Атмосфера, її роль і функції у геосистемі Землі

Атмосфера - газова оболонка Землі, формування якої відбувалось в результаті геологічної еволюції і безперервної діяльності живих організмів. Склад сучасної атмосфери знаходиться в стані динамічної рівноваги, яка підтримується живими організмами, Світовим океаном, геохімічними явищами як природного, так і антропогенного походження глобального масштабу.

Атмосферу поділяють на такі основні частини: тропо-; страто-, мезо-, термо-, екзо- і магнітосферу.

Тропосфера характеризується наступними параметрами:

• висотою від 10-12 км над полюсами і до 16-18 км над екватором, повторюючи тим форму Землі.

• в ній зосереджено: близько 80% маси повітря, основна маса атмосферних домішок, більша частина водяної пари; характеризується пониженням температур з підняттям на висоту, з градієнтом 6⁰ C на 1 км, характерна нестійкість температури, відмінності вологи і тиску.

Стратосфера поширена до висоти 50-55 км. Температура в ній до 25 км зростає повільно, з 25 до 40 км температура зростає з висотою і на межі з мезосферою вона досягає O⁰ C. На висоті 20-25 км розташований шар з підвищеною концентрацією озону (озоновий шар), який виконує важливі функції з регуляції космічної і сонячної радіації.

Мезосфера поширена до висоти 80 км. Температура в ній понижається на 3⁰ C на 1км висоти і на верхній межі досягає -80° С.

Термосфера простежується до висоти 1000 км. Температура в ній зростає до 22O^o C на висоті 150 км та 1500° C на висоті 600 км. Під дією ультрафіолетової та сонячної радіації порушується будова молекул і атомів, утворюються заряджені іони, тобто відбувається іонізація. На висотах 100, 180 і 300 км виділяють шари посиленої іонізації, від яких відбиваються середні та короткі радіохвилі. В зв’язку а цим термосферу називають ще іоносферою. Вона захищає земну поверхню від рентгенівського випромінювання і шкідливої дії сонячної корони.

Від 1000 до 2000-3000 км простягається екзосфера /зовнішня атмосфера/, у якій швидкість руху газів наближається до 11,2 км/с, і іони поступово розсіюються в космосі. Особливо інтенсивно розсіюється водень, він панує в екзосфері і утворює водневу корону (геокорону), яка простежується на висоти до 20000 км.

Для атмосфери характерні просторові переміщення повітряних мас, турбулентна циркуляція, конвективні потоки тощо. Газовий склад атмосфери неоднорідний за висотою (табл.5.1.). Водночас в тропосфері він залишається відносно постійним.

Таблиця 5.1.

Склад повітря (основні компоненти), % (за П.Агессом)

Екологічні аспекти атмосфери

Маса атмосфери складає 1/1000000 маси Землі. Однак її роль і значення в житті планети є надзвичайно важливі.

Захисні функції атмосфери проявляються з одного боку в екрануванні земної поверхні від попадання на неї різноманітних космічних тіл (метеорів, метеоритного пилу), більшість яких згоряє в щільних шарах атмосфери.

Озон, який присутній в повітрі поблизу земної поверхні має концентрацію в середньому IO'⁶ %. Він утворюється в верхніх шарах атмосфери із атомарного кисню в результаті фотохімічної реакції під впливом сонячної радіації, яка викликає дисоціацію молекул кисню. Він поглинає частину інфрачервоного випромінювання Землі, завдяки чому затримується близько 20% теплового випромінювання Землі; регулюється глобальний температурний баланс. Водночас стратосферний озон виконує роль фільтру для космічної та сонячної радіації, надійно захищаючи живі організми від надмірного ультрафіолетового проміння.

Кліматорегулюючі функції атмосфери проявляються в регуляції нею основних кліматичних параметрів: температури, вологості, тиску, швидкості і напрямку вітру. Завдяки атмосферній регуляції основних кліматичних параметрів на Землі представлені різноманітні кліматичні пояси і погодні умови. Присутність атмосфери істотно нівелює добові і сезонні контрасти температур біля земної поверхні. Циркуляція атмосфери виступає одним із провідних кліматоутворюючих чинників.

Атмосфера регулює інтенсивність протікання процесів кругообігу речовин і енергії, кожен з яких проходить атмосферну стадію. В залежності від прозорості атмосфери регулюється процес поступлення до земної поверхні сонячних променів.

Іони, які утворились в атмосфері під дією земного радіаційного випромінювання і космічних променів, позитивно впливають на живі організми.

Атмосфера - невід’ємна складова частина середовища існування живих організмів. Повітря насичує воду і пронизує ґрунти і гірські породи. Води насичені атмосферними газами, вони присутні в ґрунтах і гірських породах.

Атмосферні гази: кисень, вуглекислий газ і азот приймають безпосередню участь в біохімічних циклах і є важливими чинниками функціонування різноманітних екосистем.

5.2.