Senza atmosfera d'aria, la nostra terra è. Composizione e struttura dell'atmosfera. L'involucro d'aria della Terra e la sua composizione

Atmosfera- il guscio gassoso del pianeta. L'atmosfera terrestre è costituita da una miscela di gas, vapore acqueo e piccole particelle di solidi. La base dell'atmosfera, l'aria, è una miscela di gas, principalmente azoto, ossigeno, argon e anidride carbonica. Il guscio d'aria del nostro pianeta è chiamato la parola greca - Atmosfera, che può essere tradotta come un guscio di gas.

La massa totale dell'atmosfera terrestre è di circa 5,15·10 15 tonnellate. Il limite superiore dell'atmosfera si trova ad un'altitudine di circa 1000 km sopra il livello del mare; sopra si trova la cosiddetta corona terrestre, estesa per una distanza di circa 20.000 km e costituita principalmente da idrogeno ed elio. L'atmosfera ha la massa più piccola di tutte le altre geosfere del nostro pianeta: è circa 1/1000 della massa dell'idrosfera e circa 1/10.000 della massa della crosta terrestre.

Secondo gli esperti, il guscio d'aria della Terra è costituito da diversi strati principali: troposfera, tropopausa, stratosfera, stratopausa, mesosfera, mesopausa, termosfera ed esosfera.

In totale, l'atmosfera ha uno spessore compreso tra due e 3mila km. dalla superficie del nostro pianeta. Il guscio d'aria della Terra ha le seguenti funzioni:

• - regolazione del clima terrestre;
• - assorbimento della radiazione solare;
• - trasmette la radiazione termica del Sole;
• - trattiene il calore;
• - è un mezzo di propagazione del suono;
• - fonte di respirazione dell'ossigeno;
• - formazione di circolazione di umidità associata alla formazione di nuvole e precipitazioni;
• - fattore di formazione della litosfera (alterazione).

Adoro l'aria di montagna. Ovviamente non sono uno scalatore; la mia altitudine massima era di 2300 m. Ma se sali a 5 km sopra il livello del mare, la tua salute può peggiorare drasticamente, poiché ci sarà meno ossigeno. Ora ti parlerò di queste e di altre caratteristiche del guscio d'aria.

L'involucro d'aria della Terra e la sua composizione

Il guscio attorno al nostro pianeta, costituito da gas, è chiamato atmosfera. È grazie a lei che tu ed io possiamo respirare. Contiene:

• azoto;
• ossigeno;
• gas inerti;
• diossido di carbonio.

Il 78% dell'aria è costituito da azoto, ma l'ossigeno, senza il quale non potremmo esistere, è pari al 21%. Il volume di anidride carbonica nell’atmosfera aumenta regolarmente. La ragione di ciò è l'attività umana. Le imprese industriali e le automobili emettono enormi quantità di prodotti della combustione nell'atmosfera e l'area delle foreste che potrebbe correggere la situazione sta rapidamente diminuendo.

Nell'atmosfera è presente anche l'ozono, da cui si è formato uno strato protettivo attorno al pianeta. Si trova ad un'altitudine di circa 30 km e protegge il nostro pianeta dagli effetti pericolosi del sole.

A diverse altezze, il guscio d'aria ha le sue caratteristiche. In totale, ci sono 5 strati nell'atmosfera: troposfera, stratosfera, mesosfera, termosfera ed esosfera. La troposfera è la più vicina alla superficie terrestre. All'interno di questo strato si formano pioggia, neve, nebbia.

Quali funzioni svolge l'atmosfera?

Se la Terra non avesse un guscio, è improbabile che possano esserci esseri viventi sul suo territorio. Innanzitutto, protegge tutta la vita sul pianeta dalle radiazioni solari. Inoltre, l'atmosfera consente di mantenere una temperatura confortevole per la vita. Siamo abituati a vedere il cielo azzurro sopra le nostre teste, forse questo è dovuto a varie particelle presenti nell'aria.

L'involucro d'aria distribuisce la luce solare e consente anche al suono di viaggiare. È grazie all'aria che possiamo sentirci, il canto degli uccelli, le gocce di pioggia che cadono e il vento. Naturalmente, senza l’atmosfera, l’umidità non potrebbe essere ridistribuita. L’aria crea un habitat favorevole per l’uomo, gli animali e le piante.

La superficie terrestre è circondata da un guscio d'aria - atmosfera, che, secondo dati moderni, si estende sopra di esso per 1500-2000 km, cioè l'altezza dell'atmosfera è circa 1/3 del raggio della Terra. Tuttavia sono state trovate tracce di aria atmosferica anche a un'altitudine di 20.000 km. Quasi la metà della massa d’aria totale è concentrata nei primi chilometri dalla superficie terrestre (negli strati inferiori alti 20 km - 95%, e negli strati sovrastanti a bassa densità - 5% della sua massa).

Il guscio d'aria della Terra è costituito da una miscela meccanica di gas.

L'atmosfera contiene sempre vapore acqueo, che rappresenta fino al 3% del volume atmosferico, oltre a polvere e altri componenti. Pertanto l'aria non deve essere considerata semplicemente come una miscela di gas; è necessario tenere conto della presenza nella miscela di ioni e di particelle più grandi (polveri, aerosol), che rivestono una grande importanza.

La percentuale di gas, umidità e polvere nell'atmosfera terrestre è soggetta a variazioni nel tempo. Questi cambiamenti sono causati, da un lato, da processi naturali e, dall’altro, dall’attività economica umana.

La polvere atmosferica è la più piccola particella solida sospesa nell'aria con un raggio di 10 - 4 -10 -3 cm. Si forma a seguito della distruzione e dell'erosione di rocce e suolo, eruzioni vulcaniche (esiste un caso noto in cui, a seguito dell'eruzione del vulcano Krakatoa nel 1833, la polvere si formò ad un'altezza di 8-24 km e il suo strato spesso 16 km rimase nell'aria per circa 5 anni), incendi di foreste, steppe e torba, schiacciamento di corpi cosmici ( polvere cosmica), ecc. La polvere atmosferica è di grande importanza per i processi che si verificano sulla Terra: contribuisce alla condensazione del vapore acqueo e, di conseguenza, alla formazione di precipitazioni, dissipa la radiazione solare e quindi protegge la Terra dal riscaldamento eccessivo.

Un'enorme quantità di varie polveri industriali e gas nocivi si unisce allo sfondo naturale di polvere dell'atmosfera nelle grandi città e nei centri industriali. È stato determinato sperimentalmente che in una città ci sono 100mila particelle di polvere in 1 cm 3 di aria, mentre sopra l'oceano ci sono solo 200 particelle di polvere; a 5 km di altitudine c'è 1000 volte meno polvere che a 2 m di altitudine, cioè nello strato in cui vivono gli esseri umani. L'inquinamento atmosferico è dannoso per la salute umana, poiché polveri e gas possono penetrare direttamente nel corpo umano (nei polmoni e negli alveoli) oppure penetrarvi con l'acqua e il cibo.

La composizione e le proprietà dell'atmosfera a diverse altitudini non sono le stesse, quindi è divisa in tropo-, strato-, meso-, termo- ed esosfera. Gli ultimi tre strati sono talvolta considerati come ionosfera.

Troposfera 1 (Fig. 3.1) si estende fino a un’altezza di 7 km ai poli e fino a 18 km all’equatore terrestre. Tutto il vapore acqueo e 4/5 della massa dell'atmosfera sono concentrati nella troposfera. Qui si sviluppano tutti i fenomeni atmosferici. Il tempo e il clima sulla Terra dipendono dalla distribuzione del calore, della pressione e del contenuto di vapore acqueo nell'atmosfera. Il vapore acqueo assorbe la radiazione solare, aumenta la densità dell’aria ed è la fonte di tutte le precipitazioni. La temperatura della troposfera diminuisce con l'altitudine e ad un'altitudine di 10–12 km raggiunge i meno 55 °C.

Stratosfera 2(fino a 40 km) è lo strato dell'atmosfera vicino alla troposfera. Qui la temperatura aumenta gradualmente fino a 0 °C. Ad un'altitudine di 22–24 km si trova la concentrazione massima di ozono (strato di ozono), che assorbe la maggior parte della radiazione solare dannosa per gli organismi viventi.

IN mesosfera 3(fino a 80 km) la temperatura scende a meno 60–80 С. C'è un alto contenuto di ioni gassosi che causano le aurore.

Termosfera(fino a 800 km) è caratterizzato da un aumento della temperatura. Aumenta il contenuto di gas leggeri – idrogeno ed elio – e di particelle cariche.

IN esosfera(fino a 1500–2000 km) i gas atmosferici vengono dissipati nello spazio.

Involucro d'aria della Terra

1. Dalle zone tropicali e subtropicali di alta pressione, il flusso principale d'aria precipita verso l'equatore, in una zona di pressione costantemente bassa. Sotto l'influenza della forza di deviazione della rotazione terrestre, questi flussi vengono deviati verso destra nell'emisfero settentrionale e verso sinistra nell'emisfero meridionale. Questi venti che soffiano costantemente sono chiamati alisei.

2. Parte dell'aria tropicale si sposta verso latitudini temperate. Questo movimento è particolarmente attivo in estate, quando prevale la pressione più bassa. Anche questi flussi d'aria nell'emisfero settentrionale deviano a destra e prendono prima la direzione sud-occidentale e poi occidentale, e nell'emisfero meridionale - la direzione nord-occidentale, trasformandosi in quella occidentale. Pertanto, alle latitudini temperate di entrambi gli emisferi, trasporto aereo occidentale.

3. Dalle aree polari di alta pressione, l'aria si sposta verso latitudini moderate, prendendo una direzione nord-est nell'emisfero settentrionale e sud-est negli emisferi meridionali.

Vengono chiamati alisei, venti occidentali dalle latitudini temperate e venti dalle regioni polari planetario e sono distribuiti zonalmente.

4. Questa distribuzione è interrotta sulle coste orientali dei continenti dell'emisfero settentrionale alle latitudini temperate. A causa dei cambiamenti stagionali della pressione sulla terra e sulla adiacente superficie dell'acqua dell'oceano, i venti soffiano qui dalla terra al mare in inverno e dal mare alla terra in estate. Questi venti, che cambiano direzione con le stagioni, sono chiamati monsoni. Sotto l'influenza dell'influenza deviante della Terra in rotazione, i monsoni estivi prendono una direzione sud-orientale e i monsoni invernali prendono una direzione nord-occidentale. I venti monsonici sono particolarmente caratteristici dell'Estremo Oriente e della Cina orientale e, in misura minore, si verificano sulla costa orientale del Nord America.

5. Oltre ai venti planetari e ai monsoni, ci sono i cosiddetti venti locali. Sorgono a causa delle caratteristiche del rilievo e del riscaldamento irregolare della superficie sottostante.

Brezze- venti costieri osservati con tempo sereno sulle rive di corpi idrici: oceani, mari, grandi laghi, bacini artificiali e persino fiumi. Durante il giorno soffiano dalla superficie dell'acqua (brezza marina), di notte dalla terra (brezza costiera). Durante il giorno la terra si riscalda più del mare. L'aria sopra la terra si alza, le correnti d'aria dal mare si precipitano al suo posto, formando una brezza diurna. Alle latitudini tropicali, le brezze diurne sono venti piuttosto forti che portano umidità e freschezza dal mare.

Di notte la superficie dell'acqua è più calda della terra. L'aria si alza e al suo posto si precipita l'aria proveniente dalla terra. Si forma una brezza notturna. Di solito ha una forza inferiore a quella diurna.

osservato in montagna asciugacapelli- venti caldi e secchi che soffiano lungo i pendii.

Se le montagne basse si sollevano come una diga nel percorso dell’aria fredda in movimento, potrebbe verificarsi. boro L'aria fredda, dopo aver superato una barriera bassa, cade con una forza enorme e si verifica un forte calo della temperatura. La bora è conosciuta con nomi diversi: sul Baikal è sarma, nel Nord America - chinook, in Francia - maestrale, ecc. In Russia, la bora raggiunge una forza particolare a Novorossiysk.

Suhovei- questi sono venti secchi e caldi. Sono caratteristici delle regioni aride del globo. Nell'Asia centrale i venti secchi si chiamano samum, in Algeria - scirocco, in Egitto - hatsin, ecc. La velocità del vento secco raggiunge i 20 m/s e la temperatura dell'aria è di 40 °C. L'umidità relativa durante i venti secchi diminuisce bruscamente e scende al 10%. Le piante, evaporando l'umidità, si seccano sulla radice. Nei deserti, i venti secchi sono spesso accompagnati da tempeste di polvere.

La direzione e la forza del vento devono essere prese in considerazione quando si costruiscono aree popolate, imprese industriali e abitazioni. Il vento è una delle più importanti fonti di energia alternativa; viene utilizzato per generare elettricità, nonché per far funzionare mulini, pompe idriche, ecc.

8. Meteo e sue previsioni

tempo atmosferico chiamare lo stato dello strato inferiore dell'atmosfera in un dato momento e luogo.

La sua caratteristica più caratteristica è la variabilità: spesso il tempo cambia più volte durante la giornata;

I cambiamenti improvvisi del tempo sono spesso associati a cambiamenti nelle masse d'aria.

Massa d'aria -Questo è un enorme volume d'aria in movimento con determinate proprietà fisiche: temperatura, densità, umidità, trasparenza.

Gli strati inferiori dell'atmosfera, a contatto con la superficie sottostante, acquisiscono alcune delle sue proprietà. Sopra una superficie riscaldata si formano masse d'aria calda, sopra una superficie raffreddata si formano masse d'aria fredda. Quanto più a lungo la massa d'aria rimane sopra la superficie da cui evapora l'umidità, tanto maggiore diventa la sua umidità.

A seconda del luogo di formazione, le masse d'aria si dividono in artica, temperata, tropicale ed equatoriale. Se la formazione di masse d'aria avviene sull'oceano, vengono chiamate marine. In inverno sono molto umide e calde, in estate sono fresche. Le masse d'aria continentali hanno una bassa umidità relativa, temperature più elevate e sono altamente polverose.

La Russia si trova nella zona temperata, quindi le masse d'aria temperate marittime predominano a ovest, mentre le masse d'aria continentali predominano sulla maggior parte del resto del territorio. Le masse d'aria artiche si formano oltre il Circolo Polare Artico (Fig. 39).

Riso. 39.

Quando diverse masse d'aria entrano in contatto nella troposfera, si formano regioni di transizione: i fronti atmosferici raggiungono i 1.000 km di lunghezza e l'altezza di diverse centinaia di metri.

Fronte caldo(Fig. 40, 1) è formato dal movimento attivo dell'aria calda verso l'aria fredda. Quindi l'aria calda e leggera fluisce sul cuneo in ritirata dell'aria fredda e sale lungo il piano dell'interfaccia. Si raffredda mentre lievita. Ciò porta alla condensazione del vapore acqueo e alla formazione di cirri e nimbostrati, quindi alle precipitazioni.

Quando un fronte caldo si avvicina entro un giorno, appaiono i suoi precursori: i cirri. Galleggiano come piume ad un'altitudine di 7-10 km. In questo momento, la pressione atmosferica diminuisce. L'arrivo di un fronte caldo è solitamente associato a un riscaldamento e a precipitazioni abbondanti e piovigginose.

Riso. 40.

Fronte freddo(Fig. 40, 2) si forma quando l'aria fredda si sposta verso l'aria calda. L'aria fredda, essendo più pesante, scorre sotto l'aria calda e la spinge verso l'alto. In questo caso compaiono straticumuli di nuvole di pioggia, che si accumulano come montagne o torri, e le precipitazioni da esse cadono sotto forma di rovesci con raffiche e temporali. Il passaggio di un fronte freddo è associato a temperature più fredde e venti più forti.

Sui fronti si formano talvolta potenti turbolenze d'aria, simili ai vortici quando due corsi d'acqua si incontrano. La dimensione di questi vortici d'aria può raggiungere i 2-3mila km di diametro. Se la pressione nelle parti centrali è inferiore rispetto ai bordi, ciò è vero ciclone.

Nella parte centrale del ciclone l'aria sale e si diffonde verso la periferia (Fig. 41, 1). Quando l'aria sale, si espande, si raffredda, il vapore acqueo si condensa e si forma la nuvolosità. Quando passano i cicloni, di solito si verifica un tempo nuvoloso con pioggia in estate e nevicate in inverno.

I cicloni di solito si muovono da ovest a est ad una velocità media di circa 30 km/h, ovvero 700 km al giorno.

Riso. 41.

I cicloni tropicali differiscono dai cicloni temperati perché sono di dimensioni più piccole e hanno un clima eccezionalmente tempestoso. Il diametro dei cicloni tropicali è solitamente di 200-500 km, la pressione al centro scende a 960-970 hPa. Sono accompagnati da venti con forza di uragano fino a 50 m/s e la larghezza della zona tempestosa raggiunge i 200-250 km. Nei cicloni tropicali si formano nuvole potenti e cadono forti precipitazioni (fino a 300-400 mm al giorno). Una caratteristica dei cicloni tropicali è la presenza al centro di una piccola zona calma, con tempo sereno, di circa 20 km di diametro.

Se, al contrario, la pressione aumenta al centro, si chiama questo vortice anticiclone. Negli anticicloni, il deflusso dell'aria sulla superficie terrestre avviene dal centro verso i bordi, muovendosi in senso orario (Fig. 41, 2). Contemporaneamente al deflusso dell'aria dall'anticiclone, l'aria proveniente dagli strati superiori dell'atmosfera entra nella sua parte centrale. Mentre discende, si riscalda, assorbendo vapore acqueo e le nuvole si dissipano. Pertanto, nelle zone in cui compaiono gli anticicloni, si instaura un tempo sereno, senza nuvole con venti deboli, caldo d'estate e freddo d'inverno.

Gli anticicloni coprono aree più grandi dei cicloni. Sono più stabili, si muovono a una velocità inferiore, si decompongono più lentamente e spesso rimangono a lungo nello stesso posto. Con l’avvicinarsi dell’anticiclone la pressione atmosferica aumenta. Questo segno dovrebbe essere usato quando si prevede il tempo.

Una serie di cicloni e anticicloni attraversa continuamente il territorio della Russia. Questo è ciò che causa la variabilità meteorologica.

Mappa sinottica- una mappa meteorologica compilata per un periodo specifico. Viene compilato più volte al giorno sulla base dei dati ricevuti dalla rete di stazioni meteorologiche del Servizio Idrometeorologico della Russia e di paesi stranieri. Questa mappa mostra le informazioni meteorologiche in numeri e simboli: pressione atmosferica in millibar, temperatura dell'aria, direzione e velocità del vento, nuvolosità, posizione dei fronti caldi e freddi, cicloni e anticicloni, schemi di precipitazione.

Riso. 42.

Per prevedere il tempo, vengono confrontate le mappe (ad esempio, per il 3 e 4 novembre) e vengono stabiliti i cambiamenti nella posizione dei fronti caldi e freddi, gli spostamenti dei cicloni e degli anticicloni e la natura del tempo in ciascuno di essi (Fig. 42). Attualmente, le stazioni spaziali sono ampiamente utilizzate per migliorare le previsioni meteorologiche.

Segnali di tempo stabile e sereno

1. La pressione dell'aria è alta, cambia difficilmente o aumenta lentamente.

2. L'escursione termica diurna è nettamente espressa: caldo di giorno, fresco di notte.

3. Il vento è debole, si intensifica nel pomeriggio e si attenua la sera.

4. Il cielo è sereno tutto il giorno o coperto di cumuli, che scompaiono la sera. L'umidità relativa dell'aria diminuisce durante il giorno e aumenta di notte.

5. Durante il giorno il cielo è azzurro brillante, il crepuscolo è breve, le stelle brillano debolmente. La sera l'alba è gialla o arancione.

6. Forte rugiada o gelo notturno.

7. Nebbie sulle pianure, in aumento di notte e in scomparsa durante il giorno.

8. Di notte fa più caldo nella foresta che nei campi.

9. Il fumo sale dai camini e dagli incendi.

10. Le rondini volano in alto.

Segni di maltempo insostenibile

1. La pressione oscilla bruscamente o diminuisce continuamente.

2. La variazione giornaliera della temperatura è debolmente espressa o con una violazione della variazione generale (ad esempio, di notte la temperatura aumenta).

3. Il vento aumenta, cambia bruscamente direzione, il movimento degli strati nuvolosi inferiori non coincide con il movimento di quelli superiori.

4. La nuvolosità è in aumento. I cirrostrati compaiono sul lato occidentale o sud-occidentale dell'orizzonte e si diffondono in tutto il cielo. Lasciano il posto alle nubi altostrato e nimbostrato.

5. È soffocante la mattina. I cumuli crescono verso l'alto, trasformandosi in cumulonembi - in un temporale.

6. Le albe del mattino e della sera sono rosse.

7. Di notte il vento non diminuisce, ma si intensifica.

8. Cerchi luminosi (aloni) appaiono attorno al Sole e alla Luna nei cirrostrati. Ci sono corone nelle nuvole del livello intermedio.

9. Non c'è rugiada mattutina.

10. Le rondini volano basse. Le formiche si nascondono nei formicai.

9. Concetto di clima

Clima -Questo è un regime meteorologico a lungo termine caratteristico di una determinata area.

Il clima influenza il regime dei fiumi, la formazione di vari tipi di suolo, la vegetazione e la fauna. Quindi, nelle aree in cui la superficie terrestre riceve molto calore e umidità, crescono foreste umide sempreverdi. Le aree situate vicino ai tropici ricevono quasi la stessa quantità di calore che all'equatore, ma molta meno umidità, quindi sono coperte da una rada vegetazione desertica. La maggior parte del nostro paese è occupata da foreste di conifere, che si sono adattate al clima rigido: inverni freddi e lunghi, estati brevi e moderatamente calde e umidità media.

La formazione del clima dipende da molti fattori, principalmente dalla posizione geografica. La latitudine del luogo determina l'angolo di incidenza dei raggi solari e, di conseguenza, la quantità di calore proveniente dal sole. La quantità di calore dipende anche dalla natura della superficie sottostante e dalla distribuzione del terreno e dell'acqua. L'acqua, come sai, si riscalda lentamente, ma si raffredda anche lentamente. La terra, al contrario, si riscalda rapidamente e si raffredda altrettanto rapidamente. Di conseguenza, si formano diversi regimi meteorologici sulla superficie dell'acqua e sulla terra.

Tabella 3

Oscillazioni della temperatura nelle città situate tra 50 e 53°C. w.

Da questa tabella si vede che Bantry, sulla costa occidentale dell'Irlanda, direttamente influenzata dall'Oceano Atlantico, ha una temperatura media di 15,2 °C nel mese più caldo e di 7,1 °C nel mese più freddo, ovvero la sua ampiezza annuale è 8,1 °C. Con la distanza dall'oceano, la temperatura media del mese più caldo aumenta e quella del mese più freddo diminuisce, cioè aumenta l'ampiezza delle temperature annuali. A Nerchinsk si raggiungono i 53,2 °C.

I rilievi hanno una grande influenza sul clima: catene montuose e bacini, pianure, valli fluviali e burroni creano condizioni climatiche speciali. Le montagne sono spesso divisori climatici.

Influenzano il clima e le correnti marine. Le correnti calde trasferiscono enormi quantità di calore dalle basse latitudini a latitudini più elevate, mentre le correnti fredde trasferiscono il freddo dalle latitudini più elevate a quelle più basse. Nei luoghi bagnati da correnti calde, la temperatura annuale dell'aria è di 5-10 °C più alta che alle stesse latitudini bagnate da correnti fredde.

Pertanto, il clima di ciascun territorio dipende dalla latitudine del luogo, dalla superficie sottostante, dalle correnti marine, dalla topografia e dall'altitudine del luogo sul livello del mare.

Lo scienziato russo B.P. Alisov ha sviluppato una classificazione dei climi del globo. Si basa sui tipi di masse d'aria, sulla loro formazione e sui cambiamenti durante il movimento sotto l'influenza della superficie sottostante.

Zone climatiche. A seconda del clima prevalente, si distinguono le seguenti zone climatiche: equatoriale, due tropicali, due temperate, due polari (Artico, Antartico) e di transizione: due subequatoriali, due subtropicali e due subpolari (subartico e subantartico).

Cintura equatoriale copre i bacini dei fiumi Congo e Amazzonia, la costa del Golfo di Guinea e le Isole della Sonda. La posizione elevata del sole durante tutto l'anno provoca un forte riscaldamento superficiale. Le temperature medie annuali qui variano dai 25 ai 28 °C. Durante il giorno la temperatura dell'aria raramente sale fino a 30 °C, ma l'umidità relativa rimane elevata: 70-90%. L'aria riscaldata, satura di vapore acqueo, sale verso l'alto in condizioni di bassa pressione. I cumuli compaiono nel cielo e coprono l'intero cielo entro mezzogiorno. L'aria continua a salire, i cumuli si trasformano in cumulonembi, che producono intensi rovesci di pioggia nel pomeriggio. In questa fascia le precipitazioni annue superano i 2000 mm. Ci sono luoghi in cui il loro numero aumenta fino a 5000 mm. Le precipitazioni sono distribuite uniformemente durante tutto l'anno.

Le alte temperature durante tutto l'anno e grandi quantità di precipitazioni creano le condizioni per lo sviluppo di una ricca vegetazione: le foreste equatoriali umide.

Cintura subequatoriale occupa vaste aree: gli altopiani brasiliani in Sud America, l'Africa centrale a nord e ad est del bacino del Congo, la maggior parte del subcontinente indiano e le peninsulari dell'Indocina, nonché l'Australia settentrionale.

L'elemento più caratteristico del clima di questa zona è il cambiamento delle masse d'aria nel corso delle stagioni: in estate tutta questa zona è occupata da aria equatoriale, in inverno da aria tropicale. Di conseguenza, si distinguono due stagioni: umida (estate) e secca (inverno). Nella stagione estiva il clima non è molto diverso da quello equatoriale. L'aria calda e umida sale verso l'alto, creando le condizioni per la formazione di nuvole e forti precipitazioni. È in questa fascia che si trovano i luoghi con le maggiori precipitazioni (India nord-orientale e Isole Hawaii). In inverno, le condizioni cambiano radicalmente, domina l’aria tropicale secca e inizia il clima secco. L'erba brucia e gli alberi perdono le foglie. La maggior parte dei territori della fascia subequatoriale sono occupati da savane e boschi.

Zona tropicale situato su entrambi i lati dei tropici, sia sugli oceani che sui continenti. L'aria tropicale prevale qui tutto l'anno. In condizioni di alta pressione e nuvole basse, è caratterizzato da alte temperature. La temperatura media del mese più caldo supera i 30 °C, e in alcuni giorni sale fino a 50-55 °C.

Nella maggior parte del territorio le precipitazioni sono scarse (meno di 200 mm) qui si trovano i più grandi deserti del mondo: il Sahara, l'Australia occidentale e il deserto della penisola arabica.

Ma non ovunque nelle zone tropicali il clima è arido. Sulle coste orientali dei continenti, dove soffiano gli alisei dagli oceani, cadono molte precipitazioni (Grandi Antille, costa orientale del Brasile, costa orientale dell'Africa). Il clima di queste zone non è molto diverso dal clima equatoriale, anche se le fluttuazioni annuali della temperatura sono significative, poiché c'è una grande differenza nell'altezza del sole tra le stagioni. Grazie alle forti precipitazioni e alle alte temperature, qui crescono le foreste pluviali tropicali.

Zona subtropicale occupa ampi spazi tra il 25° e il 40° parallelo di latitudine nord e sud. Questa fascia è caratterizzata da un cambiamento delle masse d'aria a seconda delle stagioni: in estate l'intera regione è occupata da aria tropicale, in inverno da aria di latitudini temperate. Ci sono tre regioni climatiche qui: occidentale, centrale e orientale. La regione climatica occidentale copre le parti occidentali dei continenti: la costa mediterranea, la California, la parte centrale delle Ande e l'Australia sudoccidentale. In estate qui si sposta l'aria tropicale, creando una zona di alta pressione. Di conseguenza, inizia il tempo secco e soleggiato. L'inverno è caldo e umido. Questo clima è talvolta chiamato Mediterraneo.

Un regime climatico completamente diverso si osserva nell'Asia orientale e nella parte sud-orientale del Nord America. In estate arrivano qui masse umide di aria tropicale dall'oceano (monsoni estivi), portando nubi pesanti e precipitazioni. E i monsoni invernali portano correnti di aria secca continentale dalle latitudini temperate. La temperatura del mese più freddo è superiore a 0 °C.

Nella regione centrale (Turchia orientale, Iran, Afghanistan, Grande Bacino del Nord America), prevale l'aria secca tutto l'anno: aria tropicale in estate, aria continentale delle latitudini temperate in inverno. L'estate qui è calda e secca; gli inverni sono brevi e piovosi, anche se le precipitazioni totali non superano i 400 mm. In inverno si verificano gelate e nevicate, ma non si forma un manto nevoso stabile. Le escursioni termiche giornaliere sono ampie (fino a 30 °C) e c'è una grande differenza tra i mesi più caldi e quelli più freddi. Qui, nelle regioni centrali dei continenti, ci sono i deserti.

Zona temperata occupa le aree a nord e a sud delle regioni subtropicali approssimativamente ai circoli polari. Nell'emisfero australe predomina il clima oceanico, mentre nell'emisfero settentrionale ci sono tre regioni climatiche: occidentale, centrale e orientale.

Nell'Europa occidentale e in Canada prevale sulle Ande meridionali, l'aria marina umida delle latitudini temperate, portata dai venti occidentali dagli oceani (500-1000 mm di precipitazioni all'anno). Le precipitazioni sono distribuite uniformemente durante tutto l'anno e non ci sono periodi secchi. Sotto l'influenza degli oceani, l'andamento delle temperature è regolare e le ampiezze annuali sono piccole. Le ondate di freddo sono portate dalle masse d'aria artiche (antartiche), che abbassano la temperatura in inverno. In questo periodo si osservano forti nevicate. L'estate è lunga, fresca e non ci sono sbalzi improvvisi nella temperatura dell'aria.

Nell'est (Cina nord-orientale, Estremo Oriente) il clima è monsonico. In inverno, masse d'aria continentale fredda arrivano e si formano sul continente. La temperatura del mese più freddo varia da -5 a -25 °C. In estate, i monsoni umidi portano grandi quantità di precipitazioni sulla terraferma.

Al centro (Russia centrale, Ucraina, Kazakistan settentrionale, Canada meridionale) si forma l'aria continentale delle latitudini temperate. In inverno spesso entra qui l'aria artica con temperature molto basse. L'inverno è lungo e gelido; il manto nevoso dura più di tre mesi. L'estate è piovosa e calda. La quantità di precipitazioni diminuisce man mano che ci si addentra nel continente (da 700 a 200 mm). La caratteristica più caratteristica del clima di questa zona sono i forti sbalzi di temperatura durante tutto l'anno, la distribuzione non uniforme delle precipitazioni, che a volte provoca siccità.

Subartico E cintura subantartica. Queste zone di transizione si trovano a nord della zona temperata (nell'emisfero settentrionale) e a sud di essa (nell'emisfero meridionale) - subartica e subantartica. Sono caratterizzati da un cambiamento delle masse d'aria in base alla stagione: in estate - aria delle latitudini temperate, in inverno - Artico (Antartico). L'estate qui è breve, fresca, con una temperatura media del mese più caldo da 0 a 12 °C, con scarse precipitazioni (in media 200 mm), con frequenti ritorni di freddo. L'inverno è lungo, gelido, con bufere di neve e neve alta. Nell'emisfero settentrionale, a queste latitudini c'è una zona di tundra.

artico E Cintura antartica. Nelle zone polari si formano masse d'aria fredda in condizioni di alta pressione. Queste zone sono caratterizzate da lunghe notti polari e giornate polari. La loro durata ai poli arriva fino a sei mesi. Anche se in estate il sole non tramonta oltre l'orizzonte, è basso, i suoi raggi scivolano sulla superficie e forniscono poco calore. Durante la breve estate, la neve e il ghiaccio non hanno il tempo di sciogliersi, quindi in queste zone rimane la copertura di ghiaccio. Copre la Groenlandia e l'Antartide con uno spesso strato e montagne di ghiaccio - iceberg - galleggiano nelle regioni polari degli oceani. L'aria fredda che si accumula sulle regioni polari viene trasportata dai forti venti nella zona temperata. Alla periferia dell'Antartide i venti raggiungono una velocità di 100 m/s. L’Artico e l’Antartide sono i “frigoriferi” della Terra.

Anche in una piccola area, le condizioni climatiche non sono uniformi. Sotto l'influenza di fattori locali: piccole forme di rilievo, esposizione dei pendii, caratteristiche del suolo e del terreno, natura della copertura vegetale, si creano condizioni speciali, chiamate microclima.

Lo studio del microclima è importante per lo sviluppo di molti rami dell'agricoltura, in particolare della coltivazione dei campi, dell'orticoltura e della coltivazione degli ortaggi.

Elenco della letteratura usata

1. Arutsev A.A., Ermolaev B.V., Kutateladze I.O., Slutsky M. Concetti di scienze naturali moderne. Con guida allo studio. M.1999

2. Petrosova R.A., Golov V.P., Sivoglazov V.I., Straut E.K. Scienze naturali ed ecologia di base. Libro di testo per istituti di istruzione pedagogica secondaria. M.: Bustard, 2007, 303 pp.

3. Savchenko V.N., Smagin V.P.. INIZI DI CONCETTI E PRINCIPI DI SCIENZE NATURALI MODERNE. Esercitazione. Rostov sul Don. 2006.

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 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.