4,6 миллиардов лет назад в нашей Галактике из облаков звёздной материи начали образовываться сгущения. Всё, более уплотняясь и сгущаясь, газы нагревались, излучая тепло. С увеличением плотности и температуры начались ядерные реакции, превращая водород в гелий. Таким образом, возник очень мощный источник энергии - Солнце.
Одновременно с увеличением температуры и объёма Солнца, в результате объединения фрагментов межзвёздной пыли в плоскости, перпендикулярной к оси вращения Звезды, создавались планеты и их спутники. Формирование Солнечной Системы завершилось около 4 миллиардов лет назад.
На данный момент Солнечная Система имеет восемь планет. Это Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептон. Плутон — карликовая планета, крупнейший известный объект пояса Койпера (является большим поясом осколков, подобным поясу астероидов). После обнаружения в 1930 году считался девятой планетой. Положение изменилось в 2006 году с принятием формального определения планеты.
На самой ближайшей к Солнцу планете - Меркурии дождей не бывает никогда. Это обусловлено тем фактором, что атмосфера у планеты настолько разрежена, что ее просто невозможно зафиксировать. Да и откуда там взяться дождям, если дневная температура на поверхности планеты порой достигает 430º по Цельсию. Да уж, не хотелось бы там оказаться:)
А вот на Венере постоянно идут кислотные дожди, поскольку облака над этой планетой состоят не из живительной воды, а из смертоносной серной кислоты. Правда, поскольку температура на поверхности третьей по счету планеты достигает 480º по Цельсию, то капли кислоты испаряются раньше, чем долетят к планете. Небо над Венерой пронзают большие и страшные молнии, но света и грохота от них больше, чем дождя.
На Марсе, по мнению ученых, давным-давно природные условия были такими же, как и на Земле. Миллиарды лет назад атмосфера над планетой была намного плотнее, и вполне возможно, что обильные дожди наполняли эти реки. Но сейчас над планетой очень разреженная атмосфера, а фотографии, переданные спутниками-разведчиками, свидетельствуют о том, что поверхность планеты напоминает пустыни юго-запада США или Сухие долины в Антарктиде. Когда часть Марса укутывает зимняя пора, над красной планетой появляются тонкие облака, содержащие двуокись углерода, а иней покрывает мертвые скалы. Ранним утром в долинах бывают такие густые туманы, что кажется, что вот-вот пойдет дождь, но напрасны такие ожидания.
Кстати температура воздуха днём на Мрсе 20º по Цельсию. Правда ночью может опускаться до - 140:(
Юпитер - самая большая из планет и является гигантским газовым шаром! Этот шар почти полностью состоит из гелия и водорода, но не исключено, что глубоко внутри планеты находится маленькое твердое ядро, окутанное океаном из жидкого водорода. Тем не менее, Юпитер со всех сторон окружают цветные полосы облаков. Некоторые из этих облаков состоят даже из воды, но, как правило, в подавляющем большинстве их образуют застывшие кристаллики аммиака. Время от времени над планетой пролетают сильнейшие ураганы и бури, несущие за собой снегопады и дожди из аммиака. Вот где бы провести Магический цветок.
На самом деле, даже в будущем, когда отпуск где-нибудь в окрестностях Юпитера будет таким же обычным делом, как сегодня – на египетском пляже, главным туристическим центром все равно останется Земля. Причина этому проста: здесь всегда хорошая погода. А вот на других планетах и спутниках с этим совсем плохо.
Меркурий
Поверхность планеты Меркурий напоминает лунную
Хотя атмосферы у Меркурия нет вовсе, климат здесь, все же, имеется. И создает его, конечно, обжигающая близость Солнца. А поскольку воздух и вода не могут эффективно переносить тепло с одной части планеты на другую, здесь встречаются поистине смертоносные перепады температуры.
На дневной стороне Меркурия поверхность может прогреваться до 430 градусов Цельсия – достаточно, чтобы расплавилось олово, а на ночной – опускаться до - 180 градусов Цельсия. На фоне ужасающей жары рядом, на дне некоторых кратеров так холодно, что в этой вечной тени миллионы лет сохраняется грязноватый лед.
Ось вращения Меркурия не наклонена, как у Земли, а строго перпендикулярна орбите. Поэтому сменой сезонов здесь не полюбуешься: одна и та же погода стоит круглый год. Вдобавок к этому и день на планете длится примерно полтора наших года.
Венера
Кратеры на поверхности Венеры
Скажем прямо: не ту планету назвали Венерой. Да, в рассветном небе она действительно сияет, как чистой воды драгоценный камень. Но это пока Вы не познакомитесь с ней поближе. Соседнюю планету можно рассматривать в качестве наглядного пособия по вопросу о том, что способен сотворить перешедший все границы парниковый эффект.
Атмосфера Венеры невероятно плотна, неспокойна и агрессивна. Состоя по большей части из углекислого газа, она поглощает больше солнечной энергии, чем тот же Меркурий, хотя находится от Солнца намного дальше него. Поэтому на планете еще жарче: почти не меняясь с течением года, температура здесь держится в районе 480 градусов Цельсия. Добавьте сюда атмосферное давление, которое на Земле можно получить разве что погрузившись в океан на километровую глубину, и Вы вряд ли захотите здесь оказаться.
Но это еще не вся правда о скверном характере красавицы. На поверхности Венеры беспрерывно извергаются мощнейшие вулканы, наполняя атмосферу сажей и соединениями серы, которые быстро превращаются в серную кислоту. Да, на этой планете идут кислотные дожди – причем действительно кислотные, которые легко оставили бы раны на коже и разъели фототехнику туристов.
Впрочем, туристы не смогли бы здесь даже выпрямиться, чтобы сделать снимок: атмосфера Венеры вращается гораздо быстрее ее самой. На Земле воздух огибает планету почти за год, на Венере – за четыре часа, порождая постоянный ветер ураганной силы. Неудивительно, что до сих пор даже специально подготовленные космические аппараты не смогли просуществовать дольше нескольких минут в этом отвратительном климате. Как хорошо, что на нашей родной планете нет такого. У нашей природы нет плохой погоды, что подтверждается на http://www.gismeteo.ua/city/daily/4957/ , и это не может не радовать.
Марс
Атмосфера Марса, снимок получен искусственным спутником «Викинг» в 1976. Слева виден «кратер-смайлик» Галле
Увлекательные находки, которые сделаны на Красной планете за последние годы, показывают, что в далеком прошлом Марс был совсем другим. Миллиарды лет назад это была влажная планета с неплохой атмосферой и обширными водоемами. Кое-где на нем остались следы древней береговой линии – но это всё: сегодня сюда лучше не попадать. Современный Марс – это голая и мертвая ледяная пустыня, по которой то и дело проносятся мощные пылевые бури.
Плотной атмосферы, которая могла бы удерживать тепло и воду, на планете давно нет. Как она исчезла, еще не очень понятно, но скорее всего, Марс просто не обладает достаточной «притягательной силой»: примерно вдвое меньше Земли, он обладает почти втрое меньшей гравитацией.
В итоге на полюсах здесь царит глубокий холод и сохраняются полярные шапки, состоящие, в основном, из «сухого снега» – замерзшего углекислого газа. Стоит признать, что близ экватора температура днем может быть очень комфортной, около 20 градусов Цельсия. Но, впрочем, ночью она все равно упадет на несколько десятков градусов ниже нуля.
Несмотря на откровенно слабую атмосферу Марса, снеговые бури у его полюсов и пылевые в остальных частях – вовсе не редкость. Самумы, хамсины и прочие изнурительные пустынные ветры, несущие мириады всепроникающих и колючих песчинок, ветры, с которыми на Земле сталкиваются лишь в некоторых регионах, здесь могут охватить всю планету, на несколько дней сделав ее совершенно нефотографируемой.
Юпитер и окрестности
Чтобы оценить масштаб юпитерианских штормов, даже мощного телескопа не требуется. Самый внушительный из них – Большое красное пятно – не утихает уже несколько столетий, а размеры имеет втрое больше всей нашей Земли. Впрочем, и он скоро может потерять положение долговременного лидера. Несколько лет назад астрономы обнаружили на Юпитере новый вихрь – Овал ВА, который пока не достигает размеров Большого красного пятна, но растет угрожающе быстро.
Нет, Юпитер вряд ли привлечет даже любителей экстремального отдыха. Ураганные ветры здесь дуют постоянно, они охватывают всю планету, двигаясь со скоростью под 500 км/ч, причем нередко в противоположных направлениях, что создает на их границах ужасающие турбулентные вихри (такие, как знакомое нам Большое красное пятно, или Овал ВА).
Кроме температуры ниже - 140 градусов Цельсия и смертельной силы притяжения, нужно не забыть об еще одном факте – на Юпитере негде гулять. Эта планета – газовый гигант, вообще лишенный определенной твердой поверхности. И если б даже какому-то отчаянному скайдайверу удалось нырнуть в его атмосферу, закончил бы он в полужидкой глубине планеты, где колоссальная гравитация создает материю экзотических форм – скажем, сверхтекучий металлический водород.
Зато обычным дайверам стоит обратить внимание на один из спутников планеты-великана – Европу. Вообще, из множества спутников Юпитера по крайней мере два в будущем наверняка смогут претендовать на звание «туристической Мекки».
Например, Европа целиком покрыта океаном соленой воды. Ныряльщику здесь раздолье – глубина достигает 100 км – если только пробиться сквозь ледяную корку, которая охватывает весь спутник. Пока никто не знает, что обнаружит на Европе будущий последователь Жака-Ива Кусто: некоторые планетологи предполагают, что здесь могут найтись условия, подходящие и для жизни.
Другой юпитерианский спутник – Ио, без сомнения, станет любимчиком фотоблогеров. Мощная гравитация близкой и громадной планеты постоянно деформирует, «мнёт» спутник и нагревает его недра до огромных температур. Эта энергия прорывается на поверхность в областях геологической активности и питает сотни постоянно действующих вулканов. Из-за слабого притяжения на спутнике извержения выбрасывают впечатляющие потоки, которые поднимаются на сотни километров в высоту. Фотографов ждут чрезвычайно аппетитные кадры!
Сатурн с «пригородами»
Не менее заманчив с точки зрения фотоискусства, конечно, Сатурн со своими блистательными кольцами. Особый интерес может представлять необычная буря у северного полюса планеты, имеющая форму почти правильного шестиугольника со сторонами почти по 14 тыс. км.
Но для нормального отдыха Сатурн совсем не приспособлен. В общем и целом, это такой же газовый гигант, как Юпитер, только хуже. Атмосфера здесь холодная и плотная, а местные ураганы могут двигаться быстрее звука и быстрее пули – зафиксирована скорость более 1600 км/ч.
А вот климат спутника Сатурна Титана может привлечь целую толпу олигархов. Дело, правда, вовсе не в удивительной мягкости погоды. Титан – единственное известное нам небесное тело, на котором имеется круговорот жидкости, как на Земле. Только роль воды здесь играют... жидкие углеводороды.
Те самые вещества, которые на Земле составляют главное богатство страны – природный газ (метан) и другие горючие соединения – на Титане присутствуют в избытке, в жидкой форме: для этого тут достаточно холодно (- 162 градусов Цельсия). Метан клубится в облаках и проливается дождями, наполняет реки, которые впадают в почти полноценные моря... Качать – не перекачать!
Уран
Не самая далекая, но самая холодная планета во всей Солнечной системе: «столбик термометра» здесь может опускаться до неприятной отметки в − 224 градусов Цельсия. Это ненамного теплее абсолютного нуля. Почему-то – возможно, из-за столкновения с каким-то большим телом – Уран вращается лежа на боку, и северный полюс планеты повернут в сторону Солнца. Помимо мощных ураганов, здесь не на что смотреть.
Нептун и Тритон
Нептун (вверху) и Тритон (ниже)
Как и другие газовые гиганты, Нептун – место совсем неспокойное. Бури здесь могут достигать размеров больше всей нашей планеты и двигаться на рекордной известной нам скорости: почти 2500 км/ч. В остальном – это скучное место. Посетить Нептун стоит разве что из-за одного из его спутников – Тритона.
В целом Тритон так же холоден и однообразен, как его планета, но туристов всегда интригует все преходящее и гибнущее. Тритон как раз из таких: спутник медленно сближается с Нептуном, и спустя некоторое время будет разорван его гравитацией. Часть обломков упадет на планету, а часть может образовать некое подобие кольца, как у Сатурна. Точно сказать, когда это произойдет, пока не получается: где-то через 10 или 100 млн лет. Так что стоит поторопиться, чтобы успеть увидеть Тритон – знаменитый «Гибнущий спутник».
Плутон
Лишенный высокого звания планеты, Плутон остался в карликах, но можно смело сказать: это очень странное и негостеприимное место. Орбита Плутона очень длинна и сильно вытянута в овал, из-за чего год здесь длится почти 250 земных лет. За это время погода успевает сильно измениться.
Пока на карликовой планете царит зима, она замерзает целиком. Приближаясь к Солнцу, Плутон разогревается. Поверхностный лед, состоящий из метана, азота и угарного газа, начинает испаряться, создавая тонкую атмосферную оболочку. Временно Плутон становится похож на вполне полноценную планету, а заодно и на комету: из-за карликовых размеров газ не удерживается, а уносится прочь с него, создавая хвост. Нормальные планеты так себя не ведут.
Все эти климатические аномалии вполне понятны. Жизнь возникла и развивалась именно в земных условиях, поэтому здешний климат для нас практически идеален. Даже самые ужасные сибирские морозы и тропические бури выглядят детскими шалостями в сравнении с тем, что ждет отпускников на Сатурне или Нептуне. Поэтому наш Вам совет на будущее: не стоит тратить долгожданные дни отдыха на эти экзотические места. Лучше будем беречь нашу собственную уютную , чтобы и тогда, когда межпланетные путешествия станут доступны, наши потомки могли отдохнуть на египетском пляже или просто за городом, на чистой речке.
У всех планет земной группы - Меркурия, Венеры, Земли и Марса есть общее в строении -литосфера, которая как бы отвечает твердому агрегатному состоянию вещества. У трех планет: Венеры, Земли и Марса имеется атмосфера, а гидросфера установлена пока лишь на нашей планете. На рис. 5 показано строение планет земной группы и Луны, а в табл. 2 -характеристика атмосферы планет земной группы.[ ...]
В нижней части атмосферы планеты стратификация близка к адиабатической (см. ), когда с1р/с1г = -др/(?а, где с2 = 7КТ/¡1 - квадрат скорости звука. Взяв, кроме уже употреблявшихся величин, 7 = = ср/су = 1,3 и /1 = 44 (углекислый газ), найдем, что в нижней части атмосферы планеты г « 1500 км, что примерно вчетверо меньше радиуса планеты.[ ...]
Малая плотность планет-гигантов (у Сатурна она меньше плотности воды) объясняется тем, что они в основном состоят из газообразных и жидких веществ, преимущественно водорода и гелия. Этим они похожи на Солнце и многие другие звезды, водорода и гелия в массе которых примерно 98 %. Атмосфера планет-гигантов содержит различные соединения водорода, например метан и аммиак.[ ...]
| 1.1 |
| 2 |
Общее увеличение концентрации С02 в атмосфере планеты часто рассматривают как источник опасности для климата. Поглощение тепловых лучей диоксидом углерода может помешать их отражению от поверхности Земли и привести к общему повышению температуры. Однако данных по этому вопросу нет; иногда указывается, что такой эффект может быть компенсирован уменьшением излучаемого солнцем тепла вследствие увеличения содержания в воздухе пыли и аэрозолей.[ ...]
Ракеты, выносящие приборы за пределы атмосферы планеты и ее магнитосферы, позволяют преодолеть и основную слабость земной астрономии - невозможность наблюдений с Земли области спектра электромагнитных волн короче 300 нм, которые полностью поглощаются в толще воздушной оболочки. На наших глазах рождаются новые направления древней науки - рентгеновская астрономия, гамма-астрономия, ведутся наблюдения во всем спектре излучений, посылаемых Вселенной. В число этих новых направлений, тесно связанных с экологическими проблемами, входят следующие.[ ...]
Суммарное количество диоксида углерода в атмосфере планеты составляет не менее 2,3- 1012т, в то время как содержание его в Мировом океане оценивается в 1,3-10й т. В литосфере в связанном состоянии находится 2-1017 т диоксида углерода. Значительное количество диоксида углерода содержится и в живом веществе биосферы (около 1,5-1012 т, т.е. почти столько, сколько во всей атмосфере).[ ...]
Но и планетная астрономия ясно выявляет, что атмосферы планет не могут быть объяснены (как это ясно теперь и для земной атмосферы) на основании их химического состава как производные всемирного тяготения и солнечного излучения два фактора, которые астрономами до сих пор только и принимаются во внимание. Из последних сводок английских и американских астрономов Ресселя, Вильдта, Сп. Джонса, Джинса и других ясно это вытекает.[ ...]
Нельзя забывать, что биогенное происхождение атмосферы нашей Земли является эмпирическим обобщением, т. е. логическим выводом из точных данных научного наблюдения, причем химический анализ тропосферы и стратосферы резко противоречит тому логическому выводу, который вытекает из астрономической теории происхождения атмосфер планет в приложении ее к Земле. Если бы эта теория была верна, то количество кислорода с высотой должно было бы уменьшаться по отношению к азоту, тогда как на больших высотах (до 40 км), где это должно было бы резко сказываться, такого уменьшения кислорода по отношению к азоту не наблюдается. Отношение О2 к N2 остается неизменным, как в высоких слоях тропосферы, так и в нижних слоях стратосферы.[ ...]
Если был бы известен точный химический состав атмосферы Венеры, сравнивая найденное значение п с показателем адиабаты - ср/су для смеси газов, составляющих атмосферу планеты, можно было бы судить о характере стратификации атмосферы. При п [ ...]
Взвешенные твердые частицы, по First (1973), поступают в атмосферу планеты в результате естественных процессов (до 2200- 10а т/год частиц размером менее 20 мкм) и деятельности человека (до 415- 106 т/год). Следует при этом отметить, что поступление частиц в воздух в результате деятельности человека приурочено в основном к местам его расселения и особенно большим и крупным городам. Твердые взвеси как результат этой деятельности образуются при сжигании различных видов топлива, дезинтеграции твердых материалов, при перегрузке и транспортировке пылящих материалов, поднимаются с поверхности городской территории. Основными источниками поступления этих веществ в воздушный бассейн города являются различные крупные и мелкие энергетические установки, предприятия металлургии, машиностроения, стройматериалов, коксохимии и транспорт.[ ...]
Излишне говорить, чтод существование свободного кислорода в атмосфере планет может свидетельствовать о наличии на них жизни: на Земле возникновение кислородной атмосферы было тоже связано с зарождением жизни. Так, изучение озона входит в контакт с одной из замечательных проблем современной космогонии.[ ...]
Фотохимические реакции не являются единственными реакциями в атмосфере. Там происходят многочисленные превращения с участием десятков тысяч химических соединений, течение которых ускоряется радиацией (солнечная радиация, космическое излучение, радиоактивное излучение), а также каталитическими свойствами присутствующих в воздухе твердых частиц и следов тяжелых металлов. Значительные изменения претерпевают попадающие в воздух диоксид серы и сероводород, галогены и межгалогенные соединения, оксиды азота и аммиак, альдегиды и амины, сульфиды и меркаптаны, нитросоединения и олефины, полиядерные ароматические углеводороды и пестициды. Иногда эти реакции могут служить причиной не только качественных, но и количественных изменений в глобальном составе атмосферы планеты, приводящих к изменению климата на Земле. Аккумулируясь в верхних слоях атмосферы, фтор-хлоруглеводороды фотолитически разлагаются с образованием оксидов хлора, которые взаимодействуют с озоном, уменьшая его концентрацию в стратосфере . Аналогичный эффект наблюдается и при реакциях озона с оксидами серы, оксидами азота и углеводородами. В результате разложения вносимых в почву азотных удобрений происходит эмиссия в атмосферу оксида азота N0, который взаимодействует с атмосферным озоном, превращая его в кислород. Все эти реакции уменьшают содержание озона в слоях атмосферы на высоте 20-40 км, которые защищают приземный слой атмосферы от солнечной радиации высокой энергии. Подобные превращения приводят к глобальным изменениям климата планеты.[ ...]
Несмотря на столь высокие уровни З.а., РФ не является главным загрязнителем атмосферы планеты (табл. 18).[ ...]
Существует гипотеза неорганического происхождения свободного кислорода в атмосфере Земли. Согласно этой гипотезе, существование в верхних слоях атмосферы процесса разложения молекул воды на водород и кислород под действием жестких космических излучений должно иметь следствием постепенную утечку легкого, подвижного водорода в космическое пространство и накопление в атмосфере свободного кислорода, что без всякого участия жизни должно восстановительную первичную атмосферу планеты превратить в окислительную. По расчетам, этот процесс мог за 1-1,2 млрд. лет создать на Земле окислительную атмосферу. Но он неизбежно идет и на других планетах Солнечной системы, причем в течение всего времени их существования, а это примерно 4,5 млрд. лет. Тем не менее ни на одной планете нашей системы, кроме Земли и, с несравненно меньшим содержанием кислорода, Марса, практически нет свободного кислорода и до сих пор их’атмосферы сохраняют восстановительные свойства. Очевидно, и на Земле этот процесс мог повысить содержание окислов углерода и азота в атмосфере, но не настолько, чтобы сделать ее окислительной. Так что наиболее правдоподобной остается гипотеза, связывающая наличие на Земле свободного кислорода с деятельностью фотосинтезирующих организмов.[ ...]
Для запахов совершенно не изучена их роль в переносе в газообразной форме в атмосферу таких более тяжелых атомов, как мышьяк, сера, селен и др. Сейчас можно это только отметить. Как я уже указывал, химическое количественное изучение атмосфер планеты является одной из отсталых геохимических проблем.[ ...]
В заключение полезно привести некоторые сведения о магнитосферах и ионосферах других планет. Отличия от земной ионосферы обусловлены химическим составом атмосфер планет и разницей расстояний от Солнца. Днем максимум электронной концентрации на Марсе составляет 2 105 см-3 на высоте 130- 140 км, на Венере - 5 106 см-3 на высоте 140-150 км. На Венере, лишенной магнитного поля, днем существует низко расположенная плазмопауза (300 км), что обусловлено действием солнечного ветра. На Юпитере с его сильным магнитным полем обнаружены полярные сияния и радиационный пояс, значительно более интенсивные, чем на Земле.[ ...]
Диоксид углерода СОг является не токсичным, но вредным веществом в связи с фиксируемым повышением его концентрации в атмосфере планеты и его влиянием на изменение климата (см. гл. 5). Предпринимаются шаги по регламентированию его выброса объектами энергетики, промышленности и транспорта.[ ...]
Прогрессивное увеличение количества кислорода в воде вследствие деятельности фотосинтезирующих организмов и его диффузия в атмосферу вызвали изменения в химическом составе оболочек Земли, и, прежде всего атмосферы, что в свою очередь сделало возможным быстрое распространение жизни по планете и появление более сложно организованных жизненных форм. По мере увеличения содержания кислорода в атмосфере формируется достаточно мощный слой озона, который защищает поверхность Земли от проникновения жесткого ультрафиолетового и космического изучений. В таких условиях жизнь смогла продвинуться к поверхности моря. Развитие механизма аэробного дыхания сделало возможным появление многоклеточных организмов. Первые такие организмы появились после того, как концентрация кислорода в атмосфере планеты достигла 3%, что произошло 600 млн лет назад (начало кембрийского периода).[ ...]
Газовая оболочка спасает все живущее на Земле от губительных ультрафиолетовых, рентгеновских и космических лучей. Верхние слои атмосферы частично поглощают, частично рассеивают эти лучи. Атмосфера защищает нас и от «звездных осколков». Метеориты, в подавляющем большинстве не превышающие по величине горошину, под влиянием земного притяжения с огромной скоростью (от 11 до 64 км/с) врезаются в атмосферу планеты, раскаляются там в результате трения о воздух и на высоте около 60-70 км по большей части сгорают. Атмосфера защищает Землю и от крупных космических осколков.[ ...]
Сложившийся характер потребления сырьевых ресурсов приводит к неудержимому росту объема отходов. Огромное количество их попадает в атмосферу в виде пылегазовых выбросов и со сточными водами в водоемы, что отрицательно сказывается на состоянии окружающей среды. Более всего загрязняют атмосферу теплоэнергетика, черная и цветная метллургия, химическая промышленность.[ ...]
Перед изложением теории следует упомянуть идею неконтролируемого «парникового эффекта», предложенную Рейсулом и Де Бергом в связи с теорией эволюции атмосфер планет. Предварительно следует объяснить столь сильные различия между атмосферами Венеры, Земли и Марса.[ ...]
Анализ динамики спуска автоматической межпланетной станции (АМС) на парашюте дает дополнительное средство контроля внутренней согласованности данных об атмосфере планеты, если одновременно производятся измерения, по крайней мере, двух любых термодинамических параметров атмосферы из трех, связанных уравнением состояния газа. Описываемая ниже методика будет применена в целях иллюстрации ее использования для анализа и проверки согласованности данных, полученных во время спуска АМС «Венера-4» (см. ).[ ...]
Катастрофичной в данное время является вырубка1 тропических лесов, которые являются одним из крупнейших источников кислорода, жизненно важного ресурса нашей планеты, возобновляемого биотой. Тропические леса исчезают в силу того, что население в этих районах быстро увеличивается. Из-за угрозы голода люди в погоне за небольшими урожаями используют под поля и огороды любые клочки земли, вырубая для этого древние тропические леса, деревья, кустарники. В случае уничтожения лесов в экваториальной зоне, Амазонии и, как следствие, снижения содержания кислорода в атмосфере планеты человечество и само существование биосферы2 окажутся под угрозой гибели от гипоксии.[ ...]
Подчеркнем теперь, что все указывавшиеся в этом параграфе формулы содержали лишь шесть истинно «внешних» размерных параметров: усваиваемый поток солнечной радиации q, радиус планеты а, угловая скорость ее вращения
При этом центральное место на переговорах по глобальным климатическим изменениям занимают США не столько из-за политического или экономического веса, сколько из-за доли выбросов в атмосферу планеты; вклад этой страны составляет 25%, так что любые международные соглашения без их участия почти бессмысленны. В отличие от европейских стран США крайне осторожны и неактивны, что связано с ценой, которую они должны будут заплатить за снижение выбросов С02.[ ...]
С середины 1970-х гг. Голицын занялся разработкой теории конвекции, в том числе с учетом вращения. Эта тематика имеет приложения ко многим природным объектам: к мантии Земли и ее жидкому ядру, атмосферам планет и звезд, к океану. Для всех этих объектов получены простые формулы, объясняющие данные наблюдений или результаты численного моделирования. Им развита теория и организован цикл экспериментальных работ по конвекции вращающейся жидкости. На этой основе объяснены сила ветров и размеры тропических и полярных ураганов.[ ...]
То же происходит в странах Африки, в Индонезии, на Филиппинах, в Таиланде, Гвинее. Тропические леса, покрывающие 7% земной поверхности в районах, близких к экватору, и играющие важнейшую роль в обогащении атмосферы планеты кислородом и в поглощении углекислого газа, сводятся со скоростью 100 тыс. км2 в год.[ ...]
Мы еще не располагаем вполне убедительными доказательствами существования жизни вне Земли, или, как ее называет Ледерберг (1960), «экзобиологии», но все то, что мы узнали о среде на Марсе и на других имеющих атмосферу планетах, не исключает такой возможности. Хотя температурные и другие физические условия среды на этих планетах экстремальны, они не выходят за пределы толерантности некоторых из самых устойчивых обитателей Земли (бактерий, вирусов, лишайников и др.), особенно если считать вероятным наличие более мягкого микроклимата под поверхностью или в защищенных областях. Можно, однако, считать установленным, что на других планетах солнечной системы нет крупных «пожирателей кислорода», таких, как люди или динозавры, так как в атмосфере этих планет кислорода очень мало или нет совсем. Теперь ясно, что зеленые области и так называемые «каналы» Марса - это не растительность и не работа разумных существ. Однако на основе данных спектроскопических наблюдений темных областей Марса в инфракрасных лучах можно считать, что там имеется органическое вещество, а недавние автоматические межпланетные станции («Маринер-6» и «Маринер-7») обнаружили на этой планете аммиак, имеющий, возможно, биологическое происхождение.[ ...]
Изучение океана как физической и химической системы продвигалось значительно быстрее, чем его изучение как биологической системы. Гипотезы о происхождении и геологической истории океанов, вначале спекулятивные, приобрели прочную теоретическую основу.[ ...]
В этой связи следует остановиться на имеющихся теоретических моделях развития ядер-ных инцидентов в военном аспекте. Модели учитывают количество энергии,накопленной в виде термоядерных зарядов и на атомных электростанциях, и дают ответ на вопрос о том, как изменились бы климатические условия в масштабе всей планеты по истечении одного года после ядерной войны. Конечные вьюоды сводились к следующему. Реакция атмосферы приведет к ситуации, аналогичной ситуации с атмосферой на Марсе, где пыль продолжает разноситься по всей атмосфере планеты спустя 10 дней после начала пыльных бурь, что резко ослабляет солнечную радиацию. Вследствие этого марсианская суша остывает на 10 - 15 °С, а запыленная атмосфера нагревается на 30 °С (по сравнению с обычными условиями). Это признаки так называемой "ядерной зимы", конкретные показатели которой сегодня трудно предсказать. Однако совершенно очевидно, что условия для существования высших форм организации живой материи будут резко изменены.[ ...]
В настоящее время тенаксы пользуются чрезвычайно большой популярностью у аналитиков: их применяют для концентрирования из воздуха (и воды после выдувания примесей, см. раздел 6) микропримесей ЛОС в газовой хроматографии и ГХ/МС-анализе при исследовании воздуха городов и жилых помещений, определении качества воздуха рабочей зоны и административных зданий, выхлопных газов автотранспорта и выбросов промышленных предприятий, атмосферы отсеков орбитальных космических аппаратов и подводных лодок, атмосферы планет и др.[ ...]
В концепции «отрицательной вязкости» одним из основных является вопрос, откуда черпают энергию сами крупномасштабные вихри, поддерживающие зональную циркуляцию, в данном случае - дифференциальное вращение. Существует принципиальная возможность , что энергия к ним поступает непосредственно от мелкомасштабной конвекции, однако физически этот механизм не вполне ясен и тем более трудно как-то количественно оценить его эффективность. К подобного рода возможностям от носится и гипотеза о неизотропно-сти турбулентной вязкости. Другая возможность, осуществляющаяся в атмосферах планет, заключается в переносе не кинетической, а потенциальной энергии с последующим превращением ее в кинетическую. Как уже говорилось, благодаря влиянию собственного вращения Солнца средняя температура на определенных горизонтальных (эквипотенциальных) уровнях может быть неодинаковой на всех широтах, что должно приводить к возникновению крупномасштабных движений, переносящих в конце концов тепло к более холодным широтам . Эта вторая возможность по существу перекликается с идеями Фогта и Эддингтона . Все эти обстоятельства позволяют говорить о близости некоторых основных черт атмосферной циркуляции на Солнце и планетах.[ ...]
Регламентации и ограничения устанавливаются на местном, региональном и федеративном уровнях. Они должны иметь совершенно определенную территориальную привязку. В долгосрочном планировании следует использовать прогностические и даже эколого-футурологические исследования с целью выявления потенциальных регламентирующих факторов природопользования, в т. ч. лимитов выбросов веществ, в настоящее время не ограничиваемых. Так, двуокись углерода в настоящее время не отнесена к веществам, загрязняющим атмосферный воздух. По мере увеличения валового выброса этого соединения в атмосферу планеты и уменьшения суммарной фотосинтетической способности лесов, вследствие их варварской вырубки, непременно даст себя знать «парниковый эффект», который угрожает перерасти в глобальную экологическую катастрофу. Показателен в этом плане пример американской частной энергетической компании «Эпплайд энерджи сервисес», находящейся в Вирджинии, которая пожертвовала в 1988 г. 2 млн долл. на посадку деревьев в Гватемале в качестве компенсации за тепловую угольную электростанцию, которую компания строит в штате Коннектикут. Ожидается, что посаженные деревья будут поглощать примерно столько же углекислого газа, сколько новая электростанция будет выбрасывать в атмосферу, предотвращая, таким образом, возможное глобальное потепление.[ ...]
ПЛАТА ЗА ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ - денежное возмещение природопользователем общественных затрат на изыскание, сохранение, восстановление, изъятие и транспортировку используемого природного ресурса, а также потенциальных усилий общества для натурального возмещения или адекватной замены эксплуатируемого ресурса в будущем. Такая плата должна включать издержки, связанные с межресурсными связями. С эколого-экономической точки зрения эту плату следует исчислять и с учетом глобально-регионального воздействия природопользователей на природные системы (например, крупное изъятие леса ведет к нарушению не только местного водного баланса, но и всего газового состава атмосферы планеты). Существующие методики определения размеров платы пока не учитывают всех факторов, воздействующих на эколого-экономический механизм ее формирования.[ ...]
Энергия ветра - одно из наиболее древних используемых источников энергии. Она широко применялась для привода мельниц и водоподъемных устройств в глубокой древности в Египте и на Ближнем Востоке. Затем энергия ветра стала использоваться для перемещения судов, лодок, улавливаться парусами. В Европе ветряные мельницы появились в XII в. Паровые машины заставили забыть на длительное время ветряные установки. Кроме того, низкие единичные мощности агрегатов, настоящая зависимость их работы от погодных условий, а также возможность преобразовывать энергию ветра только в ее механическую форму ограничили широкое использование этого природного источника. Энергия ветра в конечном итоге - результат тепловых процессов, происходящих в атмосфере планеты. Различия плотностей нагретого и холодного воздуха - причина активных изменений воздушных масс. Первоначальным источником энергии ветра, является энергия солнечного излучения, которая переходит в одну из своих форм - энергию воздушных течений.
Атмосфера – это газовая оболочка планеты, движущаяся вместе с планетой в мировом пространстве как единое целое. Своими атмосферами обладают почти все планеты нашей солнечной системы, но только земная атмосфера способна поддерживать жизнь. В атмосферах планет есть аэрозольные частицы: твёрдые пылинки, поднятые с твёрдой поверхности планеты, жидкие либо твёрдые частицы, возникшие в результате конденсации атмосферных газов, метеорная пыль. Рассмотрим подробно состав и особенности атмосфер планет Солнечной системы.
Меркурий. На этой планете имеются следы атмосферы: зафиксированы гелий, аргон, кислород, углерод и ксенон. Давление атмосферы на поверхности Меркурия чрезвычайно мало: составляет двухтриллионную долю от нормального земного атмосферного давления. При такой разреженности атмосферы в ней невозможно образование ветров и облаков, она не защищает планету от жара Солнца и космических излучений.
Венера. В 1761 году Михаил Ломоносов, наблюдая прохождение Венеры по диску Солнца, заметил тоненький радужный ободочек, окружавший планету. Так была открыта атмосфера Венеры. Эта атмосфера исключительно мощная: давление у поверхности оказалось в 90 раз больше, чем у поверхности Земли. Атмосфера Венеры на 96,5 % состоит из углекислого газа. Не более 3 % приходится на долю азота. Кроме того, обнаружены примеси инертных газов (в первую очередь, аргона). Парниковый эффект в атмосфере Венеры поднимает температуру на 400 градусов!
Небо на Венере имеет яркий жёлто-зеленый оттенок. Туманная дымка простирается до высоты около 50 км. Далее до высоты 70 км идут облака из мелких капель серной кислоты. Считается, что она образуется из диоксида серы, источником которого могут быть вулканы. Скорость вращения на уровне верхней границы облаков иная, чем над самой поверхностью планеты. Это означает, что над экватором Венеры на высоте 60-70 км постоянно дует ураганный ветер со скоростью 100-300 м/с в направлении движения планеты. Самые верхние слои атмосферы Венеры состоят почти целиком из водорода.
Атмосфера Венеры простирается до высоты 5500 км. В соответствии с вращением Венеры с востока на запад в том же направлении происходит и вращение атмосферы. В соответствии с температурным профилем атмосфера Венеры делится на две области: тропосферу и термосферу. На поверхности температура равняется + 460°С, она мало меняется днем и ночью. К верхней границе тропосферы температура понижается до -93°С.
Марс. Небо этой планеты не чёрное, как это предполагалось, а розовое. Оказалось, что пыль, висящая в воздухе, поглощает 40% поступающего солнечного цвета, создавая цветной эффект. Атмосфера Марса на 95% состоит из углекислого газа. Около 4% приходится на долю азота и аргона. Кислорода и водяного пара в марсианской атмосфере меньше 1%. Среднее давление атмосферы на уровне поверхности в 15000 раз меньше, чем на Венере, и в 160 раз меньше, чем у поверхности Земли. Парниковый эффект поднимает среднюю температуру у поверхности на 9°С.
Для Марса характерны резкие колебания температур: днём температура может доходить до +27°С, но уже к утру до -50°С. Происходит это из-за того, что разреженная атмосфера Марса не способна удерживать тепло. Одним из проявлений перепада температур являются очень сильные ветры, скорость которых доходит до 100 м/с. На Марсе встречаются облака самых разнообразных форм и видов: перистые, волнистые.
Атмосферу имеют Солнце, восемь из девяти планет (кроме Меркурия) и три из шестидесяти трех спутников. Каждая атмосфера имеет свой особый химический состав и тип поведения, называемый «погодой». Атмосферы делят на две группы: у планет земного типа плотная поверхность материков или океана определяет условия на нижней границе атмосферы, а у газовых гигантов атмосфера практически бездонная.
О планетах в отдельности:
1.У Меркурия практически нет атмосферы–лишь крайне разреженная гелиевая оболочка с плотностью земной атмосферы на высоте 200 км.Вероятно,гелий образуется при распаде радиоактивных элементов в недрах планеты.У Меркурия есть слабое магнитное поле и нет спутников.
2.Атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа (CO2),а также небольшого количества азота (N2)и паров воды (H2O).В виде малых примесей обнаружены соляная кислота (HCl)и плавиковая кислота (HF).Давление у поверхности 90 бар (как в земных морях на глубине 900 м);температура около 750 К по всей поверхности и днем,и ночью.Причина столь высокой температуры у поверхности Венеры в том,что не совсем точно называют«парниковым эффектом»:солнечные лучи сравнительно легко проходят сквозь облака ее атмосферы и нагревают поверхность планеты,но тепловое инфракрасное излучение самой поверхности выходит сквозь атмосферу обратно в космос с большим трудом.
3.Разреженная атмосфера Марса состоит на 95% из углекислого газа и на 3% из азота.В малом количестве присутствуют водяной пар,кислород и аргон. Среднее давление у поверхности 6 мбар(т. е. 0,6% земного).При таком низком давлении не может быть жидкой воды.Средняя дневная температура 240 К, а максимальная летом на экваторе достигает 290 К.Суточные колебания температуры около 100 К.Таким образом,климат Марса–это климат холодной,обезвоженной высокогорной пустыни.
4. В телескоп на Юпитере видны облачные полосы,параллельные экватору;светлые зоны в них перемежаются красноватыми поясами.Вероятно,светлые зоны–это области восходящих потоков,где видны верхушки аммиачных облаков;красноватые пояса связаны с нисходящими потоками,яркий цвет которых определяют гидросульфат аммония,а также соединения красного фосфора,серы и органические полимеры.Кроме водорода и гелия в атмосфере Юпитера спектроскопически обнаружены CH4,NH3,H2O,C2H2,C2H6,HCN,CO,CO2,PH3 и GeH4.
5.В телескоп диск Сатурна выглядит не так эффектно, как Юпитер: он имеет коричневато-оранжевую окраску и слабо выраженные пояса и зоны.Причина в том, что верхние области его атмосферы заполнены рассеивающим свет аммиачным (NH3) туманом.Сатурн дальше от Солнца,поэтому температура его верхней атмосферы (90 К) на 35 К ниже, чем у Юпитера, и аммиак находится в сконденсированном состоянии.С глубиной температура атмосферы возрастает на 1,2 К/км,поэтому облачная структура напоминает юпитерианскую: под слоем облаков из гидросульфата аммония находится слой водяных облаков. Кроме водорода и гелия в атмосфере Сатурна спектроскопически обнаружены CH4, NH3, C2H2, C2H6, C3H4, C3H8 и PH3.
6.Атмосфера Урана содержит в основном водород, 12–15% гелия и немного других газов.Температура атмосферы около 50 К,хотя в верхних разреженных слоях она поднимается до 750 К днем и 100 К ночью.
7.В атмосфере Нептуна были открыты Большое Темное Пятно и сложная система вихревых потоков.
8.У Плутона сильно вытянутая и наклоненная орбита;в перигелии он приближается к Солнцу на 29,6 а.е.и удаляется в афелии на 49,3 а.е. В 1989 Плутон прошел перигелий; с 1979 по 1999 он был ближе к Солнцу, чем Нептун. Однако из-за большого наклона орбиты Плутона его путь никогда не пересекается с Нептуном.Средняя температура поверхности Плутона 50 К,она изменяется от афелия к перигелию на 15 К, что весьма заметно при таких низких температурах.В частности,это приводит к появлению разреженной метановой атмосферы в период прохождения планетой перигелия,но ее давление в 100 000 раз меньше давления земной атмосферы.Плутон не может долго удерживать атмосферу-ведь он меньше Луны.
