تحقیق مقاله اتمسفر

اتمسفر

ترکیب هوا

ازسطح زمین که به طرف بالا برویم تا ارتفاع تقریبا90کیلومتری با وجود کاهش فشار و رقیق شدن هوا ترکیب  شیمیایی اتمسفر و نسبت درصد اختلاف گاز های موجود در ان ثابت می ماند . این قسمت از اتمسفر محتوی مجموعه از گازها  بخار اب وذرات غبار است. گازها وبخاراب رادر این مجموعه در واقع مولکولهای مشخصی می سازند . البته ذرات غبار از حد مولکول درشت ترند با این حال به علت کوچکی فوق العاده  با گازها در هم آمیخته اند و در هوا معلقند .ابر و مه هم که متشکل از قطره های ریزآب یا بلوارهای یخ است کم وبیش همیشه در لایه های پایین اتمسفر یافت می شود .

از میان گازهای تشکیل دهنده این بخش از اتمسفر،یتروژن و اکسیژن با نسبتهای 78 درصد و21

درصد ؛بیشترین حجم هوا را اشغال می کند . نیتروژن را می توان گاز غیر فعال اتمسفر شمرد . اما البته اهمیت آن برای جانداران زیاد است وتعدادی از باکتریها مخصوص در خاک می توانند ان را جذب کرده پس از تبدیل به ترکیبات نیترانی وارد بدن  گیاهان و درنتیجه همه جانداران دیگر کنند.

اکسیژن از لحاظ شیمیایی بسیار فعال است و به آسانی با بعضی از مواد تشکیل دهنده سنگها ترکیب می شود و در نتجه انرژی گرمایی در محیط  و دربدن جانداران به وجود می اورد. البته با وجود مصرف دایمی اکسیژن مقدار ان در اتمسفر تقریبا ثابت می ماند زیرا گیاهان سبزبا عمل فتوسنتز مقدار کمبود آن را جبران می کنند . نیتروژن و اکسیژن هر دو به صورت مولکولی در این قسمت از اتمسفر وجود دارد.

گازهای نادری که مجموعا درصد ناچیزی از حجم هواراتشکیل می دهند عبارت اند ازآرگون،

نئون،هلیم،کریپتون و گز نون که به گازهای بی اثر مشهوراند.(مقصود عباد الهی ،زمین شناسی،

صفحه ی 124).

لایه های هوا

نیروی جاذبه ی زمین گازهای اتمسفر را به سوی خود می کشاند.ازطرفی مولکولهای گازهامایلند هر چه بیشتر از هم فاصله بگیرند و تمام فضای سکنه را اشغال کنند ،اگر وجود نیروی جاذبه نبود گازهای تشکیل دهنده اتمسفرفضا می گریختند(بنا بر نظر یک دانشمند روسی مقداری از هوا روزانه به همین ترتیب از اطراف می گریزند)نیمی از وزن کلی اتمسفر مربوط به گازهایی است که تا فاصله ی 6/5 کیلومتر سطح زمین یافت میشودنیم دیگر هوا تاصدها کیلومتردر فضا ادامه می یابد و همچنان که گفتیم هرچه ارتفاع زیادتر شود هوا رقیق تر می گردد.هیچگونه حد ومرزی در فضا وجود نداردکه بتوان بر اساس آن لایه هایی برای هوادر نظر گرفت.

اولین لایه تروپوسفر:حد متوسط ارتفاع تروپسفر در حدود 12 کیلومتر است ولی البته در منطقه استوا این ارتفاع بیشتر و در قطبین زمین کمتر است . ابرها در تروپسفر تشکیل می شوند و تغیرات ئضع هوا به مربوط به این لایه می شود .ویژگیهای مهم ترپسفرکاهش منظم دما با آهنگ تقریبی 6درجه در هر کیلومتر است.

دومین لایه ی ترپسفر: در بالای ترپسفر لایه ی دیگری به نام استراتوسفرقرارگرفته است استراتوسفر،لایه ای شفاف ورقیق است.ابرها به این ناحیه نمی رسند پس بخار آبی هم در خود ندارند علت گرمای هوا در این قسمت اثری است که اشعه ی ماورای بنفش هوا بر ملکولهای اکسیژندارد وآنهارابهازنتبدیل می کند.اما این فرایند بازگشتی است و ازازن دوباره ملکول اکسیژن ومقداری مادون قرمزکه گرمازاست حاصل می آید.

سومین لایه ی مزوسفر:پس از این لایه های گفته شده به لایه دیگری به نام مزوسفر قرار گرفته که دمای هوا دران مجدداًکاهش می یابد .در این لایه دمای اتمها و مولکولهای گازها در ان مرتباًبا ارتفاع افزایش می یابد .

لایه چهارم یونوسفر:اتمسفر را از نظر هدایت الکتریکی و مغناطیسی هم تقیسم بندی کرده اند مثلاً ارتفاع 65 تا حدود 1000 کیلومتری زمین لایه ای به نام یونوسفر با ویژگیهای الکتریکی معین وجود دارد. در یونوسفر هوا بسیار رقیق است به طوری که مثلاً در آغاز ان فشار هوا شاید1/1 مقداری است که در سطح دریا وجود دارد . در این قسمت ذرات هوا به صورت یونیزه در می آیند .لایه های یونوسفر مانند آیینه ای امواج رادیویی را منعکس می کنند .لایه oدر شب از بین می رود و لایه Eهم ضعیف می شود .از مجموع دو لایه یf1وf2هملایه ضعیفی به نام f بوجودمی اید لایهD به جای انعکاس امواج رادیویی انها را جذب می کند به همین سبب هم هست که در شب ایستگاههای رادیویی دور دست را بهتر از روز می توان گرفت در عوض انفجاراتی که گاهی در سطح خورشید رخ می دهد به میزان یونیزه بودن گازهای لایه D می افزاید و بدین ترتیب باعث بروز اختلال در ارتباط رادیویی میشود.(کتاب درسی سال اول دبیرستان،1/207،صفحه 49 )

تشعشع خورشید ودمای هوا

اتمسفر زمین نخستین ناحیه ای است که امواج الکترو مغناطیس را دریافت می کند طبغاً مقداری از امواج مزبور به وسیله لایه های هوا به ویژه در قسمتهای که  بخار آب و ذرات گرد و غبار آن زیاد است جذب می گردد. زمین هم خود در حدود 35 درصد از اشعه خورشید را دوباره منعکس می سازد و به این ترتیب تنها45 درصد از آن مستقیماً به زمین می رسد.

زمین پس از گرم شدن انرژی حرارتی خود را به صورت تشعشعحرارتی به اطراف پخش میکند ولی بخار آب و گاز اکسیژن که نسبت به این امواج تا حود زیادی غیر قابل نفوذند آنها را جذب می کنند و مانع خروج مجدد گرما به اتمسفر می شوند پس هوا از دو راه گرم می شود:1.از راه جذب مستقیم مقداری از اشعه خورشید 2.از راه دریافت امواج گرمایی منتشر شده از زمین.(کتاب درسی جغرافیا سال اول دبیرستان،

1/225،صفحه83 ).

تعادل دما

از آنجا که میانگین دمای سطح زمین با گذشت زمان تغیر چندانی نمی کند باید گفت که میان انرژی دریافت شده و خارج شده از زمین تعادل دما برقرار است به وجود آمدن این تعادل جغرافیایی چه قدر انرژی گرمایی به زمین می رسد و یا از این طریق از زمین خارج می شود. در منطقه استوا مقدار انرژی دریافت شده بیشتر از انرژی از دست رفته است عکس این گفته نیز در مورد نقاط قطبی صادق است . اصولاً نقاط استوایی هوا گرم ونقاط قطبی هوا سرد تر است این به خاطر وجود جریانهای اب وهوا می باشد که مازاد انرژی را از نقطه ای به نقطه ی دیگر انتقال می دهند.(یحیی سلطانی ،زمین شناسی ،صفحه 196 ).

جریان های دریایی

بدیهی است که اشعه خورشید به همه ی قسمتهای زمین به یک میزان و تحت یک زاویه نمیرسد مثلاً در استوا تابش در هنگام ظهر تقریباً قائم است در نواحی قطبی زاویه دار می توان فهمید که همین وضع سبب پدید امدن اختلاف دما در نقاط مختلف زمین

میشود . چنان که اب دیرتر از خشکی گرم و دیرتر سرد می شود و بدین ترتیب در

نقاطی که اب و خشکی درمجاورت همدیگر همواره اختلاف دما وجود دارد.

علت به جریان در آمدن هوا:اگر یک سمت یک ظرفبزرگ آب را حرارت بدهیم و یک قطره جوهر رادر سمت دیگر آنبچکانیم وضع لکه نشان می دهد که ذرات آب ابتدا به سمت پایین می خزند سپس درامتداد کفظرف و به سوی ناحیه گرم به حرکت در می ایند ، وقتی که هوا،اب یا هر سیال دیگر سرد شود بر اثر نزدیکتر شدن مولکولها و اتمها به همدیگر بر وزن حجمی آن افزوده و هر گاه گرم شودبه علت دور شدن ذرات از وزن حجمی آن کاسته می شود. آنچه گفته شد در مورد جریانهای محلی هوا و در مقیاس کوچک عیناً مشاهده می شود و ساده ترین مثالی که می توان در این مورد ذکر کرد نسیم دریا و نسیم خشکی در نواحی ساحلی است.

در این مناطق به هنگام روز زمینهای ساحلی در اثر تابش خورشید زیاد تر ازسطح آب گرم می شود و در نتیجه هوای گرم ساحل صعود کرده و هوای سرد ساحل جای آن را می گیرد ودر شب به علت اینکه زمین زودتر سرد می شود و دریا دیرتر حرارت خود را از دست می دهد  در سطح زمینباد از خشکی به ساحل و در ارتفاع از ساحل به خشکی جریان می یابد

توزیع متوسط فشار هوا در روی کره زمین در هر نیمکره منحصر به وجود یک مرکز فشار در استوا و مرکز پر فشار در قطب نیست به دلایل پیچیده ای شامل یک مرکز پر فشار ثانوی در عرض های 30 درجه و در نتیجه یک مرکز کم فشار ثانوی در عرض های 60 درجه شمالی وجنوبی خواهد بود در این صورت با در نظر گرفتن این که جریان هوا از قسمتهای پر فشار به نواحی کم فشار است و با توجه به اثر انحرافی نیروی کوریوسین جریان هوا در قسمت های پایین و بالای اتمسفر .

سلول جریان خوایی که در هر نیمکره بدین ترتیب بین استوا وعرض های 30 درجه تشکیلل میگرد به سلول جریان استوایی موسم است. نقاط کم فشار در نقاطی بوجود

می اید که هوا گرم می شود و به بالا صعود می کند نقاط پر فشار نیز در جاهایی تشکیل می شود که هوا سرد و سنگین می شوند و به سوی سطح زمین نشست می کند در تابستان ها معمولاً نقاط کم فشاری در روی غارهای و جزایر بزرگ تشکیل می گردد زیرا خشکی از اب اطراف خود زودتر گرم میشود و در زمستان برعکس.

(مقصود عباد الهی،زمین شناسی،صفحه136)

توده ها و جبهه های هوا

به حجم وسیع هوا که چند صد و گاهی چند هزار کیلومتر قطر و چند کیلومتر ارتفاع دارد یک توده هوا می گویند. به عبارت بهترتوده هوا ، قسمت بزرگی از تروپسفر است که در ان دما و رطوبت در قسمتهای مختلف مقاطع افقی ان یکنواخت است توده های هوایی که اغلب در کشورما ملاحضه میشوند سرد و مرطوب ،سرد و خشک،گرم و مرطوب و گرم و خشک اند که از قسمتهای مختلف اروپا یا اسیا به این منطقه می رسند و خصوصیات هر کدام هم تابع منشا جغرافیایی انها ست.

ممکن است که چند توده هوایی مختلف از چند جهت در حرکت باشند که طبعاًامکان برخورد میان انها هم وجود دارد وقتی که چنین برخوردی میان دو توده هوایی صورت می گیرد به محل برخورد ان دو توده جبهه می گویند. توده های هوایی به اسانی در هم نمی آمیزند و مانند آب در روغنی که مجاور همدیگر شده باشند هر کدام خواص خود را نگه می دارند. در بیشتر موارد یک توده هوایی می خواهد جای توده قبلی را بگیرد بنابر این نه تنها در توده مزبور به حرکت در می ایند بلکه محل جبهه نیز تغییر پیدا می کند توده های هوای سرد اصولاًسنگین اند و بهزیر توده های گرم می خزند بدین ترتیب توده های گرم به بالا رانده می سوند ومعمولاًجبهه هایی که بدین صورت تشکیل می شوند شیبی ملایم و برابر یک درصد دارند.(یحیی سلطانی،زمین شناسی،

صفحه137).

آلودگی هوا

میلیونها سال طول کشیده است تا اتمسفر زمین ترکیب فعلی خود را بدست آورده ولی این ترکیب هم همانند بسیاری از چیزهای دیگر زمین به وسیله آدمی دستخوش تغییرات

گردیده و با موادی که آلودگی هوا را سبب می شوند مخلوط شده است.منابع مهم آلوده کننده هوا از این قرارند:

1-صنایع: به علت صرفه اقتصادی در اغلب نقاط دنیا سوخت صنایع بوسیله ذغال سنگ و یا نفت تامین می گردد که نامناسبترین سوختها از لحاظ آلودگی هوا هستند این سوختها دارای مقادیر قابل توجهی گوگرد هستند که در نتیجه سوختن تبدیل به دی اکسید گوگرد می شوند و سمی ترین مواد آلو کننده محیط را پدید می آورند. کوره های آجرپزی، کارخانه سیمان، صنایع شیمیایی،نساجی،پالایشگاه های نفت،نیروگاه های برق و راکتورهای اتمی براثر بیرون فرستادن ذرات آلوده کننده و متصاعد کردن گازهای مضر سهم بزرگی در آلودگی هوا دارند.

2.وسایل نقلیه: وسایل نقلیه ای که با بنزین وگازوئیل کار می کند سهم بزرگی در آلوده ساختن هوا دارند مونو اکسیدکربن یک گاز سمی است و برای تنفس بسیار خطر ناک است که در اثر احتراق ناقص سوخت از وسایل نقلیه وارد هوا می شود.

3. مصارف خانگی وتجاری:وسایل تولید حرارت مانند بخاری،آبگرمکن وغیره از چوب و نفت و...استفاده می کنند وباعث آلوده شدن هوا می شوند.

4. زباله:سوزاندن زباله هاوبرگهای خشک اگر به روش صحیح انجام نگیرئ علاوه بر پخش بوی نامطبوع باعث آلودگی محیط می گرد.(کتاب درسی شیمی سال اول دبیرستان ،1/207،صفحه ی64).

پدیده یونش موجوددرجو زمین

پدیده ی یونش موجود درجو زمین ،گازهای موجوددر جو یونیزه می شوند.دراثربرهکنش وفوتون با گازهای باالکترنهای موجود در اتمسفر ترکیب مجدد اتم های یونیزه در اثر برخورد همچنین در جو زمین انجام می شوند