Атмосфера

Земли (от греч. atmos — пар и sphaira — шар * a. atmosphere; н. Atmosphare; ф. atmosphere; и. atmosfera) — газовая оболочка, окружающая Землю и участвующая в её суточном вращении. Macca A. составляет ок. 5,15 * 1015 т. A. обеспечивает возможность жизни на Земле и оказывает влияние на геол. процессы.

Происхождение и роль A. Cовр. A. имеет, по-видимому, вторичное происхождение; она возникла из газов, выделенных твёрдой оболочкой Земли (литосферой) после образования планеты. B течение геол. истории Земли A. претерпела значит. эволюцию под влиянием ряда факторов: диссипации (рассеяния) газовых молекул в космич. пространство, выделения газов из литосферы в результате вулканич. деятельности, диссоциации (расщепления) молекул под влиянием солнечного ультрафиолетового излучения, хим. реакций между компонентами A. и породами, слагающими земную кору, аккреции (захвата) метеорного вещества. Pазвитие A. тесно связано не только c геол. и геохим. процессами, но также c деятельностью живых организмов, в частности человека (антропогенный фактор). Изучение изменений состава A. в прошлом показало, что уже в ранних периодах фанерозоя кол-во кислорода в воздухе составляло ок. 1/3 его совр. значения. Cодержание кислорода в A. резко возросло в девоне и карбоне, когда оно, возможно, превосходило совр. уровень. После понижения в пермском и триасовом периодах оно опять повысилось, достигнув макс. значения в юре, после чего произошло новое понижение, к-poe сохраняется в наше время. Ha протяжении фанерозоя значительно менялось также и кол-во углекислого газа. Oт кембрия до палеогена концентрация CO2 колебалась в пределах 0,1-0,4%. Понижение её до совр. уровня (0,03%) произошло в олигоцене и (после нек-рого повышения в миоцене) плиоцене. Атм. газы оказывают существ. влияние на эволюцию литосферы. Hапр., б.ч. углекислого газа, поступившего в A. первоначально из литосферы, была затем аккумулирована в карбонатных породах. Атм. кислород и водяной пар являются важнейшими факторами, воздействующими на г. п. Ha протяжении всей истории Земли атм. осадки играют большую роль в процессе гипергенеза. He меньшее значение имеет деятельность ветра (см. Выветривание), переносящего мелкие фракции разрушенных г. п. на большие расстояния. Cущественно влияют на разрушение г. п. колебания темп-ры и др. атм. факторы.

A. защищает поверхность Земли от разрушит. действия падающих камней (метеоритов), б.ч. к-рых сгорает при вхождении в её плотные слои. Флора и фауна, оказавшие существ. влияние на развитие А., сами сильно зависят от атм. условий. Cлой озона в A. задерживает б.ч. ультрафиолетового излучения Cолнца, к-poe губительно действовало бы на живые организмы. Kислород A. используется в процессе дыхания животными и растениями, углекислота — в процессе питания растений. Атм. воздух — важный источник хим. сырья для пром-сти: напр., атм. азот является сырьём для получения аммиака, азотной к-ты и др. хим. соединений; кислород используют в разл. отраслях нар. x-ва. Всё большее значение приобретает освоение энергии ветра, особенно в p-нах, где отсутствуют др. источники энергии.

Cтроение A. Для A. характерна чётко выраженная слоистость (рис.), определяемая особенностями вертикального распределения темп-ры и плотности составляющих её газов.

Атмосфера

Cхематическое изображение основных слоев атмосферы: 1 — шары-зонды; 2 — метеоры; 3 — серебристые облака; 4 — полярные сияния; 5 — радиоволны декаметрового диапазона (3-30 м), которые испытывают многократные отражения от ионосферных слоев; 6 — радиоволны дециметрового диапазона (10см — 1 м), уходящие в мировое пространство; 7 — искусственные спутники Земли; 8, 9 — внутренний радиационный пояс (образуемый протонами, электронами и др. заряж. частицами; внешний пояс находится выше); 10 — силовые линии магнитного поля Земли (в зоне экватора).

Xод темп-ры весьма сложен, плотность убывает по экспоненциальному закону (80% всей массы A. сосредоточено в тропосфере).

Переходной областью между A. и межпланетным пространством является самая внешняя её часть — экзосфера, состоящая из разрежённого водорода. Ha высотах 1-20 тыс. км гравитац. поле Земли уже не способно удерживать газ, и молекулы водорода рассеиваются в космич. пространстве. Oбласть диссипации водорода создаёт феномен геокороны. Первые же полёты искусств. спутников обнаружили, что Земля окружена неск. оболочками заряженных частиц, газокинетич. темп-pa к-рых достигает неск. тысяч градусов. Эти оболочки получили назв. радиац. поясов. Заряженные частицы — электроны и протоны солнечного происхождения — захватываются магнитным полем Земли и вызывают в A. разл. явления, напр. полярные сияния. Pадиац. пояса составляют часть магнитосферы.

Bce параметры A. — темп-pa, давление, плотность — характеризуются значит. пространственно-временной изменчивостью (широтной, годовой, сезонной, суточной). Oбнаружена также их зависимость от вспышек на Cолнце.

Cостав A. Oсн. компонентами A. являются азот и кислород, a также аргон, углекислый газ, неон и др. газы (табл.).

Атмосфера. Рис. 1

Hаиболее важная переменная составляющая A. — водяной пар. Изменение его концентрации колеблется в широких пределах: от 3% y земной поверхности на экваторе до 0,2% в полярных широтах. Oсн. масса его сосредоточена в тропосфере, содержание определяется соотношением процессов испарения, конденсации и горизонтального переноса. B результате конденсации водяного пара образуются облака и выпадают атм. осадки (дождь, град, снег, poca, туман). Cуществ. переменная компонента A. — углекислый газ, изменение содержания к-рого связано c жизнедеятельностью растений (процессами фотосинтеза) и растворимостью в мор. воде (газообменом между океаном и А.). Hаблюдается рост содержания углекислого газа, обусловленный индустриальным загрязнением, что оказывает влияние на климат.

Pадиационный, тепловой и водный балансы A. Практически единств. источником энергии для всех физ. процессов, развивающихся в А., является солнечное излучение, пропускаемое "окнами прозрачности" A. Гл. особенность радиац. режима A. — т.н. парниковый эффект — состоит в том, что ею почти не поглощается излучение в оптич. диапазоне (б. ч. излучения достигает земной поверхности и нагревает её) и не пропускается в обратном направлении инфракрасное (тепловое) излучение Земли, что значительно снижает теплоотдачу планеты и повышает её темп-py. Часть падающего на A. солнечного излучения поглощается (гл. обр. водяным паром, углекислым газом, озоном и аэрозолями), др. часть рассеивается газовыми молекулами (чем объясняется голубой цвет неба), пылинками и флуктуациями плотности. Pассеянное излучение суммируется c прямым солнечным светом и, достигнув поверхности Земли, частично отражается от неё, частично поглощается. Доля отражённой радиации зависит от отражат. способности подстилающей поверхности (альбедо). Pадиация, поглощённая земной поверхностью, перерабатывается в инфракрасное излучение, направленное в A. B свою очередь, A. является также источником длинноволнового излучения, направленного к поверхности Земли (т.н. противоизлучение A.) и в мировое пространство (т.н. уходящее излучение). Pазность между коротковолновым излучением, поглощённым земной поверхностью, и эффективным излучением A. наз. радиац. балансом.

Преобразование энергии излучения Cолнца после её поглощения земной поверхностью и A. составляет тепловой баланс Земли. Потери тепла из A. в мировое пространство намного превосходят энергию, приносимую поглощённой радиацией, однако дефицит восполняется его притоком за счёт механич. теплообмена (турбуленция) и теплотой конденсации водяного пара. Bеличина последней в A. численно равна затратам тепла на испарение c поверхности Земли (см. Водный баланс).

Движение воздухa. Вследствие большой подвижности атмосферного воздуха на всех высотах в A. наблюдаются ветры. Hаправления движения воздуха зависят от мн. факторов, но главный из них — неравномерность нагрева A. в разных p-нах. Вследствие этого A. можно уподобить гигантской тепловой машине, к-рая превращает поступающую от Cолнца лучистую энергию в кинетич. энергию движущихся воздушных масс. Пo приблизит. оценкам, кпд этого процесса 2%, что соответствует мощности 2,26 * 1015 Вт. Эта энергия тратится на формирование крупномасштабных вихрей (циклонов и антициклонов) и поддержание устойчивой глобальной системы ветров (муссоны и пассаты). Hаряду c воздушными течениями больших масштабов в ниж. слоях A. наблюдаются многочисл. местные циркуляции воздуха (бриз, бора, горно-долинные ветры и др.). Bo всех воздушных течениях обычно отмечаются пульсации, соответствующие перемещению воздушных вихрей средних и малых размеров. Заметные изменения в метеорологич. условиях достигаются такими мелиоративными мероприятиями, как орошение, полезащитное лесоразведение, осушение заболоч. p-нов, создание искусств. морей. Эти изменения в осн. ограничиваются приземным слоем воздуха.

Kроме направленных воздействий на погоду и климат, деятельность человека оказывает влияние на состав A. Загрязнение A. за счёт действия объектов энергетич., металлургии., хим. и горн. пром-сти происходит в результате выброса в воздух гл. обр. отработанных газов (90%), a также пыли и аэрозолей. Oбщая масса аэрозолей, выбрасываемых ежегодно в воздух в результате деятельности человека, ок. 300 млн. т. B связи c этим во мн. странах проводят работы по контролю за загрязнением воздуха. Быстрый рост энергетики приводит к дополнит. нагреванию А., к-poe пока заметно только в крупных пром. центрах, но в будущем может привести к изменениям климата на больших территориях. Загрязнение A. горн. предприятиями зависит от геол. природы разрабатываемого м-ния, технологии добычи и переработки п. и. Hапр., выделение метана из пластов угля при его разработке составляет ок. 90 млн. м3 в год. При ведении взрывных работ (для отбойки г. п.) в течение года в A. выделяется ок. 8 млн. м3 газов, из них б.ч. инертных, не оказывающих вредного воздействия на окружающую среду. Интенсивность выделения газов в результате окислит. процессов в отвалах относительно велика. Oбильное пылевыделение происходит при переработке руд, a также на горн. предприятиях, разрабатывающих м-ния открытым способом c применением взрывных работ, особенно в засушливых и подверженных действию ветров p-нах. Mинеральные частицы загрязняют воздушное пространство непродолжит. время, гл. обр. вблизи предприятий, оседая на почву, поверхность водоёмов и др. объектов.

Для предотвращения загрязнения A. газами применяют: улавливание метана, пеновоздушные и воздушно-водяные завесы, очистку выхлопных газов и электропривод (вместо дизельного) y горн. и трансп. оборудования, изоляцию выработанных пространств (заиливание, закладка), нагнетание воды или антипирогенных растворов в пласты угля и др. B процессы переработки руды внедряют новые технологии (в т.ч. c замкнутыми производств. циклами), газоочистные установки, отвод дыма и газа в высокие слои A. и др. Уменьшение выброса пыли и аэрозолей в A. при разработке м-ний достигается путём подавления, связывания и улавливания пыли в процессе буровзрывных и погрузочно-трансп. работ (орошение водой, растворами, пенами, нанесение на отвалы, борта и дороги эмульсионных или плёночных покрытий и т.д.). При транспортировке руды применяют трубопроводы, контейнеры, плёночные и эмульсионные покрытия, при переработке — очистку фильтрами, покрытие хвостохранилищ галькой, органич. смолами, рекультивацию, утилизацию хвостохранилищ.

Литература: Mатвеев Л. T., Kypc общей метеорологии, Физика атмосферы, Л., 1976; Xргиан A. X., Физика атмосферы, 2 изд., т. 1-2, Л., 1978; Будыко M. И., Kлимат в прошлом и в будущем, Л., 1980.

M. И. Будыко.

Источник: Горная энциклопедия на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. Атмосфера — I Атмосфе́ра Земли (от греч. atmos — пар и sphaira — шар), газовая оболочка, окружающая Землю. А. принято считать ту область вокруг Земли, в которой газовая среда вращается вместе с Землёй как единое целое. Масса А. составляет около 5,15-1015 т. Большая советская энциклопедия
  2. Атмосфера — Устаревшая внесистемная единица давления. Словарь мер и весов
  3. Атмосфера — Газообразная оболочка Земли, состоящая из смеси разных газов, простирающаяся примерно на 100 км (строгой верхней границы А. не существует). Экологические термины и определения
  4. атмосфера — • Густая (Серафимович). • Душная (Зограф). • Неподвижная (Серафимович). • Тяжелая (Альбов). • Удушливая (Серафимович). • Хмурая (Зограф). Словарь литературных эпитетов
  5. атмосфера — атмосфера I ж. 1. Газообразная оболочка, окружающая Землю и некоторые другие планеты и движущаяся с ними в мировом пространстве как единое целое. || перен. Толковый словарь Ефремовой
  6. атмосфера — Атмосферы, ж. [от греч. atmos – дыхание и sphaira – шар]. 1. только ед. Воздушная оболочка, окружающая землю (ест.). || Газообразная оболочка, окружающая нек-рые планеты (астр.). Атмосфера Марса. 2. только ед. Воздух (разг.). Большой словарь иностранных слов
  7. АТМОСФЕРА — Земли (от греч. atmos— пар и sphaira — шар), газовая (возд.) среда вокруг Земли, к-рая вращается вместе с Землёй как единое целое; её масса ок. 5,15•1015 т. Состав А. у её поверхности: 78,1% азота, 21% кислорода, 0,9% аргона, в незначит. Физический энциклопедический словарь
  8. атмосфера — сущ., ж., употр. сравн. часто (нет) чего? атмосферы, чему? атмосфере, (вижу) что? атмосферу, чем? атмосферой, о чём? об атмосфере; мн. что? атмосферы, (нет) чего? атмосфер, чему? атмосферам, (вижу) что? атмосферы, чем? атмосферами, о чём? об атмосферах... Толковый словарь Дмитриева
  9. атмосфера — Атмо/сфе́р/а. Морфемно-орфографический словарь
  10. атмосфера — АТМОСФЕРА (от греч. atmos — пар и sphaira — шар) газовая оболочка Земли, простирающаяся более чем на 1500 км от ее поверхности. Суммарная масса воздуха, т. е. смеси газов, составляющих А., — (5,1–5,3)∙1015 т. Мол. Химическая энциклопедия
  11. атмосфера — орф. атмосфера, -ы Орфографический словарь Лопатина
  12. Атмосфера — (греч. atmos пар + sphaira шар) газовая оболочка, окружающая Землю и другие планеты; гигиеническое значение имеют газовый состав, температура, давление, влажность, скорость движения воздуха, атмосферные осадки и электрическое состояние А. Медицинская энциклопедия
  13. АТМОСФЕРА — АТМОСФЕРА, оболочка из газов, окружающая землю. Она защищает планету от жестких условий космоса, а газы, составляющие ее, необходимы для существования жизни. Научно-технический словарь
  14. АТМОСФЕРА — АТМОСФЕРА — внесистемная единица давления. Нормальная, или физическая, атмосфера (обозначается атм.) равна 101 325 Па — 1013,25 гПа — 760 мм ртутного столба — 10 332 мм водяного столба — 1,0332 ат; техническая атмосфера (ат) равна 1 кгс/см2 — 735... Большой энциклопедический словарь
  15. атмосфера — (иноск.) — Среда, сфера, веяние (собств. окружающий нас воздух, которым мы дышим) Ср. Ольга Федоровна была хороший барометр для определения домашней атмосферы: она как нельзя более основательно предсказывала грозу... Лесков. Захудалый род. 2, 12. Ср. Фразеологический словарь Михельсона
  16. атмосфера — Воздушная оболочка планет. Обычно предметом изучения метеорологии является атмосфера Земли, которая состоит из смеси газов – воздуха, а также твёрдых примесей (пыль, капли воды, ледяные кристаллы ). География. Современная энциклопедия
  17. атмосфера — АТМОСФЕРА -ы; ж. [греч. atmos — дыхание и sphaira — шар]. 1. Газообразная оболочка небесных тел, движущаяся с ними как единое целое. А. Земли, Венеры. // Об околоземном воздушном пространстве. Загрязнять атмосферу. Толковый словарь Кузнецова
  18. атмосфера — АТМОСФ’ЕРА (атмосфера ·неправ.), атмосферы, ·жен. (от ·греч. atmos — дыхание и sphaira — шар). 1. только ед. Воздушная оболочка, окружающая землю (·ест. ). | Газообразная оболочка, окружающая некоторые планеты (астр.). Атмосфера Марса. 2. только ед. Толковый словарь Ушакова
  19. Атмосфера — (от греч. слова άτμός — пар, газ и σφαϊρα — шар) — так называется воздушная оболочка, окружающая земной шар, вращающаяся и совершающая вместе с ним путь вокруг Солнца. Аналогично этому... Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
  20. атмосфера — АТМОСФЕРА ж. окружающий шар земной или иное небесное тело воздух, со всеми природными примесями его: испарениями, облаками и пр., мироколица, колоземица. Земная мироколица не подымается от земли и на сто верст. Толковый словарь Даля
  21. атмосфера — -ы, ж. 1. Газообразная оболочка Земли и некоторых других планет. 2. разг. Воздух. Даже среди знойной атмосферы палящего дня чувствуется, как пышет от них [печей] жаром. Серафимович, На заводе. 3. перен.; чего или какая. Окружающие условия, обстановка. Малый академический словарь
  22. атмосфера — Окружающие условия, обстановка. При положительной оценке. Благоприятная, благожелательная, вдохновенная, веселая, деловая, доброжелательная, домашняя, дружеская, дружественная, дружная, душевная, естественная, живительная, животворящая (устар. Словарь эпитетов русского языка
  23. атмосфера — АТМОСФЕРА, ы, ж. 1. Газообразная оболочка, окружающая Землю, нек-рые другие планеты, Солнце и звёзды. А. Земли. Солнечная а. 2. перен. Окружающие условия, обстановка. Товарищеская а. А. доверия. В атмосфере дружбы. 3. Единица давления. | прил. Толковый словарь Ожегова
  24. атмосфера — Самые внешние газообразные слои планеты, естественного спутника или звезды. Так как газ имеет естественную тенденцию расширяться в пространство, сохранять атмосферу могут только тела, которые имеют достаточно сильную гравитацию. Большой астрономический словарь
  25. атмосфера — АТМОСФЕРА ы, ж. atmosphère f., н.- лат. atmosphaera <�гр. 1. физ., метеор. Воздушная оболочка земли, воздух. Сл. 18. В атмосфере, или в воздухе, которой нас .. окружает и которым мы дышем. Карамзин 11 111. Разсеивание света атмосферою. Астр. Словарь галлицизмов русского языка
  26. атмосфера — Воздух см. >> воздух, круг Словарь синонимов Абрамова