Атмосферные слои с составом воздуха, мало меняющимся с высотой (кроме углекислого газа, озона, водяного пара), от поверхности земли примерно до 90— 100 км. Ср. гетеросфера.[ ...]
Гомосфера - слой атмосферы с составом макрокомпонентов воздуха, мало изменяющимся с высотой, от поверхности земли до примерно 90-100 км.[ ...]
В пределах гомосферы (до 100 км) состав воздуха неизменен (ц — const) и можно пренебречь изменением g с высотой, что в общем вносит погрешность, но она до этих высот допустима.[ ...]
Состав воздуха в гомосфере практически не меняется и остается таким же, как в приземном слое. Преобладают азот (78%) и кислород (21%), около 1% инертного газа аргона. Вклад остальных постоянных компонент, перечисленных в табл. 12.1, существенно меньше. Однако несмотря на малое количество данные газы заметно влияют на многие атмосферные процессы. В частности, метан, составляющий всего 10 4%, играет существенную роль в парниковом эффекте. Наряду с постоянными компонентами воздуха имеется ряд компонент, заметно меняющихся во времени и пространстве. К переменным компонентам относится вода/водяной пар — от 0 до 7%, озон, двуокиси углерода, серы и азота (табл. 12.2) [8, 142].[ ...]
Химический состав гомосферы определяется присутствием четырех главных компонентов, составляющих более 99 % от общей ее массы, - азота, кислорода, аргона и углекислого газа.Кроме них постоянными газовыми составляющими атмосферы являются микрокомпоненты , представленные главным образом редкими инертными газами и водородом. В атмосфере присутствуют также в переменных количествах ксенокомпоненты, являющиеся временными примесями, поступление которых обусловлено вулканической деятельностью, жизнедеятельностью биосферы, а также производственной и бытовой деятельностью человека. К числу ксенокомпонентов атмосферы относят также поступающие в нее в результате различных планетарных процессов пылевые частицы.[ ...]
Переходной слой между гомосферой и гетеросферой, близкий к уровню 100 км, где молекулярный кислород начинает разлагаться в атомарный.[ ...]
Рассмотрим распределение по высоте основных газов атмосферы. В области гомосферы общая концентрация меняется с высотой, но состав остается практически постоянным, т. е. все газы синхронно меняются по единой барометрической формуле, что иллюстрирует рис. 12.2, а. В гетеросфере начинает происходить физически очевидное изменение состава. На рис. 12.2, б сплошной кривой изображена в логарифмическом масштабе зависимость концентрации воздуха от высоты, а различными штриховыми кривыми изображены концентрации азота, кислорода, атомарного кислорода, аргона и гелия. Поскольку кислород тяжелее, его концентрация убывает несколько быстрее концентрации азота. На высоте около 120 км концентрация атомарного кислорода начинает превышать концентрацию молекулярного кислорода, а на высоте около 200 км и концентрацию азота. Иными словами, каждый газ меняется по своей отдельной формуле. Интересно, что атомарный кислород имеет даже локальный максимум концентрации, что связано с процессами ионизации, диссоциации, рекомбинации и соответствующего дрейфа. Таким образом, выше 80-100 км тяжелые газы «заканчиваются» быстрее, и относительная концентрация более легких газов возрастает. На больших высотах (рис. 12.2, в) преобладают атомарный кислород (200-600 км), гелий (600-1300 км), водород (выше 1300-1500 км). Приведенные кривые с рис. 12.2 представляют собой так называемые модели атмосферы: рис. 12.2, б— модель CIRA (COSPAR International Reference Atmosphere, 1972), рис. 12.2, в — та же модель распределения концентрации основных газов в термосфере на больших высотах при температуре экзосферы 800 К. Подобные модели неплохо описывают «усредненную» высотную структуру атмосферы, при этом концентрации газов зависят от температуры, особенно в термосфере, где температура определяется уровнем солнечной активности [8].[ ...]
По газовому составу атмосферу можно разделить, как мы знаем, на две части — гомосферу, характеризующуюся одинаковым соотношением входящих в нее газовых компонентов, и гетеросферу, в которой происходит изменение их соотношения в первую очередь за счет гравитационного разделения газов. Граница между ними находится на высоте около 100 км.[ ...]
| Изменение с высотой в логарифмическом масштабе общей концентрации в области гомосферы (а); зависимости полной концентрации воздуха (сплошная кривая) и основных составляющих атмосферы (штриховые кривые) в гетеросфере (б); распределение концентрации основных газов (штриховые кривые) и полной концентрации воздуха (сплошная кривая) в термосфере при температуре экзосферы 800 К (модель COSPAR International Reference Atmosphere, |  |
Окружающая среда представляет собой определенную часть биосферы (называемую также иногда гомосферой или антропосферой), т. е. как бы часть природы вообще. Поэтому круг вопросов, касающихся окружающей среды, по сравнению с проблематикой биосферы как бы сужается и сосредоточивается в биологической части на проблемах жизни человека на Земле, на проблемах его отношений со средой (аутэкология человека, ме-сология). Окружающая среда как часть биосферы подвергается непосредственному влиянию человека и может быть определена как «поле» ( в физическом смысле слова), в котором осуществляются отношения человека с природой (биосферой) вообще. На современном этапе развития невозможно представить себе существование человечества на Земле без этой посреднической и одновременно защитной функции поля.[ ...]
Существует и другая классификация структуры атмосферы — по составу. До высот около 80-100 км выделяется гомосфера, а выше — гетеросфера. В гомосфере из-за турбулентного перемешивания относительный процентный состав газов практически не меняется, т. е. атмосфера остается однородной по составу. В гетеросфере турбулентное перемешивание компонент существенно слабее, и спадание каждой компоненты атмосферы происходит по «своей» барометрической формуле, поэтому относительный состав гетеросферы заметно меняется с высотой. Переходная область (80-110 км) между гомосферой и гетеросферой называется турбопаузой.[ ...]
Нарушение кислородного баланса будет иметь глобальные последствия. Подсчитано, что при 5%-ном ежегодном приросте потребления свободного кислорода на технологические нужды более чем через 100 лет его содержание в гомосфере (сфере обитания человека) может снизиться до критического для человека предела - до 17% (по массе). И тогда человечеству необходимо будет искать эффективные способы получения свободного кислорода из минералов земной коры.[ ...]
Рассматривая загрязнение атмосферного воздуха химическими веществами, представляется целесообразным остановиться на структуре той части атмосферы, которая непосредственно примыкает к земной поверхности и носит название гомосферы. Гомосфера представляет собой мало меняющиеся по составу (кроме содержания углекислого газа, озона и водяного пара) слои воздуха до высоты 80 км. Гомосфера в свою очередь делится на три оболочки, различающиеся по характеру температурного режима. Нижняя оболочка, в которой происходит миграция, трансформация и обезвреживание вредных веществ, называется тропосферой,она отделяется от следующей оболочки тропопаузой.[ ...]
Атмосферные слои выше 90—100 км, где состав атмосферного воздуха значительно меняется с высотой вследствие фотодиссоциации газовых молекул и вследствие приближения к условиям диффузного равновесия. Ниже находится гомосфера.[ ...]
Химический состав атмосферы (для сухого воздуха) представлен в табл. 1. Видно, что главными составными частями атмосферы являются азот, кислород, аргон и углекислый газ. Инертные газы, кроме аргона, содержатся в ничтожных концентрациях. По составу вся атмосфера Земли подразделяется на нижнюю (до 100 км) — гомосферу, имеющую состав, сходный с приземным воздухом, и верхнюю — гетеросферу — неоднородного химического состава. Одним из важнейших компонентов атмосферы является кислород, образование которого связано с развитием зеленых растений и процессом фотосинтеза. Роль кислорода в природе велика. В результате химического взаимодействия веществ с кислородом живые организмы получают энергию, необходимую для их жизнедеятельности.[ ...]
В стратосфере средняя температура либо растет с высотой, либо постоянна в ее нижних слоях. Тепловой режим стратосферы формируется под влиянием совместного действия тепла, поступающего от тропосферы и радиации, поступающей на ее верхнюю границу от Солнца. Радиация поглощается в ней в основном озоном. В стратосфере, простирающейся до высот 50—60 км, газовый состав воздуха такой же, как и в нижних слоях тропосферы, т.е. она входит в гомосферу. Отличиями от тропосферы является повышенное содержание озона и ничтожное количестве водяного пара. В стратосфере преобладает горизонтальный перенос воздушных масс, хотя в ней отмечены вертикальные движения, имеющие характер медленного оседания или подъема на больших пространствах. В стратосфере на высотах 20—30 км наблюдаются перламутровые облака, по своему виду напоминающие перистые. По наблюдаемым в них оптическим эффектам, в частности иризации света, установлено, что перламутровые облака состоят из сферических частиц, вероятно капель. В стратосфере, начиная с высот около 35 км, происходит наиболее значительный рост температуры, которая на высоте 50—55 км достигает 0°С. Этот верхний слой стратосферы — стратопауза — является переходным слоем от стратосферы к мезосфере. В мезосфере температура убывает до высот 80—85 км, где располагается мезопауза. На уровне мезопаузы температура воздуха около -70°С.[ ...]
Проводимая при этом базисная стереосъемка двумя фотокамерами позволяла определить высоты, для которых получена спектрограмма. Установлено, что постоянный состав воздуха сохраняется до высот примерно 100 км. Это обусловлено прежде всего интенсивным вертикальным перемешиванием атмосферы. Выше 100 км начинается расслоение по плотности, или гравитационное (диффузионное) разделение газов. До 100 км по газовому составу атмосфера называется гомосферой, а выше — гетеросферой.[ ...]
Человечество обитает на дне Великого воздушного океана, который является оболочкой непрерывно, полностью окружающей земной шар. Наиболее изученный участок атмосферы простирается от уровня моря до высоты 100 км. В целом атмосфера делится на несколько сфер: тропосфера, стратосфера, мезосфера, ионосфера (термосфера), экзосфера. Границы между сферами называют паузами (рис. 13). По химическому составу атмосфера Земли подразделяется на нижнюю (до 100 км) —гомосферу, имеющую состав, сходный с приземным воздухом, и верхнюю — гетеросферу, неоднородного химического состава. В атмосфере кроме газов присутствуют различные аэрозоли —пылеватые или водяные частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в газообразной среде. Они имеют как естественное, так и техногенное происхождение.[ ...]