Atmosfēra padara dzīvību iespējamu uz Zemes. Mēs iegūstam pašu pirmo informāciju un faktus par atmosfēru pamatskolā. Vidusskolā mēs jau vairāk pazīstam šo jēdzienu ģeogrāfijas stundās.
Zemes atmosfēras jēdziens
Atmosfēra ir pieejama ne tikai Zemei, bet arī citiem debess ķermeņiem. Tas ir gāzveida apvalka nosaukums, kas ieskauj planētas. Šī dažādu planētu gāzes slāņa sastāvs ir ievērojami atšķirīgs. Apskatīsim pamatinformāciju un faktus par Zemes atmosfēru, ko citādi dēvē par gaisu.
Skābeklis ir tā vissvarīgākā sastāvdaļa. Daži cilvēki maldīgi domā, ka Zemes atmosfēra sastāv tikai no skābekļa, bet gaiss patiesībā ir gāzu maisījums. Tas satur 78% slāpekļa un 21% skābekļa. Atlikušajā vienā procentā ietilpst ozons, argons, oglekļa dioksīds, ūdens tvaiki. Lai šo gāzu procentuālais daudzums ir neliels, taču tās pilda svarīgu funkciju - tās absorbē ievērojamu daļu saules starojuma enerģijas, tādējādi neļaujot gaismeklim pārvērst visu mūsu planētas dzīvību pelnos. Atmosfēras īpašības mainās atkarībā nono augstuma. Piemēram, 65 km augstumā slāpeklis ir 86%, bet skābeklis ir 19%.
Zemes atmosfēras sastāvs
- Oglekļa dioksīds ir būtisks augu barošanai. Atmosfērā tas parādās dzīvo organismu elpošanas, puves, degšanas procesa rezultātā. Tā trūkums atmosfēras sastāvā padarītu neiespējamu augu pastāvēšanu.
- Skābeklis cilvēkiem ir būtiska atmosfēras sastāvdaļa. Tās klātbūtne ir nosacījums visu dzīvo organismu pastāvēšanai. Tas veido aptuveni 20% no kopējā atmosfēras gāzu tilpuma.
- Ozons ir dabisks saules ultravioletā starojuma absorbētājs, kas nelabvēlīgi ietekmē dzīvos organismus. Lielākā daļa no tā veido atsevišķu atmosfēras slāni - ozona ekrānu. Pēdējā laikā cilvēka darbība ir novedusi pie pakāpeniskas ozona slāņa iznīcināšanas, taču, tā kā tam ir liela nozīme, notiek aktīvs darbs pie tā saglabāšanas un atjaunošanas.
- Ūdens tvaiki nosaka gaisa mitrumu. Tās saturs var atšķirties atkarībā no dažādiem faktoriem: gaisa temperatūras, ģeogrāfiskās atrašanās vietas, gadalaika. Zemā temperatūrā gaisā ir ļoti maz ūdens tvaiku, varbūt mazāk par vienu procentu, un augstā temperatūrā to daudzums sasniedz 4%.
- Papildus visam iepriekšminētajam zemes atmosfēras sastāvā vienmēr ir noteikts cieto un šķidro piemaisījumu procentuālais daudzums. Tie ir sodrēji, pelni, jūras sāls, putekļi, ūdens pilieni, mikroorganismi. Tie var nokļūt gaisā gan dabiski, gan antropogēniski.
Atmosfēras slāņi
Temperatūra, blīvums un gaisa kvalitatīvais sastāvs dažādos augstumos nav vienādi. Tāpēc ir ierasts atšķirt dažādus atmosfēras slāņus. Katram no tiem ir sava īpatnība. Noskaidrosim, kuri atmosfēras slāņi atšķiras:
- Troposfēra – šis atmosfēras slānis atrodas vistuvāk Zemes virsmai. Tā augstums ir 8–10 km virs poliem un 16–18 km tropos. Šeit ir 90% no visiem ūdens tvaikiem, kas ir pieejami atmosfērā, tāpēc notiek aktīva mākoņu veidošanās. Arī šajā slānī notiek tādi procesi kā gaisa (vēja) kustība, turbulence, konvekcija. Temperatūra svārstās no +45 grādiem pusdienlaikā siltajā sezonā tropos līdz -65 grādiem polos.
- Stratosfēra ir otrais atmosfēras slānis, kas atrodas vistālāk no zemes virsmas. Tas atrodas 11 līdz 50 km augstumā. Stratosfēras apakšējā slānī temperatūra ir aptuveni -55, virzienā no Zemes tā paaugstinās līdz +1˚С. Šo reģionu sauc par inversiju, un tā ir robeža starp stratosfēru un mezosfēru.
- Mezosfēra atrodas 50 līdz 90 km augstumā. Temperatūra pie tās apakšējās robežas ir aptuveni 0, augšējā tā sasniedz -80 … -90 ˚С. Meteorīti, kas nonāk Zemes atmosfērā, pilnībā izdeg mezosfērā, kas šeit izraisa gaisa spīdumu.
- Termosfēras biezums ir aptuveni 700 km. Šajā atmosfēras slānī parādās ziemeļblāzma. Tie parādās gaisa jonizācijas dēļ kosmiskā starojuma un Saules starojuma ietekmē.
- Eksosfēra ir gaisa izkliedes zona. Šeitgāzu koncentrācija ir maza, un notiek to pakāpeniska izkļūšana starpplanētu telpā.
Robeža starp Zemes atmosfēru un kosmosu tiek uzskatīta par 100 km līniju. Šo līniju sauc par Karmana līniju.
Atmosfēras spiediens
Klausoties laika prognozes, bieži dzirdam barometriskā spiediena rādījumus. Bet ko nozīmē atmosfēras spiediens un kā tas varētu mūs ietekmēt?
Mēs noskaidrojām, ka gaiss sastāv no gāzēm un piemaisījumiem. Katrai no šīm sastāvdaļām ir savs svars, kas nozīmē, ka atmosfēra nav bezsvara, kā tika uzskatīts līdz 17. gadsimtam. Atmosfēras spiediens ir spēks, ar kādu visi atmosfēras slāņi nospiež Zemes virsmu un visus objektus.
Zinātnieki veica sarežģītus aprēķinus un pierādīja, ka atmosfēra nospiež vienu kvadrātmetru ar 10 333 kg spēku. Tas nozīmē, ka cilvēka ķermenis ir pakļauts gaisa spiedienam, kura svars ir 12–15 tonnas. Kāpēc mēs to nejūtam? Tas mums ietaupa savu iekšējo spiedienu, kas līdzsvaro ārējo. Atmosfēras spiedienu var sajust, atrodoties lidmašīnā vai augstu kalnos, jo atmosfēras spiediens augstumā ir daudz mazāks. Tas var izraisīt fizisku diskomfortu, aizlikts ausis, reiboni.
Interesanta informācija un fakti
Daudz var teikt par atmosfēru, kas ieskauj zemeslodi. Mēs zinām par viņu daudz interesantu faktu, un daži no tiem var šķist pārsteidzoši:
- Zemes atmosfēra sver 5 300 000 000 000 000 tonnu.
- Tas veicina skaņas pārraidi. Virs 100 km šis īpašums pazūd atmosfēras sastāva izmaiņu dēļ.
- Atmosfēras kustību provocē nevienmērīga Zemes virsmas uzkaršana.
- Gaisa temperatūras noteikšanai tiek izmantots termometrs, savukārt atmosfēras spiediena noteikšanai tiek izmantots barometrs.
- Atmosfēras klātbūtne pasargā mūsu planētu no 100 tonnām meteorītu katru dienu.
- Gaisa sastāvs tika fiksēts vairākus simtus miljonu gadu, bet sāka mainīties, sākoties straujai rūpnieciskai darbībai.
- Tiek uzskatīts, ka atmosfēra stiepjas augšup līdz 3000 km augstumam.
Atmosfēras nozīme cilvēkiem
Atmosfēras fizioloģiskā zona ir 5 km. 5000 m augstumā virs jūras līmeņa cilvēks sāk izjust skābekļa badu, kas izpaužas kā darba spēju samazināšanās un pašsajūtas pasliktināšanās. Tas parāda, ka cilvēks nevar izdzīvot telpā, kur nepastāv šis pārsteidzošais gāzu maisījums.
Visa informācija un fakti par atmosfēru tikai apstiprina tās nozīmi cilvēkiem. Pateicoties tās klātbūtnei, parādījās dzīvības attīstības iespēja uz Zemes. Jau šodien, novērtējot kaitējumu, ko cilvēce ar savu rīcību spēj nodarīt dzīvību radošajam gaisam, jādomā par turpmākiem pasākumiem atmosfēras saglabāšanai un atjaunošanai.
