Vortrag zum Thema Lufthülle der Erde. Vortrag zum Thema „Erdatmosphäre: ihre Zusammensetzung und Struktur“

(Folie 1 der Computerpräsentation)Heute erzähle ich Ihnen etwas über die Atmosphäre, ihren Aufbau und welche Rolle die Atmosphäre im Leben der Erde spielt.

(Folie 2 der Computerpräsentation)„Wir leben auf dem Grund des Luftozeans“, diese Worte stammen vom berühmten italienischen Wissenschaftler Evangelisto Torricelli.

(Folie 3 der Computerpräsentation)Die alten Griechen dachten, dass die Luft um uns herum verdunstetes Wasser sei und nannten die Hülle, die den Planeten umgibt, ATMOSPHÄRE (von den griechischen Worten).(Atmos – Dampf) und (Kugel – Kugel).

(Folie 4 der Computerpräsentation).Wenn ein Globus mit einem Durchmesser von 35 cm gedanklich von einer 3 cm dicken Luftschicht umgeben ist, erhält man ein Modell, das die Vergleichsgrößen von Erde und Atmosphäre darstellt. Unsere Atmosphäre ist tatsächlich mehr als 1000 km dick.

Ist die Dicke der Atmosphäre in verschiedenen Höhen gleich?

(Folie 5-6 der Computerpräsentation).Nein, sie ist anders. Die Atmosphäre ist herkömmlicherweise in mehrere Schichten unterteilt – Troposphäre, Stratosphäre, Mesosphäre, Thermosphäre, Exosphäre.

ZU Wie Flüge von Raumfahrzeugen gezeigt haben, ist die Atmosphäre in verschiedenen Höhen unterschiedlich. Die Grenzen der bedingten Schichten sind wie folgt:

1. Troposphäre – bis zu 16 km;
2. Stratosphäre – bis zu 50 km;
3. Mesosphäre – bis zu 80 km;
4. Thermosphäre – bis zu 150 km;
5. Exosphäre – 150 km und mehr, Übergang in den Weltraum.

(Folie 7 der Computerpräsentation). 90 % der gesamten Luftmasse sind in der Troposphäre konzentriert. Seine Dicke ist nicht überall gleich. Über dem Äquator – 17 km, in den Polarregionen – 8–9 km, in mittleren Breiten – 10–11 km. Warum denken Sie?

IN In äquatorialen Breiten erwärmt sich die Luft stark, dehnt sich aus und nimmt an Volumen zu. In polaren Breiten ist es umgekehrt.

(Folie 8 der Computerpräsentation). N Die Namen der Schichten der Atmosphäre stammen aus griechischen und lateinischen Wörtern:

1. Troposphäre – „tropos“ – griechisches Wort – drehen. Es enthält den gesamten Wasserdampf, es ist der Geburtsort der Wolken und aller Naturphänomene;
2. Stratosphäre – „Stratum“ ist ein lateinisches Wort für Bodenbelag, Schicht. Hier ist 1/5 der Atmosphäre, das ist das Reich der kalten, perlmuttartigen Wolken, bestehend aus Eiskristallen und Tröpfchen unterkühlter Flüssigkeit, der Himmel ist hier schwarz oder dunkelviolett;
3. Mesosphäre – „meso“ – griechisches Wort – mittel, mittel; die Luft hier ist dünn, ozonhaltig, nachtleuchtende Wolken, die nur in der Dämmerung sichtbar sind;
4. Thermosphäre – „Thermo“ – das griechische Wort – Wärme; Hier herrscht eine beispiellose Hitze mit sehr niedrigen Temperaturen;
5. Exosphäre – die äußere Hülle der Atmosphäre, die sich über 500–600 km erstreckt, dies ist die Streuschicht

Vergleichen wir die Massen und Volumina der atmosphärischen Schichten durch BetrachtungFolie 8 einer Computerpräsentation.

(Folie 9 der Computerpräsentation).

„Welche Flugzeuge kennen Sie, die unterschiedliche Höhen erreichen können?“ Flugzeug, es fliegt an der Grenze zwischen Troposphäre und Stratosphäre; Stratosphärenballon in der Stratosphäre; Radiosonde fliegt in der Stratosphäre;Raumschiff in der Thermosphäre; der erste sowjetische künstliche Satellit der Erdean der Grenze von Thermosphäre und Exosphäre;Wettersatellit in der Exosphäre.

Schauen Sie sich die letzte vertikale Achse in der Abbildung an und beantworten Sie die Frage:

Wie verändert sich die Dichte der Atmosphäre mit der Höhe? Die Dichte der Atmosphäre nimmt mit der Höhe ab. Messungen zeigen, dass die Luftdichte mit der Höhe schnell abnimmt. Somit ist die Luftdichte in einer Höhe von 5,5 km über dem Meeresspiegel doppelt so gering wie an der Erdoberfläche. In einer Höhe von 11 km ist es viermal weniger und so weiter... je höher man kommt, desto dünner wird die Luft. Und schließlich verwandelt sich die Atmosphäre in den höchsten Schichten – Hunderte und Tausende Kilometer über der Erde – allmählich in einen luftlosen Raum. Somit hat die Atmosphäre keine klare Grenze.

Was ist Luft? Was atmen wir? Element? Wind? Etwas Homogenes? Komplexer Zusammenhang?(Folie 10 der Computerpräsentation).

Bis zur Mitte des 18. Jahrhunderts wussten Wissenschaftler nicht, dass Luft ein Gasgemisch ist. Wissenschaftler aus vielen Ländern und verschiedenen Epochen haben sich mit diesem Problem beschäftigt:

Robert Boyle (England), M.V. Lomonosov (Russland), Karl Scheele (Schweden), Joseph Priestley (England), Antoine Lavoisier (Frankreich), Henry Cavendish (England), William Ramsay (England).

(Folie 11 der Computerpräsentation). Nach modernen Vorstellungen enthält Luft Gase. Betrachten Sie ein Kreisdiagramm. Wir sehen, dass Stickstoff – 78 %, Sauerstoff – 21 %, Inertgase – 0,94 %, Kohlendioxid – 0,03 %

Die Luft enthält variable Bestandteile, die 0,03 % ausmachen. Was sind diese variablen Komponenten?

Dies sind Stickoxide, Schwefeloxide, Kohlenmonoxid, Ammoniak, elementarer Schwefel, Schwefelwasserstoff, Wasser und Staub. Diese Stoffe gelangen auf natürlichem Wege in die Atmosphäre. Wasser in der Luft bestimmt deren Luftfeuchtigkeit und trägt zur Wolken- und Niederschlagsbildung bei. Andere Substanzen spielen eine negative Rolle. Sie sind Luftschadstoffe.

(Folie 12 der Computerpräsentation)– Bei einem Vulkanausbruch gelangen Schwefeldioxid, Schwefelwasserstoff und elementarer Schwefel in die Atmosphäre.

– Staubstürme tragen zur Staubbildung bei.

– Der Eintrag von Stickoxiden in die Atmosphäre wird durch Blitzentladungen, bei denen Stickstoff und Sauerstoff in der Luft miteinander reagieren, sowie durch Waldbrände und das Abbrennen von Torfmooren begünstigt.

Die Prozesse der Zerstörung organischer Stoffe gehen mit der Bildung verschiedener gasförmiger Schwefelverbindungen einher.

Die Ozonschicht ist wichtig(Folie 13 der Computerpräsentation)befindet sich in der Statosphäre. In den oberen verdünnten Schichten entsteht unter dem Einfluss ultravioletter Strahlen Ozon.

(Animation – Folie 14 einer Computerpräsentation).

Warum hat die Erde eine Atmosphäre? Welche Kräfte wirken auf die Luft?(Folie 15 der Computerpräsentation).

Luftvolumen 1m 3 hat eine Masse von 1,3 kg.(Folie 16 der Computerpräsentation).Von der Seite der Erde aus wirkt die Schwerkraft auf die Luft, wie auf jeden anderen Körper auch. Er wird von der Erde angezogen. Aber die Gasmoleküle, aus denen die Atmosphäre besteht, fallen nicht auf die Erdoberfläche. Sie befinden sich in ständiger chaotischer Bewegung.

P Warum verlassen die Moleküle dann die Erde nicht? Um die Erde zu verlassen, muss ein Molekül, wie eine Rakete, eine Geschwindigkeit von 11,2 km/s haben (zweite Fluchtgeschwindigkeit).(Folie 17 der Computerpräsentation), aber die Geschwindigkeit von Gasmolekülen ist viel geringer als dieser Wert. Zwei Faktoren – zufällige Bewegung und die Wirkung der Schwerkraft – führen also dazu, dass sich Moleküle um die Erde herum befinden und eine Atmosphäre bilden.

Im Sonnensystem haben die Planeten eine Atmosphäre, aber sie ist anders.

(Folie 18 der Computerpräsentation)– auf Venus und Mars – Kohlendioxid, auf den Riesenplaneten – Helium, Methan, Ammoniak(Folie 19 der Computerpräsentation)Auf dem Mond und Merkur gibt es keine Atmosphäre(Folie 20 der Computerpräsentation).

Im Jahr 1862 begaben sich der englische Naturforscher James Glaisher und ein Freund nur mit Jacken bekleidet auf eine Fahrt mit dem Heißluftballon.(Folie 21 der Computerpräsentation). Beim Aufstieg auf eine Höhe von 11 km verloren die Reisenden das Bewusstsein und erlitten schwere Erfrierungen. Sie wussten nicht, dass die Temperatur pro 1500 m Anstieg um 8 sinkt○ S.

Warum passiert das?

(Folie 22 der Computerpräsentation).Schwierigkeiten für Reisende:

1. Wolken sind ein dichter kalter Nebel, in dem nichts sichtbar ist;

2. Sauerstoffmangel, weil mit einer Höhenänderung wird die Luft verdünnt;

3. Kälte – pro Höhenmeter sinkt die Temperatur um 6°C;

(Folie 23 der Computerpräsentation). N In großen Höhen ist die Luft dünner und Moleküle kollidieren seltener, sodass ihre Geschwindigkeit abnimmt und die Lufttemperatur sinkt.Aber das ist das Bild in der Troposphäre in 17 km Höhe. In dieser Höhe über den Tropen beträgt die Temperatur 75 °C 0 C, in der Stratosphäre steigt die Temperatur auf 0 0 C, in der Mesosphäre sinkt auf – 85 0 C, in der Thermosphäre in 400 km Höhe beträgt die Temperatur 727 0 -927 0 C, in der Exosphäre beträgt die Temperatur 1000 0 – 1200 0 C.

(Folie 24 der Computerpräsentation).

Wie fliegen Raumschiffe in solchen Höhen? A Die Atmosphäre ist sehr verdünnt und erreicht fast ein Vakuum. Eine solche Atmosphäre bietet Schiffen keinen Widerstand, sodass sie jahrelang im Orbit bleiben können.

(Folie 25 der Computerpräsentation).

Kümmere dich um deinen Planeten!

Es gibt einen Gartenplaneten

In diesem kalten Raum.

Nur hier sind die Wälder laut,

Rufen von Zugvögeln.

Und Libellen gibt es nur hier

Sie blicken überrascht in den Fluss.

Hier lebt er achtlos im Gras

Der zwitschernde Singvogel der Heuschrecke,

Junger Wind, Hooligan,

Der alte Ozean kitzelt

Anmutige Delfine

Walzer tanzen und singen

Im Allgemeinen leben sie glücklich.

Es ist nur ein goldener Morgen hier,

Die Luft ist sanft blau,

Atmen Sie entspannt und nach Herzenslust.

Manchmal vergessen wir:

Die Luft ist uns verpachtet,

Er ist einer für alle Erdenbürger.

Damit das Leben triumphiert,

Wir müssen die Luft schützen.

Kümmere dich um deinen Planeten

Schließlich gibt es keinen anderen auf der Welt!

Galina Marshanowa.

(Folie 26 der Computerpräsentation).

Atmosphäre bedeutet:

1. Schützt die Erde vor Überhitzung und Unterkühlung.
2. Schützt vor Meteoriten.
3. Schützt vor ultravioletter Strahlung.
4. Notwendig zum Atmen.
5. Ästhetischer Wert

(Animation – Folie 27 einer Computerpräsentation).

(Animation – Folie 28 einer Computerpräsentation).

Die Rolle der Atmosphäre im Leben der Erde

(Folie 29 der Computerpräsentation).

(Folie 30 der Computerpräsentation).

1. Luft ist für alles Leben auf der Erde lebenswichtig.
2. Die Atmosphäre – der Panzer der Erde – schützt vor dem Beschuss durch Meteoriten
3. Die Ozonschicht blockiert schädliche kosmische Strahlung
4. Atmosphäre ist eine Welt der Klänge
5. Ohne die Atmosphäre wäre die Erde leblos wie der Mond, es gäbe keine Flüsse, Seen und Meere
6. Die Atmosphäre ist die Hülle der Erde; sie lässt keine Wärme in den Weltraum entweichen

Definition Atmosphäre (von altgriechisch τμός Dampf und σφα ρα Kugel) eine Gashülle, die den Planeten Erde, eine der Geosphären, umgibt. Seine innere Oberfläche bedeckt die Hydrosphäre und teilweise die Erdkruste, während seine äußere Oberfläche an den erdnahen Teil des Weltraums grenzt. Die Gesamtheit der Zweige der Physik und Chemie, die sich mit der Atmosphäre befassen, wird üblicherweise als Atmosphärenphysik bezeichnet. Die Atmosphäre bestimmt das Wetter auf der Erdoberfläche, die Meteorologie untersucht das Wetter und die Klimatologie befasst sich mit langfristigen Klimaschwankungen.

Grenze der Atmosphäre Als Atmosphäre gilt der Bereich um die Erde, in dem das gasförmige Medium zusammen mit der Erde als Ganzes rotiert; Mit dieser Definition gelangt die Atmosphäre allmählich in den interplanetaren Raum, in der Exosphäre, beginnend in einer Höhe von etwa 1000 km von der Erdoberfläche, kann die Grenze der Atmosphäre konventionell auch in einer Höhe von 1300 km gezogen werden. Nach der von der International Aviation Federation vorgeschlagenen Definition wird die Grenze zwischen Atmosphäre und Weltraum entlang der Karman-Linie gezogen, die sich in einer Höhe von etwa 100 km befindet, wo die Luftfahrt völlig unmöglich wird. Die NASA verwendet 122 Kilometer als Grenze der Atmosphäre; Aktuelle Experimente klären, dass die Grenze zwischen Erdatmosphäre und Ionosphäre in einer Höhe von 118 Kilometern liegt.

Physikalische Eigenschaften Die Gesamtmasse der Luft in der Atmosphäre beträgt (5.15.3) 10 18 kg. Davon beträgt die Masse der trockenen Luft (5,1352 ± 0,0003) 10 18 kg, die Gesamtmasse des Wasserdampfs beträgt durchschnittlich 1,27 10 16 kg. Die Molmasse reiner trockener Luft beträgt 28,966 g/mol, die Dichte der Luft an der Meeresoberfläche beträgt etwa 1,2 kg/m3. Der Druck bei 0 °C auf Meereshöhe beträgt 101,325 kPa; kritische Temperatur 140,7 °C (~132,4 K); kritischer Druck 3,7 MPa; C p bei 0 °C 1,0048 · 10 3 J/(kg K), C v 0,7159 · 10 3 J/(kg K) (bei 0 °C). Löslichkeit von Luft in Wasser (nach Masse) bei 0 °C 0,0036 %, bei 25 °C 0,0023 %. Als „normale Bedingungen“ an der Erdoberfläche gelten: Dichte 1,2 kg/m3, Luftdruck 101,35 kPa, Temperatur +20 °C und relative Luftfeuchtigkeit 50 %. Diese bedingten Indikatoren haben rein technische Bedeutung.

Die Erdatmosphäre entstand durch zwei Prozesse: die Verdunstung von Materie aus kosmischen Körpern, die auf die Erde fielen, und die Freisetzung von Gasen bei Vulkanausbrüchen (Entgasung des Erdmantels). Mit der Trennung der Ozeane und der Entstehung der Biosphäre veränderte sich die Atmosphäre durch den Gasaustausch mit Wasser, Pflanzen, Tieren und deren Zersetzungsprodukten in Böden und Sümpfen. Derzeit besteht die Erdatmosphäre hauptsächlich aus Gasen und verschiedenen Verunreinigungen (Staub, Wassertröpfchen, Eiskristalle, Meersalze, Verbrennungsprodukte). Die Konzentration der Gase, aus denen die Atmosphäre besteht, ist nahezu konstant, mit Ausnahme von Wasser (H 2 O) und Kohlendioxid (CO 2). Der Wassergehalt in der Atmosphäre (in Form von Wasserdampf) liegt zwischen 0,2 und 2,5 Vol.-% und hängt hauptsächlich vom Breitengrad ab. Zusätzlich zu den in der Tabelle angegebenen Gasen enthält die Atmosphäre Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, Kohlenwasserstoffe, HCl, HF, HBr, HI, Hg-Dampf, I 2, Br 2, as sowie NO und viele andere Gase in geringen Mengen. Die Troposphäre enthält ständig eine große Menge an suspendierten festen und flüssigen Partikeln (Aerosol). Das seltenste Gas in der Erdatmosphäre ist Radon (Rn).

Struktur der Atmosphäre Grenzschicht der Atmosphäre Die untere Schicht der Atmosphäre neben der Erdoberfläche (1–2 km dick), in der der Einfluss dieser Oberfläche ihre Dynamik direkt beeinflusst. Troposphäre Ihre Obergrenze liegt auf einer Höhe von 810 km in polaren, 1012 km in gemäßigten und 1618 km in tropischen Breiten; im Winter niedriger als im Sommer. Die untere Hauptschicht der Atmosphäre enthält mehr als 80 % der Gesamtmasse der atmosphärischen Luft und etwa 90 % des gesamten in der Atmosphäre vorhandenen Wasserdampfs. In der Troposphäre sind Turbulenzen und Konvektion stark ausgeprägt, es entstehen Wolken und es entstehen Zyklone und Antizyklone. Die Temperatur nimmt mit zunehmender Höhe ab, wobei der durchschnittliche vertikale Gradient 0,65°/100 m beträgt. Tropopause Die Übergangsschicht von der Troposphäre zur Stratosphäre, eine Schicht der Atmosphäre, in der der Temperaturabfall mit der Höhe aufhört. Stratosphäre Die Schicht der Atmosphäre in einer Höhe von 11 bis 50 km. Gekennzeichnet durch eine leichte Temperaturänderung in der 1125-km-Schicht (untere Schicht der Stratosphäre) und einen Anstieg in der 2540-km-Schicht von 56,5 auf 0,8 °C (obere Schicht der Stratosphäre oder Inversionsregion). Nachdem die Temperatur in einer Höhe von etwa 40 km einen Wert von etwa 273 K (nahe 0 °C) erreicht hat, bleibt sie bis zu einer Höhe von etwa 55 km konstant. Dieser Bereich konstanter Temperatur wird Stratopause genannt und ist die Grenze zwischen Stratosphäre und Mesosphäre. Thermopause Der an die Thermosphäre angrenzende Bereich der Atmosphäre. In dieser Region ist die Absorption der Sonnenstrahlung vernachlässigbar und die Temperatur ändert sich eigentlich nicht mit der Höhe. Stratopause Die Grenzschicht der Atmosphäre zwischen Stratosphäre und Mesosphäre. In der vertikalen Temperaturverteilung gibt es ein Maximum (ca. 0 °C). Mesosphäre Die Mesosphäre beginnt in einer Höhe von 50 km und erstreckt sich bis 8090 km. Die Temperatur nimmt mit der Höhe mit einem durchschnittlichen vertikalen Gradienten von (0,250,3)°/100 m ab. Der Hauptenergieprozess ist die Strahlungswärmeübertragung. Komplexe photochemische Prozesse, an denen freie Radikale, schwingungsangeregte Moleküle usw. beteiligt sind, verursachen atmosphärische Lumineszenz. Mesopause Die Übergangsschicht zwischen Mesosphäre und Thermosphäre. In der vertikalen Temperaturverteilung gibt es ein Minimum (ca. 90 °C).

Exosphäre (Streusphäre) Die Exosphäre ist die Streuzone, der äußere Teil der Thermosphäre, der sich oberhalb von 700 km befindet. Das Gas in der Exosphäre ist sehr verdünnt und von hier aus entweichen seine Partikel in den interplanetaren Raum (Dissipation). Bis zu einer Höhe von 100 km ist die Atmosphäre ein homogenes, gut gemischtes Gasgemisch. In höheren Schichten hängt die Höhenverteilung der Gase von ihrem Molekulargewicht ab; die Konzentration schwererer Gase nimmt mit zunehmender Entfernung von der Erdoberfläche schneller ab. Durch die Abnahme der Gasdichte sinkt die Temperatur von 0 °C in der Stratosphäre auf 110 °C in der Mesosphäre. Allerdings entspricht die kinetische Energie einzelner Partikel in km Höhe einer Temperatur von ~150 °C. Oberhalb von 200 km werden erhebliche zeitliche und räumliche Schwankungen der Temperatur und Gasdichte beobachtet. In einer Höhe von etwa km verwandelt sich die Exosphäre allmählich in das sogenannte raumnahe Vakuum, das mit hochverdünnten Teilchen interplanetaren Gases, hauptsächlich Wasserstoffatomen, gefüllt ist. Doch dieses Gas stellt nur einen Teil der interplanetaren Materie dar. Der andere Teil besteht aus Staubpartikeln kometen- und meteorischen Ursprungs. In diesen Raum dringt neben extrem verdünnten Staubpartikeln auch elektromagnetische und korpuskuläre Strahlung solaren und galaktischen Ursprungs ein. Überblick Die Troposphäre macht etwa 80 % der Masse der Atmosphäre aus, die Stratosphäre etwa 20 %; Die Masse der Mesosphäre beträgt nicht mehr als 0,3 %, die Thermosphäre beträgt weniger als 0,05 % der Gesamtmasse der Atmosphäre. Anhand der elektrischen Eigenschaften in der Atmosphäre werden Neutronosphäre und Ionosphäre unterschieden. Abhängig von der Zusammensetzung des Gases in der Atmosphäre werden Homosphäre und Heterosphäre unterschieden. Die Heterosphäre ist ein Bereich, in dem die Schwerkraft die Trennung von Gasen beeinflusst, da ihre Vermischung in dieser Höhe vernachlässigbar ist. Dies impliziert eine variable Zusammensetzung der Heterosphäre. Darunter liegt ein gut gemischter, homogener Teil der Atmosphäre, der Homosphäre genannt wird. Die Grenze zwischen diesen Schichten wird Turbopause genannt; sie liegt in einer Höhe von etwa 120 km.

Weitere Eigenschaften der Atmosphäre und Auswirkungen auf den menschlichen Körper. Bereits in einer Höhe von 5 km über dem Meeresspiegel kommt es bei einem untrainierten Menschen zu Sauerstoffmangel und ohne Anpassung kommt es zu einer deutlichen Leistungsminderung. Hier endet die physiologische Zone der Atmosphäre. In einer Höhe von 9 km ist das Atmen für den Menschen unmöglich, obwohl die Atmosphäre bis etwa 115 km Sauerstoff enthält. Die Atmosphäre versorgt uns mit dem zum Atmen notwendigen Sauerstoff. Aufgrund des Abfalls des Gesamtdrucks der Atmosphäre nimmt jedoch mit zunehmender Höhe der Sauerstoffpartialdruck entsprechend ab. Die menschliche Lunge enthält ständig etwa 3 Liter Alveolarluft. Der Sauerstoffpartialdruck in der Alveolarluft beträgt bei normalem Atmosphärendruck 110 mmHg. Art., Kohlendioxiddruck 40 mm Hg. Kunst. Art. und Wasserdampf 47 mm Hg. Kunst. Kunst. Mit zunehmender Höhe sinkt der Sauerstoffdruck und der Gesamtdampfdruck von Wasser und Kohlendioxid in der Lunge bleibt nahezu konstant bei etwa 87 mm Hg. Kunst. Die Sauerstoffversorgung der Lunge wird vollständig unterbrochen, wenn der Umgebungsluftdruck diesen Wert erreicht. In einer Höhe von etwa 1920 km sinkt der Luftdruck auf 47 mm Hg. Kunst. Daher beginnen in dieser Höhe Wasser und interstitielle Flüssigkeit im menschlichen Körper zu kochen. Außerhalb einer Druckkabine in diesen Höhen tritt der Tod fast augenblicklich ein. Aus menschlicher Physiologie beginnt der „Weltraum“ also bereits in einer Höhe von 1519 km.

Dichte Luftschichten, die Troposphäre und Stratosphäre, schützen uns vor den schädlichen Auswirkungen der Strahlung. Bei ausreichender Luftverdünnung hat ionisierende Strahlung (primäre kosmische Strahlung) in Höhen über 36 km eine intensive Wirkung auf den Körper; In Höhen über 40 km ist der ultraviolette Teil des Sonnenspektrums für den Menschen gefährlich. Je weiter wir in eine immer größere Höhe über der Erdoberfläche aufsteigen, desto mehr beobachten wir in den unteren Schichten der Atmosphäre bekannte Phänomene wie die Ausbreitung von Schall, die Entstehung von aerodynamischem Auftrieb und Widerstand, Wärmeübertragung durch Konvektion usw schwächen und dann vollständig in der Luft verschwinden, ist eine Schallausbreitung unmöglich. Bis zu Höhen von km ist es noch möglich, Luftwiderstand und Auftrieb für einen kontrollierten aerodynamischen Flug zu nutzen. Doch ab Höhen von km verlieren die jedem Piloten vertrauten Begriffe der M-Zahl und der Schallmauer ihre Bedeutung: Dort verläuft die konventionelle Karman-Linie, jenseits derer der Bereich des rein ballistischen Fluges beginnt, der nur mit kontrolliert werden kann reaktive Kräfte. In Höhen über 100 km fehlt der Atmosphäre eine weitere bemerkenswerte Eigenschaft – die Fähigkeit, Wärmeenergie durch Konvektion (also durch Luftvermischung) aufzunehmen, zu leiten und zu übertragen. Dies bedeutet, dass verschiedene Ausrüstungselemente der orbitalen Raumstation nicht von außen gekühlt werden können, wie dies normalerweise in einem Flugzeug mithilfe von Luftdüsen und Luftkühlern der Fall ist. In dieser Höhe, wie im Weltraum allgemein, ist Wärmestrahlung die einzige Möglichkeit zur Wärmeübertragung.

Entstehungsgeschichte der Atmosphäre Der am weitesten verbreiteten Theorie zufolge hatte die Erdatmosphäre im Laufe ihrer Geschichte drei verschiedene Zusammensetzungen. Ursprünglich bestand es aus leichten Gasen (Wasserstoff und Helium), die aus dem interplanetaren Raum eingefangen wurden. Dies ist die sogenannte Primäratmosphäre. Im nächsten Schritt führte die aktive vulkanische Aktivität zur Sättigung der Atmosphäre mit anderen Gasen als Wasserstoff (Kohlendioxid, Ammoniak, Wasserdampf). So entstand eine Sekundäratmosphäre. Diese Atmosphäre war erholsam. Darüber hinaus wurde der Entstehungsprozess der Atmosphäre durch folgende Faktoren bestimmt: Austreten leichter Gase (Wasserstoff und Helium) in den interplanetaren Raum; chemische Reaktionen, die in der Atmosphäre unter dem Einfluss von ultravioletter Strahlung, Blitzentladungen und einigen anderen Faktoren auftreten. Allmählich führten diese Faktoren zur Bildung einer tertiären Atmosphäre, die durch viel weniger Wasserstoff und viel mehr Stickstoff und Kohlendioxid (entstanden durch chemische Reaktionen aus Ammoniak und Kohlenwasserstoffen) gekennzeichnet ist.

Stickstoff Die Bildung einer großen Menge Stickstoff N2 ist auf die Oxidation der Ammoniak-Wasserstoff-Atmosphäre durch molekularen Sauerstoff O2 zurückzuführen, der vor 3 Milliarden Jahren durch Photosynthese von der Oberfläche des Planeten austrat. Auch durch Denitrifikation von Nitraten und anderen stickstoffhaltigen Verbindungen gelangt Stickstoff N2 in die Atmosphäre. Stickstoff wird in der oberen Atmosphäre durch Ozon zu NO oxidiert. Stickstoff N 2 reagiert nur unter bestimmten Bedingungen (z. B. während einer Blitzentladung). Die Oxidation von molekularem Stickstoff durch Ozon bei elektrischen Entladungen wird in geringen Mengen bei der industriellen Herstellung von Stickstoffdüngern eingesetzt. Cyanobakterien (Blaualgen) und Knöllchenbakterien, die mit Leguminosen eine rhizobische Symbiose eingehen, können wirksame Gründüngung sein – Pflanzen, die den Boden nicht erschöpfen, sondern mit natürlichen Düngemitteln anreichern, können ihn mit geringem Energieaufwand oxidieren und umwandeln in eine biologisch aktive Form.

Sauerstoff Mit dem Auftauchen lebender Organismen auf der Erde begann sich die Zusammensetzung der Atmosphäre durch die Photosynthese radikal zu verändern, begleitet von der Freisetzung von Sauerstoff und der Aufnahme von Kohlendioxid. Zunächst wurde Sauerstoff für die Oxidation reduzierter Ammoniakverbindungen, Kohlenwasserstoffe, der in den Ozeanen enthaltenen Eisenform usw. aufgewendet. Am Ende dieser Phase begann der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre anzusteigen. Allmählich bildete sich eine moderne Atmosphäre mit oxidierenden Eigenschaften. Da dies zu schwerwiegenden und abrupten Veränderungen vieler Prozesse in der Atmosphäre, Lithosphäre und Biosphäre führte, wurde dieses Ereignis als Sauerstoffkatastrophe bezeichnet. Während des Phanerozoikums veränderten sich die Zusammensetzung der Atmosphäre und der Sauerstoffgehalt. Sie korrelierten hauptsächlich mit der Ablagerungsrate organischer Sedimente. So lag der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre in Zeiten der Kohleansammlung offenbar deutlich über dem heutigen Niveau.

Kohlendioxid Der Gehalt an CO 2 in der Atmosphäre hängt von der vulkanischen Aktivität und den chemischen Prozessen in den Erdhüllen ab, vor allem aber von der Intensität der Biosynthese und des Abbaus organischer Stoffe in der Biosphäre der Erde. Fast die gesamte aktuelle Biomasse des Planeten (ca. 2,4 · 10 12 Tonnen) wird durch Kohlendioxid, Stickstoff und Wasserdampf gebildet, die in der atmosphärischen Luft enthalten sind. Im Meer, in Sümpfen und Wäldern vergrabene organische Stoffe werden in Kohle, Öl und Erdgas umgewandelt

Edelgase Die Quelle der Edelgase Argon, Helium und Krypton sind Vulkanausbrüche und der Zerfall radioaktiver Elemente. Die Erde im Allgemeinen und die Atmosphäre im Besonderen sind im Vergleich zum Weltraum arm an Inertgasen. Es wird angenommen, dass der Grund dafür in der kontinuierlichen Leckage von Gasen in den interplanetaren Raum liegt.

Luftverschmutzung Seit Kurzem nimmt der Mensch Einfluss auf die Entwicklung der Atmosphäre. Das Ergebnis menschlicher Aktivitäten ist ein stetiger Anstieg des Kohlendioxidgehalts in der Atmosphäre aufgrund der Verbrennung von Kohlenwasserstoffbrennstoffen, die sich in früheren geologischen Epochen angesammelt haben. Bei der Photosynthese werden große Mengen CO 2 verbraucht und von den Weltmeeren aufgenommen. Dieses Gas gelangt durch die Zersetzung von Karbonatgesteinen und organischen Substanzen pflanzlichen und tierischen Ursprungs sowie durch Vulkanismus und menschliche Industrietätigkeit in die Atmosphäre. In den letzten 100 Jahren ist der CO 2 -Gehalt in der Atmosphäre um 10 % gestiegen, wobei der Großteil (360 Milliarden Tonnen) aus der Kraftstoffverbrennung stammt. Wenn die Wachstumsrate der Kraftstoffverbrennung anhält, wird sich die Menge an CO 2 in der Atmosphäre in den kommenden Jahren verdoppeln und könnte zu einem globalen Klimawandel führen. Die Kraftstoffverbrennung ist die Hauptquelle für Schadstoffe (CO, NO, SO 2). Schwefeldioxid wird in den oberen Schichten der Atmosphäre durch Luftsauerstoff zu SO 3 und Stickoxid zu NO 2 oxidiert, die wiederum mit Wasserdampf interagieren, und die entstehende Schwefelsäure H 2 SO 4 und Salpetersäure HNO 3 fallen zu Erdoberfläche in Form von t .n. saurer Regen. Der Einsatz von Verbrennungsmotoren führt zu einer erheblichen Luftverschmutzung mit Stickoxiden, Kohlenwasserstoffen und Bleiverbindungen (Tetraethylblei Pb(CH 3 CH 2) 4). Die Aerosolverschmutzung der Atmosphäre wird sowohl durch natürliche Ursachen (Vulkanausbrüche, Staubstürme, Mitreißen von Meerwassertropfen und Pflanzenpollen usw.) als auch durch menschliche Wirtschaftsaktivitäten (Bergbau von Erzen und Baumaterialien, Verbrennung von Brennstoff, Herstellung von Zement usw.) verursacht. ). Die intensive großflächige Entfernung von Feinstaub in die Atmosphäre ist eine der möglichen Ursachen für den Klimawandel auf dem Planeten.

Präsentation über Physik Präsentation über Physik Lehrer: Vasylyk M.V.

Erdatmosphäre

Atmosphärendruck

„Die Atmosphäre bringt Leben auf die Erde. Ozeane, Meere, Flüsse, Bäche, Wälder, Pflanzen, Tiere, Menschen – alles lebt in der Atmosphäre und dank ihr. Die Erde schwebt in einem Ozean aus Luft; seine Wellen waschen sowohl die Gipfel als auch die Füße der Berge; und wir leben auf dem Grund dieses Ozeans, von allen Seiten von ihm bedeckt, durch und durch durchdrungen... Es ist niemand anderes als sie, die unsere Felder und Wiesen mit Grün bedeckt und sowohl die zarte Blume, die wir bewundern, als auch die Riese nährt , jahrhundertealter Baum, der die Arbeit eines Sonnenstrahls speichert, um sie uns später zurückzugeben.“ Camille Flammarion (französischer Astronom des 19. Jahrhunderts) Die Atmosphäre ist die Lufthülle, die die Erde umgibt. (aus dem Griechischen Atmosphäre- Dampf, Luft und Kugel– Kugel) Der Luftozean ähnelt in seiner Struktur einem Haus, das über eigene Etagen verfügt. Erdgeschoss" - Troposphäre . Erdgeschoss" - Troposphäre . Seinen Namen hat es vom griechischen Wort „ tropos- drehen. Diese Schicht erstreckt sich durchschnittlich bis in eine Höhe von 11 km über dem Meeresspiegel und ihre Temperatur nimmt mit der Höhe ab. Etwa 4/5 der Gesamtmasse der Atmosphäre sind in der Troposphäre konzentriert. Hier befindet sich fast der gesamte Wasserdampf. Die Troposphäre ist der Geburtsort der Wolken. Die meisten Wetterphänomene, die wir beobachten, entstehen in dieser Schicht.

Nordlichter

Meteorregen

Zweiter Stock" - Stratosphäre . Zweiter Stock" - Stratosphäre . Sein Name kommt vom lateinischen Wort „ Schicht" - Bodenbelag, Schicht. Es liegt zwischen 11 und 55 km über dem Meeresspiegel. Die Stratosphäre macht 1/5 der Masse der Atmosphäre aus. Hier herrscht das Reich der Kälte mit einer annähernd konstanten Temperatur von -40˚C. Nur gelegentlich treten hier sogenannte Perlmuttwolken auf, die aus winzigen Eiskristallen und unterkühlten Wassertropfen bestehen. Der Himmel der Stratosphäre ist schwarz oder dunkelviolett. Dritte Etage" - Mesosphäre. Dritte Etage" - Mesosphäre. Sein Name kommt vom griechischen „ meso"- durchschnittlich, mittelschwer. Diese Schicht nimmt den Raum zwischen 55 und 80 km von der Erde ein. Die Luft hier ist sehr dünn. Sein Druck beträgt etwa 1/25.000 des normalen Atmosphärendrucks. In dieser Schicht befindet sich das Gas Ozon, das alles Leben auf der Erde vor den zerstörerischen Auswirkungen der ultravioletten Strahlen der Sonne schützt. Manchmal erscheinen in der Mesosphäre neblige, leuchtende Nachtwolken, die nur in der Dämmerung sichtbar sind. Vierter Stock" - Thermosphäre . Vierter Stock" - Thermosphäre . Die Luft in der Thermosphäre ist noch verdünnter. Hier herrscht eine beispiellose Hitze: 1000-2000˚C. Nicht umsonst trägt diese Schicht diesen Namen: „Thermo“ bedeutet auf Griechisch Hitze. Wäre ein Mensch jedoch hier, würde er diese Hitze nicht spüren, da die Luftdichte in dieser Schicht äußerst gering ist. Fünfter Stock" - Exosphäre, Fünfter Stock" - Exosphäre, d. h. die äußere Hülle der Atmosphäre. Die Höhe dieser Schicht beträgt 500-600 km. Die Luft ist hier noch verdünnter als in der Thermosphäre. Dieser „Boden“ wird auch „Streuschicht“ genannt, weil sich hier Luftmoleküle mit enormer Geschwindigkeit bewegen und manchmal in den interplanetaren Raum fliegen. Es stellt sich heraus, dass unsere Atmosphäre zu verdampfen scheint? Wird es nicht völlig verdampfen? Ja, die Erdatmosphäre verdunstet allmählich, aber es gibt nichts zu befürchten: Es wird noch viele Milliarden Jahre lang genug Luft geben! Es stellt sich heraus, dass unsere Atmosphäre zu verdampfen scheint? Wird es nicht völlig verdampfen? Ja, die Erdatmosphäre verdunstet allmählich, aber es gibt nichts zu befürchten: Es wird noch viele Milliarden Jahre lang genug Luft geben! Sowjetische Kosmonauten konnten von außen sehen, wie die Erdatmosphäre aussieht. So beschrieb der Pilot-Kosmonaut German Stepanovich Titov poetisch, was er durch die Fenster des Wostok-2-Schiffes sah: „Der Horizont der Erde ist von einem Heiligenschein von sanfter blauer Farbe umgeben, der sich allmählich verdunkelt und zu Türkis, Blau, Violett und … wird. schließlich wird es schwarz ...“

• Sowjetische Kosmonauten konnten von außen sehen, wie die Erdatmosphäre aussieht. So beschrieb der Pilot-Kosmonaut German Stepanovich Titov poetisch, was er durch die Fenster des Wostok-2-Schiffes sah: „Der Horizont der Erde ist von einem Heiligenschein von sanfter blauer Farbe umgeben, der sich allmählich verdunkelt und zu Türkis, Blau, Violett und … wird. schließlich wird es schwarz ...“

• Stickstoff – 78,09 %
• Sauerstoff – 20,95 %
• Argon – 0,93 %
• Kohlendioxid – 0,03 %
• Die Menge anderer Gase in der Luft ist vernachlässigbar: Wasserstoff, Neon, Helium, Krypton, Radon, Xenon und andere.

• Untersuchungen haben gezeigt, dass sich die Zusammensetzung der Atmosphäre bis zu einer Höhe von etwa 100 km nicht wesentlich ändert.

• Aufgrund der Schwerkraft komprimieren die oberen Luftschichten, wie auch das Meerwasser, die unteren Schichten.
• Die Luftschicht unmittelbar an der Erde wird am stärksten komprimiert.
• Dadurch stehen die Erdoberfläche und die darauf befindlichen Körper unter atmosphärischem Druck.

• Luft kann ein Heiler sein. Der Arzt bringt brennende, mit Alkohol getränkte Watte in das Glas, die Luft im Glas erwärmt sich, dehnt sich aus und tritt teilweise aus. Das Glas wird gegen den Körper gedrückt, der atmosphärische Druck drückt einen Teil der Haut im Inneren des Glases.

Laubfrösche

Klebriger Fisch Elefant Sumpf Tiere Sümpfe Fragen: 1. Es wird angenommen, dass der Mond einst von einer Atmosphäre umgeben war, diese aber nach und nach verlor. Wie lässt sich das erklären? 2.Um Luft einzuatmen, dehnt eine Person mit Hilfe der Muskeln ihre Brust aus. Warum gelangt Luft in die Lunge? Wie erfolgt die Ausatmung?

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Was ist Atmosphärendruck?

Luft hat, wie alle Körper um uns herum, Masse. Wissenschaftler haben berechnet, dass eine Luftsäule mit einer durchschnittlichen Kraft von 1,03 kg pro cm² auf die Erdoberfläche drückt.

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Der Atmosphärendruck wurde erstmals vom italienischen Wissenschaftler E. Torricelli mit einem Quecksilberbarometer gemessen. Der Druck wurde durch die Höhe der Quecksilbersäule im Glasrohr bestimmt, die die entsprechende Luftsäule in der Atmosphäre ausgleicht. Und seitdem ist es üblich, den Luftdruck in mmHg zu messen.

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Mittlerweile gibt es modernere Barometer, beispielsweise das Aneroidbarometer.

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Welcher Luftdruck gilt als normal? Es ist allgemein anerkannt, dass der auf Meereshöhe gemessene Luftdruck in mittleren Breiten bei einer Lufttemperatur von 0 °C als normal gilt und 760 mmHg beträgt.

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Wenn die Messwerte niedriger oder höher als normal sind, wird üblicherweise davon ausgegangen, dass der Druck verringert (niedrig) ist (gekennzeichnet durch den Buchstaben H), oder erhöht (hoch) (gekennzeichnet durch den Buchstaben B).

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Was ist also der atmosphärische Druck?! Der atmosphärische Druck ist die Kraft, mit der Luft auf die Erdoberfläche und alle darauf befindlichen Körper drückt.

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Wovon hängt der Luftdruck ab?

Mit zunehmender Höhe des Gebiets nimmt der Druck ab. Denn gleichzeitig wird die Luftsäule, die auf die Erdoberfläche drückt, kleiner. Wenn wir ins Tiefland absteigen, wird der Druck dementsprechend zunehmen.

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Wenn außerdem die Temperatur an der Erdoberfläche hoch ist, dann erwärmt sich die Luft, sie wird leichter und steigt auf – der Druck nimmt ab, und wenn die Luft abkühlt, wird sie schwerer und dichter, was bedeutet, dass sie nach unten sinkt – der Druck erhöht sich.

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Warum weht der Wind?

Was passiert tagsüber: - Land, Gebäude darauf, und von ihnen erwärmt sich die Luft schneller als Wasser; - warme Luft steigt über das Land; - Der Druck über Land nimmt ab; - Die Luft über dem Wasser hat keine Zeit, ihr Druck ist immer noch höher als über dem Land; - Luft aus einem Bereich mit höherem Druck über dem Wasser neigt dazu, über dem Land zu strömen und beginnt sich zu bewegen, wodurch der Druck ausgeglichen wird. Fazit: Der Wind wehte vom Meer ans Land.

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Nachts passiert das Gegenteil, d.h. Der Wind wird vom Land zum Meer wehen. Das Land und die Luft darüber kühlen schneller ab und der Druck über dem Land wird höher als über dem Wasser. Wasser kühlt langsamer ab und die Luft darüber bleibt länger warm. Es steigt und der Druck über dem Meer nimmt ab. Ein solcher Wind, der zweimal am Tag die Richtung ändert, wird Brise genannt.

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Neben der Brise gibt es noch einen weiteren Wind namens Monsun. Sein Bewegungsrichtungsprinzip ist das gleiche wie das einer Brise, nur in größerem Maßstab. Es ändert seine Richtung zweimal im Jahr im Winter und im Sommer. Im Sommer weht es an Land und im Winter auf dem Meer. Dieser Wind kann in Russland - im Fernen Osten - beobachtet werden.