지구 대기권 주변. 지구에는 왜 대기가 존재하며 어떻게 나타났습니까? 지구 대기의 화학 성분

- 지구와 함께 회전하는 지구의 공기 껍질. 대기의 상한은 일반적으로 150-200km의 고도에서 수행됩니다. 아래쪽 경계는 지구의 표면입니다.

대기는 기체 혼합물입니다. 표면 공기층의 부피의 대부분은 질소(78%)와 산소(21%)입니다. 또한 공기에는 불활성 가스(아르곤, 헬륨, 네온 등), 이산화탄소(0.03), 수증기 및 다양한 고체 입자(먼지, 그을음, 염 결정)가 포함되어 있습니다.

공기는 무색이며 하늘의 색은 광파 산란의 특성으로 설명됩니다.

대기는 대류권, 성층권, 중간권 및 열권과 같은 여러 층으로 구성됩니다.

공기의 가장 아래층이라고 합니다. 대류권.에 다른 위도그 힘은 같지 않다. 대류권은 행성의 모양을 반복하고 지구와 함께 참여합니다. 축 회전. 적도에서 대기의 두께는 10km에서 20km까지 다양합니다. 적도에서 더 크고 극에서 더 적습니다. 대류권은 최대 공기 밀도가 특징이며 전체 대기 질량의 4/5가 집중되어 있습니다. 대류권은 다음을 결정합니다. 날씨: 여기에서 다양한 기단이 형성되고 구름과 강수가 형성되며 집중적인 수평 및 수직 공기의 이동이 있습니다.

대류권 위의 고도 50km에 위치 천장.공기 밀도가 낮고 수증기가 없다는 것이 특징입니다. 약 25km 고도의 성층권 하부. 유기체에 치명적인 자외선을 흡수하는 오존 농도가 높은 대기층인 "오존 스크린"이 있습니다.

고도 50~80~90km에서 확장 중간권.고도가 증가함에 따라 (0.25-0.3) ° / 100m의 평균 수직 기울기로 온도가 감소하고 공기 밀도가 감소합니다. 주요 에너지 과정은 복사열 전달입니다. 대기의 빛은 라디칼, 진동으로 여기된 분자를 포함하는 복잡한 광화학 과정으로 인한 것입니다.

열권고도 80~90~800km에 위치. 여기의 공기 밀도는 최소이며 공기 이온화 정도는 매우 높습니다. 온도는 태양의 활동에 따라 변합니다. 과 관련하여 많은 양대전 입자는 여기에서 관찰됩니다 오로라그리고 자기 폭풍.

대기는 지구의 자연에 매우 중요합니다.산소가 없으면 생명체는 숨을 쉴 수 없습니다. 오존층은 유해한 자외선으로부터 모든 생물을 보호합니다. 대기는 온도 변동을 부드럽게 합니다. 지구 표면은 밤에 과냉각되지 않고 낮에는 과열되지 않습니다. 조밀한 층에서 대기행성의 표면에 도달하기 전에 운석은 가시에서 태워집니다.

대기는 지구의 모든 껍질과 상호 작용합니다. 그것의 도움으로 바다와 육지 사이의 열과 습기 교환. 대기가 없다면 구름, 강수량, 바람도 없을 것입니다.

인간의 활동은 대기에 상당한 악영향을 미칩니다. 대기 오염이 발생하여 일산화탄소(CO 2) 농도가 증가합니다. 그리고 이것은 기여합니다 지구 온난화기후와 향상 온실 효과". 지구의 오존층은 산업 폐기물과 운송으로 인해 파괴되고 있습니다.

대기를 보호해야 합니다. 선진국에서는 대기를 오염으로부터 보호하기 위한 일련의 조치를 취하고 있습니다.

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대기(다른 그리스어 ἀτμός - 증기 및 σφαῖρα - 공)는 행성 지구를 둘러싸고 있는 기체 껍질(지권)입니다. 그것의 내부 표면은 수권과 부분적으로 지구의 지각을 덮고 있는 반면, 그것의 외부 표면은 우주 공간의 지구 근처 부분과 접하고 있습니다.

대기를 연구하는 물리학 및 화학 섹션의 전체를 일반적으로 대기 물리학이라고 합니다. 대기는 지표면의 날씨를 결정하고, 기상학은 날씨 연구를, 기후학은 장기간의 기후 변화를 다룹니다.

물리적 특성

대기의 두께는 지구 표면에서 약 120km 떨어져 있습니다. 대기의 총 공기 질량은 (5.1-5.3) 1018kg입니다. 이 중 건조 공기의 질량은 (5.1352 ± 0.0003) 1018 kg이고, 수증기의 총 질량은 평균 1.27 1016 kg입니다.

깨끗한 건조 공기의 몰 질량은 28.966g/mol이고 해수면 근처의 공기 밀도는 약 1.2kg/m3입니다. 해수면에서 0 °C의 압력은 101.325 kPa입니다. 임계 온도 - -140.7 ° C(~ 132.4 K); 임계 압력 - 3.7 MPa; 0°C에서 Cp - 1.0048 103J/(kg K), Cv - 0.7159 103J/(kg K)(0°C에서). 0 ° C - 0.0036 %, 25 ° C - 0.0023 %에서 물 (질량 기준)의 공기 용해도.

지구 표면의 "정상 조건"의 경우 밀도 1.2kg/m3, 기압 101.35kPa, 온도 + 20°C 및 상대 습도 50%가 사용됩니다. 이러한 조건부 지표는 순전히 공학적 가치가 있습니다.

화학적 구성 요소

지구의 대기는 화산 폭발 중 가스 방출의 결과로 발생했습니다. 해양과 생물권의 출현과 함께 물, 식물, 동물 및 토양 및 늪에서 분해 생성물과의 가스 교환으로 인해 형성되었습니다.

현재 지구의 대기는 주로 가스와 다양한 불순물(먼지, 물방울, 얼음 결정, 바다 소금, 연소 생성물)로 구성되어 있습니다.

대기를 구성하는 기체의 농도는 물(H2O)과 이산화탄소(CO2)를 제외하고 거의 일정합니다.

건조한 공기의 구성


질소
산소
아르곤
물
이산화탄소
네온
헬륨
메탄
크립톤
수소
크세논 가스 원소
아산화질소

표에 표시된 가스 외에도 대기에는 SO2, NH3, CO, 오존, 탄화수소, HCl, HF, Hg 증기, I2 및 NO 및 기타 많은 가스가 소량 포함되어 있습니다. 대류권에는 지속적으로 다량의 부유 고체 및 액체 입자(에어로졸)가 있습니다.

대기의 구조

대류권

그 상한은 극지방에서 8-10km, 온대에서 10-12km, 열대 위도에서 16-18km의 고도에 있습니다. 여름보다 겨울에 낮다. 대기의 하부 주층은 대기 전체 질량의 80% 이상과 대기에 존재하는 모든 수증기의 약 90%를 포함합니다. 대류권에서는 난류와 대류가 고도로 발달하고 구름이 나타나고 저기압과 고기압이 발달합니다. 평균 수직 기울기가 0.65°/100m인 고도에 따라 온도가 감소합니다.

대류권계면

대류권에서 성층권으로의 이행층으로, 고도에 따른 기온의 감소가 멈추는 대기층.

천장

고도 11~50km에 위치한 대기층. 11-25km 층(성층권의 하부 층)의 약간의 온도 변화와 25-40km 층의 온도 증가가 -56.5°C에서 0.8°C(성층권 상부 층 또는 역전 영역)로 증가하는 것이 일반적입니다. 약 40km 고도에서 약 273K(거의 0°C) 값에 도달한 후 약 55km 고도까지 온도가 일정하게 유지됩니다. 이 일정한 온도 영역을 성층권계면이라고 하며 성층권과 중간권 사이의 경계입니다.

성층권

성층권과 중간권 사이의 대기 경계층. 수직 온도 분포에 최대값이 있습니다(약 0°C).

중간권

중간권은 고도 50km에서 시작하여 80-90km까지 확장됩니다. 온도는 (0.25-0.3)°/100m의 평균 수직 기울기로 높이에 따라 감소하며 주요 에너지 프로세스는 복사열 전달입니다. 복잡한 광화학 공정자유 라디칼, 진동 들뜬 분자 등이 참여하여 대기의 빛을 발합니다.

폐경기

중간권과 열권 사이의 전이층. 수직 온도 분포에 최소값이 있습니다(약 -90°C).

카르만 라인

일반적으로 지구의 대기와 우주의 경계로 받아들여지는 해수면 위의 고도. FAI 정의에 따르면 Karman Line은 해발 100km의 고도에 있습니다.

지구의 대기 경계

열권

상한선은 약 800km입니다. 온도는 200-300km의 고도로 상승하여 1500K 정도의 값에 도달한 후 높은 고도까지 거의 일정하게 유지됩니다. 자외선 및 X선 태양 복사 및 우주 복사의 작용으로 공기가 이온화됩니다("극광선") - 전리층의 주요 영역은 열권 내부에 있습니다. 300km 이상의 고도에서는 원자 산소가 우세합니다. 열권의 상한선은 주로 태양의 현재 활동에 의해 결정됩니다. 활동이 적은 기간(예: 2008-2009년)에는 이 레이어의 크기가 눈에 띄게 감소합니다.

온도계

열권 위의 대기 영역. 이 영역에서 태양 복사의 흡수는 미미하고 온도는 실제로 높이에 따라 변하지 않습니다.

외권(산란구)

Exosphere - 산란 영역, 700km 이상에 위치한 열권의 외부 부분. 외기권의 가스는 매우 희박하므로 입자가 행성간 공간으로 누출됩니다(소산).

100km 높이까지 대기는 균일하고 잘 혼합된 가스 혼합물입니다. 더 많은 높은 층높이의 가스 분포는 분자 질량에 따라 다르며 더 무거운 가스의 농도는 지구 표면에서 멀어질수록 더 빨리 감소합니다. 가스 밀도의 감소로 인해 온도는 성층권에서 0°C에서 중간권에서 -110°C로 떨어집니다. 하지만 운동 에너지고도 200~250km의 개별 입자는 ~150°C의 온도에 해당합니다. 200km 이상에서는 시간과 공간에서 온도와 가스 밀도의 상당한 변동이 관찰됩니다.

약 2000-3500km의 고도에서 외권은 점차적으로 수소 원자와 같은 매우 희박한 행성간 가스 입자로 채워진 소위 우주 진공 근처로 이동합니다. 그러나 이 가스는 행성간 물질의 일부일 뿐입니다. 다른 부분은 혜성과 운석 기원의 먼지와 같은 입자로 구성됩니다. 극도로 희박한 먼지 입자 외에도 태양 및 은하계 기원의 전자기 및 미립자 복사가 이 공간으로 침투합니다.

대류권은 대기 질량의 약 80%를 차지하고 성층권은 약 20%를 차지합니다. 중간권의 질량은 0.3% 이하이고 열권은 전체 대기 질량의 0.05% 미만입니다. 대기의 전기적 특성에 따라 호중구와 전리층을 구별합니다. 현재 대기는 고도 2000~3000km까지 뻗어 있는 것으로 알려져 있다.

대기 중 가스의 조성에 따라 동종권과 이종권이 구별됩니다. 이종구는 중력이 가스 분리에 영향을 미치는 영역입니다. 그러한 높이에서의 혼합은 무시할 수 있기 때문입니다. 따라서 헤테로스피어의 다양한 구성이 뒤따릅니다. 그 아래에는 동질권(homosphere)이라고 하는 잘 혼합된 균일한 대기 부분이 있습니다. 이 층들 사이의 경계를 터보포즈(turbopause)라고 하며 고도 약 120km에 있습니다.

대기의 다른 특성과 인체에 미치는 영향

이미 해발 5km의 고도에서 훈련을받지 않은 사람은 산소 결핍에 걸리고 적응하지 않으면 사람의 성능이 크게 저하됩니다. 이것은 대기의 생리학적 영역이 끝나는 곳입니다. 최대 약 115km의 대기에는 산소가 포함되어 있지만 인간의 호흡은 고도 9km에서 불가능합니다.

대기는 우리가 호흡하는 데 필요한 산소를 제공합니다. 그러나 고도가 높아짐에 따라 대기의 전체 압력이 떨어지기 때문에 산소의 부분압도 그에 따라 감소합니다.

인간의 폐에는 약 3리터의 폐포 공기가 지속적으로 포함되어 있습니다. 정상 대기압에서 폐포 공기의 산소 부분압은 110mmHg입니다. Art., 이산화탄소 압력 - 40mmHg. Art. 및 수증기 - 47 mm Hg. 미술. 고도가 증가함에 따라 산소 압력이 떨어지고 폐의 수증기와 이산화탄소의 총 압력은 약 87mmHg로 거의 일정하게 유지됩니다. 미술. 주변 공기의 압력이 이 값과 같아지면 폐로의 산소 흐름이 완전히 중지됩니다.

약 19-20km의 고도에서 대기압은 47mmHg로 떨어집니다. 미술. 따라서 이 높이에서 인체에서 물과 간질액이 끓기 시작합니다. 이러한 고도의 가압된 객실 외부에서는 거의 즉시 사망이 발생합니다. 따라서 인간 생리학의 관점에서 "우주"는 이미 15-19km의 고도에서 시작됩니다.

조밀한 공기층(대류권과 성층권)은 방사선의 피해로부터 우리를 보호합니다. 36km 이상의 고도에서 공기의 충분한 희박으로 전리 방사선, 1 차 우주선은 신체에 강한 영향을 미칩니다. 40km 이상의 고도에서는 인간에게 위험한 태양 스펙트럼의 자외선 부분이 작동합니다.

우리가 지구 표면보다 더 높은 고도로 올라갈수록 소리의 전파, 공기 역학적 양력 및 항력의 발생, 대류에 의한 열 전달 등과 같은 대기의 하층에서 관찰되는 우리에게 친숙한 현상 ., 점차 약해지고 완전히 사라집니다.

희박한 공기층에서는 소리의 전파가 불가능합니다. 고도 60-90km까지 공기 저항과 양력을 사용하여 공기 역학적 비행을 제어할 수 있습니다. 그러나 100-130km의 고도에서 시작하여 모든 조종사에게 친숙한 M 번호와 사운드 장벽의 개념은 의미를 잃습니다. 조건부 Karman 라인이 있으며 그 너머에는 순전히 탄도 비행 영역이 시작됩니다. 반력을 통해서만 제어할 수 있습니다.

100km 이상의 고도에서 대기는 대류에 의해(즉, 공기 혼합을 통해) 열 에너지를 흡수, 전도 및 전달하는 능력과 같은 또 다른 놀라운 특성을 갖지 않습니다. 이것은 장비의 다양한 요소, 궤도의 장비를 의미합니다 우주 정거장비행기에서 일반적으로 수행되는 방식 외에는 냉각할 수 없습니다. 에어 제트그리고 공기 냉각기. 일반적으로 우주 공간과 마찬가지로 이 고도에서 열을 전달하는 유일한 방법은 열복사입니다.

대기 형성의 역사

가장 일반적인 이론에 따르면, 지구의 대기는 시간이 지남에 따라 세 가지 다른 구성으로 되어 있습니다. 처음에는 행성간 공간에서 포획한 가벼운 가스(수소와 헬륨)로 구성되었습니다. 이것은 소위 1차 대기(약 40억 년 전)입니다. 다음 단계에서는 활발한 화산 활동으로 대기가 수소 이외의 가스(이산화탄소, 암모니아, 수증기)로 포화되었습니다. 이것이 2차 대기가 형성된 방식입니다(현재까지 약 30억 년). 이 분위기는 회복되었습니다. 또한 대기 형성 과정은 다음 요인에 의해 결정되었습니다.

행성간 공간으로의 가벼운 가스(수소와 헬륨) 누출;
자외선, 낙뢰 방전 및 기타 요인의 영향으로 대기에서 발생하는 화학 반응.

점차적으로, 이러한 요인들은 훨씬 낮은 함량의 수소와 훨씬 높은 함량의 질소 및 이산화탄소를 특징으로 하는 3차 대기의 형성을 이끌었습니다. 화학 반응암모니아 및 탄화수소).

질소

교육 큰 수 N2 질소는 30억 년 전부터 광합성의 결과 행성 표면에서 나오기 시작한 분자 산소 O2에 의한 암모니아-수소 대기의 산화로 인한 것입니다. 질소 N2는 또한 질산염 및 기타 질소 함유 화합물의 탈질화의 결과로 대기 중으로 방출됩니다. 질소는 오존에 의해 상층 대기에서 NO로 산화됩니다.

질소 N2는 특정 조건(예: 낙뢰 방전 중)에서만 반응을 시작합니다. 방전 중 오존에 의한 분자 질소의 산화는 질소 비료의 산업적 생산에서 소량으로 사용됩니다. 그것은 낮은 에너지 소비로 산화되고 소위 콩과 식물과 근경 공생을 형성하는 남조류(청녹조류) 및 결절 박테리아에 의해 생물학적 활성 형태로 전환될 수 있습니다. 녹비.

산소

대기의 구성은 산소의 방출과 이산화탄소의 흡수를 동반한 광합성의 결과 지구에 생명체가 출현하면서 근본적으로 변화하기 시작했습니다. 처음에는 암모니아, 탄화수소, 바다에 함유된 철 형태의 철 등 환원된 화합물의 산화에 산소가 사용되었습니다. 이 단계가 끝나면 대기의 산소 함량이 증가하기 시작했습니다. 점차적으로 산화 특성을 가진 현대적인 분위기가 형성되었습니다. 이로 인해 심각한 급격한 변화대기, 암석권 및 생물권에서 발생하는 많은 과정에서 이 사건을 산소 재앙이라고 했습니다.

Phanerozoic 동안 대기의 구성과 산소 함량이 변경되었습니다. 그것들은 주로 유기 퇴적암의 퇴적 속도와 상관관계가 있습니다. 따라서 석탄 축적 기간 동안 대기의 산소 함량은 분명히 현대 수준을 훨씬 초과했습니다.

이산화탄소

대기 중 CO2의 함량은 화산 활동과 지구 껍질의 화학적 과정에 달려 있지만 무엇보다도 지구 생물권에서 유기물의 생합성 및 분해 강도에 달려 있습니다. 현재 행성의 거의 전체 바이오 매스 (약 2.4 1012 톤)는 대기 중에 포함 된 이산화탄소, 질소 및 수증기로 인해 형성됩니다. 바다, 늪, 숲에 묻힌 유기물은 석탄, 석유, 천연가스로 변합니다.

희가스

아르곤, 헬륨 및 크립톤과 같은 불활성 가스의 출처는 화산 폭발과 방사성 원소의 붕괴입니다. 지구 전체와 특히 대기는 우주에 비해 불활성 기체가 고갈되어 있습니다. 그 이유는 가스가 행성간 공간으로 지속적으로 누출되기 때문이라고 믿어집니다.

대기 오염

에 최근인간은 대기의 진화에 영향을 미치기 시작했습니다. 그의 활동의 결과는 이전 지질 시대에 축적된 탄화수소 연료의 연소로 인해 대기 중 이산화탄소 함량이 지속적으로 증가하는 것이었습니다. 엄청난 양의 CO2가 광합성 과정에서 소비되고 전 세계 바다에 흡수됩니다. 이 가스는 화산 활동과 인간 생산 활동뿐만 아니라 탄산염 암석과 동식물 기원의 유기 물질의 분해로 인해 대기로 들어갑니다. 지난 100년 동안 대기 중 CO2 함량은 10% 증가했으며 주요 부분(3600억 톤)은 연료 연소에서 발생합니다. 연료 연소의 성장률이 계속된다면 향후 200-300년 동안 대기 중 CO2의 양이 두 배로 증가하여 지구 기후 변화를 초래할 수 있습니다.

연료 연소는 오염 가스(CO, NO, SO2)의 주요 원인입니다. 이산화황은 대기 중 산소에 의해 SO3로 산화되고, 산화질소는 상부 대기에서 NO2로 산화되어 차례로 수증기와 상호 작용하고 생성된 황산 H2SO4와 질산 HNO3는 지구 표면에 so-의 형태로 떨어집니다. 라고 불리는. 산성비. 내연 기관을 사용하면 질소 산화물, 탄화수소 및 납 화합물(테트라에틸 납) Pb(CH3CH2)4로 심각한 대기 오염이 발생합니다.

대기의 에어로졸 오염은 자연적 원인(화산 분출, 먼지 폭풍, 해수 방울 및 식물 꽃가루 동반 등)과 인간의 경제 활동(광석 및 건축 자재 채굴, 연료 연소, 시멘트 생산 등)에 의해 발생합니다. .). 대기 중으로 입자상 물질을 집중적으로 대규모로 제거하는 것은 가능한 원인들행성 기후 변화.

(719회 방문, 오늘 1회 방문)

대류권

대류권계면

대류권에서 성층권으로의 이행층으로, 고도에 따른 기온의 감소가 멈추는 대기층.

천장

성층권

성층권과 중간권 사이의 대기 경계층. 수직 온도 분포에 최대값이 있습니다(약 0°C).

중간권

중간권은 고도 50km에서 시작하여 80-90km까지 확장됩니다. 온도는 (0.25-0.3)°/100m의 평균 수직 기울기로 높이에 따라 감소하며 주요 에너지 프로세스는 복사열 전달입니다. 자유 라디칼, 진동 들뜬 분자 등이 포함된 복잡한 광화학 과정은 대기 발광을 유발합니다.

폐경기

중간권과 열권 사이의 전이층. 수직 온도 분포에 최소값이 있습니다(약 -90°C).

카르만 라인

일반적으로 지구의 대기와 우주의 경계로 받아들여지는 해수면 위의 고도. Karmana 라인은 해발 100km의 고도에 위치하고 있습니다.

지구의 대기 경계

열권

상한선은 약 800km입니다. 온도는 200-300km의 고도로 상승하여 1500K 정도의 값에 도달한 후 높은 고도까지 거의 일정하게 유지됩니다. 자외선 및 X선 태양 복사 및 우주 복사의 작용으로 공기가 이온화됩니다("극광선") - 전리층의 주요 영역은 열권 내부에 있습니다. 300km 이상의 고도에서는 원자 산소가 우세합니다. 열권의 상한선은 주로 태양의 현재 활동에 의해 결정됩니다. 활동이 적은 기간에는 이 레이어의 크기가 눈에 띄게 감소합니다.

온도계

열권 위의 대기 영역. 이 영역에서 태양 복사의 흡수는 미미하고 온도는 실제로 높이에 따라 변하지 않습니다.

외권(산란구)

최대 120km 높이의 대기층

Exosphere - 산란 영역, 700km 이상에 위치한 열권의 외부 부분. 외기권의 가스는 매우 희박하므로 그 입자가 행성간 공간으로 누출됩니다(소산).

100km 높이까지 대기는 균일하고 잘 혼합된 가스 혼합물입니다. 더 높은 층에서 높이의 가스 분포는 분자 질량에 따라 달라지며 더 무거운 가스의 농도는 지구 표면에서 멀어질수록 더 빨리 감소합니다. 가스 밀도의 감소로 인해 온도는 성층권의 0 °C에서 중간권의 -110 °C로 떨어집니다. 그러나 200-250km 고도에서 개별 입자의 운동 에너지는 ~150°C의 온도에 해당합니다. 200km 이상에서는 시간과 공간에서 온도와 가스 밀도의 상당한 변동이 관찰됩니다.

약 2000-3500km의 고도에서 외권은 점차적으로 수소 원자와 같은 매우 희박한 행성간 가스 입자로 채워진 소위 우주 진공 근처로 이동합니다. 그러나 이 가스는 행성간 물질의 일부일 뿐입니다. 다른 부분은 혜성과 운석 기원의 먼지와 같은 입자로 구성됩니다. 극도로 희박한 먼지와 같은 입자 외에도 태양 및 은하계에서 발생하는 전자기 및 미립자 복사가 이 공간으로 침투합니다.

대기(그리스 atmos - 증기 및 spharia - 공에서) - 지구의 공기 껍질, 함께 회전합니다. 대기의 발달은 지구상에서 일어나는 지질학적, 지구화학적 과정은 물론 살아있는 유기체의 활동과도 밀접하게 관련되어 있습니다.

공기는 토양의 가장 작은 공극으로 침투하여 물에도 용해되기 때문에 대기의 하부 경계는 지구 표면과 일치합니다.

고도 2000~3000km의 상한선은 점차 우주 공간으로 빠져나간다.

산소가 풍부한 대기는 지구에서 생명을 가능하게 합니다. 대기 산소는 사람, 동물, 식물이 호흡하는 과정에서 사용됩니다.

대기가 없다면 지구는 달처럼 고요할 것입니다. 결국 소리는 공기 입자의 진동입니다. 하늘의 푸른 색은 마치 렌즈를 통과하는 것처럼 대기를 통과하는 태양 광선이 구성 요소 색상으로 분해된다는 사실로 설명됩니다. 이 경우 파란색과 파란색 광선이 무엇보다 흩어져 있습니다.

대기는 살아있는 유기체에 해로운 영향을 미치는 태양으로부터의 대부분의 자외선을 가둡니다. 또한 지구 표면의 열을 유지하여 지구가 냉각되는 것을 방지합니다.

대기의 구조

대기에서 밀도와 밀도가 다른 여러 층을 구별할 수 있습니다(그림 1).

대류권

대류권- 극 위의 두께가 8-10km이고 온대 위도-10-12km, 적도 위-16-18km인 대기의 가장 낮은 층.

쌀. 1. 지구 대기의 구조

대류권의 공기는 지표면, 즉 육지와 물에서 가열됩니다. 따라서 이 층의 기온은 고도에 따라 100m마다 평균 0.6°C씩 감소하고 대류권 상한 경계에서는 -55°C에 이릅니다. 동시에, 대류권 상한 경계에 있는 적도 지역에서는 기온이 -70℃이고, 그 지역에서는 북극-65 °C.

대기 질량의 약 80%가 대류권에 집중되어 있으며 거의 모든 수증기가 위치하며 뇌우, 폭풍우, 구름 및 강수가 발생하고 수직(대류) 및 수평(바람) 공기의 이동이 발생합니다.

날씨는 주로 대류권에서 형성된다고 말할 수 있습니다.

천장

천장- 8~50km 고도에서 대류권 위에 위치한 대기층. 이 레이어의 하늘 색상은 자주색으로 나타나며 이는 태양 광선이 거의 산란되지 않는 공기의 희박으로 설명됩니다.

성층권은 대기 질량의 20%를 차지합니다. 이 층의 공기는 희박하고 실제로 수증기가 없으므로 구름과 강수량이 거의 형성되지 않습니다. 그러나 속도가 300km / h에 달하는 성층권에서는 안정적인 기류가 관찰됩니다.

이 층은 집중 오존(오존 스크린, ozonosphere) 자외선을 흡수하여 지구로 통과하는 것을 막아 지구상의 살아있는 유기체를 보호하는 층. 오존으로 인해 성층권 상부 경계의 기온은 -50~4~55°C입니다.

중간권과 성층권 사이에는 과도기 영역인 성층권이 있습니다.

중간권

중간권- 50-80km 고도에 위치한 대기층. 이곳의 공기 밀도는 지표면보다 200배 낮습니다. 중간권에서 하늘의 색은 검게 나타나고 별은 낮 동안 볼 수 있습니다. 공기 온도가 -75(-90)°C로 떨어집니다.

고도 80km에서 시작 열권.이 층의 기온은 250m 높이까지 급격히 상승한 다음 일정해집니다. 고도 150km에서 220-240°C에 이릅니다. 고도 500-600km에서는 1500°C를 초과합니다.

중간권과 열권에서 우주선의 작용에 따라 가스 분자는 원자의 하전(이온화된) 입자로 분해되므로 대기의 이 부분을 전리층- 고도 50~1000km에 위치한 매우 희박한 공기층으로 주로 이온화된 산소 원자, 산화질소 분자 및 자유 전자로 구성됩니다. 이 층은 높은 대전이 특징이며 길고 중간의 전파가 거울에서와 같이 반사됩니다.

전리층에서는 오로라가 발생합니다. 태양에서 날아오는 전하를 띤 입자의 영향으로 희박한 가스의 광선이 발생하고 자기장의 급격한 변동이 관찰됩니다.

외권

외권- 1000km 이상에 위치한 대기의 외층. 이 층은 가스 입자가 여기에서 고속으로 이동하고 우주 공간으로 흩어질 수 있기 때문에 산란 구라고도 합니다.

대기의 구성

대기는 질소(78.08%), 산소(20.95%), 이산화탄소(0.03%), 아르곤(0.93%), 소량의 헬륨, 네온, 크세논, 크립톤(0.01%), 오존 및 기타 가스가 포함되지만 그 함량은 무시할 수 있습니다(표 1). 지구 대기의 현대적 구성은 1억 년 이상 전에 확립되었지만, 인간의 생산 활동이 급격히 증가함에도 불구하고 변화를 가져왔습니다. 현재 CO 2 함량이 약 10-12% 증가했습니다.

대기를 구성하는 가스는 다양한 기능적 역할을 수행합니다. 그러나 이러한 가스의 주요 중요성은 주로 복사 에너지를 매우 강력하게 흡수하므로 지구 표면 및 대기의 온도 체계에 상당한 영향을 미친다는 사실에 의해 결정됩니다.

1 번 테이블. 화학적 구성 요소지표면 근처의 건조한 대기

	부피 농도. %	분자량, 단위

산소

이산화탄소





아산화질소
	0 ~ 0.00001
이산화황	여름에는 0에서 0.000007까지; 겨울에 0 ~ 0.000002
	0에서 0.000002까지	46,0055/17,03061
아조그 이산화물

일산화탄소

질소,대기에서 가장 흔한 가스로 화학적으로 거의 활동하지 않습니다.

산소, 질소와 달리 화학적으로 매우 활동적인 원소입니다. 산소의 특정 기능은 산화입니다. 유기물종속영양생물, 암석 및 화산에 의해 대기 중으로 방출되는 과소산화된 가스. 산소가 없으면 죽은 유기물이 분해되지 않습니다.

대기에서 이산화탄소의 역할은 예외적으로 큽니다. 그것은 연소 과정, 살아있는 유기체의 호흡, 부패 과정의 결과로 대기에 들어가고 우선 광합성 중 유기물 생성을위한 주요 건축 자재입니다. 또한, 이산화탄소가 단파장 태양복사를 투과시키고 열적 장파복사 중 일부를 흡수하는 특성은 매우 중요하며, 이는 아래에서 논의될 이른바 온실 효과를 생성할 것입니다.

대기 과정, 특히 성층권의 열 체제에 대한 영향은 다음과 같은 영향을 받습니다. 오존.이 가스는 태양 자외선을 자연적으로 흡수하는 역할을 하며 태양 복사를 흡수하면 공기가 가열됩니다. 대기 중 총 오존 함량의 월 평균 값은 지역의 위도와 0.23-0.52cm 이내의 계절에 따라 다릅니다 (지압 및 온도에서 오존층의 두께입니다). 적도에서 극지방까지 오존 함량이 증가하고 연간 변화량은 가을에 최소로, 봄에 최대가 있습니다.

대기의 특성은 주요 가스 (질소, 산소, 아르곤)의 함량이 높이에 따라 약간 변한다는 사실이라고 할 수 있습니다. 대기 중 65km의 고도에서 질소 함량은 86 %, 산소 - 19, 아르곤 - 0.91, 95km 고도에서 - 질소 77, 산소 - 21.3, 아르곤 - 0.82%. 수직 및 수평 대기 조성의 불변성은 혼합에 의해 유지됩니다.

가스 외에도 공기에는 다음이 포함됩니다. 수증기그리고 고체 입자.후자는 자연적 기원과 인공적(인위적) 기원을 모두 가질 수 있습니다. 이들은 꽃가루, 작은 소금 결정, 도로 먼지, 에어로졸 불순물입니다. 태양 광선이 창을 통과하면 육안으로 볼 수 있습니다.

도시와 대규모 산업 센터의 공기에는 특히 많은 미립자 물질이 있으며, 이곳에서는 유해 가스의 배출과 연료 연소 중에 형성된 불순물이 에어로졸에 추가됩니다.

대기 중 에어로졸의 농도는 공기의 투명도를 결정하며, 이는 지구 표면에 도달하는 태양 복사에 영향을 미칩니다. 가장 큰 에어로졸은 응결핵(위도. 결로- 압축, 농축) - 수증기를 물방울로 변형시키는 데 기여합니다.

수증기의 가치는 주로 지표면의 장파 열복사를 지연시킨다는 사실에 의해 결정됩니다. 크고 작은 수분 순환의 주요 연결을 나타냅니다. 수층이 응축될 때 공기의 온도를 높인다.

대기 중 수증기의 양은 시간과 공간에 따라 변합니다. 따라서 지구 표면 근처의 수증기 농도는 열대 지방의 3%에서 남극 대륙의 2-10(15)% 범위입니다.

온대 위도에서 대기의 수직 기둥에있는 수증기의 평균 함량은 약 1.6-1.7cm입니다 (응축 수증기 층은 그러한 두께를 가질 것입니다). 대기의 여러 층에 있는 수증기에 대한 정보는 모순됩니다. 예를 들어, 20~30km의 고도 범위에서 비습도는 고도에 따라 크게 증가한다고 가정했습니다. 그러나 후속 측정은 성층권의 더 큰 건조를 나타냅니다. 분명히 성층권의 특정 습도는 높이에 거의 의존하지 않으며 2-4 mg/kg에 달합니다.

대류권의 수증기 함량 변동성은 증발, 응결 및 수평 수송의 상호 작용에 의해 결정됩니다. 수증기가 응결되어 구름이 형성되고 강수가 비, 우박 및 눈의 형태로 발생합니다.

물의 상전이 과정은 주로 대류권에서 진행되기 때문에 자개와 은이라고 불리는 성층권(고도 20-30km)과 중간권(중간권 부근)의 구름이 비교적 드물게 관찰됩니다. , 대류권 구름은 종종 전체 지구 표면의 약 50%를 덮습니다.

공기 중에 포함될 수 있는 수증기의 양은 공기의 온도에 따라 다릅니다.

-20 ° C의 온도에서 1m 3의 공기에는 1g 이하의 물이 포함될 수 있습니다. 0 °C에서 - 5g 이하; +10 °С에서 - 9g 이하; +30 °С에서 - 30g 이하의 물.

결론:공기 온도가 높을수록 더 많은 수증기를 포함할 수 있습니다.

공기는 수 있습니다 부자그리고 포화되지 않은증기. 따라서 +30 ° C의 온도에서 1m 3의 공기에 15g의 수증기가 포함되어 있으면 공기는 수증기로 포화되지 않습니다. 30g - 포화 된 경우.

절대 습도- 이것은 1m 3 의 공기에 포함된 수증기의 양입니다. 그램으로 표시됩니다. 예를 들어, "절대 습도는 15"라고 말하면 1mL에 15g의 수증기가 포함되어 있음을 의미합니다.

상대 습도- 이것은 주어진 온도에서 1mL에 포함될 수 있는 수증기의 양에 대한 1m3 공기의 실제 수증기 함량의 비율(퍼센트)입니다. 예를 들어, 일기 예보 방송 중 라디오에서 상대 습도가 70%라고 보고했다면, 이는 공기가 주어진 온도에서 유지할 수 있는 수증기의 70%를 포함하고 있음을 의미합니다.

공기의 상대 습도가 높을수록 t. 공기가 포화 상태에 가까울수록 떨어질 가능성이 높아집니다.

적도 지역에서는 항상 높은(최대 90%) 상대 습도가 관찰됩니다. 일 년 내내 기온이 높고 해양 표면에서 증발량이 많기 때문입니다. 극지방에서도 같은 높은 상대 습도가 유지되지만, 낮은 온도에서는 소량의 수증기라도 공기를 포화시키거나 포화에 가깝게 만들기 때문입니다. 온대 위도에서 상대 습도는 계절에 따라 달라집니다. 겨울에는 더 높고 여름에는 더 낮습니다.

공기의 상대 습도는 사막에서 특히 낮습니다. 1m1의 공기에는 주어진 온도에서 가능한 수증기의 양보다 2~3배 적은 양이 포함되어 있습니다.

상대 습도를 측정하기 위해 습도계가 사용됩니다(그리스 hygros-wet 및 metreco-I 측정).

냉각되고 포화된 공기는 같은 양의 수증기를 자체적으로 보유할 수 없으며, 두꺼워지고(응축) 안개 방울로 변합니다. 여름에는 맑고 시원한 밤에 안개가 관찰될 수 있습니다.

구름- 이것은 동일한 안개이며 지구 표면이 아니라 특정 높이에서만 형성됩니다. 공기가 상승하면 냉각되고 그 안의 수증기가 응결됩니다. 그 결과 작은 물방울이 구름을 구성합니다.

구름 형성에 관여 입자상 물질대류권에 매달려 있습니다.

구름은 다음을 가질 수 있습니다. 다른 모양, 형성 조건에 따라 다릅니다 (표 14).

가장 낮고 무거운 구름은 지층입니다. 그들은 지구 표면에서 2km의 고도에 위치하고 있습니다. 고도 2~8km에서는 더 그림 같은 적운을 관찰할 수 있습니다. 가장 높고 가벼운 것은 권운입니다. 그들은 지표면에서 8-18km의 고도에 위치하고 있습니다.

가족들	구름의 종류	모습
A. 상부 구름 - 6km 이상	I. 핀네이트	실 모양, 섬유질, 흰색
	Ⅱ. 권적운	작은 조각과 컬의 층과 능선, 흰색
	III. 권층운	투명하고 희끄무레한 베일
B. 중간층의 구름 - 2km 이상	IV. 고적운	흰색과 회색의 레이어와 능선
B. 중간층의 구름 - 2km 이상	V. 알토스트라투스	유백색의 부드러운 베일
B. 낮은 구름 - 최대 2km	VI. 후광층	단색 형태가 없는 회색 레이어
	VII. 성층적운	불투명한 층과 회색 융기
	Ⅷ. 계층화 된	조명 그레이 베일
D. 수직 개발의 구름 - 하위 계층에서 상위 계층으로	IX. 적운	바람에 가장자리가 찢어진 밝은 흰색의 클럽과 돔
D. 수직 개발의 구름 - 하위 계층에서 상위 계층으로	X. 적란운	진한 납색의 강력한 적운 모양의 덩어리

대기 보호

주요 소스는 산업 기업과 자동차입니다. 에 큰 도시주요 운송 경로의 가스 오염 문제는 매우 심각합니다. 그렇기 때문에 많은 주요 도시우리나라를 포함한 전 세계에서 자동차 배기 가스의 독성에 대한 환경 제어를 도입했습니다. 전문가들에 따르면 공기 중의 연기와 먼지는 지표면으로의 태양 에너지 흐름을 절반으로 줄여 자연 조건을 변화시킬 수 있습니다.

오늘 우리 기사의 일부로 우리의 가장 중요한 계층 중 하나에 대해 이야기할 것입니다. 천체, 지구 대기에 대해 알아보고 이 기체 봉투에 대한 많은 인기 있는 질문에 대한 답변을 제공합니다.

분위기 무엇

대기는 우리 행성의 층 중 하나이며 가스 껍질에 불과합니다. 우리의 대기는 중력에 의해 제자리에 고정되어 있습니다. 기본적으로 우리의 대기는 산소와 이산화탄소로 구성되어 있습니다.

대기를 지구의 갑옷이라고 부르는 이유는 무엇입니까?

종종 우리 행성 껍질의 가스 층은 조건부로 보이지 않는 갑옷이라고합니다. 그리고 그러한 이름의 기원에 대한 질문에 대한 대답은 매우 간단합니다. 표면으로 떨어질 수 있는 운석 및 기타 우주 물체로부터 우리를 보호하는 것이 지구의 대기이기 때문입니다. 또한 대기는 태양에서 방출되는 방사선으로부터 우리를 보호합니다. 그들은 가스층을 통과하지 못하고 인류에게 해를 끼칠 수 없습니다.

운석은 지구 방향으로 떨어질 수 있는 것으로 알려져 있지만 대부분은 단순히 불이 붙고 표면에 도달하지 않습니다. 그리고 우리가 지구의 대기를 비행하는 운석이 가열되는 이유에 대해 이야기한다면 여기에 대한 대답도 매우 간단합니다. 매우 적절한 낙하 속도와 대기와 우주체 자체 사이에 생성된 마찰로 인해 대기에 들어가면 가열되고 단순히 불이 켜집니다.

대기가 존재하는 이유 : 어떻게 나타 났습니까?

대기가 존재하는 이유, 지구와 함께 회전하고 우주로 탈출하지 않는 이유에 대한 질문도 있습니다. 그리고 여기에는 인류의 현대 정신에서 나온 비밀도 없습니다. 사람들은 오랫동안이 질문에 대한 답을 받았습니다.

먼저 대기가 지구와 함께 회전하는 이유에 대해 답해야 합니다. 사실은 여기서 다시 힘이 작용한다는 것입니다. 중력, 중력은 우리의 대기를 현재 위치에 유지합니다. 그러나 위에서 말한 것은 지구의 대기가 우주로 탈출하지 못하는 이유에 대한 대답으로 매우 적절합니다.

대기에 수소가 없는 이유는?

일반적인 사실은 우리 대기에 수소가 거의 없다는 것입니다. 이 현상의 이유는 분자가 각각 매우 가볍기 때문에 빠르게 우주로 증발하고 지구의 대기층에서 차지하는 비중이 최소화됩니다.