Лекция 3. Антропогенные воздействия на атмосферу, гидросферу и литосферу

Состав атмосферного воздуха.Строение атмосферы. Антропогенное воздействие на атмосферу.

Атмосфера — сплошная воздушная оболочка Земли. Атмосфера окружает Землю до высоты 3 тыс. км.

На сегодняшний день суммарная масса земной атмосферы составляет 5,3^.10¹⁸ кг, а средний газовый состав атмосферного воздуха (по А. Лавуазье):

- азот -75,65 %;

- кислород - 20,29 %;

- водяной пар - 3,12 %;

- аргон - 0,90 %. (ВСЕГО: 99,96 %).

В небольших количествах в атмосфере содержится также:

- углекислый газ (до 0,03 %) и оксид углерода, поступающие при лесных пожарах, извержениях вулканов, от горячих ключей, в результате дыхания и т. п.;

- водород;

- метан, являющийся в основном продуктом жизнедеятельности;

- инертные газы: гелий, неон, криптон, ксенон - продукты естественного радиоактивного распада урана, тория, радона;

- озон, являющийся продуктом соединения молекулярного и атомарного кислорода под воздействием солнечных ультрафиолетовых лучей;

- аэрозоли как в жидком, так и в твердом состоянии.

Строение атмосферы:

Атмосфера, окружая Землю, вращается вместе с ней, не рассеиваясь в космическом пространстве благодаря действию гравитационных сил. При этом она по своей структуре неоднородна и условно разделена на слои (рис.1).

 

 

Рис. 1. Структура атмосферы с изменением температуры и давления по высоте.

Тропосфера (от 0 до 7 км у полюсов и до 18 км у экватора). В тропосфере сосредоточен весь водяной пар и 4/5 массы атмосферы. Здесь развиваются все погодные явления. Погода и климат на Земле зависят от распределения тепла, давления и содержания водяного пара в атмосфере. Водяной пар поглощает солнечную радиацию, увеличивает плотность воздуха и является источником всех осадков. Температура тропосферы с высотой уменьшается и на высоте 10-12 км достигает минус 55 ⁰С.

Стратосфера (до 40 км). Температура постепенно возрастает до 0 ⁰С. На высоте 22-24 км наблюдается максимальная концентрация озона (озоновый слой). Он поглощает большую часть губительного для живых организмов жесткого излучения Солнца.

Мезосфера (до 80 км). Температура падает до минус 60-80 ⁰С. Наблюдается высокое содержание ионов газов, являющихся причиной возникновения полярных сияний.

Термосфера (до 800 км). Характеризуется ростом температуры. Увеличивается содержание легких газов — водорода и гелия — и заряженных частиц.

Экзосфера (до 1500-2000 (3000) км). Здесь происходит рассеивание (диссипация) атмосферных газов в космическое пространство.

Свойства атмосферы: Циркуляция атмосферного воздуха:

а) Общая циркуляция атмосферного воздуха (в северном полушарии движение воздуха против часовой стрелки вокруг центра низкого давления называют циклоном, а движение по часовой стрелке вокруг центра высокого давления - антициклоном. )

б) Сезонная циркуляция атмосферного воздуха (муссоны - ветры, меняющие два раза в год свое направление: летом - с океана на сушу; зимой - с суши на океан).

в) Местная циркуляция атмосферы ( бриз, фен, шквал и др.).

Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем. Оно может быть естественным (природным) и антропогенным (искусственным или техногенным).

По агрегатному состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируются на:

- газообразные (оксиды углерода, диоксид серы, оксиды азота, углеводороды и др.);

- жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.);

- твердые (канцерогенные вещества, свинец и его соединения, сажа, органическая и неорганическая пыль и др.).

Основными источниками антропогенного загрязнения атмосферы являются: теплоэнергетика, транспорт, промышленность (предприятия черной и цветной металлургии, машиностроение, производство строительных материалов и др.), нефтепереработка и газопереработка, испытания оружия. Самые распространённые загрязнители атмосферы: оксиды углерода, диоксид серы, пыль, оксиды азота, углеводороды. В воздухе атмосферы присутствуют более 500 вредных веществ антропогенного происхождения.