Презентация к ЕГЭ и ОГЭ по географии "Атмосфера"

АТМОСФЕРА АТМОСФЕРА

• Атмосфера - воздушная оболочка Земли, удерживаемая силой притяжения и участвующая во вращении планеты.
• Нижняя граница - поверхность Земли.
• Верхняя граница условно - высота 1000-1200 км. Полярные сияния начинаются примерно на высоте 1000 — 1200 км.
• Из-за вращения Земли толщина атмосферы у экватора больше, у полюсов меньше.
• Наибольшие давление и плотность атмосферы у земной поверхности. На высоте 18 км давление меньше в 10 раз, на высоте 80 км - в 75 000 раз.
• Энергией атмосферных процессов служит электромагнитное излучение Солнца.

Состав газов атмосферы

• Атмосферный воздух — механическая смесь газов, в которой во взвешенном состоянии содержатся примеси: аэрозоли и водяной пар.

• Состав чистого сухого воздуха:
• 78,09 % - NO2,
• 20,95 % - O2,
• 0,93 % - Ar,
• 0,03 % - CO2.
• Газы: Ne, He, Kr, H2 - составляют менее 0,1%.

• Соотношение газов неизменно до высоты 80—100 км - гомосфера.
• Выше располагается гетеросфера:
• - до 200 - 250 км преобладают атомарные азот и кислород;
• - до 700 км - атомарный кислород;
• - выше - атомарный водород.

Газы атмосферы

• Кислород
• участвует в дыхании живых организмов, горении, окислении.
• Поступает в атмосферу при дегазации мантии.

• Азот
• входит в состав белков, играет роль «разбавителя кислорода».
• В атмосферу поступает при вулканических извержениях, как продукт деятельности денитрифицирующих бактерий.

Газы атмосферы

• Инертные газы: аргон, неон, гелий, криптон, ксенон - выделяются при распаде радиоактивных веществ.

• Углекислый газ
• Содержание в атмосфере - 0,03 %.
• Возрастает в промышленных центрах, при вырубке лесов, осушении болот, во время активной вулканической деятельности.
• Зимой количество С02 увеличивается, летом — уменьшается.
• Углекислый газ - материал для построения органического вещества, вместе с водяным паром вызывает парниковый эффект атмосферы.

Газы атмосферы

• Озон (03) - основная
• концентрация на высоте 22-
• 25 км - озоновый экран.
• Поглощает
• ультрафиолетовое
• излучение.
• Содержание О3:
• над экватором концентрация
• О3 меньше и без изменений
• в течение года.
• В полярных широтах -
• максимальная концентрация и зимой выше, летом ниже.

• Снижение концентрации О3 над территорией - «озоновая дыра».
• Гипотезы «озоновых дыр»:
• - циклы солнечной активности;
• - выделение водорода и метана при вулканических извержениях.
• - антропогенная деятельность.

Примеси атмосферы

• Аэрозоли - твердые частицы диаметром доли микрона: вулканический пепел, дым, пыльца растений, микроорганизмы, космическая пыль.
• Являются ядрами конденсации.
• Отвечают за образование туманов, облаков, выпадение осадков, оптические и атмосферные явления.

• Водяной пар
• Концентрация в экваториальных широтах - 4%, в полярных - 0,2 %.
• «Топливо атмосферы», парниковый газ, влияет на температурный режим Земли.

Строение атмосферы

• По температурному режиму атмосферу подразделяют на тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу.
• Тропосфера
• Мощность 18км на экваторе, 10-12км в умеренных широтах, 8-9км в полярных широтах. Отделяется от стратосферы тропопаузой мощностью 1-2км.
• Температура понижается в среднем на 0.6ºС на каждые 100м подъема и у верхней границы тропосферы -55°С.
• В тропосфере заключено 90% всего водяного пара, 50% всего воздуха.

• Мезосфера
• располагается на высотах от 55 до 80 км.
• Температура падает с высотой до -80 °С у верхней границы.
• На высоте 80 км наблюдают серебристые облака.
• Стратосфера простирается до высот 50-55 км. На высоте 25-28км в ней располагается озоновый экран.
• Температура в озоновом экране повышается, у верхней границы стратосферы достигает 0°С.
• На высоте 22-25км из переохлажденных ледяных капель образуются перламутровые облака.

Строение атмосферы

• Термосфера - рост температуры до 1000°С на высоте 800км.
• Экзосфера - сфера рассеяния, на высотах от 800 до 1200км.
• Температура до 15000°С.
• При такой температуре молекулы легких газов развивают скорость до 11200 м/с и покидают сферу притяжения Земли.

Происхождение атмосферы Земли

• Первый этап:
• водородно-гелиевая атмосфера из газов первичного протопланетного облака.
• Второй этап: выделение углекислого газа, аммиака, метана, паров воды в результате дегазации мантии. Вторичная атмосфера на 95% состояла из углекислого газа.
• Третий этап - формирование азотно-кислородной атмосферы Земли.
• 3 млрд. лет назад появились автотрофы. Фотосинтез обусловил уменьшение содержания углекислого газа и появление свободного кислорода в атмосфере.

Географическое значение атмосферы

• Является защитным экраном, не пропускающим к Земле метеоры и жесткое солнечное излучение.
• Выравнивает амплитуды температур и увлажнение на планете. Воздух нужен всему живому.

Солнечная радиация

• Солнечная радиация — поток электромагнитного излучения, поступающий от Солнца.

Солнечная радиация

• Солнечная постоянная - 8.3 Дж на кв.см в мин. -
• количество теплоты, приходящее к верхней границе атмосферы и получаемое 1 кв.см черной поверхности в 1 мин. при перпендикулярном падении солнечных лучей.
• В январе она увеличивается, в июля уменьшается. Годовые колебания солнечной постоянной составляют 3.5 %.
• Количество солнечной радиации, приходящей к верхней границе атмосферы, зависит от угла падения солнечных лучей и продолжительности освещения.

На экваторе (вне атмосферы) годовое количество солнечной радиации - 1340 кДж/кв. см.

• На экваторе (вне атмосферы) годовое количество солнечной радиации - 1340 кДж/кв. см.
• В течение года ее значение не испытывает больших колебаний.
• У полюса - 560 кДж/кв.см. В летний период полярные районы получают максимальное количество радиации за сутки. В день летнего солнцестояния на 36% больше, чем на экваторе.
• Но так как продолжительность освещения на экваторе 12 ч., то в единицу времени приход радиации на экваторе остается максимальным.
• В летний период в Ю. полушарии приход радиации на верхнюю границу атмосферы немного больше, чем в летний период в С. полушарии.
• Зимой картина противоположная. Объясняется это изменением расстояния от Земли до Солнца в афелии и перигелии.

Качественные и количественные изменения солнечной радиации в атмосфере

• Интенсивность напряжения солнечной радиации при перпендикулярном падении солнечных лучей зависит от прозрачности и длины пути луча в атмосфере - закон Бугера-Ламберта.

• При высоте Солнца 90° солнечный луч проходит одну оптическую массу атмосферы.
• Интенсивность напряжения зависит только от прозрачности атмосферы:

• где I0 - солнечная постоянная; Р - прозрачность атмосферы (дробное число, показывающее, какая часть солнечной радиации достигает поверхности земли); I1, — интенсивность напряжения.

• «Интенсивность инсоляции» измеряется при высоте Солнца менее 90º.
• При высоте Солнца меньше 90° солнечный луч проходит несколько оптических масс и ослабление увеличивается:
• где т — число оптических масс. При высоте Солнца 90° т = 1, при 30° т = 2, при 5° т = 10,4.

• Зависимость интенсивности инсоляции от угла падения солнечных лучей

• где I2 - интенсивность инсоляции; I1 угол падения солнечных лучей

• Чем меньше угол падения солнечных лучей, тем меньше инсоляция.

Качественные изменения солнечной радиации в атмосфере

• Солнечная радиация атмосферой поглощается, рассеивается и отражается.
• Поглощается 17 % всей радиации: озон, кислород, азот поглощают коротковолновую радиацию; водяной пар и углекислый газ — длинноволновую.
• Рассеивается 28 % , к земной поверхности поступает
• 21 %, в космос уходит 7 % радиации.

Часть радиации, поступающая к земной поверхности от всего небесного свода, называется рассеянной.

• Часть радиации, поступающая к земной поверхности от всего небесного свода, называется рассеянной.
• Молекулы газов, поглощая электромагнитные волны, сами становятся источником излучения. Чем меньше размер частицы, тем сильнее рассеиваются коротковолновые лучи. Молекулы воздуха по размерам сопоставимы с длиной волн голубой части спектра.
• Поэтому в чистом воздухе преобладает молекулярное рассеивание - цвет неба голубой.
• Пылинки отражают солнечные лучи, поэтому при запыленном воздухе цвет неба белесый.
• При большом содержании водяного пара - небо приобретает красноватый оттенок.
• С рассеянной радиацией связаны явления сумерек, белых ночей, так как после захода Солнца за горизонт верхние слои атмосферы еще продолжают освещаться

Верхняя граница облаков отражает 24% радиации.

• Верхняя граница облаков отражает 24% радиации.
• К земной поверхности подходит 31% солнечной радиации, поступившей на верхнюю границу атмосферы, она называется прямой.
• Сумма прямой и рассеянной радиации (52%) - суммарная радиация.
• Соотношение между прямой и рассеянной радиацией меняется в зависимости от облачности, запыленности атмосферы и высоты Солнца.
• При небольшой высоте Солнца преобладает рассеянная радиация, при ясном небе и высоте Солнца 50° она не превышает 10-20%.

Распределение суммарной радиации по земной поверхности зонально.

• Распределение суммарной радиации по земной поверхности зонально.
• Наибольшая - 840-920 кДж/кв.см в год - в тропических широтах С. полушария, вследствие малой облачности.
• На экваторе снижается до 580-670кДж/кв.см в год вследствие большой облачности, большой влажности воздуха.
• В умеренных широтах величина суммарной радиации - 330-500 кДж/кв.см в год, в полярных широтах - 250 кДж/см2 в год. В Антарктиде выше, чем в Арктике.

• Распределение суммарной солнечной радиации

В июне наибольшие суммы получает Северное полушарие, особенно поверхность тропических пустынь.

• В июне наибольшие суммы получает Северное полушарие, особенно поверхность тропических пустынь.
• Суммы радиации умеренных и полярных широт различаются мало вследствие большой продолжительности дня в полярных широтах.
• У Южного полярного круга величина суммарной радиации приближается к нулю.
• В декабре наибольшие суммы радиации получает Южное полушарие, но вследствие океаничности полушария в тропические пустыни поступает меньше радиации, чем в июне на те же широты Северного полушария.
• Поверхность Антарктиды получает больше радиации, чем Арктика в тот же сезон из-за своего высокого положения. На Северном полярном круге приход радиации равен нулю.