Quale percentuale di ossigeno è contenuta nell'aria atmosferica. Sapevate che l'aria è una miscela di gas? Composizione gassosa dell'aria

L'atmosfera è l'involucro gassoso del nostro pianeta, che ruota insieme alla Terra. Il gas presente nell'atmosfera si chiama aria. L'atmosfera è in contatto con l'idrosfera e ricopre parzialmente la litosfera. Ma i limiti massimi sono difficili da determinare. È convenzionalmente accettato che l'atmosfera si estenda verso l'alto per circa tremila chilometri. Lì scorre dolcemente nello spazio senz'aria.

Composizione chimica dell'atmosfera terrestre

La formazione della composizione chimica dell'atmosfera è iniziata circa quattro miliardi di anni fa. Inizialmente, l'atmosfera era costituita solo da gas leggeri: elio e idrogeno. Secondo gli scienziati, i prerequisiti iniziali per la creazione di un guscio di gas attorno alla Terra erano le eruzioni vulcaniche che, insieme alla lava, emettevano enormi quantità di gas. Successivamente è iniziato lo scambio di gas con gli spazi acquatici, con gli organismi viventi e con i prodotti delle loro attività. La composizione dell'aria è gradualmente cambiata e si è stabilizzata nella sua forma moderna diversi milioni di anni fa.

I componenti principali dell'atmosfera sono l'azoto (circa il 79%) e l'ossigeno (20%). La restante percentuale (1%) è costituita dai seguenti gas: argon, neon, elio, metano, anidride carbonica, idrogeno, kripton, xeno, ozono, ammoniaca, biossido di zolfo e di azoto, protossido di azoto e monossido di carbonio, che rientrano in questo uno per cento.

Inoltre, l'aria contiene vapore acqueo e particolato (polline, polvere, cristalli di sale, impurità di aerosol).

Recentemente, gli scienziati hanno notato un cambiamento non qualitativo, ma quantitativo in alcuni ingredienti dell'aria. E la ragione di ciò è l'uomo e le sue attività. Solo negli ultimi 100 anni, i livelli di anidride carbonica sono aumentati in modo significativo! Tutto ciò è irto di numerosi problemi, il più globale dei quali è il cambiamento climatico.

Formazione del tempo e del clima

L’atmosfera gioca un ruolo fondamentale nel modellare il clima e il tempo sulla Terra. Molto dipende dalla quantità di luce solare, dalla natura della superficie sottostante e dalla circolazione atmosferica.

Esaminiamo i fattori in ordine.

1. L'atmosfera trasmette il calore dei raggi solari e assorbe le radiazioni nocive. Gli antichi greci sapevano che i raggi del sole cadono su diverse parti della Terra con angoli diversi. La stessa parola "clima" tradotta dal greco antico significa "pendenza". Quindi, all'equatore, i raggi del sole cadono quasi verticalmente, motivo per cui qui fa molto caldo. Più ci si avvicina ai poli, maggiore è l'angolo di inclinazione. E la temperatura scende.

2. A causa del riscaldamento non uniforme della Terra, nell'atmosfera si formano correnti d'aria. Sono classificati in base alle loro dimensioni. I più piccoli (decine e centinaia di metri) sono venti locali. Seguono monsoni e alisei, cicloni e anticicloni e zone frontali planetarie.

Tutte queste masse d'aria sono in costante movimento. Alcuni di loro sono piuttosto statici. Ad esempio, gli alisei che soffiano dalle zone subtropicali verso l'equatore. Il movimento degli altri dipende in gran parte dalla pressione atmosferica.

3. La pressione atmosferica è un altro fattore che influenza la formazione del clima. Questa è la pressione dell'aria sulla superficie della terra. Come è noto, le masse d'aria si spostano da una zona ad alta pressione atmosferica verso una zona dove tale pressione è minore.

Sono assegnate un totale di 7 zone. L'equatore è una zona di bassa pressione. Inoltre, su entrambi i lati dell'equatore fino alle latitudini trenta c'è una zona di alta pressione. Da 30° a 60° - nuovamente bassa pressione. E da 60° ai poli c'è una zona di alta pressione. Tra queste zone circolano masse d'aria. Quelli che vengono dal mare alla terra portano pioggia e maltempo, e quelli che soffiano dai continenti portano tempo sereno e secco. Nei luoghi in cui le correnti d'aria si scontrano, si formano zone del fronte atmosferico, caratterizzate da precipitazioni e tempo inclemente e ventoso.

Gli scienziati hanno dimostrato che anche il benessere di una persona dipende dalla pressione atmosferica. Secondo gli standard internazionali, la normale pressione atmosferica è di 760 mm Hg. colonna alla temperatura di 0°C. Questo indicatore è calcolato per quelle aree di territorio che sono quasi al livello del livello del mare. Con l'altitudine la pressione diminuisce. Pertanto, ad esempio, per San Pietroburgo 760 mm Hg. - questa è la norma. Ma a Mosca, che si trova più in alto, la pressione normale è di 748 mm Hg.

La pressione cambia non solo verticalmente, ma anche orizzontalmente. Ciò è particolarmente sentito durante il passaggio dei cicloni.

La struttura dell'atmosfera

L'atmosfera ricorda quella di una torta a strati. E ogni strato ha le sue caratteristiche.

. Troposfera- lo strato più vicino alla Terra. Lo "spessore" di questo strato cambia con la distanza dall'equatore. Al di sopra dell'equatore lo strato si estende verso l'alto per 16-18 km, nelle zone temperate per 10-12 km, ai poli per 8-10 km.

È qui che sono contenuti l'80% della massa d'aria totale e il 90% del vapore acqueo. Qui si formano le nuvole, sorgono cicloni e anticicloni. La temperatura dell'aria dipende dall'altitudine della zona. In media diminuisce di 0,65° C ogni 100 metri.

. Tropopausa- strato di transizione dell'atmosfera. La sua altezza varia da diverse centinaia di metri a 1-2 km. La temperatura dell'aria in estate è più alta che in inverno. Ad esempio, sopra i poli in inverno è -65° C. E sopra l'equatore è -70° C in qualsiasi periodo dell'anno.

. Stratosfera- questo è uno strato il cui limite superiore si trova ad un'altitudine di 50-55 chilometri. La turbolenza qui è bassa, il contenuto di vapore acqueo nell'aria è trascurabile. Ma c'è molto ozono. La sua massima concentrazione è ad un'altitudine di 20-25 km. Nella stratosfera la temperatura dell'aria inizia a salire e raggiunge i +0,8° C. Ciò è dovuto al fatto che lo strato di ozono interagisce con le radiazioni ultraviolette.

. Stratopausa- un basso strato intermedio tra la stratosfera e la mesosfera che la segue.

. Mesosfera- il limite superiore di questo strato è di 80-85 chilometri. Qui si verificano complessi processi fotochimici che coinvolgono i radicali liberi. Sono loro che forniscono quella dolce luce blu del nostro pianeta, che si vede dallo spazio.

La maggior parte delle comete e dei meteoriti bruciano nella mesosfera.

. Mesopausa- lo strato intermedio successivo, la cui temperatura dell'aria è di almeno -90°.

. Termosfera- il limite inferiore inizia ad un'altitudine di 80 - 90 km, mentre il limite superiore dello strato corre a circa 800 km. La temperatura dell'aria sta aumentando. Può variare da +500° C a +1000° C. Durante il giorno le escursioni termiche ammontano a centinaia di gradi! Ma l’aria qui è così rarefatta che intendere il termine “temperatura” come lo immaginiamo non è appropriato qui.

. Ionosfera- unisce la mesosfera, la mesopausa e la termosfera. L'aria qui è costituita principalmente da molecole di ossigeno e azoto, nonché da plasma quasi neutro. I raggi del sole che entrano nella ionosfera ionizzano fortemente le molecole d'aria. Nello strato inferiore (fino a 90 km) il grado di ionizzazione è basso. Più è alto, maggiore è la ionizzazione. Quindi, ad un'altitudine di 100-110 km, gli elettroni sono concentrati. Questo aiuta a riflettere le onde radio corte e medie.

Lo strato più importante della ionosfera è quello superiore, che si trova ad un'altitudine di 150-400 km. La sua particolarità è che riflette le onde radio e questo facilita la trasmissione dei segnali radio a distanze considerevoli.

È nella ionosfera che si verifica un fenomeno come l'aurora.

. Esosfera- è costituito da atomi di ossigeno, elio e idrogeno. Il gas in questo strato è molto rarefatto e gli atomi di idrogeno spesso fuggono nello spazio. Pertanto, questo strato è chiamato “zona di dispersione”.

Il primo scienziato a suggerire che la nostra atmosfera abbia un peso fu l'italiano E. Torricelli. Ostap Bender, ad esempio, nel suo romanzo “Il vitello d'oro” lamentava che ogni persona è schiacciata da una colonna d'aria del peso di 14 kg! Ma il grande intrigante si sbagliava un po’. Un adulto sperimenta una pressione di 13-15 tonnellate! Ma non sentiamo questa pesantezza, perché la pressione atmosferica è bilanciata dalla pressione interna di una persona. Il peso della nostra atmosfera è di 5.300.000.000.000.000 di tonnellate. La cifra è colossale, sebbene sia solo un milionesimo del peso del nostro pianeta.

Ogni giorno facciamo circa 20mila respiri. È sufficiente interrompere il flusso di ossigeno nel sangue per 7-8 minuti affinché si verifichino cambiamenti irreversibili nella corteccia cerebrale. L'aria supporta molte reazioni biochimiche nel nostro corpo. E la nostra salute dipende in gran parte dalla sua qualità.

testo: Tatyana Gaverdovskaya

Ogni giorno facciamo circa 20mila respiri. È sufficiente interrompere il flusso di ossigeno nel sangue per 7-8 minuti affinché si verifichino cambiamenti irreversibili nella corteccia cerebrale. L'aria supporta molte reazioni biochimiche nel nostro corpo. E la nostra salute dipende in gran parte dalla sua qualità.

L'aria atmosferica sulla superficie terrestre è normalmente costituita da azoto (78,09%), ossigeno (20,95%) e anidride carbonica (0,03-0,04%). I restanti gas insieme occupano meno dell'1% in volume, tra cui argon, xeno, neon, elio, idrogeno, radon e altri. Tuttavia, le emissioni delle imprese industriali e dei trasporti violano questo rapporto tra i componenti. Nella sola Mosca vengono rilasciate nell'aria da 1 a 1,2 milioni di tonnellate di sostanze chimiche nocive all'anno, ovvero 100-150 kg per ciascuno dei 12 milioni di residenti di Mosca. Vale la pena pensare a ciò che respiriamo e a cosa può aiutarci a resistere a questo “attacco di gas”.

La via più breve

I polmoni umani hanno una superficie fino a 100 m2, ovvero 50 volte maggiore della superficie della pelle. In essi l'aria è a diretto contatto con il sangue, nel quale si dissolvono quasi tutte le sostanze in essa contenute. Dai polmoni, bypassando l'organo di disintossicazione - il fegato, agiscono sul corpo 80-100 volte più forte che attraverso il tratto gastrointestinale quando ingeriti.

L'aria che respiriamo è inquinata da circa 280 composti tossici. Questi sono sali di metalli pesanti (Cu, Cd, Pb, Mn, Ni, Zn), ossidi di azoto e carbonio, ammoniaca, anidride solforosa, ecc. Con tempo calmo, tutti questi composti dannosi si depositano e creano uno strato denso vicino al suolo - smog. Sotto l'influenza dei raggi ultravioletti durante il periodo caldo, le miscele di gas nocivi vengono convertite in sostanze più dannose: i fotoossidanti. Ogni giorno una persona inala fino a 20mila litri d'aria. E in un mese in una grande città può accumulare una dose tossica. Di conseguenza, l'immunità diminuisce e si verificano malattie respiratorie e neurologiche. Ne soffrono soprattutto i bambini.

Stiamo agendo

1. Il tè a base di calendula, camomilla, olivello spinoso e rosa canina aiuterà a proteggere il corpo dalla penetrazione dei metalli pesanti nelle cellule.

2. Alcune piante, ad esempio il coriandolo (coriandolo), vengono utilizzate con successo per rimuovere le sostanze tossiche. Secondo gli esperti, è necessario mangiare almeno 5 g di questa pianta al giorno (circa 1 cucchiaino).

3. Anche l'aglio, i semi di sesamo, il ginseng e molti altri prodotti vegetali hanno la capacità di legare e rimuovere i metalli pesanti. Anche il succo di mela, che contiene molte pectine, adsorbenti naturali, è efficace.

Città senza ossigeno

I residenti della metropoli sperimentano costantemente una mancanza di ossigeno a causa delle emissioni industriali e dell'inquinamento. Pertanto, quando si brucia 1 kg di carbone o legna da ardere, vengono consumati più di 2 kg di ossigeno. Un’auto assorbe in 2 ore di funzionamento tanto ossigeno quanto un albero ne rilascia in 2 anni.

La concentrazione di ossigeno nell'aria è spesso solo del 15-18%, mentre la norma è di circa il 20%. A prima vista, questa è una piccola differenza: solo il 3-5%, ma per il nostro corpo è abbastanza evidente. Livelli di ossigeno nell’aria pari o inferiori al 10% sono letali per l’uomo. Sfortunatamente, in condizioni naturali la quantità di ossigeno è sufficiente solo nei parchi cittadini (20,8%), nelle foreste suburbane (21,6%) e sulle rive dei mari e degli oceani (21,9%). La situazione è aggravata dal fatto che ogni 10 anni l'area dei polmoni diminuisce del 5%.

L’ossigeno aumenta la capacità mentale, la resistenza del corpo allo stress, stimola il funzionamento coordinato degli organi interni, migliora l’immunità, favorisce la perdita di peso e normalizza il sonno. Gli scienziati hanno calcolato che se nell'atmosfera terrestre ci fosse 2 volte più ossigeno, potremmo correre per centinaia di chilometri senza stancarci.

L'ossigeno costituisce il 90% della massa di una molecola d'acqua. Il corpo contiene il 65-75% di acqua. Il cervello costituisce il 2% del peso corporeo totale e consuma il 20% dell'ossigeno che entra nel corpo. Senza ossigeno, le cellule non crescono e muoiono.

Stiamo agendo

1. Per saturare adeguatamente il corpo con l'ossigeno, è necessario camminare nella foresta per almeno un'ora ogni giorno. Nel corso di un anno, un tipico albero produce la quantità di ossigeno necessaria per una famiglia di 4 persone nello stesso periodo.

2. Per ricostituire la carenza di ossigeno nel corpo, i medici raccomandano di bere acqua alcalina salata e minerale, bevande a base di acido lattico (latte scremato, siero di latte) e succhi.

3. I cocktail di ossigeno aiutano a sbarazzarsi dell'ipossia. In termini di effetto sul corpo, una piccola porzione di cocktail equivale a una vera e propria passeggiata nella foresta.

4. L'ossigenoterapia è un metodo di trattamento basato sulla respirazione di una miscela di gas con una maggiore concentrazione di ossigeno (rispetto al contenuto di ossigeno nell'aria).

Trappola domestica

Secondo gli esperti dell’OMS, gli abitanti delle città trascorrono circa l’80% del loro tempo in ambienti chiusi. Gli scienziati hanno scoperto che l’aria interna è 4-6 volte più sporca di quella esterna e 8-10 volte più tossica. Si tratta di formaldeide e fenolo presenti nei mobili, alcuni tipi di tessuti sintetici, moquette, sostanze nocive presenti nei materiali da costruzione (ad esempio, la carbammide presente nel cemento può rilasciare ammoniaca), polvere, peli di animali domestici, ecc. Allo stesso tempo, nelle aree urbane l'ossigeno è significativamente inferiore, il che porta alla carenza di ossigeno (ipossia) nelle persone.

Una stufa a gas può anche influenzare negativamente l’atmosfera della casa. L'aria degli edifici gassificati, rispetto all'aria esterna, contiene 2,5 volte più ossidi di azoto nocivi, 50 volte più sostanze contenenti zolfo, fenolo - del 30-40%, ossidi di carbonio - del 50-60%.

Ma la piaga principale degli spazi interni è l’anidride carbonica, la cui principale fonte sono gli esseri umani. Espiriamo dai 18 ai 25 litri di questo gas all'ora. Recenti studi condotti da scienziati stranieri hanno dimostrato che l'anidride carbonica ha un effetto negativo sul corpo umano anche a basse concentrazioni. Nei locali residenziali, l'anidride carbonica non deve superare lo 0,1%. In una stanza con una concentrazione di anidride carbonica del 3-4%, una persona soffoca, compaiono mal di testa, acufeni e il polso rallenta. Tuttavia, in piccole quantità (0,03-0,04%) l'anidride carbonica è necessaria per mantenere i processi fisiologici.

Stiamo agendo

1. È molto importante che l'aria nella stanza sia “leggera”, cioè ionizzata. Con una diminuzione del numero di ioni atmosferici, l'ossigeno viene assorbito meno dai globuli rossi ed è possibile l'ipossia. L'aria delle città contiene solo 50-100 ioni leggeri per 1 cm³ e decine di migliaia di ioni pesanti (non caricati). In montagna la ionizzazione dell'aria massima è di 800-1000 per 1 cm³ o più.

2. Secondo uno studio condotto dall'agenzia spaziale americana, alcune piante d'appartamento agiscono come efficaci biofiltri. La felce Chlorophytum e Nephrolepis aiutano nella lotta contro la formaldeide. Xilene e toluene, rilasciati ad esempio dalle vernici, vengono neutralizzati dal Ficus Benjamin. L'azalea può far fronte ai composti dell'ammoniaca. Sansevieria, filodendro, edera e dieffenbachia producono molto ossigeno e assorbono sostanze nocive.

3. Non dimenticare la ventilazione regolare. Ciò è particolarmente importante in camera da letto, dove le persone trascorrono un terzo della loro vita.

Pericoli sulla strada

Il trasporto automobilistico fa la parte del leone tra gli inquinanti atmosferici: per Mosca è circa il 93%, per San Pietroburgo il 71%. A Mosca circolano quasi 4 milioni di automobili e il loro numero cresce ogni anno. Gli esperti ritengono che entro il 2015 il parco veicoli di Mosca ammonterà a più di 5 milioni di veicoli. In un mese, un’autovettura media brucia tanto ossigeno quanto ne produce in un anno 1 ettaro di foresta, rilasciando annualmente circa 800 kg di monossido di carbonio, circa 40 kg di ossidi di azoto e circa 200 kg di vari idrocarburi.

Il pericolo più grave per chi utilizza frequentemente l'auto è il monossido di carbonio. Si lega all'emoglobina del sangue 200 volte più velocemente dell'ossigeno. Esperimenti condotti negli Stati Uniti hanno dimostrato che, a causa dell'influenza del monossido di carbonio, le persone che trascorrono molto tempo alla guida hanno reazioni alterate. Ad una concentrazione di monossido di carbonio di 6 mg/m3 per 20 minuti, il colore e la sensibilità alla luce degli occhi diminuiscono. Sotto l'influenza di grandi quantità di monossido di carbonio possono verificarsi svenimenti, coma e persino la morte.

Stiamo agendo

1. Gli enzimi lattici e gli acidi rimuovono i prodotti di degradazione del monossido di carbonio. Con una tolleranza normale puoi bere fino a un litro di latte al giorno.

2. Per neutralizzare gli effetti del monossido di carbonio, si consiglia di mangiare quanta più frutta possibile: mele verdi, pompelmi, miele e noci.

Gentile con sano

Scienziati tedeschi hanno scoperto che l'eccitazione sessuale attiva il sistema cardiovascolare e aumenta il flusso sanguigno. Di conseguenza, i tessuti sono meglio saturati di ossigeno e il rischio di infarto o ictus si riduce del 50%.

Cosa respira la metropolitana?

Gli scienziati del Karolinska Institute in Svezia hanno concluso che più di 5mila svedesi muoiono ogni anno per aver inalato particelle microscopiche di carbone, asfalto, ferro e altri inquinanti nell'aria della metropolitana di Stoccolma. Queste particelle hanno un effetto distruttivo più forte sul DNA umano rispetto alle particelle contenute negli scarichi delle automobili e formatesi a seguito della combustione di combustibile legnoso.

Cielo sopra Mosca

Secondo le osservazioni di Rosidromet, nel 2011 il grado di inquinamento atmosferico nelle città della regione di Mosca è stato valutato come: molto alto - a Mosca, alto - a Serpukhov, aumentato - a Voskresensk, Klin, Kolomna, Mytishchi, Podolsk ed Elektrostal, basso - nella riserva della biosfera di Dzerzhinsky, Shchelkovo e Prioksko-Terrasny.

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L'atmosfera è l'ambiente aereo che circonda il globo ed è uno dei motivi più importanti per l'emergere della vita sulla terra. È stata l'aria atmosferica, la sua composizione unica, a dare agli esseri viventi l'opportunità di ossidare le sostanze organiche con l'ossigeno e ottenere energia per l'esistenza. Senza di esso, l'esistenza umana sarebbe impossibile, così come tutti i rappresentanti del regno animale, la maggior parte delle piante, funghi e batteri.

Significato per gli esseri umani

L’ambiente aereo non è solo una fonte di ossigeno. Permette a una persona di vedere, percepire segnali spaziali e usare i sensi. Udito, vista, olfatto: dipendono tutti dallo stato dell'aria.

Il secondo punto importante è la protezione dalle radiazioni solari. L'atmosfera avvolge il pianeta con un guscio che blocca parte dello spettro dei raggi solari. Di conseguenza, circa il 30% della radiazione solare raggiunge la terra.

L'ambiente aereo è un guscio in cui si formano le precipitazioni e aumenta l'evaporazione. È lei che è responsabile della metà del ciclo di scambio di umidità. Le precipitazioni formate nell'atmosfera influenzano il funzionamento degli oceani mondiali, contribuiscono all'accumulo di umidità nei continenti e determinano la distruzione delle rocce esposte. Partecipa alla formazione del clima. La circolazione delle masse d'aria è il fattore più importante nella formazione di zone climatiche e zone naturali specifiche. I venti che si alzano sopra la Terra determinano la temperatura, l’umidità, i livelli di precipitazione, la pressione e la stabilità meteorologica nella regione.

Attualmente dall'aria vengono estratte sostanze chimiche: ossigeno, elio, argon, azoto. La tecnologia è ancora in fase di sperimentazione, ma in futuro questa può essere considerata una direzione promettente per l'industria chimica.

Quanto sopra sono cose ovvie. Ma l’ambiente atmosferico è importante anche per l’industria e l’attività economica umana:

• È l'agente chimico più importante per le reazioni di combustione e ossidazione.
• Trasferisce il calore.

Pertanto, l'aria atmosferica è un ambiente aereo unico che consente agli esseri viventi di esistere e alle persone di sviluppare l'industria. Esiste una stretta interazione tra il corpo umano e l'ambiente aereo. Se lo violi, le conseguenze gravi non ti faranno aspettare.

Caratteristiche igieniche dell'aria

L'inquinamento è il processo di introduzione nell'aria atmosferica di impurità che normalmente non dovrebbero esistere. L’inquinamento può essere naturale o artificiale. Le impurità che provengono da fonti naturali vengono neutralizzate nel ciclo planetario della materia. Con l’inquinamento artificiale la situazione è più complicata.

L’inquinamento naturale comprende:

• Polvere cosmica.
• Impurità formatesi durante eruzioni vulcaniche, agenti atmosferici e incendi.

L’inquinamento artificiale è di natura antropica. Esistono inquinamenti globali e locali. Globali sono tutte le emissioni che possono influenzare la composizione o la struttura dell'atmosfera. Locale è un cambiamento degli indicatori in un'area specifica o in una stanza utilizzata per vivere, lavorare o eventi pubblici.

L'igiene dell'aria ambiente è una sezione importante dell'igiene che si occupa della valutazione e del controllo dei parametri dell'aria interna. Questa sezione è apparsa in relazione alla necessità di protezione sanitaria. L'importanza igienica dell'aria atmosferica è difficile da sopravvalutare: insieme alla respirazione, tutte le impurità e le particelle contenute nell'aria entrano nel corpo umano.

La valutazione igienica comprende i seguenti indicatori:

1. Proprietà fisiche dell'aria atmosferica. Ciò include la temperatura (la violazione più comune di SanPin nei luoghi di lavoro è che l'aria si riscalda troppo), pressione, velocità del vento (in aree aperte), radioattività, umidità e altri indicatori.
2. La presenza di impurità e deviazioni dalla composizione chimica standard. L'aria atmosferica è caratterizzata dalla sua idoneità alla respirazione.
3. La presenza di impurità solide: polvere, altre microparticelle.
4. La presenza di contaminazione batterica – microrganismi patogeni e condizionatamente patogeni.

Per compilare una caratteristica igienica, le letture ottenute su quattro punti vengono confrontate con gli standard stabiliti.

Protezione ambientale

Recentemente, lo stato dell'aria atmosferica ha suscitato preoccupazione tra gli ambientalisti. Con lo sviluppo dell’industria crescono anche i rischi ambientali. Le fabbriche e le zone industriali non solo distruggono lo strato di ozono, riscaldando l'atmosfera e saturandola con impurità di carbonio, ma riducono anche l'igiene. Pertanto, nei paesi sviluppati è consuetudine attuare misure globali per proteggere l'ambiente aereo.

Principali direzioni di protezione:

• Regolamento legislativo.
• Sviluppo di raccomandazioni per l'ubicazione delle zone industriali, tenendo conto dei fattori climatici e geografici.
• Attuazione di misure per ridurre le emissioni.
• Controllo sanitario e igienico nelle imprese.
• Monitoraggio regolare della composizione.

Le misure di protezione includono anche la piantumazione di spazi verdi, la creazione di bacini artificiali e la creazione di zone barriera tra le aree industriali e residenziali. Le raccomandazioni per l’attuazione di misure protettive sono state sviluppate da organizzazioni come l’OMS e l’UNESCO. Le raccomandazioni statali e regionali sono sviluppate sulla base di quelle internazionali.

Attualmente, il problema dell’igiene dell’aria riceve sempre più attenzione. Sfortunatamente, al momento, le misure adottate non sono sufficienti a ridurre completamente il danno di origine antropica. Ma possiamo sperare che in futuro, insieme allo sviluppo di industrie più rispettose dell’ambiente, sarà possibile ridurre il carico sull’atmosfera.

Atmosfera(dal greco atmos - vapore e spharia - palla) - il guscio d'aria della Terra, che ruota con esso. Lo sviluppo dell'atmosfera era strettamente correlato ai processi geologici e geochimici che si verificano sul nostro pianeta, nonché alle attività degli organismi viventi.

Il confine inferiore dell'atmosfera coincide con la superficie della Terra, poiché l'aria penetra nei pori più piccoli del suolo e si dissolve anche nell'acqua.

Il confine superiore ad un'altitudine di 2000-3000 km passa gradualmente nello spazio.

Grazie all'atmosfera, che contiene ossigeno, la vita sulla Terra è possibile. L'ossigeno atmosferico viene utilizzato nel processo di respirazione di esseri umani, animali e piante.

Se non ci fosse l’atmosfera, la Terra sarebbe silenziosa come la Luna. Dopotutto, il suono è la vibrazione delle particelle d'aria. Il colore blu del cielo è spiegato dal fatto che i raggi del sole, attraversando l'atmosfera, come attraverso una lente, vengono scomposti nei colori che li compongono. In questo caso, i raggi dei colori blu e blu sono maggiormente dispersi.

L'atmosfera intrappola la maggior parte della radiazione ultravioletta del sole, che ha un effetto dannoso sugli organismi viventi. Inoltre trattiene il calore vicino alla superficie terrestre, impedendo al nostro pianeta di raffreddarsi.

La struttura dell'atmosfera

Nell'atmosfera si possono distinguere diversi strati, di diversa densità (Fig. 1).

Troposfera

Troposfera- lo strato più basso dell'atmosfera, il cui spessore sopra i poli è di 8-10 km, alle latitudini temperate - 10-12 km e sopra l'equatore - 16-18 km.

Riso. 1. La struttura dell'atmosfera terrestre

L'aria nella troposfera viene riscaldata dalla superficie terrestre, cioè dalla terra e dall'acqua. Pertanto la temperatura dell'aria in questo strato diminuisce con l'altezza in media di 0,6 °C ogni 100 m. Al limite superiore della troposfera raggiunge i -55 °C. Allo stesso tempo, nella regione dell'equatore, al limite superiore della troposfera, la temperatura dell'aria è di -70 °C, e nella regione del Polo Nord di -65 °C.

Circa l'80% della massa dell'atmosfera è concentrata nella troposfera, quasi tutto il vapore acqueo si trova, si verificano temporali, tempeste, nuvole e precipitazioni e si verifica il movimento dell'aria verticale (convezione) e orizzontale (vento).

Possiamo dire che il tempo si forma principalmente nella troposfera.

Stratosfera

Stratosfera- uno strato dell'atmosfera situato sopra la troposfera ad un'altitudine compresa tra 8 e 50 km. Il colore del cielo in questo strato appare viola, il che si spiega con la magrezza dell'aria, grazie alla quale i raggi del sole non sono quasi dispersi.

La stratosfera contiene il 20% della massa dell'atmosfera. L'aria in questo strato è rarefatta, praticamente non c'è vapore acqueo e quindi non si formano quasi nuvole e precipitazioni. Tuttavia, nella stratosfera si osservano correnti d'aria stabili, la cui velocità raggiunge i 300 km/h.

Questo strato è concentrato ozono(schermo dell'ozono, ozonosfera), uno strato che assorbe i raggi ultravioletti, impedendo loro di raggiungere la Terra e proteggendo così gli organismi viventi sul nostro pianeta. Grazie all'ozono, la temperatura dell'aria al limite superiore della stratosfera varia da -50 a 4-55 °C.

Tra la mesosfera e la stratosfera c'è una zona di transizione: la stratopausa.

Mesosfera

Mesosfera- uno strato dell'atmosfera situato ad un'altitudine di 50-80 km. La densità dell'aria qui è 200 volte inferiore a quella della superficie terrestre. Il colore del cielo nella mesosfera appare nero e le stelle sono visibili durante il giorno. La temperatura dell'aria scende a -75 (-90)°C.

Ad un'altitudine di 80 km inizia termosfera. La temperatura dell'aria in questo strato sale bruscamente fino a un'altezza di 250 m, per poi diventare costante: a 150 km di altitudine raggiunge i 220-240 ° C; a 500-600 km di altitudine supera i 1500 °C.

Nella mesosfera e nella termosfera, sotto l'influenza dei raggi cosmici, le molecole di gas si disintegrano in particelle di atomi cariche (ionizzate), quindi questa parte dell'atmosfera è chiamata ionosfera- uno strato di aria molto rarefatta, situato ad un'altitudine compresa tra 50 e 1000 km, costituito principalmente da atomi di ossigeno ionizzato, molecole di ossido di azoto ed elettroni liberi. Questo strato è caratterizzato da un'elevata elettrificazione e da esso vengono riflesse le onde radio lunghe e medie, come da uno specchio.

Nella ionosfera compaiono le aurore - il bagliore di gas rarefatti sotto l'influenza di particelle caricate elettricamente che volano dal Sole - e si osservano brusche fluttuazioni nel campo magnetico.

Esosfera

Esosfera- lo strato esterno dell'atmosfera situato al di sopra dei 1000 km. Questo strato è anche chiamato sfera di dispersione, poiché le particelle di gas si muovono qui ad alta velocità e possono essere disperse nello spazio.

Composizione atmosferica

L'atmosfera è una miscela di gas composta da azoto (78,08%), ossigeno (20,95%), anidride carbonica (0,03%), argon (0,93%), una piccola quantità di elio, neon, xeno, kripton (0,01%), ozono e altri gas, ma il loro contenuto è trascurabile (Tabella 1). La composizione moderna dell'aria terrestre è stata stabilita più di cento milioni di anni fa, ma il forte aumento dell'attività produttiva umana ha comunque portato al suo cambiamento. Attualmente si registra un aumento del contenuto di CO 2 di circa il 10-12%.

I gas che compongono l'atmosfera svolgono vari ruoli funzionali. Tuttavia, il significato principale di questi gas è determinato principalmente dal fatto che assorbono fortemente l'energia radiante e quindi hanno un impatto significativo sul regime di temperatura della superficie terrestre e dell'atmosfera.

Tabella 1. Composizione chimica dell'aria atmosferica secca vicino alla superficie terrestre

Azoto, Il gas più diffuso nell'atmosfera, è chimicamente poco attivo.

Ossigeno, a differenza dell'azoto, è un elemento chimicamente molto attivo. La funzione specifica dell'ossigeno è l'ossidazione della materia organica degli organismi eterotrofi, delle rocce e dei gas sottoossidati emessi nell'atmosfera dai vulcani. Senza ossigeno non ci sarebbe la decomposizione della materia organica morta.

Il ruolo dell’anidride carbonica nell’atmosfera è estremamente ampio. Entra nell'atmosfera a seguito di processi di combustione, respirazione di organismi viventi e decadimento ed è, prima di tutto, il principale materiale da costruzione per la creazione di materia organica durante la fotosintesi. Inoltre, di grande importanza è la capacità dell'anidride carbonica di trasmettere la radiazione solare a onde corte e di assorbire parte della radiazione termica a onde lunghe, che creerà il cosiddetto effetto serra, di cui parleremo di seguito.

Anche i processi atmosferici, in particolare il regime termico della stratosfera, ne sono influenzati ozono. Questo gas funge da assorbitore naturale della radiazione ultravioletta del sole e l'assorbimento della radiazione solare porta al riscaldamento dell'aria. I valori medi mensili del contenuto totale di ozono nell'atmosfera variano a seconda della latitudine e del periodo dell'anno nell'intervallo 0,23-0,52 cm (questo è lo spessore dello strato di ozono alla pressione e alla temperatura del suolo). Si osserva un aumento del contenuto di ozono dall'equatore ai poli e un ciclo annuale con un minimo autunnale e un massimo primaverile.

Una proprietà caratteristica dell'atmosfera è che il contenuto dei principali gas (azoto, ossigeno, argon) cambia leggermente con l'altitudine: a un'altitudine di 65 km nell'atmosfera il contenuto di azoto è dell'86%, ossigeno - 19, argon - 0,91 , ad un'altitudine di 95 km - azoto 77, ossigeno - 21,3, argon - 0,82%. La costanza della composizione dell'aria atmosferica verticalmente e orizzontalmente è mantenuta dalla sua miscelazione.

Oltre ai gas, l'aria contiene vapore acqueo E particelle solide. Questi ultimi possono avere origine sia naturale che artificiale (antropogenica). Si tratta di polline, minuscoli cristalli di sale, polvere stradale e impurità aerosol. Quando i raggi del sole penetrano dalla finestra, possono essere visti ad occhio nudo.

Ci sono soprattutto molte particelle di particolato nell'aria delle città e dei grandi centri industriali, dove agli aerosol si aggiungono le emissioni di gas nocivi e le loro impurità formate durante la combustione del carburante.

La concentrazione di aerosol nell'atmosfera determina la trasparenza dell'aria, che influenza la radiazione solare che raggiunge la superficie terrestre. Gli aerosol più grandi sono i nuclei di condensazione (dal lat. condensazione- compattazione, ispessimento) - contribuiscono alla trasformazione del vapore acqueo in goccioline d'acqua.

L'importanza del vapore acqueo è determinata principalmente dal fatto che esso ritarda la radiazione termica a onde lunghe proveniente dalla superficie terrestre; rappresenta l'anello principale dei grandi e piccoli cicli di umidità; aumenta la temperatura dell'aria durante la condensazione dei letti ad acqua.

La quantità di vapore acqueo nell’atmosfera varia nel tempo e nello spazio. Pertanto, la concentrazione del vapore acqueo sulla superficie terrestre varia dal 3% ai tropici al 2-10 (15)% in Antartide.

Il contenuto medio di vapore acqueo nella colonna verticale dell'atmosfera alle latitudini temperate è di circa 1,6-1,7 cm (questo è lo spessore dello strato di vapore acqueo condensato). Le informazioni relative al vapore acqueo nei diversi strati dell'atmosfera sono contraddittorie. Si è ipotizzato, ad esempio, che nell'intervallo di altitudine compreso tra 20 e 30 km l'umidità specifica aumenti fortemente con l'altitudine. Tuttavia, misurazioni successive indicano una maggiore secchezza della stratosfera. A quanto pare, l'umidità specifica nella stratosfera dipende poco dall'altitudine ed è di 2-4 mg/kg.

La variabilità del contenuto di vapore acqueo nella troposfera è determinata dall'interazione dei processi di evaporazione, condensazione e trasporto orizzontale. Come risultato della condensazione del vapore acqueo, si formano le nuvole e le precipitazioni cadono sotto forma di pioggia, grandine e neve.

I processi di transizione di fase dell'acqua si verificano prevalentemente nella troposfera, motivo per cui le nubi nella stratosfera (ad altitudini di 20-30 km) e nella mesosfera (vicino alla mesopausa), chiamate perlescenti e argentate, si osservano relativamente raramente, mentre le nubi troposferiche spesso coprono circa il 50% dell'intera superficie terrestre.

La quantità di vapore acqueo che può essere contenuta nell'aria dipende dalla temperatura dell'aria.

1 m 3 di aria ad una temperatura di -20 ° C non può contenere più di 1 g di acqua; a 0 °C - non più di 5 g; a +10 °C - non più di 9 g; a +30 °C - non più di 30 g di acqua.

Conclusione: Maggiore è la temperatura dell'aria, maggiore è la quantità di vapore acqueo che può contenere.

L'aria potrebbe esserlo ricco E non saturo vapore acqueo. Quindi, se alla temperatura di +30 °C 1 m 3 di aria contiene 15 g di vapore acqueo, l'aria non è satura di vapore acqueo; se 30 g - saturo.

Umidità assoluta- questa è la quantità di vapore acqueo contenuta in 1 m 3 di aria. È espresso in grammi. Ad esempio, se dicono "l'umidità assoluta è 15", significa che 1 ml contiene 15 g di vapore acqueo.

Umidità relativa- questo è il rapporto (in percentuale) tra il contenuto effettivo di vapore acqueo in 1 m 3 di aria e la quantità di vapore acqueo che può essere contenuta in 1 m L ad una data temperatura. Ad esempio, se la radio trasmette un bollettino meteorologico secondo cui l'umidità relativa è del 70%, significa che l'aria contiene il 70% del vapore acqueo che può trattenere a quella temperatura.

Maggiore è l'umidità relativa, ad es. Quanto più l’aria è vicina allo stato di saturazione, tanto più probabile è la precipitazione.

Nella zona equatoriale si osserva un'umidità relativa dell'aria sempre elevata (fino al 90%), poiché la temperatura dell'aria rimane elevata durante tutto l'anno e si verifica una grande evaporazione dalla superficie degli oceani. L'umidità relativa è elevata anche nelle regioni polari, ma perché a basse temperature anche una piccola quantità di vapore acqueo rende l'aria satura o quasi satura. Alle latitudini temperate, l'umidità relativa varia con le stagioni: è più alta in inverno, più bassa in estate.

L'umidità relativa dell'aria nei deserti è particolarmente bassa: 1 m 1 d'aria contiene da due a tre volte meno vapore acqueo di quanto sia possibile a una determinata temperatura.

Per misurare l'umidità relativa si utilizza un igrometro (dal greco hygros - umido e meterco - misuro).

Una volta raffreddata, l'aria satura non può trattenere la stessa quantità di vapore acqueo; si addensa (condensa), trasformandosi in goccioline di nebbia. La nebbia può essere osservata in estate in una notte limpida e fresca.

Nuvole- questa è la stessa nebbia, solo che non si forma sulla superficie terrestre, ma ad una certa altezza. Quando l'aria sale, si raffredda e il vapore acqueo al suo interno si condensa. Le minuscole goccioline d'acqua risultanti formano le nuvole.

Coinvolge anche la formazione delle nuvole particolato sospeso nella troposfera.

Le nuvole possono avere forme diverse, che dipendono dalle condizioni della loro formazione (Tabella 14).

Le nuvole più basse e pesanti sono gli strati. Si trovano ad un'altitudine di 2 km dalla superficie terrestre. Ad un'altitudine compresa tra 2 e 8 km si possono osservare cumuli più pittoreschi. Le nuvole più alte e leggere sono i cirri. Si trovano ad un'altitudine compresa tra 8 e 18 km sopra la superficie terrestre.

Protezione atmosferica

Le fonti principali sono le imprese industriali e le automobili. Nelle grandi città il problema dell’inquinamento da gas sulle principali vie di trasporto è molto acuto. Ecco perché molte grandi città del mondo, compreso il nostro Paese, hanno introdotto il controllo ambientale della tossicità dei gas di scarico dei veicoli. Secondo gli esperti, il fumo e la polvere nell'aria possono ridurre della metà la fornitura di energia solare alla superficie terrestre, il che porterà a un cambiamento delle condizioni naturali.

Aria- una miscela di gas, principalmente azoto e ossigeno, che costituisce l'atmosfera del globo. La massa totale dell'aria è 5,13 × 10 15 T ed esercita sulla superficie terrestre una pressione pari mediamente a 1,0333 al livello del mare kg entro 1 cm3. Messa 1 l l'aria secca priva di vapore acqueo e anidride carbonica, in condizioni normali è pari a 1.2928 G, capacità termica specifica - 0,24, coefficiente di conducibilità termica a 0° - 0,000058, viscosità - 0,000171, indice di rifrazione - 1,00029, solubilità in acqua 29,18 ml entro 1 l acqua. Composizione dell'aria atmosferica - Vedi la tabella . L'aria atmosferica contiene anche vapore acqueo e impurità (particelle solide, ammoniaca, idrogeno solforato, ecc.) in quantità variabili.

Composizione dell'aria atmosferica

Per gli esseri umani, una componente vitale di B è ossigeno, la cui massa totale è 3,5 × 10 15 T. Nel processo di ripristino dei normali livelli di ossigeno, il ruolo principale è svolto dalla fotosintesi delle piante verdi, le cui materie prime sono l'anidride carbonica e l'acqua. La transizione dell'ossigeno dall'aria atmosferica al sangue e dal sangue ai tessuti dipende dalla differenza nella sua pressione parziale, quindi la pressione parziale dell'ossigeno ha significato biologico e non la sua percentuale in V. A livello del mare, la pressione parziale dell'ossigeno è 160 mm. Quando viene ridotto a 140 mm la persona mostra i primi segni ipossia. Ridurre la pressione parziale a 50-60 mm pericolo di vita (cfr Mal di montagna, mal di montagna).

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