Състав и строеж на атмосферата

Атмосфера се нарича газовата обвивка на земното кълбо.
Въздухът, образуващ атмосферата, представлява смес от различни газове, които не влизат в химични реакциии помежду си, затова сместа се нарича механична. Съставът на въздуха близо до земната повърхност е определен с голяма точност. Наред с главните газове (азот, кислород и аргон) в механичната смес участват и други газообразни примеси с много по-малка концентрация.

Съставът на въздуха не е еднакъв на различни височини.
Приблизително до височина 800-900км. в атмосферата на Земята преобладават азотът и кислородът, като над 400км. нараства съдържанието на леките газове, в началото Не, след това Н / водород/. Над 800-900км. атмосферата съдържа главно водород.

Схематично може да се счита, че до височина 200км въздухът обгръща Земята, като тънка, сравнително еднородна по някои физически характеристики обвивка. С отдалечаване от повърхността плътността намалява. Неравномерното разпределение на плътността с височина води до неравномерност и в разпределението на масата на атмосферата. Основната част от нея е съсредоточена в сравнително тънък слой, прилежащ до земната повърхност. Около 50% от от масата на цялата атмосфера се намира в слоя от земната повърхност до височина 5км., 75% - до 10км., 90% - до 16км. и около 99% - до 30км.- 35км. Над 35км. има само 1% от масата на атмосферата, но и това малко количество въздух е достатъчно за протичане във високата атмосфера на редица процеси и явления, които са резултат от прякото въздействие на слънчевото излъчване във въздуха. Тази малка маса въздух служи като междинно звено, което реагира на разнообразните и изменчиви слънчеви излъчвания и предава тези изменения в по-ниските слоеве на атмосферата.

За променливия газов състав на атмосферата най-голямо значение имат три газа: водна пара, СО2 и озон.

1. Водна пара: Тя постъпва в атмосферата чрез изпарение от земната повърхност - сушата и водните басейни. Основното количество водна пара се намира в слоевете близо до земната повърхност в слоя до височина 2-3км.

Наличието на водна пара в атмосверата е изключително важно:
· Първо: от нея се образуват облаците и валежите - жизнено важно явление в земната атмосфера.
· Второ: тя участва в топлообменните процеси в атмосферата - при изпарение се отнема топлина от изпаряващото тяло - скрита топлина на изпарение.
· Трето: водната пара поглъща лъчиста енергия в атмосферата - особено дълговълнова радиация (5,5-7mm и над 18mm ) - парников ефект

2. СО2 Концентрацията му в сравнение с тази на водната пара е много по- малка - средно 0,032%. Но той също е много важен, защото интензивно поглъща дълговълновата (топлинна) радиация и допринася за парниковия ефект.

СО2 от Земята от два източника : естествени (дишане, фотосинтеза, гниене) и изкуствени или антропогенни (промишлени и битови обекти).
Озон О3 В ниските слоеве той се образува при грамотевична дейност. Концентриран в слоя между 20 и 50км, наречен озоносфера. Максималната му концентрация е на около 25км. Тази обвивка играе ролята на радиационен щит - силно се поглъща биологично активната UV - слънчева радиация (l=0,2-0,29mm). Това прави възможно протичането на всички биологични процеси на Земята. Но О3 е твърде неустойчив и е застрашен от редица човешки дейности като термоядрени взривове в атмосферата и фреони - така се наричат група флуорхлоридни въглеводороди, силно летливи газове, продукт на редица промишлени производства. Изпуснати в атмосферата те бързо се издигат, влизат в реакция с О3 и го разрушават.

3. Други газове От другите променливи газове голямо внимание заслужават SO2 и азотните окиси.Попаднали в атмосферата , те реагират с водната пара и образуват частици , които по-нататък участват при кондензационните процеси при образуване на облаци и валежи. В крайна сметка се образуват така наречените киселинни дъждове - опасни за растенията, животни, почви и сгради.

В атмосферата винаги има течни и твърди частици от различни вещества, наречени с общото име атмосферни аерозоли. Поради много малките размери (от 10-9 до 10-4м.) те се поддържат в хаотично пръснато състояние в атмосферата и заедно с газообразните вещества са неотделима съставна част на атмосферата. Наличието на аеразални частици е факт с многостранно значение. Като хигиенен факт тяхното присъствие във въздуха, особено приземния е вредно - те го замърсяват. От друга страна служат за кондензационни ядра при образуване на облаци и валежи. Поглъщат и разсейват лъчистата енергия в атмосферата.

Атмосферните частици са главно от земен произход - естествен (изригване на вулкани, прашни бури и др.) и антропогенен (сажди , димни частици и други продукти при битови и промишлени процеси) , който сега е сравним с естествения. В атмосферата постъпва и космическа пепел.