Чисте повітря

Повітря потрібне для життя, оскільки без нього людина може прожити в середньому до 5 хвилин. Відповідно, забруднення повітря є однією з найбільш серйозних екологічних проблем для суспільства, незалежно від рівня його економічного розвитку. Не менше 500 млн. людей щодня піддаються дії високих рівнів забруднювачів повітря усередині своїх домів у формі диму - від відкритого вогню або погано сконструйованих печей. Більше 1500 людей живуть в урбанізованих регіонах із загрозливо високими рівнями повітряного забруднення. Промисловий розвиток пов'язаний з викидами в атмосферу величезної кількості газу і твердих часток, як відходів самого виробництва, так і від продуктів згорання палива на транспорті і в енергетиці. Після впровадження технології управління забрудненням повітря за допомогою зменшення викидів твердих часток фахівці виявили, що викиди газів все одно тривають і саме вони є причиною проблеми як такої. Недавні зусилля із управління викидами і твердих і газоподібних часток були досить успішними у більшості розвинених країнах, проте є доказу того, що забруднення повітря представляє ризик для здоров'я навіть за відносно сприятливих екологічних умов.

Спочатку країни, що швидко розвиваються, не мали можливостей інвестувати достатню кількість ресурсів в контроль забруднення повітря із-за інших економічних і соціальних пріоритетів. Швидка експансія в таких країнах стала в той же час першопричиною збільшення кількості транспортних засобів, підвищення непромислового енергоспоживання і підвищеної концентрації населення у великих урбанізованих регіонах (мегаполісах). Усе це - достатньою мірою сприяло появі такої екологічної проблеми, як забруднення повітря.

У багатьох традиційних суспільствах, де джерела енергії для домашнього господарства вважалися чистими, зараз вони використовуються вже не так широко, як в минулі роки, унаслідок неефективності і шкідливості, з сучасної точки зору, видів палива, вживаних для обігріву будівель і приготування їжі. Перераховані обставини служать причиною забруднення, як зовнішнього повітря, так і повітря усередині приміщень, що може привести до хвороб легенів, проблем із зором (роздратування слизової оболонки очей і т. п.) і збільшення ризику ракових захворювань.

Якість повітря усередині приміщень залишається гострою проблемою для багатьох розвинених країн, оскільки житлові і виробничі будівлі герметичні і добре опалювані. Небезпека попадання в повітря шкідливих хімічних сполук виходить не лише з системи опалювання і приготування їжі, але також від паління випарів будівельних матеріалів. І усе це скупчується усередині будинків і створює проблему забруднення.

Будова атмосфери

Атмосфера складається з окремих шарів, концентричних сфер, які відрізняються один від одного по висоті від поверхні Землі, за характером зміни температури, по газовому складу. Розрізняють: - тропосферу; - стратосферу; - мезосферу; - термосферу; - екзосферу.

Нижній шар атмосфери називається тропосферою (від грецького «тропе» - поворот). Маса її складає 80% від маси атмосфери. Верхня межа тропосфери залежить від географічної широти:

- у тропічних широтах (екватора) висота від поверхні Землі 18 - 20 км.;

- у помірних широтах висота від поверхні Землі близько 10 км.;

- у полярних широтах (на полюсах) висота від поверхні Землі 8 - 10 км.

Від пори року :

- верхня межа тропосфери (тропопауза - від грецького «паузіс» - припинення) в Північній півкулі взимку завдяки охолодженню піднімається на 2 - 4 км.

- верхня межа тропосфери (тропопауза) в Північній півкулі влітку завдяки потеплінню знижується на 2 - 4 км.

Тропосфера отримує тіло знизу від Землі, яка, у свою чергу нагрівається сонячними променями. Безпосередньо за рахунок поглинання сонячних променів повітря нагрівається в десятки разів менше, ніж від Землі. У міру збільшення висоти температура повітря знижується в середньому на 0,6 ⁰С на кожні 100 м. підйому.

На верхній межі тропосфери температура досягає -60 ⁰С цьому сприяє те, що повітря, піднімаючись, розширюється і охолоджується. Він був би ще холодніший, коли б не тепло, яке виділяється при конденсації водної пари.

На висоті 10 км., температура тропосфери влітку дорівнює -45⁰С, а взимку - 60⁰С.

Вище за тропосферу розташовується шар повітря з постійно низькою температурою - тропопауза. У тропіках, де сонячні промені падають прямовисно, або майже прямовисно, а сушачи і море нагріваються сильніше, цей шар знаходиться на висоті 18 - 20 км. В полярних областях, де косі промені слабо нагрівають Землю, тропопауза розташована нижче - на висоті 8 - 10 км.

Саме у тропосфері в основному формується погода, яка визначає умови існування людини.

Велика частина атмосферної водяної пари зосереджена в тропосфері, і тому тут головним чином і формуються хмари, хоча деякі з них, що складаються з крижаних кристалів, зустрічаються і більш високих шарах.

Нагрівання атмосфери в різних частинах Землі неоднакове, що сприяє розвитку загальної циркуляції атмосфери Землі, тісно пов'язаної з розподілом атмосферного тиску. Цей тиск атмосферного повітря на предмети, що знаходяться в ній, і на земну поверхню.

У кожній точці атмосфери атмосферний тиск дорівнює вазі вище розташованого стовпа повітря, яке з висотою убуває. Середній тиск на рівні моря еквівалентно тиску 760 мм ртутного стовпчика (1013,25 гПа).

Розподіл атмосферного тиску на поверхні Землі (на рівні моря) характеризується відносно низьким значенням поблизу екватора, збільшенням в субтропіках і пониженням в середніх і високих широтах. При цьому над материковими нетропічними широтами атмосферний тиск зимою зазвичай підвищений, влітку знижений. Під дією перепаду тиску повітря випробовує прискорення, спрямоване від високого тиску до низького тиску. При русі повітря на нього діють викликані обертанням Землі сили Коріоліса і відцентрова сила, а так само сила тертя.

Усе це обумовлює складну картину дії в атмосфері Землі, деякі з них порівняно стійкі (наприклад, пасати і мусони). У середніх широтах переважає повітряна течія із заходу на схід, в яких виникають великі вихори - циклони і антициклони, що зазвичай тягнуться на сотні і тисячі кілометрів.

Для тропосфери характерні турбулентність і потужні повітряні течії (вітри) і шторми. У верхній тропосфері існують сильні повітряні течії строго певного напряму. Турбулентні вихори, утворюються під впливом тертя і динамічної взаємодії між повільно і повітряними масами, що швидко рухаються. Оскільки в цих високих шарах хмарності зазвичай немає, таку турбулентність називають «турбулентністю ясного неба».