Atmosfera ziemska to powłoka gazów otaczających Ziemię. Atmosfera naszej planety odgrywa ogromną rolę w życiu planety, a zwłaszcza człowieka. Nasza atmosfera to niesamowite zjawisko, jakiego nigdzie wcześniej nie widziano. Atmosfera naszej planety osiąga wysokość 900 km. i chroni nasze życie przed niszczycielskimi siłami kosmosu. Wspiera także życie wewnątrz planety, tworząc dla nas korzystne warunki do życia. Bez atmosfery nasze życie byłoby niemożliwe
Atmosfera Ziemi. Wsparcie życia
Atmosfera ziemska, zgodnie z samym życiem, nie pojawiła się natychmiast, ale po długim czasie podczas formowania się planety. Jak wiemy, życie we Wszechświecie istnieje obecnie tylko na naszej planecie, a jego atmosfera odgrywa ogromną rolę w utrzymaniu życia na Ziemi. Wszyscy wiedzą ze szkoły, że atmosfera zawiera powietrze niezbędne wszystkim żywym istotom do podtrzymania życia, ale to nie wszystko, co nasza atmosfera dla nas robi. Starożytna Ziemia nie miał atmosfery ani niczego innego, wszystko zaczęło się pojawiać z czasem.
Wielu słyszało efekt cieplarniany, ale nie każdy wie, co to jest. Dzięki efektowi cieplarnianemu na naszej planecie jest to możliwe globalne ocieplenie. Efekt cieplarniany wywoływany jest przez naszą atmosferę, gdy promienie słoneczne przechodzą przez atmosferę i odbijają się od niej, atmosfera zatrzymuje w sobie gazy, podgrzewając powietrze i podnosząc temperaturę. Gazy zawarte w atmosferze uniemożliwiają promieniom słonecznym powrót w przestrzeń kosmiczną, jednak nie dzieje się tak w przypadku wszystkich promieni, w przeciwnym razie temperatura na naszej Ziemi stale by rosła. Atmosfera robi to w taki sposób, aby nie zakłócić naszej zwykłej temperatury. To właśnie z powodu efektu cieplarnianego planeta Wenus ma najwyższą temperaturę powietrza w całym Układzie Słonecznym, ponieważ tamtejsza atmosfera jest bardzo gęsta i praktycznie nie oddaje ciepła słonecznego z powrotem w przestrzeń kosmiczną.
Otoczka powietrzna planety chroni nas przed śmiercionośne promienie ultrafioletowe emanujące ze Słońca. Promienie ultrafioletowe zabiłyby całe życie na naszej planecie, gdybyśmy nie mieli atmosfery, a raczej jej specjalnej warstwy – warstwy ozonowej. To właśnie ta warstwa zapobiega przedostawaniu się promieni do atmosfery. Jednak zauważono, że tę warstwę ochronną można łatwo zniszczyć; wielka dziura ozonowa. Naukowcy odkryli, że nasz warstwa ozonowa niszczy dwutlenek chlorofluorowęglowodoru zawarty w aerozolach i urządzeniach chłodniczych. Poniższe zdjęcie pokazuje wyraźnie widoczną dziurę ozonową. Naukowcy uważają, że dziura ozonowa stale się powiększa i zagraża życiu na planecie. Aby temu zapobiec, należy stosować paliwo, które nie powoduje dużego dymu.
Poza wszystkim nasza atmosfera ma niesamowitą właściwość. Dzięki niej możemy się komunikować. Tak, tak, właśnie dzięki specjalnej strukturze atmosfery fale dźwiękowe swobodnie się w nim rozprzestrzeniają i słychać różne dźwięki. Nasza Atmosfera pozwala nam się słyszeć, czego nie bylibyśmy w stanie zrobić, gdyby atmosfera nie istniała.
Struktura atmosfery
Atmosfera ma budowę warstwową, granice pomiędzy poszczególnymi warstwami nie są wyraźne, a w warstwach atmosfery widać duże różnice temperatur.
Zacznijmy od listy warstw od góry do dołu:
- Pierwsza warstwa to magnetosfera. Kula ta nie zawiera powietrza, ale jest częścią atmosfery. W tej warstwie lata duża liczba satelitów ziemskich.
- Druga warstwa - egzosfera (460-500 km od powierzchni planety) praktycznie nie zawiera gazów, w tej warstwie można znaleźć satelity pogodowe;
- Trzecia warstwa to termosfera (80-460 km) w tej warstwie panuje bardzo wysoka temperatura, która może osiągnąć 1700°C
- Czwarta warstwa to Mezosfera (50-80 km). W tej warstwie im wyżej, tym niższa temperatura. To właśnie w tej warstwie spalają się meteoryty lub inne ciała kosmiczne wchodzące do atmosfery
- Piąta warstwa - Stratosfera (15-40 km.) zawiera warstwa ozonowa planety. Zwykle latają tu myśliwce i odrzutowce, gdyż widoczność w tej warstwie jest doskonała, a warunki atmosferyczne nie powodują żadnych zakłóceń.
- Szósta warstwa to troposfera (9-15 km). To w tej warstwie powstaje pogoda, ponieważ zawiera ona dużą ilość pary wodnej i pyłu. Im wyżej tym niższa temperatura
Skład powietrza atmosferycznego wszyscy od dawna wiedzą, że są to: azot (78%), tlen (21%) i różne gazy (1%).
Ciśnienie atmosferyczne- od dawna znana koncepcja. Atmosfera jest duża, bardzo ogromna i naturalnie ma masę i wywiera nacisk na powierzchnię planety. Ciśnienie atmosferyczne mierzy się zazwyczaj za pomocą słupka rtęci. Miejsca, gdzie ciśnienie atmosferyczne wyżej, rtęć w kolumnie wzrasta wyżej. Normalne ciśnienie dla nas wynosi 766 mm. kolumna rtęci. Ciśnienie atmosferyczne nie jest takie samo we wszystkich rejonach Ziemi; często zdarza się, że w miejscach jednakowo położonych nad poziomem morza panuje inne ciśnienie atmosferyczne.
Naukowcy od wielu lat zadają pytania dotyczące atmosfer planet. Dlaczego więc na planetach, których grawitacja jest znacznie słabsza od naszej, panuje ciśnienie atmosferyczne setki razy wyższe niż na Ziemi (na przykład Wenus)? Z drugiej strony są planety, takie jak Tytan, które mają siedmiokrotnie mniejszą grawitację, ale atmosfera tutaj jest czterokrotnie gęstsza niż na Ziemi. Zdarza się również, że niektóre ciała niebieskie, których grawitacja jest tylko trzykrotnie słabsza od ziemskiej, mają atmosferę sto razy rzadszą. Jakie są powody? W tej kwestii wysunięto wiele hipotez, lecz ich natura wyklucza się wzajemnie.
Astronomowie z Andaluzyjskiego Instytutu Astrofizyki pod kierownictwem José Luisa Ortiza za pomocą trzech teleskopów szczegółowo obserwowali powierzchnię Makemake w świetle gwiazdy znajdującej się na wyimaginowanej linii łączącej ją z naszą planetą, podczas gdy krótki czas ją przyćmiło. W rezultacie obserwacje wiarygodnie wykazały, że planeta karłowata Makemake nie ma atmosfery.
Jak wyjaśnił sam José Luis Ortiz, Makemake, przechodząc między gwiazdą a Ziemią, chwilowo zablokował przed nami swoje światło, w wyniku czego gwiazda najpierw zniknęła z pola widzenia, a potem nagle pojawiła się ponownie, wskazując na brak jakiejkolwiek znaczącej atmosfery na karle planeta. Do tej pory Makemake był uważany za zamarznięty świat z orbitą zlokalizowaną w zewnętrznych obszarach Układu Słonecznego i posiadający, podobnie jak pobliski Pluton, pełnoprawną globalną atmosferę, choć cienką.
Makemake to planeta karłowata odkryta w 2005 roku. Jego rozmiar wynosi około dwóch trzecich średnicy Plutona. Krąży jednak wokół Słońca po znacznie odległej orbicie: dalej niż Pluton, ale bliżej niż Eris. Według najnowszych danych średnica planety waha się od 1430 plus minus 9 km do 1502 plus minus 45 km. Możliwe, że obie liczby są prawidłowe, ale kształt planety nie jest całkowicie prawidłowy. Albedo planety wynosi 0,77 plus minus 0,03 (stosunkowo blisko Plutona), co jest w przybliżeniu zgodne z brudnym śniegiem i wskazuje na podobieństwo tych obiektów. Gęstość planety również wynosi co najmniej 1,7 plus minus 0,3 g/cm3 (15% mniej niż Pluton). Mimo to na powierzchni Makemake maksymalne ciśnienie atmosferyczne nie przekracza 12 miliardowych części ziemskiego. Jest to praktycznie próżnia, co jest szczególnie dziwne, biorąc pod uwagę fakt, że temperatura planety (połowa powierzchni Makemake jest nagrzana do co najmniej 50 K) jest dość wysoka jak na obiekt transneptunowy pozbawiony atmosfery, który względny do chłodnego Plutona, znajduje się w znacznej odległości od Słońca.
Zdaniem naukowców może to wynikać z braku jednego z najważniejszych źródeł gazów atmosferycznych dla takich obiektów, np. śniegu azotowego, czy też ogromnego nachylenia osi planety. W tym przypadku utworzenie stabilnej atmosfery jest bardzo trudne.
A jednak możliwe jest, że w niektórych miejscach na Makemaku istnieje atmosfera, na przykład na obszarach o niższym albedo, w których nie wyklucza się przejścia substancji powierzchniowych w stan gazowy. Przetestujmy tę teorię podczas następnego zaćmienia.
tak jak
4,6 miliarda lat temu w naszej Galaktyce zaczęły tworzyć się kondensacje z obłoków materii gwiazdowej. W miarę jak gazy stawały się coraz gęstsze i skondensowane, nagrzewały się, emitując ciepło. Wraz ze wzrostem gęstości i temperatury rozpoczęły się reakcje jądrowe, przekształcające wodór w hel. W ten sposób powstało bardzo potężne źródło energii - Słońce.
Równolegle ze wzrostem temperatury i objętości Słońca, w wyniku połączenia fragmentów pyłu międzygwiazdowego w płaszczyźnie prostopadłej do osi obrotu Gwiazdy, powstały planety i ich satelity. Tworzenie się Układu Słonecznego zakończyło się około 4 miliardów lat temu.
W tej chwili Układ Słoneczny ma osiem planet. Są to Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Nepton. Pluton to planeta karłowata i największy znany obiekt w Pasie Kuipera (który jest dużym pasem gruzu podobnym do pasa asteroid). Po odkryciu w 1930 roku uznano ją za dziewiątą planetę. Zmieniło się to w 2006 roku wraz z przyjęciem formalnej definicji planety.
Na planecie najbliżej Słońca, Merkurym, nigdy nie pada deszcz. Wynika to z faktu, że atmosfera planety jest tak rzadka, że jest po prostu niemożliwa do wykrycia. A skąd weźmie się deszcz, jeśli w ciągu dnia temperatura na powierzchni planety osiągnie czasami 430 stopni Celsjusza? Tak, nie chciałbym tam być :)
Ale na Wenus stale występują kwaśne deszcze, ponieważ chmury nad tą planetą nie składają się z życiodajnej wody, ale ze śmiercionośnego kwasu siarkowego. To prawda, ponieważ temperatura na powierzchni trzeciej planety sięga 480 stopni Celsjusza, krople kwasu odparowują, zanim dotrą do planety. Niebo nad Wenus przecinają duże i straszne błyskawice, ale jest z nich więcej światła i ryku niż deszczu.
Według naukowców, na Marsie dawno temu warunki naturalne były takie same jak na Ziemi. Miliardy lat temu atmosfera nad planetą była znacznie gęstsza i możliwe, że rzeki te wypełniły się obfitymi opadami deszczu. Ale teraz nad planetą panuje bardzo cienka atmosfera, a zdjęcia przesłane przez satelity zwiadowcze wskazują, że powierzchnia planety przypomina pustynie południowo-zachodnich Stanów Zjednoczonych lub Suche Doliny na Antarktydzie. Kiedy zima nawiedzi części Marsa, nad czerwoną planetą pojawiają się cienkie chmury zawierające dwutlenek węgla, a martwe skały pokrywa szron. Wczesnym rankiem w dolinach mgły są tak gęste, że wydaje się, że zaraz zacznie padać deszcz, ale takie oczekiwania są daremne.
Nawiasem mówiąc, temperatura powietrza w ciągu dnia na Mrsa wynosi 20 stopni Celsjusza. Co prawda w nocy potrafi spaść do - 140 :(
Jowisz jest największą z planet i jest gigantyczną kulą gazu! Kula ta prawie w całości składa się z helu i wodoru, ale możliwe jest, że głęboko wewnątrz planety znajduje się małe stałe jądro owiane oceanem ciekłego wodoru. Jednakże Jowisz jest otoczony ze wszystkich stron kolorowymi pasmami chmur. Niektóre z tych chmur składają się nawet z wody, ale z reguły zdecydowana większość z nich składa się z zamarzniętych kryształków amoniaku. Od czasu do czasu nad planetą przelatują potężne huragany i burze, niosąc ze sobą opady śniegu i deszcz amoniaku. To tutaj trzyma się Magiczny Kwiat.
Sekcja „Atmosfera”
Co to jest atmosfera? W tłumaczeniu z języka greckiego atmosferę rozszyfrowuje się jako „kulę parową” (od greckich słów ατμός - „para” i σφαῖρα - „kula”). Innymi słowy: jest to powłoka gazowa otaczająca ciało niebieskie i utrzymywana przez jego grawitację. Górna granica atmosfery jest zamazana i płynnie przechodzi w przestrzeń międzyplanetarną, dlatego wielu naukowców uważa za atmosferę powłokę gazową obracającą się wraz z ciałem niebieskim jako jedną całość. Jej dolna granica graniczy z litosferą, a w przypadku niektórych planet z hydrosferą. U gazowi giganci, składające się głównie z różnych gazów, dolne granice atmosfery są równie niejasne, jak górne, dlatego tylko najwyższe obszary takich planet są uważane za powłokę gazową.
Planety, niektóre satelity planet, gwiazdy, komety, a nawet duże asteroidy mają atmosfery. Planeta Ziemia również posiada atmosferę. Dowodem na jego istnienie jest:
Dostępność na wysokościach 20-25 km. perłowe chmury;
Dostępność na wysokościach powyżej 75 km. chmury noctilcent;
Spalanie na wysokościach powyżej 85 km. meteoryty i meteoryty, które obserwatorzy nazywają „spadającymi gwiazdami”;
Zjawisko zmierzchu obserwowane na wysokościach powyżej 220 km;
Charakterystyka różnych atmosfer ciała niebieskie są różne i zależą od wielkości, masy, prędkości obrotowej i innych parametrów ciała niebieskiego otaczającego tę atmosferę, a także od życiowej aktywności organizmów żywych. Na przykład im bardziej masywna planeta i im mniejszy jej promień, tym bardziej niezawodnie utrzymuje nawet takie lekkie gazy, jak wodór, hel itp. A temperatura powierzchni planety wpływa na energię chaotycznego ruchu termicznego atomów i cząsteczek gazu . Im jest ona wyższa, tym większa jest prędkość cząstek, dlatego po osiągnięciu drugiej prędkości kosmicznej cząstki opuszczają planetę na zawsze, najpierw uciekając lekkimi gazami.
NA etap początkowy Podczas ewolucji ciała niebieskiego na skład atmosfery znaczący wpływ mają parametry gwiazdy, wokół której powstaje planeta, oraz późniejsze uwalnianie gazów zewnętrznych.
Przyjrzyjmy się teraz krótkiej charakterystyce atmosfer niektórych planet, ich dużych satelitów i gwiazd. Zacznijmy od naszej rodzimej planety – Ziemi.
Główne cechy atmosfery ziemskiej są następujące: rozciąga się na 2-3 tysiące km; składa się z mieszaniny różnych gazów zwanych powietrzem, której głównymi składnikami są azot, tlen i argon. Gęstość, ciśnienie, wilgotność, temperatura powietrza na różnych wysokościach wahają się w szerokich granicach, co sugeruje jego niejednorodną strukturę. Całkowita masa całego powietrza to jedna milionowa masy Ziemi lub 5,1-5,3 × 10 18 kg (z czego 5,1352 ± 0,0003 × 10 18 kg to suche powietrze i 1,27 × 10 16 kg to para wodna), masa molowa suche powietrze – 28,966, średnie ciśnienie na poziomie morza w temperaturze 0°C – 101,325 kPa, temperatura krytyczna – 140,7°C; ciśnienie krytyczne - 3,7 MPa; Cp w 0°C - 1,0048×10 3 J/(kg K), Cv - 0,7159×10 3 J/(kg K) (w 0°C).
Atmosfera naszej planety obraca się w kierunku z zachodu na wschód, co wpływa na jej kształt, który przyjmuje postać elipsoidy obrotu. Nawiasem mówiąc, z tego powodu atmosfera na biegunach jest cieńsza niż na równiku.
Atmosfera ziemska ma ogromny wpływ na biosferę planety. Jak wiadomo z astronomii, cała przestrzeń kosmiczna jest przesiąknięta potężnym promieniowaniem ultrafioletowym i rentgenowskim Słońca, a także jeszcze bardziej niszczycielskimi promieniami kosmicznymi. Przytłaczająca większość tego promieniowania, zabójczego dla wszystkich żywych istot, jest zatrzymywana przez górne warstwy atmosfery, powodując tak niesamowite zjawiska elektryczne jak zorze polarne. Tlen będący częścią atmosfery ziemskiej wykorzystywany jest do oddychania przez zdecydowaną większość gatunków organizmów żywych, a dwutlenek węgla wykorzystywany jest przez rośliny, glony i sinice w procesie fotosyntezy.
Jego rola jest wielka: w ochronie planety przed gośćmi z kosmosu - meteorytami, które po prostu spalają się w jej górnych wyładowanych warstwach; w kształtowaniu klimatu ziemskiego, poprzez regulację sezonowych wahań temperatury i wyrównywanie temperatur dobowych; w procesach fotosyntezy i wymiany energii, ponieważ procesy te zachodzą za pomocą gazów zawartych w jego składzie; w obiegu wody w przyrodzie, opadach atmosferycznych oraz procesach wietrzenia fizycznego i chemicznego, z których ostatnie tworzą egzogeniczne formy terenu.
Takie klimaty planety wewnętrzne Układy słoneczne, takie jak Wenus i Mars, składają się głównie z dwutlenku węgla. Pozostałe gazy w ich powłokach gazowych występują w bardzo małych ilościach.
Na przykład stężenie dwutlenku węgla (inna nazwa dwutlenku węgla) w atmosferze Marsa sięga 95%. Drugim najpowszechniejszym gazem jest azot (3%), a następnie argon i tlen. Inne gazy, takie jak tlenek węgla, ozon i metan, występują w minimalnych „śladowych” ilościach.
Ciśnienie atmosfery marsjańskiej jest niezwykle niskie i wynosi zaledwie 1/160 ciśnienia na Ziemi i różni się znacznie w zależności od wysokości nad powierzchnią planety: od 9-12 mbar w gigantycznej depresji Hellas do 0,1 mbar na szczycie Góra Olimp, a w sezonie rok, ponieważ Zimą część dwutlenku węgla tworzącego atmosferę zamarza, tworząc znaczną część czap polarnych Marsa.
Pomimo małej mocy w atmosferze Marsa rozwijają się chmury, silne wiatry i słaby efekt cieplarniany, podnosząc średnią temperaturę powietrza na powierzchni nie więcej niż o 5°K.
Stężenie dwutlenku węgla w atmosferze Wenus jest wyższe niż w atmosferze Marsa – 97%. Stężenie azotu jest takie samo i wynosi 3%, pozostałe gazy to setne i tysięczne procenta.
Ciśnienie atmosfery Wenus jest tysiące razy wyższe niż na Marsie i 95 razy wyższe niż na Ziemi. Stąd kolosalna gęstość, zaledwie 10 razy mniejsza od gęstości wody i całkowita masa przekraczająca masę atmosfery ziemskiej 95 razy. Ze względu na bardzo gęstą atmosferę na Wenus panuje straszny upał z temperaturami sięgającymi +480°C, a dobowe wahania temperatur są bardzo małe. Powstawanie tak gęstej i gorącej atmosfery spowodowane jest obecnością ogromnej ilości dwutlenku węgla, który z kolei powstał w wyniku przemiany skał węglanowych w skały krzemianowe pod wpływem wysokich temperatur, z uwolnieniem CO 2, który przedostaje się do atmosfery. W ten sposób na Wenus obserwuje się niekontrolowany i stabilny efekt cieplarniany.
W przeciwieństwie do gazosfery Marsa, kula gazowa Wenus jest niejednorodna: zawiera 4 warstwy różniące się gęstością, temperaturą i ciśnieniem: troposferę, mezosferę, termosferę i egzosferę. W obrębie dwóch pierwszych występują chmury składające się z 75-80% kwasu siarkowego z domieszkami kwasu solnego i fluorowodorowego.
Atmosfera najmniejszej planety planeta słoneczna- Rtęć - składa się z helu, wodoru, tlenu i sodu, ale w bardzo małych ilościach. Powłoka gazowa planety jest niezwykle rzadka: jej ciśnienie na powierzchni jest o pół miliarda mniejsze niż ciśnienie na powierzchni Ziemi.
Ze względu na małą gęstość atmosfery na Merkurym obserwuje się znaczne dobowe wahania temperatury: różnica między jej wartościami nocnymi i dziennymi może wynosić nawet 500 K. W takich warunkach chmury nie tworzą się.
Atmosfery planet zewnętrznych składają się z gazów niskocząsteczkowych, takich jak wodór i hel, ponieważ wielka siła grawitacja na takich planetach jest w stanie zatrzymać nawet gazy o niskiej masie cząsteczkowej.
Satelity planet mają bardzo zróżnicowane atmosfery. Zatem w atmosferach Tytana i Trytona dominuje azot, w atmosferze Księżyca - sód, Europa - tlen, Io - siarka, Enceladus - para wodna.
Atmosfery gwiazdowe to zewnętrzne obszary gwiazdy, położone nad jądrem gwiazdowym, strefą promieniowania i strefą konwekcji. W atmosferze gwiazdowej istnieje kilka podregionów o różnych właściwościach.
Pierwszą z nich, leżącą bezpośrednio nad strefą konwekcji, jest fotosfera. To właśnie ten obszar widzi obserwator z Ziemi patrzący na Słońce. Grubość fotosfery waha się od 300 do dziesiątek tysięcy kilometrów, ale zawsze jest znacznie mniejsza niż średnica gwiazdy.
Nad fotosferą leży chromosfera, której grubość jest taka sama dla prawie wszystkich gwiazd i wynosi 10 tys. km.
Górny obszar atmosfer gwiazd nazywany jest koroną. Jest to najbardziej rozległy i rzadki, a także jeden z najgorętszych obszarów gwiazd. Na przykład korona Słońca rozciąga się do granic Układu Słonecznego i osiąga dwa miliony kelwinów w odległości 70 tysięcy km. od jego dolnej granicy.
Różne gwiazdy niekoniecznie składają się ze wszystkich trzech warstw. Zatem większość olbrzymów i nadolbrzymów nie ma koron, a wiele gwiazd nie ma obszarów przejściowych między warstwami.
Aby uzyskać więcej szczegółowy opis powstały dodatkowe rozdziały (strony) dotyczące atmosfer różnych ciał niebieskich:
Rozdział 6. Atmosfera gwiezdna
Wszystkie planety ziemskie - Merkury, Wenus, Ziemia i Mars - mają wspólną strukturę - litosferę, która wydaje się odpowiadać stanowi stałemu materii. Trzy planety: Wenus, Ziemia i Mars posiadają atmosferę, a hydrosfera powstała dotychczas tylko na naszej planecie. Na ryc. 5 pokazuje budowę planet ziemskich i Księżyca oraz tabelę. 2 - charakterystyka atmosfery planet ziemskich.[...]
W dolnej części atmosfery planety rozwarstwienie jest bliskie adiabatyczne (patrz), gdy c1p/c1r = -dr/(?a, gdzie c2 = 7KT/¡1 jest kwadratem prędkości dźwięku. Biorąc dodatkowo do już wykorzystanych ilości, 7 = = cp/ cy = 1,3 i /1 = 44 (dwutlenek węgla), stwierdzamy, że w dolnej części atmosfery planety r « 1500 km, czyli w przybliżeniu czterokrotnie mniej niż promień planeta. [...]
Niską gęstość planet-olbrzymów (w przypadku Saturna jest ona mniejsza niż gęstość wody) tłumaczy się faktem, że składają się one głównie z substancji gazowych i ciekłych, głównie wodoru i helu. Pod tym względem są podobne do Słońca i wielu innych gwiazd, których masa składa się w około 98% z wodoru i helu. Atmosfera planet olbrzymów zawiera różne związki wodoru, takie jak metan i amoniak.[...]
| 1.1 |
| 2 |
Ogólny wzrost stężenia CO2 w atmosferze planety jest często uważany za źródło zagrożenia dla klimatu. Absorpcja promieni cieplnych przez dwutlenek węgla może uniemożliwić ich odbicie od powierzchni Ziemi i doprowadzić do ogólnego wzrostu temperatury. Brak jest jednak danych na ten temat; czasami wskazuje się, że efekt ten można zrekompensować spadkiem ciepła emitowanego przez słońce na skutek wzrostu zawartości pyłów i aerozoli w powietrzu.[...]
Rakiety przenoszące instrumenty poza atmosferę planety i jej magnetosferę umożliwiają także przezwyciężenie głównej słabości astronomii ziemskiej - niemożności obserwacji obszaru widma z Ziemi fale elektromagnetyczne krótsze niż 300 nm, które są całkowicie pochłaniane przez grubość powłoki powietrznej. Na naszych oczach rodzą się nowe kierunki nauki starożytnej - astronomia rentgenowska, astronomia gamma, prowadzone są obserwacje w całym spektrum promieniowania wysyłanego przez Wszechświat. Wśród tych nowych kierunków, ściśle związanych z problemy środowiskowe, obejmuje następujące elementy. [...]
Całkowita ilość dwutlenku węgla w atmosferze planety wynosi co najmniej 2,3-1012 ton, natomiast jego zawartość w Oceanie Światowym szacuje się na 1,3-10 ton. W litosferze znajduje się 2-1017 ton dwutlenku węgla w stanie związanym . Znacząca ilość dwutlenku węgla zawarta jest także w materii żywej biosfery (około 1,5-1012 ton, czyli prawie tyle, ile w całej atmosferze).[...]
Ale astronomia planetarna pokazuje również wyraźnie, że atmosfer planet nie można wyjaśnić (jak jest to teraz jasne w przypadku atmosfery ziemskiej) na podstawie ich składu chemicznego jako pochodnych uniwersalna grawitacja i promieniowanie słoneczne to dwa czynniki, które astronomowie wciąż tylko biorą pod uwagę. Z najnowsze raporty Astronomowie angielscy i amerykańscy Russell, Wildt, Sp. Jones, Jeans i inni wyraźnie to potwierdzają. [...]
Nie wolno nam zapominać, że biogeniczne pochodzenie atmosfery naszej Ziemi jest uogólnieniem empirycznym, tj. logicznym wnioskiem z dokładnych danych obserwacja naukowa, a analiza chemiczna troposfery i stratosfery ostro temu zaprzecza logiczny wniosek, co wynika z astronomicznej teorii pochodzenia atmosfer planetarnych w zastosowaniu do Ziemi. Gdyby ta teoria była słuszna, to wraz z wysokością ilość tlenu w stosunku do azotu powinna spadać, natomiast na dużych wysokościach (do 40 km), gdzie powinno to mieć dramatyczny wpływ, takiego spadku tlenu w stosunku do azotu nie obserwuje się. Stosunek O2 do N2 pozostaje niezmieniony zarówno w wyższych warstwach troposfery, jak i w niższych warstwach stratosfery.[...]
Gdyby znany był dokładny skład chemiczny atmosfery Wenus, porównując znalezioną wartość n ze wskaźnikiem adiabatycznym – cp/cy dla mieszaniny gazów tworzących atmosferę planety, można by ocenić charakter rozwarstwienia Wenus. atmosfera. Kiedy n [...]
Według Firsta (1973) cząstki stałe zawieszone przedostają się do atmosfery planety w wyniku naturalnych procesów (do 2200-10 t/rok cząstek o wielkości mniejszej niż 20 mikronów) i działalności człowieka (do 415-106 t/rok ). Należy zaznaczyć, że przedostawanie się cząstek do powietrza w wyniku działalności człowieka ogranicza się głównie do miejsc osadnictwa ludzkiego, a zwłaszcza do dużych i dużych miast. Zawiesiny stałe w wyniku tego działania powstają podczas spalania różnego rodzaju paliw, rozpadu materiałów stałych, podczas przeładunku i transportu materiałów pylących oraz unoszenia się z powierzchni obszaru zurbanizowanego. Głównymi źródłami przedostawania się tych substancji do basenu miasta są różne duże i małe instalacje energetyczne, hutnictwo, budowa maszyn, materiały budowlane, chemia koksownicza i przedsiębiorstwa transportowe.[...]
Nie trzeba dodawać, że obecność wolnego tlenu w atmosferze planet może wskazywać na obecność na nich życia: na Ziemi pojawienie się atmosfery tlenowej było również związane z powstaniem życia. Zatem badanie ozonu styka się z jednym z niezwykłych problemów współczesnej kosmogonii.[...]
Reakcje fotochemiczne nie są jedynymi reakcjami zachodzącymi w atmosferze. Dokonują się tam liczne przemiany, w których biorą udział dziesiątki tysięcy osób związki chemiczne, którego przepływ przyspieszany jest przez promieniowanie (promieniowanie słoneczne, promieniowanie kosmiczne, promieniowanie radioaktywne), a także przez właściwości katalityczne cząstek stałych i ich śladów obecnych w powietrzu metale ciężkie. Dwutlenek siarki i siarkowodór dostający się do powietrza, halogeny i związki międzyhalogenowe, tlenki azotu i amoniak, aldehydy i aminy, siarczki i merkaptany, związki nitrowe i olefiny, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne i pestycydy. Czasami te reakcje mogą powodować nie tylko jakościowe, ale także zmiany ilościowe w globalnym składzie atmosfery planety, prowadząc do zmian klimatycznych na Ziemi. Gromadząc się w górnych warstwach atmosfery, fluorochlorowęglowodory rozkładają się fotolitycznie, tworząc tlenki chloru, które oddziałują z ozonem, zmniejszając jego stężenie w stratosferze. Podobny efekt obserwuje się w reakcjach ozonu z tlenkami siarki, tlenkami azotu i węglowodorami. W wyniku rozkładu zastosowanych do gleby nawozów azotowych do atmosfery uwalniany jest tlenek azotu N0, który oddziałuje z ozonem atmosferycznym, przekształcając go w tlen. Wszystkie te reakcje powodują zmniejszenie zawartości ozonu w warstwach atmosfery na wysokości 20-40 km, co chroni powierzchniową warstwę atmosfery przed wysokoenergetycznym promieniowaniem słonecznym. Takie przemiany prowadzą do globalnych zmian w klimacie planety.[...]
Pomimo tak wysokiego poziomu substancji zanieczyszczających Federacja Rosyjska nie jest głównym trucicielem atmosfery planety (Tabela 18).[...]
Istnieje hipoteza o nieorganicznym pochodzeniu wolnego tlenu w atmosferze ziemskiej. Zgodnie z tą hipotezą zachodzenie w górnych warstwach atmosfery procesu rozkładu cząsteczek wody na wodór i tlen pod wpływem twardego promieniowania kosmicznego powinno skutkować stopniowym wyciekiem lekkiego, mobilnego wodoru w przestrzeń kosmiczną i akumulacją wolnego tlenu w atmosferze, który bez udziału życia powinien zredukować atmosferę pierwotną, zamieniając planetę w atmosferę utleniającą. Według obliczeń proces ten mógłby stworzyć na Ziemi atmosferę utleniającą za 1-1,2 miliarda lat. Ale nieuchronnie zdarza się to na innych planetach Układu Słonecznego i przez całe ich istnienie, które wynosi około 4,5 miliarda lat. Niemniej jednak na żadnej planecie naszego układu, z wyjątkiem Ziemi i przy nieporównywalnie niższej zawartości tlenu, Marsa, praktycznie nie ma wolnego tlenu, a ich atmosfery nadal zachowują właściwości redukujące. Oczywiście na Ziemi proces ten mógłby zwiększyć zawartość tlenków węgla i azotu w atmosferze, ale nie na tyle, aby spowodować jej utlenienie. Pozostaje więc najbardziej prawdopodobna hipoteza, która łączy obecność wolnego tlenu na Ziemi z aktywnością organizmów fotosyntetyzujących.[...]
W przypadku zapachów ich rola w przenoszeniu w postaci gazowej do atmosfery cięższych atomów, takich jak arsen, siarka, selen itp., Nie została w ogóle zbadana. Teraz można to tylko zauważyć. Jak już wspomniałem, ilościowe badania chemiczne atmosfer planet są jednym z zacofanych problemów geochemicznych. […]
Podsumowując, przydatne jest dostarczenie pewnych informacji o magnetosferach i jonosferach innych planet. Różnice w stosunku do jonosfery ziemskiej wynikają ze składu chemicznego atmosfer planet i różnic w odległościach od Słońca. W ciągu dnia maksymalne stężenie elektronów na Marsie wynosi 2105 cm-3 na wysokości 130-140 km, na Wenus - 5106 cm-3 na wysokości 140-150 km. Na Wenus, która nie ma pola magnetycznego, w ciągu dnia następuje nisko położona plazmapauza (300 km), spowodowana działaniem wiatru słonecznego. Na Jowiszu ze swoją siłą pole magnetyczne odkryto zorze polarne i pas promieniowania, które są znacznie intensywniejsze niż na Ziemi.[...]
Dwutlenek węgla CO2 nie jest substancją toksyczną, ale szkodliwą ze względu na odnotowany wzrost jego stężenia w atmosferze planety i jego wpływ na zmiany klimatyczne (patrz rozdział 5). Podejmowane są kroki w celu uregulowania jego emisji przez obiekty energetyczne, przemysłowe i transportowe.[...]
Postępujący wzrost zawartości tlenu w wodzie na skutek aktywności organizmów fotosyntetycznych i jego dyfuzji do atmosfery spowodował zmiany w skład chemiczny skorupy Ziemi, a przede wszystkim atmosfera, co z kolei umożliwiło szybkie rozprzestrzenianie się życia na całej planecie i pojawienie się bardziej złożonych form życia. Wraz ze wzrostem zawartości tlenu w atmosferze powstaje dość silna warstwa ozonowa, która chroni powierzchnię Ziemi przed przenikaniem ostrego ultrafioletu i badań kosmicznych. W takich warunkach życie mogło przedostać się na powierzchnię morza. Rozwój mechanizmu oddychanie tlenowe umożliwiło pojawienie się organizmów wielokomórkowych. Pierwsze tego typu organizmy pojawiły się, gdy stężenie tlenu w atmosferze planety osiągnęło 3%, co miało miejsce 600 milionów lat temu (początek okresu kambru).[...]
Powłoka gazowa chroni wszystko, co żyje na Ziemi, przed niszczycielskim promieniowaniem ultrafioletowym, rentgenowskim i kosmicznym. Górne warstwy atmosfery częściowo pochłaniają, a częściowo rozpraszają te promienie. Atmosfera chroni nas również przed „fragmentami gwiazd”. Meteoryty, z których zdecydowana większość nie jest większa od ziarnka grochu, pod wpływem ziemskiej grawitacji wpadają w atmosferę planety z ogromnymi prędkościami (od 11 do 64 km/s), nagrzewają się tam w wyniku tarcia z powietrzem, i na wysokości około 60-70 km w większości wypalają się. Atmosfera chroni także Ziemię przed dużymi fragmentami przestrzeni kosmicznej.[...]
Obecny charakter zużycia surowców powoduje niekontrolowany wzrost ilości odpadów. Ogromna ich ilość przedostaje się do atmosfery w postaci emisji pyłów i gazów ścieki do zbiorników wodnych, co negatywnie wpływa na stan środowisko. Do najbardziej zanieczyszczających atmosferę zalicza się energetykę cieplną, hutnictwo żelaza i metali nieżelaznych oraz przemysł chemiczny.[...]
Przed przedstawieniem teorii należy wspomnieć o idei niekontrolowanego „efektu cieplarnianego” zaproponowanej przez Reisula i De Berga w związku z teorią ewolucji atmosfer planetarnych. Przede wszystkim należy wyjaśnić tak duże różnice pomiędzy atmosferami Wenus, Ziemi i Marsa.[...]
Analiza dynamiki opadania automatycznej stacji międzyplanetarnej (AIS) na spadochronie stanowi dodatkowy sposób monitorowania wewnętrznej spójności danych o atmosferze planety, jeśli jednocześnie wykonywane są pomiary co najmniej dwóch z trzech parametrów termodynamicznych atmosfery związanych poprzez równanie stanu gazu. Opisana poniżej metodologia zostanie wykorzystana do zilustrowania jej zastosowania do analizy i sprawdzenia spójności danych uzyskanych podczas opadania statku kosmicznego Venera 4 (patrz [...]
Katastrofalny w dany czas jest wylesianie1 lasów tropikalnych, które są jednym z największych źródeł tlenu, najważniejszego zasobu naszej planety, odnawialnego przez faunę i florę. Lasy tropikalne zanikają, ponieważ populacja na tych obszarach gwałtownie rośnie. Ze względu na groźbę głodu ludzie w pogoni za drobnymi plonami wykorzystują dowolny skrawek ziemi pod pola i ogrody warzywne, wycinając w tym celu prastare lasy tropikalne, drzewa i krzewy. W przypadku zniszczenia lasów w strefie równikowej Amazonki i w konsekwencji spadku zawartości tlenu w atmosferze planety, ludzkości i samemu istnieniu biosfery2 grozić będzie śmierć z niedotlenienia. [...]
Podkreślmy teraz, że wszystkie wzory wskazane w tym akapicie zawierały tylko sześć prawdziwie „zewnętrznych” parametrów wymiarowych: przyswojony strumień promieniowania słonecznego q, promień planety a, prędkość kątowa jej obrotu
Jednocześnie Stany Zjednoczone zajmują centralne miejsce w negocjacjach w sprawie globalnych zmian klimatycznych nie tyle ze względu na swoje znaczenie polityczne czy gospodarcze, ale ze względu na udział w emisjach do atmosfery planety; wkład tego kraju wynosi 25%, zatem wszelkie umowy międzynarodowe bez ich udziału są niemal bezsensowne. Inaczej Kraje europejskie Stany Zjednoczone są niezwykle ostrożne i bierne ze względu na cenę, jaką będą musiały zapłacić za redukcję emisji CO2.[...]
Od połowy lat 70. Golicyn zaczął rozwijać teorię konwekcji, uwzględniając m.in. rotację. Temat ten ma zastosowanie do wielu obiektów naturalnych: płaszcza Ziemi i jej płynnego jądra, atmosfer planet i gwiazd oraz oceanu. Dla wszystkich tych obiektów uzyskano proste wzory wyjaśniające dane obserwacyjne lub wyniki modelowania numerycznego. Opracował teorię i zorganizował serię prac eksperymentalnych nad konwekcją wirującego płynu. Na tej podstawie wyjaśnia się siłę wiatrów oraz wielkość huraganów tropikalnych i polarnych.[...]
To samo dzieje się w krajach afrykańskich, w Indonezji, na Filipinach, w Tajlandii, Gwinei. Lasy tropikalne pokrywające 7% powierzchnia ziemi na obszarach w pobliżu równika, które odgrywają kluczową rolę we wzbogacaniu atmosfery planety w tlen i pochłanianiu dwutlenku węgla, są redukowane w tempie 100 tys. km2 rocznie.[...]
Nie mamy jeszcze całkowicie przekonujących dowodów na istnienie życia poza Ziemią, lub jak nazywa to Lederberg (1960), „egzobiologią”, ale wszystko, czego dowiedzieliśmy się o środowisku na Marsie i innych planetach atmosferycznych, nie wyklucza takiej możliwości. Chociaż temperatura i inne fizyczne warunki środowiskowe na tych planetach są ekstremalne, mieszczą się one w granicach tolerancji niektórych z najbardziej odpornych mieszkańców Ziemi (bakterie, wirusy, porosty itp.), zwłaszcza jeśli weźmiemy pod uwagę prawdopodobną obecność łagodniejszych mikroklimat pod powierzchnią lub w obszarach osłoniętych. Można jednak uznać za ustalone, że na innych planetach układ słoneczny nie ma dużych „pożeraczy tlenu”, takich jak ludzie czy dinozaury, ponieważ w atmosferze tych planet jest bardzo mało tlenu lub nie ma go wcale. Teraz jest jasne, że zielone tereny i tzw. „kanały” Marsa nie są roślinnością ani dziełem inteligentnych istot. Jednakże na podstawie danych z obserwacji spektroskopowych ciemnych obszarów Marsa w promieniach podczerwonych można założyć, że istnieje materia organiczna, a najnowsze automatyczne stacje międzyplanetarne („Mariner 6” i „Mariner 7”) odkryły na tej planecie amoniak, prawdopodobnie pochodzenia biologicznego [...]
Badanie oceanu jako obiektu fizycznego i układ chemiczny postępował znacznie szybciej niż jego badania jako układ biologiczny. Hipotezy na temat pochodzenia i historia geologiczna oceany, początkowo spekulacyjne, nabrały silnego charakteru podstawa teoretyczna.[ ...]
W tym kontekście warto zatrzymać się nad istniejącymi teoretycznymi modelami rozwoju incydentów nuklearnych w aspekcie militarnym. Modele uwzględniają ilość energii zgromadzonej w postaci ładunków termojądrowych oraz w elektrowniach jądrowych i odpowiadają na pytanie, w jaki sposób warunki klimatyczne na skalę planetarną po roku wojna nuklearna. Wnioski końcowe były następujące. Reakcja atmosfery doprowadzi do sytuacji podobnej do atmosfery na Marsie, gdzie pył w dalszym ciągu rozprzestrzenia się w atmosferze planety 10 dni po rozpoczęciu burz piaskowych, co gwałtownie osłabia promieniowanie słoneczne. W rezultacie ląd marsjański ochładza się o 10 – 15°C, a zapylona atmosfera nagrzewa się o 30°C (w porównaniu do normalnych warunków). Są to oznaki tzw. „zimy nuklearnej”, której konkretne wskaźniki trudno dziś przewidzieć. Jest jednak całkiem oczywiste, że warunki istnienia wyższych form organizacji materii ożywionej ulegną radykalnej zmianie.[...]
Obecnie tenaxy cieszą się ogromną popularnością wśród analityków: służą do zatężania mikrozanieczyszczeń LZO z powietrza (i wody po zdmuchnięciu zanieczyszczeń, patrz rozdział 6) w chromatografii gazowej i analizie GC/MS podczas badania powietrza w miastach i lokalach mieszkalnych, wyznaczając jakość powietrza w obszarze roboczym i budynkach administracyjnych, spaliny pojazdów i emisje z przedsiębiorstw przemysłowych, atmosfera przedziałów orbitalnych statków kosmicznych i łodzi podwodnych, atmosfera planet itp. [...]
W koncepcji „lepkości ujemnej” jednym z głównych pytań jest to, skąd same wielkoskalowe wiry wspierające cyrkulację strefową, w tym przypadku rotację różnicową, czerpią energię. Istnieje zasadnicza możliwość, że energia dociera do nich bezpośrednio z konwekcji na małą skalę, jednak fizycznie mechanizm ten nie jest do końca jasny, a jeszcze trudniej jest w jakiś sposób określić ilościowo jego skuteczność. Możliwości tego rodzaju obejmują także hipotezę o nieizotropii lepkości turbulentnej. Inną możliwością, która występuje w atmosferach planet, jest przeniesienie nie energii kinetycznej, ale potencjalnej, a następnie jej konwersja na energię kinetyczną. Jak już wspomniano, ze względu na wpływ własnego obrotu Słońca, średnia temperatura na pewnych poziomach poziomych (równopotencjalnych) może nie być taka sama na wszystkich szerokościach geograficznych, co powinno prowadzić do ruchów na dużą skalę, które ostatecznie przenoszą ciepło do zimniejszych szerokości geograficznych. Ta druga możliwość zasadniczo odzwierciedla idee Vogta i Eddingtona. Wszystkie te okoliczności pozwalają mówić o bliskości pewnych podstawowych cech cyrkulacji atmosferycznej na Słońcu i planetach.[...]
Regulacje i ograniczenia ustanawiane są na poziomie lokalnym, regionalnym i federalnym. Muszą mieć całkowicie określone odniesienie terytorialne. W planowaniu długoterminowym należy wykorzystywać badania prognostyczne, a nawet środowiskowo-futurologiczne w celu zidentyfikowania potencjalnych czynników regulacyjnych zarządzania środowiskowego, w tym limitów emisji substancji, które obecnie nie są limitowane. Dlatego dwutlenek węgla nie jest obecnie klasyfikowany jako substancja zanieczyszczająca powietrze. W miarę wzrostu emisji brutto tego związku do atmosfery planety i zmniejszania się całkowitej zdolności fotosyntetycznej lasów w wyniku ich barbarzyńskiego wylesiania, z pewnością da się odczuć „efekt cieplarniany”, który grozi przekształceniem się w efekt globalny. katastrofa ekologiczna. Ilustrującym przykładem w tym zakresie jest przykład amerykańskiej prywatnej firmy energetycznej Apple Energy Services z siedzibą w Wirginii, która w 1988 roku przekazała 2 miliony dolarów na sadzenie drzew w Gwatemali w ramach rekompensaty za budowaną przez tę firmę elektrownię cieplną opalaną węglem Connecticut. Oczekuje się, że posadzone drzewa pochłoną w przybliżeniu taką samą ilość dwutlenku węgla, jaką nowa elektrownia wyemituje do atmosfery, zapobiegając w ten sposób ewentualnemu globalnemu ociepleniu.[...]
PŁATNOŚĆ ZA ZASOBY NATURALNE – rekompensata pieniężna na rzecz użytkownika zasobu naturalnego z tytułu kosztów publicznych związanych z poszukiwaniem, ochroną, renaturyzacją, usuwaniem i transportem zużytego zasobu naturalnego, a także potencjalnymi staraniami społeczeństwa o rekompensatę rzeczową lub odpowiednią wymianę wyeksploatowanego zasobu w przyszłości. Opłata taka powinna uwzględniać koszty związane z połączeniami międzyzasobowymi. Z ekologicznego i ekonomicznego punktu widzenia opłata ta powinna być obliczana z uwzględnieniem globalnego i regionalnego wpływu użytkowników zasobów naturalnych na systemy przyrodnicze (przykładowo wycinka lasów na dużą skalę prowadzi do zakłócenia nie tylko lokalnego bilansu wodnego, ale także cały skład gazowy atmosfery planety). Dotychczasowe metody ustalania wysokości opłaty nie uwzględniają jeszcze wszystkich czynników wpływających na środowiskowy i ekonomiczny mechanizm jej powstawania.[...]
Energia wiatru jest jednym z najstarszych wykorzystywanych źródeł energii. W czasach starożytnych w Egipcie i na Bliskim Wschodzie był szeroko stosowany do napędzania młynów i urządzeń do podnoszenia wody. Następnie zaczęto wykorzystywać energię wiatru do poruszania statkami, łodziami i przechwytywania przez żagle. W Europie wiatraki pojawiły się w XII wieku. Silniki parowe sprawiły, że turbiny wiatrowe na długi czas zostały zapomniane. Dodatkowo mała moc jednostkowa bloków, rzeczywiste uzależnienie ich pracy od warunków atmosferycznych, a także możliwość przetwarzania energii wiatru jedynie w jej postać mechaniczną, ograniczają powszechne wykorzystanie tego naturalnego źródła. Energia wiatru ostatecznie powstaje w wyniku procesów termicznych zachodzących w atmosferze planety. Różnice w gęstości powietrza ogrzanego i zimnego są przyczyną aktywnych zmian mas powietrza. Początkowym źródłem energii wiatru jest energia promieniowania słonecznego, która przekształca się w jedną ze swoich form – energię prądów powietrza.