Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

4: Атмосферний склад

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    37910

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання

    До кінця цієї глави ви повинні мати можливість:

    • пояснити роль, яку відіграє кожна атмосферна складова в атмосферній структурі та погоді
    • визначити зміни незначних та слідових кількостей газу та вплив цих змін на атмосферу
    • поясніть, як атмосфера очищається, використовуючи метан як приклад
    • використовувати хімічні рівняння, щоб показати, як утворюється озон в стратосфері і тропосфері і чим вони відрізняються
    • діаграма життєвого циклу аерозольних частинок з акцентом на їх роль в погодних умовах

    Атмосфера складається здебільшого з сухого повітря - переважно молекулярного азоту (78%), молекулярного кисню (21%) та аргону (0,9%) - і сильно змінної кількості водяної пари (від частин на мільйон повітря до декількох відсотків). Зараз ми розглянемо гази і частинки в атмосфері на слідових рівнях. Найпоширенішим із слідових газів у глобальній атмосфері є вуглекислий газ (~ 400 частин на мільйон, або 400 х 10 -6), але є тисячі слідових газів з фракціями набагато менше декількох частин на мільйон. Деякі, особливо реактивний гідроксильний (ОН) радикал, важливі, навіть якщо їх чисельність становить менше 1 частини на трильйон (10 -12). Атмосфера також містить дрібні частинки розміром від нанометрів (10 -9 м) до мікрон (10 -6 м), що надходять з багатьох джерел. Ці слідові гази та частинки настільки ж важливі для атмосферної структури та погоди, як і азот, кисень та водяна пара, і вони також відіграють величезну роль у здоров'ї людини та екології та глобальному кліматі. У цьому розділі ми розглянемо склад атмосфери та її зміни з плином часу. Атмосфера постійно завалена поверхневими викидами газів і частинок (а деякі з космосу), але вона має хімічні механізми для очищення себе. Ми побачимо, як утворюються два атмосферні забруднювачі - озон і дрібні частинки. На наступних уроках ми побачимо, що без цих хімічних процесів і частинок не було б хмар і, таким чином, ніякої реальної погоди.

    • 4.1: Атмосферний склад
      Ключові особливості газів включають їх стисливість, прозорість у видимому, імпульс та теплоємність. Водяна пара має додаткову важливу особливість існуючих в парній, рідкій та твердій фазах в атмосфері та на поверхні Землі. Найважливіші властивості дрібних частинок включають їх здатність розчинятися у воді, щоб бути ядрами конденсації хмар або підтримувати структуру решітки, подібну до льоду, щоб бути крижаними ядрами.
    • 4.2: Зміни в складі атмосфери
      З моменту підйому кисню, 2 мільярди років тому, фракції азоту та кисню в атмосфері були стабільними. Водяна пара дуже мінлива, але, в середньому, здається, також були досить стабільними. Останні дані супутників і зондів свідчать про те, що відчутна вода (загальна кількість води, яка знаходиться в стовпі від поверхні до космосу) зросла на 1,3 ± 0,3% за десятиліття над океанами за останні 25 років (Trenberth et al., Climate Dynamics, 2005).
    • 4.3: Інші слідові гази
      Сотні різних слідових газів були виміряні в атмосфері, і, можливо, ще тисячі ще належить виміряти. Багато з них є летючими органічними сполуками (ЛОС). Летючі означає, що сполука може існувати в рідкій або твердій фазі, але вона легко випаровується. Органічні означає, що сполука містить вуглець, але не є вуглекислим газом, чадним газом або карбідами та карбонатами, що містяться в гірських породах.
    • 4.4: Стратосферне утворення озону
      Озон - це озон незалежно від того, де він знаходиться в атмосфері. Хороший озон хороший лише тому, що він знаходиться в стратосфері, де ми не можемо їм дихати. Поганий озон також поглинає сонячне ультрафіолетове світло, але він знаходиться поблизу поверхні Землі, де ми можемо їм дихати. Для захисту від ультрафіолету нас цікавить загальна кількість молекул озону між нами і Сонцем. 90% молекул озону знаходяться в стратосфері, а 10% - в тропосфері - деякі знаходяться поблизу поверхні Землі, де ми можемо ними дихати.
    • 4.5: Історія PAC-MAN атмосфери
      Окислювальна здатність атмосфери - це її здатність очищати себе від усіх газів, які викидаються в неї. Яке відношення стратосферний озон має до окислювальної здатності атмосфери, яка в основному відбувається в тропосфері і в основному PAC-MAN атмосфери, гідроксил (ОН)? Виявляється, природні динамічні процеси фактично тягнуть повітря з стратосфери і змішують його в тропосферу, в кінцевому підсумку змішуючи частину цього озону з поверхнею Землі.
    • 4.6: Звідки беруться ядра конденсації хмар (CCN)?
      Атмосферні частинки надходять з багатьох різних джерел. Ядра хорошої конденсації хмар (CCN) повинні бути дрібними частинками, щоб вони не осідали занадто швидко, і повинні бути гідрофільними, а це означає, що вода може прилипати. Вони можуть бути як розчинними (тобто розчинними у воді), так і нерозчинними, але більшість з них розчинні.
    • 4.7: Резюме та заключні завдання

    Мініатюра: Зображення найбільшої антарктичної озонової діри, коли-небудь записаної над Південним полюсом у вересні 2006 року. (Громадське надбання; NASA через Вікіпедію).