Гн атмосферный воздух: 22 2017. 165 » 2.1.6.3492-17 » () «

Разное

Содержание

Об утверждении гигиенических нормативов ГН 2.1.6.3492-17 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе городских и сельских поселений»

Об утверждении гигиенических нормативов ГН 2.1.6.3492-17 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе городских и сельских поселений»

10 января 2018 12:00

Информируем об опубликовании Постановления Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 22.12.2017 № 165 «Об утверждении гигиенических нормативов ГН 2.1.6.3492-17 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе городских и сельских поселений».

Гигиеническими нормативами установлены предельно допустимые концентрации для 643 загрязняющих веществ с указанием максимальной разовой и среднесуточной ПДК и классом опасности для каждого вещества (ранее аналогичный перечень включал 611 веществ). Также обновляется перечень загрязняющих веществ, выброс которых в атмосферный воздух запрещается. Данный перечень содержит 48 веществ. Ранее действовавший аналогичный гигиенический норматив запрещал выброс в воздух 45 загрязняющих веществ.

Кроме того, в новой редакции излагаются правила определения предельно допустимой концентрации в атмосферном воздухе при совместном присутствии в атмосферном воздухе нескольких загрязняющих веществ и перечень загрязняющих веществ, обладающих эффектом суммации при одновременном присутствии в атмосферном воздухе.

В соответствии с Указом Президента РФ от 23.05.1996 № 763 вышеуказанный документ вступает в силу по истечении десяти дней со дня официального опубликования.

Более подробно с Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 22.12.2017 № 165 можно ознакомиться на Официальном интернет-портале правовой информации.

Комментарии

Добавить комментарий

Об утверждении гигиенических нормативов ГН 2.1.6. -19 «Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе городских и сельских поселений»

Затрагивает вопросы экономического развития регионов False
Обязательные требования (КНД) False
Степень регулирующего воздействия Низкая
Дата начала публичного обсуждения 11 февраля 2019 г.
Дата окончания публичного обсуждения 19 февраля 2019 г.
Ответственный за разработку Абрамов Юрий Евгеньевич
Электронный адрес для отправки своих предложений [email protected]
Почтовый адрес для отправки своих предложений 127994, г. Москва, Вадковский переулок, дом 18, строение 5 и 7
Контактный телефон ответственного лица 8 499 973-15-67
Дата начала независимой антикоррупционной экспертизы 9 января 2019 г.
Дата окончания независимой антикоррупционной экспертизы 15 января 2019 г.
Адрес электронной почты для получения заключений по результатам проведения антикоррупционной экспертизы [email protected]
Почтовый адрес для получения заключений по результатам проведения антикоррупционной экспертизы 127994, г. Москва, Вадковский пер., д. 18, стр. 5 и 7

Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Дополнение № 5 к ГН 2.1.6.695-98

Государственное санитарно-эпидемиологическое нормирование
Российской Федерации

Государственные санитарно-эпидемиологические
правила и гигиенические нормативы

2.1.6. АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ И ВОЗДУХ ЗАКРЫТЫХ ПОМЕЩЕНИЙ, САНИТАРНАЯ ОХРАНА ВОЗДУХА

Предельно допустимые концентрации
(ПДК) загрязняющих веществ

в атмосферном воздухе населенных мест

Дополнение № 5 к ГН 2.1.6.695-98

Гигиенические нормативы ГН 2.1.6.1124-02

Минздрав России

Москва 2002

1. Перечень разработан с участием Комиссии по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию при Минздраве России, секции «Гигиена атмосферного воздуха» (Л. А. Тепикина, М. А. Пинигин) Проблемной комиссии «Научные основы экологии человека и гигиены окружающей среды» РАМН и Департамента Госсанэпиднадзора Минздрава России (А. П. Веселов).

2. Утвержден Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации — Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации Г. Г. Онищенко 29 июня 2002 г.; введен в действие с 1 октября 2002 г.

3. Введен впервые в качестве дополнения № 5 к ГН 2.1.6.695-98.

Федеральный закон
«О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения»
№ 52-ФЗ от 30 марта 1999 г.

«Государственные санитарно-эпидемиологические правила и нормативы (далее санитарные правила) - нормативные правовые акты, устанавливающие санитарно-эпидемиологические требования (в том числе критерии безопасности и (или) безвредности факторов среды обитания для человека, гигиенические и иные нормативы), несоблюдение которых создает угрозу жизни или здоровью человека, а также угрозу возникновения и распространения заболеваний» (статья 1).

«Соблюдение санитарных правил является обязательным для граждан, индивидуальных предпринимателей и юридических лиц» (статья 39).

«За нарушение санитарного законодательства устанавливается дисциплинарная, административная и уголовная ответственность» (статья 55).

УТВЕРЖДАЮ

Главный государственный

санитарный врач Российской Федерации,

Первый заместитель Министра

здравоохранения Российской Федерации

Г. Г. Онищенко

29 июня 2002 г.

Дата введения 1 октября 2002 г.

2.1.6. АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ И ВОЗДУХ ЗАКРЫТЫХ
ПОМЕЩЕНИЙ, САНИТАРНАЯ ОХРАНА ВОЗДУХА

Предельно допустимые концентрации (ПДК)
загрязняющих веществ в атмосферном воздухе
населенных мест

Дополнение № 5 к ГН 2.1.6.695-98

Гигиенические нормативы
ГН 2.1.6.1124-02

№№ п/п

Вещества

Номер CAS

Формула

Величина ПДК (мг/м3)

Лимитирующий показатель вредности

Класс опасности

максимальная разовая

среднесуточная

1

Динатрий карбонат (карбонат натрия)

497-19-8

Na2CO3

0.15

0.05

Резорб.

3

2

Кальций карбонат

471-34-1

СаСО3

0.5

0.15

Резорб.

3

3

Пыль мучная

 

 

1.0

0.4

Резорб.

4

Не обладают эффектом суммации 2-х, 3-х и 4-х компонентные смеси, включающие диоксид азота и /или/ сероводород и входящие в состав многокомпонентного загрязнения атмосферного воздуха, если удельный вес концентраций одного из них, выраженный в долях соответствующих максимальных разовых ПДК, составляет:

— в 2-х компонентной смеси более 80 %;

— в 3-х компонентной — более 70 %;

— в 4-компонентной — более 60 %.

Вещество

Порядковый номер вещества в таблице

Натрий карбонат

п. 2

Учреждение

Порядковый номер вещества в таблице

ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН

п. 3, 11

НИЦ «ЭКОС»

п. 1, 2

 

из каких газов состоит, физические свойства

Атмосфера – это воздушная среда, которая окружает земной шар и одна из важнейших причин появления жизни на земле. Именно атмосферный воздух, его уникальный состав дал живым существам возможность окислять органические вещества кислородом и получать энергию для существования. Без него будет невозможно существование человека, а также всех представителей царства животных, большинства растений, грибов и бактерий.

Значение для человека

Воздушная среда – это не только источник кислорода. Она позволяет человеку видеть, воспринимать пространственные сигналы, пользоваться органами чувств. Слух, зрение, обоняние – все они зависят от состояния воздушной среды.

Второй важный момент – защита от солнечной радиации. Атмосфера окутывает планету оболочкой, которая задерживает часть спектра солнечных лучей. В результате до земли доходит около 30% солнечной радиации.

Воздушная среда – это оболочка, в которой образуются осадки и поднимаются испарения. Именно она отвечает за половину цикла влагообмена. Осадки, образованные в атмосфере, влияют на работу Мирового океана, способствуют накоплению влаги на континентах, определяют разрушение открытых горных пород. Она принимает участие в образовании климата. Циркуляция воздушных масс – это важнейший фактор формирования конкретных климатических поясов и природных зон. Ветра, возникающие над Землей, определяют температуру, влажность, уровень осадков, давление, стабильность погоды в регионе.

В настоящее время из воздуха добывают химические вещества: кислород, гелий, аргон, азот. Технология еще находится на этапе тестирования, но в будущем это можно считать перспективным направлением химической промышленности.

Перечисленное выше – очевидные вещи. Но воздушная среда важна также для промышленности и хозяйственной деятельности человека:

  • Она является важнейшим химическим агентом для протекания реакций горения, окисления.
  • Переносит тепло.

Таким образом, атмосферный воздух – это уникальная воздушная среда, которая позволяет живому существовать, а человеку – развивать промышленность. Между человеческим организмом и воздушной средой налажено тесное взаимодействие. Если нарушить его – серьезные последствия не заставят себя ждать.

Загрязнение атмосферы – серьезная экологическая проблема нынешнего века. Токсичные химические соединения, органические вещества, патогенные микроорганизмы – любые крупные выбросы в атмосферу меняют ее состав. Она, как и любая другая часть географической оболочки Земли, способна к самоочищению и саморегуляции. Вопрос в том, когда ресурсы самоочищения истощатся полностью.

Газовый состав

Какие газы входят в состав атмосферы? Химический состав атмосферного воздуха относительно постоянен, это важнейший показатель, который отражает состояние окружающей среды.

В состав атмосферного воздуха входят следующие газы:

  • Азот – 78%.
  • 21% кислорода.
  • Водяной пар – около 1,5%, показатель сильно зависит от климатического пояса и температуры воздуха.
  • Чуть менее 1% аргона.
  • 0,04% углекислого газа
  • Озон.

А также другие газы, которые являются неотъемлемой и постоянной составляющей атмосферного воздуха. Газовый состав атмосферного воздуха сохраняется за счет природного круговорота веществ. Для жизнедеятельности человека чрезвычайно важен кислород, который образуется с помощью растений. Так, ученым удалось рассчитать, что потеря всего 3% кислорода может привести к полной остановке всех биологических процессов на Земле. Озон требуется для разбавления кислорода, а также он концентрируется в верхних слоях стратосферы, создавая озоновый слой, который защищает Землю от солнечной радиации.

Атмосферный воздух содержит также углекислый газ (диоксид углерода), который образуется разными путями – при разложении органических веществ, если нагревается или горит топливо, в процессе дыхания животных и растений. Поглощают его в основном растения – поэтому поддержка достаточного растительного покрова чрезвычайно важна для стабильной работы атмосферы.

Постоянство состава

Воздушная среда способна к саморегуляции, то есть к поддержанию постоянства состава. Если бы ее химический состав менялся – на Земле остались только бактерии. Но, к счастью для человека, она способна устранять локальные загрязнения.

Саморегуляция происходит за счет:

  • Осадков, которые выпадая в виде дождевой воды, вносят загрязнители в почву.
  • Химических реакций, которые протекают непосредственно в воздухе с участием кислорода и озона. Эти реакции носят окислительный характер.
  • Растений, который насыщают воздух кислородом и поглощают углекислый газ.

Однако никакая саморегуляция не может устранить вред, который наносит промышленность. Поэтому в последнее время особую важность приобретает санитарная охрана атмосферного воздуха.

Гигиеническая характеристика воздуха

Загрязнение – это процесс попадания в атмосферный воздух примесей, которых в норме быть не должно. Загрязнение бывает естественное и искусственное. Примеси, которые попадают из естественных источников, нейтрализуются в планетарном круговороте вещества. С искусственным загрязнением дело обстоит сложнее.

К естественным загрязнениям относятся:

  • Космическая пыль.
  • Примеси, образовавшиеся при извержении вулканов, выветривании, пожарах.

Искусственное загрязнение носит антропогенный характер. Выделяют глобальное загрязнение и локальное. Глобальное – это все выбросы, которые могут повлиять на состав или структуру атмосферы. Локальное – это изменение показателей на конкретной территории или в используемом для проживания, работы или общественных мероприятий помещении.

Гигиена атмосферного воздуха – это важный раздел гигиены, который занимается оценкой и контролем показателей воздуха в помещениях. Этот раздел появился в связи с необходимостью санитарной охраны. Гигиеническое значение атмосферного воздуха сложно переоценить – вместе с дыханием в организм человека попадают все примеси и частицы, содержащиеся в воздухе.

Гигиеническая оценка включает в себя такие показатели:

  1. Физические свойства атмосферного воздуха. Сюда относятся и температура (самое частое нарушение СанПина на рабочих местах состоит в том, что воздух слишком сильно нагревается), давление, скорость ветра (на открытых участках), радиоактивность, влажность и другие показатели.
  2. Наличие примесей и отклонение от стандартного химического состава. Характеризуют атмосферный воздух по пригодности для дыхания.
  3. Наличие твердых примесей – пыль, другие микрочастицы.
  4. Наличие бактериального загрязнения – патогенных и условно патогенных микроорганизмов.

Для составления гигиенической характеристики сравнивают полученные по четырем пунктам показания с установленными нормами.

Экологическая охрана

В последнее время состояние атмосферного воздуха вызывает озабоченность у экологов. Вместе с развитием промышленности растут и экологические риски. Заводы и промзоны не только разрушают озоновый слой, нагревая атмосферу и насыщая ее углеродными примесями, но и снижают гигиеническое качество воздуха. Поэтому в развитых странах принято проводить комплексные мероприятия по охране воздушной среды.

Основные направления охраны:

  • Законодательное регулирование.
  • Разработка рекомендаций по размещение промышленных зон с учетом климатических и географических факторов.
  • Проведение мероприятий по снижению количества выбросов.
  • Санитарно-гигиенический контроль на предприятиях.
  • Регулярный мониторинг состава.

К мероприятиям по охране также относится высадка зеленых насаждений, создание искусственных водоемов, создание барьерных зон между промышленными и жилыми кварталами. Рекомендации по проведению охранных мероприятий разработаны в таких организациях как ВОЗ и ЮНЕСКО. Государственные и региональные рекомендации разработаны на основе международных.

В настоящее время проблеме гигиены воздушной среды уделяется все больше внимания. К сожалению, на данный момент принятых мер недостаточно, чтобы полностью минимизировать антропогенный вред. Но можно надеяться, что в будущем, вместе с разработкой более экологичных производств, удастся снизить нагрузку на атмосферу.

Вес воздуха. Атмосферное давление | 7 класс Онлайн

Конспект по физике для 7 класса «Вес воздуха. Атмосферное давление». ВЫ УЗНАЕТЕ: Как определить плотность и вес воздуха. Что такое атмосферное давление. Что такое атмосфера Земли. Каков состав и строение атмосферы. ВСПОМНИТЕ: 

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике


Вес воздуха. Атмосферное давление

Воздушная оболочка, окружающая Землю, называется атмосферой (от греч. atmos пар и spharia – шар). Атмосфера –это смесь различных газов, т. е. она состоит из молекул, которые обладают массой. На каждую из них действует сила тяжести, следовательно, атмосфера имеет вес. поэтому она оказывает давление на поверхность Земли и на все тела на Земле. Это давление называют атмосферным давлением.

Молекулы газов, составляющих атмосферу, находятся в непрерывном и беспорядочном движении. При этом на них действует сила тяжести. Именно эти две причины не позволяют молекулам воздуха ни упасть на поверхность Земли, ни улететь в межпланетное пространство.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСА ВОЗДУХА

Для определения веса воздуха необходимо знать его массу. Рассмотрим опыт, который, во–первых, наглядно продемонстрирует, что воздух обладает массой, во–вторых, поможет её определить.

Для проведения данного опыта необходимы чувствительные весы и колба, из которой при помощи насоса выкачан воздух.

Проведём два взвешивания. При первом определяется вес колбы без воздуха. Второе взвешивание проводится после того, как в колбу впускается воздух. Оказывается, что колба с воздухом весит больше.

Приведённое в таблицах физических величин значение массы воздуха объёмом 1 м3 при температуре 0°С равно 1,29 кг. Это значение получено путем тщательных измерений. Вычислим вес этого воздуха:

Р = mg = 9,8 Н/кг * 1,29 кг ≈ 13 Н.

Зная массу заданного объёма воздуха, можно вычислить и плотность воздуха.

АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ

Как показали наблюдения из космоса, атмосфера простирается на высоту более чем 1500 км от поверхности Земли. Масса всей атмосферы составляет около 5*1018 кг, а это одна миллионная часть массы Земли. Постепенно атмосфера переходит в безвоздушное пространство, но чёткой границы атмосферы не существует.

Под действием силы тяжести верхние слои воздуха атмосферы оказывают давление на её нижние слои. Воздушный слой, прилегающий непосредственно к Земле, согласно закону Паскаля передаст производимое на него давление вышележащих слоёв по всем направлениям. В результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха. Значит, чем ближе к поверхности Земли, тем больше атмосферное давление. Из–за быстрого убывания плотности атмосферы почти вся её масса содержится в нижних слоях — тропосфере и стратосфере.

С увеличением высоты изменяется не только атмосферное давление, но и плотность воздуха. По результатам измерений на высоте около 5,5 км плотность воздуха уже в 2 раза меньше, чем у поверхности Земли.

ПОЧЕМУ МЫ НЕ ОЩУЩАЕМ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ?

Для ответа на этот вопрос рассмотрим опыт. Возьмем стеклянную банку и затянем её горлышко тонкой резиновой плёнкой. На плёнку снаружи действует сила, обусловленная атмосферным давлением воздуха, однако плёнка совершенно не прогибается. Дело в том, что давление воздуха внутри банки равно атмосферному, поэтому на внутреннюю поверхность плёнки действует такая же сила, что и на наружную. Силы уравновешены, и плёнка остаётся неизогнутой, как если бы на неё не действовали никакие силы.

Если откачать часть воздуха из банки, уменьшив этим его давление, то плёнка прогибается внутрь банки. Если, наоборот, накачать в банку воздух, то плёнка выгибается наружу. Плёнка прогибается настолько, что возникшие в ней упругие силы вместе с силой давления воздуха в банке уравновешивают силу давления внешнего воздуха.

Ткани, кровеносные сосуды и стенки других полостей тела подвергаются наружному давлению атмосферы, но кровь и другие жидкости и газы, заполняющие эти полости, сжаты до такого же давления. Поэтому большинство тканей в нашем организме, испытывая одинаковое давление изнутри и снаружи, не деформируются и атмосферное давление не ощущается.

ВЛИЯНИЕ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ НА ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Существование атмосферного давления является причиной многих явлений, которые мы встречаем в жизни.

Рассмотрим такой пример. В сосуд с водой опустим стеклянную трубку с поршнем. Если поднимать поршень, то за ним будет подниматься и вода. Почему это происходит? При подъёме поршня между ним и водой образуется безвоздушное пространство. В это пространство под давлением наружного воздуха и поднимается вслед за поршнем вода.

В результате действия атмосферного давления вода поднимается по соломинке, когда мы с сё помощью пьем воду.

Если стеклянную трубку опустить в воду, а потом её верхний конец закрыть пальцем, то при вытаскивании трубки из воды в ней остается столбик воды. Почему это происходит? При опускании конца трубки в воду часть её заполняется водой по принципу сообщающихся сосудов. Когда мы закрываем открытый конец трубки пальцем и вытаскиваем её из воды, часть воды выливается из трубки. При этом давление воздуха в трубке становится чуть меньше атмосферного (на значение гидростатического давления оставшегося столбика воды). Снизу же на столбик воды действует давление воздуха, равное атмосферному. Именно поэтому вода из трубки не вытекает.


Вы смотрели Конспект по физике для 7 класса «Вес воздуха. Атмосферное давление»: Как определить плотность и вес воздуха. Что такое атмосферное давление. Что такое атмосфера Земли. Каков состав и строение атмосферы.

Вернуться к Списку конспектов по физике (В оглавление).

Пройти онлайн-тест «»

Атмосферное давление. Урок 13

Земля путём силы гравитации притягивает к себе молекулы воздуха. Они имеют вес, а значит создают давление как внутри самой атмосферы, так и на её границе с различными телами на земной поверхности. Атмосферное давление – это сила, с которой воздух давит на земную поверхность и на все находящиеся на ней предметы.

Атмосферное давление изменяется с высотой и зависит от погодных условий: температуры воздуха и перемещения воздушных масс в вертикальном направлении (конвекции). Вблизи земной поверхности оно приблизительно равно 105 Па (в интернациональной системе (СИ) давление измеряется в Паскалях – русское Па, международное – Pa).

За нормальное атмосферное давление принято давление ртутного столба высотой 76 см сечением в 1 см2 на уровне моря на широте 45° при температуре 0°С. Оно равно 760 мм рт. ст.(101325 Па, но реально берётся 100 000 Па) – это 1 атмосфера (атм.).


<!— Реклама —>

Атмосферное давление по-традиции измеряют в миллиметрах ртутного столба, современные аналоги этой меры – миллибары и гектопаскали. Один Паскаль – это давление силой в 1 Ньютон (Н), приходящееся на площадь 1 м2.

Интересно, что среднее давление атмосферы на поверхности Марса в 160 раз меньше, чем у поверхности Земли.

Как заметить атмосферное давление?

Хотя молекулы газа не имеют запаха и цвета, они постоянно взаимодействуют с рецепторами нашей кожи, сдавливают со всех сторон все предметы, заполняют пустоты, а их быстрое перемещение в горизонтальном направлении, называемое ветром, может сбить нас с ног. Доказать, что атмосферное давление существует, можно при помощи простых опытов.

Опыт 1 – «Непроливайка»

В стакан налить воды до краёв. Прикрыть его листком плотной бумаги и, придерживая бумагу ладонью, быстро перевернуть стакан кверху дном. Убрать ладонь. Вода из стакана не выльется, так как на бумагу снизу давит атмосфера.

Объяснение: фраза «на нас давит столб атмосферного воздуха», иногда употребляемая, в том числе и в школьных учебниках, некорректна. Она произносится по ассоциации с силой давления, действующей со стороны твёрдого тела. Эта сила действует на тела, расположенные ниже, и не действует на тела сбоку или, тем более, сверху данного тела. Иное дело давление жидкости или газа.

По закону Паскаля давление передаётся не только в точки на дне сосуда, но также и в точки на стенках и крышке. Силы гидростатического и атмосферного давлений действуют перпендикулярно произвольно ориентированной поверхности тела, контактирующей со средой, и могут иметь любое направление.

Воздух, давящий на бумагу снизу наполненного стакана – это доказательство несостоятельности такой ассоциации. Интересно, что если стакан наполнить водой только наполовину, то оставшийся воздух будет давить с такой же силой, как и наружный, и бумага не удержит воду (и воздух) в стакане.

Опыт 2 – «Сухим из воды»

Положить на плоскую тарелку монету или металлическую пуговицу и налить воды. Монета окажется под водой. Наша задача – выловить монету голыми руками, не замочив их.

Зажгите внутри сухого стакана бумагу и, когда воздух нагреется, опрокиньте стакан на тарелку рядом с монетой так, чтобы монета не очутилась под стаканом. Ждать придётся недолго. Бумага в стакане сразу погаснет, и воздух начнёт остывать. По мере его остывания вода будет втягиваться стаканом и вскоре вся соберётся там, обнажив дно тарелки.

Объяснение: когда воздух в стакане нагрелся, он расширился, как и все нагретые тела, избыток его нового объёма вышел из стакана. Когда же оставшийся воздух начал остывать, его стало недостаточно, чтобы в холодном состоянии оказывать прежнее давление, уравновешивать наружное давление атмосферы. Теперь вода под стаканом испытывает на каждый сантиметр своей поверхности меньшее давление, чем в открытой части тарелки. Неудивительно, что она вгоняется под стакан, втискиваемая туда избытком давления наружного воздуха. Вода вдавливается воздухом!

По этой же теме посмотрите эксперимент программы «Галилео».

Почему мы не чувствуем атмосферное давление?

Зная, что 1 м3 воздуха при температуре 0° на уровне моря весит 1,3 кг, легко подсчитать, что на крышу дома, имеющую площадь, например 100 м², атмосфера давит с силой 107 Н, что соответствует весу тела массой 1000 т. Однако крыша дома не проваливается.

Площадь спины лежащего на пляже человека заведомо больше 0,2 м2; следовательно, атмосфера давит на спину человека с силой, большей чем 20 000 Н, что соответствует камешку массой 2 т. Однако человек вообще не ощущает никакого давления сверху.

Опыт «Сухим из воды» демонстрирует нам ещё и доказательство внутреннего давления, уравновешивающего наружное давление атмосферы.

Мы не чувствуем давления воздуха, потому что давление атмосферы равномерно распределяется со всех сторон и потому что внутри нас есть такое же давление воздуха и жидкости, а адаптационные способности организма постоянно уравновешивают внутреннее давление, подстраивая его под изменение атмосферного. Но адаптации проходят только в небольшом интервале. 

Если люди живут длительное время на большой высоте, то их организм приспосабливается как к меньшему количеству кислорода, так и к более низкому давлению. Самые высокогорные поселения мира:

  • Ла-Ринконада (Перу) – 5100 м;
  • Эль-Альто (Боливия) – 4150 м;
  • Потоси (Боливия) – 4090 м;
  • Лхаса (Т ибет) – 3650 м;
  • Намче-базар (Непал) – 3450 м;
  • в России это Куруш (Дагестан) – 2600 м.
Посёлок золотоискателей Ла Ринконада-Ананея, 5100 м.
Автор: IJISCAY

А вот рыбы, живущие на глубине океана, привыкли к более высокому давлению, и быстро перестроиться их организм не способен. Их тело адаптировалось к нему, и внутреннее давление его намного выше 1 атм. Поэтому когда их достают из глубины, они взрываются из-за высокого внутреннего давления. То же произошло бы и с человеком в безвоздушном пространстве (в космосе).

Фильм по теме «Атмосферное давление и самочувствие человека».

Из истории открытия знаний о весе, давлении воздуха и изобретении барометра

О том, как измерить атмосферное давление, догадался итальянский математик и физик, выпускник иезуитского колледжа Э. Торричелли. Вместе с В. Вивиани – юным учеником Галилея – он провёл опыты по его измерению. Торричелли тоже был одним из последних учеников Галилея, и основываясь на его догадках доказал, что воздух имеет вес и оказывает давление.

Эванжелиста Торричелли и его барометр.
Автор: Saperaud~commonswiki

Торричелли впервые открыто выступил против догм Аристотеля. Рассуждая о насосе, он заявил, что

«прежде всего вода поднимается вслед за поршнем вовсе не потому, что «природа боится пустоты», просто воду гонит в насос давление, которое оказывает воздух на поверхность реки. В трубе же насоса, под поршнем, воздуха нет, поэтому вода входит в неё до тех пор, пока вес водяного столба в трубе насоса не уравновесит наружное давление воздуха».

Но доказал он это немного позже. Предложенный им опыт был осуществлён в 1643 г. В этом опыте использовалась запаянная с одного конца стеклянная трубка длиной около 1 м. Её наполняли ртутью и, закрыв пальцем (чтобы ртуть не выливалась раньше времени), перевернув, опускали в широкую чашку со ртутью.

Часть ртути из трубки выливалась, и в её верхней части образовывался вакуум (первая настоящая пустота, обнаруженная на Земле – Торричеллиева пустота). При этом высота столба ртути в трубке оказалась равной примерно 760 мм (если отсчитывать её от уровня ртути в чашке). Воздух давил на ртуть чашки и не давал вылиться из трубки.

Учёный также догадался, что давление атмосферы связано с изменением погоды. Наблюдая за высотой ртутного столба в трубке, Торричелли заметил, что атмосферное давление непостоянно и зависит от «теплоты или холода». Столбик в трубке то опускался, то поднимался, указывая на нужное деление шкалы. Вот почему в качестве одной из единиц давления взят миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.). Тяжесть по-гречески «барос», и прибор Торричелли стали называть барометром.

Принцип действия барометра Торричелли

О давлении и весе воздуха почти одновременно с Торричелли догадался и другой известный учёный того времени – Декарт. Он объяснил, почему из продырявленного на дне флакона при закрытой крышке духи не вытекают, а при открытой вытекают, именно разностью в давлении воздуха на разные площади поверхности. Когда крышка флакона закрыта, поверхностное натяжение воды на небольшом отверстии способно удерживать жидкость во флаконе. При открытой крышке оно преодолевается силой давления воздуха и духи начинают вытекать. Декарт выдвинул гипотезу, что с высотой воздух становится реже, а значит, должно уменьшаться и его давление.

Уже после опытов Торричелли Декарт поручил талантливому французскому математику и физику Блезу Паскалю проверить его догадку – верно ли, что давление с высотой убывает. Для этого он должен был подняться в горы с трубкой Торричелли. Опустившийся вниз столбик ртути на высоте горы Пюи де Дом подтвердили гипотезы Торричелли и Декарта.

Паскаль сделал вывод:

«законы давления жидкостей, известные ещё со времён славного Архимеда и развитые голландцем Симеоном Стевином, во многом справедливы и для воздуха». 

Давление воздуха не замечается человеком, потому что по законам давления в жидкостях и газах оно направлено и в стороны, и вниз.

Как измеряют атмосферное давление?

Барометр Торричелли используют до сих пор. Этот простой прибор помогает определить примерную высоту над уровнем моря. Альпинисты берут его с собой высоко в горы. Барометр – обязательный прибор кабины каждого летательного аппарата, будь то самолёт или спутник Земли. В наши дни его «братья» спускаются и на дно морей. Из высотомеров они превратились в глубиномеры.

За три с лишним века барометры изменились: стали автоматическими, самозаписывающими, научились управлять другими механизмами.

Ртутный барометр измеряет атмосферное давление с наибольшей точностью

Старые ртутные барометры.
Автор: GianniG46

На метеорологических станциях давление атмосферного воздуха измеряют всё те же ртутные барометры, так как они обладают наибольшей точностью. Они работают по тому же принципу, что и изобретение Торричелли.

При измерении величины давления вводят поправки на температуру, так как при повышении температур, ртуть и шкала барометра расширяются. На практике пользуются готовой таблицей поправок, которая сразу же даёт нужную величину.

Мембранные барометры

Для измерения атмосферного давления применяют также мембранные манометры. Простейший мембранный манометр показан схематически на рис 1.

Рис. 1. Мембранный барометр

Тонкая упругая пластинка-мембрана 1 герметически закрывает коробку 2, из которой откачана часть воздуха. С мембраной соединён указатель 3, поворачивающийся около О на угол, зависящий от степени прогиба мембраны, которая в свою очередь зависит от разности измеряемой силы давления воздуха вне коробки и внутри коробки.

Такие манометры называют барометрами-анероидами. Их градуируют и выверяют по ртутному барометру. Они менее точны, зато более удобны в обращении, поскольку не содержат ртути. При определении давления анероидом вносятся три поправки (на шкалу, на температуру и дополнительная на прибор), указанные в сертификате прибора. Анероид может давать надежные показания только в том случае, если он время от времени подвергается тщательной проверке.

Барометр-анероид.
Изображение Wolfgang Eckert с сайта Pixabay

Анероид может быть градуирован непосредственно на высоту атмосферы. Такие анероиды называют альтиметрами; или высотомерами, они используются в авиалайнерах и позволяют пилоту контролировать высоту полёта.

Высотомер Булова Б-11, с самолёта-истребителя.
Автор: Дозиметр

Для непрерывной регистрации изменения атмосферного давления применяется самопишущий прибор — барограф . Приёмной частью барографа является несколько соединённых между собой малых анероидных коробок.

Другие приборы

Гипсотермометр (гипсометртермобарометрбаротермометр) — прибор для измерения атмосферного давления по температуре кипящей жидкости (обычно воды). Он более точен, чем анероид.

Состоит из кипятильника и термометра со шкалой, разделённой на 0°,01. Этот прибор обычно применяется в экспедиционных условиях для барометрического нивелирования.

Штормгласс – это химический или кристаллический барометр, состоящий из стеклянной колбы или ампулы, заполненных спиртовым раствором, в котором в определённых пропорциях растворены камфора, нашатырь и калийная селитра.

Этим химическим барометром активно пользовался во время своих морских путешествий английский гидрограф и метеоролог, вице-адмирал Роберт Фицрой, который тщательно описал поведение барометра, это описание используется до сих пор. Поэтому штормгласс также называют «Барометром Фицроя». В 1831–1836 гг. Фицрой возглавлял океанографическую экспедицию на корабле «Бигль», в которой участвовал Чарльз Дарвин.

Весной и осенью резкое падение показателей барометра предвещает ветреную погоду. Летом, в сильную жару, оно предупреждает о грозе. Зимой, особенно после продолжительных морозов, быстрое падение ртутного столба говорит о предстоящей перемене направления ветра, сопровождающейся оттепелью и дождём. Напротив, повышение ртутного столба во время продолжительных морозов предвещает снегопад.

Закономерности в изменении атмосферного давления и способ использования этих знаний

Почти вся масса атмосферы Земли сосредоточена в слое высотой примерно до 50 км. По достижении высоты 50 км ускорение свободного падения уменьшается всего лишь на 1,5% по сравнению с ускорением на уровне моря; поэтому можно принять, что в пределах всего 50-километрового слоя атмосферы ускорение свободного падения остается равным g = 9,8 м/с2.

Представляя атмосферный воздух в виде сплошной среды, мы, конечно, не должны забывать, что в действительности это газ. Давление — статистическая величина, выражаемая через усреднённый по многим молекулам квадрат скорости их хаотического движения. Сила давления на любую реальную или мысленно выделенную площадку в газе обусловлена хаотической бомбардировкой этой площадки множеством молекул.

Давление понижается с высотой и повышается при спуске в глубокие шахты. Причина – в разрежении  воздуха (уменьшении плотности) с подъёмом и уплотнении со спуском, ведь он притягивается землёй и около неё сосредоточена основная его масса. В нижней тропосфере давление с высотой уменьшается примерно на 1 мм на каждые 10,5 м. Это позволяет с помощью барометра-высотомера определять высоту места.

Как изменяется атмосферное давление с высотой?

На самом деле эта закономерность соблюдается только до высоты  в 1 км. Расстояние в метрах, на которое надо подняться или опуститься, чтобы атмосферное давление изменилось на 1 мб, называется барической ступенью. Барическая ступень на высоте от 0 до 1 км составляет 10,5 м, от 1 до 2 км – 11,9 м, на высоте 2-3 км барическая ступень равна 13,5 км. Величина барической ступени зависит от температуры. В тёплом воздухе она больше. Более точно барометрическая формула описана тут: https://ru.wikipedia.org/wiki/

На практике же часто пользуются особыми таблицами, которые позволяют более или менее приблизительно получать данные о высотах. Но для решения задач, не требующих высокой точности, можно пользоваться и средним значением. Можно оценить давление по разности высот, высчитать высоту по разности давления.

Задача 1

Альпинисты поднимаются на гору, высота которой 5100 м. У подножия горы давление составляет 720 мм рт. ст. Какое давление будет на вершине?

Решение:

При подъёме на 10,5 м давление снижается на 1 мм рт. ст.

1) Узнаем, на сколько мм. рт. ст. снизится давление при подъёме на эту гору. 5100:10,5=486 (на 486 мм рт. ст.)

2) Узнаем, каким будет давление на вершине. 720-486=234 (мм рт. ст.)

Ответ: На вершине будет давление в 234 мм рт. ст.

Задача 2

Определите, на какой высоте летит самолёт, если за бортом давление 450 мм рт. ст., а у поверхности Земли 750 мм рт. ст.

1) Определяем разность в давлении. 750-450=300 мм рт. ст. – столько раз по 10,5 метров поднялся самолёт.

2) Узнаем, на сколько метров поднялся самолёт. 10,5  Х  300 = 3150 (м)

Ответ: самолёт на высоте 3150 м.

Задача 3

У подножия холма барометр показывает давление – 761 мм рт. ст., а на вершине – 761 мм рт. ст. Чему равна высота холма?

Задача решается по тому же принципу, что и предыдущая.

1) 761-750=11 (мм рт. ст.)

2) 11 Х 10,5 = 115,5 (м)

Ответ: высота холма равна 115,5 м.

Атмосферное давление постоянно изменяется

Плотность воздуха зависит от температуры, температура же и является главной причиной изменения давления воздуха. Давление тёплого воздуха меньше, чем холодного. Это объясняется тем, что при нагревании воздух, как и все предметы, расширяется, его объём увеличивается и он перетекает в верхние слои на место менее нагретого воздуха, что приводит к уменьшению давления около земной поверхности.

На климатических и синоптических картах точки с одинаковыми показателями давления, приведённые к уровню моря, соединяют изолиниями, называемыми изобарами. Изобары бывают замкнутыми и незамкнутыми. Система замкнутых изобар с пониженным давлением в центре (Н) называется барическим минимумом, или циклоном. Система замкнутых изобар с повышенным давлением в центре (В) называется барическим максимумом, или антициклоном. Незамкнутые системы изобар – барический гребень, ложбина и седловина.

Все барические области делят на две группы: постоянные и сезонные (сохраняют характерные особенности давлений в течение определенного периода года).

Пояса давления на Земле

Давление на Земле распределяется зонально. В обобщённом виде эту зональность представляют в виде поясов:

  • на экваторе расположен пояс низкого давления – экваториальная депрессия;
  • к югу и северу от экватора до 30-40° широты – пояс повышенного давления;
  • на 60-70° с. и ю. ш. – пояса пониженного давления;
  • приполярные районы – пониженное давление.
Пояса атмосферного давления на Земле

На самом деле реальная картина распределения давления на поверхности земли гораздо сложнее.

Постоянные барические области

Постоянным остаётся экваториальный пояс пониженного давления, только смещая ось вслед за Солнцем. В июле она перемещается в Северное полушарие на 15-20° с. ш., в декабре – в Южное, на 5° ю. ш. Зимой над океаном и над сушей возникает сплошной пояс повышенного давления. Летом повышенное давление сохраняется над океанами, а над сушей образуется термическая депрессия и понижение давления. Постоянны и барические максимумы Антарктиды и Гренландии.

Над незамерзающими океанами и тёплыми течениями умеренной зоны и зимой и летом ярко выражены барические минимумы:

  • Исландский;
  • Алеутский.
Сезонные барические области

30-40° широты

Только зимой тут действительно наблюдается пояс высокого давления. Летом над материком оно становится низким, а над океанами, прогревающимися медленно, давление остаётся высоким и даже повышается. Другими словами барические максимумы в течение всего года здесь сохраняются только над океанами:

  • Северо-Атлантический;
  • Северо-Тихоокеанский;
  • Южно-Атлантический;
  • Южно-тихоокеанский;
  • Южно-Индийский.

Умеренные и субполярные

В умеренных и субполярных широтах северного полушария, где чередуются океаны и материки, давление над сушей и водой различное, особенно зимой. Над сушей летом – минимум, а зимой – максимум. Летом же во всём поясе давление пониженное. Зимой над охлаждёнными материками давление высокое, здесь возникают сезонные барические максимумы:

  • Азиатский, с центром над Монголией;
  • Северо-Американский (Канадский).

Суточное колебание давления атмосферы

Наблюдается и суточное колебание давления. Ночью наблюдается один максимум, а днём – один минимум. Дважды за сутки, утром и вечером, оно повышается и столько же раз понижается, после полуночи и после полудня.

Изменение давления в течение суток связано с температурой воздуха и зависит от её изменений. Годовые изменения зависят от нагревания материков и океанов в летний период и их охлаждения в зимнее время. Летом область пониженного давления создается на суше, а область повышенного давления над океаном.

Минимальная величина атмосферного давления – 641,3 мм рт.ст или 854 мб  – была зарегистрирована над Тихим океаном в урагане «Ненси», а максимальная – 815,85 мм рт.ст. или 1087 мб – в Туруханске зимой. Максимальное давление в России зарегистрировано в Красноярском крае в 1968 г – 870 мм рт. ст.

Все барические системы оказывают большое влияние на воздушные течения, погоду и климат на значительных территориях. О вызываемых ими ветрах мы поговорим в следующий раз.

Тест для закрепления изученного материала

Источники:

  1. Томилин А. Н., Теребинская Н. В. Для чего ничего? Очерки. /Л., «Дет. лит.», 1975.
  2. Я. И. Перельман. Занимательные задачи и опыты. — М.: «Детская литература», 1972.
  3. Физическая география: Справ. пособие для подгот. отд. вузов/Г. В. Володина, И. В. Душина, С. Г. Любушкина и др.; Под ред. К. В. Пашканга — М.: Высш. шк., 1991.
  4. Тарасов Л. В. Атмосфера нашей планеты. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2012.
  5. Савцов Т. М. Общее землеведение: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений — М.: Издательский центр «Академия», 2003
  6. Дронов В. П. Землеведение. 5-6 кл.: Учебник/В. П. Дронов, Л. Е. Савельева. 5-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2015.
  7. География 5-6 классы: учеб. для общеобразоват. учреждений / А. И. Алексеев, Е. К. Липкина, В. В. Николина и др.; Под ред А. И. Алексеева. — М.: Просвещение, 2012.

Вам будет интересно

причины возникновения и роль в газовой оболочке Земли

Наша планета окружена газовой оболочкой, которая простирается ввысь от поверхности Земли на сотни километров, постепенно переходя в околоземное межпланетное пространство. Ее формирование происходило при участии самых различных химических элементов, при этом не последнюю роль в этом процессе сыграли и инертные газы атмосферы. Это особые химические элементы, которые обладают очень похожими свойствами.

 

В нормальных условиях любой инертный газ представляет собой газообразное вещество с простой одноатомной структурой. Это означает, что его атомы не образуют связей друг с другом. Кроме того, у него отсутствует запах, цвет и вкус. Еще одной важной особенностью благородных газов является то, что они являются химически неактивными, поэтому могут принимать участие в различных химических реакциях лишь в особо редких случаях и только при наступлении экстремальных условий.

 

Что же касается инертных газов атмосферы, то их несколько. Это аргон, гелий, неон, криптон, ксенон и радон. Каждый из них обладает своими особыми качествами и свойствами, а также используется в различных направлениях деятельности человека. Многие из них могут быть получены только искусственным путем (при расщеплении воздуха).

 

Что следует знать об истории появления атмосферы?

Газовая оболочка Земли возникла миллионы лет назад. Произошло это из-за многочисленных вулканических извержений, которые возникали на нашей планете в давние времена, а также в процессе испарения компонентов небесных тел, падающих на ее поверхность. Считается, что всего за историю своего существования она пребывала в трех разных состояниях, а именно:

 

  • Первичном. В тот период ее основой были легкие газы, в первую очередь гелий и водород, которые впоследствии улетучились в космическое пространство.
  • Вторичном. При формировании вторичного состава важную роль сыграли другие химические элементы, которые насыщали ее по мере того, как различные процессы происходили на планете. В первую очередь это касается вулканической активности. Газовая оболочка Земли насыщалась двуокисью углерода, водяным паром, аммиаком и другими веществами.
  • Третичном. Это именно та атмосфера, которая известна человечеству. Она возникала постепенно по мере улетучивания легких компонентов в космическое пространство, а также по мере возникновения многочисленных химических реакций в ее среде. По сравнению с предыдущими состояниями, фаза отличается меньшим содержанием водорода, в то время как значительно возросло количество диоксида углерода и азота.

 

Следует отметить, что современная атмосфера – это смесь различных газообразных веществ, пыли, солей, продуктов горения и воды в жидком или кристаллическом состоянии. Ее состав остается относительно стабильным и не меняется в течении 500 миллионов лет.

 

Практически все компоненты воздушной среды Земли содержатся в ней в том же количестве, что и ранее, то есть их концентрация остается неизменной. Это же касается и инертных газов атмосферы. Но есть компонент, количество которого в ней неуклонно растет – это диоксид углерода. Объемы содержания CO2 постепенно увеличиваются с середины 19-го века.

 

 

 

Какую роль играют инертные газы атмосферы?

Они не выполняют какой-либо важной роли в процессах, влияющих на состояние газовой оболочки нашей планеты. В то же время сам факт их присутствия позволяет сделать возможным и облегчить проведение научных атмосферных исследований.

 

В различных ее слоях представлено невероятно малое количество инертных компонентов по сравнению с некоторыми другими планетами нашей солнечной системы и Вселенной в целом. Особенно редкими являются криптон, неон, радон и ксенон. Тем не менее, некоторое количество таких веществ возникает в процессе извержения вулканов, а также при распаде некоторых химэлементов.

 

в колбах под действием электрического тока

 

Самым большим процентом содержания в атмосферных слоях отличается аргон. По некоторым данным его концентрация составляет до 1% от общей массы газовой среды. Этот элемент возникает вследствие распада радиоактивных веществ внутри земной коры.

 

Узнать какой технологией получают аргон для его дальнейшего использования в промышленности вы можете в этой статье.

 

Выводы по атмосферным благородным газам

Атмосфера планеты Земля формировалась в течение миллионов лет. Сегодня в ней представлено некоторое количество инертных газов, хотя многие из них содержатся в очень малом объеме, поэтому получить их непросто. Предлагаем вам также прочесть наш материал об источниках получения гелия.

 

Чтобы приобрести технические газовые продукты, вы можете посетить сайт компании «ПРОМТЕХГАЗ».

Атмосфера Земли: состав, климат и погода

Земля — ​​единственная планета в солнечной системе с атмосферой, способной поддерживать жизнь. Газовый покров, окружающий нашу родную планету, не только содержит воздух, которым мы дышим, но и защищает нас от тепловых и радиационных потоков, исходящих от Солнца. Он согревает планету днем ​​и охлаждает ее ночью.

Атмосфера Земли имеет толщину около 300 миль (480 километров), но большая ее часть находится в пределах 10 миль (16 км) от поверхности.Давление воздуха уменьшается с высотой. На уровне моря давление воздуха составляет около 14,7 фунтов на квадратный дюйм (1 килограмм на квадратный сантиметр), а атмосфера относительно плотная. На высоте 10 000 футов (3 км) давление воздуха составляет 10 фунтов на квадратный дюйм (0,7 кг на квадратный см), что означает, что молекулы газа, составляющие атмосферу, менее плотны. Из-за этого человеку становится труднее дышать и получать достаточно кислорода для жизни, хотя есть свидетельства существования микробной жизни высоко в облаках.

Связано: Насколько велика Земля?

Из чего состоит наша атмосфера?

По данным НАСА, газы в атмосфере Земли включают:

  • Азот — 78 процентов
  • Кислород — 21 процент
  • Аргон — 0.93 процента
  • Двуокись углерода — 0,04 процента
  • Следы неона, гелия, метана, криптона и водорода, а также водяного пара

Каковы слои атмосферы Земли?

Этот впечатляющий снимок заката над Индийским океаном был сделан астронавтами на борту Международной космической станции (МКС). Изображение представляет собой вид сбоку или с краю атмосферы Земли, видимой с орбиты. (Изображение предоставлено НАСА)

По данным НАСА, атмосфера Земли разделена на пять основных слоев: экзосфера, термосфера, мезосфера, стратосфера и тропосфера.Атмосфера становится разреженной в каждом более высоком слое, пока газы не рассеются в космосе. Между атмосферой и космосом нет четкой границы, но воображаемая линия на расстоянии около 62 миль (100 километров) от поверхности, называемая линией Кармана, обычно проходит там, где, по словам ученых, атмосфера встречается с космическим пространством.

Тропосфера — слой, ближайший к поверхности Земли. Его толщина составляет от 4 до 12 миль (от 7 до 20 км), и он содержит половину атмосферы Земли. Воздух у земли теплее, а выше становится холоднее.Практически весь водяной пар и пыль в атмосфере находятся в этом слое, поэтому здесь и находятся облака.

Стратосфера — второй слой. Он начинается над тропосферой и заканчивается на высоте около 50 км над землей. Здесь много озона, который нагревает атмосферу, а также поглощает вредное солнечное излучение. Воздух здесь очень сухой, и он примерно в тысячу раз тоньше, чем на уровне моря. Из-за этого здесь летают реактивные самолеты и метеозонд.

Мезосфера начинается на высоте 31 мили (50 км) и простирается до 53 миль (85 км) в высоту. Верхняя часть мезосферы, называемая мезопаузой, является самой холодной частью атмосферы Земли со средней температурой около минус 130 градусов по Фаренгейту (минус 90 градусов по Цельсию). Этот слой сложно изучать. Самолеты и воздушные шары не поднимаются достаточно высоко, а орбиты спутников и космических кораблей — слишком высоко. Ученые знают, что в этом слое горят метеоры.

Термосфера простирается от примерно 56 миль (90 км) до 310–620 миль (от 500 до 1000 км).На этой высоте температура может достигать 2700 градусов по Фаренгейту (1500 градусов по Цельсию). Термосфера считается частью атмосферы Земли, но плотность воздуха настолько мала, что большую часть этого слоя обычно называют космическим пространством. Фактически, это то место, где летали космические шаттлы и где по орбите вокруг Земли вращается Международная космическая станция. Это также слой, где происходят полярные сияния. Заряженные частицы из космоса сталкиваются с атомами и молекулами в термосфере, переводя их в более высокие энергетические состояния.Атомы выделяют эту избыточную энергию, испуская фотоны света, которые мы видим как красочное северное сияние и аврора австралис.

Экзосфера , самый верхний слой, чрезвычайно тонкий и является местом, где атмосфера сливается с космическим пространством. Он состоит из очень широко рассеянных частиц водорода и гелия.

В чем разница между климатом и погодой?

В пустыне Сахара на севере Африки жаркий и сухой климат. Погода в Сахаре может включать пыльные бури и дни, температура которых достигает 117 градусов по Фаренгейту (47 C).(Изображение предоставлено: прибор НАСА MODIS (спектрорадиометр среднего разрешения).)

Земля способна поддерживать широкий спектр живых существ из-за своего разнообразного регионального климата, который варьируется от экстремального холода на полюсах до тропической жары на экваторе. Региональный климат определяется Университетской корпорацией атмосферных исследований как средняя погода в месте более 30 лет. Климат региона часто описывается, например, как солнечный, ветреный, сухой или влажный. Они также могут описывать погоду в определенном месте, но, хотя погода может измениться всего за несколько часов, климат меняется в течение более длительного периода времени.

Глобальный климат Земли представляет собой средний региональный климат. На протяжении всей истории глобальный климат становился холоднее и теплее. Сегодня мы наблюдаем необычно быстрое потепление. Научный консенсус, как заявила Межправительственная группа экспертов по изменению климата, заключается в том, что парниковые газы, количество которых увеличивается из-за деятельности человека, удерживают тепло в атмосфере.

Земля, Венера и Марс: сравните воздух

Чтобы лучше понять формирование и состав Земли, ученые иногда сравнивают нашу планету с Венерой и Марсом.Все три планеты имеют каменистую природу и являются частью внутренней солнечной системы, что означает, что они находятся между Солнцем и поясом астероидов.

Венера почти полностью состоит из углекислого газа со следами азота и серной кислоты. Однако эта планета также имеет на своей поверхности неконтролируемый парниковый эффект. Космический корабль должен быть сильно усилен, чтобы выдержать сокрушительное давление (в 90 раз тяжелее Земли) и температуру, подобную печной (872 по Фаренгейту или 467 по Цельсию) на его поверхности.Облака также настолько толстые, что поверхность невидима в видимом свете. Поскольку на поверхность выходит немного солнца, это означает, что на Венере нет значительных сезонных изменений температуры.

Марс также состоит в основном из углекислого газа со следами азота, аргона, кислорода, окиси углерода и некоторых других газов. На этой планете атмосфера примерно в 100 раз тоньше земной — ситуация сильно отличается от древнего прошлого, когда геологические данные показывают, что вода текла по поверхности более чем в 4 раза.5 миллиардов лет назад. Ученые предполагают, что атмосфера Марса могла со временем истончиться, либо потому, что Солнце лишило более легких молекул в атмосфере, либо потому, что огромное столкновение астероида или кометы катастрофически разрушило атмосферу. Марс подвергается колебаниям температуры в зависимости от того, сколько солнечного света достигает поверхности, что также влияет на его полярные ледяные шапки (еще одно большое влияние на атмосферу).

Ученые регулярно сравнивают маленькие каменистые экзопланеты с Землей, Венерой и Марсом, чтобы лучше понять их их обитаемость.Общепринятое определение «обитаемости» состоит в том, что планета находится достаточно близко к звезде, чтобы на ее поверхности могла существовать жидкая вода. Слишком далеко, и вода становится ледяной; слишком близко, и вода испарится. Однако обитаемость зависит не только от расстояния между звездой и планетой, но и от атмосферы планеты, изменчивости звезды и других факторов.

Дополнительные ресурсы

  • Посетите страницу NOAA SciJinks, чтобы получить детское объяснение того, как формировалась атмосфера Земли.
  • Узнайте больше об историческом увеличении содержания углекислого газа в атмосфере на сайте Climate.gov.
  • Прочтите об увлекательном мире атмосферного микробиома в Scientific American.

Дополнительная информация от автора Space.com Элизабет Хауэлл. Эта статья была обновлена ​​20 июля 2021 года участником Space.com Вики Стейн.

Жизненно важные признаки планеты

Воздух в основном газ

Воздух повсюду вокруг нас, но мы его не видим.Так что же такое воздух? Это смесь разных газов. Воздух в атмосфере Земли состоит примерно на 78 процентов из азота и на 21 процент из кислорода. В воздухе также содержится небольшое количество других газов, таких как углекислый газ, неон и водород.


Воздух — это не просто газ

Хотя воздух в основном состоит из газа, он также содержит множество мельчайших частиц. Эти частицы в воздухе называются аэрозолями. Некоторые аэрозоли — например, пыль и пыльца — собираются естественным путем, когда дует ветер.Но воздух также может нести частицы, вызывающие загрязнение воздуха, такие как сажа, дым и другие загрязнители от выхлопных газов автомобилей и электростанций. Когда в воздухе слишком много частиц, растениям и животным может быть трудно дышать.


Воздух важен для жизни

Людям нужно дышать, как и многим другим животным и растениям! Дыхание — это часть процесса, называемого дыханием. Во время дыхания живое существо поглощает кислород из воздуха и выделяет углекислый газ.Этот процесс дает животным и растениям энергию, чтобы есть, расти и жить!


Углекислый газ в воздухе может быть как хорошим, так и плохим

Когда люди и животные дышат, мы выделяем газ без запаха, называемый углекислым газом, или CO 2 . Растения используют этот газ вместе с солнечным светом для производства пищи — процесс, называемый фотосинтезом. В этом процессе растения тоже выделяют кислород! Однако большие количества CO 2 также образуются, когда автомобили и электростанции сжигают уголь, нефть и бензин.CO 2 также является наиболее важным фактором глобального потепления, вызванного деятельностью человека.


Воздух также удерживает воду

В жаркий душный летний день вы наверняка слышали слово «влажный». Но что именно это означает? Относительная влажность — это количество воды, которое может удерживать воздух до дождя. Влажность обычно измеряется в процентах, поэтому самый высокий уровень относительной влажности — прямо перед дождем — составляет 100%. Влажность воздуха измеряется психрометром.


Воздух меняется при движении вверх, вверх, вверх

Воздух кажется легким, но на поверхность Земли его много давит. Это называется давлением воздуха. Вы испытываете высокое атмосферное давление на уровне моря, потому что вся атмосфера давит на вас. Когда вы находитесь на вершине горы, вас меньше нагнетает воздух и давление низкое. Из-за этого изменения давления у вас могут хлопать уши, когда вы взлетаете в самолете или едете в гору.


Air — подушка защитная

На Земле нам очень повезло, что у нас есть атмосфера, наполненная воздухом.Воздух в нашей атмосфере действует как изоляция, не позволяя Земле становиться слишком холодной или слишком горячей. Озон, еще один вид газа в воздухе, также защищает нас от слишком большого количества солнечного света. Воздух в атмосфере также может защитить нас от метеороидов. Когда метеороиды контактируют с нашей атмосферой, они трутся о воздух и часто сгорают на мелкие кусочки, не достигнув Земли.


В воздухе есть жизнь

Многие живые существа строят свои дома в почве и воде.Но знаете ли вы, что живые организмы также можно встретить в воздухе? Эти крошечные микробные организмы называются биоаэрозолями. Хотя эти микробы не могут летать, они могут перемещаться по воздуху на большие расстояния — через ветер, дождь или даже чихая!


Воздух может двигаться быстро и далеко

Даже в очень тихий день воздух вокруг нас постоянно движется. Но когда дует сильный ветер, этот воздух действительно может улететь! Самый быстрый порыв ветра, когда-либо зарегистрированный на Земле, достигал скорости 253 мили в час.А когда ветер уносит семена, пыль и другие частицы, он может унести их на много миль от их первоначального дома!


Загрязнение воздуха может испортить ваши планы на открытом воздухе

Загрязнение воздуха измеряется Индексом качества воздуха или AQI. Чем ниже AQI, тем чище воздух. Однако, если вы находитесь на улице, когда AQI превышает 100, это примерно то же самое, что дышать выхлопными газами из машины весь день! Причины плохого качества воздуха — это лесные пожары и города с интенсивным автомобильным движением.Если AQI выше 100, вам не следует проводить слишком много времени на улице.


NWS JetStream — давление воздуха

Количество молекул в
атмосфера уменьшается с высотой.

Атомы и молекулы, составляющие различные слои атмосферы, постоянно движутся в случайных направлениях. Несмотря на свой крошечный размер, когда они ударяются о поверхность, они оказывают на эту поверхность силу, которую мы наблюдаем как давление.

Каждая молекула слишком мала, чтобы ее можно было почувствовать, и проявляет лишь крошечную силу.Однако, когда мы суммируем полные силы от большого количества молекул, которые ударяются о поверхность каждый момент, то общее наблюдаемое давление может быть значительным.

Давление воздуха можно увеличить (или уменьшить) одним из двух способов. Во-первых, простое добавление молекул в какой-либо конкретный контейнер повысит давление. Большее количество молекул в любом конкретном контейнере увеличит количество столкновений с границей контейнера, что наблюдается как увеличение давления.

Хорошим примером этого является добавление (или удаление) воздуха в автомобильной шине.При добавлении воздуха количество молекул увеличивается, а также увеличивается общее количество столкновений с внутренней границей шины. Увеличенное количество столкновений заставляет давление в шине увеличиваться в размере.

Второй способ увеличения (или уменьшения) — добавление (или вычитание) тепла. Добавление тепла к любому конкретному контейнеру может передавать энергию молекулам воздуха. Таким образом, молекулы движутся с повышенной скоростью, ударяясь о границу контейнера с большей силой, и это наблюдается по увеличению давления.

Обучающий урок: Воздух: важный предмет

Поскольку молекулы движутся во всех направлениях, они могут даже оказывать давление воздуха вверх, когда врезаются в объект снизу. В атмосфере давление воздуха может действовать во всех направлениях.

На Международной космической станции поддерживается плотность воздуха, аналогичная плотности на поверхности Земли. Следовательно, давление воздуха на космической станции такое же, как и на земной поверхности (14,7 фунта на квадратный дюйм).

Урок обучения: неотложное участие

Обучающий урок: плыть по течению

Вернувшись на Землю, по мере увеличения высоты количество молекул уменьшается и, следовательно, плотность воздуха уменьшается, что означает уменьшение давления воздуха. Фактически, хотя атмосфера простирается более чем на 15 миль (24 км) вверх, половина молекул воздуха в атмосфере содержится в пределах первых 18 000 футов (5,6 км).

Из-за этого уменьшения давления с высотой очень трудно сравнивать давление воздуха на уровне земли в разных местах, особенно когда высота каждого участка разная.Поэтому, чтобы придать смысл значениям давления, наблюдаемым на каждой станции, мы преобразуем показания давления воздуха на станции в значение с общим знаменателем.

Общий знаменатель, который мы используем, — это высота над уровнем моря. На наблюдательных станциях по всему миру показания атмосферного давления, независимо от высоты наблюдательной станции, преобразуются в значение, которое было бы наблюдением , если бы этот прибор был расположен на уровне моря.

Двумя наиболее распространенными единицами измерения давления в США являются «Дюймы ртутного столба» и «Миллибары».Дюймы ртутного столба — это высота столба ртути, измеренная в сотых долях дюйма. Это то, что вы обычно слышите по радио NOAA Weather Radio или из вашего любимого источника погоды или новостей. На уровне моря стандартное атмосферное давление составляет 29,92 дюйма ртутного столба.

Миллибар происходит от первоначального названия давления «бар». Бар происходит от греческого «báros», что означает вес. Милбар составляет 1/1000 бара и примерно равен 1000 дин (одна дина — это сила, необходимая для ускорения объекта массой один грамм со скоростью один сантиметр в секунду в квадрате).Значения миллибар, используемые в метеорологии, находятся в диапазоне от 100 до 1050. На уровне моря стандартное давление воздуха в миллибарах составляет 1013,2. Карты погоды, показывающие давление на поверхности, нарисованы с использованием миллибаров.

Как температура влияет на высоту давления.

Хотя изменения обычно происходят слишком медленно, чтобы непосредственно наблюдать, давление воздуха почти всегда меняется. Это изменение давления вызвано изменениями плотности воздуха, а плотность воздуха связана с температурой.

Теплый воздух менее плотный, чем более холодный, потому что молекулы газа в теплом воздухе имеют большую скорость и находятся дальше друг от друга, чем в более холодном воздухе.Таким образом, хотя средняя высота уровня 500 миллибар составляет около 18 000 футов (5600 метров), фактическая высота в теплом воздухе будет выше, чем в холодном.

Обучающий урок: Crunch Time

Буквы H обозначают место наивысшего давления.
Буквы L представляют положение самого низкого давления. Буквы H обозначают место наивысшего давления.
Буквы L представляют положение самого низкого давления.

Самое основное изменение давления — это повышение и понижение дважды в день из-за нагрева от солнца.Каждый день около 4 часов утра. давление минимально и близко к пику около 10 утра / вечера. Величина суточного цикла максимальна около экватора, уменьшаясь к полюсам.

Помимо суточных колебаний, наблюдаются более значительные изменения давления в результате миграции погодных систем. Эти погодные системы обозначаются синими буквами H и красными буквами L на погодных картах.

Обучающий урок: Измерение давления: «Мокрый» барометр

Снижение давления воздуха по мере увеличения высоты.

Как изменения погоды связаны с изменениями давления?
Со своего выгодного положения в Англии в 1848 году преподобный доктор Брюэр написал в своем A Guide to the Scientific Knowledge of Things Familiar следующее о связи давления с погодой:

FALL барометра (уменьшение давления)

  • В очень жаркую погоду падение барометра означает гром. В противном случае внезапное падение барометра означает сильный ветер.
  • В морозную погоду падение барометра означает оттепель.
  • Если дождливая погода случится вскоре после падения барометра, не стоит ожидать этого.
  • В сырую погоду, если барометр упадет, можно ожидать сильной влаги.
  • В хорошую погоду, если барометр сильно падает и остается низким, через несколько дней ожидается сильная влажность и, возможно, ветер.
  • Барометр опускается ниже всего из-за ветра и дождя вместе; рядом с этим ветром (кроме восточного или северо-восточного ветра).

Барометр RISE (повышение давления)

  • Зимой подъем барометра предвещает морозы.
  • В морозную погоду подъем барометра предвещает снег.
  • Если хорошая погода наступит вскоре после подъема барометра, не ожидайте этого.
  • В сырую погоду, если ртуть поднимается высоко и остается таковой, через день или два ожидайте продолжения хорошей погоды.
  • В сырую погоду, если ртуть внезапно поднимется очень высоко, хорошая погода продлится недолго.
  • Барометр поднимается выше всех при северном и восточном ветрах; для всех остальных ветров он тонет.

Барометр НЕУСТАНОВЛЕННЫЙ (неустановившееся давление)

  • Если движение ртути нарушится, ожидайте ненастную погоду.
  • Если он стоит на «БОЛЬШОЙ ДОЖДЬ» и повышается до «ИЗМЕНЯЕМЫЙ», ожидайте непродолжительной погоды.
  • Если он стоит на «ЯВНОМ» и падает до «ИЗМЕНЯЕМЫЙ», ожидайте ненастную погоду.
  • Движение вверх указывает на приближение хорошей погоды; его движение вниз указывает на приближение непогоды.

Эти наблюдения давления справедливы и для многих других мест, но не для всех. Штормы, происходящие в Англии, расположенной недалеко от конца Гольфстрима, вызывают большие перепады давления. В Соединенных Штатах самые большие изменения давления, связанные со штормами, обычно происходят на Аляске и в северной половине континентальной части США. В тропиках, за исключением тропических циклонов, ежедневные изменения давления очень незначительны, и ни одно из правил не применяется. .

Обучающий урок: Измерение давления II: «Сухой» барометр

Быстрые факты

Научная единица давления — Паскаль (Па), названная в честь Блеза Паскаля (1623–1662).Один паскаль равен 0,01 миллибар или 0,00001 бар. В метеорологии миллибар используется для измерения атмосферного давления с 1929 года.

Когда в 1960-х годах произошел переход к научным единицам измерения, многие метеорологи предпочли использовать те величины, к которым они привыкли, и использовали префикс «гекто» (h), означающий 100.

Следовательно, 1 гектопаскаль (гПа) равен 100 Па, что равно 1 миллибару. 100000 Па равняется 1000 гПа, что равно 1000 миллибар.

Конечный результат: хотя единицы, которые мы используем в метеорологии, могут быть разными, их числовое значение остается прежним.Например, стандартное давление на уровне моря составляет 1013,25 мбар и 1013,25 гПа.

Что такое атмосфера? | UCAR Center for Science Education

Слоистая структура атмосферы Земли видна на этом закате с Международной космической станции.
Кредит: Лаборатория науки и анализа изображений, Космический центр имени Джонсона НАСА

Атмосфера представляет собой смесь газов, окружающих планету. На Земле атмосфера помогает сделать жизнь возможной. Помимо того, что дает нам чем дышать, он защищает нас от большей части вредного ультрафиолетового (УФ) излучения, исходящего от Солнца, нагревает поверхность нашей планеты примерно на 33 ° C (59 ° F) за счет парникового эффекта и в значительной степени предотвращает резкие перепады дневных и ночных температур.Другие планеты в нашей солнечной системе также имеют атмосферу, но ни одна из них не имеет такого же соотношения газов и слоистой структуры, как атмосфера Земли.

Газы в атмосфере Земли

Азот и кислород являются наиболее распространенными; сухой воздух состоит примерно на 78% из азота (N 2 ) и примерно на 21% из кислорода (O 2 ). Аргон, диоксид углерода (CO 2 ) и многие другие газы также присутствуют в гораздо меньших количествах; каждый составляет менее 1% газовой смеси атмосферы.В атмосферу также входит водяной пар. Количество присутствующего водяного пара сильно различается, но в среднем составляет около 1%. Есть также много мелких частиц — твердых и жидких — «плавающих» в атмосфере. Эти частицы, которые ученые называют «аэрозолями», включают пыль, споры и пыльцу, соль из морских брызг, вулканический пепел, дым и многое другое.

Слои атмосферы Земли

Атмосфера становится тоньше (менее плотной и более низкой по давлению) по мере того, как человек движется вверх от поверхности Земли.Он постепенно уступает место космическому вакууму. Точного «верха» атмосферы нет. На высотах от 100 до 120 км (62-75 миль) воздух становится настолько разреженным, что для многих целей этот диапазон высот можно рассматривать как границу между атмосферой и космосом. Однако есть очень тонкие, но измеримые следы атмосферных газов на сотни километров над поверхностью Земли.

В атмосфере Земли есть несколько различных регионов или слоев. У каждого есть характерные температуры, давления и явления.Мы живем в тропосфере, самом нижнем слое, где находится больше всего облаков и где бывает почти любая погода. Некоторые реактивные самолеты летают в следующем более высоком слое, стратосфере, которая содержит реактивные течения и озоновый слой. В мезосфере температуры достигают самых низких значений, потому что там почти нет молекул воздуха, поглощающих тепловую энергию. Небо в мезосфере также меняется с голубого на черное, потому что там так мало молекул, от которых свет может преломляться. А дальше от поверхности у нас есть термосфера, которая является самым широким слоем атмосферы и поглощает большую часть вредного излучения, которое достигает Земли от Солнца.Экзосфера представляет собой переход от атмосферы Земли к космосу.

Планетарные атмосферы

Земля — ​​не единственный мир, в котором есть атмосфера. Все планеты — и даже несколько лун — в нашей солнечной системе имеют атмосферы. В некоторых бывают тучи, ветер, дождь и сильные штормы. В последнее время ученые также начали получать проблески атмосфер планет в других солнечных системах.

Каждая из планет нашей солнечной системы имеет уникальную структуру атмосферы. Атмосфера Меркурия чрезвычайно тонкая и мало чем отличается от космического вакуума.Все четыре планеты-гиганты в нашей солнечной системе — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — имеют очень толстую и глубокую атмосферу. Более мелкие каменистые планеты — Земля, Венера и Марс — имеют гораздо более тонкую атмосферу, парящую над их твердой поверхностью. Атмосфера на лунах в нашей солнечной системе обычно довольно тонкая. Спутник Сатурна Титан является исключением — давление воздуха у поверхности Титана выше, чем на Земле! Из пяти официально признанных карликовых планет Плутон имеет тонкую сезонную атмосферу, содержащую азот, метан и окись углерода, а Церера может иметь чрезвычайно тонкую атмосферу водяного пара.Но только атмосфера Земли имеет слоистую структуру, которая позволяет достаточному количеству световой энергии проникать и удерживаться для тепла, но также защищает нас от слишком большого количества вредного излучения. Этот важный баланс необходим для поддержания жизни на Земле.

Воздух — атмосферные климатические переменные

На этой странице описаны некоторые из 50 основных климатических переменных, определенных Глобальной системой наблюдения за климатом (ГСНК) для мониторинга во всем мире. Группы экспертов в ГСНК помогли определить, какие наблюдения за климатом следует проводить на постоянной основе, и согласовали принципы и руководящие указания по наилучшим способам их проведения.

Переменные приземного воздуха


Температура воздуха

Датчик температуры воздуха
Источник изображения: NOAA

Температура приземного воздуха — это температура воздуха вокруг нас, обычно измеряемая на высоте около двух метров (около 6 с половиной футов) над поверхностью. Термометры, защищенные от прямого солнечного излучения, используются для измерения температуры приземного воздуха. Самый распространенный тип термометра — жидкостный стеклянный термометр.Более точные термометры измеряют температуру воздуха, проверяя, сколько электричества может пройти через образец чистого металла.

Дополнительная информация:

Ссылки на данные о температуре воздуха:

  • Автоматизированные системы наземного наблюдения отслеживают погодные условия во многих аэропортах. Выберите штат и щелкните любую станцию ​​на карте, а затем щелкните ее четырехбуквенный идентификационный код. Щелкните переключатель «Декодировано» после «Формат», чтобы заголовки об измерениях были удобочитаемы.
  • NOAA Climate at a Glance обеспечивает доступ к авторитетной климатической информации с помощью карт, графиков и таблиц данных.


Осадки

Дождемер
Источник изображения: NASA

Осадки — это вода в жидкой или твердой форме, которая падает на поверхность Земли из облаков. Это может быть изморось, снег, лед, ледяной дождь или град. Дождемеры — наиболее распространенный инструмент, используемый для измерения количества осадков. Дождемер — это контейнер с открытым сверху, который откалиброван для измерения глубины уловленной жидкости. В США глубина осадков указывается в дюймах.Спутниковые инструменты также могут обнаруживать и оценивать количество осадков.

Дополнительная информация: Осадки

Ссылки на данные:


Солнечное излучение

Солнечный пиранометр и другие инструменты в NREL.
Источник: Max D / Flickr

Солнечное излучение — это энергия солнца. Солнечное излучение в диапазоне длин волн является основным источником энергии для системы Земля-Атмосфера. На земле прибор, называемый солнечным пиранометром, измеряет количество поступающей солнечной радиации, которая достигает Земли.Спутниковые приборы измеряют солнечную радиацию в верхних слоях атмосферы.

Дополнительная информация: Радиационные бюджетные продукты

Ссылки на данные:


Давление воздуха

Давление воздуха — это масса на единицу площади столба воздуха над ним. Поскольку молекулы газа всегда движутся во всех направлениях, давление воздуха одинаково во всех направлениях. Барометры измеряют давление воздуха. Самый распространенный тип барометра — это герметичный гибкий сосуд с воздухом.Когда давление воздуха вне контейнера изменяется, контейнер сжимается или расширяется. Это изменение регистрируется стрелкой или цифровым считывающим устройством. Эти значения выражены в миллибарах. Миллибар — это единица измерения давления, обычно используемая в авиации и метеорологии. Один миллибар равен 100 Ньютонам на квадратный метр. Тысяча миллибар — это среднее давление на уровне моря. Изменения атмосферного давления могут указывать на перемену погоды.

Дополнительная информация: Давление воздуха

Ссылки на данные:


Ветер

Ветер — это воздух, движущийся относительно поверхности Земли.Это векторная величина, то есть она описывается как скоростью, так и направлением движения. Чаще всего ветры описываются только в их горизонтальном направлении. Анемометры используются для измерения скорости ветра. Ветровые лопатки и ветроуказатели измеряют направление ветра. Направления ветра относятся к тому, откуда дует ветер; например, северный ветер дует с севера и дует к югу.

Дополнительная информация: Origin of Wind

Ссылки на данные:


Водяной пар

Инструмент для водяного пара
Источник изображения: NOAA

Водяной пар — это вода в атмосфере в парообразной (газообразной) форме.Водяной пар — это сырье, из которого образуются облака. Хотя он невидим для человеческого глаза, этот газ поглощает и испускает инфракрасное излучение, которое задерживает тепловую энергию у поверхности Земли. Половина водяного пара в атмосфере находится в пределах двух километров от поверхности Земли. Абсолютная влажность — это мера количества водяного пара в воздухе. Относительная влажность показывает, сколько водяного пара содержится в воздухе по отношению к количеству, которое он может удерживать при данной температуре и давлении.Прибор, используемый для измерения содержания водяного пара в воздухе, называется гигрометром. Самый простой тип гигрометра изготавливается из человеческого волоса, который набухает и удлиняется, поглощая водяной пар из воздуха.

Дополнительная информация: Влажность

Ссылки на данные:


Параметры верхнего воздуха


Свойства облака
Прибор

MODIS на спутнике Aqua
Источник изображения: NOAA

Ученые-климатологи наблюдают и контролируют свойства облаков, потому что тип облаков в небе является индикатором атмосферных процессов, происходящих там, где они образовались.Свойства облака включают размер и тип ледяных кристаллов, температуру и толщину. Спутниковые приборы обычно используются для наблюдения за свойствами облаков.

Дополнительная информация: Clouds

Ссылки на данные:


Состав

Ученый с колбами для проб воздуха.
Источник: NOAA / CIRES

Состав атмосферы — это смесь всех газов в воздухе. Относительные количества основных атмосферных газов резко изменились с момента зарождения Земли, но они оставались относительно стабильными в течение тысяч лет.Атмосферные газы хорошо перемешиваются на высоте до 80 км (50 миль). Относительные концентрации нескольких газовых примесей в атмосфере определяют способность атмосферы улавливать солнечную радиацию. Чтобы точно измерить состав атмосферы, ученые собирают воздух в колбы и анализируют его в лаборатории.

Дополнительная информация:

Ссылки на данные:


ТЕМПЕРАТУРА И ФУНКЦИЯ АТМОСФЕРНОГО СОСТАВА

Атмосфера Земли — это резервуар газов.Воздух — смесь газов , не имеющая запаха, цвета и вкуса. и бесформенный. Атмосфера связана с Землей гравитацией.

а) Воздух среда жизни на поверхности Земли

б) мажор промышленное и химическое сырье

c) Поглощает и взаимодействует с вредными электромагнитное излучение и поток заряженных частиц в солнечном ветре.

г) Защищает землю от природных и антропогенный космический мусор.

Столб воздуха длиной 300 миль (480 км) (составляющий атмосфера) оказывает свой вес, давя вниз под действием силы тяжести.

Вес атмосферы, оказываемой на поверхность, составляет ДАВЛЕНИЕ ВОЗДУХА . Эта сила (давление воздуха) составляет приблизительно 14,7 фунта на квадратный дюйм при на уровне моря, что эквивалентно 1013,12 мб / м 2 или 29,92 дюйма ртуть (в барометре).

Молекулы воздуха создают давление на все поверхности через их движение , размер и номер .

СТРУКТУРА И СОСТАВ АТМОСФЕРЫ

Атмосфера классифицируется с помощью 3 критерии:

а) Состав

б) Температура

c) Функция.

КРИТЕРИЙ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА :

По химическому составу атмосфера делится на в 2 широких региона:

а) В Гетеросфера и

б) Гомосфера.

а) ГЕТЕРОСФЕРА:

внешняя атмосфера, начиная примерно с 50 миль от поверхности Земли и распространяется в космос. Газы смешиваются не равномерно, а под действием силы тяжести. их атомному весу и реакции газов с солнечным излучением. Меньше чем 0,001% массы земной атмосферы находится в гетеросфера.

б) ГОМОСФЕРА:

простирается от поверхности земли примерно на 50 миль (80 км).Плотность воздуха меняется с высотой, но доля газов почти униформа. Исключения: Озон O3, водяной пар, загрязняющие вещества и некоторые следы химикаты.

Смесь газов в Гомосфера:

N
2 78,084 780,840

О 2 20,946 209,460

Ar 0.934 9,340

CO 2 0,037 368

Азот: в основном инертный газ происходящие из вулканических источников. Кислород: побочный продукт фотосинтез. Аргон , инертный газ, который является остатком радиоактивный распад формы калия. Углекислый газ — природный побочный продукт жизненных процессов.

Критерий АТМОСФЕРНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

Используя температуру, атмосферу можно разделить на 4 отдельные зоны .

а) В Термосфера

б) Мезосфера

c) Стратосфера и

г) Тропосфера

a ) Термосфера : Между 50300 миль (80 480 км в открытый космос. Температура повышается до 2200 0 F (1200 0 C) и выше.

б) Мезосфера : С высоты 3050 миль (5080 км / сек) над поверхностью земли.

Мезопауза (внешний слой мезосферы) — самый холодный регион в атмосфере. около 130 0 F (-90 0 C)

c) Stratosphere : 1131 миля (1850 км / с) от поверхность Земли. Температура увеличивается с высотой

d) Тропосфера: атмосферный слой, поддерживающий жизнь. Дом биосферы.Удерживает 90% общей массы атмосферы и весь водяной пар, облака, погоду и загрязнение воздуха.

Normal Lapse Rate : явления, за счет которых температура быстро уменьшается с высотой. Температурная инверсия: феномен температура которой увеличивается с высотой.

Критерий АТМОСФЕРНОЙ ФУНКЦИИ

В зависимости от функции атмосфера имеет 2 зоны, которые удалить вредное солнечное излучение и заряженные частицы:

а) В Ионосфера и

б) озоносфера (озоновый слой).

а) Ионосфера: распространяется через термосферу в мезосферу. Я поглощаю космические лучи, гамма-лучи, рентгеновские лучи и ультрафиолетовое излучение.

б) Озоносфера: а слой озонового газа (O3). Поглощает ультрафиолетовый свет и повторно излучает его в виде длинных волн инфракрасная радиация.

ЗАГРЯЗНИТЕЛИ В ТРОПОСФЕРЕ

тропосфера содержит переменные количества как природных, так и антропогенных газов. и химические вещества, вызывающие загрязнение воздуха.

ПРИРОДНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНИТЕЛИ ВОЗДУХА

а) Вулканы твердые частицы, оксиды серы.

b) Лесные пожары — окись углерода (CO) и диоксид (CO 2 ), оксиды азота, твердые частицы

в) Растения пыльца, углеводороды

г) Гниющие растения — метан, сероводород

д) Почва — пыль, вирусы

е) Океан солевой туман и твердые частицы

Природные факторы, влияющие на загрязнение воздуха

1.Winds : переносить загрязняющие вещества из одного места в другое, сокращая концентрируясь в одной точке, увеличивая ее в другом регионе.

2. Горы и холмы (местный ландшафт) могут образовывать препятствия для движения воздуха или прямые выбросы загрязняющих веществ из одной области в другую.

3. Инверсия температуры : Инверсия температуры предотвращает подъем более холодного (следовательно, более плотного) воздуха, чтобы подняться ниже, тем самым останавливая вертикальное смешивание загрязняющих веществ и предотвращение ветров.

ЧЕЛОВЕЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОЗДУХА

Человеческое происхождение Загрязняющие вещества находятся в городских районах. Около 2% всех ежегодных смертей (50 000 человек) в США связаны с загрязнением воздуха.

Фотохимический смог Загрязнение

Разработан с появлением автомобилей. Это возникает в результате взаимодействия солнечного света с продуктами горения в автомобиле. выхлопные газы (оксиды азота, летучие органические соединения).

Промышленный смог и оксиды серы:

Промышленный смог связан с сжиганием угля отрасли. Лондонский врач ввел термин SMOG для описания комбинации дыма и тумана. Попадая в атмосферу, диоксид серы (SO2) реагирует с кислород (O) с образованием триоксида серы (SO3) и в присутствии воды образует (сульфатные аэрозоли) Серная кислота (h3SO4). Вода может стать кислой. КИСЛОТНЫЙ ДОЖДЬ.

Антропогенные источники загрязнения воздуха

НАИМЕНОВАНИЕ

СИМВОЛ

ИСТОЧНИК

ЭФФЕКТЫ

Окись углерода

CO

Неполное сгорание топлива

Вытесняет O2 в кровоток

Двуокись углерода

CO2

Полное сгорание в основном за счет ископаемого топлива

Основной парниковый газ,

Оксиды азота

НЕТ, НЕТ2

Высокая температура и давление горения.

Разрушает легочную ткань, вредит растениям

Летучие органические соединения

ЛОС

Неполное сгорание ископаемого топлива

Образует озон низкого уровня, вредит дыхательной системе.

Пероксикатил

PAN

Фотохимические реакции

Озон

O3

Фотохимические реакции

Повреждает растения

Оксиды серы

SO2, SO3

Сжигание серосодержащего топлива e.грамм. уголь

Нарушение дыхания, астма и бронхит

Твердые частицы

PM

Строительная пыль, грязь и соль, сельское хозяйство, дороги

Влияет на видимость, дыхательную систему

Метан

Ch5

Органические процессы

Вторичный парниковый газ

Водяной пар

h3O

Процессы горения, испарение

загрязнителей атмосферы (воздуха) | Энциклопедия.com

Атмосферные загрязнители — это вещества, которые накапливаются в воздухе до такой степени, что вредны для живых организмов или материалов, находящихся в воздухе. Общие загрязнители воздуха включают дым , смог и газы, такие как оксид углерода , азот и оксиды серы, а также пары углеводородов. В то время как газообразные загрязнители обычно невидимы, твердые или жидкие загрязнители в дыме и смоге легко различимы. Одна особенно опасная форма загрязнения воздуха возникает, когда оксиды серы и азота соединяются с атмосферной влагой с образованием серной и азотной кислоты .Когда кислоты попадают на Землю в виде кислотных дождей , наносится ущерб озерам, рекам, растительности, зданиям и другим объектам. Поскольку оксиды серы и азота могут переноситься на большие расстояния в атмосфере до того, как они удаляются в виде осадков, ущерб может быть нанесен далеко от источников загрязнения .

Дым является древним загрязнителем окружающей среды, но возросшее использование ископаемых видов топлива в последние столетия увеличило его опасность.Дым может усугубить симптомы астмы , бронхита и эмфиземы , а длительное воздействие может привести к раку легких . Токсичность дыма увеличивается, когда вместе с ним вдыхаются пары диоксида серы , обычно выделяемые при сжигании угля . Один особенно серьезный инцидент с загрязнением воздуха произошел в Лондоне в 1952 году, когда около 4000 смертей были вызваны высоким уровнем дыма и двуокиси серы, которые накопились в мегаполисе во время атмосферной инверсии .

Источники загрязнителей воздуха особенно многочисленны в современных промышленных населенных пунктах. Основные источники включают в себя электростанции и теплоцентрали, промышленные предприятия и транспортных средств, автомобилей. Мехико — особенно плохой пример очень большого мегаполиса, который не контролирует в достаточной мере вредные выбросы в атмосферу, и в результате многие жители этого района страдают респираторными заболеваниями. Правительство Мексики было вынуждено закрыть крупный нефтеперерабатывающий завод и запретить новым предприятиям, загрязняющим окружающую среду, размещать в городе.Правительству Мексики сложнее контролировать выбросы более 3,5 миллионов автомобилей, грузовиков и автобусов.

Смог (комбинация дыма и тумана) образуется в результате конденсации влаги (тумана) на твердых частицах (дым) в атмосфере. Хотя смог присутствует в городских районах в течение длительного времени, фотохимический смог является исключительно вредной и досадной формой загрязнения воздуха, обнаруживаемой в крупных городских районах. Впервые это было признано серьезной проблемой в Лос-Анджелесе в конце 1940-х годов.Фотохимический смог образуется в результате каталитического действия солнечного света на некоторые атмосферные загрязнители, включая несгоревшие углеводороды , испарившиеся из автомобилей и других топливных баков. Продукты фотохимических реакций включают озон , альдегиды, кетонов , пероксиацетилнитрат и органические кислоты. Фотохимический смог вызывает серьезное раздражение глаз и легких и другие проблемы со здоровьем.

Из-за серьезного ущерба, нанесенного загрязнением атмосферы, контроль стал высокоприоритетной задачей во многих странах.Несколько подходов оказались полезными. Немедленная мера контроля включает систему предупреждений о загрязнении воздуха, объявляемых, когда мониторы загрязнения воздуха выявляют опасно высокие уровни загрязнения. Промышленные источники загрязнения вынуждены сворачивать деятельность до тех пор, пока условия не вернутся к нормальным. Эти аварийные ситуации часто вызваны атмосферными инверсиями, которые ограничивают восходящее перемешивание загрязняющих веществ. Более широкое рассеивание загрязняющих веществ более высокими дымовыми трубами может уменьшить местное загрязнение. Однако дисперсия не уменьшает общих количеств; вместо этого, это может создать проблемы для сообществ с подветренной стороны от источника.Повышение энергоэффективности в транспортных средствах, домах, электрических электростанциях, и промышленных предприятиях снижает загрязнение из этих источников. Это сокращение использования топлива также снижает загрязнение, создаваемое при производстве топлива, и, как дополнительное преимущество, более энергоэффективная работа снижает затраты. Эффективный и удобный общественный транспорт также помогает уменьшить загрязнение городского воздуха, сокращая потребность в личных транспортных средствах.

[ Дуглас К. Пратт ]


РЕСУРСЫ

КНИГИ

Георгий, Х.Мы б. Атмосферные загрязнители в лесных районах: их выпадение и улавливание . Бостон: Kluwer Academic Publishers, 1986.

Hutchinson, T. C., and K. M. Meema, eds. Воздействие атмосферных загрязнителей на леса, водно-болотные угодья и сельскохозяйственные экосистемы . Нью-Йорк: Springer-Verlag, 1987.

Restelli, G., and G. Angeletti, eds. Физико-химическое поведение загрязнителей атмосферы . Бостон: Kluwer Academic Publishers, 1990.

ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

Graedel, T.E., and P.J Crutzen.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.