Тема 2. Атмосфера
§22. Яку будову має атмосфера
Куди ступиш – всюди маєш,
Хоч не бачиш, а вживаєш.
Загадка
- Пригадайте, що вам відомо про повітря.
- Як називають повітряну оболонку Землі?
- З яких газів складається атмосферне повітря?
Що таке атмосфера та яке її значення.
Ми живемо на дні повітряного «океану» – атмосфери, яка впливає на наше самопочуття, працездатність, творчу активність.
Атмосфера – повітряна оболонка Землі (з гр. atmos – «пара» та sphaira – «куля», «оболонка»).
Метеорологія – наука про земну атмосферу, яка вивчає її фізичні явища та процеси. Назва походить з гр. meteoros – «піднятий угору», «небесний» і logos – «вчення».
Повітряна оболонка разом із Землею здійснює добове обертання навколо земної осі й навіть річний рух навколо сонячної орбіти.
Вивченням атмосфери займаються метеорологи.
Користуючись малюнком 2, складіть розповідь або створіть малюнок «Значення атмосфери». Розповідь супроводжуйте прикладами.
Що входить до складу атмосфери.
Повітря – це складна суміш різноманітних газів, основним з яких є кисень.
Спробуємо впевнитися в тому, що у повітрі, яке нас оточує, є кисень. Для цього проведемо дослід.
Вам знадобляться: тарілка, склянка води, харчова фарба, дві свічки, сірники або запальничка, склянка, паличка (дерев’яна чи скляна).
Відомо, що кисень підтримує горіння.
Хід досліду
Налийте в тарілку води, додайте харчової фарби й перемішайте (мал. 3).
Опустіть на воду дві свічки, підпаліть їх і поспостерігайте.
Прикрийте одну свічку склянкою. Що відбулося?
Зробіть висновки.
Перегляньте відео і накресліть у зошиті діаграму «Склад атмосфери».
Поміркуйте, до яких природних змін призвело б: а – збільшення кисню в складі повітря; б – зменшення вуглекислого газу в складі повітря.
Розгляньте таблицю «Зміна складу земної атмосфери». Як ви вважаєте, чи змінюється склад повітря в наш час? Які чинники впливають на склад повітря? Чи впливає діяльність людини на склад атмосфери і процеси, які в ній відбуваються? Наведіть приклади.
Зміна складу земної атмосфери
Яку будову має атмосфера.
Атмосфера Землі поділяється на 5 шарів: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера, екзосфера (мал. 4). Місце, де закінчується і починається кожен шар атмосфери, визначають чотири ключові характеристики: зміна температури, хімічний склад, щільність та рух газів. Кожен із шарів атмосфери відіграє свою роль у захисті всіх видів життя на Землі.
Розгляньте малюнок 4 «Будова атмосфери» й перегляньте відео про будову атмосфери. Виготуйте модель атмосфери.
Наведіть доказ того, що тропосфера є найважливішим шаром атмосфери для життя людини.
Назвіть відмінності в особливостях тропосфери та стратосфери.
Коли альпіністи й альпіністки підіймаються на Еверест, вони зазвичай беруть із собою кисневі балони. Подумайте, з якою метою.
Чи доводилося вам долати відстані літаком? Якими враженнями і відчуттями можете поділитися? Чи пам’ятаєте, на якій висоті здійснювався політ? Яка температура була за бортом? Цю інформацію надають пасажирам під час польоту. Зверніть на це увагу під час наступних подорожей.
Подумайте, чому людям закладає вуха під час зльоту. За потреби скористайтеся підказкою.
Чому людям закладає вуха під час зльоту?
Коли ви підіймаєтеся в атмосферу, тиск чи вага атмосфери над вами швидко слабшає. Попри те, що пасажирські літаки мають герметичні салони, швидкі зміни висоти можуть вплинути на тонку євстахієву трубу в пасажирів, що з’єднує вухо з носом та горлом. Ось чому людям закладає вуха під час зльоту. Зрештою, повітря стає занадто розрідженим, щоб звичайні літаки взагалі могли літати. До того ж такі літальні апарати не можуть створювати достатньої підіймальної сили.
Географічні рекорди.
Максимальна висота для пасажирських літаків, вище якої двигуни починають «задихатися» від нестачі кисню, – 12 км. 14 жовтня 2012 року австрійський парашутист Фелікс Баумгартен (мал. 5) здійснив стрибок з висоти 38 км. Його назвали «стрибком із космосу». Щоб захистити сміливця від можливих проблем, було створено спеціальний скафандр.
Як ви вважаєте, від чого повинен був захистити скафандр парашутиста?
Чому атмосфера потребує охорони.
Атмосферне повітря змінюється під впливом природних та антропогенних (діяльність людини) чинників (мал. 6).
Природне забруднення атмосферного повітря існувало завжди. Особливо цей процес відбувається там, де немає або мало рослинності, – у степу, пустелі, де вітер досить легко видуває частинки ґрунту і піднімає їх в атмосферу.
Потужні викиди в атмосферу промислових шкідливих речовин, вихлопних газів автомобілів, застосування аерозолів у побуті становлять антропогенне забруднення повітря.
Проаналізуйте малюнок 6. За потреби доповніть чинники забруднення атмосфери і зробіть висновок.
Забруднення атмосферного повітря – це будь-яка зміна складу і властивостей повітря, що негативно впливає на людей, рослини і тварин.
Від стану атмосферного повітря залежить самопочуття і здоров’я людини. За рахунок заходів щодо зниження рівня забруднення повітря країни можуть зменшити складність перебігу хвороб серця, раку легень, астми, гострих та хронічних респіраторних захворювань.
Від забруднення повітря страждають і всі інші живі істоти, які змушені мігрувати в пошуках чистішого середовища існування.
Назвіть чинники, які найбільше забруднюють повітря у вашій місцевості.
Коротко про головне
- Атмосфера – повітряна (газова) оболонка Землі, що захищає нашу планету від перегрівання сонячним промінням удень і від переохолодження вночі.
- Повітря – суміш газів. Найважливішим для життя є кисень.
- Атмосфера Землі складається з 5 шарів: тропосфери, стратосфери, мезосфери, термосфери, екзосфери.
- Атмосфера змінюється під впливом природних та антропогенних чинників, тому потребує охорони.
Перевіряємо себе
1. Назвіть особливості Землі, які дають організмам можливість існувати на ній. Який шар атмосфери є дуже важливим для всього живого?
2. Як змінюється щільність атмосферного повітря з висотою?
3. Зважаючи на актуальність і потреби людського розвитку, спрогнозуйте напрями досліджень атмосфери в майбутньому.
4. Що можете зробити ви, щоб зменшити забруднення повітря? Назвіть три найважливіші, на вашу думку, заходи. Порівняйте запропоновані вами заходи із заходами, поданими на схемі.
5. Оцініть свою діяльність на уроці. Дайте відповіді на запитання:
- Що нового дізналися на уроці?
- Хто і як допомагав вирішувати завдання?
- Які знання, отримані на уроці, знадобляться в майбутньому?
Чи відомо, де закінчується земна атмосфера та починається космос? Прочитайте інформацію за QR-кодом і дайте відповідь на запитання.
Дізнайтеся, які планети Сонячної системи мають повітряну оболонку.
Де закінчується атмосфера?
Ділянка, яку вчені визначили як кінець атмосфери та початок космосу, – лінія Кармана, названа на честь Теодора фон Кармана, американського фізика угорського походження. У 1957 році він став першою людиною, яка спробувала визначити кордон між Землею та космічним простором.Ця лінія, враховуючи, що вона позначає кордон між Землею та космосом, не лише вказує, де є межі можливостей літаків. Вона також має вирішальне значення для вчених та інженерів для з’ясування того, як утримувати космічні кораблі та супутники на орбіті навколо Землі.
Лінія Кармана – це приблизна ділянка, що позначає висоту, вище за яку супутники зможуть обертатися навколо Землі, не згоряючи й не падаючи з орбіти, перш ніж здійснять оберт навколо нашої планети хоча б один раз. Лінія Кармана перебуває на висоті 100 км над рівнем моря.
Різні фактори, як-от розмір і форма супутника, відіграють роль у визначенні того, який опір повітря він відчуватиме, і, отже, його здатність успішно обертати- ся навколо Землі.
Зазвичай супутники, що перебувають на низькій навколоземній орбіті, через кілька років падають з орбіти через гальмування верхніх шарів атмосфери Землі, що поступово уповільнюють орбітальну швидкість. Низька навколоземна орбіта – класифікація, яка зазвичай присвоюється супутникам на висоті менше ніж 2000 км, але іноді – на висоті до 160 км над Землею.Однак це не означає, що атмосферу Землі неможливо виявити за межами 1000 км.
Атмосфера не може просто так взяти й зникнути, щойно ви потрапите в ділянку, де обертаються супутники. До того, як ознаки земної атмосфери зникнуть, пройдуть тисячі й тисячі кілометрів. Зовнішні атоми земної атмосфери, атоми водню, з яких складається її геокорона (найвіддаленіша ділянка атмосфери), можуть простягатися навіть за межі Місяця.