Строение и функции атмосферы Земли.
Внешней геологической газовой оболочкой Земли является атмосфера. Она простирается на высоту 1,5–2 тыс. км, что составляет 1/3 радиуса планеты. Атмосфера является важнейшим фактором метеорологического режима, условием для протекания физико-химических, биологических процессов в биосфере:
· перемещение воздушных масс (ветер) влияет на температуру и влажность воздуха, т. е. определяет климат и погоду;
· осадки в виде дождя, снега или града обеспечивают влагой растения, животных, почву и подпитывают источники пресной воды на планете;
· кислород атмосферы необходим для дыхания абсолютного большинства животных и человека;
· углекислый газ используется зелеными растениями в процессе фотосинтеза;
· предохраняет Землю от резких перепадов температур, воздействия космического излучения и ультрафиолета.
Важным свойством атмосферы является ее способность к быстрому перемешиванию и перемещению на большие расстояния, а также связь с другими сферами – особенно с Мировым океаном, что определяет высокую степень ее самоочищения.
Основные компоненты воздуха – азот 78 %, и кислород – 20,9 %. Остальную долю чистого воздуха составляют аргон (около 0,9 %), по 0,002 % таких инертных газов, как неон, гелий, криптон, водород, ксенон. В атмосфере содержится также небольшое количество метана и озона, 0,03 % углекислого газа и водяные пары, количество которых во многом определяется антропогенным воздействием на атмосферу.
Различают следующие основные слои атмосферы:
ТРОПОСФЕРА7–10 и 16–18 км над экватором. Важнейшей характеристикой этого слоя атмосферы, является содержание 80 % всей массы воздуха атмосферы, атмосферных примесей и практически всего водяного пара. Именно это делает возможным образование в тропосфере облаков, гроз, дождей, т. е. протекание физических процессов, формирующих климат и погоду на планете. Температура в тропосфере понижается на 6 °С с каждым километром высоты. Тропосферу от следующего слоя атмосферы стратосферы отделяет воздушный слой протяженностью несколько сотен метров – тропопауза, где температура перестает понижаться. СТРАТОСФЕРА простирается до высоты 50–60 км и характеризуется сильным разряжением воздуха, т. к. количество кислорода и азота уменьшается, а водорода, гелия и других легких газов – увеличивается. Масса воздуха 19 %. Для стратосферы характерны слабые воздушные потоки (чем и опасно загрязнение этого слоя атмосферы), постоянная температура –56 °С до высоты приблизительно 25 км. Выше она начинает повышаться и на уровне стратопаузы (46–54 км) достигает 0 °С. Важным моментом в строении стратосферы является наличие озонового экрана (20–25 км).Выше стратопаузы до высоты 80–85 км простирается следующий слой атмосферы –МЕЗОСФЕРА, – в котором нарастает разряжение воздуха. Между высотой 80–800 км расположена термо- или ионосфера, в составе которой преобладают разрушенные космическим излучением атомы газов – ионы. Именно они определяют отражение и прохождение радиоволн дальней космической связи и снижают интенсивность идущей к Земле космической радиации. Самый верхний, сильно разряженный слой атмосферы называется экзосферой. В ней температура свыше 2000 °С, а газы находятся в атомарном состоянии. Экзосфера переходит в межпланетное пространство, газовая оболочка Земли – в межзвездный газ, состоящий на 76 % из водорода и на 23 % – из гелия. До высоты примерно 400–600 км сохраняется преимущественно кислородно-азотный состав атмосферы. Свыше 600 км начинается гелиевый пояс атмосферы, имеющий протяженность до 1,6 тыс. км.
24 Виды и источники загрязнения атмосферы;
Виды загрязнения атмосферы:
По своей природе загрязнения делятся на следующие виды:
· физические – механические частицы, шумовое загрязнение, различные виды электромагнитного излучения, электромагнитные поля;
· химические – газообразные соединения углерода, азота, хлора, фтора, серы, а также брызги, содержащие в своем составе соединения, включающие эти элементы;
· биологические – бактерии, вирусы, споры микроорганизмов, поднятые в воздух.
Основные химические загрязнители, имеющие антропогенное происхождение, и обуславливаемые ими изменения в атмосфере представлены в таблице.
Изменения в атмосфере под влиянием загрязнителей («+» – усиление, «–» – ослабление).
Среди физических факторов важное значение в современном индустриальном мире имеет шум, который относится к числу вредных для здоровья человека факторов воздействия и распространяется через атмосферу. Интенсивность шума измеряется в децибелах (дБ). Шум в 25 дБ воспринимается как помеха (шум листвы и шелест морского прибоя – 20 дБ). Норма по шуму составляет от 60 до 90 дБ (телевизор, работающий с умеренной громкостью, – 70 дБ). Шум, превышающий 90 дБ, приводит к повышенной утомляемости, повышению кровяного давления, нарушению функции таких желез внутренней секреции, как щитовидная, слюнные, желудочные, кора надпочечников. Верхний предел переносимости шума человеком равен 140 дБ – это взлет реактивного самолета. При такой интенсивности шума возникают вибрации грудной клетки, мышц рук и ног, страдает слуховой аппарат и центральная нервная система. Норма уровня шума на улицах городов РБ равна 55 дБ, однако в Минске на некоторых улицах уровень шума превышает 80 дБ, в других городах он варьирует от 64 до 77 дБ.
Источники загрязнения:
Источники загрязнения атмосферы, также как и других сфер нашей планеты, можно подразделить на следующие группы:
Естественные источники – атмосфера; космос (метеориты); естественные процессы разложение органических остатков, горения; волнения моря; извержения вулканов; пыльные бури.
Искусственные источники загрязнения делятся на группы:
Промышленные – выбросы в атмосферу промышленности химических, физических и биологических видов загрязнения, наиболее разнообразных по своему составу.
Энергетика– обеспечивает попадание в атмосферу химических и физических видов загрязнения.
Транспорт – наиболее массовый на сегодняшний день источник загрязнения, обеспечивающий в отдельных регионах до70% объемного загрязнения атмосферы (автотранспорт) разнообразными видами продуктов сгорания органического топлива (химическое загрязнение), а также шумовым загрязнением.
Авиация. Серьезная опасность заключается в потреблении огромного количества молекулярного кислорода. Для перелета через Атлантику требуется 120 тыс. м3
воздуха – столько его необходимо для дыхания 30 человек в течение года. Сверхзвуковые самолеты совершают полеты на высоте свыше 20 км, а это значит, что, выбрасывая отработавшие газы высокой температуры с большим количеством оксидов азота, разрушают озоновый слой. Страдает озоновый экран и при запуске космических кораблей. Так, запуск шаттла сжигает 10 млн т озона и образует дыру диаметром 1,8 тыс. км, которая затягивается в течение нескольких часов.
Сельское хозяйство – весьма значимый источник, обеспечивающий, загрязнение атмосферы, прежде всего, химическими и биологическими видами от животноводческих комплексов, полей и обслуживающего их сельскохозяйственного транспорта.
Коммунально – бытовой секторобеспечивает загрязнение атмосферы разнообразными выбросами биологического, химического происхождения. Существенным фактором воздействия на окружающую среду в городах и других населенных пунктах, источником которого является коммунально-бытовой сектор, является световое загрязнение, нарушающее биоритмы как растительного, так и животного мира городов.
25 Экологические проблемы загрязнения атмосферы – Глобальные проблемы загрязнения атмосферы. Дайте характеристику условий возникновения и приведите примеры.
Современные проблемы загрязнения атмосферы по масштабам воздействия можно разделить на:
· глобальные – те, которые возникают при воздействии на атмосферу людей многих стран планеты, оказывают негативное воздействие на всей поверхности Земли и могут быть решены только при взаимодействии всех стран планеты;
· региональные – те, которые возникают на территории одной страны или нескольких, расположенных рядом, и оказывают воздействие на весь регион. При расширении объема региональные проблемы могут стать глобальными;
· локальные проблемы – те, которые оказывают воздействие на территорию, расположенную недалеко от источника образования загрязнителя.
К глобальным экологическим проблемам загрязнения атмосферы относятся парниковый эффект и разрушение озонового слоя.
Условие возникновения парникового эффекта: при сжигании ископаемого топлива при реализации хозяйственной деятельности человека возникает избыточный парниковый эффект из-за накопления в атмосфере парниковых газов, не участвующих в естественном круговороте веществ. Основными парниковыми газами являются двуокисьуглерода, метан , оксидыазота и водяные пары Причиной такого парникового эффекта является увеличение концентрации СО2 на 25 %. Основным источником СО2 является сжигание органического. С другой стороны, на планете со скоростью 44 га в минуту уничтожаются леса, которые являются естественными утилизаторами СО2. Таким образом усиление парникового эффекта, заключается в техногенном загрязнении атмосферы парниковыми газами.
Условие разрушения озонового слоя: Существенное влияние на состояние озона оказывает наличие в атмосфере таких загрязнителей, как оксиды азота, двуокисиуглерода, метана, соединенийхлора. Источниками веществ разрушителей озонового слоя являются химическое производство, авиация, применение азотных удобрений в сельском хозяйстве, широкое использование фреонов в холодильных установках, для тушения пожаров, в качестве растворителей и гель-носителей в аэрозолях, выхлопные газы автотранспорта.
26 Экологические проблемы загрязнения атмосферы. Региональные и локальные проблемы загрязнения атмосферы. Дайте характеристику условий возникновения и приведите примеры.
Современные проблемы загрязнения атмосферы по масштабам воздействия можно разделить на:
· глобальные – те, которые возникают при воздействии на атмосферу людей многих стран планеты, оказывают негативное воздействие на всей поверхности Земли и могут быть решены только при взаимодействии всех стран планеты;
· региональные – те, которые возникают на территории одной страны или нескольких, расположенных рядом, и оказывают воздействие на весь регион. При расширении объема региональные проблемы могут стать глобальными;
Пример регионального: кислотные дожди , радиоактивное загрязнение
· локальные проблемы – те, которые оказывают воздействие на территорию, расположенную недалеко от источника образования загрязнителя.
Пример локального: смог, «остров тепла»