Dünyanın hava kabuğunun anlamı. Dünyanın hava kabuğunun adı nedir? Atmosferin yapısı, fiziksel özellikleri ve bileşimi. Kullanılmış literatür listesi

Gezegenimizin hava kabuğu - atmosfer - dünya yüzeyindeki canlı organizmaları Güneş'ten gelen ultraviyole radyasyonun ve diğer sert kozmik radyasyonun zararlı etkilerinden korur. Dünyayı meteorlardan ve kozmik tozdan korur. Atmosfer aynı zamanda Dünya'nın yaydığı ısının uzaya kaybolmasını önleyen bir "kıyafet" görevi de görmektedir. Atmosfer havası insanlar, hayvanlar ve bitkiler için bir solunum kaynağıdır, yanma ve ayrışma süreçlerinin hammaddesi ve kimyasalların sentezidir. Çeşitli endüstriyel ve ulaşım tesislerinin soğutulması ile insan atıklarının, yüksek ve düşük hayvan ve bitkilerin, üretim ve tüketim atıklarının boşaltıldığı bir ortamın soğutulması için kullanılan bir malzemedir.

Atmosferik havanın su ve toprakla etkileşimi, hem bir bütün olarak biyosferde hem de bireysel bileşenlerinde belirli değişikliklere yol açarak atmosferik havanın ve Dünya ikliminin bileşiminde ve yapısında istenmeyen değişiklikleri arttırır ve hızlandırır.

Bir insanın yemeksiz yaklaşık 5 hafta, susuz yaklaşık 5 gün yaşayabileceği, havasız ise 5 dakika bile yaşayamayacağı bilinmektedir. İnsanın temiz havaya olan ihtiyacı ("temiz" ile nefes almaya uygun ve insan vücudu için olumsuz sonuçları olmayan hava kastedilmektedir) 5 ila 10 l/dakika veya 12-15 kg/gün arasında değişmektedir. Buradan çevre sorunlarının çözümünde atmosferin öneminin ne kadar büyük olduğu açıkça görülmektedir.

Ekzosfer

Termosfer

alt iyonosferdeki auroralar

Mezopoz

gece parlayan bulutlar

Stratosfer

Tropopoz^

• 1,9-10 8
• 3,8-10 ^ 1,4-10 7 2,2-10" 7 3-10" 7
• 1-yu-6
• 2- 10 ^ 7-10*
• 4 10 5 0,0004

Deniz seviyesi

120-90 -60 -30 0 30 60 90 120150180 210 240 270300 330 360 390 1°

Sıcaklık, °С

Pirinç. 21. Atmosferin dikey kesiti

İnsanlık, dünyayı tamamen çevreleyen sürekli bir kabuk olan Büyük Hava Okyanusunun dibinde yaşıyor. Atmosferin en çok çalışılan bölgesi deniz seviyesinden 100 km yüksekliğe kadar uzanır. Genel olarak atmosfer birkaç alana bölünmüştür: troposfer, stratosfer, mezosfer, iyonosfer (termosfer), ekzosfer. Küreler arasındaki sınırlara duraklamalar denir (Şekil 21). Kimyasal bileşime göre, Dünya'nın atmosferi, yüzey havasına benzer bir bileşime sahip olan alt (100 km'ye kadar) homosfere ve heterojen bir kimyasal bileşime sahip olan üst hetosfere bölünmüştür. Gazlara ek olarak atmosfer, gazlı bir ortamda asılı duran toz veya su parçacıkları gibi çeşitli aerosoller içerir. Hem doğal hem de insan yapımı kökenlidirler.

Troposfer, atmosferin alt yüzey kısmıdır, yani insanlar da dahil olmak üzere çoğu canlı organizmanın yaşadığı bölgedir. Tüm atmosferin kütlesinin %80'inden fazlası bu bölgede yoğunlaşmıştır. Gücü (dünya yüzeyindeki yükseklik), dünya yüzeyinin ısınmasından kaynaklanan dikey (yükselen ve alçalan) hava akışlarının yoğunluğu ile belirlenir. Sonuç olarak, ekvatorda 16-18 km yüksekliğe, orta (ılıman) enlemlerde - 10-11 km'ye ve kutuplarda - 8 km'ye kadar uzanır. Yükseklik arttıkça hava sıcaklığında her 100 m'de ortalama 0,6 santigrat derece doğal bir düşüş yaşandı.

Troposfer kozmik ve antropojenik tozun, su buharının, nitrojenin, oksijenin ve soy gazların çoğunu içerir. İçinden geçen kısa dalga güneş ışınımına karşı pratik olarak şeffaftır. Aynı zamanda içerdiği su buharı, ozon ve karbondioksit, gezegenimizin termal (uzun dalga) radyasyonunu oldukça güçlü bir şekilde emer ve bunun sonucunda troposferde bir miktar ısınma meydana gelir. Bu, hava akımlarının dikey hareketine, su buharının yoğunlaşmasına, bulutların oluşmasına ve yağışa yol açar.

Stratosfer, troposferin üzerinde 50-55 km yüksekliğe kadar bulunur. Ozonun varlığı nedeniyle üst limitteki sıcaklık artar.

Mezosfer - bu katmanın üst sınırı yaklaşık 80 km yükseklikte sabitlenmiştir. Başlıca özelliği, üst sınırda sıcaklıktaki keskin bir düşüştür (-75° - 90 °C). Burada buz kristallerinden oluşan ve gece parlayan bulutlar olarak adlandırılan bulutlar gözlemleniyor.

İyonosfer (termosfer) 800 km yüksekliğe kadar bulunur ve sıcaklıkta önemli bir artış (1000 °C'den fazla) ile karakterize edilir. Güneşten gelen ultraviyole radyasyonun etkisi altında atmosferik gazlar iyonize durumdadır. Bu durum, gazların parıltısı gibi auroranın ortaya çıkmasıyla ilişkilidir. İyonosfer, Dünya üzerinde uzun mesafeli radyo iletişimini sağlayan radyo dalgalarını tekrar tekrar yansıtma yeteneğine sahiptir.

Ekzosfer 800 km yükseklikten 2000-3000 km yüksekliğe kadar uzanır. Bu yükseklik aralığında sıcaklık 2000 "C'ye kadar çıkmaktadır. Gazların hareket hızının 11,2 km/s kritik değerine yaklaşması çok önemlidir. Bileşimde, sözde "hidrojen" ve "helyum" atomları hakimdir. Korona gezegenimizin etrafında, 20 bin km yüksekliğe kadar uzanıyor.

Yukarıdakilerden görülebileceği gibi atmosferdeki sıcaklık çok karmaşık bir şekilde değişir (bkz. Şekil 21) ve duraklamalar sırasında maksimum veya minimum değere sahiptir. Dünya yüzeyinin üzerindeki yükselişin yüksekliği ne kadar büyük olursa, atmosfer basıncı o kadar düşük olur. Atmosferin sıkıştırılabilirliğinin yüksek olması nedeniyle basıncı ortalama 760 mm Hg değerinden düşer. Sanat. (101,325 Pa) deniz seviyesinde 2,3 -K)" mm Hg'ye kadar. Art. (0,305 Pa) 100 km yükseklikte ve yalnızca 1 -10 6 mm Hg'ye kadar Art. (1,3!0" 4 Pa ​​) 200 km yükseklikte.

Dünya yüzeyindeki atmosferik "destek" açısından yaşam koşulları, yüksek irtifalarda keskin bir şekilde farklılık gösterir, yani. stratosferin yüksekliklerinde, Dünya'daki çoğu yaşam formu koruma araçları olmadan var olamaz.

Atmosferin bileşimi rakıma göre sabit değildir ve oldukça geniş bir aralıkta değişiklik gösterir. Bunun ana nedenleri şunlardır: yerçekimi kuvveti, difüzyon karışımı, kozmik ve güneş ışınlarının etkisi ve bunların yaydığı yüksek enerjili parçacıklar (Tablo 8).

Güneş ışığı spektrumu

Tablo 8

Yer çekiminin etkisi altında, daha ağır atomlar ve moleküller atmosferin alt kısmına düşer, daha hafif olanlar ise üst kısmında kalır. Masada Şekil 9, deniz seviyesine yakın kuru havanın bileşimini göstermektedir ve Şekil 9, deniz seviyesine yakın kuru havanın bileşimini göstermektedir. Şekil 21'de atmosferin ortalama moleküler ağırlığının Dünya yüzeyinden yüksekliğe bağlı olarak değişimi gösterilmektedir.

Genel olarak, atmosferik gazların mekanik karışımı ortalama olarak nitrojenle temsil edilir - hacminin% 78'i; oksijen - %21; helyum, argon, kripton ve yukarıdaki diğer bileşenler - %1 veya daha az.

Atmosfer havasının bileşimi

Notlar: I. Ozon O, kükürt dioksit 50; Azot dioksit NO^amchiacMN^ ve CO monoksit kirleticiler formunda mevcuttur ve sonuç olarak içerikleri önemli sınırlar içinde değişebilir. 2. Mol fraksiyonu, söz konusu hava numunesindeki belirli bir bileşenin mol sayısının, bu numunedeki tüm bileşenlerin toplam mol sayısına oranı olarak anlaşılmaktadır.

Bu tür havanın ortalama moleküler ağırlığı 28,96 a'dır. e.m ve 90 km yüksekliğe kadar neredeyse değişmeden kalır. Yüksek rakımlarda moleküler kütle keskin bir şekilde azalır ve 500 km ve üzeri rakımlarda helyum, deniz seviyesinde içeriği son derece küçük olmasına rağmen atmosferin en önemli bileşeni haline gelir. Havanın ana bileşenleri (99'da % tüm bileşimin) diatomik gazlardır (oksijen 0 2 ve nitrojen 2).

Oksijen, biyosferin işleyişi için en gerekli atmosferik elementtir. Atmosferde ağırlıkça% 23'e kadar çıkabiliyorsa, o zaman suda - yaklaşık% 89 ve insan vücudunda - neredeyse% 65. Toplamda, tüm jeosferlerde - atmosfer, hidrosfer ve litosferin erişilebilir kısmında oksijen, toplam hava kütlesinin% 50'sini oluşturur. Ancak serbest durumda oksijen, miktarının 1,5 10 15 olduğu tahmin edilen atmosferde yoğunlaşır. Doğada, oksijen tüketimi ve salınımı süreçleri sürekli olarak meydana gelir. Oksijen tüketimi, insanların ve hayvanların solunumu sırasında, yanma, metallerin korozyonu ve organik kalıntıların yanması gibi çeşitli oksidatif süreçler sırasında meydana gelir. Sonuç olarak oksijen serbest durumdan bağlı duruma geçer. Bununla birlikte, bitkilerin hayati aktivitesi nedeniyle miktarı pratik olarak değişmeden kalır. Okyanus fitoplaktonunun ve kara bitkilerinin oksijenin azaltılmasında önemli rol oynadığına inanılıyor. Hizala-

Oksijen atmosferde allotropik modifikasyonlar şeklinde bulunur - 0 2 ve 0 3 (ozon). Tüm hallerde (gaz, sıvı ve katı) 0 2 paramanyetiktir ve çok yüksek bir ayrışma enerjisine sahiptir - 496 kJ/mol. Gaz halinde 0 2 renksizdir, sıvı ve katı halde açık mavi renktedir. Kimyasal olarak çok aktiftir, helyum ve neon dışındaki tüm elementlerle bileşikler oluşturur.

Ozon Oj, %10'a kadar konsantrasyonda sessiz bir elektrik deşarjında ​​0 2'den oluşan, diyamanyetik, toksik, koyu mavi (mavi) bir renge sahip bir gazdır.O'nun izleri, ultraviyole (UV) radyasyonun etkisi altında görünür. 0 2 atmosferin üst katmanlarında. Atmosferin üst katmanlarında 25-45 km yükseklikteki maksimum 0 3 konsantrasyonu, günümüzün ünlü ozon perdesini (katmanını) oluşturur.

Havanın bir diğer çok önemli ve sabit bileşeni, kütlesi% 75,5 (4 -10 15 g) olan nitrojendir. Gezegenimizdeki tüm yaşamın temeli olan proteinlerin ve azotlu bileşiklerin bir parçasıdır.

Azot N2 renksiz, kimyasal olarak aktif olmayan bir gazdır. N 2 - 2N'nin ayrışma enerjisi, 0 2'nin neredeyse iki katıdır ve 944,7 kJ/mol tutarındadır. N ve N bağının yüksek gücü, düşük reaktivitesini belirler. Ancak buna rağmen nitrojen, oksijen dahil birçok farklı bileşik oluşturur. Dolayısıyla N,0 - dinitrojen oksit nispeten inerttir, ancak ısıtıldığında N2 ve 02 ile reaksiyona girer. Azot monoksit -NO, reaksiyona göre anında ozonla reaksiyona girer:

2NO + O, = 2N0 3

N0 molekülü paramanyetiktir. L-orbitalinin elektronu, bağın güçlendirildiği nitrozonyum katyonu N0*'ı oluşturmak üzere kolayca bölünür. Azot dioksit N0, çok toksik, suyla reaksiyona girdiğinde güçlü nitrik asit oluşturur

2NOj + H.0 - HN0 3 + HNOj

Doğal koşullar altında, yukarıda tartışılan nitrojen oksitlerin oluşumu, yıldırım deşarjları sırasında ve nitrojeni sabitleyen ve protein parçalayan bakterilerin aktivitesinin bir sonucu olarak meydana gelir.

Azotlu gübrelerin (nitratlar, amonyak) kullanılması, atmosferdeki bakteri kökenli azot oksitlerin miktarında artışa yol açar. Azot oksitlerin oluşumunda doğal süreçlerin payının %50 olduğu tahmin edilmektedir.

Atmosferin bileşimi, özellikle üst katmanlardaki (troposferin üstü), kozmik ve güneş radyasyonundan büyük ölçüde etkilenir ve yüksek enerjili parçacıklar yayar.

Güneş, çok çeşitli dalga boylarında radyant enerji (bir foton akışı) yayar. Enerji e her foton ilişki tarafından belirlenir

Nerede VE- Planck sabiti; V - radyasyon frekansı, V = 1D (X - dalga boyu).

Başka bir deyişle, dalga boyu ne kadar kısa olursa radyasyonun frekansı da o kadar yüksek olur ve buna bağlı olarak enerji de o kadar büyük olur. Bir foton herhangi bir maddenin atomu veya molekülü ile çarpıştığında ayrışma, iyonlaşma vb. gibi çeşitli kimyasal dönüşümler başlatılır. Ancak bunun için belirli koşulların karşılanması gerekir: Öncelikle foton enerjisinin, foton enerjisinin gerekli olandan az olmaması gerekir. kimyasal bir bağı kırmak, bir elektronu çıkarmak vb.; ikincisi, moleküllerin (atomların) bu fotonları absorbe etmesi gerekir.

Üst atmosferde meydana gelen en önemli süreçlerden biri, foton emiliminin bir sonucu olarak oksijen moleküllerinin foto ayrışmasıdır:

Oksijen molekülündeki bağ ayrışma enerjisini (495 kJ/mol) bildiğimizde, O oluşumuna neden olan fotonun maksimum dalga boyunu hesaplayabiliriz. Bu uzunluğun 242 nm'ye eşit olduğu ortaya çıkar, bu da tüm fotonların bu özelliğe sahip olduğu anlamına gelir. ve daha kısa dalga boyları yukarıdaki reaksiyonun gerçekleşmesi için yeterli bir enerjiye sahip olacaktır.

Oksijen molekülleri ayrıca güneş spektrumundan geniş bir yelpazedeki yüksek enerjili kısa dalga radyasyonunu absorbe etme kapasitesine sahiptir. Atmosferin oksijen bileşimi (bkz. Şekil 21), yüksek rakımlarda oksijenin foto ayrışmasının ne kadar yoğun olduğunu gösterir. 400 km yükseklikte oksijenin %99'u ayrışır, O ise yalnızca %1'ini oluşturur. 130 km yükseklikte O ve O içeriği yaklaşık olarak aynıdır, daha düşük rakımlarda 0 2 içeriği O içeriğini önemli ölçüde aşmaktadır.

K molekülünün yüksek bağlanma enerjisinden (944 kJ/mol) dolayı, yalnızca çok kısa dalga boyuna sahip fotonlar bu molekülün ayrışmasına neden olacak yeterli enerjiye sahiptir. Ayrıca, yeterli enerjiye sahip olsalar bile fotonları iyi absorbe etmez. Bunun sonucunda atmosferin üst katmanlarında N3'ün foto-ayrışması çok az meydana gelir ve çok az miktarda atmosferik nitrojen oluşur.

Buharlı su, Dünya yüzeyine yakın bir yerde bulunur ve halihazırda 30 km yükseklikte içeriği 3 milyondur ve daha yüksek rakımlarda su buharı içeriği daha da azdır. Bu, üst atmosfere taşınan su miktarının çok az olduğu anlamına gelir. Atmosferin üst katmanlarına ulaştığında su buharı foto ayrışmaya uğrar:

N 2 0 + -> H + OH

OH + Au -> H + O

Bazı uzmanlara göre, Dünya'nın gelişiminin ilk aşamalarında, oksijen atmosferi henüz oluşmamışken, oluşumuna büyük ölçüde katkıda bulunan şey fotodisosiyasyondu.

Güneş ışınımının atmosferdeki madde molekülleri üzerindeki etkisi sonucu serbest elektronlar ve pozitif iyonlar oluşur. Bu tür işlemlere fotoiyonizasyon denir. Bunların gerçekleşebilmesi için yukarıdaki koşulların da sağlanması gerekir. Masada Şekil 10, üst atmosferde meydana gelen en önemli fotoiyonizasyon süreçlerinden bazılarını göstermektedir. Tablodan da anlaşılacağı üzere fotoiyonlaşmaya neden olan fotonlar spektrumun kısa dalga (yüksek frekans) ultraviyole kısmına aittir. Spektrumun bu kısmından gelen radyasyon Dünya yüzeyine ulaşmaz, atmosferin üst katmanları tarafından emilir.

Tablo 10

Fotoiyonizasyon işlemlerinin enerji ve dalga parametreleri

	İyonlaşma enerjisi, kJ/paspas
O ) + yu -> O/ + e

Ortaya çıkan moleküler iyonlar oldukça reaktiftir. Herhangi bir ek enerji olmadan, çeşitli yüklü parçacıklar ve nötr moleküllerle çarpıştıklarında çok hızlı tepki verirler.

En belirgin reaksiyonlardan biri, bir moleküler iyonun bir elektronla rekombinasyonudur; fotoiyonizasyonun ters reaksiyonudur. Bu, nötr bir molekülün iyonlaşma enerjisine eşit miktarda enerji açığa çıkarır. Ve eğer bu fazla enerjiyi serbest bırakmanın bir yolu yoksa, örneğin başka bir molekülle çarpışma sonucu, yeni oluşan molekülün ayrışmasına neden olur. Atmosferin üst katmanlarında madde yoğunluğunun çok düşük olması nedeniyle moleküller arası çarpışma ve enerji aktarımı olasılığı çok düşüktür. Bu nedenle, elektronların moleküler iyonlarla rekombinasyon işlemlerinin neredeyse tamamı ayrışmaya yol açar:

N5 +е-> N + N1, DN

SG! +s->o + o,dn

G^O"+c->N + O, DN

Üst atmosferde bulunan atomik nitrojen esas olarak dissosiyatif rekombinasyonun bir sonucu olarak oluşur.

Moleküler bir iyon nötr bir molekülle çarpıştığında aralarında elektron transferi meydana gelebilir, örneğin

N,+ 0,-» И 2 + 0',

Bu tür reaksiyona denir yük transfer reaksiyonu.

Böyle bir reaksiyonun gerçekleşebilmesi için elektron kaybeden molekülün iyonlaşma enerjisinin, molekülün yük aktarımı sonucu oluşan iyonlaşma enerjisinden daha az olması gerekir. Tablodan da anlaşılacağı üzere. Şekil 10'da O'nun iyonlaşma enerjisi N2'ninkinden azdır, yük transfer reaksiyonu ekzotermiktir, fazla enerji ortaya çıkan ürünlerin kinetik enerjisi şeklinde salınır. Bu verilere göre aşağıdaki reaksiyonların da gerçekleşmesi ve ekzotermik olması gerekir (örn. DN

SG + 0,-> O + O2

Ö; + N0-» о,-+-ыо'

N2 + N0 -» + N0*

N2 molekülü, üst atmosferdeki herhangi bir parçacık arasında en yüksek iyonlaşma enerjisine sahip olduğundan, N2 iyonu, kendisiyle karşılaşan herhangi bir molekülle transfer reaksiyonlarına girme yeteneğine sahiptir. Yük aktarım reaksiyonunun hızı oldukça yüksektir, bu nedenle fotoiyonizasyon işlemi yoğun N3 iyonları oluşumuna yol açsa da bunların atmosferin üst katmanlarındaki konsantrasyonları çok düşüktür.

Yukarıdakilere ek olarak, atmosferin üst katmanlarında, etkileşim halindeki parçacıkların atom değiştirdiği reaksiyonlar meydana gelir:

O + N5 -» N0 + S GM; +0->H0+N

Bu reaksiyonlar aynı zamanda ekzotermiktir ve çok kolay ilerler. NO'nun iyonlaşma enerjisi diğer parçacıklara göre daha düşük olduğundan (bkz. Tablo 10), ortaya çıkan NO iyonları yük transfer reaksiyonu sonucu nötralize edilemez ve bu iyonun ölümünün tek nedeni dissosiyatif rekombinasyon reaksiyonudur. . NO iyonunun atmosferin üst katmanlarında en geniş dağılımının nedeni budur.

Atmosferin üst katmanları toplam kütlesinin oldukça küçük bir bölümünü oluştursa da, içinde meydana gelen kimyasal reaksiyonlar nedeniyle yaşam süreçlerinin oluşması için koşulların yaratılmasında önemli rol oynayan atmosferin bu bölgesidir. gezegenimizde. Dünya yüzeyini kozmik ışın akışının ve tüm canlı organizmalar için yüksek enerjili parçacıkların "dolu" nun yıkıcı etkilerinden koruyan gelişmiş bir "burç" rolünü oynayan, atmosferin üst katmanlarıdır. N5, 0 2 ve N0 moleküllerinin, kalıntıları dünya yüzeyine yaklaştıkça atmosferde "nötrleştirilen" kısa dalga radyasyonunun tüm hacmini filtreleyemediği unutulmamalıdır.

Kısa dalga radyasyonu için filtre olarak ozon. Atmosferde, 90 km'nin altındaki katmanlarda meydana gelen kimyasal süreçler, O'nun foto ayrışması dışında, yüksek irtifalarda gözlemlenen süreçlerden önemli ölçüde farklıdır. Mezo ve stratosferde, daha yüksek katmanların aksine, 0 2 konsantrasyonu artar, bu nedenle 0 2'nin O ile çarpışma olasılığı, 0 3 oluşumuna yol açar, keskin bir şekilde artar.

Bu süreç aşağıdaki denklemlerle açıklanmaktadır:

0 3 + VE-» 0 + 0

Ö; + m -> o, + milyon

nerede M - 0 2, K.

Bir O molekülü, O ve D molekülleriyle çarpıştığında enerji kaybedebilir. Bununla birlikte, O' moleküllerinin çoğu, dengeleyici bir çarpışmaya, yani sürecin dengesine girmeden önce 0 2 ve O'ya bozunur. 0 7 + O ^ 0 3 güçlü bir şekilde sola kaydırılır.

Ultraviyole ışınların nüfuzu

Pirinç. 22.

Ozon oluşum hızı karşıt faktörlere bağlıdır. Bir yandan, atmosferik maddenin konsantrasyonu ve dolayısıyla dengeleyici çarpışmaların sıklığı arttığından, atmosferik katmanların yüksekliği azaldıkça artar. Öte yandan, rakım azaldıkça reaksiyon sonucu oluşan atmosferik oksijen miktarı azaldığından hız azalır. Ah +Ау -> 20, yüksek frekanslı radyasyonun nüfuzunun azalması nedeniyle. Bu nedenle hacimce yaklaşık %10.5 olan maksimum ozon konsantrasyonu 40 ila 25 km yükseklikte gözlenir (Şekil 22).

Ozon oluşum süreci ekzotermiktir. Güneş'ten gelen ultraviyole radyasyon oksijen tarafından emilir - reaksiyon 0 2 + 20,

reaksiyonla termal enerjiye dönüştürülür.

Ö; + M-> 0 3 + M',DN

bu büyük olasılıkla stratosferdeki sıcaklığın stratopozda maksimuma ulaşmasıyla ilişkilidir (bkz. Şekil 22).

Ortaya çıkan ozon molekülleri çok dayanıklı değildir; ozonun kendisi güneş ışınımını emebilir ve bunun sonucunda ayrışır:

0 3 + yu -» O, + O

Bu işlemi gerçekleştirmek için yalnızca 105 kJ/mol gereklidir. Bu enerji, 1140 nm'ye kadar geniş bir dalga boyu aralığındaki fotonlar tarafından sağlanabilmektedir. Ozon molekülleri çoğunlukla 200 ila 310 nm dalga boyuna sahip fotonları emer ve bu, Dünya'daki canlı organizmalar için çok önemlidir. Bu aralıktaki radyasyon diğer parçacıklar tarafından ozon kadar güçlü bir şekilde emilmez. Yüksek enerjili kısa dalga fotonlarının atmosferden geçerek dünya yüzeyine ulaşmasını engelleyen şey, stratosferdeki ozon tabakasının varlığıdır. Bilindiği gibi bu radyasyonun varlığında bitki ve hayvanlar yaşayamaz, dolayısıyla “ozon kalkanı” Dünya'daki yaşamın korunmasında önemli bir rol oynamaktadır.

Doğal olarak “ozon kalkanı” ultraviyole radyasyona karşı kesinlikle aşılmaz bir engel değildir; yaklaşık yüzde biri Dünya yüzeyine ulaşır. Penetran radyasyonun artmasıyla birlikte bazı canlı organizmaların genetik mekanizmalarında bozukluklar meydana gelir ve insanlarda çeşitli cilt hastalıkları daha aktif hale gelir. Ozon kimyasal olarak çok aktiftir ve bu nedenle yalnızca Güneş'ten gelen ultraviyole radyasyonla etkileşime girmez. Azot oksitler, ozon döngüsünde önemli bir rol oynar ve katalizör görevi görerek ozonun ayrışma hızını artırır:

0 3 + НО-> N0.4-0,

N02+ O -» N0 + 02 0 3 + 0-> 20 3

Özellikle belirli uçak türlerinin çalışması sırasında ortaya çıkan yüksek sıcaklıkların ozonun tahribatı üzerinde büyük etkisi vardır. Bu durumda reaksiyon meydana gelir:

O, + N2 PRN > 2N0, DN > O

Kloroflorometanların (freonlar) ozon üzerindeki etkisi oldukça tartışmalıdır, ancak her durumda bu bileşikleri, ozon, nitrojen, atomik oksijen ve ultraviyole radyasyonu atmosferin farklı katmanlarında içeren olası reaksiyonlar üzerinde durmak gerekir.

Atmosferin üst katmanlarında, kısa dalga ultraviyole radyasyonun varlığında, kloroflorometanları içeren bir dizi reaksiyon meydana gelir, özellikle 190 ila 225 nm dalga boyuna sahip fotonların etkisi, kloroflorometanların oluşumuyla fotolizine yol açar. birkaç düzine farklı bileşik ve radikalden oluşur; örneğin:

CFCL +Av-» CFC+C1

Prensipte reaksiyon burada bitmez ve CF x Cl3x'in daha fazla fotokimyasal ayrışması yine serbest klorun oluşmasıyla mümkündür.

Klorun yaklaşık 30 km yükseklikte maksimum hızda salındığı tespit edilmiştir ve bu, tam olarak maksimum ozon konsantrasyonlarının olduğu bölgedir.

Oluşan serbest atomik klor ozonla çok hızlı reaksiyona girer:

C1 +0,-> SY + o,

C1 + 20C1 + O,

Son iki tepki ve tepkiler:

Ah, +HAYIR->HAYIR, +Ah,

genellikle ozonun ve atomik oksijenin yok olmasına yol açar ve pratikte sabit bir nitrojen monoksit ve atomik klor içeriğine yol açar.

Klor monoksit nitrojen oksitlerle reaksiyona girebilir:

SJ + N0 -> C1 + N0,

C10 + N0, -» CİNO,

Klorlu nitrat, ultraviyole radyasyonun etkisi altında veya atomik oksijenle reaksiyona girerek ayrışabilir:

CINO, -» O -> O, + SY + N0

Klor monoksit içeren reaksiyonlar özellikle önemlidir çünkü nitrojen ve klor bileşiklerini ozon imha döngüsünden etkili bir şekilde uzaklaştırırlar. Metan ve hidrojenin benzer bir etkisi vardır:

Pirinç. 23.

C1 + CH, -> HC1 + CH,

a + n g -> ns1 + n

Hidrojen klorürün bir kısmı hidroksit ile reaksiyona girerek kloru atomik durumuna döndürür:

NSN-OH -> H,0 +C1

ancak HC1'in büyük kısmı troposfere aktarılır ve burada su buharı veya sıvı suyla karışarak hidroklorik asite dönüşür.

Yukarıda tartışılan reaksiyonlar, doğal ve insan yapımı kaynaklardan reaktiflerin atmosfere girmesi nedeniyle atmosferde meydana gelir ve değişen reaktif konsantrasyonları ile bu süreç, dünya atmosferinin oluşumu ve varlığının tüm tarihine eşlik etmiştir. Gerçek şu ki, kloroflorometanlar doğal koşullar altında bile oluşabilmektedir, bu nedenle asıl soru yukarıda açıklananlara benzer etkileşim reaksiyonlarının varlığı değil, atmosferin oluşan ve yok edilen bileşenlerinin reaksiyonlara giren yoğunluğu ve hacmi ile ilgilidir. esas olarak gezegenimizdeki yaşam süreçlerinin geçişi için en uygun koşulları sağlayanlar.

Atmosferin termal rejimi ve Dünya'nın yüzey bölgesi. Dünya yüzeyine ulaşan ve aynı zamanda atmosferi ısıtan termal enerjinin ana kaynağı doğal olarak Güneş'tir. Ay, yıldızlar ve diğer gezegenler gibi kaynaklar

ihmal edilebilir miktarda ısı verin. Oldukça dikkat çekici ama aynı zamanda çok da büyük olmayan bir kaynak, Dünya'nın ısıtılmış iç kısmıdır (Şekil 23).

Güneş'in uzaya ısı, ışık, ultraviyole ve diğer ışınlar şeklinde muazzam enerji yaydığı bilinmektedir. Belirli radyasyon türlerinin atmosferde meydana gelen kimyasal reaksiyonlar ve çeşitli bileşiklerin oluşumu üzerindeki etkisi yukarıda tartışılmıştır.

Genel olarak Güneş'in yayılan enerjisinin tamamına denir. Güneş radyasyonu. Dünya bundan çok küçük bir pay alıyor - iki milyarda biri, ancak bu hacim, yaşam da dahil olmak üzere Dünya'da bilinen tüm süreçleri gerçekleştirmek için yeterli.

Güneş radyasyonu doğrudan, dağınık ve toplam olarak ayrılır.

Açık, bulutsuz havalarda dünya yüzeyine olan etki ve ısınması şu şekilde tanımlanır: dümdüz radyasyon. Ultraviyole radyasyon yoluyla doğrudan radyasyon, örneğin insan ve hayvan derisinin pigmentasyonunu ve canlı organizmalardaki diğer bazı olayları etkiler.

Güneş ışınları atmosferden geçerken pusları içindeki çeşitli moleküller, toz ve su damlacıklarıyla karşılaşıp düz bir yoldan saparak güneş ışınımının dağılmasına neden olur. Bulanıklık miktarına, havanın nem derecesine ve toz içeriğine bağlı olarak dağılım derecesi %45'e ulaşır. Anlam dalgın radyasyon oldukça büyüktür - genellikle çeşitli kabartma elemanlarının aydınlatma derecesini ve ayrıca gökyüzünün rengini belirler.

Toplam radyasyon buna göre doğrudan ve dağınık radyasyondan oluşur.

Güneş ışığının yer yüzeyine geliş açısı radyasyonun yoğunluğunu belirler ve bu da gün içindeki hava sıcaklığını etkiler.

Güneş ışınımının Dünya yüzeyine dağılımı ve atmosferik havanın ısınması, gezegenin küreselliğine ve dünyanın ekseninin yörünge düzlemine eğimine bağlıdır. Ekvator ve tropik enlemlerde Güneş yıl boyunca ufkun üzerinde yüksekte bulunur; orta enlemlerde yüksekliği yılın zamanına göre değişir ve Antarktika ve Arktik bölgelerde Güneş hiçbir zaman ufkun üzerine çıkmaz. Bu genellikle atmosferdeki güneş enerjisinin yayılma derecesini etkiler, bunun sonucunda tropik bölgelerde orta veya yüksek enlemlere göre Dünya yüzeyinin birim alanı başına daha fazla miktarda güneş ışınları bulunur. Bu nedenle radyasyon miktarı yerin enlemine bağlıdır: Ekvatordan uzaklaştıkça dünya yüzeyine daha az ulaşır.

Güneş radyasyonu 100%

/// /V /// /// /// /// /V /// /// /// />/ /LG //u /u/

Emilim

toprak

Pirinç. 24. Gündüz saatlerinde dünya yüzeyindeki güneş ışınımının dengesi

(T.K. Goryshina, 1979)

Dünyanın acil hareketi aynı zamanda alınan radyant enerji miktarını da etkiler. Orta ve yüksek enlemlerde miktarı yılın zamanına bağlıdır. Bilindiği gibi Kuzey Kutbu'nda Güneş 6 ay (daha doğrusu 186 gün) boyunca ufkun ötesine batmaz ve gelen ışınım enerjisinin miktarı ekvatordakinden daha fazladır. Ancak güneş ışınlarının geliş açısı küçük olduğundan güneş ışınımının önemli bir kısmı atmosferde dağılır. Bu bakımdan hem Dünya'nın yüzeyi hem de atmosferin kendisi biraz ısınıyor. Kışın Arktik ve Antarktika enlemlerinde Güneş ufkun üzerine yükselmez ve bu nedenle güneş ışınımı dünya yüzeyine hiç ulaşmaz.

Rölyefin özellikleri, sağlamlığı, yüzeyin mutlak ve göreceli yükseklikleri, okyanusların yüzeyi de dahil olmak üzere dünya yüzeyinin yanı sıra atmosfer tarafından "algılanan" güneş radyasyonunun miktarı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. , yamaçların "açıklığı" (yani Güneş'e "yönelimleri"), hatta bitki örtüsünün varlığı veya yokluğu ve karakteri, ayrıca dünya yüzeyinin "rengi". İkincisi değere göre belirlenir apbedo, genellikle birim yüzeyden yansıyan ışık miktarını ifade eder ve bazen albedo miktarı olarak tanımlanır.

Bir cismin veya cisimler sisteminin yansıması, genellikle gelen ışığın enerjisinin dünya yüzeyine geri yansıyan kısmı (% olarak) olarak kabul edilir.

Dünya yüzeyinin yansıtıcılığının büyüklüğü, örneğin üzerindeki kar örtüsünün varlığından, saflığından vb. etkilenir.

Tüm bu faktörlerin birleşimi, Dünya yüzeyinde güneş ışınımının büyüklüğünün ve yoğunluğunun aynı olacağı ve zamanla değişmediği pratikte hiçbir yer olmadığını göstermektedir (Şekil 24).

Toprağın ve suyun ısıtılması, onları "oluşturan" malzemelerin ısı kapasitesindeki farklılıklar nedeniyle çok farklı şekilde gerçekleşir. Arazi oldukça çabuk ısınır ve soğur. Okyanus ve denizlerdeki su kütleleri yavaş ısınır ancak ısıyı daha uzun süre korur.

Karada, güneş radyasyonu yalnızca toprağın ve alttaki kayaların yüzey katmanını ısıtır, ancak temiz suda ısı önemli derinliklere nüfuz eder ve ısıtma işlemi daha yavaş ilerler. Buharlaşmanın önemli bir etkisi vardır, çünkü uygulanması büyük miktarda gelen termal enerji tüketir. Isıtılan suyun hacminin, ısıtılan toprağın hacminden önemli ölçüde daha fazla olması nedeniyle suyun soğuması yavaş gerçekleşir. Üst ve alt katmanlardaki sıcaklık değişimlerinden dolayı su kütleleri sürekli “karışma” halindedir. Daha yoğun ve daha ağır olan soğutulmuş üst katmanlar aşağıya doğru iner ve bunları karşılamak için daha sıcak su aşağıdan yükselir. Denizlerin ve okyanusların suları, biriken ısıyı kara yüzeyine göre daha "ekonomik" ve eşit şekilde harcar. Sonuç olarak, deniz ortalama olarak her zaman karadan daha sıcaktır ve su sıcaklığındaki dalgalanmalar hiçbir zaman kara sıcaklığındaki dalgalanmalar kadar keskin olmaz.

Ortam hava sıcaklığı. Herhangi bir şeffaf cisim gibi hava da güneş ışığı içinden geçtiğinde çok az ısınır. Havanın ısıtılması, ısıtılmış toprak veya su yüzeyinin verdiği ısı nedeniyle gerçekleştirilir. Sıcaklığı artan ve bunun sonucunda kütlesi azalan hava, ısısını onlara aktardığı atmosferin daha yüksek soğuk katmanlarına yükselir.

Hava yükseldikçe soğur. 10 km yükseklikte hava sıcaklığı hemen hemen her zaman sabittir ve -45 "C'ye ulaşır. Hava sıcaklığındaki yükseklikle birlikte doğal azalma, bazen sıcaklık inversiyonu (sıcaklığın yeniden düzenlenmesi) olarak adlandırılan durumla bozulur. İnversiyonlar keskin düşüşler veya değişikliklerle meydana gelir. Dünya yüzeyinin ve bitişik havanın sıcaklıklarındaki artışlar, bazen soğuk havanın dağ yamaçları boyunca vadilere doğru hızlı bir şekilde “akmasını” temsil eder.

Atmosfer havası günlük sıcaklık değişimleriyle karakterize edilir. Gün boyunca Dünya'nın yüzeyi ısınır ve ısıyı çevredeki havaya aktarır; geceleri ise süreç tersine döner.

En düşük sıcaklıklar geceleri değil, gün doğumundan önce, dünya yüzeyinin ısısını çoktan bıraktığı zamanlarda görülür. Aynı şekilde en yüksek hava sıcaklıkları 2-4 saat gecikmeyle öğleden sonraları belirlenmektedir.

Dünyanın farklı coğrafi bölgelerinde, sıcaklıkların günlük değişimi farklıdır; ekvatorda, denizlerde ve deniz kıyılarına yakın yerlerde, hava sıcaklığı dalgalanmalarının genlikleri çok küçüktür ve örneğin çöllerde, Dünya'nın gündüzleri. yüzey yaklaşık 60 ° C'ye kadar ısınır ve geceleri neredeyse 0 ° C'ye düşer, yani. sıcaklıkların günlük "değişimi" 60 ° C'dir.

Orta enlemlerde, gündönümü günlerinde (kuzey yarımkürede 22 Haziran ve güneyde 21 Aralık) Dünya'ya en fazla miktarda güneş radyasyonu ulaşır. Bununla birlikte, en sıcak aylar Haziran (Aralık) değil, Temmuz (Ocak), çünkü güneş ışınımının önemli bir bölümünü tüketen dünya yüzeyinin gerçek ısınması Haziran (Aralık) ayında ve Temmuz (Aralık) aylarında meydana gelir. ) Gelen güneş ışınımı miktarındaki kayıp sadece telafi edilmekle kalmaz, aynı zamanda ısıtılmış dünya yüzeyinden gelen ısı şeklinde de onu aşar. Benzer şekilde en soğuk ayın neden Aralık (Haziran) değil de Ocak (Temmuz) olduğunu açıklayabiliriz. Denizde suyun daha yavaş soğuması ve ısınması nedeniyle en sıcak ay Ağustos (Şubat), en soğuk ay ise Şubat (Ağustos)'tur.

Bir yerin coğrafi enlemi hava sıcaklığının yıllık genliğini etkiler. Ekvator kesimlerinde sıcaklık yıl boyunca hemen hemen sabittir ve ortalama 23°C'dir. En yüksek yıllık genlikler, kıtaların derinliklerinde orta enlemlerde bulunan bölgelerin karakteristiğidir.

Her alan kendi mutlak ve ortalama hava sıcaklıklarıyla karakterize edilir. Mutlak sıcaklıklar, meteoroloji istasyonlarındaki uzun süreli gözlem verilerine dayanarak belirlenir. Örneğin, dünyanın en sıcak yeri Libya Çölü'nde (+58 °C), en soğuk yeri ise Antarktika'dadır (-89,2 °C). Ülkemizde en düşük sıcaklık -70,2 C ile Doğu Sibirya'da (Oymyakon köyü) kaydedildi.

Belirli bir alan için ortalama sıcaklık, ilk olarak günün gününe göre, saat 1:00, 7:00, 13:00 ve 19:00'daki termometrik belirlemelere göre, yani günde dört kez hesaplanır; Daha sonra günlük ortalama verilere dayanarak aylık ortalama ve yıllık ortalama sıcaklıklar hesaplanır.

Pratik amaçlar için izoterm haritaları yapılır; bunların arasında en gösterge niteliğinde olanlar Ocak ve Temmuz aylarının izotermleridir, yani en sıcak ve en soğuk aylar.

Atmosferde su. Atmosferi oluşturan gazlar arasında okyanusların ve kıtaların yüzeyinden suyun buharlaşması sonucu oluşan su buharı da bulunur. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa kapasite de o kadar büyük olur

buhar, buharlaşma o kadar güçlü olur. Buharlaşma oranı rüzgar hızı ve karadaki arazinin yanı sıra doğal olarak sıcaklık dalgalanmalarından da etkilenir.

Sıcaklığa maruz kaldığında herhangi bir yüzeyden belirli miktarda su buharı salma yeteneğine ne ad verilir? oynaklık. Bu koşullu buharlaşma değeri, hava sıcaklığından ve içindeki su buharı miktarından etkilenir. Minimum değerler kutup ülkeleri ve ekvator için, maksimum buharlaşma ise tropikal çöller için kaydedildi.

Hava, doymuş hale geldiğinde belirli bir noktaya kadar su buharını kabul edebilir. Havanın daha fazla ısıtılmasıyla tekrar su buharını, yani doymamış hale gelebilir. Doymamış hava soğuduğunda doymuş hale gelir. Sıcaklık ile belirli bir anda havada bulunan su buharı içeriği (1 m5 başına g cinsinden) arasında mutlak nem adı verilen bir ilişki vardır.

Belirli bir anda havada bulunan su buharı miktarının, belirli bir sıcaklıkta içerebileceği su buharı miktarına oranına denir. bağıl nem (%).

Havanın doymamış durumdan doymuş duruma geçiş anına denir çiğ noktası. Hava sıcaklığı ne kadar düşük olursa, içerebileceği su buharı da o kadar az olur ve bağıl nem de o kadar yüksek olur. Bu, hava soğuk olduğunda çiğ noktasının çiğ noktasına daha hızlı ulaştığı anlamına gelir.

Çiy noktası oluştuğunda, yani hava tamamen su buharına doyduğunda, bağıl nem 100'e yaklaştığında %, su buharının yoğunlaşması meydana gelir, suyun gaz halindeki durumdan sıvı duruma geçişi.

Dolayısıyla, su buharının yoğunlaşması işlemi, ya nemin güçlü bir şekilde buharlaşması ve havanın su buharı ile doyması ile ya da hava sıcaklığı ve bağıl nemde bir azalma ile meydana gelir. Sıfırın altındaki sıcaklıklarda, sıvı durumu atlayan su buharı buz ve kar kristallerine, yani katı duruma dönüşür. Bu süreç denir su buharının süblimleşmesi.

Su buharının yoğunlaşması ve süblimleşmesi yağış kaynağı olan işlemlerdir. Atmosferdeki su buharı yoğunlaşmasının en belirgin belirtilerinden biri, genellikle onlarca ve yüzlerce metreden birkaç kilometreye kadar olan yüksekliklerde bulunan bulutların oluşmasıdır. Su buharı ile yukarı doğru sıcak hava akışı, bulutun sıcaklığıyla ilişkili olan su damlacıkları veya buz ve kar kristallerinden oluşan bulutların oluşumu için koşullarla atmosferin katmanlarına girer. Buz ve kar kristalleri ve su damlacıkları o kadar küçük bir kütleye sahiptir ki, yükselen hava akımlarının çok zayıf olması durumunda bile havada asılı kalabilirler.

Bulutların pek çok faktöre bağlı olan çeşitli şekilleri vardır: yükseklik, rüzgar hızı, nem vb. En iyi bilinenleri kümülüs, cirrus ve stratus ile bunların çeşitleridir. Su buharına aşırı doymuş ve koyu mor veya neredeyse siyah renk tonuna sahip bulutlara denir. bulutlar. Gökyüzü değişen derecelerde bulutlarla kaplıdır ve 1'den 10'a kadar puanlarla ifade edilen bu dereceye denir. bulutluluk. Yüksek bulutluluk yağış koşulları yaratır.

Atmosferik yağış, dünya yüzeyinin çeşitli cisimlerin yüzeyinde yoğunlaşan yağmur, kar, sis, dolu veya çiy şeklinde aldığı her türlü katı ve sıvı fazdaki sudur. Genel olarak yağış, canlı organizmaların yaşam koşullarını önemli ölçüde etkileyen en önemli abiyotik faktörlerden biridir. Ayrıca yağış, kirleticiler de dahil olmak üzere çeşitli maddelerin çevredeki göçünü ve dağılımını belirler. Genel nem döngüsünde, atmosferdeki nem hacmi yılda 40 kez döndüğünden, en hareketli olan yağıştır. Yağmur, bir bulutun içerdiği küçük nem damlacıklarının daha büyük damlacıklara dönüşmesi ve yükselen sıcak hava akımlarının direncini aşarak yerçekiminin etkisi altında Dünya yüzeyine düşmesiyle oluşur. Toz parçacıkları içeren havada, bu toz parçacıkları yoğunlaşma çekirdeği görevi gördüğü için yoğunlaşma süreci çok daha hızlı gerçekleşir. Bağıl nemin çok düşük olduğu çöllerde su buharının yoğunlaşması ancak önemli derecede mümkündür.

rakımlarda, düşük sıcaklıklarda, ancak çölde yağmur

1 Aşağıdaki sıcaklık OC

Sıcaklık daha yüksek 0°C

Kar tanelerinin yüzeye düşecek vakti olmadığı, buharlaştığı için düşmez. Bu fenomene denir kuru yağmurlar. Sıfırın altındaki sıcaklıklarda ortaya çıkan su buharı yoğunlaştığında kar şeklinde yağış oluşur. Kar taneleri kar damlacıkları ile karıştırıldığında kar fırtınası şeklinde düşen 2-3 mm çapında küresel kartopları oluşur. Dolu oluşması için bulutun oldukça büyük olması ve alt kısmının olması gerekir. 25. Bulutlardaki dolu oluşumu paterni POZİTİF temaların BÖLGESİNDEydi - bulutların dikey gelişimi ve üstteki negatifti -

tel. Ortaya çıkan kar fırtınası yığınları yukarı doğru yükselerek küresel buz parçalarına - dolu taşlarına dönüşür. Dolu taşlarının boyutu yavaş yavaş artar ve yer çekiminin etkisi altında yükselen hava akımlarının kuvvetlerinin üstesinden gelerek dünya yüzeyine düşer. Dolu taneleri farklı boyutlarda olabilir: bezelyeden tavuk yumurtasına kadar (Şek. 25).

Çiğ, don, sis, kırağı, buz gibi yağışlar atmosferin üst katmanlarında değil, yer katmanında oluşur. Dünyanın yüzeyindeki sıcaklığın azalması koşullarında, hava her zaman çeşitli nesnelerin üzerine çöken su buharını tutamaz. çiy, ve eğer bu nesnelerin negatif bir sıcaklığı varsa, o zaman formda don. Soğuk nesneler sıcak havaya maruz kaldığında don - gevşek buz ve kar kristallerinden oluşan bir kaplama. Atmosferin yüzey katmanında önemli miktarda su buharı olduğunda, sis. Yağışların etkisiyle yer yüzeyinde buz tabakası oluşmasına ne ad verilir? Kara buz, bu arada buzlu koşullar Düşen ve düştükçe donan sıvı yağışı anlayın.

Çeşitli yağış türlerinin ortaya çıkmasının ana koşulları hava sıcaklığı, atmosferik dolaşım, deniz akıntıları, rahatlama vb.'dir. Yağışların dünya yüzeyine dağılımında bölgesellik vardır, aşağıdaki bölgeler ayırt edilir:

• nemli ekvatoral (yaklaşık 20° Kuzey ve 20" G arasında): Amazon Nehri havzalarını, Kongo Nehri'ni, Gine Körfezi kıyılarını, Hint-Malaya bölgesini içerir; 2000 mm'den fazla şelaleler burada, en büyüğü Kauan Adası'nda (Hawaii Adaları) - 11.684 mm ve Cherrapunja'da (Himalayaların güney yamaçları) - 11.633 mm yağış miktarı düşüyor; bu bölgede dünyadaki en zengin bitki örtüsü türlerinden biri olan nemli ekvator ormanları vardır (daha fazla) 50.000 tür);
• Tropikal bölgelerin kuru bölgeleri (20°K ve 40°G arası) - burada aşağıya doğru hava akışlarının olduğu antisiklonik koşullar hakimdir. Kural olarak yağış miktarı 200-250 mm'den azdır. Bu nedenle dünyadaki en geniş çöller bu bölgelerde yoğunlaşmıştır (Sahra, Libya, Arap Yarımadası çölleri, Avustralya vb.). Dünyanın en düşük ortalama yıllık yağış miktarı (yalnızca 0,8 mm) Atacama Çölü'nde (Güney Amerika) kaydedildi;
• ılıman enlemlerin nemli bölgeleri (40° K ve 60° G arasında) - önemli miktarda yağış (500 mm'den fazla) hava kütlelerinin siklonik aktivitesinden kaynaklanır. Böylece, Avrupa ve Kuzey Amerika'nın orman bölgesinde yıllık yağış 500 ila 1000 mm arasında değişmekte, Uralların ötesinde 500 mm'ye düşmekte, ardından Uzak Doğu'da muson aktivitesi nedeniyle tekrar 1000 mm'ye çıkmaktadır;
• her iki yarım kürenin kutup bölgeleri, önemsiz miktarda yağışla (ortalama 200-250 mm'ye kadar) karakterize edilir; Bu yağış minimumları, düşük hava sıcaklıkları, ihmal edilebilir buharlaşma ve antisiklonik atmosferik sirkülasyonla ilişkilidir. Son derece zayıf bitki örtüsüne (çoğunlukla yosunlar ve likenler) sahip kutup çölleri vardır. Rusya'da en fazla yağış Büyük Kafkasya'nın güneybatı yamaçlarına düşer - yaklaşık 4000 mm (Achishko Dağı - 3682 mm) ve en az olanı kuzeydoğudaki tundralara (yaklaşık 250 mm) ve Hazar çöllerine (daha az) düşer. 300 mm'den fazla).

Atmosferik basınç. +4 ° C sıcaklıkta deniz seviyesinde 1 m3 havanın kütlesi ortalama 1,3 kg'dır ve bu, atmosferik basıncın varlığını belirler. İnsan da diğer canlılar gibi dengeleyici bir iç basınca sahip olduğundan bu baskının etkilerini hissetmez. 45° enleminde, deniz seviyesine eşit yükseklikte, +4°C sıcaklıktaki atmosfer basıncı normal kabul edilir, 1013 hPa veya 760 mm Hg'ye karşılık gelir. Sanat. veya 1 atm'dir. Doğal olarak atmosfer basıncı yükseklikle birlikte azalır ve bu ortalama olarak her 8 m yükseklik için 1 hPa'dır. Basıncın hava yoğunluğuna bağlı olarak değiştiği, bunun da sıcaklığa bağlı olduğu söylenmelidir. Özel olarak

Döndürme

Dünyanın Kuzey Kutbu

Pirinç. 26.

Alikal haritalarda aynı basınç değerlerine sahip çizgiler gösterilir; bunlar izobar haritalarıdır. Aşağıdaki iki model tespit edilmiştir:

• basınç ekvatordan kutuplara doğru bölgesel olarak değişir; ekvatorda düşük, tropik bölgelerde (özellikle okyanusların üzerinde) yüksektir, ılıman bölgelerde mevsimden mevsime değişir; kutupta - arttı;
• Kıtalar üzerinde kışın artan basınç, yazın ise düşük basınç oluşur - Şekil. 27. Rüzgar erozyonu (Şekil 26).

Rüzgâr. Atmosfer basıncındaki farklardan dolayı havanın hareketine denir. rüzgar tarafından. Rüzgar hızı türlerini belirler; örneğin sakinlik Rüzgar hızı sıfır olan ve hızı 29 m/s'nin üzerinde olan rüzgara rüzgar denir. kasırga. Antarktika'da 100 m/s'yi aşan en yüksek rüzgar hızı kaydedildi. Pratik amaçlar için, çeşitli mühendislik, çevre ve diğer sorunları çözerken, sözde pusula gülleri(Şek. 27).

Atmosferin alt katmanlarındaki ana hava akışlarının yönlerinde bazı genel modeller tespit edilmiştir:

• Tropikal ve subtropikal yüksek basınç alanlarından, ana hava akışı ekvatora doğru sabit düşük basınç alanına doğru hareket eder; Dünya döndüğünde, bu akışlar kuzey yarımkürede sağa, güney yarımkürede sola doğru yönlendirilir; sürekli rüzgarlardan oluşan bu akımlara denir Ticaret rüzgarları;
• Tropikal havanın belirli bir kısmı ılıman enlemlere doğru hareket eder; Bu süreç özellikle yaz aylarında etkindir, çünkü ılıman enlemlerde yaz aylarında basınç genellikle düşüktür. Bu akış aynı zamanda Dünya'nın dönüşüne bağlı olarak yönlendirilir, ancak yavaş ve kademelidir; genel olarak, batıya doğru hava taşımacılığı her iki yarım kürenin ılıman enlemlerinde baskındır;
• Hava, yüksek basınçlı kutup alanlarından orta enlemlere doğru hareket ederek kuzey yarımkürede kuzeydoğuya, güney yarımkürede ise güneydoğuya doğru hareket eder.

Yukarıda açıklanan gezegen rüzgarlarına ek olarak, musonlar - Mevsimlere göre yön değiştiren rüzgarlar: Kışın rüzgarlar karadan denize, yazın ise denizden karaya esmektedir. Bu rüzgarların yönlerinde de Dünya'nın dönmesinden dolayı sapmalar vardır. Muson rüzgarları özellikle Uzak Doğu ve Doğu Çin'in karakteristik özelliğidir.

Gezegensel rüzgarlara ve musonlara ek olarak yerel veya bölgesel rüzgarlar da vardır: esintiler- kara rüzgarları; saç kurutma makineleri - dağ yamaçlarının ılık kuru rüzgarları; sıcak rüzgarlar- kuru ve çok sıcak çöl ve yarı çöl rüzgarları; bora (sarma, chipuk, mistral) - dağ bariyerlerinden gelen yoğun soğuk rüzgarlar.

Rüzgar, organizmaların yaşam koşullarını önemli ölçüde şekillendiren, hava ve iklim oluşumunu etkileyen önemli bir abiyotik faktördür. Ayrıca rüzgar, oldukça umut verici alternatif enerji kaynaklarından biridir.

Hava durumu, belirli bir zaman ve yerde atmosferin alt katmanının durumudur. Havanın en karakteristik özelliği değişkenliği, daha doğrusu sürekli değişimidir. Bu, en sık ve en açık şekilde hava kütleleri değiştiğinde kendini gösterir. Hava kütlesi, belirli bir sıcaklığa, yoğunluğa, neme, şeffaflığa vb. sahip, hareket eden devasa bir hava hacmidir.

Oluşum yerine bağlı olarak arktik, ılıman, tropikal ve ekvator hava kütleleri ayırt edilir. Oluşum yeri ve süresi, üstlerinde bulunan hava kütlelerinin özelliklerini etkiler. Örneğin, hava kütlelerinin nemi ve sıcaklığı, bunların bir kıta veya okyanus üzerinde kışın veya yazın oluşmasından etkilenir.

Rusya ılıman bölgede yer almaktadır, bu nedenle batısında deniz ılıman hava kütleleri hakimdir ve bölgenin geri kalanının çoğunda - kıtasal olanlar; Arktik hava kütleleri Kuzey Kutup Dairesi'nin ötesinde oluşur.

Troposferdeki çeşitli hava kütlelerinin buluşması, 1000 km uzunluğa ve birkaç yüz metre kalınlığa kadar geçiş bölgeleri (atmosfer cepheleri) oluşturur. Sıcak hava soğuk hava üzerinde hareket ettiğinde sıcak bir cephe oluşur ve hava kütlesi ters yönde hareket ettiğinde soğuk bir cephe oluşur (Şekil 28, 29).

Cephelerde belirli koşullar altında çapı 3 bin km'ye varan güçlü girdaplar oluşuyor. Böyle bir girdabın merkezindeki düşük basınçta buna denir. siklon, artan - antisiklon(Şek. 30). Kasırgalar genellikle günde 700 km'ye varan hızlarla batıdan doğuya doğru hareket eder. Siklonik girdapların bir türü daha küçük fakat çok fırtınalı tropikal kasırgalardır. Merkezlerindeki basınç 960 hPa'ya düşer ve buna eşlik eden rüzgarlar kasırga kuvvetindedir (> 50 m/s), fırtına cephesi genişliği 250 km'ye kadar çıkar.

İklim, belirli bir bölgenin uzun vadeli hava durumu modeli özelliğidir. İklim, uzun vadeli önemli abiyotik faktörlerden biridir; nehirlerin rejimini, çeşitli toprak türlerinin oluşumunu, bitki ve hayvan topluluklarının türlerini etkiler

Pirinç. 28.

00 700 800 km Soğuk

Yatay mesafe ön

toplum Dünyanın yüzeyin bol miktarda ısı ve nem aldığı bölgelerinde, muazzam biyolojik verimliliğe sahip nemli, yaprak dökmeyen ormanlar yaygındır. Tropiklerin yakınında bulunan alanlar yeterli ısıyı alır, ancak çok daha az nem alır, bu da yarı çöl bitki örtüsü formlarının oluşmasına yol açar. Ilıman enlemlerin, bitki örtüsünün oldukça zor iklim koşullarına sürdürülebilir adaptasyonuyla ilişkili kendi özellikleri vardır. İklimin oluşumu esas olarak bölgenin coğrafi konumundan, özellikle su üzerindeki konumundan etkilenir.

hava

6 Sıcak hava

Gök gürültüsü bulutu

* Buz kristalleri

Sıcak Sirrus

hava Peristo'su katmanlı

Buzlu-D. - --*

kristaller . .

Mermen * ,

damla ^ ^

- ____; en Soğuk

Pirinç. 29.

Yüzeyde ve karada çeşitli hava rejimleri oluşur. Okyanustan uzaklaştıkça en sıcak ayın ortalama sıcaklığı artar, en soğuk ayın ise azalır, yani yıllık sıcaklıkların genliği artar. Böylece Nerchinsk'te sıcaklık 53,2 °C'ye ulaşırken Atlantik kıyısındaki İrlanda'da yalnızca 8,1 °C'ye ulaşıyor.

Dağlar, tepeler ve havzalar çoğunlukla özel iklim bölgeleridir ve dağ sıraları da iklim bölümleridir.

Deniz akıntıları iklimi etkiliyor, Gulf Stream'in Avrupa iklimi üzerindeki etkisinden bahsetmek yeterli. B.P. Alisov, hakim iklime göre aşağıdaki bölgeler ayırt edilir.

1. Kongo ve Amazon nehirlerinin havzalarını, Gine Körfezi kıyılarını, Sunda Adaları'nı kapsayan ekvator kuşağı; Yıllık ortalama sıcaklık 25 ila 28°C arasında değişir, maksimum sıcaklık +30°C'yi geçmez, ancak bağıl nem %70-90'dır. Yağış miktarı 2000 mm'yi aşıyor ve bazı bölgelerde 5000 mm'ye kadar çıkıyor. Yağışların yıl içindeki dağılımı aynıdır.

Yüksek

basınç

H Alçak basınç

Düşük

basınç

Yüksek

basınç

Pirinç. 30. Bir siklondaki hava hareketinin şeması (A) ve antisiklon (B)

• 2. Ekvatoral kuşak, Brezilya Dağlık Bölgesi'ni, Orta Amerika'yı, Hindustan ve Çinhindi'nin çoğunu ve Avustralya'nın kuzey kısmını kaplar. En karakteristik özellik, hava kütlelerinin mevsimsel değişimidir: yağışlı (yaz) ve kuru (kış) mevsimler ayırt edilir. Hindustan'ın kuzeydoğusundaki bu kuşakta ve Hawaii Adaları'nda, dünyadaki "en yağışlı" yerler, en fazla yağışın düştüğü yerlerdir.
• 3. Tropikal bölgenin her iki tarafında, hem okyanuslarda hem de kıtalarda yer alan tropikal bölge. Ortalama sıcaklık önemli ölçüde +30 *C'yi aşıyor (hatta +55 °C bile kaydedildi). Çok az yağış var (200 mm'den az). Dünyanın en büyük çölleri burada bulunuyor - Sahra, Batı Avustralya, Arap, ancak aynı zamanda ticaret rüzgarı bölgelerine - Büyük Antiller, Brezilya ve Afrika'nın doğu kıyılarına çok fazla yağış düşüyor.
• 4. Kuzey ve güney enlemlerinin 25. ve 40. paralelleri arasında geniş alanları kaplayan subtropikal bölge. Bu kuşak, hava kütlelerindeki mevsimsel değişikliklerle karakterize edilir: yazın tüm bölge tropik havayla, kışın ise ılıman enlemlerin havasıyla kaplıdır. Batı, orta ve doğu olmak üzere üç iklim bölgesi tanımlanmıştır. Batı iklim bölgesi Akdeniz kıyılarını, Kaliforniya'yı, orta And Dağları'nı ve güneybatı Avustralya'yı içerir - buradaki iklime Akdeniz denir (hava yazın kuru ve güneşli, kışın ise sıcak ve nemlidir). Doğu Asya ve Kuzey Amerika'nın güneydoğusunda musonların etkisi altında iklim kurulur, en soğuk ayın sıcaklığı her zaman 0 C'nin üzerindedir. Türkiye'nin doğusunda, İran'da, Afganistan'da ve Kuzey Amerika Büyük Havzası'nda kuru hava tüm yıl boyunca hakimdir: yazın tropikal, kışın tropikal, kıtasal. Yağış miktarı 400 mm'yi geçmez. Kış aylarında sıcaklık 0°C'nin altında ancak kar örtüsü olmadığında, günlük değerler 30"C'ye kadar çıkar; yıl boyunca sıcaklıklar arasında büyük farklar vardır. Burada kıtaların orta bölgelerinde çöller bulunmaktadır.
• 5. Subtropiklerin kuzey ve güneyinde, yaklaşık olarak kutup dairelerine yakın konumda bulunan ılıman bölge. Güney yarımkürede okyanus iklimi hakimdir ve kuzey yarımkürede üç iklim bölgesi vardır: batı, orta ve doğu. Batı Avrupa ve Kanada'da, güney And Dağları'nda ılıman enlemlerin nemli deniz havası hakimdir (yılda 500-1000 mm yağış). Yağışlar eşit şekilde düşer ve yıllık sıcaklık dalgalanmaları azdır. Yaz uzun ve sıcaktır; kışlar ılıman geçer, bazen yoğun kar yağışı görülür. Doğuda (Uzak Doğu, Çin'in kuzeydoğusunda) iklim muson iklimidir: Yaz aylarında, okyanus musonu girdisi nedeniyle nem ve yağış önemlidir; Kışın karasal soğuk hava kütlelerinin etkisiyle sıcaklıklar -30 °C'nin üzerine düşer. Ortada (orta

Pirinç. 31.

Rusya şeridi, Ukrayna, kuzey Kazakistan, güney Kanada) ılıman bir iklim oluşur, ancak adı oldukça keyfi olmasına rağmen, çoğu zaman kışın Arktik havası buraya çok düşük sıcaklıklarla gelir. Kış uzun ve soğuktur; kar örtüsü üç aydan fazla sürer, yazlar yağışlı ve sıcaktır; kıtanın derinliklerine doğru ilerledikçe yağış miktarı azalır (700'den 200 mm'ye). Bu bölgenin ikliminin en karakteristik özelliği, yıl boyunca keskin sıcaklık değişimleri ve bazen kuraklığa neden olan yağışların eşit olmayan dağılımıdır (Şekil 31, 32).

• 6. Arktik (alt-antarktik) kuşak; bu geçiş bölgeleri, kuzey yarımkürede ılıman bölgenin kuzeyinde, güney yarımkürede ise onun güneyinde yer alır. Mevsime göre hava kütlelerindeki değişiklik ile karakterize edilirler: yazın - ılıman enlemlerin havası, kışın - Arktik (Antarktika). Yazlar kısa, serin, en sıcak ayın ortalama sıcaklığı 12 ile 0 °C arasındadır ve az yağışlıdır (ortalama 200 mm). Kış uzun, soğuk ve çok kar yağışlıdır. Kuzey yarımkürede bu enlemlerde bir tundra bölgesi vardır.
• 7. Arktik (Antarktika) kuşağı, yüksek basınç koşulları altında soğuk hava kütlelerinin oluşumunun kaynağıdır. Bu kuşak, uzun kutup geceleri ve kutupsal geceler ile karakterize edilir.

Yaz aylarında kutup cepheleri

Yaz aylarında kutup cepheleri

kışın

Pirinç. 32. Rusya toprakları üzerindeki atmosferik cepheler

kışın

günler; kutuplarda kalma süreleri altı aya kadar ulaşıyor. Düşük sıcaklık arka planı, Antarktika ve Grönland'da kalın bir tabaka şeklinde uzanan sabit bir buz örtüsünü korur ve buz dağları - buzdağları ve buz alanları kutup denizlerinde yüzer. Mutlak minimum sıcaklıklar ve en kuvvetli rüzgarlar buraya kaydedilir (Şekil 33).

Rölyef formlarının en zengin çeşitliliği, nehirler, denizler ve göller eğitim için koşullar yaratır mikro iklim yaşam ortamının oluşması için de önemli olan arazi.

Yaşayan bir ortam olarak Dünya'nın atmosferi, hava kabuğu, yukarıda açıklanan genel özelliklerden kaynaklanan ve bu ortamın sakinlerinin ana evrim yollarına yön veren özelliklere sahiptir. Bu nedenle, yeterince yüksek bir oksijen içeriği (atmosferik havada% 21'e kadar ve hayvanların solunum sisteminde biraz daha az), yüksek düzeyde bir enerji metabolizması oluşturma olasılığını belirler. Yüksek düzeyde vücut enerjisi, dış etkenlerden yüksek derecede özerklik ve ekosistemlerdeki yüksek biyolojik aktivite ile karakterize edilen homeotermik hayvanlar, atmosferik ortamın bu temel koşullarında ortaya çıktı. Öte yandan atmosferik havanın nemi düşük ve değişkendir. Bu durum

Yanlış Tropik

KEkhny dönence

Batı rüzgarları

Doğu rüzgarları

Pirinç. 33. Kuzey Yarımküre'deki kutupsal girdap

hava ortamına hakim olma olanaklarını büyük ölçüde sınırladı ve sakinleri arasında su-tuz metabolizması sisteminin temel özelliklerinin ve solunum organlarının yapısının gelişimini yönlendirdi.

Bir yaşam alanı olarak atmosferin en önemli (I.A. Shilov, 2000) özelliklerinden biri, hava ortamının düşük yoğunluğunun olmasıdır. Sakinlerinden bahsederken, bitki ve hayvanların karasal formlarını kastediyoruz. Gerçek şu ki, habitatın düşük yoğunluğu, substratla bağlantısı olmadan hayati işlevlerini yerine getiren organizmaların var olma olasılığını kapatıyor. Bu nedenle havadaki yaşam, dünya yüzeyine yakın bir yerde meydana gelir ve atmosfere 50-70 m'den fazla yükselmez (tropikal ormanlardaki ağaç taçları). Rölyefin özelliklerini takiben, canlı organizmalar yüksek rakımlarda da bulunabilir (deniz seviyesinden 5-6 km yüksekliğe kadar), ancak Everest Dağı'nda kuşların varlığı gerçeği vardır ve likenler, bakteriler ve böcekler düzenli olarak kaydedilir. yaklaşık 7 km yükseklikte). Yüksek dağ koşulları, atmosferik basıncın kısmi basıncıyla ilişkili fizyolojik süreçleri sınırlar.

gazlar, örneğin Himalayalar'da 6,2 km'den daha yüksek bir rakımda yeşil bitki örtüsünün sınırı geçer, çünkü azalan kısmi karbondioksit basıncı fotosentetik bitkilerin gelişmesine izin vermez; hareket kabiliyetine sahip hayvanlar çok yükseklere çıkarlar.Böylece 10-11 km'ye kadar yüksekliklerde atmosferde canlı organizmaların geçici varlığı kaydedilir, rekorun sahibi uçakla çarpışan kızıl akbabadır. 12,5 km yükseklikte (I.A. Shilov, 2000); Aynı rakımlarda uçan böceklerin, 15 km yükseklikte bakteri, spor ve protozoaların bulunduğu, hatta bakterilerin 77 km yükseklikte ve canlı durumda olduğu belirtildi.

Atmosferdeki yaşam, biyolojik döngü içerisinde hareket eden madde ve enerji akışlarına göre herhangi bir dikey yapıda farklılık göstermez. Karasal ortamdaki yaşam formlarının çeşitliliği daha çok bölgesel iklim ve peyzaj faktörleriyle ilgilidir. Dünyanın küresel şekli, dönüşü ve yörünge hareketi, iklim, rahatlama gibi yaşam koşullarında benzer coğrafi alanların oluştuğu, dünya yüzeyinin çeşitli bölgelerine güneş enerjisi girişi yoğunluğunun mevsimsel ve enlemsel dinamiklerini yaratır. , su, toprak ve bitki örtüsü peyzaj-iklim bölgeleri olarak adlandırılan bölgeleri oluşturur: kutup çölleri, tundralar, ılıman ormanlar (iğne yapraklı, yaprak döken), bozkırlar, savanlar, çöller, tropik ormanlar.

Fiziksel-coğrafi ve iklimsel faktörlerden oluşan bir kompleks, her bölgedeki en temel yaşam koşullarını oluşturur ve bitki ve hayvanların bu koşullardaki hayata morfofizyolojik adaptasyonlarının evrimsel oluşumunda güçlü bir faktör olarak hareket eder.

Peyzaj-iklim bölgeleri biyojenik döngüde önemli bir rol oynamaktadır. Özellikle yeşil bitkilerin başrolü karasal ortamda açıkça ifade edilmektedir. Atmosferin şeffaflığı, güneş ışınımı akışının gezegenin yüzeyine ulaştığı durumu belirler. Bunun neredeyse yarısı 380-710 nm dalga boyuna sahip fotosentetik olarak aktif radyasyondur.

Fotosentezin enerji temelini oluşturan ışık akısının bu kısmıdır - bir yandan organik maddenin inorganik bileşenlerden oluşturulduğu bir süreç, diğer yandan açığa çıkan oksijeni kullanma olasılığını açar. Hem bitkilerin hem de heterotrofik aerobik organizmaların solunumu. Bu, Dünya üzerindeki biyolojik madde döngüsünün varlığını yansıtıyor.

Formüllerdeki yıldız işareti (2), bu molekülün mümkün olduğu kadar çabuk kurtulması gereken fazla enerji içerdiği anlamına gelir, aksi takdirde ters bir reaksiyon meydana gelir.

s = "ez-toc-section" id = "nw-3"> pan class = "ez-toc-section" id = "nw-2"> class = "ez-toc-section" id = "nw"> Venüs ve Mars arasında. Güneş sistemindeki en yoğun gezegen, dördünün en büyüğü ve yaşama ev sahipliği yaptığı bilinen tek astronomik nesnedir. Radyometrik tarihleme ve diğer araştırma yöntemlerine göre gezegenimiz yaklaşık 4,54 milyar yıl önce oluşmuştur. Dünya, uzaydaki diğer nesnelerle, özellikle Güneş ve Ay'la çekimsel olarak etkileşime girer.

Dünya birbirine bağlı olan ve gezegenimizin biyolojik ve fiziksel bileşenleri olan dört ana küre veya kabuktan oluşur. Bilimsel olarak biyofiziksel elementler olarak adlandırılırlar; yani hidrosfer (su için "hidro"), biyosfer (canlılar için "biyo"), litosfer (kara veya dünya yüzeyi için "lito") ve atmosfer (canlılar için "atmosfer"). hava). Gezegenimizin bu ana küreleri ayrıca çeşitli alt kürelere bölünmüştür.

İşlevlerini ve anlamlarını anlamak için Dünya'nın dört kabuğuna da daha ayrıntılı olarak bakalım.

Litosfer - Dünyanın sert kabuğu

Bilim adamlarına göre gezegenimizde 1386 milyon km³'ten fazla su var.

Okyanuslar Dünya'daki suyun %97'sinden fazlasını içerir. Geri kalanı ise üçte ikisi gezegenin kutup bölgelerinde ve karlı dağ zirvelerinde donmuş olan tatlı sudur. Suyun gezegen yüzeyinin çoğunu kaplamasına rağmen Dünya'nın toplam kütlesinin yalnızca %0,023'ünü oluşturması ilginçtir.

Biyosfer Dünya'nın yaşayan kabuğudur

Biyosfer bazen tek bir bütün olarak işlev gören canlı ve cansız bileşenlerden oluşan karmaşık bir topluluk olan büyük bir alan olarak kabul edilir. Ancak biyosfer çoğunlukla birçok ekolojik sistemin birleşimi olarak tanımlanmaktadır.

Atmosfer - Dünyanın hava zarfı

Atmosfer, gezegenimizi çevreleyen ve Dünya'nın yerçekimi tarafından yerinde tutulan gazların toplamıdır. Atmosferimizin çoğu, en yoğun olduğu yer olan yüzeye yakın bir yerde bulunur. Dünyanın havası %79 nitrojen ve %21'in biraz altında oksijenin yanı sıra argon, karbondioksit ve diğer gazlardan oluşur. Su buharı ve toz da Dünya atmosferinin bir parçasıdır. Diğer gezegenlerin ve Ay'ın atmosferleri çok farklıdır, bazılarının ise hiç atmosferi yoktur. Uzayda atmosfer yoktur.

Atmosfer neredeyse görünmez olacak kadar geniştir, ancak ağırlığı, tüm gezegenimizi kaplayan 10 metreden daha derin su tabakasına eşittir. Atmosferin alt 30 kilometresi toplam kütlesinin yaklaşık %98'ini içerir.

Bilim insanları, atmosferimizdeki gazların çoğunun ilk yanardağlar tarafından havaya salındığını söylüyor. O zamanlar Dünya'nın çevresinde çok az serbest oksijen vardı veya hiç yoktu. Serbest oksijen, karbon (karbon dioksit oluşturmak için) veya hidrojen (su oluşturmak için) gibi başka bir elemente bağlı olmayan oksijen moleküllerinden oluşur.

Atmosfere ilkel organizmalar, muhtemelen bakteriler tarafından serbest oksijen eklenmiş olabilir. Daha sonra daha karmaşık formlar atmosfere daha fazla oksijen kattı. Günümüz atmosferindeki oksijenin birikmesi muhtemelen milyonlarca yıl sürdü.

Atmosfer dev bir filtre gibi davranarak ultraviyole radyasyonun çoğunu emer ve güneş ışınlarının içeri girmesine izin verir. Ultraviyole radyasyon canlılar için zararlıdır ve yanıklara neden olabilir. Ancak güneş enerjisi dünyadaki tüm yaşam için gereklidir.

Dünyanın atmosferi var. Aşağıdaki katmanlar gezegenin yüzeyinden gökyüzüne kadar uzanır: troposfer, stratosfer, mezosfer, termosfer ve ekzosfer. İyonosfer adı verilen başka bir katman, mezosferden ekzosfere kadar uzanır. Ekzosferin dışında uzay vardır. Atmosfer katmanları arasındaki sınırlar açıkça tanımlanmamıştır ve enlem ve yılın zamanına bağlı olarak değişiklik gösterir.

Dünya'nın kabuklarının ilişkisi

Dört kürenin tümü tek bir yerde bulunabilir. Örneğin bir toprak parçası litosferden gelen mineralleri içerecektir. Ayrıca topraktaki nem anlamına gelen hidrosferin, böcekler ve bitkilerin oluşturduğu biyosferin ve hatta toprak havası olan atmosferin unsurları da bulunacaktır.

Tüm küreler birbirine bağlıdır ve tek bir organizma gibi birbirine bağlıdır. Bir alandaki değişiklik diğerinde de değişikliğe yol açacaktır. Dolayısıyla gezegenimizde yaptığımız her şey, (gözümüzle göremesek bile) onun sınırları içindeki diğer süreçleri etkiliyor.

Sorunlarla uğraşan insanlar için Dünyanın tüm katmanlarının birbiriyle bağlantısını anlamak çok önemlidir.

Dünyanın yüzeyi bir hava kabuğuyla çevrilidir - atmosfer Modern verilere göre 1500-2000 km boyunca onun üzerinde uzanan, yani atmosferin yüksekliği Dünya'nın yarıçapının yaklaşık 1 / 3'ü kadardır. Ancak 20.000 km yükseklikte de atmosferik havanın izleri bulundu. Toplam hava kütlesinin neredeyse yarısı, Dünya yüzeyinden ilk kilometrelerde yoğunlaşmıştır (20 km yüksekliğindeki alt katmanlarda -% 95'i ve düşük yoğunluklu üstteki katmanlarda - kütlesinin% 5'i).

Dünyanın hava kabuğu mekanik bir gaz karışımından oluşur.

Atmosfer her zaman atmosferik hacmin %3'üne kadar olan su buharının yanı sıra toz ve diğer bileşenleri de içerir. Bu nedenle havayı basitçe bir gaz karışımı olarak düşünmemek gerekir; karışımdaki iyonların ve büyük önem taşıyan daha büyük parçacıkların (toz, aerosoller) varlığını hesaba katmak gerekir.

Dünya atmosferindeki gazların, nemin ve tozun yüzdesi zamanla değişebilir. Bu değişikliklere bir yandan doğal süreçler, diğer yandan insanın ekonomik faaliyetleri neden olmaktadır.

Atmosfer tozu, 10 - 4 -10 -3 cm yarıçaplı, havada asılı kalan en küçük katı parçacıklardır.Kayaların ve toprağın tahrip edilmesi ve aşınması, volkanik patlamalar (bilinen bir durum vardır, 1833 yılında Krakatoa yanardağının patlaması sonucu 8-24 km yükseklikte oluşan toz ve 16 km kalınlığındaki tabakasının yaklaşık 5 yıl boyunca havada kalması), orman, bozkır ve turba yangınları, kozmik cisimlerin ezilmesi ( kozmik toz), vb. Atmosferdeki toz, Dünya'da meydana gelen süreçler için büyük önem taşımaktadır: su buharının yoğunlaşmasına ve dolayısıyla yağış oluşumuna katkıda bulunur, güneş ışınımını dağıtır ve böylece Dünya'yı aşırı ısınmadan korur.

Büyük şehirlerde ve sanayi merkezlerinde atmosferin doğal toz arka planına büyük miktarda çeşitli endüstriyel toz ve zararlı gazlar katılıyor. Deneysel olarak bir şehirde 1 cm3 havada 100 bin toz parçacığının olduğu, okyanus üzerinde ise yalnızca 200 toz parçacığının bulunduğu; 5 km yükseklikte, 2 m yükseklikte yani insanların yaşadığı katmana göre 1000 kat daha az toz vardır. Toz ve gazlar ya doğrudan insan vücuduna (akciğerlere ve alveollere) nüfuz edebileceğinden ya da su ve yiyecekle birlikte girebileceğinden, atmosferik kirlilik insan sağlığına zararlıdır.

Atmosferin farklı rakımlardaki bileşimi ve özellikleri aynı değildir, bu nedenle tropo, strato, mezo, termo ve ekzosfere ayrılır. Son üç katman bazen şu şekilde kabul edilir: iyonosfer.

Troposfer 1 (Şekil 3.1) kutuplarda 7 km'ye, Dünya'nın ekvatorunda 18 km'ye kadar yüksekliğe kadar uzanır. Su buharının tamamı ve atmosfer kütlesinin 4/5'i troposferde yoğunlaşmıştır. Tüm hava olayları burada gelişir. Dünyadaki hava ve iklim, atmosferdeki ısı, basınç ve su buharı içeriğinin dağılımına bağlıdır. Su buharı güneş ışınımını emer, hava yoğunluğunu artırır ve tüm yağışların kaynağıdır. Troposferin sıcaklığı yükseklikle azalır ve 10-12 km yükseklikte eksi 55 °C'ye ulaşır.

Stratosfer 2(40 km'ye kadar) troposferin yanındaki atmosfer katmanıdır. Burada sıcaklık kademeli olarak 0 °C'ye yükselir. 22-24 km yükseklikte, Güneş'ten gelen ve canlı organizmalara zararlı olan sert radyasyonun çoğunu emen maksimum ozon konsantrasyonu (ozon tabakası) vardır.

İÇİNDE mezosfer 3(80 km'ye kadar) sıcaklık eksi 60–80 С'ye düşer. Auroralara neden olan yüksek miktarda gaz iyonu vardır.

Termosfer(800 km'ye kadar) sıcaklıktaki artışla karakterize edilir. Hafif gazların (hidrojen ve helyum) ve yüklü parçacıkların içeriği artar.

İÇİNDE ekzosfer(1500–2000 km'ye kadar) atmosferik gazlar uzaya dağılır.

Dünyanın hava zarfı

1. Yüksek basınçlı tropik ve subtropikal bölgelerden, ana hava akışı ekvatora doğru, sürekli düşük basınçlı bir alana doğru akar. Dünyanın dönüşünün saptırıcı kuvvetinin etkisi altında, bu akışlar Kuzey Yarımküre'de sağa, Güney Yarımküre'de sola saptırılır. Sürekli esen bu rüzgarlara ticaret rüzgarları denir.

2. Tropikal havanın bir kısmı ılıman enlemlere doğru hareket eder. Bu hareket özellikle yaz aylarında, orada daha düşük basıncın hakim olduğu durumlarda aktiftir. Kuzey Yarımküre'deki bu hava akışları da sağa sapar ve önce güneybatı, sonra batı yönünü alır ve Güney Yarımküre'de kuzeybatı, batı yönüne dönüşür. Böylece, her iki yarım kürenin ılıman enlemlerinde, Batı hava taşımacılığı.

3. Hava, yüksek basınçlı kutup alanlarından orta enlemlere doğru hareket eder ve Güney Yarımküre'de Kuzey ve Güneydoğu'da kuzeydoğu yönünü alır.

Ticaret rüzgârları, ılıman enlemlerden esen batı rüzgârları ve kutup bölgelerinden esen rüzgârlara denir. gezegensel ve bölgesel olarak dağıtılmaktadır.

4. Bu dağılım, Kuzey Yarımküre'nin ılıman enlemlerdeki kıtalarının doğu kıyılarında bozulmaktadır. Kara ve okyanusun bitişik su yüzeyi üzerindeki mevsimsel basınç değişikliklerinin bir sonucu olarak, rüzgarlar burada kışın karadan denize, yazın ise denizden karaya eser. Mevsimlere göre yön değiştiren bu rüzgarlara muson denir. Dönen Dünya'nın saptırıcı etkisinin etkisi altında, yaz musonları güneydoğu yönünü, kış musonları ise kuzeybatı yönünü alır. Muson rüzgarları özellikle Uzak Doğu ve Doğu Çin'in karakteristik özelliğidir ve daha az ölçüde Kuzey Amerika'nın doğu kıyısında meydana gelir.

5. Gezegensel rüzgarlara ve musonlara ek olarak, yerel rüzgarlar da vardır. Alttaki yüzeyin rahatlaması ve eşit olmayan ısınması nedeniyle ortaya çıkarlar.

Esintiler- Açık havalarda su kütlelerinin kıyılarında gözlenen kıyı rüzgarları: okyanuslar, denizler, büyük göller, rezervuarlar ve hatta nehirler. Gündüzleri su yüzeyinden (deniz meltemi), geceleri karadan (kıyı meltemi) esiyorlar. Gün içerisinde karalar denizden daha fazla ısınır. Karanın üzerindeki hava yükselir, denizden gelen hava akımları yerine hücum ederek gündüz meltemi oluşturur. Tropikal enlemlerde gündüz meltemleri denizden nem ve serinlik getiren oldukça kuvvetli rüzgarlardır.

Geceleri suyun yüzeyi karaya göre daha sıcaktır. Hava yükselir ve karadan gelen hava onun yerine hücum eder. Bir gece esintisi oluşur. Genellikle gündüze göre güç bakımından daha düşüktür.

dağlarda gözlendi saç kurutma makineleri- yamaçlar boyunca esen ılık ve kuru rüzgarlar.

Hareket eden soğuk havanın yolunda alçak dağlar baraj gibi yükselirse bu durum meydana gelebilir. bor Alçak bir bariyeri aşan soğuk hava muazzam bir kuvvetle aşağıya düşer ve sıcaklıkta keskin bir düşüş meydana gelir. Bora farklı isimler altında bilinir: Baykal'da sarma, Kuzey Amerika'da - chinook, Fransa'da - mistral vb. Rusya'da bora, Novorossiysk'te özel bir güce ulaşır.

Suhovei- bunlar kuru ve sıcak rüzgarlardır. Dünyanın kurak bölgelerine özgüdürler. Orta Asya'da kuru rüzgarlara samum, Cezayir'de sirocco, Mısır'da hatsin vb. denir. Kuru rüzgarın hızı 20 m/s'ye ulaşır ve hava sıcaklığı 40 °C'dir. Kuru rüzgarlar sırasında bağıl nem keskin bir şekilde düşerek %10'a düşer. Nemi buharlaştıran bitkiler kökte kurur. Çöllerde kuru rüzgarlara sıklıkla toz fırtınaları eşlik eder.

Nüfuslu alanlar, endüstriyel işletmeler ve konutlar inşa edilirken rüzgarın yönü ve gücü dikkate alınmalıdır. Rüzgar, alternatif enerjinin en önemli kaynaklarından biridir; elektrik üretmenin yanı sıra değirmenleri, su pompalarını vb. çalıştırmak için de kullanılır.

8. Hava durumu ve tahmini

Hava durumu Belirli bir yer ve zamanda atmosferin alt katmanının durumuna denir.

En karakteristik özelliği değişkenliktir; genellikle hava gün içinde birkaç kez değişir.

Hava koşullarındaki ani değişiklikler çoğunlukla hava kütlelerindeki değişikliklerle ilişkilidir.

Hava kütlesi -Bu, belirli fiziksel özelliklere sahip devasa bir hareketli hava hacmidir: sıcaklık, yoğunluk, nem, şeffaflık.

Atmosferin alt katmanları, alttaki yüzeyle temas halindeyken bazı özelliklerini kazanır. Isıtılmış yüzeyin üzerinde sıcak hava kütleleri, soğutulmuş yüzeyin üzerinde ise soğuk hava kütleleri oluşur. Hava kütlesi, nemin buharlaştığı yüzeyin üzerinde ne kadar uzun süre kalırsa, nemi de o kadar fazla olur.

Oluşum yerine bağlı olarak hava kütleleri arktik, ılıman, tropikal ve ekvatoral olarak ayrılır. Okyanus üzerinde hava kütlelerinin oluşumu meydana gelirse bunlara deniz denir. Kışın çok nemli ve sıcak, yazın ise serindir. Kıtasal hava kütleleri düşük bağıl neme, daha yüksek sıcaklıklara sahiptir ve oldukça tozludur.

Rusya ılıman bölgede yer almaktadır, bu nedenle batıda deniz ılıman hava kütleleri hakimdir ve kıtasal hava kütleleri bölgenin geri kalanının çoğuna hakimdir. Arktik hava kütleleri Kuzey Kutup Dairesi'nin ötesinde oluşur (Şekil 39).

Pirinç. 39.

Troposferde farklı hava kütleleri temas ettiğinde, geçiş bölgeleri ortaya çıkar - atmosferik cepheler; uzunlukları 1000 km'ye ve yükseklikleri birkaç yüz metreye ulaşır.

Sıcak Ön(Şekil 40, 1), sıcak havanın soğuk havaya doğru aktif hareketi ile oluşur. Daha sonra hafif sıcak hava, geri çekilen soğuk hava kamasının üzerine akar ve arayüz düzlemi boyunca yükselir. Yükseldikçe soğuyor. Bu, su buharının yoğunlaşmasına ve cirrus ve nimbostratus bulutlarının oluşumuna ve ardından yağışa yol açar.

Bir gün içinde sıcak bir cephe yaklaştığında, onun habercisi sirüs bulutları ortaya çıkar. 7-10 km yükseklikte tüy gibi süzülüyorlar. Bu sırada atmosferik basınç azalır. Sıcak bir cephenin gelişi genellikle ısınma ve yoğun, çiseleyen yağışlarla ilişkilendirilir.

Pirinç. 40.

Soğuk cephe(Şek. 40, 2), soğuk hava sıcak havaya doğru hareket ettiğinde oluşur. Daha ağır olan soğuk hava, sıcak havanın altından akar ve onu yukarı doğru iter. Bu durumda, dağlar veya kuleler gibi biriken stratokümülüs yağmur bulutları ortaya çıkar ve onlardan gelen yağışlar, fırtına ve gök gürültülü sağanak yağış şeklinde düşer. Soğuk cephenin geçişi, daha soğuk sıcaklıklar ve daha güçlü rüzgarlarla ilişkilidir.

Bazen iki su akıntısı karşılaştığında girdaplara benzer şekilde ön cephelerde güçlü hava türbülansları oluşur. Bu hava girdaplarının çapı 2-3 bin km'ye ulaşabiliyor. Orta kısımlarındaki basınç kenarlardakinden daha düşükse bu siklon.

Siklonun orta kısmında hava yükselir ve eteklerine doğru yayılır (Şekil 41, 1). Hava yükseldikçe genişler, soğur, su buharı yoğunlaşır ve bulanıklık oluşur. Kasırgalar geçtiğinde genellikle yazın yağmur, kışın ise kar yağışıyla birlikte bulutlu bir hava oluşur.

Kasırgalar genellikle batıdan doğuya doğru ortalama 30 km/saat, yani günde 700 km hızla hareket eder.

Pirinç. 41.

Tropikal siklonlar, ılıman siklonlardan boyutlarının daha küçük olması ve olağanüstü fırtınalı havalara sahip olmaları nedeniyle farklılık gösterir. Tropikal siklonların çapı genellikle 200-500 km'dir, merkezdeki basınç 960-970 hPa'ya düşer. Bunlara hızı 50 m/s'yi bulan kasırga şiddetindeki rüzgarlar da eşlik ediyor ve fırtına bölgesinin genişliği 200-250 km'ye ulaşıyor. Tropikal siklonlarda güçlü bulutlar oluşur ve yoğun yağışlar düşer (günde 300-400 mm'ye kadar). Tropikal siklonların karakteristik bir özelliği, merkezinde yaklaşık 20 km çapında, açık havaya sahip sakin bir alanın varlığıdır.

Tam tersine merkezdeki basınç artarsa ​​bu girdaba denir. antisiklon. Antisiklonlarda, Dünya yüzeyindeki havanın çıkışı merkezden kenarlara doğru saat yönünde hareket ederek meydana gelir (Şekil 41, 2). Antisiklondan hava çıkışıyla eşzamanlı olarak atmosferin üst katmanlarından gelen hava orta kısmına girer. Alçaldıkça ısınır, su buharını emer ve bulutlar dağılır. Bu nedenle antisiklonların görüldüğü bölgelerde açık, bulutsuz, zayıf rüzgarlı, yazın sıcak, kışın soğuk bir hava başlar.

Antisiklonlar siklonlardan daha geniş alanları kaplar. Daha kararlıdırlar, daha düşük hızda hareket ederler, daha yavaş bozulurlar ve genellikle uzun süre tek bir yerde kalırlar. Antisiklon yaklaştıkça atmosfer basıncı artar. Hava durumunu tahmin ederken bu işaret kullanılmalıdır.

Rusya topraklarından sürekli olarak bir dizi siklon ve antisiklon geçmektedir. Hava değişkenliğine neden olan şey budur.

Sinoptik harita- belirli bir süre için derlenmiş bir hava durumu haritası. Rusya Hidrometeoroloji Servisi ve yabancı ülkelerin meteoroloji istasyonları ağından alınan verilere dayanarak günde birkaç kez derlenmektedir. Bu harita, hava durumu bilgilerini sayı ve sembollerle gösterir - milibar cinsinden hava basıncı, hava sıcaklığı, rüzgar yönü ve hızı, bulutluluk, sıcak ve soğuk cephelerin konumu, siklonlar ve antisiklonlar, yağış düzenleri.

Pirinç. 42.

Hava durumunu tahmin etmek için haritalar karşılaştırılır (örneğin 3 ve 4 Kasım için) ve sıcak ve soğuk cephelerin konumlarındaki değişiklikler, siklonların ve antisiklonların yer değiştirmeleri ve her birindeki havanın doğası belirlenir (Şekil 1). 42). Şu anda uzay istasyonları hava durumu tahminlerini iyileştirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır.

İstikrarlı ve açık havanın işaretleri

1. Hava basıncı yüksek, çok az değişiyor veya yavaşça artıyor.

2. Sıcaklıktaki günlük değişim keskin bir şekilde ifade edilir: gündüzleri sıcak, geceleri serin.

3. Rüzgar zayıf, öğleden sonra yoğunlaşıyor, akşam azalıyor.

4. Gökyüzü gün boyu bulutsuzdur veya akşamları kaybolan kümülüs bulutlarıyla kaplıdır. Bağıl hava nemi gündüzleri azalır, geceleri ise artar.

5. Gündüzleri gökyüzü parlak mavidir, alacakaranlık kısadır, yıldızlar hafifçe parıldar. Akşam şafak sarı veya turuncu renktedir.

6. Geceleri yoğun çiy veya don.

7. Ovalarda geceleri artan, gündüzleri kaybolan sisler.

8. Geceleri ormanda hava tarlaya göre daha sıcaktır.

9. Bacalardan ve yangınlardan duman çıkar.

10. Kırlangıçlar yüksekten uçar.

Sürdürülemez Şiddetli Hava Koşullarının Belirtileri

1. Basınç keskin bir şekilde dalgalanıyor veya sürekli düşüyor.

2. Günlük sıcaklık değişimi zayıf bir şekilde ifade edilir veya genel değişimin ihlaliyle ifade edilir (örneğin, geceleri sıcaklık artar).

3. Rüzgar artıyor, aniden yön değiştiriyor, bulutların alt katmanlarının hareketi üst katmanların hareketiyle örtüşmüyor.

4. Bulutluluk artıyor. Cirrostratus bulutları ufkun batı veya güneybatı tarafında belirir ve gökyüzüne yayılır. Yerlerini altostratus ve nimbostratus bulutlarına bırakırlar.

5. Sabah havasız. Kümülüs bulutları yukarı doğru büyür ve kümülonimbusa, fırtınaya dönüşür.

6. Sabah ve akşam şafakları kırmızıdır.

7. Geceleri rüzgar azalmaz, şiddetlenir.

8. Güneş ve Ay'ın etrafında sirrostratus bulutlarında açık halkalar (haleler) belirir. Orta kademe bulutlarda taçlar var.

9. Sabah çiyi yoktur.

10. Kırlangıçlar alçaktan uçar. Karıncalar karınca yuvalarında saklanır.

9. İklim kavramı

İklim -Bu, belirli bir bölgenin uzun vadeli hava rejimi özelliğidir.

İklim nehirlerin rejimini, çeşitli toprak türlerinin oluşumunu, bitki örtüsünü ve faunayı etkiler. Böylece dünya yüzeyinin çok fazla ısı ve nem aldığı bölgelerde nemli, yaprak dökmeyen ormanlar büyür. Tropikal bölgelere yakın alanlar neredeyse ekvatordaki kadar ısı alır, ancak çok daha az nem alır, bu nedenle seyrek çöl bitki örtüsüyle kaplıdır. Ülkemizin çoğu, sert iklime uyum sağlayan iğne yapraklı ormanlarla kaplıdır: soğuk ve uzun kışlar, kısa ve orta derecede sıcak yazlar ve ortalama nem.

İklimin oluşumu başta coğrafi konum olmak üzere birçok faktöre bağlıdır. Yerin enlemi, güneş ışınlarının geliş açısını ve buna bağlı olarak Güneş'ten gelen ısı miktarını belirler. Isı miktarı aynı zamanda alttaki yüzeyin doğasına ve toprak ile suyun dağılımına da bağlıdır. Su bildiğiniz gibi yavaş ısınır ama aynı zamanda yavaş soğur. Kara ise tam tersine hızla ısınır ve aynı hızla soğur. Bunun sonucunda su yüzeyinde ve karada farklı hava rejimleri oluşur.

Tablo 3

50 ila 53°C arasında bulunan şehirlerde sıcaklık dalgalanmaları. w.

Bu tablodan, Atlantik Okyanusu'ndan doğrudan etkilenen İrlanda'nın batı kıyısındaki Bantry'nin en sıcak ayda ortalama 15,2 °C, en soğuk ayda ise 7,1 °C sıcaklığa, yani yıllık genliğe sahip olduğu görülmektedir. 8,1 °C'dir. Okyanustan uzaklaştıkça en sıcak ayın ortalama sıcaklığı artar, en soğuk ayın ise azalır, yani yıllık sıcaklıkların genliği artar. Nerchinsk'te sıcaklık 53,2 °C'ye ulaşır.

Rölyefin iklim üzerinde büyük etkisi vardır: Sıradağlar ve havzalar, ovalar, nehir vadileri ve vadiler özel iklim koşulları yaratır. Dağlar genellikle iklim bölücülerdir.

İklimi ve deniz akıntılarını etkilerler. Sıcak akıntılar muazzam miktarda ısıyı alçak enlemlerden yüksek enlemlere aktarırken, soğuk akıntılar soğuğu yüksek enlemlerden alçak enlemlere aktarır. Sıcak akıntılarla yıkanan yerlerde yıllık hava sıcaklığı, aynı enlemlerde soğuk akıntılarla yıkananlara göre 5-10 °C daha yüksektir.

Bu nedenle, her bölgenin iklimi, yerin enlemine, alttaki yüzeye, deniz akıntılarına, topografyaya ve yerin deniz seviyesinden yüksekliğine bağlıdır.

Rus bilim adamı B.P. Alisov, dünyanın iklimlerinin bir sınıflandırmasını geliştirdi. Alttaki yüzeyin etkisi altında hava kütlelerinin türlerine, oluşumlarına ve hareket sırasındaki değişimlere dayanır.

İklim bölgeleri. Hakim iklime bağlı olarak, aşağıdaki iklim bölgeleri ayırt edilir: ekvator, iki tropikal, iki ılıman, iki kutup (Arktik, Antarktika) ve geçiş - iki ekvatoral, iki subtropikal ve iki subpolar (arktik ve subantarktik).

Ekvator kuşağı Kongo ve Amazon nehirlerinin havzalarını, Gine Körfezi kıyılarını ve Sunda Adaları'nı kapsar. Yıl boyunca güneşin yüksek konumu kuvvetli yüzey ısınmasına neden olur. Buradaki ortalama yıllık sıcaklıklar 25 ila 28 °C arasında değişmektedir. Gündüzleri hava sıcaklığı nadiren 30 °C'ye yükselir, ancak bağıl nem yüksek kalır - %70-90. Su buharıyla doyurulmuş ısıtılmış hava, düşük basınç koşullarında yukarı doğru yükselir. Gökyüzünde kümülüs bulutları belirir ve öğle vakti tüm gökyüzünü kaplar. Hava yükselmeye devam ediyor, kümülüs bulutları kümülonimbus bulutlarına dönüşüyor ve bu da öğleden sonra yoğun sağanak yağışlara neden oluyor. Bu kuşakta yıllık yağış miktarı 2000 mm'yi aşmaktadır. Sayılarının 5000 mm'ye kadar çıktığı yerler vardır. Yağış yıl boyunca eşit olarak dağılır.

Yıl boyunca yüksek sıcaklıklar ve çok miktarda yağış, zengin bitki örtüsünün (nemli ekvator ormanlarının) gelişmesi için koşullar yaratır.

Ekvator altı kuşağı Güney Amerika'daki Brezilya Yaylaları, Kongo Havzası'nın kuzeyi ve doğusundaki Orta Afrika, Hindistan yarımadasının çoğu ve Çinhindi yarımadalarının yanı sıra Kuzey Avustralya gibi geniş alanları kaplar.

Bu bölgenin ikliminin en karakteristik özelliği, hava kütlelerinin mevsimlere göre değişmesidir: Yaz aylarında bu alanın tamamı ekvator havası, kışın ise tropikal hava tarafından işgal edilir. Sonuç olarak, iki mevsim ayırt edilir - ıslak (yaz) ve kuru (kış). Yaz mevsiminde hava durumu ekvatordakinden pek farklı değildir. Sıcak, nemli hava yükselir, bulut oluşumu ve yoğun yağış için koşullar yaratır. En fazla yağış alan yerler (kuzeydoğu Hindistan ve Hawaii Adaları) bu kuşakta yer almaktadır. Kışın koşullar önemli ölçüde değişir, kuru tropik hava hakim olur ve kuru hava başlar. Otlar yanıyor, ağaçlar yapraklarını döküyor. Ekvator altı kuşağının bölgelerinin çoğu, savanlar ve ormanlık alanlar tarafından işgal edilmiştir.

Tropikal bölge tropiklerin her iki tarafında, hem okyanuslarda hem de kıtalarda bulunur. Burada tüm yıl boyunca tropik hava hakimdir. Yüksek basınç ve alçak bulut koşullarında yüksek sıcaklıklar görülür. En sıcak ayın ortalama sıcaklığı 30 °C'yi aşmakta, bazı günlerde ise 50-55 °C'ye kadar çıkmaktadır.

Bölgenin çoğunda çok az yağış var (200 mm'den az), dünyanın en büyük çölleri burada bulunuyor - Sahra, Batı Avustralya ve Arap Yarımadası çölü.

Ancak tropik bölgelerin her yerinde iklim kurak değildir. Okyanuslardan alize rüzgarlarının estiği kıtaların doğu kıyılarında çok fazla yağış görülür (Büyük Antiller, Brezilya'nın doğu kıyısı, Afrika'nın doğu kıyısı). Bu bölgelerin iklimi ekvatoral iklimden pek farklı değildir, ancak mevsimler arasında güneşin yükseklik farkı büyük olduğundan yıllık sıcaklık dalgalanmaları belirgindir. Yüksek yağış ve yüksek sıcaklıklar sayesinde burada tropik yağmur ormanları yetişiyor.

Subtropikal bölge Kuzey ve güney enlemlerinin 25. ve 40. paralelleri arasında geniş yer kaplar. Bu kuşak, mevsimlere göre hava kütlelerindeki değişimle karakterize edilir: yazın tüm bölge tropik havayla, kışın ise ılıman enlemlerin havasıyla kaplıdır. Burada üç iklim bölgesi vardır: batı, orta ve doğu. Batı iklim bölgesi kıtaların batı kısımlarını kapsar: Akdeniz kıyısı, Kaliforniya, And Dağları'nın orta kısmı ve güneybatı Avustralya. Yaz aylarında tropik hava buraya taşınarak yüksek basınç alanı oluşturur. Bunun sonucunda kuru ve güneşli havalar devreye giriyor. Kış sıcak ve nemlidir. Bu iklime bazen Akdeniz denir.

Doğu Asya'da ve Kuzey Amerika'nın güneydoğu kesiminde bambaşka bir iklim rejimi görülüyor. Yaz aylarında, okyanustan gelen nemli tropikal hava kütleleri (yaz musonları) buraya gelir ve ağır bulutlar ve yağışlar getirir. Ve kış musonları ılıman enlemlerden kuru karasal hava akımları getirir. En soğuk ayın sıcaklığı 0°C'nin üzerindedir.

Orta bölgede (Doğu Türkiye, İran, Afganistan, Kuzey Amerika'daki Büyük Havza), tüm yıl boyunca kuru hava hakimdir: yazın tropikal hava, kışın ılıman enlemlerin karasal havası. Burada yazlar sıcak ve kuraktır; toplam yağış 400 mm'yi geçmese de kışlar kısa ve yağışlıdır. Kışın donlar ve kar yağışları olur, ancak sabit bir kar örtüsü oluşmaz. Günlük sıcaklık aralıkları geniştir (30 °C'ye kadar) ve en sıcak ve en soğuk aylar arasında büyük bir fark vardır. Burada kıtaların orta bölgelerinde çöller var.

Ilıman bölge subtropiklerin kuzey ve güneyinde yaklaşık olarak kutup dairelerine kadar olan alanları kaplar. Güney Yarımküre'de okyanus iklimi hakimdir, Kuzey Yarımküre'de ise batı, orta ve doğu olmak üzere üç iklim bölgesi vardır.

Batı Avrupa ve Kanada'da, okyanuslardan batı rüzgarlarının (yılda 500-1000 mm yağış) getirdiği ılıman enlemlerin nemli deniz havası olan güney And Dağları hakimdir. Yağış yıl boyunca eşit olarak dağılır ve kurak dönem yaşanmaz. Okyanusların etkisi altında sıcaklıkların seyri düzgündür ve yıllık genlikler küçüktür. Soğuk havalar, kışın sıcaklığı düşüren Arktik (Antarktika) hava kütleleri tarafından getirilir. Bu aralar yoğun kar yağışı görülüyor. Yaz uzun ve serin geçer ve hava sıcaklığında ani değişiklikler olmaz.

Doğuda (Kuzeydoğu Çin, Uzak Doğu) muson iklimi görülür. Kışın, soğuk kıtasal hava kütleleri kıtaya gelir ve oluşur. En soğuk ayın sıcaklığı -5 ile -25 °C arasında değişmektedir. Yaz aylarında yağışlı musonlar ana karaya büyük miktarda yağış getirir.

Merkezde (orta Rusya, Ukrayna, kuzey Kazakistan, güney Kanada) ılıman enlemlerin kıtasal havası oluşuyor. Çok düşük sıcaklıklara sahip kutup havası genellikle kışın buraya girer. Kış uzun ve soğuktur; kar örtüsü üç aydan fazla sürer. Yaz yağışlı ve sıcaktır. Kıtanın derinliklerine doğru gidildikçe (700 mm'den 200 mm'ye) yağış miktarı azalır. Bu bölgenin ikliminin en karakteristik özelliği, yıl boyunca keskin sıcaklık değişimleri ve bazen kuraklığa neden olan yağışların dengesiz dağılımıdır.

Arktik Ve subantarktika kuşağı. Bu geçiş bölgeleri ılıman bölgenin kuzeyinde (Kuzey Yarımküre'de) ve güneyinde (Güney Yarımküre'de) - yarı arktik ve yarı antarktika bulunur. Mevsime göre hava kütlelerindeki değişiklik ile karakterize edilirler: yazın - ılıman enlemlerin havası, kışın - Arktik (Antarktika). Burada yazlar kısa ve serin geçer, en sıcak ayın ortalama sıcaklığı 0 ila 12 °C arasındadır, az yağışlıdır (ortalama 200 mm), sık sık soğuk havalar görülür. Kış uzun, soğuk, kar fırtınası ve derin karla geçer. Kuzey Yarımküre'de bu enlemlerde bir tundra bölgesi vardır.

Arktik Ve Antarktika kuşağı. Kutup bölgelerinde yüksek basınç koşulları altında soğuk hava kütleleri oluşur. Bu bölgeler uzun kutup geceleri ve kutup günleriyle karakterize edilir. Kutuplarda kalma süreleri altı aya kadar ulaşıyor. Yaz aylarında güneş ufkun ötesine batmasa da alçaktan yükselir, ışınları yüzeyde süzülür ve çok az ısı sağlar. Kısa süren yaz aylarında kar ve buzun erimeye vakti olmadığından bu bölgelerde buz örtüsü kalır. Grönland ve Antarktika'yı kalın bir tabaka ile kaplar ve okyanusların kutup bölgelerinde buz dağları - buzdağları - yüzer. Kutup bölgelerinde biriken soğuk hava kuvvetli rüzgarlarla ılıman bölgeye taşınır. Antarktika'nın eteklerinde rüzgarlar 100 m/s hıza ulaşıyor. Kuzey Kutbu ve Antarktika, Dünya'nın "buzdolapları"dır.

Küçük bir alanda bile iklim koşulları aynı değildir. Yerel faktörlerin etkisi altında: küçük kabartma formları, eğime maruz kalma, toprak ve zemin özellikleri, bitki örtüsünün doğası, özel koşullar yaratılır, buna denir mikro iklim.

Mikro iklimin incelenmesi tarımın birçok dalının, özellikle de tarla ekimi, bahçecilik ve sebze yetiştiriciliğinin gelişmesi için önemlidir.

Kullanılmış literatür listesi

1. Arutsev A.A., Ermolaev B.V., Kutateladze I.O., Slutsky M. Modern doğa biliminin kavramları. Çalışma kılavuzuyla birlikte. M.1999

2. Petrosova R.A., Golov V.P., Sivoglazov V.I., Strout E.K. Doğa bilimi ve temel ekoloji. Ortaöğretim pedagojik eğitim kurumları için ders kitabı. M.: Bustard, 2007, 303 s.

3. Savchenko V.N., Smagin V.P.. MODERN DOĞAL BİLİM KAVRAMLARI VE İLKELERİNİN BAŞLANGIÇLARI. Öğretici. Rostov-na-Donu. 2006.

Atmosfer gezegenimizin en önemli bileşenlerinden biridir. İnsanları güneş radyasyonu ve uzay enkazı gibi uzayın zorlu koşullarından “korunan” odur. Ancak atmosfere ilişkin birçok gerçek çoğu insan tarafından bilinmemektedir.

1. Gökyüzünün gerçek rengi

İnanması zor olsa da gökyüzü aslında mor. Işık atmosfere girdiğinde hava ve su parçacıkları ışığı emerek saçar. Aynı zamanda en çok mor renk saçılır, bu yüzden insanlar mavi gökyüzü görürler.

2. Dünya atmosferindeki ayrıcalıklı bir unsur

Birçoğunun okuldan hatırladığı gibi, Dünya'nın atmosferi yaklaşık %78 nitrojen, %21 oksijen ve az miktarda argon, karbondioksit ve diğer gazlardan oluşur. Ancak çok az insan, atmosferimizin şu ana kadar bilim adamları tarafından (67P kuyruklu yıldızı dışında) keşfedilen ve serbest oksijene sahip olan tek atmosfer olduğunu biliyor. Oksijen oldukça reaktif bir gaz olduğundan, uzaydaki diğer kimyasallarla sıklıkla reaksiyona girer. Dünyadaki saf formu gezegeni yaşanabilir kılar.

3. Gökyüzündeki beyaz şerit

Elbette bazı insanlar bazen jet uçağının arkasında neden gökyüzünde beyaz bir şerit kaldığını merak etmişlerdir. Kontrails olarak bilinen bu beyaz izler, uçağın motorundan çıkan sıcak, nemli egzoz gazlarının daha soğuk dış havayla karışmasıyla oluşur. Egzozdan çıkan su buharı donarak görünür hale gelir.

4. Atmosferin ana katmanları

Dünya'nın atmosferi, gezegende yaşamı mümkün kılan beş ana katmandan oluşur. Bunlardan ilki olan troposfer, deniz seviyesinden ekvatorda yaklaşık 17 km yüksekliğe kadar uzanır. Hava olaylarının çoğu burada meydana gelir.

5. Ozon tabakası

Atmosferin bir sonraki katmanı olan stratosfer, ekvatorda yaklaşık 50 km yüksekliğe ulaşır. İnsanları tehlikeli ultraviyole ışınlarından koruyan ozon tabakasını içerir. Bu katman troposferin üzerinde olsa da güneş ışınlarından emilen enerji nedeniyle aslında daha sıcak olabilir. Çoğu jet uçağı ve meteoroloji balonu stratosferde uçar. Uçaklar yerçekimi ve sürtünmeden daha az etkilendikleri için daha hızlı uçabilirler. Hava balonları, çoğu troposferin alt kısımlarında meydana gelen fırtınaların daha iyi bir resmini sağlayabilir.

6. Mezosfer

Mezosfer, gezegenin yüzeyinden 85 km yüksekliğe kadar uzanan orta katmandır. Sıcaklığı -120 °C civarında seyrediyor.Dünya atmosferine giren meteorların çoğu mezosferde yanıyor. Uzaya uzanan son iki katman termosfer ve ekzosferdir.

7. Atmosferin kaybolması

Dünya büyük olasılıkla atmosferini birkaç kez kaybetti. Gezegen magma okyanuslarıyla kaplandığında, büyük yıldızlararası nesneler ona çarptı. Ay'ı da oluşturan bu çarpmalar, gezegenin atmosferini ilk kez oluşturmuş olabilir.

8. Atmosferdeki gazlar olmasaydı...

Atmosferdeki çeşitli gazlar olmasaydı, Dünya insan varlığı için fazla soğuk olurdu. Su buharı, karbondioksit ve diğer atmosferik gazlar güneşten gelen ısıyı emer ve onu gezegenin yüzeyine "dağıtarak" yaşanabilir bir iklim yaratılmasına yardımcı olur.

9. Ozon tabakasının oluşumu

Kötü şöhretli (ve önemli) ozon tabakası, oksijen atomlarının güneşten gelen ultraviyole ışıkla reaksiyona girerek ozon oluşturmasıyla oluştu. Güneşten gelen zararlı radyasyonun çoğunu emen ozondur. Önemine rağmen, ozon tabakası, okyanuslarda minimum ozon konsantrasyonunu oluşturmak için gereken oksijen miktarını atmosfere salmaya yetecek kadar yaşamın ortaya çıkmasından sonra nispeten yakın zamanda oluşmuştur.

10. İyonosfer

İyonosfer bu isimle anılır çünkü uzaydan ve güneşten gelen yüksek enerjili parçacıklar iyonların oluşmasına yardımcı olarak gezegenin etrafında bir "elektrik katmanı" oluşturur. Uyduların olmadığı zamanlarda bu katman radyo dalgalarının yansıtılmasına yardımcı oluyordu.

11. Asit yağmuru

Tüm ormanları yok eden ve su ekosistemlerini tahrip eden asit yağmuru, atmosferde kükürt dioksit veya nitrojen oksit parçacıklarının su buharına karışarak yağmur olarak yere düşmesiyle oluşur. Bu kimyasal bileşikler doğada da bulunur: volkanik patlamalar sırasında kükürt dioksit, yıldırım çarpması sırasında ise nitrojen oksit üretilir.

12. Yıldırım gücü

Yıldırım o kadar güçlüdür ki, yalnızca tek bir cıvata çevredeki havayı 30.000°C'ye kadar ısıtabilir. Hızlı ısınma, yakındaki havanın patlayıcı bir şekilde genişlemesine neden olur ve bu, gök gürültüsü adı verilen bir ses dalgası olarak duyulur.

Aurora Borealis ve Aurora Australis (kuzey ve güney auroraları), atmosferin dördüncü seviyesi olan termosferde meydana gelen iyon reaksiyonlarından kaynaklanır. Güneş rüzgarından gelen yüksek yüklü parçacıklar, gezegenin manyetik kutupları üzerindeki hava molekülleriyle çarpıştığında parlıyor ve göz kamaştırıcı ışık gösterileri yaratıyor.

14. Gün Batımları

Gün batımları genellikle gökyüzü yanıyormuş gibi görünür, çünkü küçük atmosferik parçacıklar ışığı dağıtır ve onu turuncu ve sarı tonlarda yansıtır. Gökkuşaklarının oluşumunun temelinde de aynı prensip vardır.

2013 yılında bilim insanları minik mikropların Dünya yüzeyinin kilometrelerce üzerinde hayatta kalabildiğini keşfetti. Gezegenin 8-15 km yukarısında, organik kimyasalları yok eden ve atmosferde yüzerek onlarla "beslenen" mikroplar keşfedildi.

Kıyamet teorisinin taraftarları ve diğer çeşitli korku hikayeleri hakkında bilgi edinmek ilginizi çekecektir.