* Атмосфера (от. др.- греч. τμός пар и σφα ρα шар) воздушная оболочка, окружающая Землю и вращающаяся вместе с ней вокруг оси. * Нижней границей атмосферы является поверхность Земли. Верхняя граница атмосферы условно проводится на высоте около 1000 км, она простирается и выше – до км, но на такой высоте она сильно разрежена.

* Воздух атмосферы – смесь газов, в котором находятся во взвешенном состоянии жидкие и твёрдые частицы. * В воздухе до высоты примерно 100 км содержится 78 % азота, 21 % кислорода, около 1 % инертных газов (по объёму). * Каждый газ в атмосфере выполняет свои функции. * Без свободного кислорода невозможно дыхание, горение, окислительные процессы. * Азот – также важный биогенный элемент. Он входит в состав белков и нуклеиновых кислот, его соединения обеспечивают минеральное питание растений. Газ Содержание по объёму, % Содержание по массе, % Азот78,08475,50 Кислород20,94623,10 Аргон0,9321,286 Вода0,5-4 Углекислый газ0,03870,059 Неон1,818×10 3 1,3×10 3 Гелий4,6×10 4 7,2×10 5 Метан1,7×10 4 Криптон1,14×10 4 2,9×10 4 Водород5×10 5 7,6×10 5 Ксенон8,7×10 6 Закись азота5×10 5 7,7×10

* Углекислый газ (СО 2 ) – «утеплитель» Земли: он пропускает солнечную энергию, но задерживает тепловое излучение Земли. * СО 2 используется зелёными растениями для построения органического вещества. * Помимо биологических процессов, кислород, азот и углекислый газ активно участвуют в геохимических процессах, и в химическом выветривании горных пород. * Очень важна роль озона О 3, его в атмосфере мало. Концентрация озона наблюдается на высоте 20–25 км (озоновый экран). * Он поглощает большую часть ультрафиолетовой радиации Солнца, которая в больших дозах губительно действует на живые организмы.

* В воздухе много мелких твёрдых частиц, особенно в городах. * Их количество увеличивается после извержения вулканов, лесных пожаров, пыльных бурь и т. д. * Твёрдые частицы служат ядрами конденсации, вокруг которых образуются капли воды и снежинки. * Составной частью воздуха является также невидимый водяной пар, который при определенных условиях конденсируется или сублимируется и даёт осадки. * Как и углекислый газ, он тоже утеплитель Земли.

* Масса атмосферы составляет одну миллионную долю массы земного шара. Половина её находится в нижних 5 км, три четверти – в 10 км. * Следовательно, с подъёмом вверх масса воздуха и давление существенно уменьшаются. * По характеру изменения температуры воздуха с высотой и другим физическим свойствам атмосфера делится на несколько концентрических оболочек.

* Тропосфера – самый нижний и плотный слой атмосферы. * Его верхняя граница расположена на высоте 18 км на экваторе и 8–9 км – над полюсами. * Температура воздуха убывает с высотой в среднем на 0,6 о на каждые 100 м и достигает у верхней границы –55 °С. * В тропосфере происходит интенсивное вертикальное движение воздуха – конвекция и горизонтальное перемещение – ветры. * Здесь сосредоточен почти весь воздух, водяной пар, образуются туманы, облака, осадки. * Погода в основном формируется в тропосфере.

* Стратосфера простирается в среднем до высоты 50 км. * Температура воздуха в ней возрастает за счёт поглощения солнечной энергии озоном и у верхней границы она около нуля. * В стратосфере почти нет водяного пара, поэтому почти нет и облаков. * В стратосфера дуют ураганные ветры со скоростью до 300–400 км/ч.

* Атмосфера имеет большое значение для Земли. Она защищает всё живое на Земле от пагубного воздействия ультрафиолетовой солнечной радиации и космических лучей. * Атмосфера предохраняет Землю от чрезмерного перегревания днем и охлаждения ночью. * Атмосфера служит защитой против метеоритов большая часть которых сгорает в плотных слоях атмосферы.

* Между атмосферой и земной поверхностью (сушей и водой) осуществляется постоянный обмен теплом и влагой. * Без атмосферы не было бы ни ветра, ни звука, ни осадков. * Воздух (кислород, азот, диоксид углерода и другие газы) – необходимое условие органической жизни на нашей планете, он нужен людям, животным, растениям.

* Изучением атмосферы и обслуживанием практических организаций информацией о погоде и климате занимается метеорологические службы. * Большое влияние на состав воздуха нижних слоёв атмосферы оказывает человек. * Изменение состава воздуха атмосферы, вызнанное хозяйственной деятельностью людей, приводит к вредным последствиям. * Например, увеличение оксида серы (SО 4 ) в воздухе приводит к кислотным дождям.

* Основным источником жизни и многих природных процессов ни Земле является лучистая энергия Солнца, или энергия солнечной радиации. Путь от Солнца до Земли солнечные лучи проходят за 8,3 мин. * Радиация бывает прямая и рассеянная. Прямая радиация непосредственно достигает земной поверхности в виде прямых лучей, исходящих от солнечного диска в ясный день. * Частицы пыли и воды задерживают солнечную энергию, рассеивают её. * Часть солнечной радиации, рассеянной в атмосфере, доходит до поверхности Земли называется рассеянной солнечной радиацией.

* Совокупность прямой и рассеянной радиации, поступающей на горизонтальную поверхность, называют суммарной радиацией. * Годовая величина суммарной радиации зависит прежде всего от угла падения на земную поверхность солнечных лучей (который определяется географической широтой), а также от прозрачности атмосферы и продолжительности освещения.

* В целом суммарная радиация уменьшается от экваториально-тропических широт к полюсам. * Она максимальна – около 850 Дж/см 2 в год (200 ккал/см 2 в год) – в тропических пустынях, где прямая солнечная радиация из-за большой высоты Солнца и безоблачного неба наиболее интенсивная. * В летнее полугодие различия в поступлении суммарной солнечной радиации между низкими и высокими широтами уменьшаются за счёт большей продолжительности освещения в полярных районах (полярный день), в зимнее полугодие они достигают максимума (полярная ночь).

* Суммарная солнечная радиация, поступающая на земную поверхность, частично отражается ею (отраженная радиация). * Однако большая её часть поглощается земной поверхностью и превращается в теплоту. Воздух нагревается от земной поверхности за счёт длинноволнового теплового излучения Земли, так называемой земной радиации. * Поэтому с подъёмом вверх в тропосфере температура понижается. Часть земной радиации теряется в виде теплового излучения. Однако большая её доля задерживается атмосферой. * Свойство атмосферы пропускать солнечную радиацию к земной поверхности, но задерживать её тепловое изучение называется парниковым эффектом.

* Часть суммарной радиации, которая остаётся после затраты её на отражение и на тепловое излучение от земной поверхности, называется радиационным балансом. * В целом за год всюду на Земле он положительный, кроме высоких ледяных пустынь Антарктиды и Гренландии. * Радиационный баланс уменьшается от экватора (80 ккал/см 2 в год) к полюсам, где он близок к нулю. * От экватора до субтропиков радиационный баланс в течение всего года положительный, а начиная с умеренных широт, летом – положительный, зимой – отрицательный.

* Температура воздуха тоже убывает от экватора к полюсам. * Эта закономерность наглядно показана на климатических картах мира, где показаны годовые изотермы или изотермы самого тёплого и холодного месяцев (июля или января). * Изотермы – это линии на картах, соединяющие точки с одинаковой температурой воздуха за определенный промежуток времени.

* Разность среднемесячных температур самого тёплого и самого холодного месяцев называется годовой амплитудой температур. * Разность между самой высокой и самой низкой температурой воздуха в течение суток – суточной амплитудой температур. * Эти две амплитуды температур меньше на побережьях в морском климате и больше во внутренних частях материков в континентальном и особенно резко континентальном климате.

* Выделяют четыре основных типа годового хода температур. * Первый – экваториальный тип: температуры весь год ровные с двумя небольшими максимумами (27–28°С) в апреле и октябре и двумя небольшими минимумами (24–25°С) в июле и январе. * Второй – тропический тип; для него характерны один максимум (более 30°С) и один минимум (около 20 °С) температур воздуха.

* Третий – умеренный тип; характерны один максимум и один минимум температур в течение года, причём температуры качественно различные, как положительные, так и отрицательные; хорошо выражены четыре сезона года. * Четвёртый – полярный тип; характерны один максимум и один минимум температур, причём они весь год или почти весь год отрицательные.

* Самые высокие температуры воздуха на Земле наблюдаются в тропических пустынях; на севере Африки, близ Триполи, зарегистрирована температура +58,1°С. * Самые низкие температуры приземного слоя воздуха (-89,2 °С) отмечены в 1982 году в Антарктиде на внутриконтинентальной станции «Восток», расположенной на высоте 3488 м над уровнем моря, а в северном полушарии – в Восточной Сибири в поселке Оймякон (-71 °С), расположенном в котловине среди гор, в верховьях реки Индигирки.

* На Земле выделяется семь тепловых поясов: жаркий, два умеренных, два холодных и два вечного мороза. * Границами тепловых поясов являются изотермы. Жаркий пояс ограничен с обеих сторон годовыми изотермами +20°С. Эти изотермы оконтуривают на суше ареал распространения дикорастущих плодоносящих пальм, в океанах – коралловых построек. * Два умеренных пояса ограничены со стороны экватора годовой изотермой + 20°С, со стороны полюсов +10°С самого тёплого месяца, которая совпадает примерно с границей тундры и леса. * Два холодных пояса лежат между изотермами +10° и 0°С самого тёплого месяца. На суше это зоны тундры. * Две области вечного мороза оконтуриваются изотермой 0°С самого тёплого месяца. Это царство вечных снегов и льдов.