Атмосфера это одна из важнейших составляющих наличия жизни на Земле. Ее состав, качество и происходящие в ней процессы влияют на все объекты живой и неживой природы нашей планеты.
Понятия атмосферы и атмосферного воздуха определены в статье 1 Федерального закона от 04.05.1999 № 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха». В соответствии с законом:
Атмосферный воздух – жизненно важный компонент окружающей среды, представляющий собой естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений;
Атмосфера – газовая оболочка Земли, удерживаемая силой ее притяжения. Высота 1,5-2 тыс. км, 1/3 радиуса планеты, суммарная масса 5,15*1015 кг.
По составу атмосферный воздух представляет собой механическую смесь газов с взвешенными каплями воды, пыли, кристаллами льда и пр. Все компоненты атмосферного воздуха находятся в динамическом равновесии. газовая оболочка Земли, удерживаемая силой ее притяжения. Высота 1,5-2 тыс. км, 1/3 радиуса планеты, суммарная масса 5,15*1015 кг.
Газовый состав атмосферы приведен в таблице:
| Постоянные компоненты | Содержание, % по объёму |
Переменные компоненты |
Случайные компоненты (Примеси) |
| 1 Азот
2 Кислород 3 Аргон 4 Неон 5 Гелий 6 Криптон 7 Водород 8 Ксенон |
78,090
20,940 0,930 0,033 1,8×10-3 5,2×10-4 1×10-4 8×10-6 |
9 Диоксид углерода
10 Вода (водяной пар) 11 Озон
|
12 Оксид углерода
13 Оксид азота 14 Аммиак 15 Диоксид азота 16 Диоксид серы 17 Сероводород 18 Метан 19 Пыль, аэрозоли |
Процессы, происходящие в атмосфере, тесно связаны с таким понятием, как атмосферное давление, которое представляет собой гидростатическое давление, оказываемое атмосферой на все находящиеся в ней предметы. Давление в каждой точке атмосферы определяется массой вышестоящего столба воздуха с основанием, равным единице (1 кв. м). То есть атмосферное давление – это вес воздуха.
Атмосферное давление измеряется (с помощью барометра) в паскалях (Па), миллибарах (мбар) или в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). За нормальное атмосферное давление принимают 760 мм рт. ст. = 1013,25 мбар = 101 325 Па = 1013 гПа.
С увеличением высоты атмосферное давление уменьшается, так как над точкой располагается столбец воздуха с меньшей высотой и воздух начинается разряжаться.
Влияет на атмосферное давление и температура воздуха. С изменением температуры воздуха давление меняется. Теплый воздух более разреженный, плотность его меньше, соответственно меньше и вес. Холодный воздух более плотный и соответственно тяжелее.
Атмосферное давление в свою очередь влияет на движение воздуха и формирование ветра. Воздух всегда течёт из области высокого атмосферного давления в область низкого, что создаёт ветер.
Одним из наиболее важных параметров атмосферы является ее влажность, то есть содержание в воздухе водяного пара. Влажность воздуха влияет на формирование облачности, выпадение осадков, а также образованию таких природных явлений как туман или дымка.
Но влажность не единственная причина, по которой у поверхности земли может образовываться дымка. В городских районах к образованию дымки может привести летняя жара. Но вместо того, чтобы состоять из крошечных капелек воды, как туман, летняя дымка на самом деле является приземным слоем озона или смог.
Погодные условия и загрязнение атмосферного воздуха тесно связаны между собой. В зависимости от погодных условий вредные вещества либо скапливаются в одном месте, либо широко распространяются.
Негативное влияние на качество воздуха могут оказывать солнечная погода и высокие температуры. Например, под воздействием солнечной энергии в результате серии сложных химических циклов в приземном слое атмосферы образуется озон (О3).
При высоких температурах воздуха активизируются и другие химические реакции, приводящие к дополнительному (вторичному) загрязнению воздуха, например, увеличение концентраций формальдегида (CH₂O).
Также жаркая погода с длительным периодом без осадков может способствовать возникновению лесных и ландшафтных пожаров, возгоранию торфяников.
Пожары, в свою очередь, приводят к образованию дыма, содержащего различные загрязняющие вещества, в том числе оксид углерода, летучие органические соединения, диоксид углерода, углеводороды (сажа) и оксиды азота. Эти вещества при определенных погодных условиях могут переноситься на тысячи километров от очага пожара.
Воздух практически всегда находится в движении, поэтому загрязнения легко разносятся из одного места в другое. Иная ситуация наблюдается при штиле, в этом случае загрязняющие вещества остаются на одной территории вблизи источника загрязнения. Дождь, напротив, обычно способствует очищению атмосферного воздуха, загрязняющие вещества либо вымываются из воздуха каплями дождя, либо значительно разбавляется их концентрация.
Состояние воздушной среды или метеорологические условия, способствующие накоплению вредных (загрязняющих) веществ в приземном слое атмосферного воздуха, называются неблагоприятными метеорологическими условиями (НМУ). К НМУ относятся такие погодные условия, как штиль, ветер неблагоприятного направления, туман, температурная инверсия.
Температурная инверсия представляет собой явление аномального роста температуры воздуха с высотой в атмосфере, вместо обычного снижения.
В нормальных условиях температура воздуха уменьшается с высотой над уровнем земли, но при определённых метеоусловиях, например, во время антициклональной погоды (радиационное выхолаживание у поверхности земли) или прохождении теплого фронта (более теплый воздух как бы натекает на холодный), наблюдается обратная ситуация. У земли воздух холоднее, чем на высоте. При таких условиях более холодный приземный воздух не может подняться вверх, ему мешает теплый воздух сверху, поэтому происходит накопление загрязнения у поверхности земли. Таки образом, температурная инверсия препятствует рассеиванию загрязняющих веществ в вертикальном направлении в атмосфере. Она также способствует образованию дымки, тумана, смога, облаков, миражей.
При объявлении НМУ промышленные предприятия должны переходить на особый режим работы в соответствии с утвержденными планами.