زمین
- دی اکسید کربنبرای تغذیه گیاه لازم است. در نتیجه فرآیند تنفس موجودات زنده، پوسیدگی و احتراق در جو ظاهر می شود. فقدان آن در جو وجود هر گونه گیاهی را غیرممکن می کند.
- اکسیژن- جزء حیاتی جو برای انسان. وجود آن شرط وجود همه موجودات زنده است. حدود 20 درصد از حجم کل گازهای اتمسفر را تشکیل می دهد.
- ازنیک جاذب طبیعی خورشیدی است اشعه ماوراء بنفش، که بر موجودات زنده اثر مخربی دارد. بیشتر آن یک لایه مجزا از جو را تشکیل می دهد - صفحه ازن. در اخیرافعالیت انسانی به این واقعیت منجر می شود که به تدریج شروع به فروپاشی می کند، اما از آنجایی که از اهمیت زیادی برخوردار است، کار فعالی برای حفظ و بازسازی آن انجام می شود.
- بخار آبرطوبت هوا را تعیین می کند. محتوای آن ممکن است بسته به عوامل مختلفی متفاوت باشد: دمای هوا، موقعیت سرزمینی، فصل. در دماهای پایین بخار آب بسیار کمی در هوا وجود دارد، شاید کمتر از یک درصد و در دماهای بالا مقدار آن به 4 درصد می رسد.
- علاوه بر تمام موارد فوق، ترکیب جو زمینهمیشه درصد مشخصی وجود دارد ناخالصی جامد و مایع. این دوده است، خاکستر، نمک دریا، گرد و غبار، قطرات آب، میکروارگانیسم ها. آنها می توانند به طور طبیعی و انسانی وارد هوا شوند.
لایه های جو
و دما، و چگالی، و ترکیب با کیفیت بالاهوا یکسان نیست ارتفاعات مختلف. به همین دلیل مرسوم است که لایه های مختلف جو را از هم متمایز می کنند. هر کدام از آنها ویژگی های خاص خود را دارند. بیایید دریابیم که چه لایه هایی از جو متمایز است:
- تروپوسفر - این لایه اتمسفر به سطح زمین نزدیکتر است. ارتفاع آن از قطب ها 8-10 کیلومتر و در مناطق گرمسیری 16-18 کیلومتر است. 90 درصد تمام بخار آب موجود در جو در اینجا قرار دارد، بنابراین تشکیل ابر فعال رخ می دهد. همچنین در این لایه فرآیندهایی مانند حرکت هوا (باد)، تلاطم و همرفت مشاهده می شود. محدوده دما از +45 درجه در ظهر تا زمان گرمسال در مناطق استوایی تا -65 درجه در قطب.
- استراتوسفر دومین لایه دورافتاده جو است. در ارتفاع 11 تا 50 کیلومتری قرار دارد. در لایه پایینی استراتوسفر، دما تقریباً 55- است و در حال دور شدن از زمین به +1 درجه سانتیگراد می رسد. این ناحیه وارونگی نامیده می شود و مرز استراتوسفر و مزوسفر است.
- مزوسفر در ارتفاع 50 تا 90 کیلومتری قرار دارد. دما در مرز پایین آن حدود 0 است، در بالا به -80...-90 ˚С می رسد. شهاب سنگ هایی که وارد جو زمین می شوند در مزوسفر کاملاً می سوزند و به همین دلیل است که در اینجا درخشش هوا رخ می دهد.
- ضخامت ترموسفر تقریباً 700 کیلومتر است. شفق شمالی در این لایه جو ظاهر می شود. آنها به دلیل تأثیر تشعشعات کیهانی و تشعشعات ساطع شده از خورشید ظاهر می شوند.
- اگزوسفر ناحیه ای از پراکندگی هوا است. در اینجا غلظت گازها کم است و به تدریج به فضای بین سیاره ای فرار می کنند.
مرز بین جو زمین و فضای بیرونی 100 کیلومتر در نظر گرفته شده است. این خط را خط کارمان می نامند.
فشار اتمسفر
هنگام گوش دادن به پیش بینی آب و هوا، اغلب خوانش فشار هوا را می شنویم. اما فشار اتمسفر به چه معناست و چگونه می تواند بر ما تأثیر بگذارد؟
ما متوجه شدیم که هوا از گازها و ناخالصی ها تشکیل شده است. هر یک از این اجزا وزن خاص خود را دارند، به این معنی که جو بی وزن نیست، همانطور که تا قرن هفدهم تصور می شد. فشار اتمسفر نیرویی است که با آن تمام لایه های جو بر سطح زمین و همه اجسام فشار می آورند.
دانشمندان محاسبات پیچیده ای انجام دادند و آن را ثابت کردند متر مربعمنطقه ای که جو با نیروی 10333 کیلوگرم فشار می آورد. این بدان معنی است که بدن انسان در معرض فشار هوا است که وزن آن 12-15 تن است. چرا ما این را احساس نمی کنیم؟ او ما را نجات می دهد فشار داخلی، که خارجی را متعادل می کند. شما می توانید فشار اتمسفر را در هواپیما یا در ارتفاعات کوهستانی احساس کنید، زیرا فشار اتمسفر در ارتفاع بسیار کمتر است. در این حالت، ناراحتی جسمی، انسداد گوش و سرگیجه ممکن است.
در مورد فضای اطراف می توان چیزهای زیادی گفت. ما چیزهای زیادی در مورد او می دانیم حقایق جالبو برخی از آنها ممکن است تعجب آور به نظر برسند:
- وزن جو زمین 5,300,000,000,000,000 تن است.
- انتقال صدا را تقویت می کند. در ارتفاع بیش از 100 کیلومتری این خاصیت به دلیل تغییر در ترکیب جو از بین می رود.
- حرکت اتمسفر با گرمای ناهموار سطح زمین تحریک می شود.
- برای تعیین دمای هوا از دماسنج و برای تعیین فشار جو از فشارسنج استفاده می شود.
- وجود جو سیاره ما را از 100 تن شهاب سنگ در روز نجات می دهد.
- ترکیب هوا برای چند صد میلیون سال ثابت بود، اما با شروع فعالیت های صنعتی سریع شروع به تغییر کرد.
- اعتقاد بر این است که جو به سمت بالا تا ارتفاع 3000 کیلومتری گسترش می یابد.
اهمیت جو برای انسان
منطقه فیزیولوژیکی جو 5 کیلومتر است. در ارتفاع 5000 متری از سطح دریا، فرد شروع به تجربه گرسنگی اکسیژن می کند که با کاهش عملکرد و بدتر شدن رفاه بیان می شود. این نشان می دهد که یک فرد نمی تواند در فضایی که این مخلوط شگفت انگیز از گازها وجود ندارد زنده بماند.
تمام اطلاعات و حقایق در مورد جو فقط اهمیت آن را برای مردم تایید می کند. به لطف حضور آن، امکان توسعه حیات بر روی زمین فراهم شد. در حال حاضر، با ارزیابی مقیاس آسیبی که بشریت می تواند از طریق اعمال خود به هوای حیات بخش وارد کند، باید به فکر اقدامات بیشتر برای حفظ و احیای جو باشیم.
10.045×10 3 J/(kg*K) (در محدوده دمایی 0-100°C)، C v 8.3710*10 3 J/(kg*K) (0-1500°C). حلالیت هوا در آب در دمای 0 درجه سانتیگراد 0.036٪، در دمای 25 درجه سانتیگراد - 0.22٪ است.
ترکیب اتمسفر
تاریخچه تشکیل اتمسفر
تاریخ اولیه
در حال حاضر علم نمی تواند تمام مراحل شکل گیری زمین را با دقت صد در صد ردیابی کند. بر اساس رایج ترین نظریه، جو زمین در طول زمان چهار برابر شده است. ترکیبات مختلف. در ابتدا شامل گازهای سبک (هیدروژن و هلیوم) بود که از فضای بین سیاره ای گرفته می شد. این به اصطلاح است جو اولیه. در مرحله بعد، فعالیت فعال آتشفشانی منجر به اشباع شدن جو با گازهایی غیر از هیدروژن (هیدروکربن، آمونیاک، بخار آب) شد. اینگونه شکل گرفت جو ثانویه. این فضا ترمیم کننده بود. علاوه بر این، فرآیند تشکیل اتمسفر توسط عوامل زیر تعیین شد:
- نشت مداوم هیدروژن به فضای بین سیاره ای؛
- واکنش های شیمیایی که در جو تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش، تخلیه رعد و برق و برخی عوامل دیگر رخ می دهد.
به تدریج این عوامل منجر به شکل گیری شد جو سومبا محتوای بسیار کمتر هیدروژن و محتوای بسیار بیشتر نیتروژن و دی اکسید کربن (که در نتیجه واکنش های شیمیایی از آمونیاک و هیدروکربن ها ایجاد می شود) مشخص می شود.
پیدایش حیات و اکسیژن
با ظهور موجودات زنده بر روی زمین در نتیجه فتوسنتز، همراه با آزاد شدن اکسیژن و جذب دی اکسید کربن، ترکیب جو شروع به تغییر کرد. با این حال، داده‌هایی وجود دارد (تحلیل ترکیب ایزوتوپی اکسیژن اتمسفر و آن چیزی که در طول فتوسنتز آزاد می‌شود) که منشا زمین‌شناسی اکسیژن اتمسفر را نشان می‌دهد.
در ابتدا، اکسیژن برای اکسیداسیون ترکیبات احیا شده - هیدروکربن ها، شکل آهنی آهن موجود در اقیانوس ها و غیره صرف شد. در پایان این مرحله، محتوای اکسیژن در جو شروع به افزایش کرد.
در دهه 1990، آزمایش هایی برای ایجاد یک بسته انجام شد سیستم اکولوژیکی("زیست کره 2")، که در طی آن امکان ایجاد یک سیستم پایدار با ترکیب هوای یکنواخت وجود نداشت. تأثیر میکروارگانیسم ها منجر به کاهش سطح اکسیژن و افزایش میزان دی اکسید کربن شد.
نیتروژن
تشکیل مقدار زیادی N 2 به دلیل اکسیداسیون اتمسفر آمونیاک-هیدروژن اولیه با O 2 مولکولی است که ظاهراً حدود 3 میلیارد سال پیش در نتیجه فتوسنتز از سطح سیاره شروع به بیرون آمدن کرد. به یک نسخه دیگر، اکسیژن اتمسفر منشاء زمین شناسی دارد). نیتروژن در اتمسفر فوقانی به NO اکسید می شود، در صنعت استفاده می شود و توسط باکتری های تثبیت کننده نیتروژن متصل می شود، در حالی که N2 در نتیجه نیترات زدایی نیترات ها و سایر ترکیبات حاوی نیتروژن به اتمسفر آزاد می شود.
نیتروژن N 2 یک گاز بی اثر است و فقط در شرایط خاص (مثلاً در هنگام تخلیه رعد و برق) واکنش نشان می دهد. سیانوباکتری ها و برخی باکتری ها (به عنوان مثال، باکتری های گره ای که همزیستی ریزوبی با گیاهان حبوبات ایجاد می کنند) می توانند آن را اکسید کرده و به شکل بیولوژیکی تبدیل کنند.
از اکسیداسیون نیتروژن مولکولی توسط تخلیه الکتریکی استفاده می شود تولید صنعتی کودهای نیتروژنی، همچنین منجر به تشکیل ذخایر منحصر به فرد نمک نمک در صحرای آتاکامای شیلی شد.
گازهای نجیب
احتراق سوخت منبع اصلی گازهای آلاینده (CO، NO، SO2) است. دی اکسید گوگرد توسط هوا O 2 به SO 3 در لایه های بالایی جو اکسید می شود که با بخارات H 2 O و NH 3 برهم کنش می کند و H 2 SO 4 و (NH 4 ) 2 SO 4 به سطح زمین باز می گردند. همراه با بارش استفاده از موتورهای احتراق داخلی منجر به آلودگی جوی قابل توجه با اکسیدهای نیتروژن، هیدروکربن ها و ترکیبات سرب می شود.
آلودگی هوا از طریق هوا ناشی از موارد زیر است: علل طبیعی(فوران های آتشفشانی، طوفان های گرد و غبار، حذف قطرات آب دریا و ذرات گرده گیاهان و غیره) و فعالیت اقتصادیمردم (استخراج سنگ معدن و مصالح ساختمانیاحتراق سوخت، تولید سیمان و غیره). انتشار شدید مقیاس بزرگ ذرات جامد به جو یکی از موارد است دلایل احتمالیتغییرات آب و هوای سیاره
ساختار جو و ویژگی های پوسته های فردی
وضعیت فیزیکی جو توسط آب و هوا و آب و هوا تعیین می شود. پارامترهای اساسی جو: چگالی هوا، فشار، دما و ترکیب. با افزایش ارتفاع، چگالی هوا و فشار اتمسفر کاهش می یابد. دما نیز با تغییر ارتفاع تغییر می کند. ساختار عمودی جو با درجه حرارت و خواص الکتریکی متفاوت و شرایط مختلف هوا مشخص می شود. بسته به درجه حرارت در جو، لایه های اصلی زیر متمایز می شوند: تروپوسفر، استراتوسفر، مزوسفر، ترموسفر، اگزوسفر (کره پراکنده). نواحی انتقالی جو بین پوسته های همسایه به ترتیب تروپاپوز، استراتوپوز و غیره نامیده می شوند.
تروپوسفر
استراتوسفر
در استراتوسفر، بیشتر قسمت موج کوتاه تابش فرابنفش (180-200 نانومتر) حفظ می شود و انرژی امواج کوتاه تبدیل می شود. تحت تأثیر این پرتوها، میدان های مغناطیسی تغییر می کنند، مولکول ها متلاشی می شوند، یونیزاسیون رخ می دهد، گازهای جدید تشکیل می شود و موارد دیگر. ترکیبات شیمیایی. این فرآیندها را می توان به صورت نورهای شمالی، رعد و برق و سایر درخشش ها مشاهده کرد.
در استراتوسفر و لایه های بالاتر تحت تاثیر تابش خورشیدیمولکول های گاز به اتم ها تجزیه می شوند (بالای 80 کیلومتر CO 2 و H 2 تجزیه می شوند، بالای 150 کیلومتر - O 2، بالای 300 کیلومتر - H 2). در ارتفاع 100-400 کیلومتری، یونیزاسیون گازها در یونوسفر در ارتفاع 320 کیلومتری رخ می دهد، غلظت ذرات باردار (O + 2، O - 2، N + 2) ~ 1/300 است. غلظت ذرات خنثی در لایه های بالایی جو رادیکال های آزاد وجود دارد - OH، HO 2 و غیره.
تقریباً هیچ بخار آب در استراتوسفر وجود ندارد.
مزوسفر
تا ارتفاع 100 کیلومتری، جو مخلوطی همگن و مخلوط از گازها است. در لایه‌های بالاتر، توزیع گازها بر اساس ارتفاع به جرم مولکولی آنها بستگی دارد. به دلیل کاهش چگالی گاز، دما از 0 درجه سانتیگراد در استراتوسفر به -110 درجه سانتیگراد در مزوسفر کاهش می یابد. با این حال، انرژی جنبشی ذرات منفرد در ارتفاعات 200-250 کیلومتری با دمای ~1500 درجه سانتیگراد مطابقت دارد. در بالای 200 کیلومتر، نوسانات قابل توجهی در دما و چگالی گازها در زمان و مکان مشاهده می شود.
در ارتفاع حدود 2000-3000 کیلومتری، اگزوسفر به تدریج به خلاء به اصطلاح نزدیک به فضا تبدیل می شود که با ذرات بسیار کمیاب گاز بین سیاره ای، عمدتاً اتم های هیدروژن، پر می شود. اما این گاز تنها بخشی از ماده بین سیاره ای را نشان می دهد. بخش دیگر شامل ذرات غبار با منشاء دنباله‌دار و شهاب‌سنگ است. علاوه بر این ذرات بسیار کمیاب، تابش الکترومغناطیسی و جسمی با منشاء خورشیدی و کهکشانی به این فضا نفوذ می کند.
تروپوسفر حدود 80٪ از جرم جو را تشکیل می دهد، استراتوسفر - حدود 20٪. جرم مزوسفر بیش از 0.3٪ نیست، ترموسفر کمتر از 0.05٪ از کل جرم جو است. بر اساس خواص الکتریکی موجود در جو، نوترونوسفر و یونوسفر متمایز می شوند. در حال حاضر اعتقاد بر این است که جو تا ارتفاع 2000-3000 کیلومتری گسترش می یابد.
بسته به ترکیب گاز موجود در جو، آنها منتشر می کنند هموسفرو هتروسفر. هتروسفر- این منطقه ای است که گرانش بر جداسازی گازها تأثیر می گذارد، زیرا اختلاط آنها در چنین ارتفاعی ناچیز است. این به معنای ترکیب متغیر هتروسفر است. در زیر آن یک بخش کاملاً مخلوط و همگن از جو قرار دارد که هموسفر نامیده می شود. مرز بین این لایه ها توربوپاوز نامیده می شود که در ارتفاع حدود 120 کیلومتری قرار دارد.
خواص جوی
در حال حاضر در ارتفاع 5 کیلومتری از سطح دریا، یک فرد آموزش ندیده شروع به تجربه گرسنگی اکسیژن می کند و بدون سازگاری، عملکرد فرد به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. منطقه فیزیولوژیکی جو در اینجا به پایان می رسد. تنفس انسان در ارتفاع 15 کیلومتری غیرممکن می شود، اگرچه تا 115 کیلومتری جو حاوی اکسیژن است.
جو اکسیژن لازم برای تنفس را برای ما تامین می کند. با این حال، به دلیل افت فشار کل جو، با بالا رفتن از ارتفاع، فشار جزئی اکسیژن به همان نسبت کاهش می یابد.
ریه های انسان دائماً حاوی حدود 3 لیتر هوای آلوئولی هستند. فشار جزئی اکسیژن در هوای آلوئولی در حالت عادی فشار اتمسفر 110 میلی متر جیوه است. هنر، فشار دی اکسید کربن - 40 میلی متر جیوه. هنر، و بخار آب -47 میلی متر جیوه. هنر با افزایش ارتفاع، فشار اکسیژن کاهش می یابد و فشار کل بخار آب و دی اکسید کربن در ریه ها تقریباً ثابت می ماند - حدود 87 میلی متر جیوه. هنر زمانی که فشار هوای محیط به این مقدار رسید، اکسیژن رسانی به ریه ها به طور کامل متوقف می شود.
در ارتفاع حدود 19-20 کیلومتری، فشار اتمسفر به 47 میلی متر جیوه کاهش می یابد. هنر بنابراین در این ارتفاع آب و مایع بینابینی در بدن انسان شروع به جوشیدن می کند. در خارج از کابین تحت فشار در این ارتفاعات، مرگ تقریباً بلافاصله اتفاق می افتد. بنابراین، از نقطه نظر فیزیولوژی انسان، "فضا" در ارتفاع 15-19 کیلومتری شروع می شود.
لایه های متراکم هوا - تروپوسفر و استراتوسفر - ما را از اثرات مخرب تشعشع محافظت می کند. با کمیاب شدن کافی هوا، در ارتفاعات بیش از 36 کیلومتر، تابش یونیزان - پرتوهای کیهانی اولیه - تأثیر شدیدی بر بدن دارد. در ارتفاعات بیش از 40 کیلومتر، قسمت فرابنفش طیف خورشیدی برای انسان خطرناک است.
