В каком слое атмосферы содержится много озона ответ
Озоновый слой в атмосфере
Абсорбция ультрафиолетового излучения озоновым слоем. По горизонтальной оси отложена концентрация озона в единицах Добсона (DU) на километр высоты. По вертикальной оси — высота в километрах. Показано также поглощение в трёх диапазонах ультрафиолета (см. текст)
Озо́новый слой — часть стратосферы на высоте от 20 до 25 км (в тропических широтах 25—30 км, в умеренных 20—25, в полярных 15—20), с наибольшим содержанием озона (вещества, молекула которого состоит из трёх атомов кислорода, O3), образующегося в результате воздействия ультрафиолетового излучения Солнца на молекулярный кислород (O2). При этом с наибольшей интенсивностью, именно благодаря процессам диссоциации кислорода, атомы которого затем образуют озон, происходит поглощение ближней (к видимому свету) части ультрафиолета солнечного спектра. Кроме того, диссоциация озона под воздействием ультрафиолетового излучения приводит к поглощению наиболее жёсткой его части.
Около 90 % атмосферного озона находится в стратосфере, главным образом на высоте от 20 до 40 км над поверхностью Земли. Его концентрация в стратосфере составляет от 2 до 8 частей на миллион. Общее количество озона в атмосфере таково, что если бы можно было весь его переместить на уровень моря и сконцентрировать до атмосферного давления при температуре 0 °C, он занял бы слой высотой всего 3 мм (это соответствует 300 единицам Добсона, или 300×2,69×1016 молекул озона на квадратный сантиметр поверхности Земли). Для сравнения, вся сжатая под нормальным давлением атмосфера составляла бы слой в 8 км. Озоновый слой поглощает от 97 до 99 % солнечного излучения в области длин волн от 200 до 315 нм.
Очень опасный ультрафиолет в диапазоне UV-c (100—280 нм) практически полностью поглощается кислородом (< 200 нм с образованием монокислорода и далее озона) и озоном (200—280 нм) в самых верхних слоях атмосферы, выше 35 км. Диапазон UV-b (280—315 нм), вызывающий загар и рак кожи, поглощается озоном почти полностью, до поверхности Земли доходит лишь несколько процентов, причём в длинноволновой части этого диапазона, тогда как на длине волны 290 нм коэффициент поглощения озонового слоя составляет 3,5×108. Диапазон UV-a (315—400 нм), ближайший к видимому свету (400—700 нм) почти не поглощается (см. рис.)[1].
Благодаря нагреванию воздуха вследствие поглощения озоном солнечных лучей возникает температурная инверсия, то есть повышение температуры с высотой. Таким образом, тропосфера и стратосфера разделяются тропопаузой и смешивание воздуха между этими слоями атмосферы затруднено.
Озоновый слой образовался в атмосфере Земли 1,85—0,85 млрд лет назад, когда в ней вследствие фотосинтеза накопилось достаточно кислорода[2]. Лишь после образования озонового слоя жизнь (включая растения) смогла выйти из океанов[3]; без этого высокоразвитые формы жизни типа млекопитающих, включая человека, не возникли бы.
История открытия озонового слоя[править | править код]
Открывателями озонового слоя были французские физики Шарль Фабри и Анри Буиссон. В 1912 году им удалось с помощью спектроскопических измерений ультрафиолетового излучения доказать существование озона в отдалённых от Земли слоях атмосферы.
Благодаря данным ультрафиолетового спектрометра, работавшего на борту орбитального зонда Venus Express, астрономы обнаружили озоновый слой в атмосфере Венеры[4][5].
Механизм Чепмена[править | править код]
Механизм образования, а также расходования озона был предложен Сидни Чепменом в 1930 году и носит его имя.
Реакции образования озона:
Фотолиз молекулярного кислорода происходит в стратосфере под воздействием ультрафиолетового излучения с длиной волны 175—200 нм и до 242 нм.
Озон расходуется в реакциях фотолиза и взаимодействия с атомарным кислородом:
Пути гибели озона[править | править код]
Стратосферная химия озона
Кроме реакций, входящих в механизм Чепмена, имеется целый ряд других реакций, приводящих к гибели озона. Их все объединяют в несколько семейств, главными из которых является азотное, кислородное (из механизма Чепмена), водородное и галогеновое. Эти реакции представляют собой каталитические циклы, поэтому их также называют соответствующими циклами.
Азотный цикл (NOx):
Водородный цикл (HOx):
Хлорный цикл (ClOx):
Доля в расходовании озона различных химических семейств на разных высотах:[6]
| Давление, гПа | азотное | кислородное | водородное | галогеновое |
|---|---|---|---|---|
| 1,31 | 0,10 | 0,26 | 0,41 | 0,21 |
| 3,78 | 0,50 | 0,14 | 0,11 | 0,25 |
| 8,93 | 0,68 | 0,11 | 0,08 | 0,13 |
| 21,9 | 0,46 | 0,12 | 0,19 | 0,20 |
| 55,8 | 0,12 | 0,03 | 0,48 | 0,14 |
Доля галогенового пути распада стратосферного озона увеличилась в результате деятельности человека, что привело к возникновению озоновых дыр. Генеральная ассамблея ООН в 1994 году провозгласила 16 сентября ежегодным Международным днём охраны озонового слоя.
Единица измерения толщины озонового слоя[править | править код]
Единицей измерения толщины озонового слоя служит единица Добсона (DU).
Примечания[править | править код]
См. также[править | править код]
- Озоновая дыра
- Монреальский протокол
- Международный день охраны озонового слоя
Ссылки[править | править код]
- Озоновый слой Земли.
- Химия озонового слоя.
Статьи и обзоры[править | править код]
- Озон в атмосфере. Озоновый слой — ультрафиолетовый щит Земли
- Химия и алхимия озонового слоя
- Охрана озонового слоя в мире
Международные соглашения[править | править код]
- Венская конвенция об охране озонового слоя
- Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой
Концентрация озона в атмосфере. Границы озонового слоя.
Принято различать два вида озона:
— тропосферный озон, образующийся в нижних слоях атмосферы Земли ниже 8-12 км. На тропосферный озон приходится около 10% всего атмосферного озона.
— стратосферный озон, образующийся в верхних слоях атмосферы Земли выше 12 км.
Концентрация озона в атмосфере очень незначительна: до одной тысячной доли процента от общего объема атмосферы Земли (до 0,001 %).
Озоновый слой (озоносфера) – это область атмосферы Земли, в которой происходит активное образование озона. Озоносфера начинается на уровне 10-12 км от поверхности Земли и простирается до высот 50-55 км, но больше всего озона содержится на высоте около 25 км.
Однако даже в зоне наибольшей концентрации озона в атмосфере находится не более 5-10 молекул озона на миллион молекул воздуха.
Если собрать весь озон, содержащийся в вертикальном столбе атмосферы при давлении 760 мм рт. ст. и температуре 0°С, то получится слой толщиной всего 3 мм.
При различных условиях количество озона в атмосфере может меняться примерно в 2 раза, так что высота однородной атмосферы озона может составлять то 0.2, то 0.4 см.
Концентрация озона в атмосфере и распределение озонового слоя над поверхностью Земли.
1. Концентрация озона в атмосфере в зависимости от географической широты Земли.
Озоносфера охватывает всю планету, но распределение озонового слоя над поверхностью Земли неравномерно. Образование большей части озона происходит над экватором, а в сторону полюсов О3 переносится воздушными течениями. Но если взглянуть на карту распределения озонового слоя по широтам Земли, мы увидим, что как раз над экваториальными широтами содержание озона в атмосфере минимально.
На планете четко выделяется тропическая область недостаточного содержания озона в зоне от 35° с. ш. до 35° ю. ш., где средняя приведенная толщина слоя О3 около 0,26 см. К северу и югу от нее толщина слоя больше – 0,35 см. То есть толщина озонового слоя (концентрация озона в атмосфере) растет по направлению к полюсам.
Количество озона относительно велико в северных полярных широтах, далее убывает к югу, сравнительно мало в области между 35 с.ш. и 35 ю.ш., затем нарастает, и вторичный максимум приходится на 50 — 60 ю.ш. Над Антарктидой намечается новый «провал».
Наибольшая концентрация озона в атмосфере приходится на следующие широты:
— в Северном полушарии на широте 65-75°
— в Южном полушарии на широте 50-60°
Почему же так происходит?
Почему над экватором озоновый слой тоньше, концентрация озона в атмосфере меньше?
Ведь, казалось бы, вполне логично предположить, что озона должно быть больше там, где он и образуется. Для объяснения этого феномена есть несколько причин. Рассмотрим их подробнее.
Причиной малой концентрации озона над экваториальными широтами является быстрый распад молекулы озона. Время жизни молекулы озона здесь составляет всего несколько часов.
Это связано, прежде всего, с высокой интенсивностью солнечного излучения в высоких слоях атмосферы экваториальных широт. Ультрафиолетовое излучение разбивает молекулы озона, также озон разрушается вследствие реакции с атомарным кислородом.
Оставшийся озон из-за большей плотности опускается в более нижние слои атмосферы и воздушными течениями переносится по направлению к полюсам Земли. Здесь время жизни молекулы озона уже значительно выше – около 100 дней.
Таким образом, концентрация озона в атмосфере над экватором получается ниже, чем над полярными широтами.
Это правило (увеличение концентрации озона от тропических к полярным областям и от более высоких слоёв к более низким) носит название принципов Дютша–Добсона и Добсона-Норманда соответственно.
2. Концентрация озона в атмосфере в зависимости от времени года.
В предыдущем пункте мы рассмотрели изменение концентрации озона в атмосфере в зависимости от географической широты. Но на концентрацию озона влияет также и время года. Особенно это заметно в полярных широтах, в средних широтах максимум (0.43 см) приходится на март, а минимум (0.27 см) — на октябрь.
Вообще, независимо от широты, максимум содержания озона в атмосфере приходится на конец зимы и весну, а минимум – на осень и начало зимы. Но с продвижением к северу и югу наступление максимума отодвигается на более поздние месяцы. Например, в Алма-Ате максимум толщины озонового слоя наблюдается в феврале, в Санкт-Петербурге – в марте, на о. Диксон – в мае.
Максимальное значение концентрации озона в атмосфере, зарегистрированное на земном шаре, составляет 0.76 см (это рекордное значение зарегистрировано на острове Кергелен 20 октября 1967 г.), а минимальное значение (в «озонных дырах») равно 0.09 см.
3. Концентрация озона в атмосфере в зависимости от времени суток.
Концентрация озона в атмосфере может меняться более или менее случайным образом в течение суток и амплитуда этих изменений сравнима с амплитудой широтных и сезонных вариаций.
Междусуточные изменения содержания озона могут быть очень велики. Так, на озонометрической станции на острове Кергелен в 1968 году были получены следующие данные: 22 марта — 0.583 см; 23 марта — 0.749 см; 25 марта — 0.283 см.
Это была статья о концентрации озона в атмосфере Земли и границах озонового слоя. Читайте далее: Значение озонового слоя Земли – озоносферы. Воздействие ультрафиолетовых лучей Солнца на человека и другие живые организмы.
Статьи на тему «Озоновый слой Земли»:
- История открытия озона и озонового слоя Земли.
- Концентрация озона в атмосфере. Границы озонового слоя Земли.
- Значение озонового слоя Земли – озоносферы. Воздействие ультрафиолетовых лучей Солнца на человека и другие живые организмы.
- Разрушение и истощение озонового слоя Земли.
Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!
Уважаемые посетители!
Если Вы не нашли необходимой информации или считаете ее неполной, напишите ниже в комментариях, и статья будет дополнена соответственно
Вашему желанию.
Озон – это газ из необычных молекул кислорода, что содержат по 3 его атомов (обычный кислород – О2, молекула озона – О3), он распространён преимущественно в стратосфере в виде озонового слоя . Этот озоновый слой сдерживает поступление солнечной радиации и ультрафиолетовых лучей солнца на Землю. Озон в воздухе может появляться в месте грозового разряда, или любой другой искры от электричества. Озон является более мощным окислителем, чем кислород, горючие вещества горят в нём более энергично, что повышает вероятность взрыва при горении смеси горючего вещества и озона.
Озоновый слой расположен в зоне стратосферы на высоте от 15 до 30 километров. Под действием солнечного света в стратосфере происходит последовательное превращения кислорода в озон и обратно, что сопровождается выделением теплоты. В связи с этим в умеренных широтах на высоте 10-12 километров понижение температуры с высотой быстро убывает, и затем температура воздуха с высотой начинает расти – это называется «высотная стационарная инверсия температуры воздуха». Причём зимой эта инверсия температуры воздуха проявляется сильнее, чем летом.
Под действием выбросов ядовитых веществ, содержащих углерод, хлор и фтор (фреоны), которые возникают из-за: техногенных катастроф; поломок холодильного оборудования; использования строительных аэрозолей, происходит разрушение озонового слоя.
Уже давно замечено, что над Антарктидой есть область в атмосфере с очень низким содержанием озона – озоновая дыра. Также есть область пониженного содержания озона над Гренландией, но она там не так ярко выражена, как в Антарктиде. То есть можно сделать вывод, что в результате действия фреонов на разрушение озонового слоя наиболее вероятно в ледяных горных полярных областях с повышенным атмосферным давлением и весьма холодным и сухим климатом.
Полное разрушение озонового слоя грозит постепенным вымиранием всего живого на Земле и ускорением глобального потепления.
Озон в приземным слое атмосферы является парниковым газом, и он греет приземный воздух атмосферы. Благодаря тому, что озоновый слой сдерживает часть опасного ультрафиолетового излучения солнца это также сдерживает потепление климата, и защищает всё живое от вредных компонентов солнечного света.
Меры борьбы с разрушением озонового слоя, зависят как от науки и техники, так и от конкретного человека. Что должны делать частных домов, или городских квартир, это осторожное обращение с холодильным оборудованием, содержащим фреоны, и покупка новых холодильников с другими, более экологичными хладагентами. Существуют более экологичные замены для стандартного фреона как хладагента. Ядовитые вещества, опасные для озона, могут образовываться при горении многих веществ. Значит чтобы защитить природу от дефицита озона а атмосфере, надо использовать экологическое топливо и другие «зелёные технологии», а также разумно использовать утилизацию мусора.
Озон в атмосфере может сам восстанавливаться благодаря грозам, но восстановление озонового слоя за счёт этого происходит медленно. Существует научная версия, что полное восстановление озонового слоя может сдержать таяние ледников, и сделать зимы более снежными и морозными в умеренном климатическом поясе.
Расположение озонового слоя в атмосфере.
Тест по географии Атмосфера: состав, значение, изучение для 6 класса с ответами. Тест включает 2 варианта. В каждом варианте 3 части. Часть А — 9 заданий, часть В — 2 задания, часть С — 1 задание.
1 вариант
Часть А
A1. Что является нижней границей атмосферы?
1) земная поверхность
2) уровень Мирового океана
3) верхняя граница мантии
4) верхняя граница тропосферы
А2. Что удерживает атмосферу у Земли?
1) сила притяжения Земли
2) космическое излучение
3) сила притяжения Луны
4) солнечная активность
А3. Какой газ преобладает в атмосфере?
1) кислород
2) водород
3) азот
4) углекислый
А4. В каком слое атмосферы содержится большая часть воздуха?
1) в стратосфере
2) в тропосфере
3) в мезосфере
4) в озоновом
А5. В каком слое атмосферы образуются облака, идут дожди, дуют ветры?
1) в тропосфере
2) в стратосфере
3) в термосфере
4) в мезосфере
А6. В каком слое атмосферы содержится много озона?
1) в тропосфере
2) в стратосфере
3) в экзосфере
4) в мезосфере
А7. Как изменится температура воздуха при подъеме на 1 км?
1) понизится на 6 °С
2) понизится на 1 °С
3) не изменится
4) повысится на 6 °С
А8. Какой слой атмосферы находится ближе всего к Земле?
1) стратосфера
2) тропосфера
3) термосфера
4) мезосфера
А9. Атмосферу Земли ученые изучают с помощью:
1) метеорологических станций
2) метеорологических ракет
3) искусственных спутников Земли
4) все перечисленные ответы верны
Часть В
В1. Установите соответствие.
Прибор
1. Термометр
2. Барометр
3. Термограф
Что измеряет
А. Температуру воздуха
Б. Атмосферное давление
В. Влажность воздуха
В2. Заполните пропуски в предложении.
Атмосфера защищает Землю от падения…, от резких перепадов….
Часть С
C1. Какова температура воздуха за бортом самолета, если он летит на высоте 9 км, а у земной поверхности температура составляет +24 °С?
2 вариант
Часть А
A1. Какой слой атмосферы находится ближе всего к Земле?
1) стратосфера
2) тропосфера
3) мезосфера
4) экзосфера
А2. Толщина атмосферы составляет около:
1) 2 км
2) 20 км
3) 200 км
4) 3000 км
А3. Какой газ, содержащийся в атмосфере, обеспечивает процессы горения на Земле?
1) углекислый
2) азот
3) кислород
4) гелий
А4. В каких широтах толщина тропосферы больше?
1) над экватором
2) в полярных широтах
3) в умеренных широтах
4) везде одинакова
А5. Какой слой атмосферы расположен над тропосферой?
1) стратосфера
2) мезосфера
3) экзосфера
4) термосфера
А6. Какой газ преобладает у верхней границы атмосферы?
1) озон
2) азот
3) водород
4) кислород
А7. В каком слое происходит изменение погоды?
1) в стратосфере
2) в тропосфере
3) в мезосфере
4) в экзосфере
А8. В каком слое атмосферы частицы газов рассеиваются в космическое пространство?
1) в стратосфере
2) в тропосфере
3) в термосфере
4) в экзосфере
А9. Какое утверждение о значение атмосферы Земли верно?
1) Воздух необходим для обеспечения процессов жизнедеятельности
2) В верхних слоях атмосферы сгорают метеоритные тела
3) Атмосфера предохраняет Землю от сильного нагревания и охлаждения
4) все перечисленные ответы верны
Часть В
B1. Установите соответствие.
Слой атмосферы
1. Стратосфера
2. Тропосфера
Функция
А. Формирование погоды
Б. Защита от ультрафиолетовых лучей
В2. Закончите предложение.
Воздух тропосферы нагревается от земной поверхности, поэтому от земной поверхности до верхней границы тропосферы температура….
Часть С
C1. Почему, начиная с высоты 20-30 км, температура воздуха начинает повышаться?
Ответы на тест по географии Атмосфера: состав, значение, изучение для 6 класса
1 вариант
А1-1
А2-1
А3-3
А4-2
А5-1
А6-2
А7-1
А8-2
А9-4
В1. 1А 2Б 3А
В2. Метеоритов, температур
C1. -30 °С
2 вариант
А1-2
А2-4
А3-3
А4-1
А5-1
А6-3
А7-2
А8-4
А9-4
В1. 2А 1Б
В2. Будет понижаться (на каждый 1 км высоты примерно на 6 °С)
C1. С высоты 20-30 км заканчивается озоновый слой, который поглощает ультрафиолетовые лучи. Таким образом, отсутствие озона ведет к повышению температуры.
16.0218.04 Администратор
География 6 класс. Атмосфера: состав и значение
Всего 18 вопросов. Нет ограничения по времени. В случае явно плохих результатов (меньше 15% правильных ответов) тестирование по теме «География 6. Атмосфера: состав и значение» заканчивается досрочно! Неудовлетворительная оценка выставляется, если правильных ответов меньше 50% ! Вернуться на страницу «География 6 класс».
1.
Что является нижней границей атмосферы?
уровень Мирового океана
верхняя граница тропосферы
земная поверхность
верхняя граница мантии
2.
Что удерживает атмосферу у Земли?
сила притяжения Земли
солнечная активность
космическое излучение
сила притяжения Луны
3.
Какой газ преобладает в атмосфере?
азот
углекислый
водород
кислород
4.
В каком слое атмосферы содержится большая часть воздуха?
в тропосфере
в озоновом
в стратосфере
в мезосфере
5.
В каком слое атмосферы образуются облака, идут дожди, дуют ветры?
в мезосфере
в стратосфере
в тропосфере
в термосфере
6.
В каком слое атмосферы содержится много озона?
в экзосфере
в тропосфере
в стратосфере
в мезосфере
7.
Как изменится температура воздуха при подъеме на 1 км?
понизится на 6 °С
повысится на 6 °С
понизится на 1 °C
не изменится
8.
Какой слой атмосферы находится ближе всего к Земле?
тропосфера
термосфера
мезосфера
стратосфера
9.
Атмосферу Земли ученые изучают с помощью:
все перечисленные ответы верны
искусственных спутников Земли
метеорологических ракет
метеорологических станций
10.
Какой слой атмосферы находится ближе всего к земле?
стратосфера
мезосфера
экзосфера
тропосфера
11.
Толщина атмосферы составляет около:
2 км
20 км
3000 км
200 км
12.
Какой газ, содержащийся в атмосфере, обеспечивает процессы горения на Земле?
азот
кислород
гелий
углекислый
13.
В каких широтах толщина тропосферы больше?
везде одинакова
над экватором
в умеренных широтах
в полярных широтах
14.
Какой слой атмосферы расположен над тропосферой?
мезосфера
стратосфера
экзосфера
термосфера
15.
Какой газ преобладает у верхней границы атмосферы?
водород
озон
азот
кислород
16.
В каком слое происходит изменение погоды?
в тропосфере
в экзосфере
в мезосфере
в стратосфере
17.
В каком слое атмосферы частицы газов рассеиваются в космическое пространство?
в тропосфере
в стратосфере
в экзосфере
в термосфере
18.
Какое утверждение о значение атмосферы Земли верно?
все перечисленные ответы верны
Воздух необходим для обеспечения процессов жизнедеятельности.
В верхних слоях атмосферы сгорают метеоритные тела.
Атмосфера предохраняет Землю от сильного нагревания и охлаждения.
Навигация по записям
Сравнение рациональных чисел
География 6. Атмосфера: температура и давление
Вас могут заинтересовать…
Spotlight 6 test book Ответы
19.09
Администратор
0
Spotlight 6 test book Ответы
ГДЗ, ответы.
Английский язык Ответы
Обществознание. Итоговый тест за 6 класс
13.06
Администратор
0
Обществознание. Итоговый тест за 6 класс
36 вопросов. Правильный ответ показывается сразу. Нет ограничения по времени.
Обществознание Тест
Обществознание 6. Тест за IV четверть
13.06
Администратор
0
Обществознание 6. Тест за IV четверть
24 вопроса. Правильный ответ показывается сразу. Нет ограничения по времени.
Обществознание Тест