Atmosfer: Atmosfer Üzerine Deneme (1560 Kelime)

Atmosfer, Atmosferin Kompozisyonu ve Atmosferdeki Enerji Dengesi hakkında bilgi edinmek için bu makaleyi okuyun!

Atmosfer:

Atmosfer, dünyayı çevreleyen ve onu dış mekanın zararlı ortamından koruyan, çevreleyen dünyayı çevreleyen çok katmanlı gazdan (koruyucu bir örtü gibi) çok katmanlı bir zarftır.

Dünya yüzeyinden yaklaşık 1600 km yüksekliğe kadar uzanır.

(A) Atmosferin Yapısı:

Sıcaklık, yoğunluk vb. Gibi fiziksel özelliklere bağlı olarak, atmosfer beş eş merkezli katmana bölünür.

Bunlar:

(a) Troposfer;

(b) Stratosfer;

(d) Atmosfer veya İyonosfer;

(e) Exosphere.

(a) Troposfer:

Dünyanın yüzeyine en yakın olan atmosferin en alt katmanı troposfer olarak bilinir. Tüm canlı organizmalar, hayatta kalmak için bu katmana bağlıdır. 8 km arasında değişmektedir. (Direğe yakın) 18 km. (ekvatorun yanında). Bu bölge, diğer inert gazların izleriyle birlikte çoğunlukla azot (N2), oksijen ( ₀₂ ) ve karbon dioksit (CO2) içerir.

Troposfer, sıcaklıkta km başına yaklaşık 6, 5 ° C'lik bir artış ile yükseklikte bir artış ile sabit bir azalma ile karakterizedir. Troposferin en üst tabakasında, sıcaklık -60 ° C'ye kadar düşebilir. Troposferin tepesinde, sıcaklığı -60 ° C civarında olan ve troposferi stratosferden ayıran ince bir tabaka tropopoz olarak bilinir.

Bu alanda gerçekleşen bazı önemli operasyonlar aşağıdaki gibidir:

(i) Maddenin çevre ve organizma arasında hareketi.

(ii) Hava ve iklim koşullarındaki değişiklikler.

(b) Stratosfer:

Tropopozun üzerinde yatan atmosferik tabaka stratosfer olarak bilinir. Stratosferin kalınlığı ekvatorda yaklaşık 62 km, direklerde 72 km'dir ve yeryüzünün yüzeyinden 80 km'ye kadar uzanmaktadır. Bu tabakanın sıcaklığı -55 ° C ile 5 ° C arasında değişmekte ve rakım arttıkça artmaktadır.

Bu katman, herhangi bir su buharından, toz bulutlarından yoksundur; ancak, bazen küçük buz kristallerinden oluşan ince bulutlar görülebilir. Bu tabakanın ana bileşeni stratosfer içinde ozonosfer olarak adlandırılır. Ozon, aşağıda verilen denklemlere göre oksijenin foto-kimyasal reaksiyonuyla hazırlanır:

O _z + Güneş Enerjisi → 2O

O ₂ + O → O ₃

Ozon tabakası bir şemsiye gibi davranır ve ultra-mor güneş ışınlarını emer. Dolayısıyla, yaşayan dünyayı UV radyasyonunun zararlı etkisinden korur. Aslında stratosferin dünyaya uzaklığı arttıkça ısınması, ozon tarafından emilen UV ışınlarının ısıya dönüşmesidir.

Ozonun yanı sıra, stratosferde bulunan diğer kimyasal türler şunlardır: azot (N ₂ ), oksijen (O ₂ ), yeni oksijen (O), vb.

(c) Mezosfer:

Mezosfer stratosferin üzerindedir ve yeryüzünün yüzeyinden 80-90 km kadar uzanır. Bu katmanın sıcaklığı rakımdaki artışla azalır ve en yüksek sınırda -95 ° C'lik minimum seviyeye ulaşır. Sıcaklığın -95 ° C olduğu katman mezopoz olarak bilinir. Mezopozda düşük sıcaklık, düşük UV radyasyon büyüklüğüne bağlanmaktadır.

Mezosferde bulunan kimyasal türler azot (M2), oksijen ( ₀₂ ), nitrik oksit (NO) vs. olabilir. Bu katman aynı zamanda çok düşük basınç ile karakterize edilir.

(d) İyonosfer veya Atmosfer:

Bu tabaka mezosferin üzerinde ve dünya yüzeyinden 500 km yüksekliğe kadar uzanıyor. Yükseklik arttıkça bu katmanın sıcaklığı artar. Güneşin UV ve kozmik ışınımı, bu katman içinde mevcut olan moleküllerin veya atomların iyonlaşmasına neden olarak, oksijen molekülü katyonu (O ₂ ⁺ ), oksijen atom katyonu (O ⁺ ), nitroonyum iyonu (NO ⁺ ) gibi çok sayıda iyon verir., vb.

O ₂ + hv → O ₂ ⁺ + e

O + hv → O ⁺ + e

Hayır + hv → Hayır + + e

Bu katman çok sayıda iyon içerdiğinden iyonosfer olarak bilinir. İyonlar radyo dalgasını dünya yüzeyine geri yansıtır ve böylece kablosuz iletişim kurmamızı sağlar. Bu katman çoğunlukla geniş aralıklı iyonları içerdiğinden, yüksek frekanslı ses ses dalgaları taşınamaz.

(e) Exosphere:

Atmosferin termosfer üzerindeki en üst katmanı dış veya dış uzay olarak bilinir. Bu katman, dünya yüzeyinden 1600 km'ye kadar uzanır. Güneşe daha yakın olduğu için sıcaklığı çok yüksektir. Sadece hidrojen, helyum vb. Atomları içerir.

(B) Atmosferin Bileşimi:

Atmosfer, dünyayı çevreleyen ve onu dış mekanın düşmanca ortamından koruyan, çevreyi saran kalın koruyucu gazlı mantodur. Yerçekimi kuvveti ile toprağa tutulan kalın, kokusuz, renksiz ve tatsız bir gaz tabakasıdır. Tüm atmosfer, temel bileşenler, küçük bileşenler ve iz bileşenleri olmak üzere üç bileşen kategorisine ayrılabilir.

Barry ve Chorley'e (1976) göre, ana bileşenler çoğunlukla azot, oksijen ve su buharı içerir, küçük bileşenler argon ve karbondioksit içerir ve iz bileşenleri neon, helyum, metan, kripton, azot oksit, hidrojen, ksenon gibi gazları içerir. kükürt dioksit, ozon, amonyak, karbon monoksit, iyot vb.

Farklı gazların miktarı, tutumlara göre önemli ölçüde değişir. Atmosferin yoğunluğu, rakım arttıkça keskin bir düşüş sergiler. Basınç, deniz seviyesindeki bir atmosferden deniz seviyesinden 100 km yükseklikte 3 x 10 ^-7 atmosferine düşer.

Benzer şekilde sıcaklık -100 ° C ila 1200 ° C arasında değişmektedir. Atmosferin toplam kütlesi yaklaşık 5x1015 ton olup, dünyanın toplam kütlesinin yaklaşık bir milyonda biri kadardır. Atmosferin sıcaklık profili Şekil 7.1'de gösterilmektedir.

Enerji dengesi:

Güneş, dünyanın atmosferine rüzgarları, okyanus akıntılarını, ekzojenetik veya denudaksiyonel süreçleri zorlayan ve biyosferdeki yaşamı sürdüren büyük motordur (enerji kaynağı). Yeryüzünün üst atmosferindeki güneş akısı olayı, ² dak ^-1 ile 1340 watt'tır. Bütün bu enerji toprak tarafından emildiyse, çok uzun zaman önce buharlaşırdı. Ancak, dünyanın enerji dengesini dar sınırlar içinde tutmayı başardığı ve böylece yaşamı desteklemek için optimum iklim koşullarını koruduğu çeşitli karmaşık mekanizmalar var.

Dünya, üzerindeki güneş enerjisinin yaklaşık% 65'ini (yani, 19.5 kcalm ^-2 dak ^-1 ) emer, oysa güneş enerjisinin% 35'ini (albedo) dış uzaya geri gönderir.

Enerji taşımacılığı, dünyanın üç temel mekanizmasından geçen radyasyon dengesinde önemli bir rol oynamaktadır:

(a) Kızılötesi bölgedeki enerjinin dünyadan yayılması.

(b) Enerjinin atom ve moleküllerin etkileşimi yoluyla iletimi.

Son iki mekanizma, yeryüzünden yüzeyden taşıma yoluyla buluta ısı kaybından ve bunun sonucunda da buluttan yayılan radyasyondan sorumludur. Gelen atış dalga boyu güneş ışınlarından (% 100)% 35'i dış uzaya geri gönderilir (% 27 bulutlardan yansıyan% + 2 yerden yansıtılır ve% + 6 atmosferdeki toz parçacıklarından dağılır ve uzaya geri gönderilir) =% 35), % 51 dünya yüzeyi tarafından absorbe edilir (dağınık gün ışığından% 17, direkt radyasyondan alınan% 34) ve% 14 atmosfer tarafından absorbe edilir.

Enerji aldıktan sonra dünya, enerjisini yüzeyinden dışarı atıp uzun dalgalarla atmosfere yayar. Böylece, doğrudan uzun dalga giden karasal radyasyonla% 23 enerji (% 51'den) kaybedilir, % 9'u taşınım ve türbülansta, % 19'u da buharlaşma ile harcanır.

Atmosfer, gelen güneş ışımasının% 14'ünü ve dünya yüzeyinden% 34'ünü çeşitli işlemlerle alır. Böylece atmosferin güneşten ve dünyadan aldığı toplam enerji% 48 olur ve bu da uzaya geri gönderilir:

Dünya, doğrudan güneş ışığından enerji alır, ancak atmosfer, ısı enerjisinin çoğunu dünya radyasyonundan alır. Atmosferin kısa dalga güneş ışınlarına karşı daha fazla ya da daha az saydam olduğu ve bu nedenle güneş ışığının odanın içine girmesini sağlayan, ancak uzun dalga boyu ışınlarının (kızılötesi radyasyon) odadan çıkmasını engelleyen pencere camları gibi davrandığı belirtilebilir.

Benzer şekilde, atmosfer güneş ışınımının dünya yüzeyine ulaşmasına izin verir, ancak uzun dalga boyu karasal kızılötesi radyasyonun düşük atmosferden çıkışını önler. Atmosferin bu etkisine, dünya yüzeyinde iklim ve sıcaklığın korunmasında yardımcı olan sera etkisi denir. Dünyanın ortalama yüzey sıcaklığı, kızılötesi radyasyonun (2-40)) çoğunun su buharı (4-8)) ve karbon dioksit (12-16.3)) tarafından absorbe edilmesinden dolayı 15 ° C civarında tutulur.

Tarımsal ve endüstriyel üretimin artması, yansıyan ve atmosfere (albedo) yayılan güneş ışığının büyüklüğünü değiştirerek, dünyanın radyasyon dengesinde ciddi bir değişiklik meydana getirebilir. Ormansızlaşma, toprak erozyonu, vb. Aynı zamanda dünyanın enerji dengesine de önemli bir katkıda bulunur.

Atmosferde doğal işlemlerden veya antropojenik aktivitelerden dolayı partiküllerin yüklenmesi, atmosferik sıcaklığı, güneş ışınımının artan saçılmasıyla azaltır. Karanlık parçacıklar ışığı emerken, ışık parçacıkları ışığı yansıtır.

İlki, ısıyı uzaklaştırırken, dünya atmosferinin ısınmasına yardımcı olur. Biyosferin ototrofları, yemeklerini fotosentez yoluyla hazırlamak için biyosferin toplam enerji bütçesinin yalnızca% 0.02'sini kullanır. Dünya ve atmosferinin radyasyon dengesi, Şekil 7.2'de gösterilmektedir ve dünya ile atmosferin basitleştirilmiş bir küresel radyasyon / ısı bütçesi Tablo 7.1'de verilmektedir.

Tablo 7.1: Atmosferdeki Enerji Dengesi: