Верхняя граница биосферы

Высота, границы и строение атмосферы

Верхнюю границу атмосферы условно проводят на высоте около 1000 км, хотя она прослеживается гораздо выше — до 20 000 км, но там она очень разрежена

Через различный характер изменений температуры воздуха с высотой, других физических свойств в атмосфере выделяют несколько частей, которые отделяются друг от друга переходными слоями

Тропосфера — низкий и плотный слой атмосферы. Его верхнюю границу проводят на высоте 18 км над экватором и 8-12 км — над полюсами. Температура в тропосфере снижается в среднем на 0,6 °. С на каждый жни 100 м. Для нее характерны значительные горизонтальные различия в распределении температуры, давления, скорости ветра, а также образования облаков и осадков в тропосфере происходит интенсивное вертикальное движение по ветра — конвекция. Именно в этом нижнем слое атмосферы в основном формируется погода. Здесь сосредоточена почти вся водяной пар атмосферосфери.

Стратосфера распространяется в основном до высоты 50 км. Концентрация озона на высоте 20-25 км достигает наибольших значений, образуя озоновый экран. Температура воздуха в стратосфере, как правило, повышается я с высотой в среднем на 1-2 °. С на 1 км, достигая на верхней границе 0 °. С и выше. Это происходит за счет поглощения озоном солнечной энергии. В стратосфере почти нет водяного пара и облаков, а ураганные и ветры дуют со скоростью до 300 — 400 км / го/год.

В мезосфере температура воздуха снижается до -60-100 °. С, происходят интенсивные вертикальные и горизонтальные перемещения воздуха

В верхних слоях термосферы, где воздух очень ионизированный, температура вновь повышается до 2000 °. С. Здесь наблюдаются полярные сияния и магнитные бури

Атмосфера играет большую роль в жизни. Земли. Она предотвращает чрезмерному нагреванию земной поверхности днем ??и охлаждению ее ночью, перераспределяет влагу на. Земле, защищает ее поверхность от падений метеорите ей. Наличие атмосферы является непременным условием существования органической жизни на нашей планетті.

Солнечная радиация Нагрев атмосферы

Солнце излучает огромное количество энергии, лишь маленькую долю которой получает. Земля

Излучение. Солнцем света и тепла называют солнечной радиацией. Солнечная радиация, прежде чем достичь земной поверхности, проходит долгий путь в атмосфере. Преодолевая его, она в значительной мере поглощается и рассеивается воздушной оболочкой. Радиацию, непосредственно достигает земной поверхности в виде прямых лучей, называют прямой радиацией. Часть радиации, рассеивается в атмосфере, также попадут яе на поверхность. Земли в форме рассеянной радиацииації.

Совокупность прямой и рассеянной радиации, поступающей на горизонтальную поверхность, называют суммарной солнечной радиацией. Атмосфера поглощает около 20% солнечной радиации, поступающей на ее верхнюю грань. Еще 34% радиации отражается от поверхности. Земли и атмосферы (отражена радиация) 46% солнечной радиации поглощает земная поверхность. Такое радиацию называют поглощенной (впитаннойною).

Отношение интенсивности отраженной солнечной радиации к интенсивности всей лучистой энергии. Солнца, поступающей на верхнюю границу атмосферы, называют альбедо. Земли и выражают в процентах

Итак, альбедо нашей планеты вместе с ее атмосферой составляет в среднем 34%. Величина альбедо на разных широтах имеет значительные отличия, связанные с цветом поверхности, растительностью, облачностью и т.д.. Участок ка поверхности, покрытая свежим снегом, отражает 80-85% радиации, травяной растительностью и песком — соответственно 26% и. ЗО%, а водой — только 5 %.

Количество солнечной энергии, получаемой отдельными участками. Земли, зависит прежде всего от угла падения солнечных лучей. Чем прямовиснише они падают (т.е. большая высота. Солнца над горизонтом), тем м большее количество солнечной энергии попадает на единицу площадиі.

Зависимость величины суммарной радиации от угла падения лучей обусловлена ??двумя причинами. Во-первых, чем меньше угол падения солнечных лучей, тем на большую площадь распределяется этот поток света и т тем меньше энергии приходится на единицу поверхности. Во-вторых, чем меньше угол падения, тем длиннее путь проходит луч в атмосферрі.

На величину солнечной радиации, попадающей на земную поверхность влияет, и прозрачность атмосферы, особенно облачность. Зависимость солнечной радиации от угла падения солнечных лучей и прозрачности атмосфе эры обусловливает зональный характер ее распределения. Различия в величине суммарной солнечной радиации на одной широте вызванные, в основном, облачностьтю.

Количество тепла, поступающего на земную поверхность, определяют в калориях на единицу площади (1 см) за единицу времени (1 год)

Поглощенная радиация расходуется на нагрев тонкого приповерхностного слоя. Земли и испарения воды. Нагретая земная поверхность передает тепло в окружающую среду благодаря излучению, теплопроводного ости, конвекции и конденсации водяного пари.

Изменения температуры воздуха в зависимости от географической широты места и от высоты над уровнем океана

Суммарная радиация уменьшается от экваториально-тропических широт к полюсам. Она максимальна — около 850. Дж/м2 в год (200 ккал/см2 в год) — в тропических пустынях, где прямая солнечная, радиация через вел лику высоту. Солнца и безоблачное небо интенсивная. В летнее полугодие различия в поступлении суммарной солнечной радиации между низкими и высокими широтами сглаживаются. Это происходит за счет большего й продолжительности освещения. Солнцем, особенно в полярных районах, где полярный день длится даже полгодаоку.

Хотя суммарная солнечная радиация, поступающая на земную поверхность, частично отражается ней, однако большая ее часть поглощается земной поверхностью и превращается. На теплоту. Часть суммарной радиации, щ что остается после ее расходы на отражение и на тепловое излучение земной поверхности, называется радиационным балансом (остаточной радиацией). В целом за год всюду на. Земле он положительный, за вин кипятком высоких ледяных пустынь. Антарктиды и. Гренландии. Радиационный баланс закономерно уменьшается в направлении от экватора к полюсам, где он близок к нулуля.

Соответственно и температура воздуха распределяется зонально, т.е. уменьшается в направлении от экватора к полюсам. Температура воздуха зависит также от высоты местности над уровнем моря: чем выше мес сцевисть, тем температура нижча.

Существенное влияние на температуру воздуха распределение суши и воды. Поверхность суши быстро нагревается, но быстро и остывает, а поверхность воды нагревается медленнее, однако дольше сохраняет тепло и и медленнее отдает его в воздухя.

результате различной интенсивности нагревания и охлаждения поверхности. Земли днем ??и ночью, в теплую и холодную времени года, температура воздуха изменяется в течение суток и года

Для определения температуры воздуха используют термометры ее измеряют 8 раз в сутки и выводят среднюю за сутки при среднесуточной температуре рассчитывают среднемесячные. Именно их, как правило, п показывают на климатических картах изотермами (линиями, которые соединяют точки с одинаковой температурой за определенный промежуток времени). Для характеристики температур чаще всего берут среднемесячные январские и ли воздушная показатели, реже летниені. ,

Биосфера – место обитания живых существ. Зарождение жизни тесно связано с развитием оболочек земли. Она начала свое формирование около 4 миллиардов лет назад, затем появились первые признаки жизни на нашей планете.

Становление биосферы и ее поэтапное формирование обусловлено влиянием ряда факторов: действием на Землю космической энергии, развитием живых организмов и человечества.

Термин биосфера ввел австрийский ученый Зюсс еще в 19 столетии, он выделил все оболочки Земли, но подробное их описание совершил в 20 ст. отечественный ученый В.И. Вернадский (первый президент Украинской Академии Наук). Он описал границы биосферы, разработал единое учение о биосфере.

Границы

Границы биосферы в км

Чем определяются границы распространения биосферы?

Поскольку Живое — главная составляющая биосферы, ее границы определяются возможностью выживать отдельных индивидуумов в условиях окружающей среды. В верхних слоях ультрафиолетовое излечение не дает развиваться живым организмам – это определяет верхнюю границу биосферы. Высокие температуры в земных глубинах устанавливают нижнюю черту жизни.

Где проходят границы биосферы?

Атмосфера – воздушный слой земного шара, состоит из азота, кислорода, диоксида углерода и др. Она защищает Землю от перегрева, действия космической радиации, ультрафиолета, метеоритов. В составе атмосферы выделяют: тропосферу, стратосферу, ионосферу.

Тропосфера (озоновый слой земли) является верхней границей биосферы, находится на высоте 20 км.

Стратосфера – располагается на высоте 50 км над уровнем моря, воздух разжижается, нагревается, увеличивается концентрация озона, условия становятся непригодными для жизни.

Ионосфера – поверхностный слой атмосферы, поддается воздействию космического излучения, поэтому сильно ионизированный.

Литосфера – земная кора, твердый слой, который уходит на глубину 200км. К биосфере относится верхний шар, населенный живыми организмами. Нижняя граница по литосфере достигает 4км, глубина где были найдены бактерии. Опускаясь ниже, температура возрастает, достигая 100 градусов, что несовместимо с существованием живых организмов, происходит денатурация белка, все живое – гибнет.

Гидросфера – совокупность наземных и подземных вод. Это одна из оболочек нашей планеты, которая окружает материки и острова, составляет 70% поверхности земного шара. Нижняя граница биосферы расположена на глубине около 11 км. (в области Тихого океана).

Схема границ биосферы

Эубиосфера – основная прослойка биосфера. 99,9% живых существ постоянно населяют данный слой. Ширина эубиосферы 12-17км.

Парабиосфера, метабиосфера – соответственно верхний и нижний слои бисоферы, куда жизнь попадет случайно, заносится из эубиосферы.

Апобиосфера и абиосфера — самый верхний и самый нижний слои, куда жизнь не может попасть даже случайно.

В зависимости от среды обитания живых организмов выделяют:

  • Аэробиосферу (жизнь осуществляется за счет атмосферной влаги и солнечной энергии, от верхушек деревьев до стратосферы);
  • геобиосферу (организмы населяют почву, поверхность суши, деревья);
  • гидробиосферу (все водные структуры заселенные гидробионтами, исключая подземные воды).

Структура биосферы и ее состав

Живое вещество Вернадский описывал как общее число всех живых организмов населяющих планету в данный период времени.

Основные свойства:

  • В нем сосредоточено огромное количество энергии;
  • скорость течения реакций в живом организме быстрее, чем в искусственно созданных условиях;
  • составляющие живого вещества стабильны только в жизнеспособном организме;
  • возможность существовать в разных условиях, заполняя все пространство. Это явление Вернадский назвал «всюдностью жизни»;
  • отдельные особи всегда являются частью экосистемы;
  • живое вещество эволюционирует, приобретает новые свойства, адаптируется к изменчивости внешней среды.

Биогенное вещество – продукты жизнедеятельности живого. В процессе жизни организмы пропускают через себя многократно все составляющие биосферы, так образуются залежи нефти, газа, угля, торфа и др.

Косное вещество – формируется без участия живой материи (небиогенные горные породы, минералы).

Биокосное вещество – создается при взаимодействии живого и неживого (вода, приземная атмосфера, почва).

Структура и состав биосферы

Живое вещество распределено не равномерно на просторах земли, ее концентрация увеличивается возле экваториальной плоскости, на полюсах планеты жизни мало.

Скопление живых организмов находятся на границах слоев биосферы: на дне океана – проходит граница между литосферой и гидросферой, в поверхностных водах Мирового океана – рубеж между гидросферой и атмосферой, на границе литосферы и атмосферы находится почва – место обитания микроорганизмов, насекомых, других животных. В этих местах создаются благоприятные условия для существования: высокая концентрация кислорода, доступ к солнечному свету, влага, питательные вещества.

Соотношение видов живых организмов показывает преобладание растительности, она занимает 99% от всего живого, животные – 1%, люди – 0,0002%.

Слои биосферы

Весь слой воздействия жизни на неживую природу называется мегабиосферой, а вместе с артебиосферой — пространством человекообразной экспансии в околоземном пространстве — панбиосферой.

Аэробиосфера

Субстратом для жизни в атмосфере микроорганизмов (аэробионтов) служат водные капельки — атмосферная влага, источником энергии — солнечная энергия и аэрозоли. Примерно от верхушек деревьев до высоты наиболее частого расположения кучевых облаков простирается тропобиосфера (с тропобионтами; это пространство — более тонкий слой, чем тропосфера). Выше простирается слой крайне разреженной микробиоты — альтобиосфера (с альтобионтами). Выше простирается пространство, куда организмы проникают случайно и не часто и не размножаются — парабиосфера. Выше расположена апобиосфера.

Геобиосфера

Геобиосферу населяют геобионты, субстратом, а отчасти и средой жизни для которых служит земная твердь. Геобиосфера состоит из области жизни на поверхности суши — террабиосфера (с террабионтами), разделяемую на фитосферу (от поверхности земли до верхушек деревьев) и педосферу (почвы и подпочвы; иногда сюда включают всю кору выветривания) и жизнь в глубинах Земли — литобиосфера (с литобионтами, живущими в порах горных пород, главным образом в подземных водах). На больших высотах в горах, где уже невозможна жизнь высших растений, расположена высотная часть террабиосферы — эоловая зона (с эолобионтами). Литобиосфера распадается на слой, где возможна жизнь аэробов — гипотеррабиосфера и слой, где возможно лишь обитание анаэробов — теллуробиосфера. Жизнь в неактивной форме может проникать глубже — в гипобиосферу. Метабиосфера — все биогенные и биокосные породы. Глубже расположена абиосфера.

В глубинах литосферы есть 2 теоретических уровня распространения жизни — изотерма 100 °C, ниже которой вода при нормальном атмосферном давлении кипит, и изотерма 460 °C, где при любом давлении вода превращается в пар, то есть в жидком состоянии быть не может.

Гидробиосфера

Гидробиосфера — весь глобальный слой воды (без подземных вод), населённый гидробионтами — распадается на слой континентальных вод — аквабиосфера (с аквабионтами) и область морей и океанов — маринобиосфера (с маринобионтами). Выделяют 3 слоя — относительно ярко освещённую фотосферу, всегда очень сумеречную дисфотосферу (до 1 % солнечной инсоляции) и слой абсолютной темноты — афотосфера.

Между верхней границей гипобиосферы и нижней парабиосферы лежит собственно биосфера — эубиосфера.

Биосфера

1. Учение о биосфере создал:

а) Жан Батист Ламарк;
б) Луи Пастер;
в) Василий Васильевич Докучаев;
г) Алексей Николаевич Северцов;
д) Владимир Николаевич Сукачев;
е) Владимир Иванович Вернадский;
ж) Николай Иванович Вавилов.

(Ответ: е.)

2. Биосфера – это:

а) оболочка Земли, в которой существуют и взаимодействуют с окружающей средой (или когда-либо существовали и взаимодействовали) живые существа;
б) оболочка Земли, включающая часть литосферы, атмосферы и гидросферы;
в) оболочка Земли, в которой существует человечество.

(Ответ: а.)

3. Слоями атмосферы являются:

а) стратосфера;
б) тропосфера;
в) гидросфера;
г) ионосфера;
д) литосфера.

(Ответ: а, б, г.)

4. Верхняя граница биосферы находится на высоте:

а) 100–120 м;
б) 1–2 км;
в) 10–12 км;
г) 16–20 км;
д) 100–120 км;
е) 160–200 км.

(Ответ: г.)

5. Граница биосферы в океане находится на глубине:

а) 100–120 м;
б) 1–2 км;
в) 5–6 км;
г) 10–11 км;
д) 20 км;
е) 100 км.

(Ответ: г.)

6. Граница биосферы в литосфере находится на глубине:

а) 1–2 м;
б) 10–12 м;
в) 100–120 м;
г) 1 км;
д) 3 км.

(Ответ: д.)

7. Правильны ли утверждения (да или нет):

а) 4 млрд лет тому назад, на заре зарождения жизни, существовали атмосфера, гидросфера и почва;
б) атмосферный азот появился в основном в результате вулканической деятельности;
в) энергия, заключенная в нефти, угле, торфе, – это связанная растениями энергия солнца;
г) ядерная энергия – это энергия солнца, связанная растениями и другими организмами;
д) почва представляет собой биокосное вещество, потому что состоит из минеральных компонентов, органических соединений и организмов;
е) биологический круговорот веществ в биосфере – основа для поддержания стабильных условий существования жизни и человечества;
ж) роль живых существ в разрушении и выветривании горных пород незначительна;
з) живые существа не способны менять климат планеты;
и) озоновый экран возник на Земле благодаря жизнедеятельности растений;
к) почва появилась при выходе организмов на сушу?

(Ответ: да – в, д, е, и, к; нет – а, б, г, ж, з.)

8.В состав биосферы входят:

а) организмы и абиотическая среда;
б) только организмы.

(Ответ: а.)

9. Энергия Солнца на Земле тем или иным способом не расходуется на:

а) аккумуляцию в виде энергии химических связей в органических веществах;
б) нагревание и испарение водных масс;
в) движение камней с гор вниз;
г) перемещение воздушных масс;
д) передвижение автомобилей;
е) преодоление силы тяжести при взлете современного космического корабля.

(Ответ: в.)

10.В каких природных процессах в биосфере, происходящих при участии организмов, происходит связывание, а в каких – освобождение углекислоты?

(Ответ: связывание – в процессе фотосинтеза, а освобождение – при дыхании, брожении и гниении.)

11. Определите, к какому типу круговорота элементов (осадочному или газовому) относятся круговороты серы, азота, кислорода, углерода, фосфора.

(Ответ: к осадочному круговороту элементов относится круговорот серы и фосфора, к газовому – азота, кислорода, углерода).

12.Зная законы миграции элементов в биосфере, расположите места сбора лекарственных трав по возрастанию опасности для здоровья, которая может возникнуть при использовании этих растений: в городе, рядом с автомобильными дорогами, рядом с железнодорожным полотном, в лесу далеко от населенного пункта, рядом с деревней.

(Ответ: в городе, рядом с автомобильными дорогами, рядом с железнодорожным полотном, рядом с деревней, в лесу далеко от населенного пункта.)

13.* Выберите из перечисленных организмов те группы, которые участвуют в формировании карбонатных осадочных пород:

а) диатомовые водоросли;
б) рыбы;
в) фораминиферы;
г) птицы;
д) звери;
е) моллюски;
ж) растения.

(Ответ: в, е.)

14. Выберите из перечисленных организмов те группы, которые участвуют в формировании кремнистых осадочных пород:

а) диатомовые водоросли;
б) рыбы;
в) фораминиферы;
г) птицы;
д) звери;
е) моллюски;
ж) растения.

(Ответ: а.)

15.* Общее содержание углекислого газа в атмосфере Земли составляет около 1100 млрд т. Установлено, что за один год растительность ассимилирует почти 1 млрд т углерода. Примерно столько же его выделяется в атмосферу. Определите, за сколько лет весь углерод атмосферы пройдет через организмы (атомный вес углерода – 12, кислорода – 16).

(Ответ: сначала необходимо установить, сколько тонн углерода содержится в атмосфере Земли – в 44 т углекислого газа содержится 12 т углерода, в 1100 млрд т. CO2 – 300 млрд т. При потреблении растениями 1 млрд т углерода в год весь углерод атмосферы побывает их составной частью и вновь попадет в атмосферу Земли за 300 лет.)

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *