Состав атмосферы

Атмосфера Земли в основном состоит из смеси газов с очень небольшим количеством аэрозолей, которые представляют собой твердые или жидкие частицы, взвешенные в воздухе. Вы должны понимать, что большую часть газов в атмосфере составляют азот и кислород. Они будут называться основными компонентами атмосферы. Вы также должны понимать, что более половины атмосферы Земли состоит из азота (примерно 78%) со сравнительно меньшим количеством кислорода (около 21% атмосферы).Остальные газы в атмосфере Земли называются следовыми газами, потому что эти газы составляют очень небольшой процент от общего количества. Безусловно, самым распространенным из этих газовых примесей является аргон (около 1% от общего количества). Несмотря на небольшой процент от общей атмосферы, в атмосфере Земли есть сотни газовых примесей, и некоторые из них абсолютно необходимы для жизни, какой мы ее знаем. Некоторые следовые газы перечислены в таблице ниже. Обратите внимание на то, что на круговой диаграмме аргон, углекислый газ и все другие следовые газы, кроме водяного пара, составляют очень маленький сектор. На самом деле концентрации в правой части таблицы даны в единицах частей на миллион (ppm), где каждая ppm означает одну из каждых 1 миллиона молекул. Например, текущая концентрация углекислого газа составляет около 400 частей на миллион, что означает, что на каждые 1 000 000 молекул газа только 400 из них являются углекислым газом.

В таблице ниже газы также разбиты на постоянные и переменные категории. Это указывает на то, что концентрации переменных газов меняются со временем. Наиболее изменчивым из них является водяной пар, который представляет собой газовую форму воды (буквально молекулы H₂O перемещается вместе с остальными газами в атмосфере). Водяной пар составляет в среднем только около 0,4% от общего количества газов, однако он довольно сильно варьируется в зависимости от времени и места и может составлять более 2% от общего количества в теплых и влажных условиях. Очевидно, что в местах с высоким содержанием водяного пара процентное содержание всех других газов должно несколько снизиться. Это показано на круговой диаграмме ниже. Вы должны быть знакомы с некоторыми особенностями важных газовых примесей, описанных в тексте ниже.

Основные компоненты атмосферы

Атмосфера состоит из двух основных компонентов: азота (78%) и кислорода (21%). Они составляют 99% объема «сухого воздуха». В этом контексте «сухой воздух» относится ко всем газам, кроме водяного пара. Помните, что даже в самых влажных условиях на Земле водяной пар составляет не более 2% атмосферы.Таким образом, если бы вы были инопланетянином, изучающим планету Земля, вы бы сообщили, что атмосфера Земли состоит в основном из азота и кислорода. В приведенном ниже тексте упоминаются основные способы удаления газообразных азота и кислорода из атмосферы и поступления их в атмосферу в рамках химических циклов.

Некоторые важные микроэлементы атмосферы

• Газовая фаза воды. Водяной пар — это буквально отдельные молекулы H₂O, которые являются частью сбора газов в атмосфере.
• Сильно варьируется от места к месту и время от времени. В среднем он составляет всего около 0,4% атмосферы, но колеблется от 4% во влажных тропиках до почти 0% в холодных полярных регионах.
• Попадает в атмосферу при испарении жидкой воды.
• Водяной пар конденсируется в жидкие и твердые частицы облаков, которые увеличиваются в размерах и выпадают на землю в виде осадков.
• Перераспределяет тепловую энергию на земле и играет важную роль в формировании бурь. Это связано с тем, что в фазовых переходах участвует большое количество энергии:
  • Энергия испарения (жидкости в газ) поглощается из окружающей среды.
  • Энергия конденсации (из газа в жидкость) выделяется в окружающую среду.
  • Второй по важности парниковый газ на Земле.
  • Попадает в атмосферу в результате разложения растительности, извержений вулканов, дыхания, сжигания ископаемого топлива и в результате обезлесения. Он удаляется из атмосферы путем фотосинтез, и океаны.
  • Концентрация увеличивается из-за деятельности человека, в основном захоронения ископаемого топлива и вырубки лесов. Количество углекислого газа увеличилось более чем на 42% с 1750 года, с 280 частей на миллион до 400 частей на миллион.
  • Есть опасения, что это усилит естественный парниковый эффект, ведущий к глобальному потеплению, повышению уровня моря и другим потенциально опасным изменениям климата.
  • Еще один парниковый газ, который увеличивается из-за деятельности человека. Есть опасения, что увеличение количества метана также будет способствовать глобальному потеплению, вызванному деятельностью человека.
  • С 1750 года концентрация метана увеличилась более чем на 150%, в основном из-за деятельности человека.
  • Основными источниками являются разложение растительного материала на рисовых полях, выпас домашних животных (биологические реакции в их желудке), биологическая деятельность термитов.
  • Еще один важный парниковый газ. увеличивается из-за деятельности человека. Есть опасения, что увеличение количества закиси азота также будет способствовать глобальному потеплению, вызванному деятельностью человека.
  • С 1750 года концентрация закиси азота увеличилась более чем на 20%, в основном из-за деятельности человека.
  • Образуется в почве в результате бактериальных процессов и разрушается ультрафиолетовым излучением солнца.
  • Большая часть озона находится в стратосфере, где он образует озоновый слой (~20 — 30 км над поверхностью земли). Озоновый слой защищает растения, животных и людей от вредного солнечного ультрафиолетового излучения, поглощая излучение.
  • В естественных условиях у земли, где он является токсичным загрязнителем, встречается очень мало. Иногда опасно высокие концентрации возникают вблизи крупных городов в процессе, называемом фотохимическим смогом.

  Аэрозоли:

  • Важен для климата естественным путем и в результате деятельности человека, в результате которой в атмосферу выбрасываются аэрозоли.
    • Влияет на прохождение солнечной радиации через атмосферу
    • Влияние на формирование облаков
    • «Твердые» загрязнения воздуха
    голоса

    Рейтинг статьи