Атмосфера выполняет следующие функции: • содержит кислород, необходимый для дыхания живых организмов; • является источником углекислого газа для фотосинтеза растений; • защищает живые организмы от космических излучений; • сохраняет тепло Земли и регулирует климат; • трансформирует газообразные продукты обмена веществ; • переносит водяные пары по планете; • является средой обитания летающих форм организмов; • служит источником химического сырья и энергии; • принимает и трансформирует газообразные и пылевидные отходы. Состав атмосферы находится в состоянии динамического равновесия, поддерживаемого такими климатическими факторами, как перемещение воздушных масс (ветер и конвекция) и атмосферные осадки, жизнедеятельность животного и растительного миров, особенно лесов и планктона мирового океана, а также в результате космических процессов, геохимических явлений и хозяйственной деятельности человека. Примерный химический состав атмосферного воздуха (в объемных процентах в пересчете на сухой воздух) приведен на рис. 4.1.
Раздел 4. Воздушная среда города
157
Рис. 4.1. Химический состав атмосферного воздуха (в объемных процентах): азот (N2) – 78,1%; кислород (О2) – 20,85%; аргон (Аr) - 0,93%; диоксид углерода (СО2) – 0,033%; на долю остальных компонентов — неон (Ne), гелий (Не), криптон (Кr), ксенон (Хе), озон (О3), водород (Н2) и др. приходится не более чем 0,087%; содержание водяных паров колеблется в пределах 0,01-4%.
Общая масса атмосферы составляет 5,141015 т. Около 50% массы атмосферы приходится на нижний слой толщиной около 5 км. Масса слоя толщиной 30 км составляет 99% всей массы атмосферы. По вертикали атмосфера имеет слоистое строение. Выделение отдельных зон (табл. 4.1) основано на изменении температуры с высотой. Таблица 4.1. Характеристика основных зон, выделяемых в атмосфере
Зона атмосферы Верхняя и нижняя границы зоны от уровня моря, км Температура, °С нижняя граница зоны верхняя граница зоны тропосфера стратосфера мезосфера термосфера 0-11 11-50 50 - 8585 - 500 + 15 -56-2-92 -56-2-92+ 1200 Верхняя граница атмосферы четко не выделяется. Она переходит постепенно в космическое пространство. Осредненная температура атмосферы на средних широтах уменьшается линейно с высотой до отметки 11 км. При этом средняя температура на уровне моря принимается равной 288 К, а на высоте 11 км — 216,7 К (рис. 4.2). Исходя из этого стандартный, или нормальный температурный градиент равен: -(dT/dH)станд = (288 - 216,7)/10,8•103 = 0,0066 К/м. Среднее атмосферное давление на уровне моря составляет 101,3 кПа.
158 Экология города
Рис. 4.2. Распределение давления и температуры атмосферного воздуха по высоте (при некоторых средних условиях) При условиях, соответствующих среднему давлению на уровне моря и многолетней среднегодовой температуре атмосферного воздуха на уровне моря, равной 15 °С, распределение давления с высотой определяется по международной барометрической формуле: Р(Н) = 101,3(1 - 6.5H/288)5,255 , где Р — давление, кПа; Н — высота над уровнем моря, км. Различия в нагревании воздуха приводят к горизонтальным градиентам давления, которые, в свою очередь, являются причиной конвекций горизонтальных перемещений воздушных масс. На перемещение воздушных масс воздействуют также сила Кориолиса, возникающая вследствие вращения Земли; центробежное ускорение, возникающее в районах, прилегающих к областям высокого и низкого давления; силы трения, замедляющие движение воздуха вблизи земной поверхности. В северном полушарии движение воздушных потоков вокруг центров высокого давления осуществляется по часовой стрелке с отклонением наружу и вниз от кругового движения. Этот поток получил название нисходящего и является одним из возможных препятствий для рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере. При движении воздушных потоков вокруг центров низкого давления вектор скорости направлен внутрь и вверх от кругового движения против часовой стрелки. В этом случае загрязняющие вещества из нижних слоев атмосферы переносятся вверх и рассеиваются в больших объемах воздуха. При движении воздуха в северном полушарии против часовой стрелки вокруг центра низкого давления формируется циклон, при движении в направлении часовой стрелки вокруг центра высокого давления — антициклон.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Состав, строение, свойства и функции атмосферы» з дисципліни «Екологія міста»
