Пошук по сайту

Хімія  лекції  Курсова робота  Рефераты  

Лекція №1 Тема: Вступ. Загальні властивості атмосфер та їх екологічна роль

Лекція №1 Тема: Вступ. Загальні властивості атмосфер та їх екологічна роль





Лекція №1

Тема: Вступ. Загальні властивості атмосфер та їх екологічна роль.
План

1 . Вступ. Поняття та завдання метрології та кліматології.

2. Властивості атмосфери та їх екологічна роль.



1. Метеорологія і кліматологія - це комплексна наука про Землю, що фізико-математичними методами вивчає атмосферні явища та процеси в нижній атмосфері (метеорологія) та умови формування при цьому погоди і клімату Землі (кліматологія).

Що ж таке метеорологія?

Метеорологія (від грец. метеор - небесні явища і логос - наука) - це наука про атмосферу - про її будову, властивості та фізичні процеси, що в ній протікають. Це одна з геофізичних наук. Метеорологія - багатогалузева наука. Кожна її дисципліна своєрідна і спеціалізується на вивченні певних питань. Так, фахівці з кліматології - вивчають клімати земної кулі (загальна кліматологія), встановлюють причини й особливості їх формування, можливі зміни (генетична кліматологія), вплив рельєфу, водойм, міст, лісів на клімат (мікрокліматологія).

Розділ метеорології - фізика атмосфери - вивчає фізичний механізм метеорологічних явищ і процесів. Досліджують процеси конденсації водяної пари, утворення хмар, висхідні та низхідні рухи повітря, механізм утворення опадів, туманів тощо. Фізичні процеси у приземному шарі повітря, зокрема теплообмін між підстилаючою поверхнею та атмосферою, тепловий режим, розвиток турбулентних та вертикальних рухів, випаровування і конденсація - питання фізики приземного шару повітря. Спеціалісти з метеорологічної оптики вивчають вплив щільності і прозорості різних шарів повітря на проникання променів світла. Адже відомо, що від розсіювання, поглинання, заломлення, рефракції та дифракції світла залежать колір неба, мерехтіння зірок, явище присмерків, райдуга, гало, несправжні сонця, міражі та інші незвичайні оптичні явища. Акустична метеорологія вивчає інтенсивність поширення звуків в атмосфері залежно від її щільності, досліджує відбиття звукових хвиль, без чого неможливим був би радіозв"язок на великі відстані.

Завдання метеорології:

- вивчення закономірностей формування метеорологічних та кліматичних умов в географічному розрізі та часі;

- розробка методів метеорологічних прогнозів;

- розробка методів боротьби з негативними явищами погоди та клімату;

- оперативне забезпечення метеорологічною інформацією;

- вивчення особливостей формування клімату, та змін клімату (природній шлях або діяльність людини);

- класифікація клімату та районування території для розв’язання практичних завдань;

- встановлення закономірностей утворення мікроклімату та його класифікація.

Основне практичне завдання - розробити методи числового прогнозу погоди. Великим розділом метеорології є синоптична, в тому числі авіаційна, метеорологія. Синоптики займаються складанням прогнозів погоди на строки від кількох годин до кількох місяців (сезон). Нині метеорологи-науковці працюють над розробкою методів наддовгострокових прогнозів погоди - на один - два роки.

Великий розділ метеорології, присвячений клімату, виділився в більш-менш самостійну дисципліну - кліматологію, яка відноситься по своїй суті до географічних наук.

Термін "кліматологія" застосовувався в стародавності, ще до Аристотеля, якому належить трактат під цією назвою про атмосферні явища і називався він "Метеорологіка". Це була робота про метеори - дощ, сніг, град, вітер, блискавки, веселки тощо. Перші записи про погоду, що дійшли до нас, велись ще за 3000 років до нашої ери.

Поштовхом до наукових узагальнень стала загибель англо-французького флоту в листопаді 1854 р. біля Балаклави під час Кримської війни. Наполеон III звернувся до відомого астронома, президента Паризької Академії наук У. Левер"є з проханням пояснити причину балаклавського шторму й можливість його завбачення. левер"є склав першу в світі синоптичну карту, користуючись даними 29 відомих йому метеорологічних станцій, і зробив висновок про те, що шторм можна було завбачити. Балаклавська буря дала поштовх розвиткові мережі метеорологічних станцій і синоптичної метеорології.

Левер"є справедливо вважав, що для практичного використання потрібні прогнози, а не інформація про погоду. Нині погоду прогнозують майже в усіх країнах світу. Для цього за допомогою законів фізики та гідродинаміки вивчають фізичні процеси в атмосфері. Прогнози погоди складають на різні строки. Так в авіації потрібні прогнози на час польоту літаків та в пунктах їх посадки. Складаючи такий прогноз, враховують силу вітру, видимість, хмарність, можливість грози, обледеніння, смерчу. Особливого вивчення потребують часті тумани в Україні взимку.

Щоб вивчити, як рослини реагують на погодні умови, останнім часом агрометеорологи користуються камерами штучного клімату (кліматотронами), в яких створюють різні режими температури, вологості повітря, ґрунту, а також освітленості й вибирають оптимальні умови для росту і плодоносіння рослин.

Несприятливих для сільського господарства погодних явищ багато. Це вітер. Адже він посилює випаровування і сприяє ерозії ґрунтів. Під впливом великого вітру в зонах недостатнього зволоження на розораних ланах виникають пилові бурі. У 1960 р. така буря тривала 2 тижні і охопила територію від Молдови до Туркменії. У деяких селах Запоріжжя та Херсонщини будинки були занесені до самого даху. Охопили вони схід України і в лютому 1969 р.

Крім пилових бур у природі бувають суховії та засухи. Холодне арктичне повітря має низьку вологість. Восени і влітку при переміщенні на південь воно розігрівається. Чим вище його температура, тем більше треба вологи для його насичення. Цю вологу повітря збирає з ланів, і як наслідок - суховії та посухи. Великої шкоди завдають сільськогосподарським культурам заморозки. Від них особливо страждають плодові дерева, квасоля, рис, бавовник, гречка. Нерідко після тривалої теплої погоди навесні знову йде сніг або вночі й уранці бувають заморозки. Таке було в Україні в 1999 р.

Серед літа під час грози іноді випадає град. Особливо сильно він пошкоджує виноградники, сади й баштанні культури. На протязі 15 хвилин була стихія у Семенівському районі Полтавської обл. 9 червня 1999 року. В окремих місцевостях розмір градин був завбільшки з куряче яйце. Знищено 22 га ячменю, 60 га гороху, 85 га озимини, 104 га однолітніх трав.

Щоб передбачити й знешкоджувати ці явища, агрометеорологи повинні проводити велику науково обґрунтовану і профілактичну дослідницьку роботу, а саме:

а) спостереження за рослинами і тваринами в різних погодних умовах;

б) завбачення можливих змін у стані рослин і тварин у зв"язку з очікуваною погодою;

в) боротьба з несприятливими погодними явищами.

Для цього лише на території України діє 9 аерологічних станцій і ще більше постів спостереження за вітром та висотою хмар нижніх шарів атмосфери.

Великий вклад у розвиток аерології вніс М.В. Ломоносов. Він створив анемометр - прилад для вимірювання швидкості вітру, морський повітряний барометр і машину - гелікоптер для піднімання метеорологічних приладів на потрібну висоту. Учений склав схему виникнення грози і довів, що її спричиняють висхідні рухи повітря.

Для проведення точних спостережень у вільній атмосфері не було підйомних апаратів. З часом ними стали вдосконалені повітряні змії.

На початку XX ст. атмосферу стали вивчати з літаків. У 1930 р. радянський вчений проф. П.О. Молчанов сконструював перший у світі радіозонд. Сучасні літаки-лабораторії підіймаються до 5-8 км. Радіозонди "повідомляють" про стан атмосфери до висоти 20-30 км. Надзвукові літаки й космічні прилади підіймаються на висоту 30-300 км. Метеорологічні супутники Землі вивчають стан атмосфери на висоті 300-1500 км. Останнім часом складні атмосферні процеси почали досліджувати за допомогою лазерів (лідарів).

Найголовніше завдання метеорологічних супутників - спостереження за хмарністю над великими океанічними просторами, а це понад 0,7 поверхні Землі. Метеорологічних станцій тут мало. Вони є лише на окремих островах або на кораблях погоди. Проте океан значною мірою впливає на погоду. Його вологою насичуються повітряні маси. Поволі нагріваючись улітку, океан акумулює тепло в своїх водах і потрохи віддає його взимку.

Зимові океанічні повітряні маси несуть тепло й опади, а літні - дощі і прохолоду. Над океаном зароджуються циклони, які спричинюють різкі зміни погоди на суходолі. Нерідко супутник першим помічає зародження тайфунів. Це невеликий циклон зі значними контрастами температурами в його системі. Він супроводиться зливою і штормовим вітром.

Перші спроби прогнозування забрудненості атмосфери залежно від погоди зроблено в 1975 р. у Києві. Тепер їх складають щодня на наступну добу у Києві, Ростові-на-Дону, Дніпропетровську, Донецьку та інших містах. Близько 85% прогнозів стверджуються. Чи можливо змінити клімат? Ще легіонери Олександра Македонського були здивовані, побачивши, як таджики посипають сніг золою, щоб він скоріше танув. Такий спосіб зменшення льодовитості Арктики був запропонований у 20 столітті.

В метеорології робляться спроби впливати на хмари - прискорювати процес утворення опадів (штучний дощ) або уповільнювати його (боротьба з градом), розвивати чи розсіювати хмари, тумани. Цим займається експериментальна метеорологія. Серед методів впливу на тумани, що виникають при від"ємних температурах повітря, широко користуються методом засівання туману з літака твердою вуглекислотою ("сухий лід"). Через кілька хвилин з"являється смуга прояснення.

Навесні 1961 р. астрономи з"їхалися в Крим для спостереження затемнення Сонця, бо саме тут воно було повним. Але з самого ранку небо над півостровом затяглося хмарами. Літаючі метеорологічні лабораторії розсіяли хмари, і об"єкт спостереження (Сонце) став доступним.

Щоб не допустити утворення великих градин, треба штучно збільшити в хмарі кількість льодяних кристалів - крупинок. Тоді краплинки води рівномірно "розмістяться" на великій кількості кристалів і великих градин не буде. Щоб доставити ці кристали у хмару заввишки до 10-12 км, вирішили використати спеціальні ракети. В 1958 р. перша протиградова партія ракет почала роботу в Алазанській долині (Грузія).

Великий внесок у вивчення атмосфери робить одна з найстаріших міжнародних метеорологічних організацій - Всесвітня метеорологічна організація (ВМО). Її статут було затверджено ще в 1873 р. в м. Лейпцигу на першій Міжнародній метеорологічній конференції.

ВМО очолила колективну роботу метеорологів світу за програмою вивчення глобальних атмосферних процесів. (ПВГАП). Перший експеримент ПВГАП проведено ще в 1974 р. вивчення законів загальної циркуляції почали з міжнародного Атлантичного тропічного експерименту (АТЕП), бо саме з тропіків тепло і волога розносяться по всій Землі. Його готували ІЗ країн. В експедиції брали участь вчені 70 країн.

Сьогодні відомо, як впливає Сонце на кількість та інтенсивність магнітних збурень, полярних сяйв. Але цього, звичайно, замало. Не розгадано походження сонячного тепла і світла, інтенсивність і циклічність сонячної радіації, яка наростає і спадає протягом 27 діб і кожні 6 місяців.

Ще у 1962 р. шведським і американським ученим за допомогою спеціальних пасток вдалось захопити частки сріблястих хмар. Але до цього часу ще невідома їх та перламутрових хмар природа.

Український науково-дослідний інститут Держкомгідромету, заснований в 1959 р., знаходиться в Києві. Він складається з 7 наукових відділів, двох польових експериментальних баз (у с. Жовтневому Дніпропетровської обл. та в м. Богуславі на Київщині), має експериментальний метеорологічний полігон, літаки-лабораторії, велику метеорологічну бібліотеку.

В кінці листопада 2000 р. потужний циклон обрушився на Норвегію, Данію, Швецію. Він приніс зливи, які довго не припинялись. Багато міст були затоплені, сотні людей залишилися без даху над головою. На Україну він приніс рясний сніг, ожеледь і сильний вітер. У Одеській, Вінницькій, Херсонській, Миколаївській областях був паралізований транспорт, ушкоджений електрозв"язок, вирвані з корінням дерева.

Але, звичайно, настане час, коли якось, увімкнувши радіоприймач, людина почує: "Увага! Завтра в місті буде організовано ясну, сонячну погоду. На околицях, де багато садів і городів, зранку буде дощ. Замовляйте погоду на наступні дні тижня по телефону номер . або поштовими листівками на адресу…"
2. Атмосфера - складна система, що складається з повітря, хімічних домішок і пари води. Вона - найважливіший фактор метеорологічного режиму і умова для протікання фізико-хімічних і біологічних процесів у біосфері. Від співвідношення окремих компонентів в атмосфері в чому залежить її вплив на радіаційний, теплової та водні режими, здатність до самоочищення. Газовий склад атмосфери, що містяться в ній пари води і різні суспензії обумовлюють ступінь проникнення сонячної радіації на поверхню Землі і утримання тепла в навколоземному просторі. Якби атмосфера не містила домішок, то середньорічна температура поверхні Землі становила б не +15 ° С, а-18 ° С.

Основними складовими частинами атмосфери є: азот, кисень, аргон і вуглекислий газ. Крім аргону в малих концентраціях утримуються інші інертні гази. В атмосферному повітрі завжди присутні пари води (приблизно 3 - 4%) і тверді частки - пил.

Атмосфера Землі підрозділяється на нижню (до 100 км) - гомосферу з однорідною сполукою приземного повітря й верхню гетеросферу з неоднорідним хімічним складом. Одним з важливих властивостей атмосфери є наявність кисню. У первинній атмосфері Землі кисень був відсутній. Поява й нагромадження його пов'язане з поширенням зелених рослин і процесом фотосинтезу. У результаті хімічної взаємодії речовин з киснем живі організми одержують енергію, необхідну для їхньої життєдіяльності.

Атмосфера складається з 4 головних шарів і 2

проміжних:

головні: тропосфера, стратосфера,

мезосфера, термосфера, екзосфера.

проміжні: стратопауза і мезопауза.
Найважливішими властивостями атмосфери є її здатність до швидкого перемішуванню і переміщенню на великі відстані, а також зв'язок з іншими сферами і особливо океаном. Ці властивості, а також відсутність чітко вираженого накопичувального ефекту по відношенню до забруднюючих речовинах забезпечують, з одного боку, глобальний характер атмосферних процесів, а з іншого - високу здатність до самоочищення. Так, в результаті контакту з океаном останній поглинає з атмосфери значні маси двоокису та окису вуглецю, сірчистий газ та інші сполуки. Велика кількість атмосферних домішок поглинається рослинами, а також включається в грунтову ланка кругообігу речовин. З легкої перемещаемость повітряних мас пов'язана її здатність розсіювати забруднення, але разом з тим це основний фактор перетворення локальних забруднень у глобальні.

Людина впливає на різні параметри і властивості атмосфери, її хімічний склад, тепловий режим, переміщення, радіоактивність, електромагнітний фон і т. п. Вона, як і вода, стала раніше, ніж літосфера, забруднюватися людиною.

У результаті людської діяльності в атмосферу потрапляють сотні речовин, які стають забруднювачами або в результаті того, що вони чужі для атмосфери, або за причини зміни концентрації властивих атмосфері речовин, наприклад С02.

Особливо помітні впливу людини на атмосферу почалися відтоді, коли він почав активно втручатися в біосферні процеси, включаючи знищення лісів і особливо їх випалювання, розорювання земель і супутню їй ерозію, осушення, зрошення, будівництво міст , промислових об'єктів і т. п.

Характеризуючи атмосферу виділяють два основних аспекти:

  • захисні функції атмосфери;

  • повітря як середовище існування живих істот.

Повітряна оболонка Землі, як і будь-який зовнішній шар, здійснює захисні функції. Хоча за нашими міркуваннями атмосфера ніяк не вкладається в поняття засобу захисту, саме атмосфера - безвідмовна перешкода для згубного впливу космосу. Атмосфера надійно захищає планету від космічного та ультрафіолетового випромінювання, визначає загальний тепловий режим поверхні Землі, впливає на кліматичні умови, а через нихна режими річок, грунтово- рослинний' шар та процеси рельєфоутворення. Пробити атмосферу можуть лише крупні метеорити з початковою вагою в сотні тонн - явище, як відомо, надзвичайне. Метеорити меншої ваги - явище не рідке, проте вони повністю згорають в атмосфері.

Екологічне значення фізичних і хімічних властивостей атмосфери (повітря).

Атмосфера як певна оболонка Землі вкрай важлива для життя. Вона запобігає різкі коливання температури і надходження ультрафіолетового випромінювання, є джерелом постачання рослин вуглекислим газом для фотосинтезу і киснем для дихання, надає непряме вплив на рослини, міняючи розподіл температур і світла, служить середовищем для поширення пилку, спор, насіння і плодів.

             СО2, 0,9 Аg і сліди водню. Але є й інші складові частини, співвідношення яких сильно змінюється в залежності від часу і місця. Сюди відносяться: аміак, двоокис сірки, газоподібні ароматичні виділення рослин, пил, частинки диму, мікроорганізми і їх спори, пилок рослин, дрібне насіння, індустріальні гази і т. Д. Крім того, повітря ніколи не буває сухим. У ньому завжди присутній те чи інше кількість водяної пари, різко мінливий в різних районах і в часі.

Фізичні властивості.

Товщина атмосфери - приблизно 2000 - 3000 км від поверхні Землі.

Сумарна маса повітря - (5,1-5,3) × 1018 кг.

Молярна маса чистого сухого повітря становить 28,966.

Тиск при 0 ° C на рівні моря 101,325 кПа; критична температура 140,7 ° C; критичний тиск 3,7 МПа; Cp 1,0048 × 103 Дж / (кг · К) (при 0 ° C), Cv 0,7159 × 103 Дж / (кг · К) (при 0 ° C).

Розчинність повітря у воді при 0 ° C - 0,036%, при 25 ° C — 0,22%.


поділитися в соціальних мережах



Схожі:

Конспект уроку Тема. Нітрати, їх поширення в природі. Проблеми вмісту...
Олей нітратної кислоти, їх властивості й застосування, поширення в природі, загальні відомості про мінеральні добрива, їх раціональне...

Урок-семінар Тема: Екологічна криза сучасності. Мета
Обладнання: плакати «Грінпіс», альбоми, фотографії, матеріали періодичної преси, таблиця

Урок з хімії та основ здоров'я Тема. Фізичні й хімічні властивості...
Повторити особливості основних класів неорганічних речовин: визначення, класифікацію, властивості

Урок з хімії. 9 клас Тема. «Роль хімії та суспільства у розумінні...
Тема. «Роль хімії та суспільства у розумінні природничо наукової картини світу, творчої самореалізації особистості»

Лекція №5 Тема: Методи відбору проб навколишнього середовища. Методика...
У процесі відбору проб повинні застосовуватись засоби вимірювальної техніки (звт), що, своєчасно пройшли повірку

Лекція №2 Тема: Основні метеорологічні величини та явища. План
Потім проводять аналіз, щоб вивести які-небудь закономірності. Тому метеорологія, як І інші геофізичні науки, повинна вдаватися до...

Конспект уроку на тему: «Жири, склад жирів, їх утворення. Гідроліз...
Тема: Жири,склад жирів, їх утворення. Гідроліз та гідрування жирів. Жири в природі. Біологічна роль жирів

Властивості оцтової кислоти
Розвиваюча: формувати вміння знаходити спільні І важливі ознаки І властивості, застосовувати набуті знання на практиці, формулювати...

Лекція №2
Фізіологія нейрона. Збудження та гальмування в цнс. Інтегративна функція нейронних ланцюгів

Що вивчає хімія?
Суміші, навпаки, мають змінний склад; властивості окремих речовин у суміші зберігаються, а властивості суміші змінюються залежно...



База даних захищена авторським правом © 2017
звернутися до адміністрації




h.ocvita.com.ua
Головна сторінка