Курсова робота
"озоносфери - її значення у функціонуванні кліматичної системи "
Введення
Метою роботи є опис озоносфери - найважливішої складової частини атмосфери, що впливає на клімат і захищає все
живе на Землі від жорсткого ультрафіолетового випромінювання Сонця, є озоносфера. Курсова робота розділена на 6 глав. Глави харрактерізуют значення, процеси утворення, функції озоносфери, її вплив на людину.
озоносфери відображає жорстке ультрафіолетове випромінювання, захищає живі організми від згубного дії радіації. Саме завдяки освіті озону з кисню повітря стала можлива життя на суші.
XX століття принесло людству чимало благ, пов'язаних з бурхливим розвитком науково-технічного прогресу, і в той же час поставив життя на Землі на грань екологічної катастрофи.
У ряді тривожних проблем - зрушення у світовому кліматі, виснаження лісових, грунтових і водних ресурсів, прогресуюче спустошення планети - знаходиться і проблема руйнування озонового шару. Можливо, що антарктичний озон є передвісником глобальних змін у озоносфери. Проблеми виникають у результаті такої взаємодії природи і людини, при якому антропогенне навантаження на територію перевищує екологічні можливості цієї території, обумовлені головним чином її природно-ресурсним потенціалом і загальною стійкістю природних ландшафтів (комплексів, геосистем) до антропогенних впливів.
У багатьох людей виникають питання, пов'язані з тематикою озоносфери: Що таке озон? Чому важливий озон в атмосфері Землі? Чому ми говоримо про В«озоновий шарВ»? Ці та багато інших питань будуть розглянуті в даній курсовій роботі.
Об'єктом дослідження даної курсової роботи є озоносфера. Предметом дослідження є значення озоносфери у функціонуванні кліматичної системи.
Теоретичною основою курсової роботи послужили літературні джерела, представлені в списку літератури, а так само графічні дані, отримані з електронних ресурсів.
1. Озон, процеси утворення
озоносфери (Грец. ozo - пахну і sphaira - куля) поширюється в межах тропосфери, стратосфери і мезосфери до висоти 70 км. Озоносфера має величезне кліматичне значення. Однак кліматична роль озону в кожній сфері різна. Стратосферний озон зберігає все живе від жорсткого ультрафіолетового випромінювання Сонця, поглинаючи хвилі з довжиною коротше 0,29 мкм. У тропосфері озон утворюється в Внаслідок антропогенного забруднення повітря та негативно впливає на здоров'я людей. У мезосфері озон бере участь в утворенні іоносфери. Освіта озонового шару на Землі за сучасними даними датується 570-400 млн. років тому назад. Озон (0 3 ) - трьохатомний кисень, що виникає в результаті розщеплення молекул звичайного кисню (0 2 ) і перерозподілу його атомів.
Озон, водяна пара і вуглекислий газ, спільно, утворюють парниковий ефект атмосфери. Озон поглинає інфрачервоне випромінювання Землі (9,6 мкм). Збільшення кількості озону в тропосфері посилює парниковий ефект і сприяє підвищенню температури повітря. У озоновому шарі знаходиться майже 90% від усього світового озону, та максимальна кількість молекул озону в стратосфері, де концентрація озону найбільша, кількість озону становить 12 000 озонових молекул на кожен 1000000000 молекул повітря (в т.ч., кисню і азоту).
Концентрація озону в атмосфері незначна. Якщо весь озон осадити близько поверхні Землі при нормальному тиску, то товщина шару складе лише 2 - 3 мм. Щільність озону розподіляється нерівномірно як у вертикальному, так і в горизонтальному напрямках.
В середньому найбільша щільність озону спостерігається на висотах 20 - 25 км (рис. 1.1). Проте висота максимальної щільності озону залежить від широти і циркуляції атмосфери. У тропіках шар максимальної щільності Про 3 розташовується найбільш високо і знаходиться на висоті 25 - 30 км. Максимум вмісту озону припадає на весну, мінімум - на осінь, причому річна амплітуда зростає з широтою. Шар озону (озоновий екран) затримує велику частину космічного випромінювання. Під внутрішньотропічній зоні конвергенції, де сходяться і піднімаються пасати, спостерігається тонкий зі зниженою щільністю шар озону. Це пояснюється тим, що при висхідних рухах повітря, озон потрапляє в область швидкого розпаду (25-30 км), де він гине під впливом ультрафіолетового випромінювання. У помірних широтах шар з максимальною концентрацією озону знижується до висоти 15 - 20 км, а в полярних - опускається до 13 - 15 км. Однак в полярних широтах відзначається найбільша концентрація озону і її сезонні коливання. Збільшення концентрації озону в полярних широтах сприяють спадні рухи (занурення) повітря. Нижче стратосфері озон зберігається від руйнування. Кількість озону, яке присутній в стратосфері, врівноважується головним чином хімічними реакціями руйнування озону, в основі яких знаходиться здатність різних хімічних речовин зв'язати якусь із молекул озону з трьома атомами кисню. Однак частина молекул стратосферіческого озону може і пересуватися за нижчими верствам атмосфери і таким чином збільшувати концентрацію т.зв. приземного озону (особливо, в порівняно незабруднених регіонах Землі).
У тропосфері озон утворюється в основному під час гроз і при окисленні ряду органічних речовин. У свою чергу, кількість озону в тропосфері складає лише 20-100 молекул озону на кожен 1000000000 молекул повітря. Якщо зібрати разом всі молекули озону - із тропосфери, стратосфери і мезосфери, і рівномірно розташувати їх навколо Землі, товщина загального шару озонових молекул буде менше 5 мм.
У стратосфері утворення озону здійснюється за рахунок дисоціації (Розпаду) молекули кисню на окремі атоми: О: Про 2 = О + О. Розпад молекули О 2 відбувається під впливом ультрафіолетових променів Сонця з довжинами хвиль від 0,18 до 0,24 мкм. Виниклі атоми кисню О з'єднуються з молекулярним киснем Про 2 і утворюють молекулу озону Про 3 : Про + Про 2 = О 3 . Молекула озону набагато менш стійка, ніж молекулярного кисню, між ними існує оборотне рівновагу. Частина звичайних, двоатомних молекул перетворюється на молекули озону, в той же самий час озон перетворюється на молекулярний кисень. Однак, як кажуть хіміки, «гвновага реакції O 2 ↔ O 3 практично повністю зрушено влівоВ», це означає, що в озон перетворюється лише дуже незначна частина молекулярного кисню. Сам по собі молекулярний кисень перетворюється на озон в кількостях, настільки малих, що це перетворення можна навіть практично не враховувати.
Освіта (і руйнування, при відсутності інших хімічних речовин) озону описується хімічними рівняннями циклу Чепмена (цикл названий так на честь хіміка С. Чепмена, який описав його в 1930-му році). Опускаючи рівняння реакцій, досить сказати, що озон утворюється при взаємодії молекулярного кисню, атомарного (тобто розлетілися на атоми молекули O 2 або O 3 ) і сторонньої частки, здатної відводити енергію реакції. Атомарний кисень утворюється з молекул молекулярного кисню й озону в результаті В«обстрілуВ» їх жорстким короткохвильовим сонячним випромінюванням. Утворений атомарний кисень взаємодіє з молекулярним (при цьому утворюється озон), один з одним (при цьому виходить молекулярний кисень) і з озоном (при цьому теж утворюється молекулярний кисень). Таким чином, для того, щоб утворювався озон, потрібно кілька умов: а) певний вплив має В«ламатиВ» молекулярний кисень або озон з отриманням атомарного кисню, б) в повітрі має бути достатньо молекулярного кисню. Саме ці чинники визначають виникнення озонового шару - в найвищих шарах атмосфери практично весь кисень, розбитий потоком жорсткого випромінювання, існує в атомарної формі. Атомарна кисню В«не знайтиВ» молекули кисню, щоб з'єднатися з нею, утворивши озон....
