Атмосфера Строение атмосферы Атмосфера- газовая оболочка Земли, имеющая неравномерное слоистое строение Масса атмосферы (5÷ 6)* т. До H=5, 5 км – 50% m, до H= 40 км – 99% m Атмосфера состоит из: • Тропосферы • Стратосферы • Мезосферы • Термосферы • Экзосферы При нормальных условиях газы, входящие в состав атмосферы, мало отличаются по своему поведению от идеального газа. Поэтому для реальной атмосферы справедливо уравнение Клапейрона- Менделеева PV= m/M*RT= n. RT 1
Атмосфера Строение атмосферы 1 2 3 4 1 - термосфера 2 - мезопауза 3 - мезосфера 4 -стратопауза 5 - стратосфера 6 - тропопауза 7 - тропосфера 5 6 7 Пауза: переходная область, или пограничный слой, разделяющий соответствующие сферы. Пауза: характеризует экстремальное (min, max) значение температуры по 2 высоте
Атмосфера Строение атмосферы Слой атмосферы Верхняя граница слоя Температурный градиент /км Температура Нижняя граница слоя Высота верхней и нижней границ слоя над уровнем моря, км Тропосфера 15 -56 -6, 45 0 -11 Стратосфера -56 -2 +1, 38 11 -50 Мезосфера -2 -92 -2, 56 50 -85 термосфера -92 1200 +3, 11 85 -100 d. P= -ρg d. H } PV= m/M RT Барометрическая формула = exp (-Mg. H/RT) P, к. Па Н, км 101, 325 0 28, 0 5, 44 P, к. Па или H, км 1, 24 30 10 1* 80 20 4* 200 3
Атмосфера Строение атмосферы Стандартная атмосфера Стандартной атмосферой называют условные постоянные значения основных характеристик атмосферы на разных высотах: P- давление ρ- плотность ω- влажность T- температура r- теплопроводность и др. Независимые от времени года и суток. Пример: P= 760 мм. рт. ст. (101, 325 к. Па); T= 288, 15 К (15 ) ρ= 1, 225 кг/ g= 9, 8066 м/ и т. д. SA- 76 (межд. ); ГОСТ СА 4401 -81 (СССР, России) 4
Атмосфера Химический состав атмосферы Выделяют 4 группы: (1) Основные компоненты: , , инертные газы (2) Диоксид углерода и водяной пар (3) Озон (4) Примесные и случайные компоненты Деление не случайно: (1) жизненно важные процессы: дыхание, горение, гниение, тление (2) + участники фотосинтеза «парниковый эффект» (3) верхняя граница жизни проблема «озоновых дыр» (4) загрязнители, результат антропогенной деятельности 5
Атмосфера Химический состав атмосферы Основные компоненты атмосферы Содержание, % объемн. Компонент Азот 78, 09 Кислород 20, 94 Аргон 0, 93 Неон 1, 8 * Гелий 5, 2 * Криптон 1, 0 * Ксенон 8, 0 * Молярная масса воздуха: M(воздуха)= M( )* 0, 7809+ M( )* 0, 2094= 28*0, 7809+ 32* 0, 2094= 28, 97 (~29) Масса основных компонентов атмосферы: m( )= 1, 5* т; m( )= 4, 0* т; m( )= 16* т 6
h, км Атмосфера Химический состав атмосферы Основные компоненты атмосферы 3000 2000 1600 300 ………………… «гелиевая корона» ………………… , 250 , 200 , , 100 0 все газы переходят в атомарное состояние , 150 50 Земля- открытая система. Обмен массой- за счёт диссипации и , , } Приблизительно постоянный состав атмосферы 7
Атмосфера Химический состав атмосферы Основные компоненты атмосферы Кислород Источник атмосферного кислорода Фотосинтетический Эндогенный Извержение вулканов на суше 6 Кислород не поступает в атмосферу, а реагируют с «кислыми» газами Продукты окисления + + 6 hν хлорофил 80% фитопланктонмелкие морские растительные организмы +6 20% наземная растительность В атмосфере накапливается Извержение вулканов под водой Кислые компоненты сольватированы (гидролизованы) водой + ( )+ Фотодиссоциация Карбонаты При насыщении вод кислородом и инертными газами кислород поступает в атмосферу 2 2 + 8
Атмосфера Химический состав атмосферы Основные компоненты атмосферы Азот • Бесцветный инертный газ; = -196 ; = -210 ; растворимость в воде ~ 2% • Общее содержание в биосфере ~ 0, 03%; необходим для жизни- входит в состав белков пептидная группа • переходит в связное состояние с помощью клубеньковых бактерий ~ 150 млн. т. в/год • Протоатмосфера содержала не , а : • С появлением в атмосфере кислорода: • Азот- один из источников кислотных дождей: При газовых разрядах (t~ 20000 ): затем Далее ; ; и т. д. 9
Атмосфера Состав атмосферы Основные компоненты атмосферы Инертные газы Содержание в воздухе при нормальных условия Ar аргон 9, 3 л в 1 Ne неон 16 мл в He гелий 5 мл в Kr криптон 1 мл в Xe ксенон 0, 08 мл в Rn радон Применение: • Жидкий He самая холодная жидкость • «Гелий воздух» - для водолазов • Ne, Ar – осветительные приборы 1 ÷ 2 атома в Диффузное разделение атмосферы H, км 15001600 Диссипация Н He ( ) ~ 30 млн. лет ( ) ~ 0, 18 млн. лет Ne частично диссипирует Остальные инертные газы слишком тяжелы и остаются в атмосфере 10
Атмосфера Химический состав атмосферы Основные компоненты атмосферы Инертные газы Происхождение и свойства инертных газов Гелий τ½( )= 4, 5 * τ½( )= 13, 9 * τ½( )= 0, 7 * He лет лет Получение He из лёгких элементов • В среднем в 1 кг земного вещества 0, 003 мг He • За 1 млн. лет : 2 г U + 10 г Th 0, 22 + 0, 29= 0, 58 11
Атмосфера Химический состав атмосферы Основные компоненты атмосферы Инертные газы Неон Ne • Ne почти весь- реликтовый • Изотопы ~91%; ~ 0, 25%; Аргон ~ 9% Ar • 3 стабильных изотопа: ~ 99, 6%; ~ 0, 337%; ~ 0, 063% • В основном возник в результате радиактивного распада изотопа К: • Часть произошла из изотопа S присутствующего в U- минералах 12
Атмосфера Химический состав атмосферы Основные компоненты атмосферы Инертные газы Радон Rn • Продукт земного происхождения • В атмосферу поступает из почвы • τ½( ) ~ 3, 8 суток • Rn и продукт его распада создают естественную радиоактивность атмосферы • Продукты распада Rn: ; обнаружены в астероидах • На поверхность Земли ~ 1 атом Rn на 1 поверхности • Rn поступает из космоса с метеоритами (~ 100 т/ сутки) • Образование Rn в радиоактивном семействе (устойчив) 13
Скачать презентацию Атмосфера Строение атмосферы Атмосфера- газовая оболочка Земли имеющая
Лекция-Атмосфера-1.ppt