Сколько процентов озона в воздухе
Перейти к содержимому

Сколько процентов озона в воздухе

  • автор:

Экология СПРАВОЧНИК

Озон является продуктом соединения молекулярного кислорода с атомарным, образующимся под воздействием ультрафиолетовых солнечных лучей. Общее содержание озона в атмосфере невелико — 2,10%, но он отражает до 95% ультрафиолетовых лучей, что предохраняет живые организмы от их губительного действия. Задерживая до 20% инфракрасных излучений, достигающих Земли, озон повышает утепляющие действия атмосферы. На формирование озонового экрана влияет наличие в стратосфере хлора, оксидов азота, водорода, фтора, брома, метана, обеспечивающих фотохимические реакции разрушения озона.[ . ]

Озон — Оз, молекулярная масса 48, аллотропная модификация кислорода. Чистый озон — синий газ с резким запахом. Предельно-допустимая концентрация озона в воздухе составляет 0,1 часть/миллион в течении 8 часов. Содержание озона в атмосферном воздухе невелико 0,025 — 0,045 мг/м 3. Растворимость озона в воде несколько выше, чем кислорода и составляет 0,0394 % по массе при 20 °С. Температура кипения озона -112 °С, температура плавления — 192 °С. Озон обладает высоким окислительным потенциалом — 2,07в.[ . ]

Озон (03) — аллотропная модификация кислорода. Максимальная концентрация озона наблюдается на высоте 20 — 35 км. Создаётся особый озоновый слой атмосферы, выполняющий функции защиты Земли от ультрафиолетовой радиации Солнца (практически полностью поглощает её). Кроме того, озоновый слой задерживает около 20 % инфракрасного теплового излучения Земли, создавая благоприятные условия для её теплового режима. Но излишне высокое содержание озона также нежелательно, поскольку он может оказывать токсичное, разрушительное воздействие на живые организмы из-за высоких окислительных свойств.[ . ]

Озон (Оз) — важный парниковый газ, находящийся как в стратосфере, так и в тропосфере. Он влияет как на коротковолновую, так и на длинноволновую радиацию, и потому итоговые направление и величина его вклада в радиационный баланс в сильной степени зависят от вертикального распределения содержания озона, в особенности на уровне тропопаузы, где надежных наблюдений пока недостаточно. Поэтому определение вклада озона в парниковый эффект сложнее по сравнению с хорошо перемешиваемыми газами. Оценки указывают на по-ложительную результирующую(приблизительно +0,4 ватт/м ).[ . ]

Озон является химически нестойким соединением: в чистом воздухе при малых концентрациях он разлагается сравнительно медленно, но при повышении температуры до 100°С или в присутствии двуокиси азота, хлора или окислов тяжелых металлов (меди, железа, марганца) озон быстро разлагается с образованием молекулярного (О2) и атомарного (О) кислорода. Образование высокоактивного атомарного кислорода обусловливает снльные окислительные свойства озона. При обычной температуре озон окисляет металлы, за исключением золота и металлов платиновой группы. Способность озона выделять иод из раствора иодистого калия используется для его количественного определения.[ . ]

Содержание озона в атмосфере за последние 20 лет уменьшилось примерно на 7 %. Эта опасная тенденция, по мнению некоторых специалистов, уже привела к увеличению числа раковых заболеваний, поскольку УФИ «С» и частично «В» разрушают генетический аппарат клетки, нарушают структуру мембран и т. д.[ . ]

Озон токсичен. При продолжительном пребывании в атмосфере с содержанием озона порядка 1 : 1 ООО 000 возникают раздражительность, чувство усталости и головная боль.[ . ]

Пик содержания озона приходится на высоты 20—30 км (иногда выделяют диапазон 15—50 км) над уровнем моря (рис. 7.7). Считают, что нижняя граница озоносферы лежит над полюсами на высоте 7—8 км, а над экватором — на высоте 17—18 км. У поверхности Земли, где озон образуется преимущественно во время грозовых разрядов, его средняя концентрация почти в 10 раз ниже пиковой.[ . ]

Общее содержание озона характеризует в основном влияние озона на биосферу, поскольку оно определяет интенсивность достигающего поверхности Земли биологически активного ультрафиолетового излучения Солнца. На термический режим стратосферы, определяющий ее динамику, циркуляцию и в конечном счете климат Земли, сильное влияние оказывает вертикальное распределение (профиль) озона. Поэтому организация мониторинга изменений вертикального распределения озона не менее важна, чем контроль трендов его общего содержания. Однако стратосфера является трудно достижимой областью, поэтому более или менее регулярные измерения вертикального распределения озона начались лишь в конце 40-х годов вследствие быстрого развития аэростатных, ракетных и спутниковых методов исследования атмосферы.[ . ]

Общее содержание озона в атмосфере определяется как количество озона, находящегося в вертикальном столбе с основанием 1 см2. Типичное значение общего содержания озона, выражаемого в специальных единицах шкалы высот, составляет около 300 единиц Добсона. Одна единица Добсона соответствует толщине слоя озона в 10 3 см при нормальном давлении и температуре, что примерно соответствует средней концентрации озона в атмосфере, равной одной частице на миллиард.[ . ]

Основное содержание озона находится в стратосфере на высотах примерно от 15 до 45 км (этот участок иногда называют озонос-ферой). Максимальная концентрация озона наблюдается на высотах 20 — 25 км. Толщина озонового слоя приведенного к нормальным условиям (р=760 мм рт. ст., Г=0 °С), в среднем для всей Земли составляет 2,5 — 3 мм [14]. Причем, на высоких широтах толщина этого слоя доходит до 4 мм, а в экваториальных широтах до 2 мм. Таким образом, в процентом отношении содержание озона в атмосфере ничтожно мало. В определенных местах атмосферы содержание озона уменьшается на 40 — 50%.[ . ]

Определение озона в атмосферном воздухе имеет давнюю историю. Наблюдение за содержанием озона в тропосфере дает метеорологам возможность вычисления вертикального движения воздуха, турбулентности, коэффициентов обмена, изучения связи озона с облачностью и осадками и т. д. [1].[ . ]

Для определения озона был предложен метод окисления диаце-тилдигпдролутпдпна (ДДЛ) [67]. Присутствие окислов азота искажает результаты не более чем на 5%. Перекись водорода и органические перекиси (на примере бутилгпдроперекпси) в обычно присутствующих в атмосфере концентрациях на результаты анализа не влияют. Метод отличается простотой, однако его серьезным недостатком является очень низкая чувствительность — для определения природного содержания озона в воздухе необходим 2—3-часовой отбор проб.[ . ]

Уменьшение содержания озона (%) при непрерывном использовании фреонов на уровне 1973—1978 гг. (около 8-105 т/год) по данным различных авторов [37]. Уменьшение содержания озона (%) при непрерывном использовании фреонов на уровне 1973—1978 гг. (около 8-105 т/год) по данным различных авторов [37].

Рассматривая вопрос о содержании озона в нижних слоях атмосферы, следует отметить, что основным поставщиком этого газа являются процессы турбулентного перемешивания воздушных масс и более редко «прорывы» стратосферного воздуха в тропосферу вплоть до поверхности Земли. В этом случае принято говорить об эпизодических значительных повышениях концентрации О3 в нижних слоях атмосферы. Кроме того, необходимо иметь в виду еще один источник образования озона в этих слоях, обусловленный фотохимическими реакциями с участием органических соединений, поставляемых в атмосферу пожарами, окцслнтельно-восстановнтель-ными процессами с участием микроорганизмов, эрозией почв, выветриванием горных пород и т.п.[ . ]

Средний профиль содержания озона (/) за период 1965—1973 гг. и его изменчивость (2). Ст. Аспендейл, Австралия [262]. Средний профиль содержания озона (/) за период 1965—1973 гг. и его изменчивость (2). Ст. Аспендейл, Австралия [262].

В связи с токсичностью озона, поражающего органы дыхания и центральную нервную систему, особое внимание при проектировании озонаторных установок уделяется вопросу вентиляции помещений и герметизации реакторов (предельно допустимое содержание озона в воздухе помещений, где находятся люди, составляет 0,0001 мг/л). Осушка воздуха является одним из основных этапов подготовки воздуха перед получением озона, так как даже наибольшее содержание влаги понижает выход озона и ведет к перерасходу электроэнергии. Для обеспечения требуемой степени осушки воздуха (до точки росы 50°С) в периоды года, характеризующиеся большим содержанием влаги в атмосферном воздухе, предусматривается предварительное охлаждение воздуха до температуры 8°С. В холодильной установке воздух обрабатывают охлажденным рассолом, подаваемым от фреоновой холодильной машины, в состав которой входят баки охлажденного и нагретого рассола, насосно-силовое оборудование и регулятор температуры воздуха после теплообменников.[ . ]

Утилизация остаточного озона. Рециркуляция остаточного озона, содержащегося в воздухе после контактных камер, требует дополнительных капитальных вложений (компрессоры, турбовентиляторы и др.), составляющих 10—12% общей стоимости применения озонирования. Для восполнения потерь необходимо, чтобы расход повторно диспергируемого окислителя хотя бы соответствовал производительности генератора озона. Этого, разумеется, достичь невозможно учитывая относительно небольшое содержание озона в рециркулируемом воздухе и невысокую степень растворимости окислителя в воде при малой его концентрации, т. е. утилизация остаточного озона на сегодняшний день является нерентабельной.[ . ]

Добсона единица — единица содержания озона (еД), равная одной сотой приведенной толщины слоя озона, т. е. толщины слоя, которая получилась бы, если весь содержащийся в атмосфере озон был бы приведен к нормальным условиям. 1 еД равна 0,03 мм.[ . ]

Изменения общего содержания озона на 75° широты Южного полушария, средние для сентября 1979-2002 гг. по измерениям Изменения общего содержания озона на 75° широты Южного полушария, средние для сентября 1979-2002 гг. по измерениям

Появление антарктической озонной «дыры» и установление ее связи с ростом выброса фреонов в атмосферу в последние десятилетия резко усилили интерес к проблеме озона не только широких общественных кругов защитников окружающей среды во всем мире, но и правительств ряда стран. Модельные расчеты и прогностические оценки, произведенные в последние годы, показали недостаточность ограничений Монреальского протокола для прекращения роста содержания радикалов хлора в стратосфере и соответственно уменьшения общего содержания озона в XXI в. (см. п. 6.1.3 и рис. 6.3). Появились высказывания о необходимости ужесточения этих ограничений вплоть до немедленного и полного прекращения производства и выброса в атмосферу галогеносодержащих органических газов. Такие требования были выдвинуты в конце 1988 г. — начале 1989 г. в Западной Европе и громко прозвучали на Международной конференции по озону в Лондоне в феврале 1989 г., созванной по инициативе премьер-министра Великобритании М. Тэтчер и проходившей при ее участии. Конференция высказалась за принятие решительных мер по защите озоносферы в глобальном масштабе [165]. Такими мерами называлось полное прекращение производства и использования газов, контролируемых Монреальским протоколом, к 2000 г. и сокращение этого производства и использования в начале 90-х годов до 5—15 % от уровня 1985—1986 гг. Эти предложения получили поддержку развитых стран, особенно Северной Европы, однако развивающиеся страны, такие, как Индия, Китай, возражали, указывая на значительный экономический ущерб от таких ограничений для этих стран.[ . ]

Зависимость изменения содержания озона (%) в случае прекращения выбросов фреонов в 1979 г. при их интенсивном использовании в 1973—1978 гг. на уровне около 108 т/год по данным различных авторов [37]. Зависимость изменения содержания озона (%) в случае прекращения выбросов фреонов в 1979 г. при их интенсивном использовании в 1973—1978 гг. на уровне около 108 т/год по данным различных авторов [37].

Во многих случаях для измерения озона применяются единицы массовой концентрации и молярной концентрации озона, причем последняя иногда называется единицей объемной концентрации или объемного содержания озона.[ . ]

Исследование причин сокращения содержания озона в атмосфере показало, что главная из них — высокая концентрация в атмосфере атомарного хлора, причем наблюдается четкая корреляция между его содержанием и снижением содержания 03.[ . ]

Относительная амплитуда колебаний содержания озона на высотах 20-30 км — 362 (Петцольд,1973).[ . ]

За последние 16 лет в Северно., полушарии содержание озона в стратосфере уменьшилось в среднем на 3 % над плотнонаселенными территориями Сев.Америки и 2вропы. Рассчитано, что каждый процент уменьшения озонового слоя приводит к увеличению Ч1ила заболеваний раком кожи на 5 — 7 %.[ . ]

На меньших высотах скорость образования озона 03 увеличивается пропорционально соотношению концентраций газов и уменьшается из-за поглощения света с X

Оценки климатических эффектов изменений содержания озона на таких моделях общей циркуляции атмосферы весьма немногочисленны. Помимо исследований, указанных в обзоре [7] и выполненных в 70-е годы, на климатической модели Национального центра атмосферных исследований США были исследованы климатические эффекты антарктической озонной «дыры» (см. п. 5.5) и эффекты глобального уменьшения концентрации озона в слое; атмосферы до уровня 0,9 гПа ( 50 км) [145]. В последней работе численные эксперименты производились на 26-уровенной спектральной модели общей циркуляции атмосферы с 15 горизонтальными гармониками (что приблизительно соответствует сетке 4,5° по широте X 7,5° по долготе) для условий января и фиксированной температуры поверхности океана. Эффекты изменения содержания озона определялись как среднезональные и средние по 240 последним модельным суткам из 300 суток счета варианта с возмущением, начинавшегося на 150-е сутки счета контрольного1 варианта.[ . ]

Несмотря на крайне низкое количественное содержание, этот газ имел и продолжает иметь неоценимое эколого-биологическое значение, так как слой озона практически полностью поглощает поток коротковолновых УФ-лучей Солнца с длиной волны 200— 280 нм и около 90% ультрафиолетового излучения с длиной волны 280—320 нм. Таким образом, озоновый слой является охранным щитом от жесткого, короче 280 нм, УФ-излучения, крайне опасного для всего живого на планете. При этом наблюдения и расчеты ученых выявили, что если общее содержание озона сократится всего лишь на 10—20%, то на каждый процент такого сокращения придется приблизительно 2%-ное увеличение потока в вышеуказанной полосе УФ-излучения.[ . ]

ОЗОНИРОВАНИЕ — обработка воды или воздуха озоном для уничтожения микроорганизмов и устранения неприятных запахов (дезодорации). ОЗОНОВЫЕ «ДЫРЫ» — значительные пространства в озоновом слое атмосферы (озоносфере) с заметно пониженным (до 50%) содержанием озона (см. раздел 3). О.д. являются причиной повышения уровня ультрафиолетового излучения, оказывающего вредное воздействие на организмы (рис. 18). Предполагается антропогенное происхождение О.д. См. также Фреоны (раз-дел 3).[ . ]

Наибольшую точность имеют наблюдения общего содержания озона X — толщины его слоя, приведенного к нормальному давлению и температуре. Вместе с тем такие наблюдения наиболее распространены, ведутся давно, и их подробными и многочисленными данными чаще всего пользуются при изучении озона.[ . ]

Поиски более долгопериодной изменчивости общего содержания озона затруднены из-за отсутствия достаточно длинных рядов измерений. Лишь на одной швейцарской ст. Ароза ведутся систематические измерения с 1931 г., т.е. ряд составляет немногим более 45 лет, а основная сеть озонометрнческих станций была создана лишь в 1956—1957 гг. (накоплены данные всего за 20 лет). Результаты измерений в Арозе неоднократно использовались для статистического анализа различными методами. Корреляционный анализ данных за 27-летний период с 1933 по 1959 г. [326] выявил отрицательную корреляцию с относительным числом солнечных пятен с периодом 10 лет и задержкой минимума солнечных пятен на 1,5—2 года относительно максимума содержания озона. Более поздний анализ [174] среднемесячных данных за период с 1932 по 1974 г. показал, что наряду с известным 25-месячным квазидвухлетним циклом существует 133-месячный цикл, не совпадающий с 124—126-месячным циклом солнечных пятен. На основании найденной таким образом закономерности был составлен прогноз изменения общего содержания озона на ст. Ароза до 1981 г. В соответствии с этим прогнозом, содержание озона, уменьшающееся в первой половине 70-х годов, должно увеличиваться во второй половине и достичь максимума в начале 80-х годов. Однако некоторые ученые высказывают сомнение в достоверности полученных закономерностей. Так, например, анализ данных с 1931 по 1971 г. [79] показал, что можно получить периодичность от 5 до 40 лет в зависимости от того, с какого года начат и каким годом закончен анализ.[ . ]

Проблема антропогенного разрушения стратосферного озона в своей основе является глобальной. Хотя активные компоненты (окислы азота, фреоны и т. д.) поступают в атмосферу в пределах национальных границ отдельных стран, под действием атмосферных движений они быстро распространяются в пределах полушария и несколько медленнее, но все же достаточно быстро проникают в атмосферу другого полушария. Возможное уменьшение общего содержания озона в силу этого будет носить глобальный характер. Глобальный характер загрязнений и возможных последствий выдвигает ряд проблем, связанных с международными отношениями и мировой экономикой [43].[ . ]

Рассчитанное по измеренным изменениям общего содержания озона на спутнике «Нимбус-7» за период с 1979/1980 по 1987/1988 гг. повышение полной суточной дозы УФ поражения (%) [194]. Рассчитанное по измеренным изменениям общего содержания озона на спутнике «Нимбус-7» за период с 1979/1980 по 1987/1988 гг. повышение полной суточной дозы УФ поражения (%) [194].

Эти реакции образуют так называемый цикл Чепмена. Общее содержание озона иногда выражают как число молекул, получаемое в результате суммирования по всем широтам, долготам и высотам. На сегодняшний день это количество приблизительно равно 4 1037 молекул озона. Наиболее распространенной количественной оценкой состояния озона в атмосфере является толщина озонного слоя X — это толщина слоя озона, приведенного к нормальным условиям, которая в зависимости от сезона, широты и долготы колеблется от 2,5 до 5 относительных мм. Области с уменьшенным содержанием на 40—50% озона в атмосфере называют «озоновыми дырами».[ . ]

Эти реакции образуют так называемый цикл Чепмена. Общее содержание озона иногда выражают как число молекул, получаемое в результате суммирования по всем широтам, долготам и высотам. На сегодняшний день это количество приблизительно равно 4 1037 молекул озона. Наиболее распространенной количественной оценкой состояния озона в атмосфере является толщина озонного слоя X — это толщина слоя озона, приведенного к нормальным условиям, которая в зависимости от сезона, широты и долготы колеблется от 2,5 до 5 относительных мм. Области с уменьшенным содержанием на 40—50% озона в атмосфере называют «озоновыми дырами».[ . ]

Так, например, трубчатый озонатор типа П0-3-500 вырабатывает 1540 г озона в 1 ч при подаче воздуха под давлением 1,6—1,9 ата и частоте тока 500 гц. Содержание озона в озонированном воздухе 20 г/м3. Намеченный к промышленному выпуску озонатор ПО-4 будет вырабатывать 3000 г озона в 1 ч.[ . ]

Несмотря на то что в атмосфере содержится небольшое количество озона, он является ее важнейшей составляющей. Озон активно поглощает ультрафиолетовое (УФ) излучение Солнца и таким образом определяет распределение температуры в стратосфере, а также является охранным щитом от жесткого УФ излучения, опасного для всего живого на Земле. Озон образует в атмосфере озоносферу. Содержание озона в атмосфере составляет б 10-5 % (по массе); его общее количество достигает 3,3-109 т (из них 1,16-108 т находится в тропосфере). Среднее время жизни озона в атмосфере составляет около 50 сут [1].[ . ]

На принципах дериватизации построен автоматический анализатор содержания озона в воде — ФЛЮОРАТ-АО-2 (фирма «Люмэкс», Санкт-Петербург). Хлорирование воды имеет целый ряд недостатков, одним из которых является образование хлорфенолов — источников возникновения диоксинов. К числу наиболее прогрессивных методов обеззараживания воды относится обработка ее озоном. После этой стадии водоподшговки вода должна соответствовать определенным санитарным и технологическим требованиям, и автоматический анализатор применяют для контроля качества обработанной воды .[ . ]

М. Э. Эглите (1968) наблюдала прямую зависимость между концентрациями озона в атмосферном воздухе и напряжением ультрафиолетовой и суммарной радиации. По данным автора, при высокой относительной влажности и во время дождя содержание озона в воздухе незначительно, но во время снегопада оно увеличивается. Какой-либо четкой корреляции между концентрациями атмосферного озона, температурой воздуха и скоростью ветра не выявлено.[ . ]

Р(к)- «спектр действия». Таким образом, для 1 %-ного уменьшения общего содержания озона эритемная доза в среднем увеличивается примерно на 2 %, независимо от X и 0.[ . ]

На протяжении многих лет в озоновом слое наблюдаются локальные уменьшения содержания озона — озоновые дыры. Под озоновой дырой понимают пространство в озоносфере, характеризующееся значительным понижением концентрации озона (до 50%) под воздействием естественных и антропогенных факторов. Время от времени эти громадные по площади дыры возникают над разными территориями и висят над ними от нескольких дней до недели, частота их появления увеличивается.[ . ]

Поскольку в нашем распоряжении есть статистический материал наблюдений за общим содержанием озона X более чем за 20 лет (1957—1979 гг.), т. е. примерно за два цикла изменений активности, мы можем сравнивать последнюю с колебаниями X обычными статистическими методами (см. ниже .[ . ]

Поглощая при своем образовании значительную часть жестких ультрафиолетовых лучей, озон играет большую защитную роль для всей экосферы, так как многие молекулярные структуры живых организмов разрушаются под действием жесткого ультрафиолета. С этим связано одно из критических обстоятельств современной экологической обстановки, поскольку образование и содержание озона в атмосфере географически неравномерно, существуют области значительного ослабления озонового экрана.[ . ]

При обработке показаний полетных озонометров, чтобы получить абсолютные концентрации озона в атмосфере, были использованы данные измерений общего содержания озона Расчет параметров газа внутри прибора по параметрам свободной атмосферы проводился с помощью известных газодинамических соотношений для континуального режима.[ . ]

В апреле—июне 1969 г. один из авторов во время V рейса НИС «Профессор Визе» произвел наблюдения общего •содержания озона в Атлантике вдоль меридионального разреза по 30° з. д. от 60° с. ш. до 60° ю. ш. (см. рис. 35). Наблюдения проводились на универсальном озонометре УО-2 с реперными контрольными измерениями на монохроматоре ДМР-4. По этим измерениям была проведена корректировка данных УО. В среднем йоправка достигала +25 -30 е. Д. (10%). Откорректированное широтное распределение ОСО в течение рейса представлено на рис. 36, а. На рисунке проставлены даты на пути на юг (точди) и на север (крестики,). На этом же рисунке для сравнения представлены результаты наблюдения ОСО со спутника по данным [248] (среднее за апрель—июнь 1969 г.). Полученный разрез отражает ряд особенностей широтного и сезонного хода ОСО в 1969 г. Весной 1969 г. в тропической тропосфере господствовала западная фаза квазидвухлетней цикличности, которой соответствует низкое содержание озона в тропиках. Кроме того, наблюдалось аномальное похолодание вод Атлантики в субтропических и среднеширотных районах, дополнительно усилившее процессы меридионального типа в северном полушарии и вызвавшее ряд аномалий в погоде северного полушария. Вероятно, результатом этого явилось аномально высокое содержание озона в северном полушарии по сравнению с южным с учетом сезонных особенностей. На фоне сравнительно низкого содержания озона в тропиках явно выделяется приэкваториальный максимум озона, уже отмеченный нами ранее. Над Индийским океаном весной 1979 г. этот максимум имел еще более выраженное смещение к северу (см. рис. 36) в связи с муссонными процессами, развивающимися там в это время. Разрез подтверждает уже известные ранее особенности ши? ротного хода X: большой широтный градиент озона в области 25—35° с, ш. весной северного полушария, смещение озонного экватора в осеннее (южное) полушарие и заметный градиент север—юг в тропиках, локализация широтного максимума в южном полушарии в район 45—55° ю. ш.[ . ]

Озоновые дыры образуются не только над Антарктидой, в зимнее время они постоянно существуют над большей частью Европы, над Восточной Сибирью. Продолжительные экспериментальные исследования содержания озона над Европой показали, что среднеквадратичное отклонение общего содержания озона достигало 10-12% еще в 1957-1979 гг. Согласно исследованиям ряда специалистов по озону Центральный аэрологической обсерватории важнейший вклад в формирование долговременных изменений общего содержания озона в Северном полушарии вносят естественные геофизические процессы. Аномально низкие значения общего содержания озона в 1992-1993 гг. были вызваны мощным извержением вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 г. Последние исследования показывают, что извержения вулканов сопровождаются значительным выбросом фторсодержащих веществ. Ранее считалось, что подобные вещества могут быть только антропогенного происхождения. Геологи указывают на еще один возможный природный механизм действия на озоновый слой. В ядре Земли растворено значительное количество водорода, который поступает в атмосферу, В атмосфере водород, взаимодействуя с озоном, разрушает его. Через рифтовые разломы в атмосферу наряду с водородом поступает метан, также приводящий к разрушению озонового слоя.[ . ]

Многолетний тренд некоторых характеристик средней стратосферы Многолетний тренд некоторых характеристик средней стратосферы
Многолетний тренд некоторых характеристик средней стратосферы Многолетний тренд некоторых характеристик средней стратосферы

Лекция 2. Озон в атмосфере

Озо́н (от др.-греч. ὄζω — пахну) — состоящая из трёхатомных молекул O3 аллотропная модификация кислорода. Впервые озон был обнаружен в 1785 г. голландским физиком Мишелем ван Марумом по характерному запаху и окислительным свойствам, которые приобретал воздух после пропускания через него электрических искр. Однако как новое вещество он описан не был, ван Марум считал, что в этом эксперименте образуется особая «электрическая материя».

Термин озон предложен немецким химиком Xенриком Шёнбейном в 1840 г. и вошёл в словари в конце XIX века. Многие источники именно ему отдают приоритет открытия озона в 1839 г.

Экологические особенности атмосферного озона

Общая масса озона в атмосфере Земли 4·10 9 т, т.е. 0,64·10 -6 от массы всей атмосферы, средняя стационарная концентрация 1 мг/м 3 . Несмотря на это именно благодаря этому веществу современная биосфера имеет свой нынешний состав и структуру. Именно благодаря ему на Земле существуют наземные формы жизни, населяющие ее материки и острова, в том числе и такой вид как человек -разумный.

Вызвано это тем, что в стратосфере озон образует слой, защищающий все наземные формы жизни от воздействия смертельного для них жёсткого ультрафиолетового излучения. Происходит это благодаря способности озона поглощать ультрафиолетовую радиацию с длинами волн в диапазоне от 200 до 320 нм (полоса Гартли- Хиггинса). Еще более короткие волны эффективно поглощаются кислородом, являющимся одним из основных компонентов земной атмосферы.

При менее интенсивном поглощении упомянутые составляющие УФ-излучения, вызывают рост заболеваемости населения раком кожи (относительно малоопасного базально-клеточного и смертельно опасной агрессивной меланомы), саркомой, повреждением сетчатки глаз и возникновением катаракты.

Негативным образом поглощаемые озоном коротковолновые составляющие УФ — радиации влияют на животных, а также на фотосинтезирующих растениях, в том числе сельскохозяйственные культуры и фитопланктон — ключевой компонент многих пищевых цепей на нашей планете.

Распределение в атмосфере озона также оказывает влияние на климат, поскольку это вещество обладает свойствами парникового газа. Озон существенно (всего лишь в 4 раза слабее чем СО2) влияет на термический режим приземного слоя атмосферы планеты.

В случае удвоения концентрации в атмосфере CO2 вероятно увеличение средней температуры приземного слоя земной атмосферы на 3–4°С, а в случае такого же изменения средней концентрации озона это увеличение составит около 1° С.

Вызвано это те, что в спектре поглощения озона присутствуют мощные линии с максимумами, соответствующими 5мкм (полоса Шапюи) и 9 мкм, вследствие чего озон поглощает составляющие спектра теплового излучения, которые не поглощаются водяным паром, диоксидом углерода и другими парниковыми газами.

На рисунке 1 приведен иллюстрирующий это спектр поглощения воздухом электромагнитных волн в диапазоне от 0.3 до 15 мкм.

Рисунок 1. Спектр поглощения воздухом солнечной радиации в диапазоне от 0.3 до 15 мкм .

Важной характеристикой экологических особенностей озона является и то, что это вещество токсично (оно относится к 1 классу опасности). Вследствие этого тропосферный и в особенности смоговый (приземный) озон являются опасными загрязнителями воздуха, который может угрожать здоровью людей и животных, а также повреждать растения.

Малые концентрации озона в воздухе создают ощущение свежести, однако вдыхание воздуха с концентрацией озона 0,002-0,02 мг/л вызывает раздражение дыхательных. путей, кашель, рвоту, головокружение, усталость. В присутствии оксидов азота токсичность озона увеличивается в 20 раз.

Наиболее опасное воздействие на организм человека проявляется в следующем:

1. Оказывается прямое раздражение и повреждение тканей органов дыхания.

2. Способствует развитию атеросклероза, воздействуя на холестерин в крови человека, с образованием в ней нерастворимых форм.

3. Повреждает клеточные и внутриклеточные мембраны, приводит к образованию во внутриклеточных средах, в том числе и в ядрах, свободных радикалов, что повреждает хромосомы и вызывает мутации.

Влияние на растения. Озон в клетках растений вызывает диффузию хлорофилла, разрушая мембраны хлоропластов; уменьшается проводимость устьиц, что уменьшает продукцию и ослабляет газообмен с атмосферой. Поэтому увеличение содержания в воздухе озона приводит к повреждениям листьев, снижению их фотосинтетического потенциала. Ежегодно в странах Евросоюза снижение урожая зерновых культур и винограда за счет влияния приземного озона приводит к ущербу 2 млрд. евро.

Влияние на почвы. В результате увеличения концентрации приземного озона в период, прошедший после начала промышленной революции, снизилась способность почвенной биоты поглощать СО2 , что является одной из причин увеличения концентраций этого вещества в воздухе, наблюдавшегося в XX веке.

По мнению Ситча (Sitch и др. 2007), с учетом этого косвенного воздействия на климат увеличения концентрации тропосферного озона, его вклад в потепление, необходимо увеличить почти вдвое. Снижение загрязнения нижней тропосферы озоном могло бы компенсировать прирост концентрации в воздухе СО2, произошедшее за 2 последних десятилетия (Wallack и Ramanathan, 2009).

Нормативы по озону:

максимальная разовая предельно допустимая концентрация

(ПДК м.р.) в атмосферном воздухе населённых мест 0,16 мг/м³

среднесуточная предельно допустимая концентрация

(ПДК с.с.) в атмосферном воздухе населённых мест 0,03 мг/м³

предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны 0,1 мг/м³

При этом, порог человеческого обоняния приближённо равен 0,01 мг/м³.[11]

Летальная Доза для мыши 0,046 мг/л ( 2 ч), 3 мг/л ( 5 мин).

Сколько процентов озона в воздухе

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Некос Экология .doc
Скачиваний:

  • • Модуль 1. Введение:
  • • 1.1. Программа курса «Основы общей экологии и неоэкологии»
  • • 1.2. Программная лекция 1.1 по модулю 1 «Введение»
  • • 1.3 Проблемная лекция 1.1 по модулю 1 «Введение: Актуализация понятий. Методы. Системы. Биосфера”
  • • 1.4 Проблемная лекция 1.2 по модулю 1 «Введение”: — Современная экологическая ситуация отдельных компонентов биосферы (элементы глобальной экологии; экологический императив)
  • • Модуль 2.
  • • 2.1. Программная лекция 2.1. По модулю 2 «Основы традиционной экологии»: Теоретическая экология. Круговороты
  • • 2.2. Проблемная лекуия 2.1. По модулю 2 «Основы традиционной экологии”: – Теоретическая экология. Круговороты.
  • • 2.3. Проблемная лекция 2.2. По модулю 2 “Основы традиционной экологии”: — Теоретическая экология: Процесс фотосинтеза.
  • • 2.4. Программная лекция 2.2. По модулю 2 «Основы традиционной экологии”: — Теоретическая экология: экологические условия, факторы, ресурсы, экологическая ниша
  • • 2.5. Проблемная лекция 2.3 по модулю 2 «Основы традиционной экологии”: — Теоретическая экология: Экологические условия, факторы, ресурсы, экологическая ниша
  • • 2.6. Программная лекция 2.3 по модулю 2 «Основы традиционной экологии” — Организмы
  • • 2.7. Проблемная лекция 2.4. По модулю 2 «Основы традиционной экологии”: — Организмы
  • • 2.7.1. Соответствие между организмами и изменяющейся средой.
  • • 2.7.2. Унитарные и модулярные организмы: их жизнь и смерть. Жизнь — как экологическое событие. Демографические процессы
  • • 2.8. Программная лекция 2.4. По модулю 2 «Основы традиционной экологии”: — Разнообразие и основные типы взаимодействия живых организмов
  • • 2.9. Проблемная лекция 2.4. По модулю 2 «Основы традиционной экологии”: — Разнообразие и основные типы взаимодействия живых организмов
  • • 2.10. Проблемная лекция 2.7 по модулю 2 “Основы традиционной экологии”: – «Жизненный цикл — как один из важнейших аспектов традиционной экологии»
  • • 3.4.2. Численность
  • • 2.11. Проблемная лекция по модулю 2 «Основы традиционной экологии”: — Сообщества
  • • 3.5.1. Видовое богатство сообщества
  • • Содержание
  • • Глобальное изменение и ключевые проблемы
  • • Содержание
  • • 4.2.Проблемная лекция 4.1 по модулю 4 «Основы неоэкологии»- Концептуальные основы неоэкологии
  • • 4.2.1.Введение
  • • 4.2.2.Теоретико-методологические основы
  • • Гипотезы, теории экологии
  • • Основные экологические законы
  • • 6.1. Программная лекция 6.1. По модулю 6 «Основы неоэкологии: — Глобальные проблемы неоэкологии»
  • • 6.1. Проблемная лекция 6.1. По модулю 6 «основы неоэкологии» — глобальные проблемы неоэкологии.
  • • 6.1.1. Проблемы народонаселения и здоровья.
  • • 6.1.2. Проблемы воды
  • • 6.1.3. Проблемы воздуха
  • • 6.1.4. Проблемы землепользования и лесов
  • • 6.2.5. Проблемы промышленности, энергии и отходов
  • • 6.1.6. Проблемы транспорта и туризма
  • • 6.1.7. Проблемы наводнения, ураганов, засухи, антропогенных аварий
  • • 6.1.8. Проблемы войны и мира
  • • 6.1.9.Проблемы озона и изменения климата
  • • 6.1.9.1. Проблемы атмосферного озона и озоновых «дыр»
  • • Общие сведения об озоне. Свойства
  • • Содержание озона в атмосфере его распределение , колебания.
  • • Влияние на озон различных химических веществ и их источников.
  • • Механизм проникновения загрязнений в стратосферу
  • • Роль стратосферного озона в формировании глобального климата планеты.
  • • Источники образования тропосферного озона и его роль в формировании смогов.
  • • Использование свойств озона
  • • Меры, направленные и регулирование содержания озона в тропосфере и стратосфере
  • • 6.1.10 Проблема кислотных дождей.
  • • Природные и антропогенные источники кислотных дождей
  • • Основные соединения азота и их концентрации
  • • Профилактические меры по защите
  • • Среднегодовые и максимальные концентрации загрязняющих компонентов в атмосферном воздухе крупных городов Украины.
  • • Модуль 7″Основы неоэкологии»-Проблемы экологической безопасности.
  • • 7.1. Програмная лекция 7.1 по модулю 7 «Основы неоэкологии»:
  • • Проблемы экологической безопасности.
  • • 7.2. Проблемная лекция 7.2. По модулю 7 «основы неоэкологии»: — проблемы экологической безопасности
  • • 7.1.1. Агроэкологические проблемы. Агроэкология
  • • 7.1.2. Проблемы шумового загрязнения. Акустическая экология
  • • Шкала уровня шума
  • • 7.1.3. Проблемы бытовых отходов
  • • 7.1.4. Проблемы пылевого загрязнения
  • • 7.1.5. Проблемы физического загрязнения (электомагнитное в т.Ч. Радиационное, тепловое и световое) 7.1.5.1. Дефиниции понятий
  • • 7.1.5.2. Физические основы электромагнитного излучения.
  • • Электромагнитное излучение
  • • 7.1.5.3.Элементы радио экологии. Ядерное излучение.
  • • Ионизирующие излучения геосистем
  • • Средняя концентрация радионуклидов космического происхождения в дождевой воде
  • • Естественный радиационный фон геосистем
  • • Технологически измененный естественный радиационный фон геосистем
  • • Миграция радионуклидов в биосфере
  • • 7.1.5.4.Слабые электромагнитные излучения. Световое и тепловое загрязнение.
  • • 7.1.6. Некоторые другие проблемы экологической безопасности. Экологическая политика.
  • • 8.2.Проблемная лекция 8.1. По модулю 8 «Основы неоэкологии » Геоэкология как неотъемлемая часть неоэкологии; Загрязнения- основные понятия, классификация, последствия.
  • • 8.1.1. Обект и предмет геоекологии .
  • • 8.1.2. Принципиальные различия между экосистемой и геосистемой.
  • • 8.1.3.О понятиях геоэкосистема и комплексная эколого-экономическая система.
  • • 8.1.4.Понятие об амплитуде геосистемы и концепция ладшафтно-экологической ниши в геоэкологии.
  • • 8.1.5. Базовый понятийно-терминологический аппарат неоэкологии.
  • • 8.1.6. Миграция химических элементов. «Качество окружающей среды».
  • • 8.1.7 Механизм процесса загрязнения.
  • • 8.1.8 Пространственная структура загрязнений .
  • • 8.1.9 Воздействие загрязнений на живые организмы .
  • • 8.1.10.Отдельные положения, понятия, термины.
  • • 8.3.Прогамная лекция 8.2 по модулю 8 «Основы неоэкологии»- классификация и оценки загрязнений — индексы загрязнений.
  • • 8.4. Проблемная лекция 8.2. По модулю 8 «Основы неоэкологии»- классификации и оценки загрязнений — индексы загрязнений.
  • • 8.2.1.Классификация веществ загрязняющих атмосферу.
  • • 8.2.2 Индексы загрязнений.
  • • 8.2.2.1 Методика расчёта комплексного индекса загрязнения атмосферы на основе данных наблюдений.
  • • 8.2.2.2 Расчет индекса загрязнения воды (изв)
  • • 9.2.Проблемная лекция 9.2 по модулю 9 «Основы неоэкологии»- оценка воздейсвия на окружающую среду ( овос ).
  • • 9.1.1.Содержание овос.
  • • А) идентификация воздействия.
  • • Объекты и показатели категории воздействий
  • • Б) оценка воздействия на окружающую среду
  • • В) интерпретация результатов оценки
  • • Г) представление результатов оценки.
  • • 9.3.Програмная лекция 9.2.По модулю 9. Контроль и управление качеством
  • • 9.4. Проблемная лекция 9.2. По модулю 9 «Основы неоэкологии» — Контроль и управление качеством природной среды. 9.2.1. Общие положения.
  • • 9.2.2. Контроль и управление качеством атмосферного воздуха.
  • • 9.2.3. Понятие об эффекте суммации.
  • • 9.2.4. Контроль и управление качеством воды
  • • 9.2.5. Нормативные и прочие требования
  • • 9.2.7. Понятия об экологическом мониторинге.
  • • 9.2.8. Критерий экологического риска – альтернатива пдк.
  • • 9.2.9. Схема управления экологическим состоянием города и других территорий.
  • • 10.1.2. Проблемы загрязнения воздушного бассейна
  • • 10.1.3. Проблемы качества поверхностных и подземных вод
  • • 10.1.4. Проблемы сохранения земельных ресурсов
  • • 10.1.5. Проблемы сохранения биологических ресурсов
  • • 10.1.6. Проблемы природно-техногенной (экологической) безопасности
  • • 10.1.7. Проблемы трансграничного переноса загрязняющих веществ
  • • 10.1.8. Проблемы радиационной безопасности окружающей среды
  • • 10.1.9. Проблемы здоровья населения.
  • • 10.1.10. Первоочередные меры по стабилизации состояния окружающей среды

Общая масса озона в атмосфере Земли 4´10 -6 т, т.е. всего 0,64´10 9 от массы атмосферы. Это значит, что если собрать весь озон и осадить его на горизонтальную площадку поверхности Земли, то он покроет ее слоем равным в среднем для всей земной атмосферы 2,9 мм (толщина этого слоя в одну тысячную долю сантиметра соответствует одной единице Добсона (канадский ученый). Сравним: озона почти 3 мм, а столб атмосферы 8 км. Вес озона на каждый кв.метр не превышает 5-6 грамм.

Озон имеется в тропосфере, стратосфере и мезосфере. В термо-ионосфере его содержание принебрежительного мало. Механизм образования: в приземном воздухе азот и кислород существует практически в форме молекул N2 и О2. Под действием солнечной радиации идут процессы диссоциации (т.е. разрушения молекул), приводящие к появлению атомов N и О, т.е. количество атомарного кислорода (хотя и очень малое) с увеличением высоты растет. Этим и объясняется рост с высотой количества молекул О3. Но с некоторого уровня, расположенного в нижней стратосфере, разрушение молекул О3 солнечным излучением растет с высотой быстрее, чем образование озона из атомов О, поэтому, начиная с этого уровня (т.н. максимума слоя озона), концентрация озона с высотой начинает уменьшаться. Такова упрощенная схема вертикального распределения озона с максимумом на высоте 15-25 км в нижней стратосфере. Понятно, что никакого «слоя» озона, конечно нет. Озон существует в виде малой примеси «микрогаза» к атмосферному воздуху на всех высотах от поверхности Земли до мезопаузы. Иногда атмосферу ниже мезопаузы называют ОЗОНОСФЕРОЙ.

Общее количество озона колеблется от 120 до 760 еД при среднем значении 290 еД. Это количество колеблется от сезона к сезону, от широты, от солнечной активности. Колебания с периодом в 26 месяцев зафиксированы, т.е. реально существуют. Они трудно увязываются с периодами на Земле и Солнце. Ближе всего это увязывается с квазидвухлетним (квази-«якобы», «мнимый») колебанием и проявляется, прежде всего, в изменении зонального (т.е. дующего вдоль параллели) ветра в экваториальной атмосфере (2 года и 2 месяца ветер на экваторе дует с запада, а затем резко меняется на восточный) (рис.4)

Итак, согласно приведенному рис.4. максимум приурочен к концу зимы — началу весны (февраль-март), а минимум к осени (сентябрь-октябрь). Наибольший сезонный контраст наблюдается в высоких широтах (70-80° .сш), где его от 450 еД (март) до 280 еД (сентябрь). С уменьшением широты амплитуда сезонных колебаний падает (на 40-43град. — от 350 еД зимой, до 280 еД осенью), а на широтах меньше 30°, сезонные изменения практически отсутствуют (от месяца к месяцу не более, чем на 20 еД). И это понятно, т.к. в тропиках сезоны отсутствуют.

Причиной сезонных и широтных колебаний являются фотохимические и динамические процессы, характерные для земной атмосферы. Если солнечное излучение отсутствует или ослаблено (ночь, зима, весна, осень в высоких широтах и т.д) реакция образования озона не идет и разрушение молекул О3 определяется образованием при длинноволновом излучении атома и молекулы кислорода. Эту схему поведения озона впервые предложил еще в 1930 г. английский геофизик ЧЕПМЕН и оно носит его имя (Чепменовские процессы).

Важно знать «время жизни», «время пребывания» озона в атмосфере от его зарождения до гибели. На высоте 40 км фотохимическое время жизни для озона составляет примерно 3 часа, т.е. это значительно быстрее динамических процессов, которые, как правило, длятся одни сутки. На высоте 15 км совсем по-другому: здесь фотохимическое время жизни озона более 100 суток, т.е. дольше динамических процессов. Таким образом, динамические процессы в данном случае могут повлиять на озон, а значит, концентрация О3 будет отражать интенсивность именно динамических процессов. Более того, установлено, что озон при восходящих процессах, подымаясь вверх, становится «тонким», а значит общее количество озона будет меньше, а при нисходящих процессах озона больше, следовательно, происходит и утолщение слоя озона.

Теперь ясно каков механизм сезонного хода. В течение зимы происходит накопление (разрушающее влияние солнечного излучения слабо) озона. Таким образом, форма профиля озона определяется динамическими процессами. Именно фотохимические процессы определяют характер распределения озона, а динамические только перераспределяют то, что уже создано.

СТРАТОСФЕРНЫЙ ОЗОН И УМЕНЬШЕНИЕ ЕГО КОЛИЧЕСТВА

Дело в том, что молекулы азота, которых в атмосфере больше всего, вообще пассивны и в поглощении излучения практически участия не принимают. Поэтому получается, что если бы не озон, то солнечное излучение с длиной волны от 0,2 до 0,32 мкм проникало бы сквозь атмосферу до поверхности Земли. Коэффициент поглощения озона в этой области спектра очень велик и намного превосходит коэффициент поглощения кислорода, азота, аргона.

Жесткое УФ излучение после прохождения озона уменьшается в 1017 раз. Таким образом, защита трехмиллиметрового слоя озона огромна. Мягкое УФ излучение доходит до поверхности Земли. А один берр излучения (биологически активного) вызывает в организме большие изменения, чем рентгеновское и гамма-излучение (поэтому оно биологически активное). Даже мягкое УФ излучение приводит к временной потере зрения в горах и на заснеженных равнинах. Наибольшую опасность и влияние озон оказывает на нуклеиновые кислоты ( ДНК, РНК), т.к. они отвечают за наследственность.

Эволюция выработала адаптацию к излучению больше 0,32 мкм. Суть — белок поглощает это излучение, как бы защищая нуклеиновые кислоты, а от излучения ниже 0,32 нет защиты и как последствия — рак кожи, гомолиз-разрушение красных кровяных телец, иммунной системы, поражение сетчатки глаза (катаракты). Уже сейчас установлено, что последнее характерно для полярников, т.е. количество таких заболеваний растет с уменьшением широты.

Озона становится все меньше. Тренд (т.е. тенденция изменения какого-либо параметра во времени) общего количества озона изменяется в сторону уменьшения. Существующие на земном шаре станции измеряют содержание озона спектрометром Добсона. Точность ( ± 0,5%). Установлено, что последние два десятилетия наблюдается уменьшение общего количества озона в стратосфере. На современном этапе мониторинга озона это уменьшение возможно оценить равным 2% ( с 1969 по 1987 гг). Медики считают, что уменьшение озона даже на 1% увеличивает заболеваемость раком кожи на 10-20 %.

2. Распределение озона в атмосфере. Стратосферный озон.

Озон – трёхатомный кислород. Образуется от 15 до 70 км и поглощает ультрафиолетовую солнечную радиацию. В чистой атмосфере у земной поверхности озон содержится в ничтожных количествах. С высотой содержание его возрастает, причём не только в процентном отношении, но и по абсолютным значениям. Максимальное содержание озона в полярных областях наблюдается на высотах 15-20 км, в умеренных широтах – 20-25 и в тропических и субтропических широтах 25-30 км; выше содержание озона убывает и на высоте 70 км сходит на нет.

Озон, сильно поглощая солнечную радиацию, энергия которой составляет 3% всей солнечной энергии, повышает температуру воздуха на высоте 30-55 км, поэтому воздух в стратосфере на этих высотах очень тёплый. Поэтому стратосферу иногда называют озоносферой. Также, целиком поглощая коротковолновую радиацию Солнца, озон защищает живые организмы на Земле от вредного и даже губительного действия ультрафиолетовой радиации.

3. Водяной пар в воздухе и характеристики влажности воздуха. Изменение влажности с высотой.

Содержание водяного пара в воздухе колеблется от 0,2% в полярных широтах, до 2,5% у экватора. В связи с этим процентное содержание других газов переменное. Водяной пар непрерывно поступает в атмосферу путем испарения и транспирации растениями.

Для каждого значения температуры данного объема атмосферы существует предельно возможное количество водяного пара. Когда такое количество достигнуто, водяной пар называют насыщающим, а воздух, содержащий его – насыщенным. Состояние насыщения обычно достигается при понижении температуры воздуха. Если состояние насыщения достигнуто, а температура продолжает понижаться, то часть водяного пара становится избыточной и конденсируется. В воздухе возникают облака и туманы. С водяным паром в воздухе связаны важнейшие процессы погоды и особенности климата. Наличие водяного пара существенно сказывается на тепловых условиях атмосферы и земной поверхности.

Содержание водяного пара в воздухе называют влажностью воздуха. Мерой влажности является парциальное давление водяного пара и относительная влажность. Давление водяного пара пропорционально его плотности и абсолютной температуре. Давление водяного пара в состоянии насыщения называют давлением насыщенного водяного пара Е. Это максимальное давление водяного пара, возможное при данной температуре. Оно определяется эмпирической формулой Магнуса:

где Е0 – давление насыщенного пара при температуре 0С. Давление насыщенного пара над чистой водой и надо льдом различно, поэтому различны и коэффициенты в формуле Магнуса.

Степень близости воздуха к состоянию насыщения характеризуется относительной влажностью. Относительная влажность – отношение фактического парциального давления водяного пара е, содержащегося в воздухе, к давлению насыщенного водяного пара Е при температуре этого воздуха, выраженное в процентах:

Если воздух находится в состоянии насыщения, относительная влажность равна 100%.

В зависимости от распределения газов по высоте выделяют гомо- и гетеросферу. В гомосфере (до 100 км) перемешивание настолько велико, что гравитационное распределение газов (по закону Дальтона – в покоящейся смеси газов каждый распределяется в пространстве независимо от присутствия других) не наблюдается. Выше 100 км происходит процесс расслоения газов по плотности, осложненный диссоциацией молекул на атомы. Кислород диссоциирует на атомы уже на высоте 20 км. На высоте 200 км число атомов кислорода становится равным числу молекул азота. Гравитационное разделение происходит в чистом виде только с благородными газами – аргоном и гелием. Вся внешняя часть атмосферы (выше 100 км) характеризуется непрерывным изменением состава воздуха как по слоям, так и во времени. Эта часть атмосферы носит название гетеросферы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *