พลังแห่งชั้นบรรยากาศโลกคือ ชั้นบรรยากาศของโลกกำลังสูญเสียออกซิเจนอย่างช้าๆ ระดับออกซิเจนที่เหมาะสมที่สุดสำหรับชีวิตคืออะไร?

YouTube สารานุกรม

1 / 5

ú ยานอวกาศ Earth (ตอนที่ 14) - บรรยากาศ

➤ เหตุใดบรรยากาศจึงไม่ถูกดึงเข้าสู่สุญญากาศแห่งอวกาศ

út การเข้าสู่ยานอวกาศ Soyuz TMA-8 สู่ชั้นบรรยากาศโลก

√ โครงสร้างบรรยากาศ ความหมาย การศึกษา

✪ O. S. Ugolnikov "บรรยากาศชั้นบน การพบกันของโลกและอวกาศ"

คำบรรยาย

ขอบเขตบรรยากาศ

บรรยากาศถือเป็นบริเวณรอบโลกซึ่งมีตัวกลางที่เป็นก๊าซหมุนไปพร้อมกับโลกโดยรวม บรรยากาศจะค่อยๆ ผ่านเข้าสู่อวกาศระหว่างดาวเคราะห์ในชั้นนอกโลก โดยเริ่มต้นที่ระดับความสูง 500-1,000 กิโลเมตรจากพื้นผิวโลก

ตามคำจำกัดความที่เสนอโดยสหพันธ์การบินระหว่างประเทศขอบเขตของบรรยากาศและพื้นที่นั้นถูกลากไปตามเส้นคาร์มานซึ่งอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 100 กม. ซึ่งเหนือระดับนั้นทำให้การบินทางอากาศเป็นไปไม่ได้เลย NASA ใช้เครื่องหมาย 122 กิโลเมตร (400,000 ฟุต) เป็นขีดจำกัดบรรยากาศ โดยที่กระสวยอวกาศเปลี่ยนจากการขับเคลื่อนด้วยกำลังไปสู่การเคลื่อนที่ตามหลักอากาศพลศาสตร์

คุณสมบัติทางกายภาพ

นอกจากก๊าซที่ระบุในตารางแล้ว บรรยากาศยังประกอบด้วย Cl 2 (\displaystyle (\ce (Cl2))) , ดังนั้น 2 (\displaystyle (\ce (SO2))) , NH 3 (\displaystyle (\ce (NH3))) , CO (\displaystyle ((\ce (CO)))) , O 3 (\displaystyle ((\ce (O3)))) , หมายเลข 2 (\displaystyle (\ce (NO2))), ไฮโดรคาร์บอน, HCl (\displaystyle (\ce (HCl))) , HF (\displaystyle (\ce (HF))) , HBr (\displaystyle (\ce (HBr))) , สวัสดี (\displaystyle ((\ce (HI)))), คู่รัก ปรอท (\displaystyle (\ce (Hg))) , ฉัน 2 (\displaystyle (\ce (I2))) , เบอร์ 2 (\displaystyle (\ce (Br2)))ตลอดจนก๊าซอื่นๆ อีกมากมายในปริมาณเล็กน้อย โทรโพสเฟียร์ประกอบด้วยอนุภาคของแข็งและของเหลวแขวนลอย (ละอองลอย) จำนวนมากอย่างต่อเนื่อง ก๊าซที่หายากที่สุดในชั้นบรรยากาศของโลกคือ Rn (\displaystyle (\ce (Rn))) .

โครงสร้างของชั้นบรรยากาศ

ชั้นขอบเขตบรรยากาศ

ชั้นล่างของโทรโพสเฟียร์ (หนา 1-2 กม.) ซึ่งสถานะและคุณสมบัติของพื้นผิวโลกส่งผลโดยตรงต่อการเปลี่ยนแปลงของชั้นบรรยากาศ

โทรโพสเฟียร์

ขีดจำกัดบนอยู่ที่ระดับความสูง 8-10 กม. ในขั้วโลก, 10-12 กม. ในเขตอบอุ่น และ 16-18 กม. ในละติจูดเขตร้อน ในฤดูหนาวต่ำกว่าในฤดูร้อน
ชั้นบรรยากาศหลักชั้นล่างประกอบด้วยมากกว่า 80% ของมวลอากาศในบรรยากาศทั้งหมด และประมาณ 90% ของไอน้ำทั้งหมดที่มีอยู่ในบรรยากาศ ความปั่นป่วนและการพาความร้อนได้รับการพัฒนาอย่างมากในโทรโพสเฟียร์ เมฆปรากฏขึ้น และพายุไซโคลนและแอนติไซโคลนพัฒนาขึ้น อุณหภูมิจะลดลงตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น โดยมีความลาดชันตามแนวตั้งเฉลี่ย 0.65°/100 เมตร

โทรโปพอส

ชั้นเปลี่ยนผ่านจากชั้นโทรโพสเฟียร์ไปยังชั้นสตราโตสเฟียร์ ซึ่งเป็นชั้นบรรยากาศที่อุณหภูมิลดลงเมื่อความสูงหยุดลง

สตราโตสเฟียร์

ชั้นบรรยากาศตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 11 ถึง 50 กม. โดดเด่นด้วยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเล็กน้อยในชั้น 11-25 กม. (ชั้นล่างของสตราโตสเฟียร์) และการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิในชั้น 25-40 กม. จากลบ 56.5 เป็นบวก 0.8 ° C (ชั้นบนของสตราโตสเฟียร์หรือบริเวณผกผัน) เมื่อถึงค่าประมาณ 273 K (เกือบ 0 °C) ที่ระดับความสูงประมาณ 40 กม. อุณหภูมิยังคงคงที่จนถึงระดับความสูงประมาณ 55 กม. บริเวณที่มีอุณหภูมิคงที่นี้เรียกว่าสตราโตสเฟียร์และเป็นขอบเขตระหว่างสตราโตสเฟียร์และมีโซสเฟียร์

สเตรโทพอส

ชั้นขอบเขตของชั้นบรรยากาศระหว่างสตราโตสเฟียร์และมีโซสเฟียร์ ในการกระจายอุณหภูมิแนวตั้งจะมีค่าสูงสุด (ประมาณ 0 °C)

มีโซสเฟียร์

เทอร์โมสเฟียร์

ขีดจำกัดบนคือประมาณ 800 กม. อุณหภูมิจะสูงขึ้นถึงระดับความสูง 200-300 กม. โดยจะถึงค่าลำดับ 1,500 K หลังจากนั้นจะยังคงเกือบคงที่จนถึงระดับความสูงสูง ภายใต้อิทธิพลของรังสีดวงอาทิตย์และรังสีคอสมิก ไอออนไนซ์ของอากาศ ("แสงออโรร่า") เกิดขึ้น - บริเวณหลักของไอโอโนสเฟียร์อยู่ภายในเทอร์โมสเฟียร์ ที่ระดับความสูงมากกว่า 300 กม. อะตอมออกซิเจนจะมีอิทธิพลเหนือกว่า ขีดจำกัดบนของเทอร์โมสเฟียร์ถูกกำหนดโดยกิจกรรมปัจจุบันของดวงอาทิตย์เป็นส่วนใหญ่ ในช่วงที่มีกิจกรรมต่ำ - ตัวอย่างเช่นในปี 2551-2552 ขนาดของเลเยอร์นี้ลดลงอย่างเห็นได้ชัด

เทอร์โมพอส

บริเวณบรรยากาศที่อยู่ติดกันเหนือเทอร์โมสเฟียร์ ในภูมิภาคนี้ การดูดกลืนรังสีดวงอาทิตย์ไม่มีนัยสำคัญ และอุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลงตามระดับความสูงจริงๆ

เอกโซสเฟียร์ (ทรงกลมกระเจิง)

ขึ้นไปที่ระดับความสูง 100 กม. บรรยากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซที่เป็นเนื้อเดียวกันและผสมกันอย่างดี ในชั้นที่สูงกว่า การกระจายตัวของก๊าซตามความสูงจะขึ้นอยู่กับน้ำหนักโมเลกุล ความเข้มข้นของก๊าซที่หนักกว่าจะลดลงเร็วขึ้นตามระยะห่างจากพื้นผิวโลก เนื่องจากความหนาแน่นของก๊าซลดลง อุณหภูมิจึงลดลงจาก 0 °C ในชั้นสตราโตสเฟียร์เป็นลบ 110 °C ในชั้นมีโซสเฟียร์ อย่างไรก็ตาม พลังงานจลน์ของอนุภาคแต่ละตัวที่ระดับความสูง 200-250 กม. สอดคล้องกับอุณหภูมิ ~ 150 °C เหนือ 200 กม. สังเกตความผันผวนของอุณหภูมิและความหนาแน่นของก๊าซในเวลาและอวกาศอย่างมีนัยสำคัญ

ที่ระดับความสูงประมาณ 2,000-3,500 กม. ชั้นบรรยากาศจะค่อยๆ กลายเป็นสิ่งที่เรียกว่า ใกล้สุญญากาศอวกาศซึ่งเต็มไปด้วยอนุภาคหายากของก๊าซระหว่างดาวเคราะห์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นอะตอมของไฮโดรเจน แต่ก๊าซนี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของสสารระหว่างดาวเคราะห์เท่านั้น อีกส่วนหนึ่งประกอบด้วยอนุภาคฝุ่นที่มีต้นกำเนิดจากดาวหางและอุกกาบาต นอกจากอนุภาคฝุ่นที่หายากมากแล้ว การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและรังสีคอร์ปัสกูลาของแหล่งกำเนิดสุริยะและกาแล็กซียังแทรกซึมเข้าไปในอวกาศนี้อีกด้วย

ทบทวน

โทรโพสเฟียร์คิดเป็นประมาณ 80% ของมวลบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ - ประมาณ 20%; มวลของมีโซสเฟียร์ไม่เกิน 0.3% เทอร์โมสเฟียร์น้อยกว่า 0.05% ของมวลบรรยากาศทั้งหมด

ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางไฟฟ้าในบรรยากาศจึงแยกแยะได้ นิวโทรสเฟียร์และ ไอโอโนสเฟียร์ .

ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของก๊าซในบรรยากาศที่ปล่อยออกมา โฮโมสเฟียร์และ เฮเทอโรสเฟียร์. เฮเทอโรสเฟียร์- นี่คือพื้นที่ที่แรงโน้มถ่วงส่งผลต่อการแยกก๊าซ เนื่องจากการปะปนกันที่ระดับความสูงดังกล่าวนั้นน้อยมาก. นี่แสดงถึงองค์ประกอบที่แปรผันของเฮเทอโรสเฟียร์ ด้านล่างเป็นส่วนที่ผสมกันและเป็นเนื้อเดียวกันของบรรยากาศที่เรียกว่าโฮโมสเฟียร์ ขอบเขตระหว่างชั้นเหล่านี้เรียกว่าเทอร์โบพอส ซึ่งอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 120 กม.

คุณสมบัติอื่นของบรรยากาศและผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์

เมื่ออยู่ที่ระดับความสูง 5 กม. เหนือระดับน้ำทะเล คนที่ไม่ได้รับการฝึกจะเริ่มประสบกับภาวะขาดออกซิเจน และหากไม่มีการปรับตัว ประสิทธิภาพของบุคคลจะลดลงอย่างมาก โซนสรีรวิทยาของบรรยากาศสิ้นสุดที่นี่ การหายใจของมนุษย์จะเป็นไปไม่ได้ที่ระดับความสูง 9 กม. แม้ว่าบรรยากาศจะสูงถึงประมาณ 115 กม. แต่บรรยากาศก็ยังมีออกซิเจนอยู่

บรรยากาศทำให้เรามีออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับการหายใจ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความดันรวมของบรรยากาศลดลง เมื่อคุณสูงขึ้น ความดันบางส่วนของออกซิเจนจะลดลงตามไปด้วย

ประวัติความเป็นมาของการก่อตัวของชั้นบรรยากาศ

ตามทฤษฎีที่พบบ่อยที่สุด ชั้นบรรยากาศของโลกมีองค์ประกอบที่แตกต่างกันสามประการตลอดประวัติศาสตร์ เริ่มแรกประกอบด้วยก๊าซเบา (ไฮโดรเจนและฮีเลียม) ที่ถูกจับจากอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ นี่คือสิ่งที่เรียกว่า บรรยากาศเบื้องต้น- ในระยะต่อไป การระเบิดของภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นอยู่ส่งผลให้บรรยากาศอิ่มตัวด้วยก๊าซอื่นที่ไม่ใช่ไฮโดรเจน (คาร์บอนไดออกไซด์ แอมโมเนีย ไอน้ำ) นี่คือวิธีที่มันถูกสร้างขึ้น บรรยากาศรอง- บรรยากาศแบบนี้กำลังฟื้นฟู นอกจากนี้กระบวนการก่อตัวของบรรยากาศยังถูกกำหนดโดยปัจจัยต่อไปนี้:

• การรั่วไหลของก๊าซเบา (ไฮโดรเจนและฮีเลียม) สู่อวกาศระหว่างดาวเคราะห์
• ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในบรรยากาศภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลต การปล่อยฟ้าผ่า และปัจจัยอื่น ๆ

ปัจจัยเหล่านี้ค่อยๆ นำไปสู่การก่อตัว บรรยากาศระดับอุดมศึกษาโดดเด่นด้วยปริมาณไฮโดรเจนที่ต่ำกว่ามากและมีปริมาณไนโตรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ที่สูงกว่ามาก (เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาทางเคมีจากแอมโมเนียและไฮโดรคาร์บอน)

ไนโตรเจน

การก่อตัวของไนโตรเจนจำนวนมากเกิดจากการออกซิเดชันของบรรยากาศแอมโมเนีย-ไฮโดรเจนโดยออกซิเจนโมเลกุล O 2 (\displaystyle (\ce (O2)))ซึ่งเริ่มมาจากพื้นผิวดาวเคราะห์อันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์ด้วยแสงเริ่มต้นเมื่อ 3 พันล้านปีก่อน ไนโตรเจนอีกด้วย N 2 (\displaystyle (\ce (N2)))ปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากการแยกไนเตรตของไนเตรตและสารประกอบที่มีไนโตรเจนอื่น ๆ ไนโตรเจนจะถูกออกซิไดซ์โดยโอโซนไป ไม่ (\displaystyle ((\ce (NO))))ในชั้นบรรยากาศชั้นบน

ไนโตรเจน N 2 (\displaystyle (\ce (N2)))จะทำปฏิกิริยาภายใต้สภาวะเฉพาะเท่านั้น (เช่น ระหว่างการปล่อยฟ้าผ่า) ออกซิเดชันของโมเลกุลไนโตรเจนโดยโอโซนระหว่างการปล่อยกระแสไฟฟ้าจะใช้ในปริมาณเล็กน้อยในการผลิตปุ๋ยไนโตรเจนทางอุตสาหกรรม ไซยาโนแบคทีเรีย (สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว) และแบคทีเรียปมซึ่งก่อตัวเป็นซิมไบโอซิสของไรโซเบียมกับพืชตระกูลถั่วซึ่งสามารถเป็นปุ๋ยพืชสดที่มีประสิทธิภาพ - พืชที่ไม่ทำให้หมดสิ้นลง แต่ทำให้ดินสมบูรณ์ด้วยปุ๋ยธรรมชาติสามารถออกซิไดซ์ได้ด้วยการใช้พลังงานต่ำและแปลงสภาพ ให้อยู่ในรูปแบบที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ

ออกซิเจน

องค์ประกอบของบรรยากาศเริ่มเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงโดยการปรากฏตัวของสิ่งมีชีวิตบนโลกอันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์ด้วยแสงพร้อมกับการปล่อยออกซิเจนและการดูดซึมคาร์บอนไดออกไซด์ เริ่มแรก ออกซิเจนถูกใช้ไปกับการออกซิเดชันของสารประกอบรีดิวซ์ - แอมโมเนีย, ไฮโดรคาร์บอน, เหล็กในรูปเหล็กที่มีอยู่ในมหาสมุทรและอื่น ๆ เมื่อสิ้นสุดระยะนี้ ปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศเริ่มเพิ่มขึ้น บรรยากาศสมัยใหม่ที่มีคุณสมบัติออกซิไดซ์จะค่อยๆก่อตัวขึ้น เนื่องจากสิ่งนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันและร้ายแรงในกระบวนการต่างๆ ที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศ เปลือกโลก และชีวมณฑล เหตุการณ์นี้จึงถูกเรียกว่ามหันตภัยออกซิเจน

ก๊าซมีตระกูล

มลพิษทางอากาศ

เมื่อเร็ว ๆ นี้มนุษย์เริ่มมีอิทธิพลต่อวิวัฒนาการของชั้นบรรยากาศ ผลลัพธ์ของกิจกรรมของมนุษย์ทำให้ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเนื่องจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนที่สะสมในยุคทางธรณีวิทยาก่อนหน้านี้ ปริมาณมหาศาลถูกใช้ไปในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงและถูกดูดซับโดยมหาสมุทรของโลก ก๊าซนี้เข้าสู่ชั้นบรรยากาศเนื่องจากการสลายตัวของหินคาร์บอเนตและสารอินทรีย์จากพืชและสัตว์ รวมถึงเนื่องจากการปะทุของภูเขาไฟและกิจกรรมทางอุตสาหกรรมของมนุษย์ เนื้อหาในช่วง 100 ปีที่ผ่านมา CO 2 (\displaystyle (\ce (CO2)))ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้น 10% โดยปริมาณมาก (360 พันล้านตัน) มาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง หากอัตราการเติบโตของการเผาไหม้เชื้อเพลิงยังคงดำเนินต่อไป ปริมาณดังกล่าวในอีก 200-300 ปีข้างหน้า CO 2 (\displaystyle (\ce (CO2)))ในชั้นบรรยากาศจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าและอาจนำไปสู่

บลูแพลนเน็ต...

หัวข้อนี้ควรเป็นหัวข้อแรกๆ ที่ปรากฏบนเว็บไซต์ ท้ายที่สุดแล้ว เฮลิคอปเตอร์ก็คือเครื่องบินในชั้นบรรยากาศ ชั้นบรรยากาศของโลก– ที่อยู่อาศัยของพวกเขาพูดได้เลย :-) ก คุณสมบัติทางกายภาพของอากาศนี่คือสิ่งที่กำหนดคุณภาพของแหล่งที่อยู่อาศัยนี้อย่างชัดเจน :-) นั่นคือนี่คือหนึ่งในพื้นฐาน และพวกเขามักจะเขียนเกี่ยวกับพื้นฐานก่อนเสมอ แต่ฉันเพิ่งรู้เรื่องนี้ตอนนี้เท่านั้น อย่างไรก็ตาม อย่างที่คุณทราบ มันดีกว่าไม่มาเลย... มาดูปัญหานี้กันดีกว่า โดยไม่ต้องไปยุ่งกับวัชพืชและภาวะแทรกซ้อนที่ไม่จำเป็น :-)

ดังนั้น… ชั้นบรรยากาศของโลก- นี่คือเปลือกก๊าซของดาวเคราะห์สีน้ำเงินของเรา ทุกคนรู้จักชื่อนี้ ทำไมต้องเป็นสีฟ้า? เพียงเพราะว่าส่วนประกอบ “สีน้ำเงิน” (รวมถึงสีน้ำเงินและสีม่วง) ของแสงแดด (สเปกตรัม) กระจัดกระจายที่สุดในชั้นบรรยากาศ จึงทำให้เป็นสีน้ำเงินอมฟ้า บางครั้งอาจมีโทนสีม่วงเล็กน้อย (ในวันที่มีแดดจัดแน่นอน :-)) .

องค์ประกอบของชั้นบรรยากาศของโลก

องค์ประกอบของบรรยากาศค่อนข้างกว้าง ฉันจะไม่แสดงรายการส่วนประกอบทั้งหมดในข้อความ มีภาพประกอบที่ดีสำหรับเรื่องนี้ องค์ประกอบของก๊าซเหล่านี้เกือบจะคงที่ ยกเว้นคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 ) นอกจากนี้บรรยากาศจำเป็นต้องมีน้ำในรูปของไอ หยดแขวนลอย หรือผลึกน้ำแข็ง ปริมาณน้ำไม่คงที่และขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความกดอากาศในระดับที่น้อยกว่า นอกจากนี้ ชั้นบรรยากาศของโลก (โดยเฉพาะในปัจจุบัน) ยังมี "สิ่งที่น่ารังเกียจทุกประเภท" อยู่จำนวนหนึ่ง :-) เหล่านี้คือ SO 2, NH 3, CO, HCl, NO นอกจากนี้ยังมีไอปรอทปรอท จริงอยู่ที่ทั้งหมดนี้มีอยู่ในปริมาณเล็กน้อย ขอบคุณพระเจ้า :-)

ชั้นบรรยากาศของโลกเป็นเรื่องปกติที่จะแบ่งออกเป็นโซนที่มีความสูงเหนือพื้นผิวหลายโซนติดต่อกัน

สิ่งแรกที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุดคือโทรโพสเฟียร์ นี่เป็นชั้นต่ำสุดและเป็นชั้นหลักสำหรับกิจกรรมชีวิตประเภทต่างๆ ประกอบด้วยมวลอากาศในชั้นบรรยากาศถึง 80% (แม้ว่าโดยปริมาตรแล้วจะเป็นเพียงประมาณ 1% ของบรรยากาศทั้งหมด) และประมาณ 90% ของน้ำในบรรยากาศทั้งหมด ลม เมฆ ฝน และหิมะจำนวนมาก 🙂 มาจากที่นั่น โทรโพสเฟียร์ขยายไปถึงระดับความสูงประมาณ 18 กม. ในละติจูดเขตร้อน และสูงถึง 10 กม. ในละติจูดขั้วโลก อุณหภูมิอากาศในนั้นลดลงโดยมีความสูงเพิ่มขึ้นประมาณ 0.65° ทุกๆ 100 ม.

โซนบรรยากาศ

โซนที่สอง - สตราโตสเฟียร์ ต้องบอกว่าระหว่างชั้นโทรโพสเฟียร์และสตราโตสเฟียร์นั้นมีอีกโซนแคบ ๆ นั่นคือโทรโพพอส จะหยุดอุณหภูมิที่ลดลงตามความสูง โทรโพพอสมีความหนาเฉลี่ย 1.5-2 กม. แต่ขอบเขตของมันไม่ชัดเจนและโทรโพสเฟียร์มักจะทับซ้อนกับสตราโตสเฟียร์

ดังนั้นสตราโตสเฟียร์จึงมีความสูงเฉลี่ย 12 กม. ถึง 50 กม. อุณหภูมิในนั้นยังคงไม่เปลี่ยนแปลงสูงถึง 25 กม. (ประมาณ -57°С) จากนั้นบางแห่งสูงถึง 40 กม. อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 0°С จากนั้นยังคงไม่เปลี่ยนแปลงจนถึง 50 กม. สตราโตสเฟียร์เป็นส่วนที่ค่อนข้างสงบในชั้นบรรยากาศของโลก แทบไม่มีสภาพอากาศเลวร้ายเลย อยู่ในชั้นสตราโตสเฟียร์ที่ชั้นโอโซนที่มีชื่อเสียงตั้งอยู่ที่ระดับความสูงตั้งแต่ 15-20 กม. ถึง 55-60 กม.

ตามด้วยชั้นขอบเขตเล็กๆ คือ สตราโทพอส ซึ่งอุณหภูมิยังคงอยู่ประมาณ 0°C และจากนั้นโซนถัดไปคือมีโซสเฟียร์ มันขยายไปถึงระดับความสูง 80-90 กม. และในนั้นอุณหภูมิจะลดลงเหลือประมาณ 80°C ในชั้นมีโซสเฟียร์ อุกกาบาตขนาดเล็กมักจะมองเห็นได้ ซึ่งจะเริ่มเรืองแสงในนั้นและเผาไหม้ที่นั่น

ช่วงเวลาแคบถัดไปคือช่วงมีโซพอส และถัดจากนั้นคือโซนเทอร์โมสเฟียร์ ความสูงได้ถึง 700-800 กม. ที่นี่อุณหภูมิเริ่มสูงขึ้นอีกครั้งและที่ระดับความสูงประมาณ 300 กม. สามารถเข้าถึงค่าลำดับ1200ºС จากนั้นมันก็คงที่ ภายในเทอร์โมสเฟียร์ซึ่งสูงถึงระดับความสูงประมาณ 400 กม. นั้นเป็นไอโอโนสเฟียร์ ที่นี่อากาศมีความแตกตัวเป็นไอออนสูงเนื่องจากการสัมผัสกับรังสีดวงอาทิตย์และมีค่าการนำไฟฟ้าสูง

โซนถัดไปและโดยทั่วไปคือโซนสุดท้ายคือเอกโซสเฟียร์ นี่คือสิ่งที่เรียกว่าโซนกระจาย ในบริเวณนี้ ไฮโดรเจนและฮีเลียมที่ทำให้บริสุทธิ์มากเป็นส่วนใหญ่ (โดยจะมีไฮโดรเจนมากกว่า) ที่ระดับความสูงประมาณ 3,000 กม. เอกโซสเฟียร์จะผ่านเข้าสู่สุญญากาศในอวกาศใกล้

บางอย่างเช่นนี้ ทำไมประมาณ? เพราะชั้นเหล่านี้ค่อนข้างธรรมดา การเปลี่ยนแปลงระดับความสูง องค์ประกอบของก๊าซ น้ำ อุณหภูมิ ไอออไนซ์ และอื่นๆ เป็นไปได้ นอกจากนี้ยังมีคำศัพท์อีกมากมายที่นิยามโครงสร้างและสถานะของชั้นบรรยากาศโลก

ตัวอย่างเช่น โฮโมสเฟียร์และเฮเทอโรสเฟียร์ ประการแรก ก๊าซในบรรยากาศผสมกันดีและองค์ประกอบของก๊าซค่อนข้างเป็นเนื้อเดียวกัน อันที่สองตั้งอยู่เหนืออันแรกและแทบไม่มีการผสมเลย ก๊าซที่อยู่ในนั้นถูกแยกออกจากกันด้วยแรงโน้มถ่วง ขอบเขตระหว่างชั้นเหล่านี้ตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 120 กม. และเรียกว่าเทอร์โบพอส

มาจบข้อกำหนดกัน แต่ฉันขอเสริมอย่างแน่นอนว่าเป็นที่ยอมรับตามอัตภาพว่าขอบเขตของบรรยากาศตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 100 กม. เหนือระดับน้ำทะเล ชายแดนนี้เรียกว่าเส้นคาร์มาน

ฉันจะเพิ่มรูปภาพอีกสองภาพเพื่อแสดงโครงสร้างของบรรยากาศ อย่างไรก็ตามอันแรกเป็นภาษาเยอรมัน แต่มีเนื้อหาครบถ้วนและเข้าใจง่าย :-) สามารถขยายและมองเห็นได้ชัดเจน ส่วนที่สองแสดงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิบรรยากาศพร้อมระดับความสูง

โครงสร้างชั้นบรรยากาศของโลก

อุณหภูมิอากาศเปลี่ยนแปลงตามระดับความสูง

ยานอวกาศที่มีคนขับสมัยใหม่ บินที่ระดับความสูงประมาณ 300-400 กม. อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่การบินอีกต่อไป แม้ว่าพื้นที่ดังกล่าวจะมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดในแง่หนึ่ง และเราจะพูดถึงเรื่องนี้ในภายหลัง :-)

โซนการบินคือโทรโพสเฟียร์ เครื่องบินในชั้นบรรยากาศสมัยใหม่ยังสามารถบินในชั้นล่างของสตราโตสเฟียร์ได้ ตัวอย่างเช่น เพดานการใช้งานจริงของ MIG-25RB คือ 23,000 ม.

เที่ยวบินในสตราโตสเฟียร์

และแน่นอน คุณสมบัติทางกายภาพของอากาศโทรโพสเฟียร์เป็นตัวกำหนดว่าการบินจะเป็นอย่างไร ระบบควบคุมของเครื่องบินจะมีประสิทธิภาพเพียงใด ความปั่นป่วนในชั้นบรรยากาศจะส่งผลต่อการบินอย่างไร และเครื่องยนต์จะทำงานอย่างไร

คุณสมบัติหลักประการแรกคือ อุณหภูมิอากาศ- ในพลศาสตร์ของแก๊ส สามารถกำหนดได้ในระดับเซลเซียสหรือในระดับเคลวิน

อุณหภูมิ เสื้อ 1ที่ความสูงที่กำหนด เอ็นในระดับเซลเซียสถูกกำหนดโดย:

เสื้อ 1 = เสื้อ - 6.5N, ที่ไหน ที– อุณหภูมิอากาศใกล้พื้นดิน

เรียกว่าอุณหภูมิในระดับเคลวิน อุณหภูมิสัมบูรณ์, ศูนย์ในระดับนี้เป็นศูนย์สัมบูรณ์ ที่ศูนย์สัมบูรณ์ การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของโมเลกุลจะหยุดลง ศูนย์สัมบูรณ์ในระดับเคลวินสอดคล้องกับ -273° ในระดับเซลเซียส

ตามอุณหภูมิ ตที่สูง เอ็นในระดับเคลวินถูกกำหนดโดย:

ที = 273K + ที - 6.5H

ความกดอากาศ- ความดันบรรยากาศวัดเป็นปาสคาล (N/m2) ในระบบการวัดบรรยากาศแบบเก่า (atm.) นอกจากนี้ยังมีสิ่งเช่นความกดดันของบรรยากาศ นี่คือความดันที่วัดเป็นมิลลิเมตรปรอทโดยใช้บารอมิเตอร์แบบปรอท ความดันบรรยากาศ (ความดันที่ระดับน้ำทะเล) เท่ากับ 760 mmHg ศิลปะ.

เรียกว่ามาตรฐาน ในวิชาฟิสิกส์ 1 atm เท่ากับ 760 มม. ปรอทอย่างแน่นอนความหนาแน่นของอากาศ

- ในทางอากาศพลศาสตร์ แนวคิดที่ใช้บ่อยที่สุดคือความหนาแน่นมวลของอากาศ นี่คือมวลของอากาศในปริมาตร 1 m3 ความหนาแน่นของอากาศเปลี่ยนแปลงไปตามระดับความสูง อากาศจะยิ่งทำให้บริสุทธิ์มากขึ้นความชื้นในอากาศ - แสดงปริมาณน้ำในอากาศ มีแนวคิด"ความชื้นสัมพัทธ์

- นี่คืออัตราส่วนของมวลไอน้ำต่อค่าสูงสุดที่เป็นไปได้ที่อุณหภูมิที่กำหนด แนวคิดเรื่อง 0% กล่าวคือ เมื่ออากาศแห้งสนิท โดยทั่วไปแล้วจะมีอยู่เฉพาะในห้องปฏิบัติการเท่านั้น ในทางกลับกันความชื้น 100% ก็ค่อนข้างเป็นไปได้ ซึ่งหมายความว่าอากาศได้ดูดซับน้ำทั้งหมดที่สามารถดูดซับได้ บางอย่างเช่น "ฟองน้ำเต็ม" อย่างแน่นอน ความชื้นสัมพัทธ์สูงจะลดความหนาแน่นของอากาศ ในขณะที่ความชื้นสัมพัทธ์ต่ำจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากการบินของเครื่องบินเกิดขึ้นภายใต้สภาพบรรยากาศที่แตกต่างกัน การบินและพารามิเตอร์ทางอากาศพลศาสตร์ในโหมดการบินเดียวกันอาจแตกต่างกัน ดังนั้นเราจึงแนะนำการประมาณค่าพารามิเตอร์เหล่านี้อย่างถูกต้องบรรยากาศมาตรฐานสากล (ISA)

- แสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของสภาวะอากาศตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น

พารามิเตอร์พื้นฐานของสภาพอากาศที่มีความชื้นเป็นศูนย์มีดังนี้:

ความดัน P = 760 มม. ปรอท ศิลปะ. (101.3 กิโลปาสคาล);

อุณหภูมิ t = +15°C (288 เคลวิน);

ความหนาแน่นของมวล ρ = 1.225 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร 3 ;

สำหรับ ISA เป็นที่ยอมรับ (ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น :-)) ว่าอุณหภูมิในชั้นโทรโพสเฟียร์จะลดลง 0.65 องศา ทุกๆ ความสูง 100 เมตร

บรรยากาศมาตรฐาน (ตัวอย่าง สูงถึง 10,000 ม.)

คุณสมบัติทางกายภาพของอากาศยังรวมถึงแนวคิดต่างๆ เช่น ความเฉื่อย ความหนืด และความสามารถในการอัดตัวด้วย

ความเฉื่อยเป็นคุณสมบัติของอากาศที่แสดงถึงความสามารถในการต้านทานการเปลี่ยนแปลงในสภาวะนิ่งหรือการเคลื่อนที่เชิงเส้นสม่ำเสมอ . การวัดความเฉื่อยคือความหนาแน่นของมวลอากาศ ยิ่งสูงเท่าไร ความเฉื่อยและแรงต้านทานของตัวกลางก็จะยิ่งสูงขึ้นเมื่อเครื่องบินเคลื่อนที่เข้าไป

ความหนืด กำหนดความต้านทานแรงเสียดทานของอากาศเมื่อเครื่องบินกำลังเคลื่อนที่

ความสามารถในการอัดจะกำหนดการเปลี่ยนแปลงของความหนาแน่นของอากาศตามการเปลี่ยนแปลงของความดัน ที่ความเร็วต่ำของเครื่องบิน (สูงสุด 450 กม./ชม.) ไม่มีการเปลี่ยนแปลงของความดันเมื่ออากาศไหลไปรอบๆ เครื่องบิน แต่ที่ความเร็วสูง เอฟเฟกต์การอัดเริ่มปรากฏให้เห็น อิทธิพลของมันจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษที่ความเร็วเหนือเสียง นี่เป็นพื้นที่แยกต่างหากของอากาศพลศาสตร์และเป็นหัวข้อสำหรับบทความแยกต่างหาก :-)

ดูเหมือนว่าจะเป็นทั้งหมดในตอนนี้... ถึงเวลาที่ต้องจบการแจงนับที่น่าเบื่อเล็กน้อยนี้ ซึ่งอย่างไรก็ตาม ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ :-) ชั้นบรรยากาศของโลก, พารามิเตอร์ของมัน คุณสมบัติทางกายภาพของอากาศมีความสำคัญต่อเครื่องบินพอๆ กับพารามิเตอร์ของอุปกรณ์ และไม่สามารถละเลยได้

ลาก่อนการประชุมครั้งต่อไปและหัวข้อที่น่าสนใจเพิ่มเติม :) ...

ป.ล. สำหรับของหวาน ฉันขอแนะนำให้คุณชมวิดีโอที่ถ่ายจากห้องนักบินของ MIG-25PU คู่ระหว่างการบินสู่ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ เห็นได้ชัดว่ามันถูกถ่ายโดยนักท่องเที่ยวที่มีเงินสำหรับเที่ยวบินดังกล่าว :-) ส่วนใหญ่ทุกอย่างถูกถ่ายทำผ่านกระจกหน้ารถ ใส่ใจกับสีของท้องฟ้า...

ความหนาของชั้นบรรยากาศอยู่ห่างจากพื้นผิวโลกประมาณ 120 กิโลเมตร มวลอากาศทั้งหมดในบรรยากาศคือ (5.1-5.3) 10 18 กก. ในจำนวนนี้มวลอากาศแห้งคือ 5.1352 ± 0.0003 · 10 18 กก. มวลไอน้ำทั้งหมดโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 1.27 10 16 กก.

โทรโปพอส

ชั้นเปลี่ยนผ่านจากชั้นโทรโพสเฟียร์ไปยังชั้นสตราโตสเฟียร์ ซึ่งเป็นชั้นบรรยากาศที่อุณหภูมิลดลงเมื่อความสูงหยุดลง

สตราโตสเฟียร์

ชั้นบรรยากาศตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 11 ถึง 50 กม. โดดเด่นด้วยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเล็กน้อยในชั้น 11-25 กม. (ชั้นล่างของสตราโตสเฟียร์) และการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิในชั้น 25-40 กม. จาก −56.5 เป็น 0.8 ° (ชั้นบนของสตราโตสเฟียร์หรือบริเวณผกผัน) เมื่อถึงค่าประมาณ 273 K (เกือบ 0 °C) ที่ระดับความสูงประมาณ 40 กม. อุณหภูมิยังคงคงที่จนถึงระดับความสูงประมาณ 55 กม. บริเวณที่มีอุณหภูมิคงที่นี้เรียกว่าสตราโตสเฟียร์และเป็นขอบเขตระหว่างสตราโตสเฟียร์และมีโซสเฟียร์

สเตรโทพอส

ชั้นขอบเขตของชั้นบรรยากาศระหว่างสตราโตสเฟียร์และมีโซสเฟียร์ ในการกระจายอุณหภูมิแนวตั้งจะมีค่าสูงสุด (ประมาณ 0 °C)

มีโซสเฟียร์

ชั้นบรรยากาศของโลก

ขอบเขตของชั้นบรรยากาศโลก

เทอร์โมสเฟียร์

ขีดจำกัดบนคือประมาณ 800 กม. อุณหภูมิจะสูงขึ้นถึงระดับความสูง 200-300 กม. โดยจะถึงค่าลำดับ 1,500 K หลังจากนั้นจะยังคงเกือบคงที่จนถึงระดับความสูงสูง ภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีเอกซ์และรังสีคอสมิกไอออไนซ์ของอากาศ (“ ออโรรา”) เกิดขึ้น - พื้นที่หลักของไอโอโนสเฟียร์อยู่ภายในเทอร์โมสเฟียร์ ที่ระดับความสูงมากกว่า 300 กม. อะตอมออกซิเจนจะมีอิทธิพลเหนือกว่า ขีดจำกัดบนของเทอร์โมสเฟียร์ถูกกำหนดโดยกิจกรรมปัจจุบันของดวงอาทิตย์เป็นส่วนใหญ่ ในช่วงที่มีกิจกรรมต่ำ - ตัวอย่างเช่นในปี 2551-2552 ขนาดของเลเยอร์นี้ลดลงอย่างเห็นได้ชัด

เทอร์โมพอส

บริเวณชั้นบรรยากาศที่อยู่ติดกับเทอร์โมสเฟียร์ ในภูมิภาคนี้ การดูดกลืนรังสีดวงอาทิตย์ไม่มีนัยสำคัญ และอุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลงตามระดับความสูงจริงๆ

เอกโซสเฟียร์ (ทรงกลมกระเจิง)

ขึ้นไปที่ระดับความสูง 100 กม. บรรยากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซที่เป็นเนื้อเดียวกันและผสมกันอย่างดี ในชั้นที่สูงกว่า การกระจายตัวของก๊าซตามความสูงจะขึ้นอยู่กับน้ำหนักโมเลกุล ความเข้มข้นของก๊าซที่หนักกว่าจะลดลงเร็วขึ้นตามระยะห่างจากพื้นผิวโลก เนื่องจากความหนาแน่นของก๊าซลดลง อุณหภูมิจึงลดลงจาก 0 °C ในชั้นสตราโตสเฟียร์เป็น −110 °C ในชั้นมีโซสเฟียร์ อย่างไรก็ตาม พลังงานจลน์ของอนุภาคแต่ละตัวที่ระดับความสูง 200-250 กม. สอดคล้องกับอุณหภูมิ ~150 °C เหนือ 200 กม. สังเกตความผันผวนของอุณหภูมิและความหนาแน่นของก๊าซในเวลาและอวกาศอย่างมีนัยสำคัญ

ที่ระดับความสูงประมาณ 2,000-3,500 กม. ชั้นบรรยากาศจะค่อยๆ กลายเป็นสิ่งที่เรียกว่า ใกล้สุญญากาศอวกาศซึ่งเต็มไปด้วยอนุภาคก๊าซระหว่างดาวเคราะห์ที่มีการทำให้บริสุทธิ์สูง ซึ่งส่วนใหญ่เป็นอะตอมของไฮโดรเจน แต่ก๊าซนี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของสสารระหว่างดาวเคราะห์เท่านั้น อีกส่วนหนึ่งประกอบด้วยอนุภาคฝุ่นที่มีต้นกำเนิดจากดาวหางและอุกกาบาต นอกจากอนุภาคฝุ่นที่หายากอย่างยิ่งแล้ว การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและรังสีคอร์ปัสของแหล่งกำเนิดสุริยะและกาแล็กซียังแทรกซึมเข้าไปในอวกาศนี้อีกด้วย

โทรโพสเฟียร์คิดเป็นประมาณ 80% ของมวลบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ - ประมาณ 20%; มวลของมีโซสเฟียร์ไม่เกิน 0.3% เทอร์โมสเฟียร์น้อยกว่า 0.05% ของมวลบรรยากาศทั้งหมด ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางไฟฟ้าในบรรยากาศ นิวโทรโนสเฟียร์และไอโอโนสเฟียร์มีความโดดเด่น ปัจจุบันเชื่อกันว่าบรรยากาศขยายไปถึงระดับความสูง 2,000-3,000 กม.

ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของก๊าซในบรรยากาศที่ปล่อยออกมา โฮโมสเฟียร์และ เฮเทอโรสเฟียร์. เฮเทอโรสเฟียร์- นี่คือพื้นที่ที่แรงโน้มถ่วงส่งผลต่อการแยกก๊าซ เนื่องจากการปะปนกันที่ระดับความสูงดังกล่าวนั้นน้อยมาก. นี่แสดงถึงองค์ประกอบที่แปรผันของเฮเทอโรสเฟียร์ ด้านล่างเป็นส่วนที่ผสมกันและเป็นเนื้อเดียวกันของบรรยากาศที่เรียกว่าโฮโมสเฟียร์ ขอบเขตระหว่างชั้นเหล่านี้เรียกว่าเทอร์โบพอส ซึ่งอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 120 กม.

คุณสมบัติทางสรีรวิทยาและอื่น ๆ ของบรรยากาศ

เมื่ออยู่ที่ระดับความสูง 5 กม. เหนือระดับน้ำทะเล คนที่ไม่ได้รับการฝึกจะเริ่มประสบกับภาวะขาดออกซิเจน และหากไม่มีการปรับตัว ประสิทธิภาพของบุคคลจะลดลงอย่างมาก โซนสรีรวิทยาของบรรยากาศสิ้นสุดที่นี่ การหายใจของมนุษย์จะเป็นไปไม่ได้ที่ระดับความสูง 9 กม. แม้ว่าบรรยากาศจะสูงถึงประมาณ 115 กม. แต่บรรยากาศก็ยังมีออกซิเจนอยู่

บรรยากาศทำให้เรามีออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับการหายใจ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความดันรวมของบรรยากาศลดลง เมื่อคุณสูงขึ้น ความดันบางส่วนของออกซิเจนจะลดลงตามไปด้วย

ในชั้นอากาศที่ทำให้บริสุทธิ์ การแพร่กระจายของเสียงเป็นไปไม่ได้ จนถึงระดับความสูง 60-90 กม. ยังคงสามารถใช้แรงต้านอากาศและแรงยกเพื่อควบคุมการบินตามหลักอากาศพลศาสตร์ได้ แต่เริ่มต้นจากระดับความสูง 100-130 กม. แนวคิดของหมายเลข M และแผงกั้นเสียงที่นักบินทุกคนคุ้นเคยนั้นสูญเสียความหมาย: ที่นั่นผ่านเส้น Karman ธรรมดาซึ่งเกินกว่าขอบเขตของการบินด้วยขีปนาวุธล้วนๆ ซึ่งสามารถทำได้เท่านั้น ถูกควบคุมโดยใช้แรงปฏิกิริยา

ที่ระดับความสูงมากกว่า 100 กม. บรรยากาศขาดคุณสมบัติที่น่าทึ่งอีกประการหนึ่ง นั่นคือความสามารถในการดูดซับ นำและส่งพลังงานความร้อนโดยการพาความร้อน (เช่น โดยการผสมอากาศ) ซึ่งหมายความว่าองค์ประกอบต่างๆ ของอุปกรณ์บนสถานีอวกาศในวงโคจรจะไม่สามารถระบายความร้อนจากภายนอกได้ในลักษณะเดียวกับที่ทำบนเครื่องบินตามปกติ - ด้วยความช่วยเหลือของไอพ่นและหม้อน้ำอากาศ ที่ระดับความสูงนี้ เช่นเดียวกับในอวกาศ วิธีเดียวที่จะถ่ายโอนความร้อนได้คือการแผ่รังสีความร้อน

ประวัติความเป็นมาของการก่อตัวของชั้นบรรยากาศ

ตามทฤษฎีที่พบบ่อยที่สุด ชั้นบรรยากาศของโลกมีองค์ประกอบที่แตกต่างกันสามประการเมื่อเวลาผ่านไป เริ่มแรกประกอบด้วยก๊าซเบา (ไฮโดรเจนและฮีเลียม) ที่ถูกจับจากอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ นี่คือสิ่งที่เรียกว่า บรรยากาศเบื้องต้น(ประมาณสี่พันล้านปีก่อน) ในระยะต่อไป การระเบิดของภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นอยู่ส่งผลให้บรรยากาศอิ่มตัวด้วยก๊าซอื่นที่ไม่ใช่ไฮโดรเจน (คาร์บอนไดออกไซด์ แอมโมเนีย ไอน้ำ) นี่คือวิธีที่มันถูกสร้างขึ้น บรรยากาศรอง(ประมาณสามพันล้านปีก่อนปัจจุบัน) บรรยากาศแบบนี้กำลังฟื้นฟู นอกจากนี้กระบวนการก่อตัวของบรรยากาศยังถูกกำหนดโดยปัจจัยต่อไปนี้:

• การรั่วไหลของก๊าซเบา (ไฮโดรเจนและฮีเลียม) สู่อวกาศระหว่างดาวเคราะห์
• ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในบรรยากาศภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลต การปล่อยฟ้าผ่า และปัจจัยอื่น ๆ

ปัจจัยเหล่านี้ค่อยๆ นำไปสู่การก่อตัว บรรยากาศระดับอุดมศึกษาโดดเด่นด้วยปริมาณไฮโดรเจนที่ต่ำกว่ามากและมีปริมาณไนโตรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ที่สูงกว่ามาก (เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาทางเคมีจากแอมโมเนียและไฮโดรคาร์บอน)

ไนโตรเจน

การก่อตัวของไนโตรเจน N2 จำนวนมากเกิดจากการออกซิเดชันของบรรยากาศแอมโมเนีย-ไฮโดรเจนโดยโมเลกุลออกซิเจน O2 ซึ่งเริ่มมาจากพื้นผิวโลกอันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์ด้วยแสงเริ่มต้นเมื่อ 3 พันล้านปีก่อน ไนโตรเจน N2 ยังถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากการแยกไนเตรตของไนเตรตและสารประกอบที่มีไนโตรเจนอื่นๆ ไนโตรเจนถูกออกซิไดซ์โดยโอโซนเป็น NO ในบรรยากาศชั้นบน

ไนโตรเจน N 2 จะทำปฏิกิริยาภายใต้สภาวะเฉพาะเท่านั้น (เช่น ระหว่างการปล่อยฟ้าผ่า) ออกซิเดชันของโมเลกุลไนโตรเจนโดยโอโซนระหว่างการปล่อยกระแสไฟฟ้าจะใช้ในปริมาณเล็กน้อยในการผลิตปุ๋ยไนโตรเจนทางอุตสาหกรรม ไซยาโนแบคทีเรีย (สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว) และแบคทีเรียปมที่ก่อให้เกิดซิมไบโอซิสของไรโซเบียมกับพืชตระกูลถั่วที่เรียกว่าสามารถออกซิไดซ์ได้ด้วยการใช้พลังงานต่ำและแปลงให้เป็นรูปแบบที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ ปุ๋ยพืชสด

ออกซิเจน

องค์ประกอบของบรรยากาศเริ่มเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงตามการปรากฏตัวของสิ่งมีชีวิตบนโลกอันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์ด้วยแสงพร้อมกับการปล่อยออกซิเจนและการดูดซึมคาร์บอนไดออกไซด์ เริ่มแรกออกซิเจนถูกใช้ไปในการเกิดออกซิเดชันของสารประกอบรีดิวซ์ - แอมโมเนีย, ไฮโดรคาร์บอน, เหล็กในรูปเหล็กที่มีอยู่ในมหาสมุทร ฯลฯ ในตอนท้ายของขั้นตอนนี้ปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศเริ่มเพิ่มขึ้น บรรยากาศสมัยใหม่ที่มีคุณสมบัติออกซิไดซ์จะค่อยๆก่อตัวขึ้น เนื่องจากสิ่งนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันและร้ายแรงในกระบวนการต่างๆ ที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศ เปลือกโลก และชีวมณฑล เหตุการณ์นี้จึงถูกเรียกว่ามหันตภัยออกซิเจน

ก๊าซมีตระกูล

มลพิษทางอากาศ

เมื่อเร็ว ๆ นี้มนุษย์เริ่มมีอิทธิพลต่อวิวัฒนาการของชั้นบรรยากาศ ผลลัพธ์ของกิจกรรมของเขาคือปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญอย่างต่อเนื่องเนื่องจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนที่สะสมในยุคทางธรณีวิทยาก่อนหน้านี้ CO 2 จำนวนมหาศาลถูกใช้ไปในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงและถูกดูดซับโดยมหาสมุทรของโลก ก๊าซนี้เข้าสู่ชั้นบรรยากาศเนื่องจากการสลายตัวของหินคาร์บอเนตและสารอินทรีย์จากพืชและสัตว์ รวมถึงเนื่องจากการปะทุของภูเขาไฟและกิจกรรมทางอุตสาหกรรมของมนุษย์ ในช่วง 100 ปีที่ผ่านมา ปริมาณ CO 2 ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้น 10% โดยส่วนใหญ่ (360 พันล้านตัน) มาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง หากอัตราการเติบโตของการเผาไหม้เชื้อเพลิงยังคงดำเนินต่อไป ในอีก 200-300 ปีข้างหน้า ปริมาณ CO 2 ในชั้นบรรยากาศจะเพิ่มขึ้นสองเท่าและอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลก

การเผาไหม้เชื้อเพลิงเป็นสาเหตุหลักของก๊าซก่อมลพิษ (CO, SO2) ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ถูกออกซิไดซ์โดยออกซิเจนในบรรยากาศเป็น SO 3 ในชั้นบนของบรรยากาศ ซึ่งในทางกลับกันจะทำปฏิกิริยากับน้ำและไอแอมโมเนีย และทำให้เกิดกรดซัลฟิวริก (H 2 SO 4) และแอมโมเนียมซัลเฟต ((NH 4) 2 SO 4 ) กลับคืนสู่พื้นผิวโลกในรูปแบบที่เรียกว่า ฝนกรด. การใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในทำให้เกิดมลภาวะในบรรยากาศอย่างมากด้วยไนโตรเจนออกไซด์ ไฮโดรคาร์บอน และสารประกอบตะกั่ว (tetraethyl lead Pb(CH 3 CH 2) 4))

มลภาวะจากละอองลอยในชั้นบรรยากาศมีสาเหตุจากทั้งสาเหตุตามธรรมชาติ (การระเบิดของภูเขาไฟ พายุฝุ่น การลอยตัวของหยดน้ำทะเลและละอองเกสรดอกไม้ ฯลฯ) และกิจกรรมทางเศรษฐกิจของมนุษย์ (การขุดแร่และวัสดุก่อสร้าง การเผาเชื้อเพลิง การทำปูนซีเมนต์ ฯลฯ ). การปล่อยอนุภาคขนาดใหญ่ออกสู่ชั้นบรรยากาศอย่างเข้มข้นเป็นหนึ่งในสาเหตุที่เป็นไปได้ของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศบนโลก

ดูสิ่งนี้ด้วย

• Jacchia (แบบจำลองบรรยากาศ)

หมายเหตุ

ลิงค์

วรรณกรรม

1. V. V. Parin, F. P. Kosmolinsky, B. A. Dushkov“ ชีววิทยาอวกาศและการแพทย์” (ฉบับที่ 2 แก้ไขและขยาย), M.: “ Prosveshcheniye”, 1975, 223 หน้า
2. เอ็น.วี. กูซาโควา“เคมีสิ่งแวดล้อม”, Rostov-on-Don: Phoenix, 2004, 192 กับ ISBN 5-222-05386-5
3. โซโคลอฟ วี.เอ.ธรณีเคมีของก๊าซธรรมชาติ M. , 1971;
4. แมคอีเวน เอ็ม., ฟิลลิปส์ แอล.เคมีบรรยากาศ, M. , 1978;
5. วาร์ก เค., วอร์เนอร์ เอส.มลพิษทางอากาศ. แหล่งที่มาและการควบคุม ทรานส์ จากภาษาอังกฤษ ม.. 2523;
6. การติดตามมลพิษเบื้องหลังของสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ วี. 1, ล., 1982.

โลก
ประวัติศาสตร์โลก	อายุของโลก ประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของโลก ระดับธรณีวิทยา ประวัติศาสตร์ของชีวิตบนโลก ความเย็นของโลก ความขัดแย้งของดวงอาทิตย์อายุน้อยที่อ่อนแอ ทฤษฎีผลกระทบขนาดยักษ์ ลำดับเหตุการณ์ของวิวัฒนาการ
ภูมิศาสตร์ และธรณีวิทยา	ออสเตรเลีย เอเชีย แอนตาร์กติกา แอฟริกา ยุโรป อเมริกาเหนือ อเมริกาใต้ มหาสมุทรแอตแลนติก มหาสมุทรอินเดีย มหาสมุทรอาร์กติก มหาสมุทรแปซิฟิก มหาสมุทรใต้ บรรยากาศ

ชั้นบรรยากาศคือเปลือกก๊าซของโลกของเราซึ่งหมุนไปพร้อมกับโลก ก๊าซในบรรยากาศเรียกว่าอากาศ บรรยากาศสัมผัสกับไฮโดรสเฟียร์และปกคลุมเปลือกโลกบางส่วน แต่ขีดจำกัดบนนั้นยากต่อการกำหนด เป็นที่ยอมรับกันตามอัตภาพว่าชั้นบรรยากาศขยายขึ้นไปประมาณสามพันกิโลเมตร ที่นั่นมันไหลเข้าสู่พื้นที่ที่ไม่มีอากาศได้อย่างราบรื่น

องค์ประกอบทางเคมีของชั้นบรรยากาศโลก

การก่อตัวขององค์ประกอบทางเคมีของบรรยากาศเริ่มขึ้นเมื่อประมาณสี่พันล้านปีก่อน ในตอนแรกบรรยากาศประกอบด้วยก๊าซเบาเท่านั้น ได้แก่ ฮีเลียมและไฮโดรเจน ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าข้อกำหนดเบื้องต้นเบื้องต้นสำหรับการสร้างเปลือกก๊าซรอบโลกคือการปะทุของภูเขาไฟซึ่งเมื่อรวมกับลาวาแล้วยังปล่อยก๊าซจำนวนมหาศาลออกมา ต่อจากนั้น การแลกเปลี่ยนก๊าซเริ่มต้นด้วยช่องว่างของน้ำ กับสิ่งมีชีวิต และด้วยผลผลิตจากกิจกรรมของพวกเขา องค์ประกอบของอากาศค่อยๆ เปลี่ยนไป และได้รับการแก้ไขในรูปแบบสมัยใหม่เมื่อหลายล้านปีก่อน

ส่วนประกอบหลักของบรรยากาศคือไนโตรเจน (ประมาณ 79%) และออกซิเจน (20%) เปอร์เซ็นต์ที่เหลือ (1%) ประกอบด้วยก๊าซต่อไปนี้: อาร์กอน นีออน ฮีเลียม มีเทน คาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรเจน คริปทอน ซีนอน โอโซน แอมโมเนีย ซัลเฟอร์และไนโตรเจนไดออกไซด์ ไนตรัสออกไซด์ และคาร์บอนมอนอกไซด์ ซึ่งรวมอยู่ด้วย ในหนึ่งเปอร์เซ็นต์นี้

นอกจากนี้ อากาศยังประกอบด้วยไอน้ำและฝุ่นละออง (ละอองเกสรดอกไม้ ฝุ่น ผลึกเกลือ สิ่งเจือปนจากละอองลอย)

เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้ตั้งข้อสังเกตว่าไม่ใช่การเปลี่ยนแปลงเชิงคุณภาพ แต่เป็นการเปลี่ยนแปลงเชิงปริมาณในส่วนผสมอากาศบางชนิด และเหตุผลก็คือมนุษย์และกิจกรรมของเขา ในช่วง 100 ปีที่ผ่านมา ระดับคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นอย่างมาก! นี่เต็มไปด้วยปัญหามากมาย ปัญหาระดับโลกที่สุดคือการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

การก่อตัวของสภาพอากาศและภูมิอากาศ

บรรยากาศมีบทบาทสำคัญในการกำหนดสภาพอากาศและสภาพอากาศบนโลก ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับปริมาณแสงแดด ธรรมชาติของพื้นผิวด้านล่าง และการไหลเวียนของบรรยากาศ

มาดูปัจจัยตามลำดับกัน

1. บรรยากาศส่งผ่านความร้อนของรังสีดวงอาทิตย์และดูดซับรังสีที่เป็นอันตราย ชาวกรีกโบราณรู้ดีว่ารังสีของดวงอาทิตย์ตกบนส่วนต่างๆ ของโลกในมุมที่ต่างกัน คำว่า "ภูมิอากาศ" แปลมาจากภาษากรีกโบราณแปลว่า "ความลาดชัน" ดังนั้น ที่เส้นศูนย์สูตร รังสีดวงอาทิตย์ตกเกือบเป็นแนวตั้ง ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้ที่นี่ร้อนมาก ยิ่งใกล้กับเสามากเท่าใด มุมเอียงก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และอุณหภูมิก็ลดลง

2. เนื่องจากความร้อนของโลกไม่สม่ำเสมอ กระแสลมจึงเกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศ จำแนกตามขนาด ลมที่เล็กที่สุด (หลายสิบหลายร้อยเมตร) เป็นลมในท้องถิ่น ตามมาด้วยมรสุมและลมค้า พายุไซโคลนและแอนติไซโคลน และโซนส่วนหน้าของดาวเคราะห์

มวลอากาศทั้งหมดนี้เคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา บางส่วนค่อนข้างคงที่ ตัวอย่างเช่น ลมค้าขายที่พัดจากเขตร้อนไปยังเส้นศูนย์สูตร การเคลื่อนที่ของผู้อื่นขึ้นอยู่กับความดันบรรยากาศเป็นสำคัญ

3. ความกดอากาศเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่มีอิทธิพลต่อการก่อตัวของสภาพภูมิอากาศ นี่คือความกดอากาศบนพื้นผิวโลก ดังที่ทราบกันดีว่ามวลอากาศเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีความกดอากาศสูงไปยังบริเวณที่ความดันนี้ต่ำกว่า

จัดสรรไว้ทั้งหมด 7 โซน เส้นศูนย์สูตรเป็นเขตความกดอากาศต่ำ นอกจากนี้ บริเวณทั้งสองด้านของเส้นศูนย์สูตรจนถึงละติจูด 30 ก็มีบริเวณที่มีความกดอากาศสูง จาก 30° ถึง 60° - แรงดันต่ำอีกครั้ง และจากมุม 60° ถึงเสาจะเป็นบริเวณที่มีความกดอากาศสูง มวลอากาศไหลเวียนระหว่างโซนเหล่านี้ ผู้ที่มาจากทะเลสู่พื้นดินนำมาซึ่งฝนและสภาพอากาศเลวร้าย และผู้ที่พัดมาจากทวีปนำมาซึ่งสภาพอากาศที่ชัดเจนและแห้ง ในสถานที่ที่กระแสอากาศปะทะกัน โซนด้านหน้าของชั้นบรรยากาศจะก่อตัวขึ้น ซึ่งมีลักษณะของการตกตะกอนและสภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวยและมีลมแรง

นักวิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์แล้วว่าแม้แต่ความเป็นอยู่ที่ดีของบุคคลนั้นก็ขึ้นอยู่กับความดันบรรยากาศ ตามมาตรฐานสากล ความดันบรรยากาศปกติคือ 760 มม.ปรอท คอลัมน์ที่อุณหภูมิ 0°C ตัวบ่งชี้นี้คำนวณสำหรับพื้นที่ที่ดินที่มีระดับเกือบเท่ากับระดับน้ำทะเล เมื่อระดับความสูงความดันลดลง ตัวอย่างเช่นสำหรับเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก 760 มม. ปรอท - นี่คือบรรทัดฐาน แต่สำหรับมอสโกซึ่งอยู่สูงกว่านั้น ความดันปกติอยู่ที่ 748 มม. ปรอท

ความดันไม่เพียงเปลี่ยนแปลงในแนวตั้งเท่านั้น แต่ยังเปลี่ยนแปลงในแนวนอนด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งจะรู้สึกได้ในระหว่างที่พายุไซโคลนเคลื่อนผ่าน

โครงสร้างของชั้นบรรยากาศ

บรรยากาศชวนให้นึกถึงเค้กชั้น และแต่ละชั้นก็มีลักษณะเฉพาะของตัวเอง

. โทรโพสเฟียร์- ชั้นที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด "ความหนา" ของชั้นนี้จะเปลี่ยนไปตามระยะห่างจากเส้นศูนย์สูตร เหนือเส้นศูนย์สูตรชั้นจะขยายขึ้นไป 16-18 กม. ในเขตอบอุ่น 10-12 กม. ที่ขั้วโลก 8-10 กม.

ที่นี่ประกอบด้วยมวลอากาศ 80% และไอน้ำ 90% เมฆก่อตัวที่นี่ พายุไซโคลนและแอนติไซโคลนเกิดขึ้น อุณหภูมิของอากาศขึ้นอยู่กับความสูงของพื้นที่ โดยเฉลี่ยจะลดลง 0.65°C ทุกๆ 100 เมตร

. โทรโปพอส- ชั้นเปลี่ยนผ่านของชั้นบรรยากาศ ความสูงมีตั้งแต่หลายร้อยเมตรถึง 1-2 กม. อุณหภูมิอากาศในฤดูร้อนจะสูงกว่าในฤดูหนาว ตัวอย่างเช่น เหนือขั้วโลกในฤดูหนาวจะมีอุณหภูมิ -65° C และเหนือเส้นศูนย์สูตรจะมีอุณหภูมิ -70° C ในช่วงเวลาใดๆ ของปี

. สตราโตสเฟียร์- เป็นชั้นที่มีขอบเขตบนอยู่ที่ระดับความสูง 50-55 กิโลเมตร ความปั่นป่วนที่นี่ต่ำ ปริมาณไอน้ำในอากาศมีน้อยมาก แต่มีโอโซนอยู่มาก ความเข้มข้นสูงสุดอยู่ที่ระดับความสูง 20-25 กม. ในชั้นสตราโตสเฟียร์ อุณหภูมิอากาศเริ่มสูงขึ้นถึง +0.8° C เนื่องจากชั้นโอโซนมีปฏิกิริยากับรังสีอัลตราไวโอเลต

. สเตรโทพอส- ชั้นกลางระดับต่ำระหว่างสตราโตสเฟียร์และมีโซสเฟียร์ที่ตามมา

. มีโซสเฟียร์- ขอบเขตบนของชั้นนี้คือ 80-85 กิโลเมตร กระบวนการโฟโตเคมีคอลที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับอนุมูลอิสระเกิดขึ้นที่นี่ พวกมันคือผู้ที่ให้แสงสีน้ำเงินอันอ่อนโยนแก่ดาวเคราะห์ของเรา ซึ่งมองเห็นได้จากอวกาศ

ดาวหางและอุกกาบาตส่วนใหญ่ลุกไหม้ในชั้นมีโซสเฟียร์

. วัยหมดประจำเดือน- ชั้นกลางถัดไป อุณหภูมิอากาศอย่างน้อย -90°

. เทอร์โมสเฟียร์- ขอบเขตล่างเริ่มต้นที่ระดับความสูง 80 - 90 กม. และขอบเขตด้านบนของชั้นหินยาวประมาณ 800 กม. อุณหภูมิอากาศสูงขึ้น อาจแตกต่างกันได้ตั้งแต่ +500° C ถึง +1,000° C ในระหว่างวัน อุณหภูมิจะผันผวนสูงถึงหลายร้อยองศา! แต่อากาศที่นี่หายากมากจนการทำความเข้าใจคำว่า "อุณหภูมิ" ที่เราคิดไว้นั้นไม่เหมาะสมที่นี่

. ไอโอโนสเฟียร์- รวมชั้นมีโซสเฟียร์ มีโซพอส และเทอร์โมสเฟียร์เข้าด้วยกัน อากาศที่นี่ส่วนใหญ่ประกอบด้วยโมเลกุลออกซิเจนและไนโตรเจน เช่นเดียวกับพลาสมากึ่งเป็นกลาง รังสีของดวงอาทิตย์ที่เข้าสู่ชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์จะทำให้โมเลกุลของอากาศแตกตัวเป็นไอออนอย่างรุนแรง ในชั้นล่าง (สูงสุด 90 กม.) ระดับไอออไนซ์อยู่ในระดับต่ำ ยิ่งสูงก็ยิ่งมีไอออไนซ์มากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นที่ระดับความสูง 100-110 กม. อิเล็กตรอนจึงมีความเข้มข้น ซึ่งจะช่วยสะท้อนคลื่นวิทยุสั้นและปานกลาง

ชั้นที่สำคัญที่สุดของชั้นไอโอโนสเฟียร์คือชั้นบนซึ่งตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 150-400 กม. ลักษณะเฉพาะของมันคือสะท้อนคลื่นวิทยุและช่วยให้สามารถส่งสัญญาณวิทยุในระยะทางไกลได้

มันอยู่ในบรรยากาศรอบนอกที่ปรากฏการณ์เช่นแสงออโรร่าเกิดขึ้น

. เอกโซสเฟียร์- ประกอบด้วยอะตอมของออกซิเจน ฮีเลียม และไฮโดรเจน ก๊าซในชั้นนี้มีการทำให้บริสุทธิ์มากและอะตอมของไฮโดรเจนมักจะหลุดออกไปนอกอวกาศ ดังนั้นชั้นนี้จึงเรียกว่า “เขตการกระจายตัว”

นักวิทยาศาสตร์คนแรกที่แนะนำว่าบรรยากาศของเรามีน้ำหนักคือ E. Torricelli ชาวอิตาลี ตัวอย่างเช่น Ostap Bender ในนวนิยายเรื่อง The Golden Calf คร่ำครวญว่าทุกคนถูกกดด้วยเสาอากาศที่มีน้ำหนัก 14 กิโลกรัม! แต่นักวางแผนผู้ยิ่งใหญ่กลับคิดผิดเล็กน้อย ผู้ใหญ่ประสบแรงกดดันถึง 13-15 ตัน! แต่เราไม่รู้สึกถึงความหนักหน่วงเช่นนี้ เพราะความกดอากาศจะสมดุลกับความกดดันภายในของบุคคล น้ำหนักบรรยากาศของเราคือ 5,300,000,000,000,000 ตัน ตัวเลขนี้มีขนาดมหึมาถึงแม้จะเป็นเพียงหนึ่งในล้านของน้ำหนักโลกของเราก็ตาม

หน้าที่ 7 จาก 10

ออกซิเจนในชั้นบรรยากาศของโลก

ออกซิเจนมีบทบาทสำคัญในชีวิตของโลกของเราสิ่งมีชีวิตใช้เพื่อการหายใจและเป็นส่วนหนึ่งของอินทรียวัตถุ (โปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต) ชั้นโอโซนในบรรยากาศ (O 3) ดักจับรังสีดวงอาทิตย์ที่เป็นอันตรายต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต

ปริมาณออกซิเจนในชั้นบรรยากาศโลกอยู่ที่ประมาณ 21%เป็นก๊าซที่มีมากเป็นอันดับสองในบรรยากาศ รองจากไนโตรเจน ในชั้นบรรยากาศนั้นบรรจุอยู่ในรูปของโมเลกุล O 2 อย่างไรก็ตาม ในชั้นบนของบรรยากาศ ออกซิเจนจะสลายตัวเป็นอะตอม (กระบวนการแยกตัว) และที่ระดับความสูงประมาณ 200 กม. อัตราส่วนของออกซิเจนอะตอมต่อโมเลกุลจะกลายเป็นประมาณ 1:10

ในชั้นบนของชั้นบรรยากาศของโลก โอโซน (O 3) ก่อตัวขึ้นภายใต้อิทธิพลของรังสีดวงอาทิตย์ชั้นโอโซนในบรรยากาศช่วยปกป้องสิ่งมีชีวิตจากรังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตราย

วิวัฒนาการของปริมาณออกซิเจนในชั้นบรรยากาศโลก

ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาโลก มีออกซิเจนอิสระในชั้นบรรยากาศน้อยมากมันเกิดขึ้นในชั้นบนของบรรยากาศระหว่างการแยกตัวของคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำด้วยแสง แต่ออกซิเจนที่เกิดขึ้นเกือบทั้งหมดถูกใช้ไปในปฏิกิริยาออกซิเดชันของก๊าซอื่น ๆ และถูกดูดซับโดยเปลือกโลก

ในช่วงหนึ่งของการพัฒนาโลก บรรยากาศคาร์บอนของมันกลายเป็นบรรยากาศไนโตรเจนและออกซิเจน ปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อมีสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงออโตโทรฟิคปรากฏขึ้นในมหาสมุทร การเพิ่มขึ้นของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศทำให้เกิดการออกซิเดชันของส่วนประกอบต่างๆ ของชีวมณฑล ในตอนแรก ออกซิเจนในทะเลพรีแคมเบรียนถูกดูดซับโดยเหล็กที่เป็นเหล็ก แต่หลังจากที่ปริมาณของเหล็กที่ละลายในมหาสมุทรลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ออกซิเจนก็เริ่มสะสมในไฮโดรสเฟียร์ และจากนั้นในชั้นบรรยากาศของโลก

บทบาทของกระบวนการทางชีวเคมีของสิ่งมีชีวิตในชีวมณฑลในการสร้างออกซิเจนเพิ่มมากขึ้น ด้วยการปรากฎตัวของพืชพรรณในทวีปต่างๆ เวทีสมัยใหม่ได้เริ่มต้นขึ้นในการพัฒนาชั้นบรรยากาศของโลกปริมาณออกซิเจนอิสระคงที่ได้ถูกสร้างขึ้นในชั้นบรรยากาศของโลก

ปัจจุบันปริมาณออกซิเจนในชั้นบรรยากาศโลกมีความสมดุลในลักษณะดังกล่าว ปริมาณออกซิเจนที่ผลิตได้เท่ากับปริมาณที่ดูดซึมการสูญเสียออกซิเจนในบรรยากาศอันเป็นผลมาจากกระบวนการหายใจ การสลายตัว และการเผาไหม้จะได้รับการชดเชยโดยออกซิเจนที่ปล่อยออกมาในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง

วัฏจักรของออกซิเจนในธรรมชาติ

วัฏจักรออกซิเจนธรณีเคมีเชื่อมต่อเปลือกก๊าซและของเหลวกับเปลือกโลก

ประเด็นหลัก:

• ปล่อยออกซิเจนอิสระระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง
• ออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมี
• การเข้ามาของสารประกอบที่ถูกออกซิไดซ์อย่างมากเข้าไปในบริเวณลึกของเปลือกโลกและการลดลงบางส่วนรวมถึงเนื่องจากสารประกอบคาร์บอน
• การกำจัดก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์และน้ำไปยังพื้นผิวเปลือกโลกและ
• การมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสง

ข้าว. 1. แผนผังวัฏจักรออกซิเจนในรูปแบบไม่ผูกมัด

นี่คือบทความ " ออกซิเจนในชั้นบรรยากาศโลกคือ 21% - อ่านเพิ่มเติม: “ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศโลก -

บทความในหัวข้อ “บรรยากาศของโลก”:

• ผลกระทบของชั้นบรรยากาศโลกต่อร่างกายมนุษย์ด้วยระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น