Середовище життєдіяльності. Природне середовище. Атмосфера

Розглядаючи безпеку людини як поняття, що стосується сутності люд­ського життя, сфери її діяльності і взаємозв'язків з навколишнім середови­щем, ми повинні розглянути таке поняття, як «середовище», в якому живе і діє людина.

Навколишнє природне середовище в ширшому розумінні — косміч­ний простір, а в вужчому — біосфера, зовнішня оболонка Землі, яка охоплює частину атмосфери, гідросферу і верхню частину літосфе­ри, що взаємозв'язані складними біогеохімічними циклами міграції речовин і енергії.

Земля — одна з планет Сонячної системи, найбільша з планет зем­ної групи (Меркурій, Венера, Марс, Земля), середній радіус — 6371 км, відстань до Сонця — 150 млн-км, маса Землі становить 1/330000 маси Сонця.

Сонце — це найголовніша зірка сонячної системи, температура по­верхні близько 6000 °С. Земля отримує всього одну двомільярдну час­тину сонячного випромінювання. Цього досить, щоб обігріти Землю та постачати необхідною енергією весь рослинний та тваринний світ.

Атмосфера — це газова оболонка Землі, яка обертається разом з нею.

Дуже своєрідні кліматичні умови в атмосфері. Атмосфера поділяється на шари, в яких з висотою змінюється температура. На висоті 8—10км температура становить 40—50'С нижче нуля, а на висоті близько 60—70 км знаходиться повітряний шар з досить помірною температурою, близькою до (PC. Причини виникнення цього теплого шару атмосфери пояснюються явищем абсорбції (поглинання) молекулами озону і кисню ультрафіолетового випромінювання Сонця.

Саме тут проходить озоновий захист життя Землі від жорсткого для всього жи­вого випромінювання Сонця. Енергія радіації, що абсорбується, перетворюється у теп­лову енергію газових молекул. Сонячна радіація, яка проходить до земної поверхні, має зовсім безпечні границі, а всі ультрафіолетові промені з меншою довжиною хвилі в'язнуть у цьому невидимому, легкому, але непроникному шарі повітряного океану.

З віддаленням від Землі змінюється не тільки густина повітря, а й його склад. Склад повітря залишається порівняно постійним на висотах до 100 км. До складу атмосфери входять азот — 78,08%, кисень — 20,95% і аргон — 0,93%. На частку вуглекислого газу, неону, гелію і всіх інших газів, які присутні у повітрі в мікрокількості, припадає лише трохи більше 0,04%.

У придонних шарах атмосфери, особливо в містах, склад повітря змінюється. Важливою змінною складової атмосфери е вуглекислий газ. Ще 100 років тому вміст вуглекислого газу в повітрі був 0,0298%, а тепер — 0,0318%, а в містах ще вищий. Цікаво, що акселерацію — прискорений і посилений ріст дітей, особливо в містах, — деякі вчені пояснюють підвищеним вмістом вуглекислого газу в повітрі. Навіть незначне збільшення вмісту вуглекислого газу в повітрі значно поси­лює дихальний процес, починається швидкий ріст грудної клітини і відповідно всього організму.

Приблизно до висоти 400—600 км зберігається переважно киснево-азотний склад атмосфери. Істотна зміна складу повітря спостерігається лише з висоти близько 600 км. Тут починає переважати гелій. «Гелієва корона Землі», як назвав гелієвий пояс В.І.Вернадський, простягається приблизно до висоти 1600 км від поверхні Землі, а далі вище 2—3 тис. км переважає водень. Так поступово газова оболонка Землі перетворюється у міжзоряний газ, який складається на 76% (за масою) з водню і на 23% з гелію.

Цікаво, що наша земна атмосфера за складом різко відрізняється від атмосфер інших планет Сонячної системи. Наші близькі сусіди — Венера / Марс — мають в основному вуглекислу атмосферу, а дальні — Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун —оточені гелієво-водневою атмосферою, порівняно багато в їхніх атмосферах і метану.

За характером зміни різних параметрів атмосферу Землі розділяють на такі шари: тропосфера (9—18км), стратосфера (50—55км), мезосфера (80-^90км), термосфе­ра (вище 90 км до 800—1000 км) і екзосфера (вище 800—1000 км).

За складом повітря виділяють також озоносферу, яка приблизно збігається зі стратосферою І має максимальну концентрацію озону на висотах 20—25 км. Основна маса озону сконцентрована на висотах 10—15 км, але озон присутній також у при­земному шарі повітря (де він відіграє важливу роль у фотохімічних перетвореннях продуктів антропогенних забруднень атмосфери) і на висотах 50—80 км, де відбува­ються основні процеси природного утворення і руйнування озону.

• Атмосферне повітря — один з найважливіших природних ре­сурсів, без якого життя на Землі було б абсолютно неможливим. Атмос­ферний кисень О2, необхідний для дихання людей, тварин, переважної більшості рослин і мікроорганізмів. Організму людини і тварин необхід­ний постійний приток кисню. Основне джерело утворення кисню — це фотосинтез зелених рослин. Підраховано, що рослини за рік виділяють в атмосферу близько 70 млрд т кисню. Близько 80% всього кисню в ат­мосферу постачає морський фітопланктон, 20% виробляє наземна рос­линність.

• Вуглекислий газ — обов'язковий компонент фотосинтезу рослин.

Він надходить в атмосферу внаслідок виверження вулканів, розпаду органічних речо­вин, дихання живих організмів, виділення з поверхні теплих океанів, а витрачається атмосферою на фотосинтез рослин, розчинення в холодній воді океанів, перетворення силікатів вивітрюваних гірських порід у карбонати. Рослини за рік поглинають близько 100млрд т оксиду вуглецю, тобто близько 6% усього наявного вмісту його в атмосфері. Важливим фактором стабілізації вмісту оксиду вуглецю є світовий океан, у водах якого розчинено принаймні в сто разів більше оксиду вуглецю, ніж його є у всій атмосфері.

З основних компонентів атмосфери найбільше змінюється вміст у повітрі водяної пари. Вміст водяної пари в атмосфері визначається співвідношенням процесів випарювання, конденсації і горизонтального перенесення.

• Водяна пара — це джерело утворення хмар, туманів, опадів. Наявні в атмосфері водяна пара і діоксид вуглецю захищають земну поверхню від надмірного охолодження, створюючи так званий парниковий ефект: якби не було атмосфери, то середня температура поверхні земної кулі була б не+15, а — 23 °С.

Атмосфера регулює теплообмін Землі з космічним простором, впли­ває на її радіаційний та водяний баланс. Одним з найважливіших фак­торів, що визначають стан атмосфери, є її взаємодія з океаном, проце­си газообміну і теплообміну між ними суттєво впливають на клімат Землі.

Клімат — це багаторічний режим погоди, властивий тій чи іншій місцевості. Кліматичні умови Землі створюються внаслідок взаємопов'язаних процесів теплообміну, вологообміну і загальної циркуляції атмосфери. Клімат характеризується середніми по­казниками світла, температури, вологості повітря, рівнем опадів, рівнем радіації, атмосферного тиску, напрямками вітрів тощо.

Вологість визначається місцем на Землі і кліматичними умовами та залежить від пори року та доби. Вологість повітря суттєво впливає на теплообмін організму з навколишнім середовищем, має велике значення для життєдіяльності людини. За низької температури і високої вологості повітря підвищується тепловіддача і людина зазнає