Атмосфера, склад і будова. Тиск повітря. Вітри. Вода в атмосфері
Наявність води в атмосфері визначає багато які явища, які в ній відбуваються: серпанок, туман, хмари, опади, грози тощо.
Багато пилу надходить в атмосферу від вулканічних вивер¬жень, з поверхні суші, в результаті діяльності людини.
Будова атмосфери. З фізики відомо, щo гази стискуються, тому атмосфера щільніша коло поверхні Землі. З підняттям угору щільність її зменшується. На висоті 5,5 км вона становить поло¬вину, на висоті 10-11 км - четверту частину порівняно з тією, що коло поверхні Землі. Людина може жити до висоти 4-5 км.
Вивчення атмосфери показало, що її будова шарувата. Нижній шар атмосфери називають тропосферою. Він поширюється до висоти 17 км над екватором І 8 км над полюсами. Й у цьому шарі зосереджено майже 3/4 усієї маси атмосфери» в ньому безперервно рухається повітря як у вертикальному, так І в горизонтальному напрямах. У тропосфері міститься майже вся вода, в ній відбува¬ються погодні процеси: утворюються хмари, тумани, випадають опади, бувають грози. Температура повітря в цьому шарі знижується з висо¬тою в середньому на 0,6е на кожні ЮС м і на верхній межі досягає - 70° С
Вище тропосфера розміщений шар стратосфери, верхня межа якого знаходиться на висоті 50-60 км. Щільність і тиск у ньому незначні. Розріджене повітря складається з тих самих газів, що і в тропосфері, але а ньому значно більше озону. Найбільша кон¬центрація озону спостерігається на висоті 15-30 км. Температура в стратосфері підвищується І на II верхній межі досягає плюс 10-30°С Це пояснюється тим, що озон поглинає частину сонячної енергії. Вище від стратосфера розміщені дуже розріджені шари повітря.
Значення атмосфери в житті нашої планети дуже велике. Без атмосфери планета була б мертвою. Атмосфера уберігає поверхню Землі від сильного нагрівання й охолодження. Завдяки атмосфері працюють засоби зв’язку. У ній спостерігаються погодні явища, з якими пов’язана вся діяльність людини.
Вивчають атмосферу на метеорологічних станціях. І вдень і вночі, в будь-яку погоду метеорологи ведуть спостереження за станом нижнього шару атмосфери. Чотири рази на добу, а на багатьох станціях щогодини вимірюють температуру, тиск, вологість повітря, спостерігають за хмарністю, напрямом і швид¬кістю вітру, кількістю опадів, електричними й звуковими явищами в атмосфері. Метеорологічні станції збудовано всюди: на безлюд¬ному материку Антарктиди і у вологих тропічних лісах, на високих горах і просторах тундри. Ведуть спостереження і на океанах, на спеціально збудованих кораблях погоди.
З 30-х років нашого століття ведуть спостереження у більш високих шарах атмосфери. Почали запускати радіозонди, які підні¬маються на висоту 20-30 км і за допомогою радіопередатчиків посилають на Землю відомості про температуру, тиск, вологість повітря І швидкість вітру.Тепер широко використовують метеорологічні ракети І супут¬ники, на яких є установки для фотографування земної поверхні та хмар.
1961 р. ознаменувався новими успіхами у вивченні верхніх шарів атмосфери. 12 квітня 1961 р. перший космонавт світу Юрій Олексійович Гагарін здійснив політ навколо Землі. З цих пір косміч¬ні кораблі і станції, які літають на великих висотах, дають нам уявлення про процеси, що відбуваються далеко від Землі.
2 Тиск повітря. Довгий час вважали повітря невагомим тілом. Такий погляд підтримувала релігія. I тільки на початку ХVІІ ст. Італійський учений Галілей довів вагомість повітря. Він зробив простий дослід - зважив порожню пляшку, а потім цю гаму пляшку зважив після нагрівання. Виявилося, ще пляшка після нагрівання стала меншою. Галілей пояснив це явище так: повітря, як усяке матеріальне тіло, при нагріванні розши¬рюється, отже, частина його вийшла з пляшки, тому вона стала легшою.
Але якщо повітря має вагу, воно повинне тиснути на всі предмети, які знаходяться на поверхні Землі. Цим питанням займався учень Галілея - Торрічеллі. Взявши запаяну з одного кінця метрову трубку, він заповнив її ртуттю. Потім перевернув її і від¬критим кінцем опустив у чашку з ртуттю. При цьому трохи ртуті вилилося з трубки, але більша частина її залишилась приблизно на рівні 76 см. Що ж перешкодило всій ртуті вилитися з трубки? Торрічеллі дав правильне пояснення: причиною є тиск повітря на поверхню ртуті. Цей тиск урівноважується вагою ртуті, яка залиши¬лася в трубці.
Пізніше зважили повітря. Виявилося, що на рівні моря І м3 його важить 760 мл. рт.ст.