Гідросфера та атмосфера Землі

Рідкій оболонці Землі. Походження та роль гідросфери. Вплив атмосферних газів еволюцію літосфери. Ультрафіолетове випромінювання Сонця. Шари озону та власне свічення атмосфери. Просторово-часова мінливість концентрації водяної пари.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено наhttp://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Федеральна державна бюджетна освітня установа вищої професійної освіти

"Тюменський державний нафтогазовий університет"

Інститут менеджменту та бізнесу

з дисципліни: Концепції сучасного природознавства

Гідросфера та атмосфера Землі

студент гр. УМБзс 11-1

гідросфера атмосферний газ

У роботі розглядається тема «Гідросфера і атмосфера Землі».

Рідка оболонка Землі, що покриває 70,8% її поверхні, називається гідросферою. Головними резервуарами води є океани. Вони містять 97% світових запасів води. Існуючі в океанах течії переносять тепло від екваторіальних областей до полярних і тим самим певною мірою регулюють клімат Землі. Так, течія Гольфстрім, що починається від берегів Мексики і несе теплі води до берегів Шпіцбергена, призводить до того, що середня температура північно-західної Європи значно вища за температуру північно-східної Канади.

За сучасними уявленнями, наявність великих водоймищ на Землі відіграло вирішальну роль у виникненні життя на нашій планеті. Частина води на Землі, загальнимоб'ємом близько 24 млн. км 3 знаходиться в твердому стані, у вигляді льоду і снігу. Льоди покривають приблизно 3% земної поверхні. Якби цю воду перетворити на рідкий стан, то рівень світового океану піднявся б на 62 метри. Щорічно снігом покривається близько 14% земної поверхні. Сніг і лід відбивають від 45 до 95% енергії сонячних променів, що, зрештою, призводить до суттєвого охолодження великих ділянок поверхні Землі. Підраховано, що якби снігом укрилася вся Земля, то середня температура на її поверхні знизилася від існуючої зараз +15 °С до ?88 °С.

Середня температура поверхні Землі на 40 °С вище за ту температуру, яку повинна мати Земля, освітлена сонячними променями. Це знову-таки пов'язане з водою, точніше, з водяною парою. Справа в тому, що сонячні промені, відбиваючись від поверхні Землі, поглинаються водяною парою і знову відбиваються на Землю. Це називається парниковим ефектом.

Атмосфера оберігає все, що живе на Землі від згубного впливу ультрафіолетового випромінювання Сонця і космічних променів - частинок високої енергій, що рухаються до неї з усіх боків з майже світловими швидкостями.

Розглянемо докладніше гідросферу та атмосферу Землі.

Гідросфера (від гідро і сфера) - переривчаста водна оболонка Землі, що розташовується між атмосферою і твердою земною корою (літосферою) і являє собою сукупність океанів, морів і поверхневих вод суші. У більш широкому сенсі до складу гідросфери включають також підземні води, лід та сніг Арктики та Антарктики, а також атмосферну воду та воду, що міститься в живих організмах. Переважна більшість води гідросфери зосереджена морях і океанах, друге місце за обсягом водних мас займають підземні води, третє - лід і сніг арктичних і антарктичних областей.Поверхневі води суші, атмосферні та біологічно зв'язані води становлять частки відсотка загального обсягу води гідросфери. Хімічний склад гідросфери наближається до середнього складу морської води.

Поверхневі води, займаючи порівняно малу частку загальної масі гідросфери, тим щонайменше, грають найважливішу роль життя нашої планети, будучи основним джерелом водопостачання, зрошення і обводнения. Води гідросфери перебувають у постійній взаємодії з атмосферою, земною корою та біосферою. Взаємодія цих вод та взаємні переходи з одних видів вод до інших становлять складний кругообіг води на земній кулі. У гідросфері вперше зародилося життя Землі. Лише на початку палеозойської ери почалося поступове переселення тварин та рослинних організмів на сушу.

Види вод гідросфери

Кількість по відношенню до загального обсягу гідросфери, %

Підземні (за винятком ґрунтової) води

Лід та сніг (Арктика, Антарктика, Гренландія, гірські льодовикові області)

Поверхневі води суші: озера, водосховища, річки, болота, ґрунтові води

Води, що містяться в живих організмах

Атмосфера Землі (від грец. atmos - пара і sphaira - куля) - газова оболонка, що оточує Землю. Атмосферою прийнято вважати ту область навколо Землі, у якій газове середовище обертається разом із Землею як єдине ціле. Маса атмосфери становить близько 5,15-10 15 т. Атмосфера забезпечує можливість життя Землі і дуже впливає різні боку життя людства.

Походження та роль атмосфери

Сучасна земна атмосфера має, мабуть, вторинне походження та утворилася з газів, виділених твердою оболонкою Землі (літосферою) після формування планети. Протягом геологічної історії Землі атмосфера зазналазначну еволюцію під впливом низки факторів: дисипації (випаровування) атмосферних газів у космічний простір; виділення газів з літосфери внаслідок вулканічної діяльності; дисоціації (розщеплення) молекул під впливом сонячного ультрафіолетового випромінювання; хімічних реакцій між компонентами атмосфери та породами, що складають земну кору; акреції (захоплення) міжпланетного середовища (наприклад, метеорної речовини). Розвиток атмосфери був із геологічними і геохімічними процесами, і навіть із діяльністю живих організмів.

Атмосферні гази, своєю чергою, дуже впливали на еволюцію літосфери. Наприклад, величезна кількість вуглекислоти, що надійшла в атмосферу з літосфери, була потім акумульована в карбонатних породах. Атмосферний кисень і вода з атмосфери з'явилися найважливішими факторами, які впливали на гірські породи. Протягом усієї історії Землі атмосфера грала велику роль у процесі вивітрювання. У цьому процесі брали участь атмосферні опади, які утворювали річки, що змінювали земну поверхню. Не менше значення мала діяльність вітру, який переносив дрібні фракції гірських порід великі відстані. Істотно впливали на руйнування гірських порід коливання температури та інші атмосферні чинники. Поряд з цим атмосфера захищає поверхню Землі від руйнівної дії метеоритів, що падають, більшість яких згоряє при входженні в щільні шари атмосфери.

Діяльність живих організмів, що справила сильний вплив в розвитку атмосфери сама дуже залежить від атмосферних умов. Атмосфера затримує більшу частину ультрафіолетового випромінювання Сонця, яке згубно діє на багато організмів. Атмосферний кисень використовується у процесідихання тваринами та рослинами, атмосферна вуглекислота – у процесі живлення рослин. Кліматичні чинники, особливо термічний режим і режим зволоження, впливають стан здоров'я і діяльність людини. Особливо залежить від кліматичних умов сільське господарство. У свою чергу, діяльність людини надає все зростаючий вплив на склад атмосфери та на кліматичний режим.

Численні спостереження показують, що атмосфера має чітко виражену шарувату будову (рис. 2). Основні риси шаруватої структури атмосфери визначаються насамперед особливостями вертикального розподілу температури. У нижній частині атмосфери - тропосфері, де спостерігається інтенсивне турбулентне перемішування, температура зменшується зі збільшенням висоти, причому зменшення температури по вертикалі становить у середньому 6° на 1 км. Висота тропосфери змінюється від 8-10 км у полярних широтах до 16-18 км у екватора. У зв'язку з тим, що щільність повітря швидко зменшується з висотою, в тропосфері зосереджено близько 80% всієї маси атмосфери. Над тропосферою розташований перехідний шар - тропопауза з температурою 190-220 K, вище за яку починається стратосфера. У нижній частині стратосфери зменшення температури з висотою припиняється і температура залишається приблизно постійною до висоти 25 км - т.з. ізотермічна область (нижня стратосфера); вище температура починає зростати – область інверсії (верхня стратосфера). Температура досягає максимуму

270 К на рівні стратопаузи, розташованої на висоті близько 55 км. Шар атмосфери, що знаходиться на висотах від 55 до 80 км, де знову відбувається зниження температури з висотою, отримав назву мезосфери. Над нею знаходиться перехідний шар - мезопауза, вище за яку розташовується термосфера, детемпература, збільшуючись із висотою, досягає дуже великих значень (св. 1000 K). Ще вище (на висотах

1000 км і більше) знаходиться екзосфера, звідки атмосферні гази розсіюються у світовий простір за рахунок дисипації і відбувається поступовий перехід від атмосфери до міжпланетного простору. Зазвичай усі шари атмосфери, що знаходяться вище тропосфери, називаються верхніми, хоча іноді до нижніх шарів атмосфери відносять також стратосферу або її нижню частину.

Усі структурні параметри атмосфери (температура, тиск, щільність) мають значну просторово-часову мінливість (широтну, річну, сезонну, добову та ін.). Тому дані рис. 2 відбивають лише середній стан атмосфери.

Шарувата структура атмосфери має багато інших різноманітних проявів. Неоднорідний за висотою хімічний склад атмосфери. Якщо на висотах до 90 км, де існує інтенсивне перемішування атмосфери, відносний склад постійних компонент атмосфери залишається практично незмінним (вся ця товща атмосфери отримала назву гомосфери), то вище 90 км - в гетеросфері - під впливом дисоціації молекул атмосферних газів ультрафіолетовим зміна хімічного складу атмосфери із висотою. Типові риси цієї частини атмосфери – шари озону та власне свічення атмосфери. Складна шарувата структура характерна для атмосферного аерозолю – зважених в атмосфері твердих частинок земного та космічного походження. Найчастіше зустрічаються аерозольні шари під тропопаузою та на висоті близько 20 км. Шаровим є вертикальний розподіл електронів та іонів в атмосфері, що виражається в існуванні D-, Е-і F-слоїв іоносфери.

На відміну від атмосфери Юпітера, Сатурна, що складаються головним чином з водню тагелію і атмосфери Марса і Венери, основним компонентом яких є вуглекислий газ, земна атмосфера складається переважно з азоту і кисню. Атмосфера Землі містить також аргон, вуглекислий газ, неон та інші постійні змінні компоненти. Відносна об'ємна концентрація постійних газів, а також відомості про середні концентрації ряду змінних компонентів (вуглекислий газ, метан, закис азоту та деякі інші), що належать лише до нижніх шарів атмосфери, наведені в таблиці 1.

Таблиця 1. Хімічний склад сухого атмосферного повітря біля земної поверхні