Атмосфера и климат Земли

Сегодня на уроке вы вспомните, что такое атмосфера, рассмотрите её строение, разберётесь с климатообразующими факторами и климатическими поясами. Приступим.

Наш земной шар окутан слоем воздуха толщиной в несколько десятков километров. Воздушную оболочку Земли называют атмосферой (от греческих слов «атмос» – пар, «сфера» – шар).

У всех планет Солнечной системы есть внешние газовые оболочки. И чем больше планета, тем больший слой она имеет.

Под действием силы земного притяжения более тяжёлые газы должны скапливаться у самой поверхности Земли. А более лёгкие – над ними. Однако этого не происходит, так как молекулы газов неупорядоченно движутся и перемешиваются между собой. Из этого можно сделать вывод, что атмосферный воздух – это смесь различных газов.

В настоящее время атмосфера Земли состоит в основном из газов и различных примесей (пыль, капли воды, кристаллы льда, морские соли, сажа, споры бактерий). Атмосфера содержит 78 % азота и 21 % кислорода, остальные газы вместе взятые составляют 1 % (аргон, углекислый газ и другие).

В составе атмосферы выделяют несколько слоёв. У самой Земли простирается тропосфера, далее следуют: стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера.

В промежутке между каждым из этих основных пяти слоёв находятся переходные зоны, называемые « ми», где происходят изменения температуры, состава и плотности воздуха.

Подробно разберём эти слои.

Тропосфера – это нижний главный слой атмосферы. Верхняя граница держится на отметке примерно 8–10 км в полярных областях, в умеренных широтах до 10–12 км, на экваторе – 16–18 км. В этом слое находится более 75 % атмосферных газов и колоссальное количество воды и пыли. Именно в тропосфере возникают конвекция и турбулентность, образуются облака, происходят циклоны. Температура понижается с ростом высоты: на 0,65 ° каждые 100 метров.

Стратосфера простирается до 50-55 км. Отличается большей разреженностью воздуха и низкой его температурой. Температура в этом слое колеблется от -60 до 0 градусов. Здесь содержится весь озон атмосферы. Озон – химически активный газ О_3, трёхатомный кислород, образуется при поглощении ультрафиолетовой радиации Солнца. Максимальная концентрация озона – на высоте 25–35 км.

Озоновый слой поглощает вредные ультрафиолетовые лучи Солнца, которые губительны для всего живого на Земле. Это настоящий щит, оберегающий Землю уже многие тысячи лет.

Озоновый слой задерживает у поверхности собственное излучение Земли, тем самым не позволяя ей охлаждаться. Мощность озонового слоя в стратосфере периодически изменяется. Одна из возможных причин – увеличение использования в хозяйственной деятельности фреонов. Фреоны – это газы, не вступающие у поверхности планеты ни в какие химические реакции. Долгое время они использовались в аэрозолях-распылителях, сейчас обрели популярность в промышленном производстве. Поднимаясь в верхние слои атмосферы, фреон вступает в химическую реакцию, превращая озон в кислород, таким образом расщепляя озоновый экран.

Также опасен для озонового экрана метан. Основным "производителем" метана являются многочисленные скотоводческие фермы.

За последние два десятилетия зафиксировано уменьшение содержания озона на несколько процентов в год. В некоторых местах даже образуются озоновые дыры.

Интересный факт. Первая такая дыра была обнаружена в 1985 году. Место её расположения – Антарктида. Пиковым временем, когда расширялась озоновая дыра, становился август, а к зиме газ уплотнялся и практически закрывал отверстие в стратосферном слое.

Мезосфера распространяется на высоте до 85 км над землёй. Характеризуется понижением температуры с высотой до -90 °C. В этом слое сгорают метеориты, оставляя после себя огненный хвост в ночном небе.

Термосфера располагается на высоте 85–690 км. Температуры в этом слое достигают +1500 °C, но из-за сильной разреженности воздуха и нехватки молекул газа для переноса тепла эти высокие температуры воспринимаются, как очень холодные. В этом слое происходит полярное сияние. Также этот процесс называют ионизацией атмосферного кислорода.

Экзосфера – зона рассеяния, расположенная выше 690 км. Газ в экзосфере сильно разрежён, и отсюда идёт утечка его частиц в межпланетное пространство.

На высоте более 3500 км экзосфера постепенно переходит в космическое пространство, которое заполнено редкими частицами межпланетного газа, главным образом атомами водорода.

Атмосфера чрезвычайно важна для нашей планеты. Она защищает организмы Земли от губительных солнечных и космических лучей (только небольшая часть космических частиц проникает через неё). Без атмосферы невозможна жизнь. Воздух необходим для дыхания живых организмов, в том числе и человека.

Интересный факт. Уже на высоте 5 км над уровнем моря у нетренированного человека появляется кислородное голодание и без адаптации работоспособность человека значительно снижается. Здесь кончается физиологическая зона атмосферы. Дыхание человека становится невозможным на высоте 9 км, хотя примерно до 115 км атмосфера содержит кислород.

Воздушная оболочка ещё предохраняет поверхность Земли от сильного перегрева и переохлаждения. Окутывая планету, как одеяло, атмосфера сохраняет тепло, полученное Землёй от Солнца. Без неё освещённая сторона Земли нагревалась бы свыше +100 °С. А на неосвещённой стороне Земли температура была бы около -100 °С.

Из-за наклона земной орбиты, суточного и годового движения Земли Солнце неравномерно нагревает её поверхность. Также не стоит забывать, что поверхность Земли неоднородна, из-за этого она по-разному удерживает тепло. Отсюда и климатические различия территорий.

Разберёмся с этим моментом подробнее.

Климат – многолетний режим погоды, характерный для данной территории. Климат оказывает влияние на живую и неживую природу. В тесной зависимости от климата находятся водные объекты, почва, растительность, животные. Отдельные отрасли экономики, прежде всего сельское хозяйство, также очень сильно зависят от климата.

Климат формируется в результате взаимодействия многих факторов: количества солнечной радиации, поступающей на земную поверхность; циркуляции атмосферы; характера подстилающей поверхности. При этом климатообразующие факторы сами зависят от географических условий данной местности, прежде всего от географической широты.

Географическая широта местности определяет угол падения солнечных лучей, получение определенного количества тепла. Однако получение тепла от Солнца зависит ещё и от близости океана. В местах, находящихся вдали от океанов, осадков выпадает немного, да и режим их выпадения отличается неравномерностью (в тёплый период больше, чем в холодный), облачность невысокая, зима холодная, лето тёплое, годовая амплитуда температуры большая. Такой климат называется континентальным, так как он типичен для мест, расположенных в глубине континентов. Над водной поверхностью формируется морской климат, для которого характерны: плавный ход температуры воздуха, с небольшими суточными и годовыми амплитудами температур, большая облачность, равномерное и достаточно большое количество атмосферных осадков.

Большое влияние на климат оказывают и морские течения. Тёплые течения согревают атмосферу в тех районах, где они протекают.

Так, например, тёплое Северо-Атлантическое течение создаёт благоприятные условия для произрастания лесов в южной части Скандинавского полуострова, при этом большая часть острова Гренландия, лежащего примерно на тех же широтах, что и Скандинавский полуостров, но находящегося вне зоны влияния тёплого течения, круглый год покрыта толстым слоем льда.

Большая роль в формировании климата принадлежит рельефу. Вы уже знаете, что с подъёмом местности на каждый километр температура воздуха понижается на 6,5 °С. Поэтому на высокогорных склонах Памира средняя годовая температура – 1 °С, хотя находится он чуть севернее тропика.

Большое влияние на климат оказывает расположение горных хребтов. Например, Кавказские горы, на их наветренных склонах, обращённых к Чёрному морю, выпадает значительно больше осадков, чем на подветренных.

Проявляется зависимость климата и от господствующих ветров. На территории Восточно-Европейской равнины в течение почти всего года преобладают западные ветры, приходящие с Атлантического океана, поэтому зимы на этой территории сравнительно мягкие.

В зависимости от температурных условий, преобладающих воздушных масс и ветров выделяют климатические пояса.

Основными климатическими поясами являются:

экваториальный;

два тропических;

два умеренных;

арктический и антарктический.

Между основными поясами расположены переходные климатические пояса: субэкваториальный, субтропический, субарктический, субантарктический. В переходных поясах воздушные массы меняются по сезонам.

Давайте для большей наглядности и систематизации знаний, заполним таблицу «Климаты Земли».

Экваториальный тип занимает экваториальный климатический пояс, средние температуры января и июля +26 °C. Режим и количество осадков около 2000 мм. В области пониженного давления формируются тёплые и влажные воздушные массы. Распространён в экваториальных областях Южной Америки, Африки и на островах Юго-Восточной Азии.

Тропический муссонный тип климата занимает субэкваториальный климатический пояс. Средние температуры января +20 °C, июля – +30 °C. Осадки до 2000 мм выпадают преимущественно во время летнего муссона. Распространён в Южной, Юго-Восточной Азии, Западной и Центральной Африке, Северной Австралии.

Тропический сухой тип климата занимает тропический климатический пояс. Средние температуры января +12 °C, июля – +35 °C. Осадки выпадают равномерно в течение года, около 200 мм. Дуют постоянные ветры пассаты. Занимает север Африки и центральную часть Австралии.

Средиземноморский тип климата занимает субтропический климатический пояс. Средние температуры января +7 °C, июля – +22 °C. Осадки до 500 мм выпадают преимущественно зимой, когда господствуют циклоны. Распространён в Средиземноморье, Южной Африке, на южном побережье Крыма, юго-западе Австралии и западном побережье Калифорнии.

Субтропический сухой тип климата занимает субтропический климатический пояс. Средние температуры января 0 °C, июля – +40 °C. Осадки выпадают равномерно в течение года, около 120 мм. Господствуют сухие континентальные воздушные массы. Занимает внутренние части материков.

В умеренном климатическом поясе расположено 3 типа климата:

умеренный морской, континентальный, муссонный. Первый характеризуется средними температурами января +2 °C, июля – +17 °C, равномерным режимом выпадения осадков около 1000 мм, западными ветрами. Распространён на западе Евразии и Северной Америки. Второй отличается лишь температурами (январь – -15 °C, (минус 15 градусов) июль – +20 °C) и осадками приблизительно 400 мм весь год. Распространён во внутренних частях материков. Третий тип характеризуется средними температурами января -20°C, июля – +23 °C, режимом выпадения осадков около 560 мм во время летнего муссона. Распространён на востоке Евразии.

Субарктический континентальный климат формируется на севере материков в субарктическом климатическом поясе. Средние температуры января -25 °C, июля – +8 °C. Осадки выпадают равномерно в течение года, около 200 мм. Преобладают циклоны.

Антарктический и арктический климат господствует в Гренландии и Антарктиде, где средние месячные температуры в январе -40 °C, июле – 0 °C. Осадки выпадают равномерно в течение года, около 100 мм. Преобладают антициклоны.

Подведём итоги урока.

Атмосфера - воздушная оболочка Земли.

В составе её выделяют несколько слоёв: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера. Затем атмосфера плавно переходит в космическое пространство.

В зависимости от температурных условий, преобладающих воздушных масс и ветров выделяют климатические пояса: экваториальный, субэкваториальный, тропический, субтропический, умеренный, субарктический и субантарктический, арктический и антарктический.