close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

ЛЕК2

код для вставкиСкачать
ЛЕКЦИЯ 2. АТМОСФЕРА
1. ЗЕМНАЯ АТМОСФЕРА КАК СРЕДА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО
ПРОИЗВОДСТВА.
2. АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ.
3. СТРОЕНИЕ АТМОСФЕРЫ.
4. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ АТМОСФЕРЫ
1.ЗЕМНАЯ
АТМОСФЕРА
КАК
СРЕДА
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО
ПРОИЗВОДСТВА
Атмосферой называют газообразную оболочку Земли. Она является средой
обитания, всех земных организмов (за исключением анаэробных бактерий).
Сложившаяся в результате эволюции Земли, атмосфера под влиянием различных
процессов, в том числе и вследствие фотосинтетической деятельности растений,
миллионы лет назад достигла в основном такого же состава, как в настоящее время.
Между атмосферой и биосферой установилось природно обусловленное
динамическое равновесие. Поэтому человек и объекты сельскохозяйственного
производства приспособлены к данному составу воздуха, который используется ими
для дыхания и является необходимым условием их существования.
Состав приземного слоя атмосферы и почвенного воздуха
Воздухом называют смесь газов, составляющих атмосферу. Главными из них
являются азот (N2), кислород (О2), аргон (Ar), углекислый газ (СО2) и водяной пар
(Н2О). Остальные газы содержатся в атмосфере в ничтожных количествах и могут
не учитываться при изучении физических свойств воздуха применительно к задачам
агрометеорологии.
Кроме того, в атмосфере всегда присутствуют взвешенные твердые и жидкие
частицы как природного происхождения, так и попавшие в атмосферу в результате
хозяйственной деятельности человека. Эти частички называют аэрозолем.
Состав сухого чистого воздуха нижних слоев атмосферы для всей планеты
(табл. 1) характеризуется постоянством. Постоянство состава воздуха в нижнем слое
атмосферы обусловлено вертикальными и горизонтальными движениями воздуха,
которые непрерывно его перемешивают. Лишь количество углекислого газа, озона и
некоторых других газов, содержащихся в воздухе в ничтожном количестве,
несколько изменяется во времени и в пространстве.
Таблица 1
Состав сухого воздуха
Газ
Относительная
молекулярная масса
Содержание, % от объема
Азот
Кислород
Аргон
Углекислый газ
Неон
Гелий
28,106
32,000
39,944
44,010
20,183
4,003
78,084
20,946
0,934
0,033
18,18 * 104
5,24 * 104
Плотность по
отношению к
сухому воздуху
0,967
1,105
1,379
1,529
0,695
0,138
Криптон
Водород
Ксенон
Озон
83,700
2,016
131,300
48,000
Сухой воздух
28,966
1,14 * 104
0,5 * 104
0,087 * 104
Весьма изменчиво: (0 / 0,07) * 104
вблизи земной поверхности,
(1 / 3) * 104 на высоте 20 – 30 км
100
2,868
0,070
4,524
1,624
1,000
Наблюдения показывают, что содержание углекислого газа в атмосфере за
последнее столетие увеличилось на 10—12%. Причиной тому является быстрый
рост сжигания топлива в промышленности, на транспорте и др.
Приведенные данные о процентном содержании газов относятся к сухому
чистому воздуху, т. е. воздуху, из которого искусственно удалены водяной пар,
пыль и другие примеси. В природе воздух всегда более или менее загрязнен, а также
содержит воду в газообразном, жидком и твердом состояниях. Содержание водяного
пара в воздухе у земной поверхности колеблется от тысячных долей процента до 4%
объема. В среднем оно составляет в полярных широтах около 0,02%, а в
тропических 2,5%. Плотность водяного пара с высотой убывает быстрее, чем
плотность основных газов, составляющих воздух. Уже на высоте 1,5—2 км плотность водяного пара вдвое меньше, чем в приземном слое атмосферы. На высотах
более 10—15 км остаются лишь ничтожные следы водяного пара.
Состав почвенного воздуха существенно отличается от состава атмосферного
воздуха. В почве в процессе гниения органического вещества постоянно происходит
выделение углекислого газа и поглощение кислорода. Кислород и азот в почве
поглощаются в процессе жизнедеятельности бактерий. Содержание СО2 в
почвенном воздухе может достигать 1,0 – 1,2% (в заболоченных почвах до 6%), а
содержание кислорода — опускаться ниже 20%.
Между атмосферой и почвой существует непрерывный воздухообмен —
аэрация почвы, которая обусловлена в основном диффузией газов, а также
действием ветра и колебаниями атмосферного давления. Интенсивность газообмена
зависит и от структуры почвы. При комковатой структуре аэрация происходит
интенсивнее, чем при пылеватой. Все агротехнические приемы, направленные на
рыхление почвы, способствуют ее аэрации, что улучшает условия деятельности
корневой системы растений и почвенных бактерий. Обмен почвенного воздуха с
приземным приводит к обогащению последнего углекислым газом. Океаны, моря и
другие водоемы, а также растения поглощают этот газ из атмосферы.
Приведенные данные о составе атмосферы относятся преимущественно к ее
нижним слоям. На высотах от 10 до 60 км под воздействием ультрафиолетовых
лучей Солнца образуется озон — трехатомный кислород (О3). По сравнению с
обычным молекулярным кислородом (О2) содержание озона в атмосфере очень
невелико, но его значение для жизни на Земле огромно. Озон поглощает большую
часть ультрафиолетовых солнечных лучей, губительных для живых организмов.
Основная часть озона находится на высотах от 25 до 50 км.
На больших высотах состав атмосферы постепенно изменяется по сравнению
с нижними слоями. На высотах более 1000 км начинают преобладать легкие газы —
сначала гелий, а затем водород.
Значение газов, составляющих воздух, для сельского хозяйства
Из всех газов атмосферы наибольшее значение для биосферы и в том числе
для сельского хозяйства имеют азот, кислород, углекислый газ и водяной пар.
Азот — один из главных элементов почвенного питания растений. Он входит
в состав растительных и животных белков. Высшие растения не способны
использовать для питания свободный азот, хотя над каждым гектаром земной
поверхности в воздухе находится около 80 тыс. т азота. Свободный азот атмосферы
связывается некоторыми почвенными и клубеньковыми бактериями, что обогащает
почву соединениями азота, легко усвояемыми растениями. Для улучшения
почвенного питания растений минеральные и органические соединения азота вносят
в почву в виде удобрений. Небольшое количество связанного азота (3—4 кг/га в год)
попадает в почву с атмосферными осадками.
Кислород необходим для дыхания, гниения, горения. При взаимодействии
органических веществ с кислородом (окислении) в клетках живых организмов
выделяется энергия, обеспечивающая жизнедеятельность животных и растений.
Поэтому обогащение почвы кислородом, которое достигается при улучшении аэрации почвы, способствует деятельности почвенных бактерий, росту корневой
системы и, следовательно, улучшению почвенного питания растений.
Углекислый газ — источник воздушного питания растений, важнейший фактор
формирования урожая сельскохозяйственных культур. Зеленые растения при
помощи световой энергии создают в процессе фотосинтеза из углекислого газа и
воды органическое вещество. При дыхании животных и растений, горении и
гниении органического вещества углекислый газ выделяется в атмосферу.
Увеличение (до известных пределов) содержания углекислого газа в воздухе
способствует повышению урожая сельскохозяйственных культур.
В промышленных центрах, где сжигается огромное количество топлива, в
парниках, где происходит гниение навоза, в непроветриваемых жилых помещениях
содержание углекислого газа резко возрастает. У поверхности почвы воздух
содержит в 2—3 раза больше углекислого газа, чем над растительным покровом.
При такой концентрации СО2 фотосинтез происходит более активно. Углекислый
газ имеет также важное значение для теплового баланса Земли, уменьшая ее
охлаждение.
Водяной пар — важное звено круговорота воды в природе. Он обусловливает
образование облаков и выпадение осадков, влияет на испарение растительного
покрова, участвует в создания оранжерейного эффекта и т. д. Содержание водяного
пара в атмосфере называют влажностью воздуха. Она имеет важное значение для
животных и растений и, в частности, заметно влияет на урожай
сельскохозяйственных культур.
Аэрозоль. Загрязнение атмосферы и меры борьбы с ним
Кроме основных газов, атмосфера содержит аэрозоль — находящиеся во
взвешенном состоянии частички почвенной, вулканической и космической пыли,
удобрений, дыма, морской соли, а также микроорганизмы, споры растений, водяные
капельки и ледяные кристаллы. Число частиц пыли, дыма, сажи в воздухе больших
городов достигает сотен тысяч в 1 см3. В лесах и над океанами оно в сотни раз
меньше.
В атмосфере содержатся также различные газовые примеси. Они попадают в
атмосферу в результате извержения вулканов, лесных пожаров, деятельности
промышленности,
авиации,
автомобильного транспорта (выхлопные газы).
Некоторые из газовых примесей (двуокись серы, окислы азота, окись углерода и др.)
губительно действуют на человека, животных и растения, отрицательно влияют на
продуктивность сельского хозяйства и качество его продукции. Общее количество
вредных примесей в атмосфере незначительно, но в крупных промышленных
центрах их содержание временами может превышать предельно допустимую
концентрацию (ПДК). Хотя объем загрязнений относительно объема атмосферы
невелик, но в последнее время действие их уже становится заметным, так как
загрязняющие вещества постепенно накапливаются в атмосфере, а даже малые
количества некоторых из них (окись углерода, пары ртути и т. п.) являются опасными.
Загрязняющие вещества распределяются в пространстве неравномерно,
концентрация их в местах выбросов нередко является недопустимо высокой. Однако
и на значительном удалении от источников загрязнения они не могут быть рассеяны
до такой степени, чтобы стать безвредными для населения и природы. Так, в
настоящее время в Западной Европе практически нет территорий с незагрязненным
воздухом. Образующаяся серная кислота выпадает в виде кислых дождей и попадает
в почву. Для уменьшения кислотности почвы требуется до 1,5 млн. т извести
стоимостью десятки миллионов рублей.
Загрязнение атмосферы а ряде городов мира приводит к возникновению смога
— тумана, состоящего из смеси аэрозоля повышенной концентрации и вредных
газов; такая смесь вызывает заболевания и повышенную смертность населения.
Автор
ДонАгрА-З
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
61 Кб
Теги
лек2
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа