A Föld légköre(görög atmosz gőz + sphaira gömb) - a Földet körülvevő gáznemű héj. A légkör tömege körülbelül 5,15 10 15 A légkör biológiai jelentősége óriási. A légkörben tömeg- és energiacsere zajlik az élő és az élettelen természet, a növény- és állatvilág között. A légköri nitrogént a mikroorganizmusok abszorbeálják; tól től szén-dioxid a víz pedig a Nap energiáját felhasználva szerves anyagokat szintetizál és oxigént bocsát ki. A légkör jelenléte biztosítja a víz megőrzését a Földön, ami szintén fontos feltételélő szervezetek létezése.

Nagy magasságú geofizikai rakétákkal, mesterséges földi műholdakkal és bolygóközi automata állomásokkal végzett tanulmányok kimutatták, hogy a Föld légköre több ezer kilométerre terjed ki. A légkör határai instabilok, a Hold gravitációs tere és a napsugarak áramlásának nyomása befolyásolja őket. Az Egyenlítő felett a földárnyék tartományában a légkör eléri a 10 000 km-es magasságot, a sarkok felett pedig 3000 km-re vannak a földfelszíntől. A légkör nagy része (80-90%) 12-16 km-es magasságban helyezkedik el, ami a gáznemű környezet sűrűségének exponenciális (nemlineáris) természetével magyarázható (ritkább) a magasság növekedésével. tengerszint felett.

A legtöbb élő szervezet természetes körülmények között a légkör még szűkebb határain belül, 7-8 km-ig lehetséges, ahol a légköri tényezők, mint a gázösszetétel, a hőmérséklet, a nyomás és a páratartalom szükséges kombinációja megtörténik. A levegő mozgása, ionizációja, a csapadék, a légkör elektromos állapota szintén higiéniai jelentőséggel bír.

A gáz összetétele

A légkör gázok fizikai keveréke (1. táblázat), főleg nitrogén és oxigén (78,08 és 20,95 térfogat%). A légköri gázok aránya 80-100 km-es magasságig közel azonos. A légkör gázösszetételének fő részének állandóságát az élő és az élettelen természet közötti gázcsere folyamatok relatív kiegyensúlyozása, valamint a légtömegek vízszintes és függőleges irányú folyamatos keveredése határozza meg.

1. táblázat. A FÖLDFELÜLETÉN SZÁRAZ ATMOSZFÉRIA LEVEGŐ KÉMIAI ÖSSZETÉTELÉNEK JELLEMZŐI

A gáz összetétele	Térfogatkoncentráció, %
Oxigén
Szén-dioxid
Dinitrogén-oxid
Kén-dioxid	0 és 0,0001 között
	0-tól 0,000007-ig nyáron, 0-tól 0,000002-ig télen
Nitrogén-dioxid	0-tól 0,000002-ig
Szén-monoxid

100 km feletti magasságban a gravitáció és a hőmérséklet hatására megváltozik az egyes gázok százalékos aránya a diffúz rétegződésükhöz kapcsolódóan. Ezenkívül a rövid hullámhosszú ultraibolya és röntgensugárzás hatására 100 km-es vagy annál nagyobb magasságban az oxigén, a nitrogén és a szén-dioxid molekulák atomokká disszociálnak. Nagy magasságban ezek a gázok erősen ionizált atomok formájában találhatók meg.

A Föld különböző régióiban a légkör szén-dioxid-tartalma kevésbé állandó, ami részben az egyenetlen eloszlásnak köszönhető. ipari vállalkozások a levegő szennyezése, valamint a növényzet és a szén-dioxidot elnyelő vízgyűjtők egyenetlen eloszlása ​​a Földön. Szintén változó a légkörben a vulkánkitörések, erős mesterséges robbanások, valamint az ipari vállalkozásokból származó szennyezések eredményeként keletkező aeroszolok (lásd) - a levegőben lebegő részecskék, amelyek mérete több millimikronostól több tíz mikronig terjed -. Az aeroszolok koncentrációja gyorsan csökken a magassággal.

A légkör változó összetevői közül a legváltozóbb és legfontosabb a vízgőz, amelynek koncentrációja a földfelszínen 3%-tól (a trópusokon) 2 × 10 -10%-ig (az Antarktiszon) változhat. Minél magasabb a levegő hőmérséklete, annál több nedvesség lehet a légkörben, ha egyéb tényezők megegyeznek, és fordítva. A vízgőz nagy része a légkörben koncentrálódik 8-10 km magasságban. A légkör vízgőztartalma a párolgás, a kondenzáció és a vízszintes transzport együttes hatásától függ. Nagy magasságban a hőmérséklet csökkenése és a páralecsapódás miatt a levegő szinte száraz.

A Föld atmoszférája a molekuláris és atomi oxigén mellett kis mennyiségben ózont is tartalmaz (ld.), melynek koncentrációja igen változó, a tengerszint feletti magasságtól és az évszaktól függően változik. A legtöbb ózon a sarkvidéki régióban található a sarki éjszaka vége felé, 15-30 km-es tengerszint feletti magasságban, meredek fel-le csökkenéssel. Az ózon az ultraibolya napsugárzás oxigénre gyakorolt ​​fotokémiai hatásának eredményeként keletkezik, főként 20-50 km magasságban. A kétatomos oxigénmolekulák részben atomokra bomlanak, és a fel nem bomlott molekulákhoz kapcsolódva háromatomos ózonmolekulákat képeznek (az oxigén polimer, allotróp formája).

Az úgynevezett inert gázok (hélium, neon, argon, kripton, xenon) légkörben való jelenléte a természetes radioaktív bomlási folyamatok folyamatos előfordulásával függ össze.

A gázok biológiai jelentősége nagyon szuper a hangulat. A legtöbb többsejtű szervezetnél a gáz- vagy vizes környezetben bizonyos molekuláris oxigéntartalom nélkülözhetetlen létfontosságú tényező, amely a légzés során meghatározza a fotoszintézis során kezdetben keletkező szerves anyagokból származó energia felszabadulását. Nem véletlen, hogy a bioszféra (a földgömb felszínének egy része és a légkör alsó része, ahol élet van) felső határait a megfelelő mennyiségű oxigén jelenléte határozza meg. Az evolúció során az élőlények alkalmazkodtak a légkör bizonyos oxigénszintjéhez; az oxigéntartalom csökkenése vagy növekedése káros hatással van (lásd magassági betegség, hiperoxia, hipoxia).

Az oxigén ózonos allotróp formájának kifejezett biológiai hatása is van. Az üdülőövezetekre és a tengerpartokra jellemző 0,0001 mg/l-t meg nem haladó koncentrációban az ózon gyógyító hatású - serkenti a légzést és a szív- és érrendszeri aktivitást, javítja az alvást. Az ózonkoncentráció növekedésével toxikus hatása jelentkezik: szemirritáció, a légutak nyálkahártyájának nekrotikus gyulladása, tüdőbetegségek súlyosbodása, autonóm neurózisok. A hemoglobinnal kombinálva az ózon methemoglobint képez, ami a vér légzési funkciójának megzavarásához vezet; az oxigén átjutása a tüdőből a szövetekbe megnehezül, fulladás alakul ki. Az atomi oxigén hasonló káros hatással van a szervezetre. Az ózon a napsugárzás és a földi sugárzás rendkívül erős elnyelése miatt jelentős szerepet játszik a légkör különböző rétegeinek hőviszonyok kialakításában. Az ózon a legintenzívebben nyeli el az ultraibolya és infravörös sugarakat. A 300 nm-nél kisebb hullámhosszú napsugarakat a légköri ózon szinte teljesen elnyeli. Így a Földet egyfajta „ózonernyő” veszi körül, amely számos szervezetet megvéd a Nap ultraibolya sugárzásának káros hatásaitól A légköri levegő nitrogénje biológiai jelentősége elsősorban forrásként az ún. rögzített nitrogén - növényi (és végső soron állati) táplálék forrása. A nitrogén élettani jelentőségét az határozza meg, hogy részt vesz az életfolyamatokhoz szükséges légköri nyomásszint kialakításában. A nyomásváltozás bizonyos körülményei között a nitrogén jelentős szerepet játszik a szervezet számos rendellenességének kialakulásában (lásd: Dekompressziós betegség). Ellentmondásosak azok a feltételezések, amelyek szerint a nitrogén gyengíti az oxigén mérgező hatását a szervezetre, és nemcsak a mikroorganizmusok, hanem a magasabb rendű állatok is felszívják a légkörből.

A légkör inert gázai (xenon, kripton, argon, neon, hélium) az általuk normál körülmények között létrejövő parciális nyomáson biológiailag közömbös gázok közé sorolhatók. A parciális nyomás jelentős növekedésével ezek a gázok narkotikus hatásúak.

A szén-dioxid jelenléte a légkörben biztosítja a felhalmozódást napenergia a bioszférában a fotoszintézis miatt összetett vegyületek szén, amely az élet során folyamatosan keletkezik, változik és lebomlik. Ezt a dinamikus rendszert az algák és az energiát felfogó szárazföldi növények tevékenysége tartja fenn napfényés felhasználásával szén-dioxidot (lásd) és vizet különféle szerves vegyületek oxigén felszabadulásával. A bioszféra felfelé terjedését részben korlátozza, hogy 6-7 km feletti magasságban a szén-dioxid alacsony parciális nyomása miatt a klorofilltartalmú növények nem tudnak élni. A szén-dioxid élettanilag is nagyon aktív, mivel fontos szerepet játszik a szabályozásban anyagcsere folyamatok, a központi idegrendszer tevékenysége, a légzés, a vérkeringés, a szervezet oxigénrendszere. Ezt a szabályozást azonban a test által termelt, nem a légkörből származó szén-dioxid hatása közvetíti. Az állatok és az emberek szöveteiben és vérében a szén-dioxid parciális nyomása megközelítőleg 200-szor nagyobb, mint a légköri nyomás. És csak a légkör szén-dioxid-tartalmának jelentős növekedésével (több mint 0,6-1%) figyelhetők meg a szervezetben a hiperkapnia kifejezéssel jelölhető zavarok (lásd). A szén-dioxid teljes eltávolítása a belélegzett levegőből nem lehet közvetlenül káros hatással az emberi szervezetre és az állatokra.

A szén-dioxid szerepet játszik a hosszúhullámú sugárzás elnyelésében és az "üvegházhatás" fenntartásában, amely növeli a hőmérsékletet a Föld felszínén. Az ipari hulladékként a levegőbe hatalmas mennyiségben kerülő szén-dioxid termikus és egyéb légköri viszonyokra gyakorolt ​​hatásának problémáját is vizsgálják.

A légköri vízgőz (levegő páratartalma) szintén hatással van az emberi szervezetre, különösen a környezettel való hőcserére.

A légkörben lévő vízgőz lecsapódása következtében felhők képződnek és csapadék (eső, jégeső, hó) hullik. A napsugárzást szórva a vízgőz részt vesz a Föld és a légkör alsóbb rétegei termikus rezsimjének kialakításában, a meteorológiai viszonyok kialakításában.

Légköri nyomás

A légköri nyomás (barometrikus) az a nyomás, amelyet a légkör a gravitáció hatására a Föld felszínére gyakorol. Ennek a nyomásnak a nagysága a légkör minden pontján megegyezik a felette lévő, egyetlen alappal rendelkező légoszlop tömegével, amely a mérési hely felett a légkör határaiig terjed. A légköri nyomást barométerrel (cm) mérik, és millibarban, newton per négyzetméter vagy a barométerben lévő higanyoszlop magassága milliméterben, 0°-ra csökkentve és a gravitációs gyorsulás normálértéke. táblázatban A 2. táblázat mutatja a légköri nyomás leggyakrabban használt mértékegységeit.

A nyomásváltozások a különböző földrajzi szélességeken a szárazföld és a víz felett elhelyezkedő légtömegek egyenetlen felmelegedése miatt következnek be. A hőmérséklet emelkedésével a levegő sűrűsége és az általa létrehozott nyomás csökken. A gyorsan mozgó, alacsony nyomású levegő hatalmas felhalmozódását (az örvény perifériájáról a nyomás csökkenésével) ciklonnak nevezik, nagy nyomású (az örvény közepe felé növekvő nyomással) - anticiklon. Az időjárás-előrejelzés szempontjából fontosak a nem időszakos légköri nyomásváltozások, amelyek hatalmas tömegekben fordulnak elő, és anticiklonok és ciklonok kialakulásához, fejlődéséhez és pusztulásához kapcsolódnak. A légköri nyomás különösen nagy változásai a trópusi ciklonok gyors mozgásával járnak. Ebben az esetben a légköri nyomás napi 30-40 mbarral változhat.

A légköri nyomás millibarban mért csökkenését 100 km távolságon vízszintes barometrikus gradiensnek nevezzük. A vízszintes barometrikus gradiens jellemzően 1-3 mbar, de a trópusi ciklonokban esetenként több tíz millibarra is megnő 100 km-enként.

A magasság növekedésével a légköri nyomás logaritmikusan csökken: eleinte nagyon élesen, majd egyre kevésbé észrevehetően (1. ábra). Ezért a légnyomás változási görbe exponenciális.

Az egységnyi függőleges távolságra eső nyomáscsökkenést függőleges barometrikus gradiensnek nevezzük. Gyakran használják annak fordított értékét - a barometrikus szakaszt.

Mivel a légköri nyomás a levegőt alkotó gázok parciális nyomásának összege, nyilvánvaló, hogy a magasság növekedésével a légkör össznyomásának csökkenésével együtt a levegőt alkotó gázok parciális nyomása is csökken. A légkörben lévő bármely gáz parciális nyomását a képlet számítja ki

ahol P x a gáz parciális nyomása, P z a légköri nyomás Z magasságban, X% a gáz százalékos aránya, amelynek parciális nyomását meg kell határozni.

Rizs. 1. A légnyomás változása a tengerszint feletti magasság függvényében.

Rizs. 2. Az oxigén parciális nyomásának változása az alveoláris levegőben és a telítettség artériás vér oxigén a levegő és az oxigén belégzésekor bekövetkező magasságváltozásoktól függően. Az oxigén légzése 8,5 km-es magasságban kezdődik (kísérlet nyomáskamrában).

Rizs. 3. Egy személy aktív tudatának átlagos értékeinek összehasonlító görbéi percekben, különböző magasságokban gyors emelkedés után levegő (I) és oxigén (II) belélegzése közben. 15 km feletti magasságban az aktív tudat egyformán károsodott oxigén és levegő légzéskor. 15 km-es magasságig az oxigénlégzés jelentősen meghosszabbítja az aktív tudat időszakát (nyomáskamrában végzett kísérlet).

Mivel a légköri gázok százalékos összetétele viszonylag állandó, bármely gáz parciális nyomásának meghatározásához csak a teljes légköri nyomást kell ismerni egy adott magasságon (1. ábra és 3. táblázat).

3. táblázat: SZABVÁNYOS LÉGKÖR TÁBLÁZATA (GOST 4401-64) 1

Geometriai magasság (m)	Hőfok		Légköri nyomás			Oxigén parciális nyomás (Hgmm)
				Hgmm Művészet.

1 Rövidített formában megadva, kiegészítve az „Oxigén parciális nyomása” oszloppal.

A nedves levegőben lévő gáz parciális nyomásának meghatározásakor a légköri nyomás értékéből ki kell vonni a telített gőzök nyomását (rugalmasságát).

A nedves levegőben lévő gáz parciális nyomásának meghatározására szolgáló képlet kissé eltér a száraz levegőtől:

ahol pH 2 O a vízgőz nyomása. t° 37°-on a telített vízgőz nyomása 47 Hgmm. Művészet. Ezt az értéket az alveoláris levegőgázok parciális nyomásának kiszámításához használják földi és nagy magasságban.

A magas és alacsony vérnyomás hatása a szervezetre. A légköri nyomás felfelé vagy lefelé történő változása sokféle hatással van az állatok és az emberek szervezetére. A megnövekedett nyomás hatása a gáznemű környezet mechanikai és behatoló fizikai és kémiai hatásával (ún. kompressziós és áthatoló hatásokkal) jár együtt.

A kompressziós hatás a következőkben nyilvánul meg: általános térfogati kompresszió, amelyet a szervekre és szövetekre ható mechanikai nyomáserők egyenletes növekedése okoz; mechanonarkózis, amelyet az egyenletes térfogati kompresszió okoz nagyon magas légköri nyomáson; helyi egyenetlen nyomás a szövetekre, amelyek korlátozzák a gáztartalmú üregeket, ha megszakad a kapcsolat a külső levegő és az üregben lévő levegő között, például a középfül, az orrüregek (lásd Barotrauma); a gázsűrűség növekedése a külső légzőrendszerben, ami a légzőmozgásokkal szembeni ellenállás növekedését okozza, különösen erőltetett légzéskor (fizikai stressz, hypercapnia).

A behatoló hatás az oxigén és a közömbös gázok toxikus hatásához vezethet, amelyeknek a vérben és a szövetekben való megnövekedése narkotikus reakciót vált ki, amikor nitrogén-oxigén keveréket alkalmaznak az embernél a nyomás 4-8 atm. Az oxigén parciális nyomásának növekedése kezdetben csökkenti a szív- és érrendszeri és a légzőrendszer működési szintjét a fiziológiás hipoxémia szabályozó hatásának kikapcsolása miatt. Amikor az oxigén parciális nyomása a tüdőben több mint 0,8-1 ata-val megnő, mérgező hatása nyilvánul meg (tüdőszövet károsodása, görcsök, összeomlás).

A megnövekedett gáznyomás behatoló és kompressziós hatását a klinikai gyógyászatban alkalmazzák különféle általános és helyi oxigénellátási zavarokkal járó betegségek kezelésében (lásd Baroterápia, Oxigénterápia).

A nyomáscsökkenés még kifejezettebb hatással van a szervezetre. Rendkívül ritka légköri körülmények között a néhány másodpercen belüli eszméletvesztéshez és 4-5 percen belüli halálhoz vezető fő patogenetikai tényező az oxigén parciális nyomásának csökkenése a belélegzett levegőben, majd az alveolárisban. levegő, vér és szövetek (2. és 3. ábra). A mérsékelt hipoxia a légzőrendszer és a hemodinamikai rendszerek adaptív reakcióinak kialakulását okozza, amelyek célja elsősorban a létfontosságú szervek (agy, szív) oxigénellátásának fenntartása. Kifejezett oxigénhiány esetén az oxidatív folyamatok gátolnak (a légúti enzimek miatt), és a mitokondriumok aerob energiatermelési folyamatai megszakadnak. Ez először a létfontosságú szervek működésének megzavarásához, majd visszafordíthatatlan szerkezeti károsodáshoz és a szervezet halálához vezet. Az adaptív és kóros reakciók kialakulását, a test funkcionális állapotának változását és az ember teljesítményét a légköri nyomás csökkenésekor a belélegzett levegő oxigén parciális nyomásának csökkenésének mértéke és sebessége, valamint a magasságban való tartózkodás időtartama határozza meg. , az elvégzett munka intenzitása és a test kezdeti állapota (lásd Magassági betegség).

A nyomáscsökkenés a tengerszint feletti magasságban (még ha az oxigénhiányt is kizárja) súlyos rendellenességeket okoz a szervezetben, amelyet a „dekompressziós zavarok” fogalma egyesít, amelyek magukban foglalják: nagy magasságban fellépő flatulencia, barotitis és barosinusitis, magaslati dekompressziós betegség és nagy magasságú szöveti emfizéma.

A nagy magasságban fellépő puffadás a gasztrointesztinális traktusban a gázok terjeszkedése miatt alakul ki, és a légköri nyomás csökken a hasfalon, amikor 7-12 km-re vagy annál magasabbra emelkedik. A béltartalomban oldott gázok felszabadulása szintén fontos.

A gázok tágulása a gyomor és a belek megnyúlásához, a rekeszizom megemelkedéséhez, a szív helyzetének megváltozásához, e szervek receptor apparátusának irritációjához és kóros reflexek kialakulásához vezet, amelyek rontják a légzést és a vérkeringést. Gyakran előfordul éles fájdalom a hasi területen. Hasonló jelenségek néha előfordulnak búvároknál, amikor a mélységből a felszínre emelkednek.

A barotitis és a barosinusitis kialakulásának mechanizmusa, amely a középfülben vagy az orrnyálkahártyában torlódás és fájdalom érzésében nyilvánul meg, hasonló a nagy magasságban fellépő puffadás kialakulásához.

A nyomáscsökkenés a testüregekben lévő gázok tágulása mellett azt is okozza, hogy a folyadékokból és szövetekből gázok szabadulnak fel, amelyekben tengerszinten vagy mélységben nyomásviszonyok között feloldódtak, és gázbuborékok képződnek a testüregekben. a test.

Ez az oldott gázok (elsősorban nitrogén) felszabadulásának folyamata dekompressziós betegség kialakulását okozza (lásd).

Rizs. 4. A víz forráspontjának függése a tengerszint feletti magasságtól és a légköri nyomástól. A nyomásszámok a megfelelő magassági számok alatt találhatók.

A légköri nyomás csökkenésével a folyadékok forráspontja csökken (4. ábra). 19 km-nél nagyobb magasságban, ahol a légköri nyomás egyenlő (vagy kisebb) a telített gőz testhőmérsékleten (37°) való rugalmasságával, előfordulhat, hogy a test intersticiális és intercelluláris folyadéka felforr, ami nagy vénák, a mellhártya üregében, gyomorban, szívburokban, laza zsírszövetben, vagyis az alacsony hidrosztatikus és intersticiális nyomású területeken vízgőzbuborékok képződnek, és nagy magasságú szöveti emfizéma alakul ki. A nagy magasságban történő „forralás” nem befolyásolja a sejtszerkezeteket, csak az intercelluláris folyadékban és a vérben lokalizálódik.

A hatalmas gőzbuborékok elzárhatják a szívet és a vérkeringést, és károsíthatják a létfontosságú funkciókat. fontos rendszerekés szervek. Ez az akut oxigénéhezés súlyos szövődménye, amely nagy magasságban alakul ki. A nagy magasságban kialakuló szöveti emfizéma megelőzése úgy érhető el, hogy a testre külső ellennyomást hozunk létre nagy magasságú berendezésekkel.

A légnyomás csökkentésének folyamata (dekompresszió) bizonyos paraméterek mellett káros tényezővé válhat. A sebességtől függően a dekompressziót sima (lassú) és robbanásveszélyesre osztják. Utóbbi kevesebb, mint 1 másodperc alatt következik be, és erős csattanással (mint a tüzeléskor) és ködképződéssel (a táguló levegő lehűlése miatti vízgőz lecsapódása) kíséri. A robbanásveszélyes dekompresszió jellemzően olyan magasságokban következik be, amikor egy túlnyomásos kabin vagy nyomás alatti ruha üvegezése eltörik.

A robbanásszerű dekompresszió során először a tüdőt érintik. Az intrapulmonális túlnyomás gyors emelkedése (több mint 80 Hgmm-rel) a tüdőszövet jelentős megnyúlásához vezet, ami tüdőrepedést okozhat (ha 2,3-szorosára tágul). A robbanásszerű dekompresszió a gyomor-bél traktus károsodását is okozhatja. A tüdőben fellépő túlnyomás mértéke nagymértékben függ a levegő kilégzésének sebességétől a dekompresszió során és a tüdőben lévő levegő mennyiségétől. Különösen veszélyes, ha a felső Légutak a dekompresszió pillanatában zárva lesznek (nyeléskor, lélegzetvisszatartáskor), vagy a dekompresszió egybeesik a mély belégzés fázisával, amikor a tüdő megtelik nagy mennyiségű levegővel.

Légköri hőmérséklet

A légkör hőmérséklete kezdetben a magasság növekedésével csökken (átlagosan a földi 15°-ról -56,5°-ra 11-18 km-es magasságban). A függőleges hőmérsékleti gradiens a légkör ezen zónájában körülbelül 0,6° 100 m-enként; nap és év során változik (4. táblázat).

4. táblázat: A FÜGGŐLEGES HŐMÉRSÉKLET VÁLTOZÁSAI A SZOVJEKT TERÜLET KÖZÉPSŐ SÁVÁN

Rizs. 5. A légköri hőmérséklet változása különböző magasságokban. A gömbök határait szaggatott vonalak jelzik.

11-25 km magasságban a hőmérséklet állandóvá válik, és eléri a -56,5°-ot; ekkor a hőmérséklet emelkedni kezd, 40 km-es magasságban eléri a 30-40°-ot, 50-60 km-es magasságban a 70°-ot (5. ábra), ami a napsugárzás ózon általi intenzív elnyelésével jár. 60-80 km magasságtól a levegő hőmérséklete ismét enyhén csökken (60°-ra), majd fokozatosan emelkedik és 120 km magasságban 270°, 220 km magasságban 800°, 300 km magasságban 1500°. , és

a világűr határán - több mint 3000°. Meg kell jegyezni, hogy a gázok nagy ritkulása és alacsony sűrűsége miatt ezeken a magasságokon hőkapacitásuk és hidegebb testek melegítésére való képességük nagyon elhanyagolható. Ilyen körülmények között a hőátadás egyik testről a másikra csak sugárzás útján történik. A légkörben a hőmérséklet minden figyelembe vett változása a Napból származó hőenergia légtömegek általi elnyeléséhez kapcsolódik - közvetlen és visszavert.

A légkör alsó, a Föld felszínéhez közeli részén a hőmérséklet-eloszlás a napsugárzás beáramlásától függ, ezért főként szélességi karakterű, vagyis egyenlő hőmérsékletű vonalak - izotermák - párhuzamosak a szélességi körökkel. Mivel az alsóbb rétegekben a légkört a földfelszín felmelegíti, ezért a vízszintes hőmérsékletváltozást erősen befolyásolja a kontinensek és óceánok eloszlása, amelyek termikus tulajdonságai eltérőek. Jellemzően a referenciakönyvek a talajfelszín felett 2 m magasságban elhelyezett hőmérővel a hálózati meteorológiai megfigyelések során mért hőmérsékletet jelzik. A legmagasabb hőmérsékletet (58 ° C-ig) az iráni sivatagokban és a Szovjetunióban - Türkmenisztán déli részén (50 ° C-ig), a legalacsonyabb (-87 ° C-ig) az Antarktiszon és a Szovjetunióban figyelik meg. Szovjetunió - Verhoyansk és Oymyakon területén (-68°-ig). Télen a függőleges hőmérsékleti gradiens 0,6° helyett egyes esetekben meghaladhatja az 1°-ot 100 m-enként, vagy akár negatív értéket is felvehet. A meleg évszakban napközben több tíz fok is lehet 100 méterenként. Van egy vízszintes hőmérsékleti gradiens is, amelyet általában az izotermára mért 100 km-es távolságra utalnak. A vízszintes hőmérsékleti gradiens nagysága 100 km-enként tized fok, a frontális zónákban pedig meghaladhatja a 10°-ot 100 m-enként.

Az emberi test képes fenntartani a termikus homeosztázist (lásd) a külső levegő hőmérsékletének meglehetősen szűk tartományában - 15 és 45 ° között. A Föld közelében és a tengerszint feletti magasságban tapasztalható jelentős légköri hőmérséklet-különbségek speciális védőtechnikai eszközök alkalmazását teszik szükségessé az emberi test és a külső környezet közötti hőegyensúly biztosítására a nagy magasságban és az űrrepülések során.

A légköri paraméterek (hőmérséklet, nyomás, kémiai összetétel, elektromos állapot) jellemző változásai lehetővé teszik a légkör feltételes zónákra vagy rétegekre való felosztását. Troposzféra- a Földhöz legközelebb eső réteg, melynek felső határa az egyenlítőn 17-18 km-ig, a sarkokon 7-8 km-ig, a középső szélességeken 12-16 km-ig terjed. A troposzférát exponenciális nyomásesés, állandó függőleges hőmérsékleti gradiens jelenléte, a légtömegek vízszintes és függőleges mozgása, valamint a levegő páratartalmának jelentős változása jellemzi. A troposzféra tartalmazza a légkör nagy részét, valamint a bioszféra jelentős részét; Itt keletkezik minden fő felhőtípus, légtömegek és frontok alakulnak ki, ciklonok és anticiklonok alakulnak ki. A troposzférában a napsugaraknak a Föld hótakarója általi visszaverődése és a felszíni levegőrétegek lehűlése miatt úgynevezett inverzió következik be, vagyis a légkör hőmérsékletének emelkedése alulról felfelé, ahelyett, hogy a Föld hótakarója visszaverődik. a szokásos csökkenés.

A meleg évszakban a troposzférában a légtömegek állandó turbulens (rendellenes, kaotikus) keveredése és légáramlatok általi hőátadás (konvekció) történik. A konvekció elpusztítja a ködöt és csökkenti a port a légkör alsó rétegében.

A légkör második rétege az sztratoszféra.

A troposzférából egy szűk zónában (1-3 km) indul, állandó hőmérsékletű (tropopauza), és körülbelül 80 km magasságig terjed. A sztratoszféra jellemzője a levegő fokozatos ritkulása, a rendkívül nagy intenzitású ultraibolya sugárzás, a vízgőz hiánya, a jelenlét nagy mennyiségózon és a hőmérséklet fokozatos emelkedése. A magas ózontartalom számos optikai jelenséget (mirázsokat) okoz, a hangok visszaverődését idézi elő, és jelentős hatással van az elektromágneses sugárzás intenzitására és spektrális összetételére. A sztratoszférában állandó a levegő keveredése, így összetétele hasonló a troposzférához, bár sűrűsége a sztratoszféra felső határain rendkívül alacsony. A sztratoszférában uralkodó szelek nyugati irányúak, a felső zónában keleti szelekre van átmenet.

A légkör harmadik rétege az ionoszféra, amely a sztratoszférából indul ki és 600-800 km magasságig terjed.

Az ionoszféra megkülönböztető jellemzője a gáznemű környezet rendkívül ritkasága, a molekuláris és atomi ionok és szabad elektronok magas koncentrációja, valamint a magas hőmérséklet. Az ionoszféra befolyásolja a rádióhullámok terjedését, fénytörésüket, visszaverődésüket és abszorpciójukat okozva.

A légkör magas rétegeiben az ionizáció fő forrása a Nap ultraibolya sugárzása. Ilyenkor az elektronok kiütődnek a gázatomokból, az atomok pozitív ionokká alakulnak, és a kiütött elektronok szabadon maradnak, vagy semleges molekulák befogják őket negatív ionokká. Az ionoszféra ionizációját a meteorok, a Napból érkező korpuszkuláris, röntgen- és gamma-sugárzás, valamint a Föld szeizmikus folyamatai (földrengések, vulkánkitörések, erős robbanások) befolyásolják, amelyek akusztikus hullámokat generálnak az ionoszférában, növelve a a légköri részecskék rezgésének amplitúdója és sebessége, valamint a gázmolekulák és atomok ionizációjának elősegítése (lásd Aeroionizáció).

Az ionoszférában az ionok és elektronok magas koncentrációjához kapcsolódó elektromos vezetőképesség nagyon magas. Az ionoszféra megnövekedett elektromos vezetőképessége fontos szerepet játszik a rádióhullámok visszaverődésében és az aurórák előfordulásában.

Az ionoszféra a mesterséges földi műholdak és az interkontinentális ballisztikus rakéták repülési területe. Jelenleg az űrgyógyászat a légkör ezen részének repülési körülményeinek az emberi szervezetre gyakorolt ​​lehetséges hatásait vizsgálja.

A légkör negyedik, külső rétege - exoszféra. Innen a légköri gázok a disszipáció (a gravitációs erők molekulák általi legyőzése) következtében szétszóródnak az űrben. Ezután fokozatos átmenet következik be a légkörből a bolygóközi térbe. Az exoszféra az utóbbitól abban különbözik, hogy nagyszámú szabad elektron van jelen, amelyek a Föld 2. és 3. sugárzási övezetét alkotják.

A légkör 4 rétegre osztása nagyon önkényes. Így az elektromos paraméterek szerint a légkör teljes vastagsága 2 rétegre oszlik: a neutronoszférára, amelyben a semleges részecskék vannak túlsúlyban, és az ionoszférára. A hőmérséklet alapján a troposzférát, a sztratoszférát, a mezoszférát és a termoszférát különítik el egymástól tropopauzával, sztratoszférával és mezopauzával. A légkör 15 és 70 km között elhelyezkedő rétege, amelyre jellemző magas tartalom az ózont ozonoszférának nevezik.

Gyakorlati célokra célszerű az International Standard Atmosphere (MCA) használata, amelyre a következő feltételeket fogadják el: a tengerszinti nyomás t° 15°-nál 1013 mbar (1,013 X 10 5 nm 2 vagy 760 mm) Hg); a hőmérséklet 1 km-enként 6,5°-kal csökken a 11 km-es szintre (feltételes sztratoszféra), majd állandó marad. A Szovjetunióban a GOST 4401 - 64 szabványos légkört fogadták el (3. táblázat).

Csapadék. Mivel a légköri vízgőz nagy része a troposzférában koncentrálódik, a víz csapadékot okozó fázisátalakulásának folyamatai túlnyomórészt a troposzférában mennek végbe. A troposzférikus felhők általában a teljes földfelszín mintegy 50%-át borítják, míg a sztratoszférában (20-30 km magasságban) és a mezopauza közelében lévő, gyöngyházfényűnek, illetve noctilucensnek nevezett felhők viszonylag ritkán fordulnak elő. A troposzférában a vízgőz lecsapódása következtében felhők képződnek, és csapadék keletkezik.

A csapadék jellege alapján a csapadékot 3 típusra osztják: heves, ónos és szitáló. A csapadék mennyiségét a lehullott vízréteg vastagsága határozza meg milliméterben; A csapadék mennyiségét esőmérőkkel és csapadékmérőkkel mérik. A csapadék intenzitását milliméter per percben fejezzük ki.

A csapadék eloszlása ​​az egyes évszakokban és napokban, valamint a terület felett rendkívül egyenetlen, ami a légköri keringésnek és a Föld felszínének hatásának köszönhető. Így a Hawaii-szigeteken átlagosan 12 000 mm esik évente, Peru és a Szahara legszárazabb területein pedig a csapadék mennyisége nem haladja meg a 250 mm-t, és esetenként több évig sem esik le. A csapadék éves dinamikájában a következő típusokat különböztetjük meg: egyenlítői - a tavaszi és őszi napéjegyenlőség utáni maximális csapadékkal; trópusi - nyáron maximális csapadékkal; monszun - nagyon kifejezett csúccsal nyáron és száraz télen; szubtrópusi - maximális csapadékkal télen és száraz nyáron; kontinentális mérsékelt szélesség - nyáron maximális csapadékkal; tengeri mérsékelt szélességi körök – maximális csapadékkal télen.

Az időjárást alkotó éghajlati és meteorológiai tényezők teljes légköri-fizikai komplexuma széles körben használatos az egészség elősegítésére, a megkeményedésre és gyógyászati ​​célokra (lásd Klimatoterápia). Ezzel együtt megállapítást nyert, hogy ezeknek a légköri tényezőknek az éles ingadozása negatívan befolyásolhatja a szervezet élettani folyamatait, különböző kóros állapotok kialakulását és a meteotrop reakcióknak nevezett betegségek súlyosbodását (lásd Klimatopatológia). E tekintetben különösen fontosak a gyakori, hosszú távú légköri zavarok és a meteorológiai tényezők éles, hirtelen ingadozásai.

A meteotróp reakciókat gyakrabban figyelik meg a szív- és érrendszeri betegségekben, polyarthritisben, bronchiális asztmában, peptikus fekélyekben és bőrbetegségekben szenvedőknél.

Bibliográfia: Belinsky V. A. és Pobiyaho V. A. Aerology, L., 1962, bibliogr.; Bioszféra és erőforrásai, szerk. V. A. Kovdy, M., 1971; Danilov A. D. Az ionoszféra kémiája, Leningrád, 1967; Kolobkov N. V. A légkör és élete, M., 1968; Kalitin N.H. A légkörfizika alapjai az orvostudományban, Leningrád, 1935; Matveev L. T. Az általános meteorológia alapjai, Légkörfizika, Leningrád, 1965, bibliogr.; Minkh A. A. A levegő ionizációja és higiéniai jelentősége, M., 1963, bibliogr.; más néven: A higiéniai kutatás módszerei, M., 1971, bibliogr.; Tverskoy P.N. meteorológiai tanfolyam, L., 1962; Umansky S.P. Man in Space, M., 1970; Khvosztikov I. A. A légkör magas rétegei, Leningrád, 1964; X r g i a n A. X. A légkör fizikája, L., 1969, bibliogr.; Khromov S.P. Meteorológia és klimatológia a földrajzi karok számára, Leningrád, 1968.

A magas és alacsony vérnyomás hatása a szervezetre- Armstrong G. Aviation Medicine, ford. angolból, M., 1954, bibliogr.; Zaltsman G.L. Egy személy tartózkodásának élettani alapjai a környezeti gázok nagy nyomása mellett, L., 1961, bibliogr.; Ivanov D. I. és Khromushkin A. I. Emberi életfenntartó rendszerek nagy magasságban és űrrepülések során, M., 1968, bibliogr.; Isakov P.K. és munkatársai A repülési orvoslás elmélete és gyakorlata, M., 1971, bibliogr.; Kovalenko E. A. és Chernyakov I. N. Szövet oxigén extrém repülési tényezők mellett, M., 1972, bibliogr.; Miles S. Víz alatti gyógyászat, ford. angol nyelvből, M., 1971, bibliogr.; Busby D. E. Űrklinikai gyógyászat, Dordrecht, 1968.

I. N. Csernyakov, M. T. Dmitriev, S. I. Nepomnyashchy.

A légkör pontos mérete nem ismert, mivel a felső határa nem jól látható. A légkör szerkezetét azonban eléggé tanulmányozták ahhoz, hogy mindenki képet kapjon arról, hogyan épül fel bolygónk gáznemű buroka.

A légkör fizikáját kutató tudósok úgy határozzák meg, mint a Föld körüli területet, amely a bolygóval együtt forog. A FAI a következőket adja meghatározás:

• A tér és a légkör határa a Kármán vonal mentén húzódik. Ez a vonal ugyanazon szervezet meghatározása szerint egy tengerszint feletti magasság, amely 100 km-es magasságban található.

E vonal felett minden a világűr. A légkör fokozatosan a bolygóközi térbe költözik, ezért is vannak különböző elképzelések a méretéről.

A légkör alsó határával minden sokkal egyszerűbb - a földkéreg felszínén és a Föld vízfelületén - a hidroszférán halad át. Ebben az esetben a határ, mondhatni, összeolvad a föld- és vízfelülettel, mivel az ott lévő részecskék egyben oldott levegő részecskék is.

A légkör mely rétegei tartoznak bele a Föld méretébe?

Érdekes tény: télen alacsonyabb, nyáron magasabb.

Ebben a rétegben keletkeznek turbulenciák, anticiklonok és ciklonok, és felhők képződnek. Ez a gömb felelős az időjárás kialakulásáért az összes légtömeg körülbelül 80%-a.

A tropopauza olyan réteg, amelyben a hőmérséklet nem csökken a magassággal. A tropopauza felett, 11 és 50 km feletti magasságban található. A sztratoszférában van egy ózonréteg, amely köztudottan megvédi a bolygót az ultraibolya sugaraktól. Ebben a rétegben a levegő megritkult, ami megmagyarázza a jellemzőt lila árnyalatúég. A légáramlás sebessége itt elérheti a 300 km/h-t. A sztratoszféra és a mezoszféra között van egy sztratopauza - egy határgömb, amelyben a hőmérséklet maximuma következik be.

A következő réteg a . 85-90 kilométeres magasságig terjed. A mezoszférában az égbolt színe fekete, így már reggel és délután is megfigyelhetők csillagok. Ott játszódnak le a legösszetettebb fotokémiai folyamatok, amelyek során légköri izzás lép fel.

A mezoszféra és a következő réteg között mezopauza van. Átmeneti rétegként definiálják, amelyben a hőmérsékleti minimumot figyelik meg. Magasabban, 100 kilométeres tengerszint feletti magasságban található a Karman-vonal. E vonal felett található a termoszféra (magassági határ 800 km) és az exoszféra, amelyet „szóródási zónának” is neveznek. Körülbelül 2-3 ezer kilométeres magasságban átmegy a közeli űrvákuumba.

Tekintettel arra, hogy a légkör felső rétege nem jól látható, pontos méretét nem lehet kiszámítani. Ezenkívül a különböző országokban vannak olyan szervezetek, amelyek eltérő véleményt képviselnek ebben a kérdésben. Megjegyzendő Karman vonal csak feltételesen tekinthető a földi légkör határának, mivel a különböző források eltérő határjeleket használnak. Így egyes forrásokban olyan információk találhatók, amelyek szerint a felső határ 2500-3000 km magasságban halad át.

A NASA a 122 kilométeres jelet használja a számításokhoz. Nem sokkal ezelőtt olyan kísérleteket végeztek, amelyek tisztázták a határt, amely körülbelül 118 km-re található.

A légkör rétegei sorrendben a Föld felszínétől

A légkör szerepe a Föld életében

A légkör az oxigén forrása, amelyet az emberek belélegznek. Azonban ahogy emelkedik a magasságra, a teljes légköri nyomás csökken, ami a parciális oxigénnyomás csökkenéséhez vezet.

Az emberi tüdő körülbelül három liter alveoláris levegőt tartalmaz. Ha a légköri nyomás normális, akkor az alveoláris levegő parciális oxigénnyomása 11 Hgmm lesz. Art., szén-dioxid nyomás - 40 mm Hg. Art., és vízgőz - 47 Hgmm. Művészet. A magasság növekedésével az oxigénnyomás csökken, és a tüdőben a vízgőz és a szén-dioxid össznyomása állandó marad - körülbelül 87 Hgmm. Művészet. Ha a légnyomás egyenlő ezzel az értékkel, az oxigén leáll a tüdőbe való áramlásról.

A légköri nyomás 20 km-es magasságban történő csökkenése miatt itt felforr a víz és az emberi szervezetben lévő intersticiális folyadék. Ha nem használ túlnyomásos kabint, ilyen magasságban az ember szinte azonnal meghal. Ezért az emberi szervezet élettani jellemzői szempontjából a „tér” 20 km-es tengerszint feletti magasságból ered.

A légkör szerepe a Föld életében nagyon nagy. Például a sűrű levegőrétegeknek - a troposzférának és a sztratoszférának - köszönhetően az emberek védve vannak a sugárzástól. Az űrben, ritka levegőben, 36 km feletti magasságban ionizáló sugárzás hat. 40 km feletti magasságban - ultraibolya.

Amikor a Föld felszíne fölé emelkedik 90-100 km feletti magasságra, az alsó légköri rétegben megfigyelhető az ember számára ismert jelenségek fokozatos gyengülése, majd teljes eltűnése:

Hang nem terjed.

Nincs aerodinamikai erő vagy légellenállás.

A hőt nem adják át konvekcióval stb.

A légköri réteg védi a Földet és minden élő szervezetet a kozmikus sugárzástól, a meteoritoktól, felelős a szezonális hőmérséklet-ingadozások szabályozásáért, a napi ciklusok kiegyensúlyozásáért és szintezéséért. Atmoszféra hiányában a Földön a napi hőmérséklet +/-200°C-on belül ingadozna. A légköri réteg éltető „puffer” a földfelszín és az űr között, a nedvesség és a hő hordozója a légkörben zajlanak a fotoszintézis és az energiacsere folyamatai - a legfontosabb bioszféra folyamatok.

A légkör rétegei sorrendben a Föld felszínétől

A légkör egy réteges szerkezet, amely a légkör következő rétegeit képviseli sorrendben a Föld felszínétől:

Troposzféra.

Sztratoszféra.

Mezoszféra.

Termoszféra.

Exoszféra

Az egyes rétegek között nincsenek éles határok, magasságukat a szélesség és az évszakok befolyásolják. Ez a réteges szerkezet a különböző magasságokban bekövetkező hőmérséklet-változások hatására alakult ki. A légkörnek köszönhető, hogy csillogó csillagokat látunk.

A Föld légkörének szerkezete rétegenként:

Miből áll a Föld légköre?

Az egyes légköri rétegek hőmérséklete, sűrűsége és összetétele különbözik. A légkör teljes vastagsága 1,5-2,0 ezer km. Miből áll a Föld légköre? Jelenleg különböző szennyeződésekkel rendelkező gázok keveréke.

Troposzféra

A Föld légkörének szerkezete a troposzférával kezdődik, amely a légkör alsó része, körülbelül 10-15 km magasságban. A légköri levegő nagy része itt koncentrálódik. A troposzféra jellegzetes vonása a 0,6 ˚C-os hőmérsékletesés, amikor 100 méterenként emelkedik. A troposzféra szinte az összes légköri vízgőz koncentrálódik, és itt keletkeznek a felhők.

A troposzféra magassága naponta változik. Ezen túlmenően átlagértéke az év szélességi fokától és évszakától függően változik. A troposzféra átlagos magassága a pólusok felett 9 km, az Egyenlítő felett - körülbelül 17 km. Az évi átlagos levegőhőmérséklet az Egyenlítő felett +26 ˚C, az Északi-sark felett pedig -23 ˚C. Felső sor A troposzféra határa az Egyenlítő felett körülbelül -70 ˚C, az Északi-sark felett nyáron -45 ˚C, télen pedig -65 ˚C. Így minél nagyobb a magasság, annál alacsonyabb a hőmérséklet. A napsugarak akadálytalanul haladnak át a troposzférán, felmelegítve a Föld felszínét. A nap által kibocsátott hőt a szén-dioxid, a metán és a vízgőz visszatartja.

Sztratoszféra

A troposzféra réteg felett található a sztratoszféra, melynek magassága 50-55 km. Ennek a rétegnek az a sajátossága, hogy a hőmérséklet a magassággal nő. A troposzféra és a sztratoszféra között egy átmeneti réteg található, amelyet tropopauzának neveznek.

Körülbelül 25 kilométertől a sztratoszférikus réteg hőmérséklete emelkedni kezd, és elérésekor maximális magasság 50 km +10 és +30 ˚C közötti értékeket vesz fel.

Nagyon kevés vízgőz van a sztratoszférában. Néha körülbelül 25 km-es magasságban meglehetősen vékony felhők találhatók, amelyeket „gyöngyfelhőknek” neveznek. Nappal nem észrevehetőek, éjszaka viszont világítanak a napfény hatására, ami a horizont alatt van. A gyöngyházfelhők összetétele túlhűtött vízcseppekből áll. A sztratoszféra főleg ózonból áll.

Mezoszféra

A mezoszféra réteg magassága megközelítőleg 80 km. Itt, ahogy felfelé emelkedik, a hőmérséklet csökken, és a legtetején eléri a több tíz C˚ nulla alatti értékeket. A mezoszférában felhők is megfigyelhetők, amelyek feltehetően jégkristályokból képződnek. Ezeket a felhőket "noctilucent"-nek nevezik. A mezoszférát a légkör leghidegebb hőmérséklete jellemzi: -2 és -138 ˚C között.

Termoszféra

Ez a légköri réteg nevét a magas hőmérséklet miatt kapta. A termoszféra a következőkből áll:

Ionoszféra.

Exoszféra.

Az ionoszférát ritka levegő jellemzi, amelynek minden centimétere 300 km magasságban 1 milliárd atomból és molekulából áll, 600 km magasságban pedig több mint 100 millió.

Az ionoszférát a levegő magas ionizációja is jellemzi. Ezek az ionok töltött oxigénatomokból, nitrogénatomok töltött molekuláiból és szabad elektronokból állnak.

Exoszféra

Az exoszférikus réteg 800-1000 km magasságban kezdődik. A gázrészecskék, különösen a könnyűek, óriási sebességgel mozognak itt, legyőzve a gravitációs erőt. Az ilyen részecskék gyors mozgásuk miatt kirepülnek a légkörből a világűrbe és eloszlanak. Ezért az exoszférát diszperziós gömbnek nevezzük. Többnyire hidrogénatomok repülnek az űrbe, amelyek az exoszféra legmagasabb rétegeit alkotják. A benne lévő részecskéknek köszönhetően felső rétegek légkör és napszél részecskéit, az északi fényt figyelhetjük meg.

A műholdak és a geofizikai rakéták lehetővé tették az elektromosan töltött részecskékből - elektronokból és protonokból - álló bolygó sugárzási övének jelenlétét a légkör felső rétegeiben.

0 °C-on – 1,0048·10 3 J/(kg·K), C v – 0,7159·10 3 J/(kg·K) (0 °C-on). A levegő oldhatósága vízben (tömeg szerint) 0 °C-on - 0,0036%, 25 °C-on - 0,0023%.

A táblázatban feltüntetett gázokon kívül a légkör Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, szénhidrogének, HCl, HBr, gőzök, I 2, Br 2, valamint sok más gázt is tartalmaz. kisebb mennyiségben. A troposzféra folyamatosan nagy mennyiségű lebegő szilárd és folyékony részecskét (aeroszolt) tartalmaz. A Föld légkörének legritkább gáza a radon (Rn).

A légkör szerkezete

Légköri határréteg

A légkörnek a Föld felszínével szomszédos (1-2 km vastagságú) alsó rétege, amelyben ennek a felszínnek a hatása közvetlenül befolyásolja annak dinamikáját.

Troposzféra

Felső határa a sarkvidéken 8-10 km, a mérsékelt öviben 10-12 km, a trópusi szélességeken 16-18 km magasságban van; alacsonyabb télen, mint nyáron. A légkör alsó, fő rétege a teljes légköri levegőtömeg több mint 80%-át és a légkörben jelenlévő teljes vízgőz körülbelül 90%-át tartalmazza. A turbulencia és a konvekció erősen fejlett a troposzférában, felhők keletkeznek, ciklonok és anticiklonok alakulnak ki. A hőmérséklet a magasság növekedésével csökken, átlagosan 0,65°/100 m függőleges gradienssel

Tropopauza

Átmeneti réteg a troposzférából a sztratoszférába, a légkör olyan rétege, amelyben a hőmérséklet magasságcsökkenése megáll.

Sztratoszféra

A légkör 11-50 km magasságban elhelyezkedő rétege. A 11-25 km-es rétegben (a sztratoszféra alsó rétegében) a hőmérséklet enyhe változása és a 25-40 km-es réteg hőmérsékletének emelkedése -56,5-ről 0,8 ° -ra (a sztratoszféra felső rétege vagy az inverziós régió) jellemző. Körülbelül 40 km-es magasságban elérve a 273 K (majdnem 0 °C) értéket, a hőmérséklet körülbelül 55 km-es magasságig állandó marad. Ezt az állandó hőmérsékletű régiót sztratopauzának nevezik, és ez a határ a sztratoszféra és a mezoszféra között.

Sztratopauza

A légkör határrétege a sztratoszféra és a mezoszféra között. A függőleges hőmérséklet-eloszlásban van egy maximum (kb. 0 °C).

Mezoszféra

A mezoszféra 50 km-es magasságban kezdődik, és 80-90 km-ig terjed. A hőmérséklet a magassággal csökken, átlagosan (0,25-0,3)°/100 m függőleges gradienssel. A fő energiafolyamat a sugárzó hőátadás. Komplex fotokémiai folyamatok, amelyekben szabad gyökök, rezgéssel gerjesztett molekulák stb. vesznek részt a légkör izzásában.

Mezopauza

Átmeneti réteg a mezoszféra és a termoszféra között. A függőleges hőmérséklet-eloszlásban van egy minimum (kb. -90 °C).

Karman vonal

A tengerszint feletti magasság, amelyet hagyományosan a Föld légköre és az űr közötti határként fogadnak el. A FAI meghatározása szerint a Karman-vonal 100 km-es tengerszint feletti magasságban található.

Termoszféra

A felső határ körülbelül 800 km. A hőmérséklet 200-300 km magasságig emelkedik, ahol eléri az 1226,85 C-os nagyságrendű értékeket, ami után szinte állandó marad a nagy magasságokig. A napsugárzás és a kozmikus sugárzás hatására a levegő ionizációja („aurorák”) következik be - az ionoszféra fő régiói a termoszférában találhatók. 300 km feletti magasságban az atomi oxigén dominál. A termoszféra felső határát nagyrészt a Nap aktuális aktivitása határozza meg. Alacsony aktivitású időszakokban - például 2008-2009-ben - ennek a rétegnek a mérete észrevehetően csökken.

Termopauza

A légkörnek a termoszféra felett szomszédos tartománya. Ezen a területen a napsugárzás elnyelése elhanyagolható, és a hőmérséklet valójában nem változik a magassággal.

Exoszféra (szóródó gömb)

100 km-es magasságig a légkör homogén, jól elegyített gázkeverék. A magasabb rétegekben a gázok magasság szerinti eloszlása ​​a molekulatömegüktől függ, a nehezebb gázok koncentrációja a Föld felszínétől való távolság növekedésével gyorsabban csökken. A gázsűrűség csökkenése miatt a hőmérséklet a sztratoszférában 0 °C-ról -110 °C-ra csökken a mezoszférában. Az egyes részecskék kinetikus energiája azonban 200-250 km magasságban ~150 °C hőmérsékletnek felel meg. 200 km felett jelentős hőmérséklet- és gázsűrűség-ingadozások figyelhetők meg időben és térben.

Körülbelül 2000-3500 km magasságban az exoszféra fokozatosan ún. közeli űrvákuum, amely bolygóközi gáz rendkívül ritka részecskéivel, főleg hidrogénatomokkal van tele. De ez a gáz csak egy részét képviseli a bolygóközi anyagnak. A másik rész üstökös és meteor eredetű porszemcsékből áll. Ebbe a térbe a rendkívül ritka porszemcsék mellett nap- és galaktikus eredetű elektromágneses és korpuszkuláris sugárzás is behatol.

Felülvizsgálat

A troposzféra a légkör tömegének körülbelül 80% -át, a sztratoszféra körülbelül 20% -át teszi ki; a mezoszféra tömege nem több, mint 0,3%, a termoszféra kevesebb, mint 0,05% a légkör teljes tömegének.

A légkör elektromos tulajdonságai alapján megkülönböztetik neutroszféraÉs ionoszféra .

A légkörben lévő gáz összetételétől függően bocsátanak ki homoszféraÉs heteroszféra. Heteroszféra- Ez az a terület, ahol a gravitáció befolyásolja a gázok szétválását, mivel ilyen magasságban ezek keveredése elhanyagolható. Ez a heteroszféra változó összetételét jelenti. Alatta a légkör jól elegyített, homogén része, az úgynevezett homoszféra található. E rétegek közötti határt turbópauzának nevezik, körülbelül 120 km-es magasságban fekszik.

A légkör egyéb tulajdonságai és az emberi szervezetre gyakorolt ​​hatások

Már 5 km-es tengerszint feletti magasságban egy képzetlen személy oxigénéhezést kezd tapasztalni, és alkalmazkodás nélkül az ember teljesítménye jelentősen csökken. A légkör élettani zónája itt véget ér. Az emberi légzés 9 km-es magasságban lehetetlenné válik, bár körülbelül 115 km-ig a légkör oxigént tartalmaz.

A légkör lát el bennünket a légzéshez szükséges oxigénnel. Azonban a légkör teljes nyomásának csökkenése miatt, ahogy Ön a magasságba emelkedik, az oxigén parciális nyomása ennek megfelelően csökken.

A ritka levegőrétegekben a hang terjedése lehetetlen. 60-90 km-es magasságig továbbra is lehetséges a légellenállás és az emelés alkalmazása az irányított aerodinamikus repüléshez. De 100-130 km-es magasságból kiindulva a minden pilóta számára ismert M szám és hangsorompó fogalma elveszti értelmét: ott halad el a hagyományos Karman-vonal, amelyen túl a tisztán ballisztikus repülés vidéke kezdődik, amely csak reaktív erők segítségével vezérelhető.

100 km feletti magasságban a légkör megfosztott egy másik figyelemre méltó tulajdonságtól - a hőenergia elnyelésének, vezetésének és továbbításának képességétől konvekcióval (vagyis a levegő keverésével). Ez azt jelenti, hogy a berendezések különböző elemei, orbitális berendezések űrállomás nem tud kint hűteni úgy, ahogy azt általában repülőgépen teszik - légsugarak és légradiátorok segítségével. Ezen a magasságon, mint általában az űrben, a hőátadás egyetlen módja a hősugárzás.

A légkör kialakulásának története

A legelterjedtebb elmélet szerint a Föld légkörének három különböző összetétele volt története során. Kezdetben könnyű gázokból (hidrogén és hélium) állt, amelyeket a bolygóközi térből fogtak be. Ez az ún elsődleges légkör. A következő szakaszban az aktív vulkáni tevékenység a légkör hidrogéntől eltérő gázokkal (szén-dioxid, ammónia, vízgőz) való telítéséhez vezetett. Így alakult ki másodlagos légkör. Ez a légkör helyreállító volt. Továbbá a légkörképződés folyamatát a következő tényezők határozták meg:

• könnyű gázok (hidrogén és hélium) szivárgása a bolygóközi térbe;
• kémiai reakciók, amelyek a légkörben ultraibolya sugárzás, villámkisülés és néhány egyéb tényező hatására lejátszódnak.

Fokozatosan ezek a tényezők vezettek a kialakulásához harmadlagos légkör, amelyet jóval alacsonyabb hidrogén- és sokkal magasabb nitrogén- és szén-dioxid-tartalom jellemez (amely ammóniából és szénhidrogénekből kémiai reakciók eredményeként keletkezik).

Nitrogén

A nagy mennyiségű nitrogén N2 képződése az ammónia-hidrogén atmoszféra molekuláris oxigén O2 általi oxidációjának köszönhető, amely 3 milliárd évvel ezelőtt a fotoszintézis eredményeként kezdett kijönni a bolygó felszínéről. A nitrogén N2 a nitrátok és más nitrogéntartalmú vegyületek denitrifikációja következtében is a légkörbe kerül. A nitrogént az ózon NO-vá oxidálja a felső légkörben.

A nitrogén N 2 csak meghatározott körülmények között (például villámkisülés közben) reagál. A molekuláris nitrogén elektromos kisülések során ózonnal történő oxidációját kis mennyiségben használják az ipari termelésben nitrogén műtrágyák. A hüvelyesekkel rizobiális szimbiózist alkotó cianobaktériumok (kék-zöld algák) és gócbaktériumok, amelyek hatékony zöldtrágyák lehetnek - olyan növények, amelyek nem kimerítik, hanem természetes műtrágyával dúsítják a talajt, alacsony energiafelhasználással oxidálják és átalakítják. biológiailag aktív formába.

Oxigén

A légkör összetétele gyökeresen megváltozni kezdett az élő szervezetek Földön való megjelenésével, a fotoszintézis eredményeként, amelyet oxigén felszabadulás és szén-dioxid felszívódás kísér. Kezdetben az oxigént redukált vegyületek oxidálására fordították - ammónia, szénhidrogének, az óceánokban található vas vas formái stb. Ennek a szakasznak a végén a légkör oxigéntartalma növekedni kezdett. Fokozatosan modern, oxidáló tulajdonságokkal rendelkező légkör alakult ki. Mivel ez a légkörben, a litoszférában és a bioszférában lezajló számos folyamatban komoly és hirtelen változásokat okozott, ezt az eseményt oxigénkatasztrófának nevezték.

nemesgázok

Légszennyeződés

Az utóbbi időben az emberek elkezdték befolyásolni a légkör fejlődését. Az emberi tevékenység eredménye a légkör szén-dioxid-tartalmának folyamatos növekedése a korábbi geológiai korszakokban felhalmozódott szénhidrogén tüzelőanyagok elégetése következtében. Hatalmas mennyiségű CO 2 fogy el a fotoszintézis során, és a világ óceánjai elnyelik. Ez a gáz a karbonátos kőzetek és a növényi és állati eredetű szerves anyagok bomlása, valamint a vulkanizmus és az emberi ipari tevékenység következtében kerül a légkörbe. Az elmúlt 100 év során a légkör CO 2-tartalma 10%-kal nőtt, ennek nagy része (360 milliárd tonna) az üzemanyag elégetésével származik. Ha a tüzelőanyag-égetés növekedési üteme folytatódik, akkor a következő 200-300 évben a légkörben lévő CO 2 mennyisége megkétszereződik, és globális klímaváltozáshoz vezethet.

A tüzelőanyag elégetése a szennyező gázok (CO, SO2) fő forrása. A kén-dioxidot a légköri oxigén SO 3 -dá, a nitrogén-oxidot pedig NO 2 -dá oxidálja a légkör felső rétegeiben, amelyek viszont kölcsönhatásba lépnek a vízgőzzel, és a keletkező kénsav H 2 SO 4 és salétromsav HNO 3 a légkörbe kerül. a Föld felszíne formájában ún savas eső. A belső égésű motorok használata jelentős légköri szennyezéshez vezet nitrogén-oxidokkal, szénhidrogénekkel és ólomvegyületekkel (tetraetil-ólom Pb(CH 3 CH 2) 4).

A légkör aeroszolos szennyezését természetes okok (vulkánkitörések, porviharok, tengervízcseppek és növényi pollencseppek stb.) és emberi gazdasági tevékenységek (ércbányászat, ill. építőanyagok, tüzelőanyag elégetése, cementgyártás stb.). A szilárd részecskék intenzív nagymértékű kibocsátása a légkörbe az egyik lehetséges okok a bolygó éghajlatának változásai.

Lásd még

• Jacchia (légköri modell)

Írjon véleményt a "Föld légköre" című cikkről

Megjegyzések

1. M. I. Budyko, K. Kondratiev A Föld légköre // Nagy szovjet enciklopédia. 3. kiadás / Ch. szerk. A. M. Prohorov. - M.: Szovjet Enciklopédia, 1970. - T. 2. Angola - Barzas. - 380-384.
2. - cikk a Geological Encyclopedia-ból
4. Gribbin, John. Tudomány. Egy történelem (1543-2001). - L.: Penguin Books, 2003. - 648 p. - ISBN 978-0-140-29741-6.
5. Tans, Pieter. Globálisan átlagolt tengerfelszín éves átlagadatok. NOAA/ESRL. Letöltve: 2014. február 19.(angol) (2013-tól)
6. IPCC (angol) (1998-tól).
7. S. P. Khromov A levegő páratartalma // Nagy szovjet enciklopédia. 3. kiadás / Ch. szerk. A. M. Prohorov. - M.: Szovjet Enciklopédia, 1971. - T. 5. Veshin - Gazli. - 149. o.
8. (Angol) SpaceDaily, 2010.07.16

Irodalom

1. V. V. Parin, F. P. Kozmolinszkij, B. A. Dushkov„Űrbiológia és gyógyászat” (2. kiadás, átdolgozott és bővített), M.: „Prosveshcheniye”, 1975, 223 pp.
2. N. V. Gusakova„Környezeti kémia”, Rostov-on-Don: Phoenix, 2004, 192, ISBN 5-222-05386-5
3. Szokolov V. A. Földgázok geokémiája, M., 1971;
4. McEwen M., Phillips L. Atmospheric Chemistry, M., 1978;
5. Wark K., Warner S. Légszennyeződés. Források és ellenőrzés, ford. angolból, M.. 1980;
6. Természeti környezet háttérszennyezésének monitorozása. V. 1, L., 1982.

Linkek

• // 2013. december 17., FOBOS Központ

A Föld története A Föld fizikai tulajdonságai A Föld héjai Földrajz és a geológia Környezet Lásd még

A Föld légkörét jellemző részlet

Amikor Pierre odalépett hozzájuk, észrevette, hogy Vera önelégülten elragadtatja a beszélgetést, Andrej herceg pedig (ami ritkán fordult elő vele) zavarba jött.
- Mit gondolsz? – mondta Vera finom mosollyal. – Te, herceg, olyan éleslátó vagy, és olyan azonnal megérted az emberek jellemét. Mi a véleményed Natalie-ról, állandó lehet-e a vonzalmaiban, képes-e más nőkhöz hasonlóan (Vera magára gondolni) egyszer megszeretni egy embert, és örökké hűséges maradni hozzá? Ezt tartom igaz szerelemnek. Mit gondolsz, herceg?
- Túl keveset ismerem a húgodat - felelte Andrej herceg gúnyos mosollyal, amely alá akarta leplezni zavarát -, hogy megoldjak egy ilyen kényes kérdést; és akkor vettem észre, hogy minél kevésbé szeretek egy nőt, annál állandóbb – tette hozzá, és Pierre-re nézett, aki akkoriban odajött hozzájuk.
- Igen, ez igaz, herceg; a mi korunkban” – folytatta Vera (a korunkat emlegetve, ahogy a szűklátókörűek általában szeretik emlegetni, hisz megtalálták és értékelik korunk sajátosságait, és az ember tulajdonságai idővel változnak), a mi korunkban egy lány akkora szabadsága van, hogy a le plaisir d"etre courtisee [az öröm, hogy csodálói vannak] gyakran elnyomja benne az igazi érzést. Et Nathalie, il faut l"avouer, y est tres sensible. [És Natalja, be kell vallanom, nagyon érzékeny erre.] A Natalie-hoz való visszatérés ismét kellemetlenül összeráncolta a homlokát Andrej herceggel; fel akart állni, de Vera még kifinomultabb mosollyal folytatta.
„Azt hiszem, senki sem udvarolt [az udvarlás tárgya] úgy, mint ő” – mondta Vera; - de egészen a közelmúltig soha nem kedvelt komolyan senkit. – Tudja, gróf – fordult Pierre-hez –, még a kedves unokatestvérünk, Boris is, aki, entre nous [köztünk], nagyon-nagyon dans le pays du tendre... [a gyengédség földjén...]
Andrej herceg a homlokát ráncolta, és csendben maradt.
– Barát vagy Borisszal, igaz? – mondta neki Vera.
- Igen, ismerem őt…
– Helyesen mesélt a Natasa iránti gyerekkori szerelméről?
– Volt gyerekkori szerelem? – kérdezte hirtelen Andrej herceg, és váratlanul elpirult.
- Igen. Vous savez entre cousin et cousine cette intim mene quelquefois a l"amour: le cousinage est un vaaraeux voisinage, N"est ce pas? [Tudod, egy unokatestvér és nővér között ez a közelség néha szerelemhez vezet. Az ilyen rokonság veszélyes környék. Nem?]
– Ó, kétségtelenül – mondta Andrej herceg, és hirtelen, természetellenesen élénken tréfálkozni kezdett Pierre-rel arról, hogyan kell óvatosnak lennie, amikor 50 éves moszkvai unokatestvéreivel bánik, és a tréfás beszélgetés kellős közepén. felállt, és Pierre karja alá vette és félrevette.
- Jól? - mondta Pierre, és meglepetten nézte barátja furcsa animációját, és észrevette azt a pillantást, amelyet Natasára vetett, miközben felállt.
– Beszélnem kell veled – mondta Andrej herceg. – Ismered a női kesztyűinket (azokról a szabadkőműves kesztyűkről beszélt, amiket egy újonnan megválasztott testvér kapott, hogy a szeretett asszonyának adja át). „Én... De nem, később beszélek veled...” És furcsa csillogással a szemében és szorongással a mozdulataiban Andrej herceg Natasához lépett, és leült mellé. Pierre látta, hogy Andrei herceg kérdez tőle valamit, ő pedig elpirult, és válaszolt neki.
De ebben az időben Berg felkereste Pierre-t, és sürgősen megkérte, hogy vegyen részt a tábornok és az ezredes közötti vitában a spanyol ügyekről.
Berg elégedett volt és boldog. Az öröm mosolya nem hagyta el az arcát. Az este nagyon jó volt, és pontosan olyan, mint a többi estén, amit látott. Minden hasonló volt. És női, finom beszélgetések és kártyák, és egy tábornok a kártyáknál, felemelte a hangját, és egy szamovár, és süti; de egy valami még hiányzott, valami, amit esténként mindig látott, amit utánozni akart.
Hiányzott a hangos beszélgetés a férfiak között és a vita valami fontos és okos dologról. A tábornok elkezdte ezt a beszélgetést, és Berg magához vonzotta Pierre-t.

Másnap Andrej herceg elment Rosztovékhoz vacsorázni, ahogy Ilja Andreics gróf hívta, és az egész napot velük töltötte.
A házban mindenki érezte, kiért utazik Andrej herceg, és ő, anélkül, hogy bujkált volna, egész nap Natasával próbált lenni. Nemcsak Natasa ijedt, de boldog és lelkes lelkében, de az egész házban érezni lehetett a félelmet valami fontos dologtól, ami hamarosan megtörténik. A grófné szomorú és komolyan szigorú szemekkel nézett Andrej hercegre, amikor Natasával beszélt, és félénken és színlelten kezdett valami jelentéktelen beszélgetésbe, amint visszanézett rá. Sonya félt elhagyni Natasát, és félt akadályozni, amikor velük volt. Natasha elsápadt a várakozástól való félelemtől, amikor percekig egyedül maradt vele. Andrej herceg lenyűgözte őt félénkségével. Úgy érezte, el kell mondania neki valamit, de nem tudta rávenni magát.
Amikor Andrej herceg este elment, a grófnő odament Natasához, és suttogva mondta:
- Jól?
– Anya, az isten szerelmére, most ne kérdezz semmit. – Ezt nem mondhatod – mondta Natasha.
De ennek ellenére azon az estén Natasha, hol izgatottan, hol ijedten, merev szemekkel, sokáig feküdt anyja ágyában. Vagy elmesélte neki, hogyan dicsérte meg, aztán hogyan mondta, hogy külföldre megy, aztán hogyan kérdezte meg, hol laknak ezen a nyáron, aztán hogyan kérdezte Borisról.
- De ez, ez... soha nem történt velem! - azt mondta. "Csak én félek előtte, én mindig félek előtte, mit jelent ez?" Ez azt jelenti, hogy valódi, igaz? Anya, alszol?
„Nem, lelkem, én magam is félek” – válaszolta az anya. - Menj.
– Amúgy sem fogok aludni. Milyen hülyeség aludni? Anya, anya, ez még soha nem történt velem! - mondta meglepetten és félve az érzéstől, amit felismert magában. – És gondolhatnánk!...
Natasának úgy tűnt, hogy még akkor is beleszeretett, amikor először látta Andrej herceget Otradnoje-ban. Úgy tűnt, megijedt ettől a furcsa, váratlan boldogságtól, hogy akit akkor választott (erről határozottan meg volt győződve), hogy most újra találkozott vele, és úgy tűnt, nem közömbös számára. . „És most, hogy itt vagyunk, szándékosan kellett Szentpétervárra jönnie. És ezen a bálon kellett találkoznunk. Az egész a sors dolga. Világos, hogy ez a sors, hogy mindez ehhez vezetett. Már akkor is, amint megláttam, valami különlegeset éreztem.”
- Mit mondott még? Milyen versek ezek? Olvassa...
– Anya, nem szégyen, hogy özvegy?
- Elég volt, Natasha. Istenhez imádkozik. Les Marieiages se font dans les cieux. [A házasságok a mennyben köttetnek.]
- Drágám, anyám, mennyire szeretlek, milyen jó érzéssel tölt el! – kiáltotta Natasha boldogság és izgalom könnyeit sírva, és átölelte anyját.
Ugyanebben az időben Andrei herceg Pierre-rel ült, és mesélt neki Natasha iránti szerelméről és szilárd szándékáról, hogy feleségül vegye.

Ezen a napon Elena Vasziljevna grófnő fogadott, volt egy francia követ, volt egy herceg, aki nemrégiben gyakori látogatója volt a grófnő házának, és sok ragyogó hölgy és férfi. Pierre lent volt, végigsétált a folyosókon, és minden vendéget lenyűgözött koncentrált, szórakozott és komor megjelenésével.
A bál ideje óta Pierre érezte a hipochondria közeledő támadásait, és kétségbeesett erőfeszítéssel próbált küzdeni ellenük. Attól kezdve, hogy a herceg közel került feleségéhez, Pierre váratlanul kamarás lett, és ettől kezdve a nagy társadalomban kezdett elnehezülni és szégyenkezni, és egyre gyakrabban jöttek a régi komor gondolatok minden emberi dolog hiábavalóságáról. neki. Ugyanakkor az általa védett Natasa és Andrej herceg között észlelt érzés, az ő helyzete és barátja helyzete közötti ellentét tovább fokozta ezt a borongós hangulatot. Ugyanígy igyekezett kerülni a feleségével, Natasával és Andrej herceggel kapcsolatos gondolatokat. Megint minden jelentéktelennek tűnt számára az örökkévalósághoz képest, ismét felmerült a kérdés: „miért?” És arra kényszerítette magát, hogy éjjel-nappal dolgozzon a szabadkőműves munkákon, remélve, hogy elhárítja a közeledést gonosz szellem. Pierre 12 órakor, miután elhagyta a grófnő szobáját, az emeleten ült egy füstös, alacsony szobában, kopott pongyolában az asztal előtt, és hiteles skót aktusokat másolt, amikor valaki belépett a szobájába. Andrej herceg volt.
– Ó, te vagy az – mondta Pierre szórakozott és elégedetlen tekintettel. „Én pedig dolgozom” – mondta, és egy jegyzetfüzetre mutatott, amelyen az élet nehézségei alól üdvözítő pillantást vetettek, amellyel a boldogtalanok a munkájukat nézik.
Andrej sugárzó, lelkes arcú, megújult életű herceg megállt Pierre előtt, és észre sem véve szomorú arcát, a boldogság egoizmusával mosolygott rá.
- Nos, lelkem - mondta -, tegnap el akartam mondani neked, ma pedig ezért jöttem hozzád. Soha nem tapasztaltam ehhez hasonlót. Szerelmes vagyok, barátom.
Pierre hirtelen nagyot sóhajtott, és nehéz testével a kanapéra rogyott, Andrej herceg mellé.
- Natasha Rostovának, igaz? - ő mondta.
- Igen, igen, ki? Soha nem hinném el, de ez az érzés erősebb nálam. Tegnap szenvedtem, szenvedtem, de ezt a kínt a világon semmiért nem adnám fel. még nem éltem. Most csak én élek, de nem tudok nélküle élni. De szerethet?... Túl öreg vagyok hozzá... Mit nem mondasz?...
- Én? ÉN? – Mit mondtam neked – mondta hirtelen Pierre, felállt, és körbejárni kezdett a szobában. - Mindig is ezt gondoltam... Ez a lány akkora kincs, olyan... Ritka lány ez... Kedves barátom, kérlek, ne okoskodj, ne kételkedj, férjhez, férjhez. és házasodj meg... És biztos vagyok benne, hogy nem lesz nálad boldogabb ember.
- De ő!
- Szeret téged.
„Ne beszélj hülyeségeket…” – mondta Andrej herceg mosolyogva, és Pierre szemébe nézett.
– Tudom, szeret engem – kiáltotta Pierre dühösen.
– Nem, figyelj – mondta Andrej herceg, és megállította a kezét. - Tudod, milyen helyzetben vagyok? Mindent el kell mondanom valakinek.
- Hát, mondd, nagyon örülök - mondta Pierre, és az arca valóban megváltozott, a ráncok kisimultak, és örömmel hallgatta Andrej herceget. Andrej herceg teljesen más, új embernek tűnt és volt. Hol volt a melankóliája, az élet megvetése, a csalódottsága? Pierre volt az egyetlen személy, akihez szólni mert; de kifejezett neki mindent, ami a lelkében volt. Vagy könnyedén és bátran szőtt terveket egy hosszú jövőre, beszélt arról, hogy nem áldozhatja fel boldogságát apja szeszélyének, hogyan kényszeríti apját, hogy beleegyezzen ebbe a házasságba és szeresse, vagy beleegyezése nélkül tegyen. meglepődött, hogy valami furcsa, idegen, tőle független, az őt megszálló érzés befolyásolta.
"Nem hinném el senkinek, aki azt mondta nekem, hogy tudok így szeretni" - mondta Andrej herceg. – Ez egyáltalán nem olyan érzés, mint korábban. Az egész világ számomra két részre oszlik: egy - ő és ott van a remény boldogsága, a fény; a másik fele minden, ahol nincs ott, minden csüggedtség és sötétség...
– Sötétség és homály – ismételte Pierre –, igen, igen, megértem.
- Nem tudom nem szeretni a világot, ez nem az én hibám. És nagyon boldog vagyok. Megértesz engem? Tudom, hogy örülsz nekem.
– Igen, igen – erősítette meg Pierre, és gyengéd és szomorú szemekkel nézett barátjára. Minél fényesebbnek tűnt számára Andrej herceg sorsa, annál sötétebbnek tűnt a sajátja.

A házasságkötéshez az apa beleegyezésére volt szükség, és ehhez másnap Andrei herceg elment apjához.
Az apa külső nyugalommal, de belső haraggal fogadta fia üzenetét. Nem tudta megérteni, hogy bárki is meg akarja változtatni az életet, valami újat belevinni, amikor az élet már véget ért számára. „Ha hagynák, hogy úgy éljek, ahogy akarok, és akkor azt csinálnánk, amit akarunk” – mondta magában az öreg. Fiával azonban bevetette azt a diplomáciát, amelyet fontos alkalmakkor alkalmazott. Nyugodt hangon megbeszélte az egészet.
Először is, a házasság nem volt ragyogó a rokonság, a gazdagság és a nemesség szempontjából. Másodszor, Andrej herceg nem volt első fiatalkorában, és rossz egészségi állapotban volt (az öreg különösen óvatos volt), és nagyon fiatal volt. Harmadszor, volt egy fia, akit kár volt odaadni a lánynak. Negyedszer – mondta az apa gúnyosan fiára nézve –, kérlek, halaszd el egy évre az ügyet, menj külföldre, kapj kezelést, keress, ahogy akarsz, egy németet Nyikolaj hercegnek, majd ha az. szerelem, szenvedély, makacsság, amit csak akarsz, olyan nagyszerű, akkor házasodj meg.
„És ez az utolsó szavam, tudod, az utolsó...” – fejezte be a herceg olyan hangon, amiből kiderült, hogy semmi sem kényszeríti arra, hogy megváltoztassa a döntését.
Andrej herceg tisztán látta, hogy az öreg abban reménykedik, hogy az ő vagy leendő menyasszonya érzése nem fogja kiállni az év próbáját, vagy ő maga, az öreg herceg addigra meghal, és úgy döntött, teljesíti apja akaratát: javaslatot tenni és egy évvel elhalasztani az esküvőt.
Három héttel a Rosztovéknál töltött utolsó estéje után Andrej herceg visszatért Szentpétervárra.

Másnap az anyjával való magyarázata után Natasha egész nap Bolkonszkijra várt, de ő nem jött. A következő, harmadik napon ugyanez történt. Pierre szintén nem jött, és Natasha, mivel nem tudta, hogy Andrei herceg az apjához ment, nem tudta megmagyarázni távollétét.
Három hét telt el így. Natasha nem akart sehova menni, és mint egy árnyék, tétlenül és szomorúan sétált szobáról szobára, este titokban sírt mindenki elől, és esténként nem jelent meg anyjának. Állandóan elpirult és ingerült volt. Úgy tűnt neki, hogy mindenki tudott a csalódottságáról, nevetett és sajnálta. Belső bánatának minden erejével ez a hiú bánat fokozta szerencsétlenségét.
Egy nap odajött a grófnőhöz, mondani akart neki valamit, és hirtelen sírni kezdett. Könnyei egy sértett gyermek könnyei voltak, aki maga sem tudja, miért büntetik.
A grófnő nyugtatni kezdte Natasát. Natasha, aki eleinte hallgatott anyja szavaira, hirtelen félbeszakította:
- Hagyd abba, anya, nem hiszem, és nem is akarok gondolni! Szóval, utaztam és megálltam, és megálltam...
A hangja remegett, majdnem sírt, de magához tért, és nyugodtan folytatta: – És egyáltalán nem akarok férjhez menni. És félek tőle; Mostanra teljesen megnyugodtam...
Másnap e beszélgetés után Natasa felvette azt a régi ruhát, amely különösen a reggel hozott vidámságáról volt híres, és reggel elkezdte régi életmódját, amelyről a bál után lemaradt. Teázás után az erős rezonanciája miatt különösen szeretett terembe ment, és elkezdte énekelni szolfézseit (énekgyakorlatokat). Miután befejezte az első órát, megállt a terem közepén, és megismételt egy zenei mondatot, amely különösen tetszett neki. Örömmel hallgatta azt a (mintha váratlan) varázst, amellyel ezek a csillogó hangok betöltötték az előszoba teljes ürességét, és lassan megdermedtek, és hirtelen vidámnak érezte magát. „Jó ilyen sokat gondolni rá” – mondta magában, és ide-oda járkálni kezdett a folyosón, nem egyszerű léptekkel haladva a csengő parkettás padlón, hanem minden lépésnél leváltva a sarkáról (az új ruhát viselte). , kedvenc cipő) talpig, és éppoly örömmel hallgatod a hangod hangjait, hallgatva a sarok kimért csattogását és a zokni csikorgását. A tükör mellett elhaladva belenézett. - "Itt vagyok!" mintha megszólalt volna az arckifejezése, amikor meglátta magát. - "Hát az jó. És nincs szükségem senkire."
A lakáj be akart menni, hogy kitakarítson valamit az előszobában, de a nő nem engedte be, ismét becsukta maga mögött az ajtót, és tovább sétált. Ma reggel ismét visszatért kedvenc önszeretetébe és önmaga iránti csodálatába. - „Micsoda báj ez a Natasha!” – mondta újra magában valami harmadik, kollektív férfi személy szavaival. "Jó, van hangja, fiatal, és nem zavar senkit, csak hagyd békén." De bármennyire is békén hagyták, már nem tudott nyugodt lenni és ezt azonnal megérezte.
A folyosón kinyílt a bejárati ajtó, és valaki megkérdezte: "Itthon vagy?" és valaki lépései hallatszottak. Natasha belenézett a tükörbe, de nem látta magát. Hallgatta a hangokat a hallban. Amikor meglátta magát, az arca sápadt volt. Ő volt az. Ezt biztosan tudta, bár a csukott ajtókból alig hallotta a férfi hangját.
Natasha sápadtan és ijedten berohant a nappaliba.
- Anya, Bolkonsky megérkezett! - azt mondta. - Anya, ez szörnyű, ez elviselhetetlen! – Nem akarok... szenvedni! Mit kellene tennem?…
Mielőtt a grófnőnek még volt ideje válaszolni neki, Andrej herceg aggódó és komoly arccal lépett be a nappaliba. Amint meglátta Natasát, felragyogott az arca. Megcsókolta a grófnő és Natasa kezét, és leült a kanapé mellé.
„Régóta nem volt szerencsénk...” – kezdte a grófnő, de Andrej herceg félbeszakította, válaszolt a kérdésére, és nyilvánvalóan sietett elmondani, amire szüksége van.
– Nem voltam veled egész idő alatt, mert az apámmal voltam: beszélnem kellett vele egy nagyon fontos ügyről. – Épp tegnap este tértem vissza – mondta Natasára nézve. – Beszélnem kell önnel, grófnő – tette hozzá egy pillanatnyi csend után.
A grófné nagyot sóhajtva lesütötte a szemét.
– A szolgálatodra állok – mondta.
Natasa tudta, hogy mennie kell, de nem tehette: valami szorította a torkát, és udvariatlanul, egyenesen, nyitott szemekkel nézett Andrej hercegre.
"Most? Ez a perc!... Nem, ez nem lehet!” gondolta.
Újra ránézett, és ez a pillantás meggyőzte, hogy nem tévedett. – Igen, most, ebben a percben a sorsa eldőlt.
– Gyere, Natasa, felhívlak – mondta a grófnő suttogva.
Natasa ijedt, könyörgő tekintettel nézett Andrej hercegre és anyjára, és elment.
„Azért jöttem, grófnő, hogy megkérjem a lánya kezét” – mondta Andrej herceg. A grófnő arca kipirult, de nem szólt semmit.
– Az ön javaslata... – kezdte a grófnő higgadtan. – Elhallgatott, és a szemébe nézett. – Az Ön ajánlata... (zavarban volt) örülünk, és... elfogadom az ajánlatát, örülök. És a férjem... remélem... de ez rajta múlik...
– Megmondom neki, ha megkapom a beleegyezését… megadod? - mondta Andrej herceg.
– Igen – mondta a grófnő, és feléje nyújtotta a kezét, és elzárkózottság és gyengédség vegyes érzésével a homlokára tapasztotta ajkát, miközben a keze fölé hajolt. Úgy akarta szeretni, mint egy fiát; de úgy érezte, hogy a férfi idegen és szörnyű személy számára. - Biztos vagyok benne, hogy a férjem beleegyezik - mondta a grófnő -, de az apád...
„Apám, akinek elmondtam a terveimet, a beleegyezés elengedhetetlen feltételéül szabta, hogy az esküvőre legkorábban egy évre kerüljön sor. És ezt szerettem volna elmondani neked” – mondta Andrej herceg.
- Igaz, hogy Natasha még fiatal, de olyan sokáig.
„Nem is lehetne másként” – mondta Andrej herceg sóhajtva.
– Elküldöm neked – mondta a grófnő, és kiment a szobából.
– Uram, könyörülj rajtunk – ismételte meg a lányát keresve. Sonya azt mondta, hogy Natasha a hálószobában van. Natasha sápadtan, kiszáradt szemekkel ült az ágyán, nézte az ikonokat, és gyorsan keresztet vetett, és suttogott valamit. Anyját meglátva felugrott és odarohant hozzá.
- Mit? Anya?... Mi?
- Menj, menj hozzá. „Megkéri a kezét” – mondta hidegen a grófnő, ahogy Natasának tűnt... „Gyere... gyere” – mondta az anya szomorúan és szemrehányóan szaladgáló lánya után, és nagyot sóhajtott.
Natasha nem emlékezett, hogyan lépett be a nappaliba. Amikor belépett az ajtón, és meglátta őt, megállt. – Ez az idegen most tényleg mindenem lett? – kérdezte magában, és azonnal válaszolt: „Igen, ez az: most egyedül ő kedvesebb nekem, mint minden a világon.” Andrej herceg közeledett hozzá, és lesütötte a szemét.
– Attól a pillanattól kezdve szerettelek, hogy megláttalak. reménykedhetek?
A férfi ránézett, és az arckifejezésében rejlő komoly szenvedély megütötte. Az arca azt mondta: „Miért kérdezed? Miért kételkednél valamiben, amit nem tudsz nem tudni? Miért beszélsz, ha nem tudod szavakkal kifejezni, amit érzel."
Odalépett hozzá, és megállt. Megfogta a kezét és megcsókolta.
- Szeretsz?
- Igen, igen - mondta Natasha bosszúsan, hangosan felsóhajtott, máskor pedig egyre gyakrabban, és zokogni kezdett.
- Miről? Mi a baj veled?
„Ó, nagyon boldog vagyok” – válaszolta a lány, elmosolyodott a könnyein keresztül, közelebb hajolt hozzá, egy pillanatra elgondolkodott, mintha azt kérdezné magában, hogy ez lehetséges-e, és megcsókolta.
Andrej herceg fogta a kezét, a szemébe nézett, és nem találta lelkében ugyanazt a szeretetet iránta. Valami hirtelen megfordult a lelkében: nem volt a vágy egykori költői és titokzatos varázsa, de szánalom volt nőies és gyermeki gyengesége miatt, félelem odaadásától és hiszékenységétől, a kötelesség nehéz és egyben örömteli tudata. ami örökre összekötötte vele. Az igazi érzés, bár nem volt olyan könnyed és költői, mint az előző, de komolyabb és erősebb volt.

Tengerszinten 1013,25 hPa (kb. 760 Hgmm). A Föld felszínén a levegő globális átlaghőmérséklete 15°C, a hőmérséklet a szubtrópusi sivatagok körülbelül 57°C-tól az Antarktiszon -89°C-ig terjed. A levegő sűrűsége és nyomása a magassággal csökken az exponenciálishoz közeli törvény szerint.

A légkör szerkezete. Függőlegesen a légkör réteges szerkezetű, amelyet elsősorban a függőleges hőmérséklet-eloszlás jellemzői határoznak meg (ábra), amely függ a földrajzi elhelyezkedéstől, évszaktól, napszaktól stb. A légkör alsó rétegét - a troposzférát - a hőmérséklet csökkenése jellemzi a magassággal (körülbelül 6 °C-kal 1 km-enként), magassága a poláris szélességeken 8-10 km-től a trópusokon 16-18 km-ig terjed. A levegő sűrűségének magassággal történő gyors csökkenése miatt a légkör teljes tömegének körülbelül 80% -a a troposzférában található. A troposzféra felett található a sztratoszféra, egy olyan réteg, amelyet általában a magassággal növekvő hőmérséklet jellemez. A troposzféra és a sztratoszféra közötti átmeneti réteget tropopauzának nevezik. Az alsó sztratoszférában körülbelül 20 km-es szintig a hőmérséklet alig változik a magassággal (az úgynevezett izoterm régió), sőt gyakran kissé csökken is. Efelett a Nap UV-sugárzásának ózon általi elnyelése miatt emelkedik a hőmérséklet, eleinte lassan, 34-36 km-es szinttől gyorsabban. A sztratoszféra felső határa - a sztratopauza - a maximális hőmérsékletnek (260-270 K) megfelelő 50-55 km magasságban található. A légkör 55-85 km magasságban elhelyezkedő rétegét, ahol a hőmérséklet ismét csökken a magassággal, mezoszférának nevezzük a felső határán - mezopauza - a hőmérséklet nyáron eléri a 150-160 K-t, a 200-230 fokot; K télen a mezopauza felett kezdődik a termoszféra, amelyre a hőmérséklet gyors növekedése jellemző, és 250 km magasságban eléri a 800-1200 K-t. a meteorok lelassulnak és elégnek, így a Föld védőrétegeként működik. Még magasabban van az exoszféra, ahonnan a légköri gázok a disszipáció következtében szétszóródnak az űrben, és ahol fokozatos átmenet történik a légkörből a bolygóközi térbe.

Légköri összetétel. Kb. 100 km-es magasságig a légkör kémiai összetételében szinte homogén, a levegő átlagos molekulatömege (kb. 29) állandó. A Föld felszíne közelében a légkör nitrogénből (körülbelül 78,1 térfogatszázalék) és oxigénből (kb. 20,9 százalék) áll, emellett kis mennyiségben tartalmaz argont, szén-dioxidot (szén-dioxid), neont és egyéb állandó és változó komponenseket (lásd Levegő). ).

Ezenkívül a légkör kis mennyiségben tartalmaz ózont, nitrogén-oxidokat, ammóniát, radont stb. A levegő fő összetevőinek relatív tartalma időben állandó, és a különböző földrajzi területeken egyenletes. A vízgőz és az ózon tartalma térben és időben változó; Alacsony tartalmuk ellenére szerepük a légköri folyamatokban igen jelentős.

100-110 km felett az oxigén, szén-dioxid és vízgőz molekulák disszociációja megy végbe, így a levegő molekulatömege csökken. Körülbelül 1000 km-es magasságban a könnyű gázok - hélium és hidrogén - kezdenek uralkodni, és még magasabban a Föld légköre fokozatosan bolygóközi gázzá alakul.

A légkör legfontosabb változó komponense a vízgőz, amely a víz felszínéről és a nedves talajról párolgás útján, valamint a növények transzspirációjával kerül a légkörbe. A relatív vízgőztartalom a Föld felszínén a trópusi 2,6%-tól a poláris szélességi körök 0,2%-áig terjed. A magassággal gyorsan zuhan, már 1,5-2 km-es magasságban felére csökken. A mérsékelt övi szélességi körökben a légkör függőleges oszlopa körülbelül 1,7 cm „kicsapódott vízréteget” tartalmaz. A vízgőz lecsapódása során felhők képződnek, amelyekből a légköri csapadék eső, jégeső és hó formájában hullik le.

A légköri levegő fontos összetevője az ózon, amely 90%-ban a sztratoszférában (10-50 km között) koncentrálódik, körülbelül 10%-a a troposzférában található. Az ózon biztosítja a kemény (290 nm-nél kisebb hullámhosszúságú) UV-sugárzás elnyelését, és ez a bioszféra védő szerepe. A teljes ózontartalom értékei a szélességtől és az évszaktól függően változnak 0,22-0,45 cm tartományban (az ózonréteg vastagsága nyomáson p = 1 atm és hőmérsékleten T = 0 °C). Az 1980-as évek eleje óta az Antarktiszon tavasszal megfigyelt ózonlyukakban az ózontartalom 0,07 cm-re csökkenhet. Az egyenlítőtől a sarkokig növekszik, éves ciklusa tavasszal és minimuma ősszel, amplitúdója pedig kb. az éves ciklus kicsi a trópusokon, és a magas szélességek felé növekszik. A légkör jelentős változó összetevője a szén-dioxid, amelynek a légkör tartalma az elmúlt 200 évben 35%-kal nőtt, ami elsősorban az antropogén tényezővel magyarázható. Megfigyelhető szélességi és szezonális változékonysága, ami a növények fotoszintéziséhez és a tengervízben való oldhatóságához kapcsolódik (Henry törvénye szerint a gáz vízoldhatósága a hőmérséklet emelkedésével csökken).

A bolygó klímájának alakításában fontos szerepet játszanak a légköri aeroszolok – a levegőben lebegő szilárd és folyékony részecskék, amelyek mérete több nm-től több tíz mikronig terjed. Vannak természetes és antropogén eredetű aeroszolok. Az aeroszol gázfázisú reakciók során keletkezik a növényi élet és az emberi gazdasági tevékenység termékeiből, vulkánkitörésekből, a szél által a bolygó felszínéről, különösen annak sivatagi területeiről felszálló por eredményeként, és szintén a légkör felső rétegeibe hulló kozmikus porból keletkezett. Az aeroszol nagy része a troposzférában koncentrálódik, a vulkánkitörésekből származó aeroszol mintegy 20 km-es magasságban alkotja az úgynevezett Junge-réteget. A legnagyobb mennyiségű antropogén aeroszol a járművek és hőerőművek működése, vegyi előállítás, tüzelőanyag elégetése stb. következtében kerül a légkörbe. Emiatt egyes területeken a légkör összetétele érezhetően eltér a normál levegőtől, ami szükségessé tette. az alkotás speciális szolgáltatás megfigyelések és a légszennyezettség szintjének ellenőrzése.

A légkör evolúciója. A modern légkör láthatóan másodlagos eredetű: a Föld szilárd héja által kibocsátott gázokból jött létre, miután a bolygó kialakulása körülbelül 4,5 milliárd évvel ezelőtt befejeződött. A Föld geológiai története során a légkör összetételében jelentős változásokon ment keresztül számos tényező hatására: gázok, elsősorban könnyebb gázok disszipációja (elpárolgása) a világűrbe; gázok kibocsátása a litoszférából a vulkáni tevékenység következtében; kémiai reakciók a légkör összetevői és a földkérget alkotó kőzetek között; fotokémiai reakciók magában a légkörben a nap UV-sugárzásának hatására; anyag felhalmozódása (befogása) a bolygóközi közegből (például meteorikus anyag). A légkör fejlődése szorosan összefügg a geológiai és geokémiai folyamatokkal, valamint az elmúlt 3-4 milliárd év során a bioszféra tevékenységével is. A modern légkört alkotó gázok (nitrogén, szén-dioxid, vízgőz) jelentős része vulkáni tevékenység és behatolás során keletkezett, amely a Föld mélyéről szállította őket. Az oxigén jelentős mennyiségben jelent meg körülbelül 2 milliárd évvel ezelőtt az eredetileg az óceán felszíni vizeiben keletkezett fotoszintetikus organizmusok eredményeként.

A karbonátlelőhelyek kémiai összetételére vonatkozó adatok alapján becsléseket kaptak a geológiai múlt légkörében lévő szén-dioxid és oxigén mennyiségére vonatkozóan. A fanerozoikum idején (a Föld történetének utolsó 570 millió éve) a légkörben lévő szén-dioxid mennyisége széles skálán változott a vulkáni aktivitás szintjétől, az óceán hőmérsékletétől és a fotoszintézis sebességétől függően. Ez idő nagy részében a légkör szén-dioxid-koncentrációja lényegesen magasabb volt, mint ma (akár 10-szer). Az oxigén mennyisége a fanerozoos atmoszférában jelentősen megváltozott, és a tendencia a növekedés irányába mutat. A prekambriumi légkörben a szén-dioxid tömege általában nagyobb, az oxigén tömege pedig kisebb volt a fanerozoos atmoszférához képest. A szén-dioxid mennyiségének ingadozása korábban jelentős hatást gyakorolt ​​az éghajlatra, növelve az üvegházhatást a szén-dioxid koncentrációjának növekedésével, így az éghajlat a fanerozoikum nagy részében a modern korhoz képest sokkal melegebbé vált.

A légkör és az élet. Légkör nélkül a Föld halott bolygó lenne. A szerves élet szoros kölcsönhatásban fordul elő a légkörrel és a kapcsolódó éghajlattal és időjárással. A bolygó egészéhez képest jelentéktelen tömegű (kb. egymillió része), a légkör az élet minden formája nélkülözhetetlen feltétele. Az élőlények életében a légköri gázok közül a legfontosabbak az oxigén, a nitrogén, a vízgőz, a szén-dioxid és az ózon. Amikor a szén-dioxidot a fotoszintetikus növények felszívják, szerves anyag keletkezik, amelyet az élőlények túlnyomó többsége, így az ember is energiaforrásként használ. Az oxigén szükséges az aerob organizmusok létezéséhez, amelyek számára az energiaáramlást a szerves anyagok oxidációs reakciói biztosítják. Az egyes mikroorganizmusok által asszimilált nitrogén (nitrogénfixáló szerek) szükséges a növények ásványi táplálásához. Az ózon, amely elnyeli a Nap kemény UV-sugárzását, jelentősen gyengíti a napsugárzásnak ezt az életre káros részét. A légkörben a vízgőz lecsapódása, a felhők képződése és az azt követő csapadék víz juttatja a szárazföldet, amely nélkül nem jöhetnek létre életformák. Az élőlények létfontosságú tevékenységét a hidroszférában nagymértékben meghatározza a vízben oldott légköri gázok mennyisége és kémiai összetétele. Mivel a légkör kémiai összetétele jelentősen függ az élőlények tevékenységétől, a bioszféra és a légkör egyetlen rendszer részének tekinthető, amelynek fenntartása és fejlődése (lásd Biogeokémiai ciklusok) nagy jelentőséggel bírt az élőlények összetételének megváltoztatása szempontjából. légkör a Föld mint bolygó története során.

A légkör sugárzás-, hő- és vízmérlege. A napsugárzás gyakorlatilag az egyetlen energiaforrás a légkörben zajló összes fizikai folyamathoz. fő jellemzője a légkör sugárzási rendje - úgynevezett üvegházhatás: a légkör elég jól továbbítja a napsugárzást a földfelszínre, de aktívan elnyeli a földfelszínről érkező hosszúhullámú termikus sugárzást, melynek egy része ellenanyag formájában visszatér a felszínre. sugárzás, kompenzálva a földfelszín sugárzási hőveszteségét (lásd Légköri sugárzás). Légkör hiányában a földfelszín átlaghőmérséklete -18°C lenne, a valóságban azonban 15°C. A beérkező napsugárzás részben (kb. 20%-ban) elnyelődik a légkörbe (főleg vízgőz, vízcseppek, szén-dioxid, ózon és aeroszolok), valamint szétszórják (kb. 7%) az aeroszol részecskék és a sűrűség-ingadozások (Rayleigh-szórás) . A földfelszínt érő teljes sugárzás részben (kb. 23%) visszaverődik róla. A reflexiós együtthatót az alatta lévő felület, az úgynevezett albedó visszaverő képessége határozza meg. Átlagosan a Föld albedója a napsugárzás integrált fluxusához közel 30%. Néhány százaléktól (száraz talaj és fekete talaj) a frissen hullott hó 70-90%-áig terjed. A földfelszín és a légkör közötti sugárzó hőcsere jelentősen függ az albedótól, és a földfelszín effektív sugárzása és az általa elnyelt légkör ellensugárzása határozza meg. Algebrai összeg a világűrből a föld légkörébe belépő és onnan visszafelé távozó sugárzási fluxusokat sugárzási mérlegnek nevezzük.

A napsugárzásnak a légkör és a földfelszín általi elnyelése utáni átalakulásai meghatározzák a Föld mint bolygó hőmérlegét. A légkör fő hőforrása a földfelszín; hő belőle nemcsak hosszúhullámú sugárzás, hanem konvekció útján is átadódik, és a vízgőz kondenzációja során is felszabadul. E hőbeáramlások aránya átlagosan 20%, 7%, illetve 23%. A közvetlen napsugárzás elnyelése miatt itt is hozzáadódik a hő mintegy 20%-a. A napsugárzás egységnyi idő alatti fluxusa egyetlen, a Nap sugaraira merőleges és a légkörön kívül, a Földtől a Naptól átlagos távolságban elhelyezkedő területen (ún. szoláris állandó) 1367 W/m2, a változások 1-2 W/m2 a naptevékenység ciklusától függően. Körülbelül 30%-os bolygóalbedó mellett a napenergia globális beáramlása a bolygóra idő szerint 239 W/m2. Mivel a Föld mint bolygó átlagosan ugyanannyi energiát bocsát ki az űrbe, így a Stefan-Boltzmann törvény szerint a kilépő hosszúhullámú termikus sugárzás effektív hőmérséklete 255 K (-18 °C). Ugyanakkor a Föld felszínének átlaghőmérséklete 15°C. A 33°C-os eltérés az üvegházhatásnak köszönhető.

A légkör vízháztartása általában megfelel a Föld felszínéről elpárolgott nedvesség és a Föld felszínére hulló csapadék mennyiségének egyenlőségének. Az óceánok feletti légkör több nedvességet kap a párolgási folyamatokból, mint a szárazföld felett, és csapadék formájában 90%-ot veszít. Az óceánok feletti vízgőzfelesleget légáramlatok szállítják a kontinensekre. Az óceánokból a kontinensekre a légkörbe kerülő vízgőz mennyisége megegyezik az óceánokba ömlő folyók térfogatával.

Légmozgás. A Föld gömb alakú, ezért sokkal kevesebb napsugárzás éri el magas szélességeit, mint a trópusokon. Ennek eredményeként nagy hőmérsékleti kontrasztok keletkeznek a szélességi fokok között. A hőmérséklet-eloszlást jelentősen befolyásolja az óceánok és kontinensek egymáshoz viszonyított helyzete is. Az óceán vizeinek nagy tömege és a víz nagy hőkapacitása miatt az óceán felszíni hőmérsékletének szezonális ingadozása sokkal kisebb, mint a szárazföldön. Ebben a tekintetben a középső és a magas szélességeken a levegő hőmérséklete az óceánok felett nyáron észrevehetően alacsonyabb, mint a kontinenseken, és magasabb télen.

A légkör egyenetlen felmelegedése a földgömb különböző területein a légköri nyomás térbeli inhomogén eloszlását okozza. Tengerszinten a nyomáseloszlást az egyenlítő közelében viszonylag alacsony értékek jellemzik, a szubtrópusokon (nagynyomású övezetek) növekszik, a középső és magas szélességeken pedig csökken. Ugyanakkor az extratrópusi szélességi körök kontinensein a nyomás általában télen növekszik, nyáron pedig csökken, ami a hőmérséklet-eloszlással függ össze. A nyomásgradiens hatására a levegő a nagy nyomású területekről az alacsony nyomású területekre irányuló gyorsulást tapasztal, ami a légtömegek mozgásához vezet. A mozgó légtömegekre hatással van a Föld forgásának eltérítő ereje (Coriolis-erő), a magassággal csökkenő súrlódási erő, illetve ívelt pályák esetén a centrifugális erő is. Nagyon fontos turbulens légkeverése van (lásd Turbulencia a légkörben).

A bolygó nyomáseloszlásával kapcsolatos összetett rendszer légáramlatok (általános légköri keringés). A meridionális síkban átlagosan két-három meridionális keringési sejt nyomon követhető. Az Egyenlítő közelében a felmelegített levegő felemelkedik és süllyed a szubtrópusokon, és Hadley sejtet alkot. A fordított Ferrell-cella levegője is oda száll le. Magas szélességi fokon gyakran látható egy egyenes poláris cella. A meridionális keringési sebesség 1 m/s vagy ennél kisebb nagyságrendű. A Coriolis-erő hatására a légkör nagy részében nyugati szelek figyelhetők meg, a középső troposzférában körülbelül 15 m/s sebességgel. Vannak viszonylag stabil szélrendszerek. Ide tartoznak a passzátszelek – a szubtrópusi magasnyomású zónákból az egyenlítőig fújó szelek, amelyeknek keleti komponense észrevehető (keletről nyugatra). A monszunok meglehetősen stabilak - légáramlatok, amelyek egyértelműen meghatározott szezonális karakterrel rendelkeznek: nyáron az óceánból fújnak a szárazföldre, télen pedig az ellenkező irányba. Az Indiai-óceáni monszunok különösen rendszeresek. A középső szélességeken a légtömegek mozgása elsősorban nyugati (nyugatról keletre) irányul. Ez a légköri frontok övezete, amelyen nagy örvények keletkeznek - ciklonok és anticiklonok, amelyek sok száz, sőt több ezer kilométert fednek le. A trópusokon is előfordulnak ciklonok; itt kisebb méretükkel, de igen nagy szélsebességgel, hurrikán erejű (33 m/s vagy annál nagyobb) széllel tűnnek ki, az úgynevezett trópusi ciklonok. Az Atlanti-óceánon és a Csendes-óceán keleti részén hurrikánoknak, a Csendes-óceán nyugati részén tájfunoknak nevezik. A felső troposzférában és az alsó sztratoszférában, a közvetlen Hadley meridionális keringési sejtet és a fordított Ferrell-sejtet elválasztó területeken gyakran megfigyelhetők viszonylag keskeny, több száz kilométer széles, élesen meghatározott határú sugárfolyamok, amelyeken belül a szél eléri a 100-150 fokot. és még 200 m/ -val.

Klíma és időjárás. A Föld felszínére különböző szélességi fokokon érkező napsugárzás mennyiségének különbsége, amely fizikai tulajdonságaiban változatos, meghatározza a Föld éghajlatának változatosságát. Az Egyenlítőtől a trópusi szélességekig a levegő hőmérséklete a földfelszínen átlagosan 25-30°C, és egész évben alig változik. Az egyenlítői övben általában sok csapadék esik, ami ott túlzott nedvesség feltételeit teremti meg. A trópusi övezetekben csökken a csapadék, egyes területeken pedig nagyon alacsony lesz. Itt vannak a Föld hatalmas sivatagai.

A szubtrópusi és középső szélességeken a levegő hőmérséklete egész évben jelentősen változik, a nyári és téli hőmérsékletek közötti különbség pedig különösen nagy a kontinensek óceánoktól távol eső területein. Így Kelet-Szibéria egyes területein az éves léghőmérséklet-tartomány eléri a 65°C-ot. A párásítási viszonyok ezeken a szélességi körökben nagyon változatosak, főként az általános légköri keringési rendszertől függenek, és évről évre jelentősen változnak.

A sarki szélességi körökön a hőmérséklet egész évben alacsony marad, még akkor is, ha érezhető szezonális eltérések vannak. Ez hozzájárul a jégtakaró széles körű elterjedéséhez az óceánokon és a szárazföldön, valamint az örök fagyon, amelyek Oroszország területének több mint 65%-át foglalják el, főleg Szibériában.

Az elmúlt évtizedekben a globális éghajlat változásai egyre észrevehetőbbé váltak. A hőmérséklet jobban emelkedik a magas szélességeken, mint az alacsony szélességeken; több télen, mint nyáron; inkább éjszaka, mint nappal. A 20. század során Oroszországban 1,5-2°C-kal nőtt az éves átlagos levegőhőmérséklet a földfelszínen, Szibéria egyes területein pedig több fokos emelkedés volt megfigyelhető. Ez az üvegházhatás fokozódásával függ össze a nyomokban előforduló gázok koncentrációjának növekedése miatt.

Az időjárást a légköri keringés feltételei és a terület földrajzi elhelyezkedése határozzák meg, a trópusokon a legstabilabb, a középső és a magas szélességeken a legváltozatosabb. Az időjárás leginkább a légköri frontok, a csapadékot hordozó ciklonok és anticiklonok átvonulása miatt változó légtömegű zónákban változik, megnövekedett szél. Az időjárás-előrejelzéshez szükséges adatokat földi meteorológiai állomásokon, hajókon és repülőgépeken, valamint meteorológiai műholdakról gyűjtik. Lásd még Meteorológia.

Optikai, akusztikai és elektromos jelenségek a légkörben. Amikor az elektromágneses sugárzás a levegő és a különböző részecskék (aeroszol, jégkristályok, vízcseppek) fénytörése, abszorpciója és szórása következtében a légkörben terjed, különböző optikai jelenségek: szivárvány, koronák, halo, délibáb stb. A fényszóródás határozza meg az égbolt látszólagos magasságát és az ég kék színét. Az objektumok láthatósági tartományát a fény légkörben való terjedésének feltételei határozzák meg (lásd: Légköri láthatóság). A légkör átlátszósága különböző hullámhosszokon meghatározza a kommunikációs tartományt és a tárgyak műszeres észlelésének lehetőségét, beleértve a Föld felszínéről történő csillagászati ​​megfigyelések lehetőségét is. A sztratoszféra és a mezoszféra optikai inhomogenitásának vizsgálatában a szürkületi jelenség fontos szerepet játszik. Például az alkonyat űrhajókról történő fényképezése lehetővé teszi az aeroszolrétegek észlelését. Az elektromágneses sugárzás légkörben való terjedésének jellemzői meghatározzák a paraméterek távérzékelésére szolgáló módszerek pontosságát. Mindezeket a kérdéseket, csakúgy, mint sok mást, az atmoszférikus optika vizsgálja. A rádióhullámok fénytörése és szórása meghatározza a rádióvétel lehetőségeit (lásd: Rádióhullámok terjedése).

A hang terjedése a légkörben a hőmérséklet és a szélsebesség térbeli eloszlásától függ (lásd Légköri akusztika). A távoli módszerekkel történő légköri érzékelés szempontjából érdekes. A rakéták által a felső légkörbe indított töltetek robbanásai gazdag információkat szolgáltattak a szélrendszerekről és a sztratoszféra és a mezoszféra hőmérsékleti változásairól. Stabilan rétegzett légkörben, amikor a hőmérséklet az adiabatikus gradiensnél (9,8 K/km) lassabb magassággal csökken, úgynevezett belső hullámok keletkeznek. Ezek a hullámok felfelé terjedhetnek a sztratoszférába, sőt a mezoszférába is, ahol gyengülnek, hozzájárulva a szél és a turbulencia növekedéséhez.

A Föld negatív töltése és az ebből eredő elektromos mező A légkör az elektromosan töltött ionoszférával és a magnetoszférával együtt globális elektromos áramkört hoz létre. Ebben fontos szerepe van a felhőképződésnek és a zivatar elektromosságnak. A villámkisülés veszélye szükségessé tette villámvédelmi módszerek kidolgozását az épületek, építmények, elektromos vezetékek és a kommunikáció területén. Ez a jelenség különös veszélyt jelent a repülésre. A villámkisülések légköri rádióinterferenciát okoznak, amelyet atmoszferikusnak neveznek (lásd: Fütyülő légkör). Az elektromos térerősség éles növekedése során fénykisülések figyelhetők meg, amelyek a földfelszín fölé kiálló tárgyak hegyein és éles sarkain, a hegyek egyes csúcsain stb. (Elma fények) jelennek meg. A légkör mindig nagyon változó mennyiségű könnyű és nehéz iont tartalmaz, az adott körülményektől függően, amelyek meghatározzák elektromos vezetőképesség légkör. A földfelszín közelében lévő levegő fő ionizálói a benne lévő radioaktív anyagok sugárzása földkéregés a légkörben, valamint a kozmikus sugarakban. Lásd még: Légköri elektromosság.

Emberi hatás a légkörre. Az elmúlt évszázadok során nőtt a koncentráció üvegházhatású gázok az emberi gazdasági tevékenység következtében a légkörben. A szén-dioxid százalékos aránya a kétszáz évvel ezelőtti 2,8-10 2-ről 2005-ben 3,8-10 2-re, a metántartalom a körülbelül 300-400 évvel ezelőtti 0,7-10 1-ről 1,8-10 -4-re nőtt 21. elejére. század; Az üvegházhatás elmúlt évszázadban bekövetkezett növekedésének mintegy 20%-a a freonokból származott, amelyek a 20. század közepéig gyakorlatilag hiányoztak a légkörben. Ezeket az anyagokat sztratoszférikus ózonlebontó anyagokként ismerik el, és előállításukat az 1987-es Montreali Jegyzőkönyv tiltja. A légkör szén-dioxid-koncentrációjának növekedését az egyre nagyobb mennyiségű szén, olaj, gáz és egyéb szén-tüzelőanyagok elégetése, valamint az erdők irtása okozza, aminek következtében a szén-dioxid felszívódása a szén-dioxid a fotoszintézis révén csökken. A metán koncentrációja nő az olaj- és gáztermelés növekedésével (a veszteségei miatt), valamint a rizstermés bővülésével és a szarvasmarha-létszám növekedésével. Mindez hozzájárul az éghajlat felmelegedéséhez.

Az időjárás megváltoztatására módszereket dolgoztak ki a légköri folyamatok aktív befolyásolására. A mezőgazdasági növények jégeső elleni védelmére szolgálnak speciális reagensekkel a zivatarfelhőkben. Léteznek módszerek a repülőtereken a köd eloszlatására, a növények fagy elleni védelmére, a felhők befolyásolására, hogy növeljék a csapadék mennyiségét a kívánt területeken, vagy a felhők szétoszlatására nyilvános rendezvények során.

A légkör tanulmányozása. Információ valamiről fizikai folyamatok a légkörben elsősorban meteorológiai megfigyelésekből nyerik, amelyeket állandó globális hálózata végez időjárási állomásokés minden kontinensen és sok szigeten található posztok. A napi megfigyelések információt szolgáltatnak a levegő hőmérsékletéről és páratartalmáról, légköri nyomásés csapadék, felhőzet, szél, stb. A napsugárzás és átalakulásainak megfigyelése aktinometriai állomásokon történik. A légkör vizsgálata szempontjából nagy jelentőséggel bírnak az aerológiai állomások hálózatai, amelyeken 30-35 km magasságig végeznek meteorológiai méréseket rádiószondákkal. Számos állomáson megfigyelik a légköri ózont, a légkör elektromos jelenségeit és a levegő kémiai összetételét.

A földi állomások adatait kiegészítik az óceánokon végzett megfigyelések, ahol „időjárási hajók” működnek, folyamatosan elhelyezve a Világóceán bizonyos területein, valamint a kutató- és egyéb hajóktól kapott meteorológiai információk.

Az elmúlt évtizedekben egyre több információt szereztek a légkörről meteorológiai műholdak segítségével, amelyeken felhők fényképezésére és a Nap ultraibolya, infravörös és mikrohullámú sugárzásának áramlásának mérésére szolgáló műszerek vannak. A műholdak lehetővé teszik a hőmérséklet függőleges profiljairól, a felhőzetről és annak vízellátásáról, a légkör sugárzási egyensúlyának elemeiről, az óceán felszínének hőmérsékletéről stb. vonatkozó információk beszerzését. A navigációs műholdak rendszeréből származó rádiójelek fénytörésének mérésével Meghatározható a sűrűség, nyomás és hőmérséklet függőleges profilja, valamint a légkör nedvességtartalma. A műholdak segítségével lehetővé vált a Föld szoláris állandójának és bolygóalbedójának értékének tisztázása, a Föld-légkör rendszer sugárzási egyensúlyának térképek készítése, a kis légköri szennyező anyagok mennyiségének és változékonyságának mérése, megoldása. számos más légkörfizikai és környezeti megfigyelési probléma.

Lit.: Budyko M.I. Klíma a múltban és a jövőben. L., 1980; Matveev L. T. Általános meteorológia tanfolyam. Légkörfizika. 2. kiadás L., 1984; Budyko M.I., Ronov A.B., Yanshin A.L. A légkör története. L., 1985; Khrgian A. Kh. Légkörfizika. M., 1986; Atmoszféra: Címtár. L., 1991; Khromov S.P., Petrosyants M.A. Meteorológia és klimatológia. 5. kiadás M., 2001.

G. S. Golitsyn, N. A. Zaiceva.