Атмосфераның құрамы және ластаушы көздері

            Атмосфераның құрамы және

                          ластаушы көздері

    Жоспар:

 

    І. Кіріспе.

 

    Атмосфераның  жалпы сипаттамасы

 

    ІІ. Негізгі бөлім:

 

    А) Атмосфераның  қабаттары 

 

    Б) Атмосфераның  құрамы 

 

    В) Атмосфераның  ластаушы көздері

 

    ІІІ. Қорытынды.

   

    Атмосфераның  маңызды қасиеттері 

 

 

          Атмосфера (гр. atmos — «ауа» және гр.  sphaira— «шар») - жердің ауа қабығы. Атмосфера – ауа, химиялық қоспалар мен су буынан тұратын күрделі жүйе. Ол биосферадағы физико-химиялық және биологиялық процестердің жүріуінің шарты және метеорологиялық режимінің маңызды факторы. Атмосферадағы жекелеген құрамдастардың қатынасы оның радиатцияға, жылу және су режиміне, өздігінен тазартуға қабілетін анықтайды. Атмосфераның газдық құрамы, су буы және әр түрлі қоспалар жер бетіне күн радиациясының өту деңгейін және жер маңы кеңістігіндегі жылуды ұстап тұруды анықтайды. Егер атмосферада қоспалар болмаса, онда жер бетіндегі орташа жылдық температура +15º С емес, -18ºС болар еді. Атмосфераның орташа қалыңдығы - 150 км.

          Атмосфераның төменгі шекарасы жер беті болып табылады. Оның төменгі қабаты азот, оттегі мен сирек кездесетін көміртегінен, аргоннан, сутегіден, гелийден тағы басқа газдардан тұрады. Бұған су буы да араласады. Атмосфера түсінің көк болып келуі газ молекулаларының жарық сәуле шашуына байланысты. Жоғарылаған сайын атмосфера бірте-бірте сирей береді, қысымы төмендеп, оның құрылысы да өзгереді.

           Атмосфера 6 қабаттан тұрады.

           Тропосфера (грек. tropos – бұрылыс, өзгеріс және sphaira – шар) – атмосфераның  жер бетімен тығыз әрекетте болатын ең төменгі қабаты. Тропосфера - бүкіл ауаның 4\5 бөлігі. Тропосферада бұлт, жауын-шашын, жел және тағы басқа құбылыстар орын алып отырады. Қалыңдығы жер бетінен қызған ауаның жоғары өрлеген ағындарының көтерілетін биіктігімен анықталады. Экваторлық ендіктерде ауа 16 – 17 км, қоңыржай белдеуде 10 – 11 км, полюстік аймақтарда 7 – 8 км биіктікке көтеріледі. Осы биіктіктер Тропосфераның жоғарғы шекарасын белгілейді. Орташа қалыңдығы 10 – 11 км. Үстіндегі стратосферадан жұқа тропопауза өтпелі қабатымен бөлінген. Атмосфераның жер бетіне таяу қабатында ауа Жердің тартылыс күшіне және газдардың сығылуына байланысты барынша тығыз орналасады. Атмосфераның бүкіл массасының 80%-ы және су буы түгелдей Тропосферада шоғырланған. Әр 100 м-ге биіктеген сайын ауаның температурасы орта есеппен 0,6С-қа төмендейді. Осы қабатта ауа райы мен климат түзуші процестер өтеді. Жерге іргелес ең төменгі қабатында ауаның температурасы тәулік ішінде және жыл бойы өзгеріп отырады. Тропосфера түгелдей Жердің географиялық қабығының құрамына кіреді.

           Стратосфера (лат. stratum - «қабатталған») — тропосфераның үстінен 80 км-ге дейінгі биіктікте орналасқан атмосфера қабаты. Бұл қабат бүкіл атмосфера салмағының 20%-ын құрайды. Мұнда күннің ультрафиолетті сәулеленуін күшті сіңіретін озон қабатының болуына байланысты жоғарыдан келетін температураның төмендеуі тоқталады. 30 км биіктік шамасына дейін температура өзгермей 50° шамасында сақталып тұрады, ал одан әрі қарай биіктікте біртіндеп жоғарылай отырып, 60 км биіктікке барғанда тіпті 75°-қа дейін артады. Статосферада су буы және бұлт атаулы мүлдем дерлік болмайды. 1951 жылы халықаралық келісім бойынша стратосфера деп тек 40 км биіктікке дейінгі қабатты атап, ал 40-тан 80 км-ге дейінгі қабатты мезосфера (орта қабат) деп атау керектігі келісілді.

             Мезосфера (гр. mesos — ортаңғы және sphaіra — шар) — атмосфераның 50 — 80 километр биіктіктегі ортаңғы қабаты. Стратосфера (мезосфера асты) мен ионосфера (мезосфера үсті) қабаттарының аралығында. Мезосферада жоғарылаған сайын температура төмендей береді: 50 километр биіктікте 70°С шамасында болса, 80 километр төңірегінде — 900°С-қа дейін төмендейді. Мезосфера құбылыстары (температурасы, қысымы тағы басқа) метеорологиялық ракетадағы құралдар күшімен анықталады.

             Термосфера – атмосфераның 80–85 км-ден 500 – 600 км-ге дейінгі молекулалық, атомдық иондардың және еркін электрондардың мол қабаты. Термосферада температура биіктікке қарай жүздеген, тіпті мыңдаған градусқа өсіп отырады.

               Экзосфера (грек. ехо – сыртқы және sphaіra – шар) – Жер атмосферасының шеткі, ең жоғары қабаты. Ең төмен шегі Жер бетінен 500 – 1000 км биіктіктен өтеді, жоғары шегі айқын анықталмаған. Экзосферада ауа тығыздығы өте төмен, себебі мұндағы газ бөлшектерінің (атом немесе молекула) орташа еркін жолының ұзындығы салыстырмалы тік бағытына байланысты; ал бойымен жоғары тік қозғалатын бөлшектер үшін ауа тығыздығы өте жоғары. Атмосфера газ бөлшектері, әсіресе олардың неғұрлым жеңілдері Экзосферадан ғарыш кеңістігіне еркін ұшып өте алады.

               Ионосфера — газ молекулаларының ионизациясы жоғары болатын, 80 км-ден 800—1000 км биіктік аралығында жатқан атмосфераның қабаты. Атмосфераның 50- 80 км биіктіктерден бастальт, 1200-1300 км- ге шейін созылатын жоғарғы қабаттары. Бұл қабаттарда газдар ішінара ионданған күйде болады. Қысқа толқынды радиобайланыс үшін үлкен маңызы бар.

Ионосфера - Жер бетінен 50-80 км-ден мындаған километр биіктікке дейінгі атмосфераның жоғары ионданған қабаты (жоғары Ионосфера). Ионосфераның бөлшектері сейілген және жоғары электрөткізгіш ортаны түзеді. Ионосфера жер бетінде қысқа толқынды радиотолқындардың таралуына көп әсер етеді. Ионосферада поляр шұғыласы мен ионосфералық магниттік дауыл болып түрады. Ионосфераны барлап білу (Зондирование ионосферы) — 50-80 кмден 400-500 км-ге дейінгі қабаттағы атмосфераның иондану сипаты туралы деректер алу. Ол ионосфералық станция, метеорологиялық ракета арқылы жүзеге асады. Ионосфераны барлап білу деректері алыс радиобайланыс үшін тиімді жиілікті таңдау кезінде пайдаланылады.

 

 

                    

 

             Атмосфера — Жер шарының ауа қабығы, ол салмақ күшіне байланысты ғаламшармен бірге айналып, қозғалысқа түседі. Жалпы массасы 5-1015 т шамасында болатын атмосфера түрлі газдардан, су тамшылары мен шаң-тозаңнан тұрады. Атмосфераның төменгі бөлігі Жер бетімен шектесіп жатыр. Ал жоғары шекарасы ретінде соңғы ғылыми деректер бойынша 1000 км биіктік алынады, бұдан әрі қарай ауа өте сиреген күйде болады.

Шамамен 100 км-ге дейінгі биіктік аралығында ауа құрамы мынадай газдардан: азот — 78%, оттек — 21%, инертті газдар — 1%-ға жуық (оның 0,93%-ы аргон), көмірқышқыл газынан — 0,03%-ы тұрады. Ауа құрамындағы криптон, ксенон, неон, гелий және сутек газдары өте аз мөлшерде болады.

                           

 

Атмосфераның төменгі қабатында ауа құрамы салыстырмалы түрде тұрақты болады, тек өнеркәсіпті аудандар мен ірі қалалар үстінде көмірқышқыл газының үлесі он есеге дейін артуы мүмкін. Лас ауаның құрамында бөгде қосылыстар да кездеседі. Шамамен 200—1000 км биіктікте ауа құрамында оттек басым, ол ультра- күлгін сәулелер әсерінен атомдарға ыдыраған күйінде болады. 1000 км-ден биікте сиреген атмосфера негізінен гелий мен сутектен тұрады, сутек зарядталған атомдар күйінде таралған.

Атмосфера құрамындағы әрбір газдың атқаратын қызметі бар. Азот нәруызды (белок) заттар мен нуклеин қышқылдарының құрамына енеді, ал оның қосылыстары өсімдіктерді Минepaлды қорекпен қамтамасыз етеді. Оттексіз тірі организмдердің тыныс алуы мүмкін емес, сондай-ақ жану мен тотығу процестері де жүрмейді. Жасыл өсімдіктер көмірқышқыл газын пайдаланып, органикалық заттар түзеді. Атмосфера газдары тау жыныстарының химиялық үгілуіне қатысады. Ал шамамен 25—30 км биіктіктегі озон қабаты Күннен келетін ультракүлгін сәулелерді ұстап қалу арқылы тірі организмдерді бұл сәулелердің зиянды әсерінен қорғайды. Ауа құрамындағы жай көзге көрінбейтін су булары белгілі жағдайда су тамшылары түрінде бөлініп шығып (конденсациялану), олардың тұтасуынан бұлттар қалыптасады. Биіктеген сайын ауаның физикалық қасиеттері (температурасы, тығыздығы, қысымы және т.б.) өзгереді, сондықтан атмосфераны тропосфера, стратосфера, термосфера, экзосфера деп аталатын қабаттарға бөледі.

Атмосферада күн сәулелерін озон, көмірқышқыл газы мен бұлттар, су тамшылары мен шаң-тозаң жұтады. Жалпы алғанда, атмосферада Күннен келетін радиацияның 15—20%-ы жұтылады. Осылайша күннің сәулелік энергиясының біразы атмосферада жылуға айналса, басым бөлігі жер бетін жылытуға жұмсалады. Кез келген қызған денелер жылу бөлетіні сияқты, жер бетінен көтерілген жылу атмосфераның төменгі қабатын жылытады. Жиынтық радиацияның кері шағылу мен жер бетінің жылулық сәулеленуіне жұмсалғаннан қалған бөлігін радиациялық баланс немесе қалдық радиация деп атайды. Радиациялық баланс мөлшері экватордан полюстерге қарай кемиді. Қоңыржай ендіктерде қыс кезінде радиациялық баланс теріс мәнге ие, ал экватордан, шамамен, 40' ендіктер аралығында бұл көрсеткіш жыл бойы оң болады.

Ауа температурасының атмосферада таралуы мен оның үздіксіз өзгерістері атмосфераның жылу режімі деп аталады, ол атмосфера мен қоршаған орта арасындағы жылу алмасуы нәтижесінде жүзеге асады. Тропосферада жұтылған радиация тәулігіне ауа температурасын 0,5°С-ка ғана жоғарылата алады. Сондықтан атмосфераның жылу режімінде атмосфера мен жер беті арасындағы жылу мен ылғал алмасуы маңызды рөл аткарады. Ауа температурасының өзгеруіне Жер шарының басқа бөліктерінен келетін ауа массаларының келуі (адвекция) де әсер етеді.

Атмосфера құрамында жалпы көлемі 13 мың км3 болатын су буы бар, оның атмосферадағы үлесі ұдайы өзгеріп отырады. Ауаның ылғал сыйымдылығы оның температурасына байланысты болады. Температурасы неғүрлым жоғарылаған сайын ауа өзінің құрамында соғұрлым көп су буын ұстай алады, ал суық ауа ылғалға қанығу шегіне анағұрлым жылдам жетеді. Жылы, ылғалды ауа жоғары көтерілген кезде суы конденсацияланады. Яғни, ауа құрамындағы су буы бөлініп шығып, тамшы күйіне өтеді. Су тамшылары мен мұз кристалдарының тұтасуынан бұлттар пайда болады. Су буының конденсациясы жүзеге асатын ауа температурасын шық нүктесі деп атайды.

 

Қоршаған ортаға енген немесе шектен тыс мөлшерде пайда  болған және ортаны ластайтын кез-келген физикалық агенттерді, химиялық  заттектерді  және   биологиялык  микроорганизмдерді ластағыштар  деп атайды. 
Ластағыш заттектердің коршаған ортаға әсері физикалық, химиялық қасиеттеріне, олардың ыдырауы арқылы пайда болған  өнімдердің қасиеттеріне және қоршаған ортаға тасталған әр түрлі өндіріс     шығарындыларының мөлшеріне байланысты. Ластағыштардың  атмосферада таралуын анықтайтын ең негізгі параметрге  олардың атмосферада болатын уақыты жатады. Осыған байланысты ластаушы заттектердің өзі немесе шығарындылар үш түрге бөлінеді:

• Әлемдік көлемде ластайтындар - кай жерде шығарылса да  қоршаған ортада әлемдік аумақта тарайтын кабілеті барлар,  атмосферада көп уақыт бойы  (бірнеше жыл немесе айлар)  сақталатьн шығарынды (тастанды) заттектер (көмір кышқыл  газы, фреондар, жартылай ыдырау мерзімі бір айдан жоғары радионуклидтер);
• Аймактық (региондық) көлемде ластайтындар (бірнеше мемлекеттердің территориясы немесе бір елдің едәуір әкімшіліктік  бөлігі кіруі мүмкін) - үлкен аймақты ластайтын, бірақ-та оның мөлшері осы жердің шекарасынан асқасын тез төмендегеніне қарамай жан-жаққа таралып, шектеулі уақыт (әдетте бірнеше тәулік) бойы атмосферада сақталатын  шығарынды заттектер (күкірт пен азот оксидтері, пестицидтер, ауыр металдар);
• Жергілікті көлемде ластайтындар (бір жердің шеңберінен  аспайтын) - атмосферада аз уақыт қана сақталатын шығарынды  заттектер (ірі дисперсиялык аэрозольдар, күкіртті сутек және басқа заттектер, сонымен қатар жоғарыда келтірілген түрлердің  өкілдері, мысалы, аласа көздерден шығатын күкірттің, азоттың, т.б. оксидтері). 

Әр түрлі көздерден шығарындының шығу ұзақтығына байланысты олар үздіксіз және бір дүркінді болып бөлінеді. Апатты жағдайлардағы шығарындылар бір дүркінділер тобына жатқызылады. Атмосфераға газ тәрізді ластағыштар мен аэрозольдар түтін мұржалары, аэрациялық шаң тартқыштар және әр түрлі желдеткіш қондырғылары арқылы тасталады. Биіктігіне карай ластаушы заттектер шығаратын көздер биік (Н > 50 м), орта биіктіктегі (Н = 10-50 м), аласа (Н = 2-10 м), жер үстіндегі (Н < 2 м) болады. Ластаушы компоненттердің ауада таралуы мен концентрациясы көздердің биіктігіне байланысты келеді.

 

            Атмосфера табиғи жолмен және адамның іс-әрекеті нәтижесінде ластанады. Атмосфераның табиғи жолмен ластануы жанартаудың атқылауына (жерде бірнеше мың жанартау бар, олардың 500-ден астамы активті түрде), тау жыныстарының үгітілуіне, шаңды дауылдардың тұруына, орман өрттеріне (найзағай түскенде), теңіз тұздарының желмен аспанға көтерілуі мен ауадағы сулы ерітінді тамшыларының құрғауына, тірі организмдердің іріп-шіру процестеріне байланысты. 
Атмосфераны табиғи жолмен ластайтындарға аэропланктондар, яғни әртүрлі аурулар қоздыратын бактериялар, саңырауқұлақ споралары, кейбір өсімдіктердің тозаңдары жатады. Сонымен катар атмосфераны ластайтындар қатарына космос шаң-тозаңын жатқызуға да болады. Космос шаңы атмосферада жанған метеориттер қалдықтарынан пайда болады. Секундына атмосфера арқылы орасан жылдамдыкпен (11-ден 64 км/с дейін) 200 млн-ға жуық метеориттер ауа кабатынан өтіп отырады, 60-70 км биіктікте көбісі жанып үлгереді. Ғалымдардың болжамына сәйкес тәулігіне жер бетіне 10/18 кішігірім метеорит түседі. Жерді атмосфера үлкен космостық жарқыншақтардан да сактайды. Жыл сайын жерге 2-5 млн. т космостык шаң түсіп отырады. Табиғи шаң да Жермен жанасқан атмосфераның құрамдық бөлігіне жатады.  
Табиғи    шаң   бөлшектерінің    тегі    органикалық    және анорганикалық, олар келесі процестер нәтижесінде түзіледі: 

• тау-кен жыныстарының және топырақтың бұзылуы
• орман, дала және шымтезек өрттері;
• теңіз бетінен судың булануы.

Атмосфераның төменгі қабаттарын шаңмен ластайтын  көздердің арасында шөлді дала мен басқа да сусыз даланы айрықша  атап кетуге болады. 
Атмосферадағы шаң буды суға айналдырумен қатар, күн радиациясын тікелей сіңіреді және тірі ағзаларды күн сәулесінен қорғайды. 
Заттектердің биологиялық жолмен ыдырауы көп мөлшерде күкіртті сутектің, аммиактың, көмірсутектерінің, азот оксидтерінің, көміртектің оксиді мен диоксидінің және т. б. түзілуіне және олардың атмосфераға түсуіне апарады. 
Атмосфералык ластануға табиғаттың алапатты қүбылыстарының қосатын үлесі айтарлықтай жоғары. Мысалы, орта есеппен жанартаулардың атқылау нәтижесінде жылына атмосфераға 30-150 млн. т газ және 30-300 млн. т ұсақ дисперсті күл тасталып отырады, тек Пинатубо (Филиппин) жанартауы атқылаған кезде (1997) атмосфера ауасына 20 млн. т күкірт диоксиді шығарылды. Жанартаулар аткылағанда атмосфераға бірқатар фитопатогендік  ативтілігі жоғары химиялық ластағыштар - сынап, мышьяк,  қорғасын, селен түседі. Ірі орман өрттерінің салдарынан да атмосфера көп мөлшердегі шаңмен ластанады. Батыс Сібірде 1915 ж. болған орман өрті 1,5 млн. км2 ауданды қамтып, одан шыккан түтін 6 млн. км2-ге жуық аумаққа таралды. 
Атмосфералық ластанудың антропогендік (жасанды) көздеріне өнеркәсіптік кәсіпорындар, көлік, жылу энергетикасы, түрған  үйлерді  жылыту жүйелері, ауыл шаруашылығы, т. б. жатады. Тек өндірістік кәсіпорындардың ғана қоршаған ортаға әсер етіп ластауын мынадай негізгі түрлерге бөлуге болады: шикізат, материалдар, құрал-жабдыктар, отын, электр энергиясы, су,  қалдықтар, өнімдер, атмосфераға таралатын шығарындылар (газ,  бу,ауа тозаңы), энергетикалық шығарындылар, шу, инфрадыбыс, ультрадыбыс, діріл, электромагнитті өріс, жарық, улыракүлгін, лазерлі сәулелер, иондағыш шығарындылар және т. б. Ауаны ластайтын компоненттердің химиялык құрамы отын-энергетика ресурстарының түріне, өндірісте қолданылатын шикізатқа, оларды өңдейтін технологияға байланысты келеді.