Реферат

з Екології

на тему:

“Атмосфера”

Зміст:

· Походження Атмосфери землі ……………………………………….3

· Тропосфера. …………………………………………….…………….. 8

· Стратосфера. …………………………………………….…………….11

· Термосфера …………………………………………….……………...12

· Озоносфера …………………………………………….……………..12

· Іоносфера ……………………………………………….…………….. 19

· Забруднення Атмосфери…………………………….……………….22

· Захист Атмосфери…………………………………..…………………24

Походження атмосфери Землі.

Атмосфера спочатку утворювалася разом з формуванням Землі. У процесі еволюції планети і в міру наближення її параметрів до сучасних значень відбулися принципово якісні зміни її хімічного складу і фізичних властивостей. Відповідно до еволюційної моделі, на ранньому етапі Земля знаходилася в розплавленому стані і близько 4,5 млрд. років тому сформувалася як тверде тіло. Цей рубіж приймається за початок геологічного літочислення. З цього часу почалася повільна еволюція атмосфери. Деякі геологічні процеси, (наприклад, вилив лави при виверженнях вулканів) супроводжувалися викидом газів з надр Землі. У їхній склад входили азот, аміак, метан, водяна пара, оксид CО і діоксид (CО2 )вуглецю. Під впливом сонячної ультрафіолетової радіації водяна пара розкладалася на водень і кисень, але кисень, що звільнився, вступав у реакцію з оксидом вуглецю, утворюючи вуглекислий газ. Аміак розкладався на азот і водень. Водень у процесі дифузії піднімався нагору і залишав атмосферу, а більш важкий азот не міг відлітати і поступово накопичувався, стаючи основним компонентом, хоча деяка його частина зв'язувалася в молекули в результаті хімічних реакцій. Під впливом ультрафіолетових променів і електричних розрядів суміш газів, що були присутніми у первісній атмосфері Землі, вступала в хімічні реакції, у результаті яких відбувалося утворення органічних речовин, зокрема амінокислот. З появою примітивних рослин почався процес фотосинтезу, що супроводжувався виділенням кисню. Цей газ, особливо після дифузії у верхні шари атмосфери, став захищати її нижні шари і поверхню Землі від небезпечних для життя ультрафіолетового і рентгенівського випромінювань. Відповідно до теоретичних оцінок, зміст кисню, у 25 000 разів менше, ніж зараз, уже міг призвести до формування шару озону з усього лише вдвічі меншою, ніж зараз, концентрацією. Однак цього вже було досить, щоб забезпечити досить істотний захист організмів від руйнівної дії ультрафіолетових променів. Імовірно, що в первинній атмосфері утримувалося багато вуглекислого газу. Він витрачався в ході фотосинтезу, і його концентрація повинна була зменшуватися в міру еволюції світу рослин, а також через поглинання в ході деяких геологічних процесів. Оскільки парниковий ефект зв'язаний із присутністю вуглекислого газу в атмосфері, коливання його концентрації є однієї з важливих причин таких великомасштабних кліматичних змін в історії Землі, як льодовикові періоди. Присутній у сучасній атмосфері гелій здебільшого є продуктом радіоактивного розпаду урану, торію і радію. Ці радіоактивні елементи випускають a-частки, що являють собою ядра атомів гелію. Оскільки в ході радіоактивного розпаду електричний заряд не утворюється і не зникає, з утворенням кожної a-частки з'являються по два електрони, що, рекомбуючи з ?-частками, утворюють нейтральні атоми гелію. Радіоактивні елементи утримуються в мінералах, розсіяних у товщі гірських порід, тому значна частина гелію, що утворилася в результаті радіоактивного розпаду, зберігається в них, дуже повільно злітаючи в атмосферу. Деяка кількість гелію за рахунок дифузії піднімається нагору в екзосферу, але завдяки постійному припливові від земної поверхні, обсяг цього газу в атмосфері майже не міняється. На підставі спектрального аналізу світла зірок і вивчення метеоритів можна оцінити відносний зміст різних хімічних елементів у Всесвіті. Концентрація неону в космосі приблизно в десять мільярдів раз вище, ніж на Землі, криптону – у десять мільйонів разів, а ксенону – у мільйон разів. Звідси випливає, що концентрація цих інертних газів, очевидно, що споконвічно були присутніми у земній атмосфері і не поповнювалися в процесі хімічних реакцій, сильно знизилася, імовірно, ще на етапі втрати Землею своєї первинної атмосфери. Виключення складає інертний газ аргон, оскільки у формі ізотопу 40Ar він і зараз утворюється в процесі радіоактивного розпаду ізотопу калію.

Загальна вага газів атмосфери складає приблизно 4,5·1015 т. Таким чином, «вага» атмосфери, що приходиться на одиницю площі, або атмосферний тиск, складає на рівні моря приблизно 11 т/м2 = 1,1 кг/см2. Тиск, рівний Р0 = 1033,23 г/см2 = 1013,250 мбар = 760 мм рт. ст. = 1 атм, приймається в якості стандартного середнього значення атмосферного тиску. Для атмосфери в стані гідростатичної рівноваги маємо: d = –?gdh, це означає, що на інтервалі висот від h до h + dh має місце рівність між зміною атмосферного тиску dh і вагою відповідного елемента атмосфери з одиничною площею, густиною ? і товщиною dh. Як співвідношення між тиском Р і температурою Т використовується досить застосовне для земної атмосфери рівняння стану ідеального газу з густиною ?:

P =?? R T/m,

де m – молекулярна маса, і R = 8,3 Дж/(К моль) – універсальна газова постійна. Тоді d log = – (mg/RT)dh = – ?dh = – dh/H, де ? - градієнт тиску в логарифмічній шкалі. Зворотну йому величину Н прийнято називати шкалою висоти атмосфери. При інтегруванні цього рівняння для ізотермічної атмосфери (Т = const) або для її частини, де таке наближення припустиме, виходить барометричний закон розподілу тиску з висотою: P = P0 exp(–h/H0), де відлік висот h виробляється від рівня океану, де стандартний середній тиск складає P0. Вираз H0 = RT / mg, , називається шкалою висоти, що характеризує довжину атмосфери, за умови, що температура в ній усюди однакова (изотермичная атмосфера). Якщо атмосфера не ізотермічна, то інтегрувати треба з урахуванням зміни температури з висотою,