УДК 502/504

ГЛОБАЛЬНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ АТМОСФЕРЫ: ПРИЧИНЫ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ 

GLOBAL ENVIRONMENTAL PROBLEMS OF THE ATMOSPHERE: CAUSES AND WAYS OF THEIR SOLUTION

Карманова Алёна Андреевна, Высшая школа естественных наук и технологий Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова, г. Архангельск 

Karmanova A.A., karmanovaalyonka@gmail.com

Аннотация. В статье рассмотрены глобальные экологические проблемы атмосферы. Рассмотрено что такое атмосфера: понятие, строение и ее значение. Выполнен разбор современных проблем атмосферы, исходя из которых предложены пути решения для улучшения экологии атмосферы.

Summary. The article deals with the global environmental problems of the atmosphere. What the atmosphere is considered: concept, structure, and its meaning. The analysis of modern problems of the atmosphere, based on the proposed solutions to improve the ecology of the atmosphere. 

Ключевые слова: атмосфера, экологические проблемы атмосферы, экология.

Keywords: atmosphere, atmospheric problems, environmental problems of the atmosphere, ecology.        

Введение. Глобальные экологические проблемы, связанные с загрязнением атмосферы довольно распространенная тема для обсуждения в современном мире. У большинства исследователей она вызывает интерес.

Атмосфера – газовая оболочка планеты, которая на Земле сформировалась в результате геологической эволюции и непрерывной деятельности организмов. Атмосфера самая важная составляющая часть существования жизни на планете. Прогрессированию и накоплению углекислого газа в атмосфере идет благодаря масштабным химическим загрязнениям среды химические вещества которых несвойственны природе. Такие загрязнения в основном исходят из-за загрязнителя газообразного и аэрозольного промышленного происхождения. Из-за вмешательства человека в природу, атмосфера подвергается большому количеству загрязнений.  Главная проблема атмосферы — это человек и, если бы когда-нибудь человечество прекратит свое существование, это будет наилучшее событие для атмосферы.

Понятие об атмосфере и ее составляющее

Атмосфера является самым верхним слоем планеты, покрывалом для всего того, что находится на нашей планете, выполняя защитную функцию, предотвращая падение метеоритов на нашу Землю, сгорая в слоях атмосферы, предотвращает сильного и быстрого испарения воды с поверхности Земли. Так же атмосфера является защитой для всех живых существ на Земле от избыточного ультрафиолетового излучения. В атмосфере возникают и формируются облака, ветра, перенос облаков происходит и воздушных масс, а также выпадение осадков что тоже очень важно для планеты. Происходит круговорот воды, воздуха, энергии, температуры. Так же в атмосфере содержится кислород, который так необходим всем живым организмам на планете. Люди предают больше значение изучению атмосфере. Тысячи метеорологических станций на всей планете изучают состояние воздуха или атмосферы, эти сведения поступают в центры, обрабатываются и ученые прогнозируют какая ожидается погода. Первоначально изучение проходило в нижних слоях атмосферы, но поскольку воздух простирается на тысячи километров вверх, то таких сведений недостаточно для представления полной картины обзора в атмосфере, для такой цели были созданы метеорологические станции в горах, например, на Эльбрусе, на Памире на леднике Федченко, метеостанции расположены на высоте около 5000 км. Станция Помирская представлена на рисунке 1. Станция на Эльбрусе представлена на рисунке 2.

Изменения в атмосфере Земли происходят из-за гор, для достоверной информации, ученые создали ряд приборов позволяющие узнать сведения из верхних слоев Земли. Для обнаружения сведений о направлении ветров и их температуру, и высоту над землей, вверх в атмосферу запускается прибор «Шар-пилот». Выявить проявления атмосферы, на высоту стали выпускать снабженные парашютами шары-зонды, к которым подвешивают приборы для установления температуры, влажности, давления воздуха. Шары-зонды позволили выявить с высоты 40 км. Не так давно к шару-зонду стали прикреплять маленький радиопередатчик, непрерывно посылавший сигналы на землю. Во времена развития авиации самолеты стали в исследованиях атмосферы неотъемлемой частью, в настоящее время они широко используются всеми центральными метеостанциями и позволяют весьма быстро узнать информацию о ее состояния.

Строение атмосферы

Состав современной атмосферы как результат динамического равновесия, поддерживавшийся процессами жизнедеятельности организмов и разными геохимическими явлениями глобального масштаба. Масса атмосферы планеты составляет 5,3*1015 т, и 90% сосредоточено в околоземном слое толщиной около 16 км. Параметры для атмосферы (температура, давление, химический состав и др.), изменяются прежде всего с высотой относительно уровня моря, а характеризующие нижние слои зависят и от географической широты. График вертикальной структуры атмосферы представлен на рисунке 3.

Тропосфера – высокий предел расположен на 8-10 километров в полярных, в умеренных 10-12 километров, в тропических широтах 16-18 километров. В зимнее время короче, чем летом. Центральный пласт атмосферы, который низкий содержащий свыше 80% всего веса атмосферного воздуха, 90% всего водяного пара что имеется в атмосфере. В том пласте атмосферы очень развита хаотичность, перемещение. Идет возникновение облаков; развитие циклонов, антициклонов. С увеличением амплитуды происходит убывание температуры.

Тропопауза – промежуточный пласт к стратосфере от тропосферы. В этом пласт идет прекращение снижение температуры с высотой.

Стратосфера – атмосферный пласт высота которого 11-50 километров. Минимальная изменчивость температуры на 11-25 километре, который нижний слой стратосферы, повышение в слое 25-40 километров идет как -56-0,8 С, который верхний слой стратосферы. При достижении 40 километров температурное значение почти 0С остается в постоянном значении до 55 километров. Постоянность температуры в этом участке называется стратопаузой, которая является пограничным слоем от стратосферы до мезосферы.

Мезосфера – наблюдается на высоте от пятидесяти километров и продолжается до 80 километров. Также в этом пласт температура идет на понижение с высотой.

Мезопауза – Является промежуточной область от мезосферы к термосфере. В распределении, что представлено в графике рис. 3, место имеет температурный минимум около 90С.

Термосфера – предел высоты составляет около восьмисот километров. Повышение температуры происходит на двухстах, трехстах километрах, в последующих высотах остается в обычном значении.

Термопауза – зона атмосферы, примыкающая поверх к термосфере. В данной области также практически не идет изменение температуры с высотой.

Экзосфера – пласт атмосферы что располагаются до 120 километров. Область рассеяния, наружная доля термосферы, обладает не ниже 700 километров. В этой области идет сильная разрежённость газа. От двух тысяч до трех с половиной тысяч километров происходит постепенный переход экзосферы в ближнекосмическую область, где эта область наполнена сильно разряженными атомами водорода.

Разбор глобальных экологических проблем атмосферы

Каждый человек на планете вдыхает воздух, но он не всегда знает какие вещества могут в него входить, он может быть обогащен вредными химическими соединениями. Эти вредные химические вещества исходя от загрязняющих производств, от самих людей, от машин. Человечество не стоит на месте и создает все более загрязняющие атмосферу заводы в различных сферах. Проблема атмосферы в том, что она слишком уязвима и для многих людей, это тема была не волнуема, пока земля не стала наглядно изменяться. Изменения в климате Земли из-за ухудшения атмосферы происходили медленно и для людей эта постепенность не была заметной, но может для исследователей это и было заметно, но как всегда выше стоящие люди не хотели подвергать этому большое значение. Когда тема проблемы атмосферы и озонового слоя стали расходится, то люди стали принимать тот факт, что они делают что-то не так. Да, разрушение озонового слоя эта главная проблема, эта ведь одна из составляющих атмосферы.

В атмосферу идут большие химические выбросы в большей степени связаны с ТЭС, черная и цветная металлургия, сжигание нефтепродуктов, промышленности. Полностью отказавшись от предметов быта, мы не сможем, остановить промышленность и изготовление все новых и новых приборов, это неостановимый процесс. Человек никогда, по моему мнению, не откажется от благ к которому так привык. Мышьяк, ртуть, фосфор, оксиды азота, хлор, фтор, аммиак эти вещества и многие другие поступает в атмосферу вместе с выбросами и конечно-же пагубно влияют на атмосферу.

Авиация и автотранспорт, предметы без которых жизнь человека не представляется также подвергают опасности атмосферу. Выхлопы автомобилей загрязняют не меньше, чем металлургический завод. На магистрали загрязнение автомобилями идет куда меньше, чем в городе. Каждый человек в городе дышит воздухом, который насыщен вредными веществами, от этих выхлопов нагревается воздух в городах и таким образом идет нагрев атмосферы. Приведём пример десяти загрязняющих атмосферу изобретений человека:

Загрязнения в атмосфере делятся на первичные и вторичные. Первичные, которые поступают непосредственно в атмосферу. Вторичные, которые являются результатом превращения последних. Таблица производственного процесса выброса пыли представлен на рисунке 4.

Истощение озонового слоя

Многие века люди не подозревали о существовании озона, но развитие и деятельность людей разрушительно влияло на состояние атмосферы. Только к девяностым годам ученые забили тревогу. В современном мире поднятая тема учеными как озоновые дыры распространилась по всему миру. При истощении озона Земля утратит нормальный температурный режим и постепенно Земля будет нагреваться сильнее и в конце концов всё живое погибнет. Истощение модификации кислорода происходит по причинам (запуск ракет и спутников в космос, развитие и широкое использование авиатранспорта на высоте двенадцати-шестнадцати километров, выбросы фреонов).  Далее, я наглядно покажу как изменился озоновый слой 1979 по 2008 гг. Мы можем наблюдать, что фиолетовым оттенком показано как идет разрушение озонового слоя на рисунке 5.

Реализованные пути решения экологических проблем атмосферы

Темы насчет улучшения экологии атмосферы весьма распространены в разговорах людей, но мало кто предпринимают какие-либо действия для реализации. Грандиозные изменения для улучшения экологии, конечно, важны, но начинать можно и с малого. Например, та же замена лампы накаливания на энергосберегающую лампу (LED).

Для большой реализации об улучшении состоянии атмосферы или хотя-бы предотвратить ухудшения, были издан Федеральный закон от 21 июля 2014 г. N 219-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Об охране окружающей среды» и отдельные законодательные акты Российской Федерации». 

Во многих странах были созданы альтернативные и экологически безопасные электростанции. Например, Наземная ветряная электростанция возле Айнажи, Латвия. Данный пример приведен на рисунке 6.

Наземная ветровая электростанция в Испании. Построена по вершинам холмов. Данный пример приведен на рисунке 7.

Также использование солнечных электростанций приведет к улучшению состояния Атмосферы, ведь выбросов и вообще вреда приносить не будут. Например, Комплекс Solukar в испанском муниципалитете Логросан представленный на рисунке 8.

Солнечная электростанция Agua Caliente, США, штат Аризона, округ Юма. Данный пример представлен на рисунке 9.

Заключение. Удивительна и неповторима наша планета, она настолько прекрасна, что ею нельзя не восхищаться. Все живущие ныне на ней живые организмы зависят от атмосферы. В наше время человек ставит себя выше всех живых организмов, но он совсем забывает благодаря чему он вообще существует на этой планете, которую он сам назвал, Земля. В последнее время человек на столько погружен в свои проблемы, в свою жизнь, что не замечает, что планета медленно начинает уставать от паразитов населяющие ее, которые называют себя людьми. В конце концов, планета начинает «заболевать». Может дойти до того, что эта так называемая «болезнь» может стать неизлечимой. Да, человек думает о себе, заботится о себе, чтобы подышать свежим воздухом они выезжаю за границы города, таким образом думают, что сбегают от проблем, которые они сами себе устроили, но это иллюзии. За городом воздух свежий, чистый, но безопасен ли он? Каждое повреждение какого-либо слоя атмосферы, уже подвергает опасности живых организмов.

Список литературы

1. Владимиров А.М. и др. Охрана окружающей среды. Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат 1991 г
2. Защита атмосферы от промышленных загрязнений” справочник под ред. С.Калверта и Г.Инглунда “Металлургия”,Москва 1991 г
3. Протасов В.Ф. «Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России», М.: Финансы и статистика, 1999 г.
4. Николайкин Н.И. Экология [Электронный ресурс] : учеб. пособ. для студ. высш. учеб. заведений, обуч. по напр. «Экология и промышленная безопасность» / Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова ; М-во образования и науки Рос. Федерации, Московского гос. тех. университета им. Н.Э. Баумана, перераб. и доп. – Москва: Портал Российской науки, 2004. – 624 с. – Электрон. текстовые дан. – Режим доступа: http://chem.ssti.ru/files/subjects/Ekologiya/book/Ekologiya_Nikolaykin_N.I__Nikolaykina_N.E__Melekhova_O.P_2004_3-e_izd_-624s.pdf, свободный
5. Гидрометцентр России [Электронный ресурс] – Электрон. текстовые дан. – Вертикальное строение атмосферы, 2019. – Режим доступа: https://meteoinfo.ru/glossary/4806-atm-vert-structure, свободный