Газовая оболочка Земли, называемая ее атмосферой, образовалась за счет дегазации вулканических лав из верхней мантии в результате вулканических извержений, нагревания от радиоактивного распада, миграции во внутренней части и подповерхностном слое
планеты (Лосев, 1985). Первичная атмосфера имела 4,25 млрд. лет назад следующий состав: 50% - метан, 35% - углекислый газ, 11 % -азот, остальное - пары воды, аммиак, сероводород и другие газы.
Современная атмосфера является результатом эволюции живого вещества биосферы и геофизических процессов. Ее принципиальное отличие от первичной атмосферы состоит в наличии кислорода, поступающего за счет фотосинтеза. В воздухе имеются газы относительно постоянного состава, а также огромное количество так называемых переменных (следовых) газов, содержание которых может сильно меняться в пространстве и времени (табл. 5.1), и аэрозолей. Половина всей массы атмосферы сосредоточена в нижних 5 км, а три четверти - в нижних 10 км.
Таблица 5.1. Газовый состав сухой атмосферы (объемные %)
Как видно из таблицы, более чем на 99% сухая атмосфера состоит из смеси азота и кислорода, всем остальным компонентам принадлежит менее 1%. Концентрация постоянных газов считается постоянной до высоты 90 км. Постоянство газового состава поддерживается за счет непрерывного баланса между поступлением газов и их выведением из атмосферы за счет геохимических и биологических процессов в условиях вертикального и горизонтального перемешивания воздуха. Это перемешивание происходит в процессе общей циркуляции атмосферы, основной движущей силой которой является географическая неравномерность распределения приходящей на поверхность Земли солнечной радиации и различия в физических свойствах подстилающей поверхности. Не вдаваясь в подробности, можно сказать, что эти факторы приводят к неравномерному нагреву приземного слоя воздуха, перепадам давления между различными участками земной поверхности и, как следствие, возникновению глобальной атмосферной циркуляции, стремящейся уравновесить эти неравномерности. На глобальную циркуляцию накладываются вихри синоптического масштаба, определяющие погодные условия на различных участках земной поверхности. Они называются циклонами, ложбинами (области низкого давления), и антициклонами, гребнями (области высокого давления). В синоптических процессах происходит глобальный обмен веществом и энергией между сушей и океаном, между низкими и высокими широтами, перемешивание нижней части атмосферы - тропосферы, верхней границей которой служит тропопауза. Таким образом, тропосфера является открытой динамической системой, находящейся в процессе непрерывного взаимного обмена веществом, энергией, информацией с верхними слоями атмосферы, космическим пространством, биотой, сушей и океаном.
Приземный слой тропосферы, называемый деятельным слоем, в наибольшей степени испытывает антропогенное воздействие, основным видом которого является химическое и тепловое загрязнение воздуха, а также изменение параметра шероховатости земной поверхности за счет аэродинамического сопротивления зданий и сооружений. Антропогенные факторы воздействия на атмосферу по своим размерам не сопоставимы с глобальными атмосферными процессами, однако могут оказаться чрезвычайно интенсивными в более мелком масштабе. По отношению к погоде и климату их относят к микро- и мезомасштабным воздействиям.
Комментарии