Атмосфера (от. др.-греч. «пар» и «сфера») — газовая оболочка, окружающая земной шар. Она не имеет конкретной формы и сложно определить ее объем. Атмосфера притягивается к земле. Смесь газов, находящихся в атмосфере — атмосферный воздух.
Особенностью атмосферы является постоянная изменчивость во времени и пространстве ее физических параметров. Явления и процессы, возникающие в атмосфере, происходят под влиянием солнечного излучения и характера земной поверхности. Они имеют решающее влияние на ландшафтное разнообразие нашей планеты, регулируя интенсивность геоморфологических и гидрологических процессов в отдельных регионах мира.
Атмосфера, как уже упоминалось, представляет собой смесь газов и аэрозолей. Некоторые из них являются постоянными компонентами атмосферы, так как не меняют своих пропорций в объеме воздуха. К ним относятся: азот, кислород, аргон, неон, гелий, криптон.
В атмосфере присутствуют также непостоянные компоненты, содержание которых варьируется во времени и пространстве. Появление этих компонентов может быть связано, например, с извержением вулкана. К таким компонентам можно отнести: водяной пар, диоксид углерода, озон, сероводород, диоксид серы, аммиак, фреоны.
Таким образом, атмосфера земли состоит из следующих компонентов:
Прочие: углекислый газ, неон, водяной пар, водород, гелий, криптон, озон.
Первые три компонента занимают 99,96% в единице объема воздуха. Содержание углекислого газа составляет в среднем 0,03%. Оставшийся объем, составляющий всего 0,01%, состоит из ряда других газов, присутствующих в следовых количествах.
Содержание водяного пара колеблется от 0% в полярных регионах до 4% в экваториальной зоне. Водяной пар в количестве 86% поступает от испарения океанов и 14% с поверхности земли. Водяной пар в атмосфере встречается в различных количествах в зависимости от преобладающих условий. Он играет очень важную роль в обмене теплом между поверхностью Земли и атмосферой, поскольку для испарения воды необходима тепловая энергия, которая затем возвращается в атмосферу в процессе конденсации.
Это тепло выделяется в атмосферу во время конденсации водяных паров путем возврата так называемого скрытого тепла. Продукты конденсации, такие как облака, рассеивают и отражают солнечную радиацию и длинноволновую радиацию Земли, а атмосферные осадки в некоторой степени очищают атмосферу.
Кислород в атмосфере необходим в процессах дыхания, горения и разложения. Одна из форм кислорода — озон (O3). Озон встречается в незначительных количествах на поверхности Земли. На значительных высотах его концентрация возрастает. Наибольшая его концентрация достигает на высоте 25-30 км. Содержание озона в атмосфере настолько мало, что, если бы можно было сконцентрировать весь атмосферный озон в одном слое на поверхности Земли, он имел бы толщину всего 3 мм при нормальном давлении.
В верхних слоях атмосферы он образуется при превращении кислорода под воздействием ультрафиолетового излучения, а в нижних слоях он создается в результате электрических разрядов. Этот газ в значительной степени поглощает ультрафиолетовое излучение Солнца, которое вредно для биологической жизни.
Азот поддерживает процессы горения и обмена веществ.
Содержание углекислого газа в атмосфере подвержено большим колебаниям. Днем его меньше, чем ночью. Количество углекислого газа выше в больших городах.
К компонентам атмосферы относятся также плавающие в воздухе жидкие и твердые частицы, называемые атмосферные аэрозоли. Это частицы органического происхождения (бактерии, пыльца) и неорганического происхождения (частицы дыма, сажи, золы, частицы соли). Наименьшее количество аэрозольных частиц наблюдается в высокогорных районах, а наибольшее — на побережье и в крупных промышленных центрах.
Состав атмосферы до высоты в несколько десятков километров практически не меняется. Уменьшается только ее плотность. Атмосферу можно разделить на два слоя. Первый из них, простирающийся от поверхности Земли до высоты около 100 км, является гомосферой. Содержащиеся в нем газы имеют постоянный состав.
Второй слой, простирающийся выше 100 км, характеризуется изменяющимся химическим составом на разных высотах, поэтому он называется гетеросфера. Этот слой имеет разнообразный состав, потому что в нем нет механического перемешивания газов. Он содержит ионизированные частицы, которые имеют некоторый электрический заряд. Ионы образуются в результате коротковолновой солнечной радиации на больших высотах.
На высоте до 200 км в составе преобладает азот. Выше 200 км — увеличивается доля кислорода. В высших слоях основными компонентами являются водород и гелий. Верхний предел атмосферы не определен. В настоящее время предполагается, что атмосфера Земли достигает до 2000 км, хотя ее следы были заметны на высоте более 20 000 км. Однако трудно однозначно определить, на каких высотах она переходит в космос.
