Những gì đi vào không khí. Không khí là gì: Khoa học tự nhiên cho người lớn. Cấu trúc của khí quyển là gì

Tất cả chúng ta đều biết rất rõ rằng không có sinh vật sống nào có thể sống trên trái đất mà không có không khí. Không khí là yếu tố sống còn đối với tất cả chúng ta. Mọi người từ trẻ em đến người lớn đều biết rằng không thể tồn tại nếu không có không khí, nhưng không phải ai cũng biết không khí là gì và nó bao gồm những gì. Vì vậy, không khí là một hỗn hợp của các chất khí mà chúng ta không thể nhìn thấy hoặc chạm vào, nhưng tất cả chúng ta đều biết rõ rằng nó ở xung quanh chúng ta, mặc dù chúng ta thực tế không nhận thấy nó. Để tiến hành các nghiên cứu có bản chất khác, bao gồm, có thể thực hiện được trong phòng thí nghiệm của chúng tôi.

Chúng ta chỉ có thể cảm nhận được không khí khi có gió mạnh hoặc ở gần quạt. Không khí bao gồm những gì, nhưng nó bao gồm nitơ và oxy, và chỉ một phần nhỏ của argon, nước, hydro và carbon dioxide. Nếu chúng ta coi thành phần của không khí theo phần trăm, thì nitơ là 78,08 phần trăm, oxy 20,94%, argon 0,93 phần trăm, carbon dioxide 0,04 phần trăm, neon 1,82 * 10-3 phần trăm, helium 4,6 * 10-4 phần trăm, mêtan 1,7 * 10 -4 phần trăm, krypton 1,14 * 10-4 phần trăm, hydro 5 * 10-5 phần trăm, xenon 8,7 * 10-6 phần trăm, oxit nitơ 5 * 10-5 phần trăm.

Hàm lượng ôxy trong không khí rất cao vì đây là ôxy cần thiết cho hoạt động sống của cơ thể con người. Oxy, được quan sát thấy trong không khí trong quá trình thở, đi vào các tế bào của cơ thể con người và tham gia vào quá trình oxy hóa, kết quả là quá trình giải phóng năng lượng, cần thiết cho sự sống, được thực hiện. Ngoài ra, oxy, có trong không khí, cần thiết cho quá trình đốt cháy nhiên liệu, tạo ra nhiệt, cũng như để nhận năng lượng cơ học trong động cơ đốt trong.

Khí trơ cũng được chiết xuất từ không khí trong quá trình hóa lỏng. Trong không khí có bao nhiêu oxi, nếu bạn nhìn vào phần trăm, thì oxi và nitơ trong không khí là 98%. Biết câu trả lời cho câu hỏi này, một câu hỏi nữa được đặt ra, những chất ở thể khí nào vẫn là một phần của không khí.

Vì vậy, vào năm 1754, một nhà khoa học tên là Joseph Black đã khẳng định rằng không khí được cấu tạo bởi một hỗn hợp các chất khí chứ không phải là một chất đồng nhất như người ta vẫn nghĩ trước đây. Không khí trên trái đất chứa metan, argon, carbon dioxide, helium, krypton, hydro, neon, xenon. Điều đáng chú ý là phần trăm không khí có thể thay đổi một chút tùy thuộc vào nơi mọi người sống.

Thật không may, ở các thành phố lớn, tỷ lệ carbon dioxide sẽ cao hơn, ví dụ, trong các ngôi làng hoặc rừng. Một câu hỏi được đặt ra là bao nhiêu phần trăm oxy trong không khí ở vùng núi. Câu trả lời rất đơn giản, oxy nặng hơn nitơ rất nhiều, vì vậy nó sẽ ít hơn nhiều trong không khí trên núi, điều này là do mật độ của oxy giảm dần theo độ cao.

Tỷ lệ oxy trong không khí

Vì vậy, liên quan đến tỷ lệ oxy trong không khí, có một số tiêu chuẩn nhất định, ví dụ, đối với khu vực làm việc. Để một người hoạt động hết công suất thì tỉ lệ oxi trong không khí từ 19 đến 23 phần trăm. Khi vận hành thiết bị tại các doanh nghiệp, bắt buộc phải giám sát độ kín của các thiết bị, cũng như các loại máy móc khác nhau. Nếu khi kiểm tra không khí trong phòng có người làm việc, chỉ số oxy dưới 19 phần trăm, thì bắt buộc phải ra khỏi phòng và bật thông gió khẩn cấp. Bạn có thể kiểm soát mức độ oxy trong không khí tại nơi làm việc bằng cách mời phòng thí nghiệm EcoTestExpress và điều tra.

Bây giờ chúng ta hãy định nghĩa oxy là gì.

Oxy là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn các nguyên tố của Mendeleev, oxy không có mùi, không vị, không màu. Oxy trong không khí cực kỳ cần thiết cho sự thở của con người, và cũng là quá trình đốt cháy, không có gì bí mật đối với bất kỳ ai rằng nếu không có không khí thì không có vật liệu nào cháy được. Oxi chứa hỗn hợp ba nuclôn bền, có số khối của chúng là 16. 17 và 18.

Vì vậy, oxy là nguyên tố phong phú nhất trên trái đất, về phần trăm oxy, phần trăm lớn nhất được tìm thấy trong silicat, nó chiếm khoảng 47,4% khối lượng của vỏ trái đất rắn. Ngoài ra, biển và nước ngọt trên toàn trái đất chứa một lượng oxy khổng lồ, cụ thể là 88,8%, còn đối với lượng oxy trong không khí, con số này chỉ là 20,95%. Cần lưu ý rằng oxy là một phần của hơn 1500 hợp chất trong vỏ trái đất.

Đối với việc sản xuất oxy, nó được thu được bằng cách tách không khí ở nhiệt độ thấp. Quá trình này diễn ra như vậy, lúc đầu không khí được nén với sự hỗ trợ của máy nén, khi nén không khí bắt đầu nóng lên. Không khí nén được phép làm mát đến nhiệt độ phòng và sau khi làm mát, được phép giãn nở tự do.

Khi xảy ra hiện tượng giãn nở, nhiệt độ khí bắt đầu giảm mạnh, sau khi không khí nguội đi, nhiệt độ của nó có thể thấp hơn nhiệt độ phòng vài chục độ, không khí như vậy lại bị nén lại và nhiệt lượng tỏa ra bị lấy đi. Sau một số giai đoạn nén và làm mát không khí, một số quy trình được thực hiện nhờ đó oxy tinh khiết được tách ra mà không có bất kỳ tạp chất nào.

Và ở đây, một câu hỏi khác được đặt ra là nặng hơn oxy hoặc carbon dioxide. Tất nhiên, câu trả lời là carbon dioxide sẽ nặng hơn oxy. Tỷ trọng của carbon dioxide là 1,97 kg / m3, trong khi tỷ trọng của oxy, lần lượt là 1,43 kg / m3. Đối với carbon dioxide, hóa ra, nó đóng một trong những vai trò chính đối với sự sống của tất cả sự sống trên trái đất, và cũng có ảnh hưởng đến chu trình carbon trong tự nhiên. Nó đã được chứng minh rằng carbon dioxide tham gia vào quá trình điều hòa hô hấp, cũng như lưu thông máu.

Đặt hàng tư vấn môi trường miễn phí

Khí cacbonic là gì?

Bây giờ hãy xác định chi tiết hơn carbon dioxide là gì, và cũng biểu thị thành phần của carbon dioxide. Vì vậy, cacbon đioxit hay nói cách khác là cacbon đioxit, nó là một chất khí không màu, có mùi và vị hơi chua. Đối với không khí, nồng độ carbon dioxide trong nó là 0,038 phần trăm. Tính chất vật lý của cacbon đioxit là nó không tồn tại ở trạng thái lỏng ở áp suất khí quyển bình thường mà chuyển ngay từ trạng thái rắn sang trạng thái khí.

Khí cacbonic rắn còn được gọi là nước đá khô. Ngày nay, carbon dioxide là một thành phần tham gia vào quá trình nóng lên toàn cầu. Khí cacbonic thu được bằng cách đốt cháy các chất khác nhau. Cần lưu ý rằng trong sản xuất công nghiệp khí cacbonic được bơm vào các xi lanh. Điôxít cacbon được bơm vào xi lanh được sử dụng làm chất chữa cháy, cũng như trong sản xuất nước có ga, và cũng được sử dụng trong vũ khí khí nén. Và cả trong ngành công nghiệp thực phẩm như một chất bảo quản.

Thành phần của không khí hít vào và thở ra

Bây giờ chúng ta hãy phân tích thành phần của không khí hít vào và thở ra. Để bắt đầu, chúng ta hãy định nghĩa thở là gì. Hít thở là một quá trình liên tục phức tạp mà thành phần khí của máu được đổi mới liên tục. Thành phần của không khí hít vào là 20,94 phần trăm oxy, 0,03 phần trăm carbon dioxide và 79,03 phần trăm nitơ. Nhưng thành phần của không khí thở ra chỉ có 16,3 phần trăm oxy, cũng như 4 phần trăm carbon dioxide và 79,7 phần trăm nitơ.

Có thể lưu ý rằng không khí hít vào khác với không khí thở ra về hàm lượng oxy, cũng như về lượng carbon dioxide. Đây là những chất tạo nên không khí mà chúng ta hít vào và thở ra. Như vậy, cơ thể chúng ta được bão hòa oxy và đưa tất cả cácbon điôxít không cần thiết ra bên ngoài.

Oxy khô cải thiện các tính chất điện và bảo vệ của màng do không có nước, cũng như sự đông đặc và giảm điện tích thể tích của chúng. Ngoài ra, oxy khô ở điều kiện bình thường không thể phản ứng với vàng, đồng hoặc bạc. Để thực hiện phân tích hóa học trong không khí hoặc các nghiên cứu khác trong phòng thí nghiệm, bao gồm, bạn có thể thực hiện trong phòng thí nghiệm "EcoTestExpress" của chúng tôi.

Không khí là bầu khí quyển của hành tinh chúng ta đang sống. Và chúng ta luôn có câu hỏi là một phần của không khí là gì, câu trả lời chỉ là một tập hợp các chất khí, như nó đã được mô tả ở trên là những chất khí nào và tỷ lệ nào trong không khí. Đối với nội dung của các chất khí trong không khí, mọi thứ đều dễ dàng và đơn giản ở đây, tỷ lệ phần trăm cho hầu hết các khu vực trên hành tinh của chúng ta là thép.

Thành phần và tính chất của không khí

Không khí không chỉ bao gồm hỗn hợp các chất khí mà còn bao gồm các loại sol khí và hơi khác nhau. Tỷ lệ phần trăm không khí là tỷ lệ giữa nitơ và oxy so với các chất khí khác trong không khí. Vì vậy, bao nhiêu oxy trong không khí, câu trả lời chỉ là 20 phần trăm. Thành phần của khí, đối với nitơ, nó chứa phần tử của tất cả không khí, và điều đáng chú ý là ở áp suất tăng, nitơ bắt đầu có các đặc tính gây mê.

Điều này có tầm quan trọng không hề nhỏ, bởi khi thợ lặn làm việc, họ thường phải làm việc ở độ sâu dưới áp lực rất lớn. Người ta đã nói nhiều về oxy vì nó có tầm quan trọng lớn đối với sự sống của con người trên hành tinh của chúng ta. Điều đáng chú ý là việc một người hít phải không khí có tăng oxy trong thời gian ngắn không ảnh hưởng xấu đến bản thân người đó.

Nhưng nếu một người hít phải không khí có nồng độ oxy tăng lên trong một thời gian dài, thì điều này sẽ dẫn đến sự xuất hiện của những thay đổi bệnh lý trong cơ thể. Một thành phần chính khác của không khí, mà nhiều người đã nói đến, là carbon dioxide, vì con người không thể sống thiếu nó cũng như không có oxy.

Nếu không có không khí trên trái đất, thì không một sinh vật sống nào có thể sống trên hành tinh của chúng ta, và thậm chí còn hơn thế nữa để hoạt động bằng cách nào đó. Thật không may, trong thế giới hiện đại, một số lượng lớn các cơ sở công nghiệp gây ô nhiễm không khí của chúng ta gần đây đang ngày càng kêu gọi nhu cầu bảo vệ môi trường, cũng như giám sát độ trong sạch của không khí. Do đó, nên thường xuyên đo không khí và xác định mức độ sạch của nó. Nếu đối với bạn, có vẻ như không khí trong phòng của bạn không đủ sạch và có các yếu tố bên ngoài gây ra, bạn luôn có thể liên hệ với phòng thí nghiệm EcoTestExpress, nơi sẽ tiến hành tất cả các phân tích cần thiết (nghiên cứu) và đưa ra kết luận về độ tinh khiết của không khí bạn thở.

Nó không thể được chạm vào và không thể nhìn thấy, nhưng điều chính chúng ta nợ anh ấy là cuộc sống... Tất nhiên, đây là không khí, không phải là vị trí cuối cùng trong văn hóa dân gian của mọi quốc gia. Người cổ đại đại diện cho anh ta như thế nào, và anh ta thực sự là gì - tôi sẽ viết về điều này dưới đây.

Các chất khí tạo nên không khí

Hỗn hợp khí tự nhiên gọi là không khí. Thật khó để đánh giá thấp sự cần thiết và ý nghĩa của nó đối với cuộc sống - nó đóng một vai trò quan trọng trong quá trình oxy hóa, kèm theo đó là giải phóng năng lượng cần thiết cho mọi sinh vật. Thông qua các thí nghiệm, các nhà khoa học đã có thể xác định thành phần chính xác của nó, nhưng điều chính cần phải hiểu là nó không phải là một chất đồng nhất, mà là một hỗn hợp khí... Khoảng 99% thành phần là hỗn hợp oxy và nitơ, và nói chung không khí tạo thành bầu khí quyển hành tinh của chúng ta. Vậy hỗn hợp gồm các khí sau:

mêtan;
krypton;
khí helium;
xenon;
hydro;
đèn neon;
cạc-bon đi-ô-xít;
ôxy;
nitơ;
argon.

Cần lưu ý rằng thành phần không cố định và có thể thay đổi đáng kể giữa các trang web. Ví dụ, các thành phố lớn rất giàu carbon dioxide. Trên núi, nó sẽ được quan sát giảm mức oxy, vì khí này nặng hơn nitơ, và khi nó tăng dần, mật độ của nó sẽ giảm. Khoa học tuyên bố rằng thành phần có thể khác nhau ở các phần khác nhau của hành tinh. từ 1% đến 4% cho mỗi loại khí.

Ngoài phần trăm các chất khí, không khí được đặc trưng bởi các thông số sau:

độ ẩm;
nhiệt độ;
sức ép.

Không khí chuyển động không ngừng tạo thành các dòng thẳng đứng. Theo phương ngang - gió phụ thuộc vào các điều kiện tự nhiên nhất định, do đó, chúng có thể có các đặc điểm khác nhau về tốc độ, sức mạnh và hướng.

Không khí trong văn hóa dân gian

Huyền thoại của mọi quốc gia ban tặng cho không khí một số phẩm chất "sống"... Theo quy luật, các linh hồn của nguyên tố này là những sinh vật khó nắm bắt và vô hình. Theo truyền thuyết, họ những ngọn núi hoặc những đám mây có người ở, và khác nhau về khuynh hướng của chúng đối với con người. Chính họ là những người được cho là tạo ra những bông tuyết và những đám mây được thu thập trên mây, bay ngang bầu trời trong gió.

Người Ai Cập đếm không khí biểu tượng của cuộc sống và người da đỏ tin rằng thở ra của Brahma - cuộc sống, và hít phải, tương ứng, là cái chết. Đối với người Slav, không khí (gió) gần như chiếm vị trí trung tâm trong truyền thuyết của dân tộc này. Anh ấy có thể nghe và đôi khi còn đáp ứng những yêu cầu nhỏ. Tuy nhiên, không phải lúc nào anh ta cũng tốt bụng, đôi khi nói đứng về phía thế lực của cái ác. trong hình dạng của một kẻ lang thang độc ác và không thể đoán trước.

Trẻ em thường hỏi cha mẹ không khí thường được làm bằng gì và nó là gì. Nhưng không phải người lớn nào cũng có thể trả lời chính xác. Tất nhiên, mọi người đã học cấu trúc của không khí ở trường trong các bài học lịch sử tự nhiên, nhưng qua nhiều năm kiến thức này có thể bị lãng quên. Hãy cố gắng lấp đầy chúng.

Không khí là một “chất riêng”. Nó không thể nhìn thấy, chạm vào nó, nó là vô vị. Đó là lý do tại sao rất khó để đưa ra một định nghĩa rõ ràng về nó là gì. Thông thường họ chỉ nói - không khí là thứ chúng ta thở. Anh ấy ở xung quanh chúng tôi, mặc dù chúng tôi không nhận thấy anh ấy chút nào. Bạn chỉ có thể cảm nhận được khi có gió thổi mạnh hoặc xuất hiện mùi khó chịu.

Điều gì xảy ra nếu không khí biến mất? Nếu không có nó, không một sinh vật sống nào có thể sống và hoạt động, điều đó có nghĩa là tất cả con người và động vật sẽ chết. Nó cần thiết cho quá trình thở. Điều quan trọng là không khí mà mọi người hít thở phải sạch và lành mạnh như thế nào.

Không khí hữu ích nhất là:

Trong các khu rừng, đặc biệt là thông.
Trên núi.
Gần biển.

Không khí ở những nơi này có mùi thơm dễ chịu và các đặc tính có lợi cho cơ thể. Điều này giải thích tại sao các trại sức khỏe dành cho trẻ em và các viện điều dưỡng khác nhau nằm gần rừng, trên núi hoặc ven biển.

Bạn có thể tận hưởng bầu không khí trong lành chỉ cách xa thành phố. Vì lý do này, nhiều người mua các ngôi nhà tranh mùa hè bên ngoài làng. Một số chuyển đến cư trú tạm thời hoặc lâu dài trong làng, xây nhà ở đó. Điều này đặc biệt đúng với những gia đình có con nhỏ. Mọi người bỏ đi vì không khí trong thành phố bị ô nhiễm nặng.

Trong thế giới hiện đại, vấn đề ô nhiễm môi trường đặc biệt cấp bách. Việc làm của các nhà máy, xí nghiệp, nhà máy điện hạt nhân, ô tô hiện đại có tác động xấu đến thiên nhiên. Họ ném các chất độc hại vào bầu khí quyển làm ô nhiễm bầu khí quyển. Do đó, người dân ở thành thị thường gặp phải tình trạng thiếu không khí trong lành, rất nguy hiểm.

Không khí nặng bên trong một khu vực thông gió kém là một vấn đề nghiêm trọng, đặc biệt nếu nó chứa máy tính và các thiết bị khác. Có mặt ở một nơi như vậy, một người có thể bắt đầu nghẹt thở vì thiếu không khí, đầu óc đau nhức và suy nhược.

Theo thống kê của Tổ chức Y tế Thế giới, khoảng 7 triệu ca tử vong mỗi năm có liên quan đến việc hấp thụ không khí ô nhiễm ngoài trời và trong nhà.

Không khí độc hại được coi là một trong những nguyên nhân chính gây ra căn bệnh khủng khiếp như ung thư. Vì vậy, nói các tổ chức liên quan đến nghiên cứu ung thư.

Vì vậy cần phải có những biện pháp phòng tránh.

Làm thế nào để có được không khí trong lành?

Một người sẽ khỏe mạnh nếu anh ta được hít thở không khí trong lành mỗi ngày. Nếu không thể chuyển đi vì công việc quan trọng, thiếu tiền hoặc vì những lý do khác, thì cần phải tìm cách thoát khỏi tình trạng tại chỗ. Để cơ thể nhận được lượng không khí trong lành cần thiết, cần tuân thủ các quy tắc sau:

Ví dụ như đi dạo trên đường phố thường xuyên hơn vào buổi tối trong công viên và vườn.
Đi dạo trong rừng vào cuối tuần.
Thông thoáng khu vực sống và làm việc mọi lúc.
Trồng nhiều cây xanh, đặc biệt là trong phòng làm việc có máy tính.
Nên đến các khu nghỉ dưỡng nằm trên biển hoặc trên núi mỗi năm một lần.

Không khí gồm những chất khí nào?

Mỗi ngày, mỗi giây, con người hít vào thở ra, hoàn toàn không nghĩ đến không khí. Mọi người không phản ứng với anh ta theo bất kỳ cách nào, mặc dù thực tế là anh ta vây quanh họ ở khắp mọi nơi. Mặc dù không trọng lượng và có khả năng tàng hình đối với mắt người, nhưng không khí có cấu trúc khá phức tạp. Nó bao gồm mối quan hệ của một số khí:

Nitơ.
Ôxy.
Argon.
Cạc-bon đi-ô-xít.
Đèn neon.
Mêtan.
Khí Heli.
Krypton.
Hiđro.
Xenon.

Phần chính của không khí là nitơ , phần khối lượng của nó bằng 78 phần trăm. Oxy, loại khí không thể thiếu nhất đối với sự sống của con người, chiếm 21% tổng lượng khí. Phần trăm còn lại được chiếm bởi các khí khác và hơi nước, từ đó các đám mây được hình thành.

Có thể nảy sinh câu hỏi, tại sao lại có rất ít oxy, chỉ hơn 20% một chút? Khí này có phản ứng. Do đó, với sự gia tăng tỷ trọng của nó trong bầu khí quyển, khả năng xảy ra hỏa hoạn trên thế giới sẽ tăng lên đáng kể.

Không khí chúng ta thở được làm bằng gì?

Hai loại khí chính tạo nên không khí chúng ta hít thở hàng ngày:

Ôxy.
Cạc-bon đi-ô-xít.

Chúng ta hít vào oxy, thở ra carbon dioxide. Mọi sinh viên đều biết thông tin này. Nhưng oxy đến từ đâu? Nguồn sản xuất oxy chính là cây xanh. Họ cũng là những người tiêu thụ carbon dioxide.

Thế giới hoạt động theo một cách thú vị. Trong tất cả các quá trình sống diễn ra, quy luật duy trì sự cân bằng được quan sát. Nếu điều gì đó đã biến mất từ đâu đó, thì điều gì đó đã đến ở đâu đó. Vì vậy, nó là với không khí. Không gian xanh tạo ra oxy mà nhân loại cần để thở. Con người tiêu thụ ôxy và thải ra khí cacbonic, do đó chúng sẽ ăn thực vật. Nhờ hệ thống tương tác này, sự sống tồn tại trên hành tinh Trái đất.

Biết không khí chúng ta hít thở bao gồm những gì và nó bị ô nhiễm như thế nào trong thời hiện đại, cần phải bảo vệ hệ thực vật của hành tinh và làm mọi cách để tăng số lượng cây xanh.

Trẻ nhỏ thường hỏi cha mẹ không khí thường được làm bằng gì và nó là gì. Nhưng không phải người lớn nào cũng có thể trả lời chính xác. Tất nhiên, ở trường ai cũng học cấu tạo của không khí trong các bài học lịch sử tự nhiên, nhưng theo năm tháng thì kiến thức này có thể bị lãng quên. Hãy cố gắng lấp đầy chúng.

Khong khi la gi?

Không khí là một “chất riêng”. Nó không thể nhìn thấy, chạm vào nó, nó là vô vị. Đó là lý do tại sao rất khó để đưa ra một định nghĩa rõ ràng về nó là gì. Thông thường họ chỉ nói - không khí là thứ chúng ta thở. Anh ta ở xung quanh chúng ta, mặc dù chúng ta không nhận thấy anh ta chút nào. Bạn chỉ có thể cảm nhận được khi có gió thổi mạnh hoặc xuất hiện mùi khó chịu.

Tìm không khí trong lành ở đâu?

Không khí hữu ích nhất là:

Trong các khu rừng, đặc biệt là thông.
Trên núi.
Gần biển.

Vấn đề ô nhiễm không khí trong lành

Theo thống kê của Tổ chức Y tế Thế giới, khoảng 7 triệu ca tử vong mỗi năm có liên quan đến việc hấp thụ không khí ô nhiễm ngoài trời và trong nhà.

Vì vậy cần phải có những biện pháp phòng tránh.

Làm thế nào để có được không khí trong lành?

Ví dụ như đi dạo trên đường phố thường xuyên hơn vào buổi tối trong công viên và vườn.
Đi dạo trong rừng vào cuối tuần.
Thông thoáng khu vực sống và làm việc mọi lúc.
Trồng nhiều cây xanh, đặc biệt là trong phòng làm việc có máy tính.
Nên đến các khu nghỉ dưỡng nằm trên biển hoặc trên núi mỗi năm một lần.

Không khí gồm những chất khí nào?

Nitơ.
Ôxy.
Argon.
Cạc-bon đi-ô-xít.
Đèn neon.
Mêtan.
Khí Heli.
Krypton.
Hiđro.
Xenon.

Không khí chúng ta thở được làm bằng gì?

Hai loại khí chính tạo nên không khí chúng ta hít thở hàng ngày:

Ôxy.
Cạc-bon đi-ô-xít.

Video thành phần không khí

Thành phần khí của không khí chúng ta hít thở có dạng như sau: 78% là nitơ, 21% là oxy và 1% là các khí khác. Nhưng trong bầu không khí của các thành phố công nghiệp lớn, tỷ lệ này thường bị vi phạm. Một phần đáng kể được tạo thành từ các tạp chất có hại do khí thải từ các doanh nghiệp và phương tiện giao thông. Vận tải cơ giới mang nhiều tạp chất vào khí quyển: hydrocacbon chưa rõ thành phần, benzo (a) pyrene, carbon dioxide, hợp chất lưu huỳnh và nitơ, chì, carbon monoxide.

Khí quyển bao gồm một hỗn hợp của một số loại khí - không khí, trong đó các tạp chất dạng keo - bụi, giọt, tinh thể, v.v ... Thành phần của không khí thay đổi ít theo độ cao. Tuy nhiên, bắt đầu từ độ cao khoảng 100 km, cùng với oxy phân tử và nitơ, oxy nguyên tử xuất hiện do sự phân ly của các phân tử, và sự phân tách theo trọng trường của các chất khí bắt đầu. Trên 300 km, oxy nguyên tử chiếm ưu thế trong khí quyển, trên 1000 km - helium và sau đó là hydro nguyên tử. Áp suất và mật độ của khí quyển giảm dần theo độ cao; khoảng một nửa toàn bộ khối lượng của khí quyển tập trung ở 5 km thấp hơn, 9/10 - ở 20 km thấp hơn và 99,5% - ở 80 km thấp hơn. Ở độ cao khoảng 750 km, mật độ không khí giảm xuống 10-10 g / m 3 (trong khi ở bề mặt trái đất là khoảng 103 g / m 3), nhưng ngay cả mật độ thấp như vậy vẫn đủ để xuất hiện cực quang. Bầu khí quyển không có giới hạn trên rõ nét; mật độ của các khí thành phần của nó

Không khí trong khí quyển mà mỗi chúng ta hít thở có chứa một số loại khí, trong đó chính là: nitơ (78,09%), oxy (20,95%), hydro (0,01%) carbon dioxide (carbon dioxide) (0,03%) và khí trơ ( 0,93%). Ngoài ra, trong không khí luôn tồn tại một lượng hơi nước nhất định, lượng hơi nước này luôn thay đổi theo sự thay đổi của nhiệt độ: nhiệt độ càng cao thì hàm lượng hơi nước càng lớn và ngược lại. Do sự biến động của lượng hơi nước trong không khí nên phần trăm các chất khí trong đó cũng không đổi. Tất cả các chất khí trong không khí đều không màu, không mùi. Trọng lượng của không khí thay đổi không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ mà còn phụ thuộc vào hàm lượng hơi nước trong đó. Ở cùng nhiệt độ, trọng lượng của không khí khô lớn hơn trọng lượng của không khí ẩm. hơi nước nhẹ hơn nhiều so với hơi nước.

Bảng cho thấy thành phần khí của khí quyển theo tỷ lệ khối lượng thể tích, cũng như tuổi thọ của các thành phần chính:

Thành phần	% bởi âm lượng	% khối lượng
N 2
O 2
Ar
CO 2
Ne
Anh ta
CH 4
Kr
H 2
N 2 O
Xe
O 3	3 10 -7 - 3 10 -6	5 10 -7 - 5 10 -6
Rn

Tính chất của các chất khí tạo nên không khí trong khí quyển dưới áp suất thay đổi.

Ví dụ: ôxy dưới áp suất lớn hơn 2 atm có tác dụng gây độc cho cơ thể.

Nitơ dưới áp suất trên 5 atm có tác dụng gây mê (say nitơ). Sự trồi lên nhanh chóng từ độ sâu gây ra bệnh giảm áp do sự giải phóng nhanh chóng của các bong bóng nitơ từ máu, như thể nó đang tạo bọt.

Sự gia tăng carbon dioxide trên 3% trong hỗn hợp hô hấp gây ra tử vong.

Mỗi thành phần là một phần của không khí, với sự gia tăng áp suất đến những giới hạn nhất định, sẽ trở thành một chất độc có thể gây nhiễm độc cho cơ thể.

Các nghiên cứu về thành phần khí của khí quyển. Hóa học khí quyển

Đối với lịch sử phát triển nhanh chóng của một ngành khoa học tương đối non trẻ được gọi là hóa học khí quyển, thuật ngữ "spurt" (ném), được sử dụng trong các môn thể thao tốc độ cao, là phù hợp nhất. Một phát súng từ khẩu súng lục bắt đầu, có lẽ, được coi là hai bài báo được xuất bản vào đầu những năm 1970. Họ nói về khả năng phá hủy ôzôn ở tầng bình lưu bởi các ôxít nitơ - NO và NO 2. Công trình đầu tiên thuộc về người đoạt giải Nobel trong tương lai, và sau đó là nhân viên của Đại học Stockholm P. Krutzen, người đã coi nguồn ôxít nitơ có thể có trong tầng bình lưu, ôxít nitơ N 2 O, phân hủy dưới tác động của ánh sáng mặt trời, có nguồn gốc tự nhiên. . Tác giả của bài báo thứ hai, một nhà hóa học từ Đại học California tại Berkeley, G. Johnston, cho rằng các oxit nitơ xuất hiện trong tầng bình lưu là kết quả của hoạt động của con người, cụ thể là do khí thải của các sản phẩm cháy từ động cơ phản lực cao độ cao máy bay.

Tất nhiên, những giả thuyết nói trên không phải nảy sinh từ đầu. Tỷ lệ của ít nhất các thành phần chính trong không khí - các phân tử nitơ, oxy, hơi nước, v.v. - đã được biết đến sớm hơn nhiều. Đã có vào nửa sau của thế kỷ XIX. ở Châu Âu, các phép đo nồng độ ôzôn trong không khí bề mặt đã được thực hiện. Vào những năm 1930, nhà khoa học người Anh S. Chapman đã khám phá ra cơ chế hình thành ôzôn trong bầu khí quyển hoàn toàn là ôxy, chỉ ra một tập hợp các tương tác giữa các nguyên tử và phân tử ôxy, cũng như ôzôn khi không có bất kỳ thành phần nào khác trong không khí. Tuy nhiên, vào cuối những năm 1950, các phép đo với tên lửa khí tượng cho thấy rằng có ít ôzôn trong tầng bình lưu hơn nhiều so với chu kỳ phản ứng Chapman. Mặc dù cơ chế này vẫn là cơ bản cho đến ngày nay, nhưng rõ ràng là có một số quá trình khác cũng tham gia tích cực vào việc hình thành ôzôn trong khí quyển.

Điều đáng nói là kiến thức trong lĩnh vực hóa học khí quyển vào đầu những năm 70 chủ yếu có được nhờ nỗ lực của các nhà khoa học cá nhân, những người mà nghiên cứu của họ không được thống nhất bởi bất kỳ khái niệm xã hội nào và hầu hết chỉ mang tính chất hàn lâm thuần túy. Công việc của Johnston là một vấn đề khác: theo tính toán của ông, 500 chiếc máy bay, bay 7 giờ một ngày, có thể làm giảm không dưới 10% lượng ôzôn ở tầng bình lưu! Và nếu những ước tính này là công bằng, thì vấn đề sẽ ngay lập tức trở thành kinh tế xã hội, vì trong trường hợp này, tất cả các chương trình phát triển hàng không vận tải siêu thanh và cơ sở hạ tầng liên quan phải trải qua những điều chỉnh đáng kể, và thậm chí có thể bị đóng cửa. Ngoài ra, lần đầu tiên câu hỏi thực sự nảy sinh rằng hoạt động của con người có thể không gây ra một trận đại hồng thủy cục bộ, mà là toàn cầu. Đương nhiên, trong tình hình hiện tại, lý thuyết này cần một sự xác minh rất cứng rắn và đồng thời nhanh chóng.

Nhớ lại rằng bản chất của giả thuyết trên là oxit nitơ phản ứng với ozon NO + O 3 ® ® NO 2 + O 2, sau đó nitơ đioxit tạo thành trong phản ứng này phản ứng với nguyên tử oxi NO 2 + O ® NO + O 2, do đó khôi phục sự hiện diện của NO trong khí quyển, trong khi phân tử ôzôn bị mất đi một cách khó phục hồi. Trong trường hợp này, một cặp phản ứng như vậy, tạo thành chu trình phá hủy ôzôn bằng xúc tác nitơ, được lặp lại cho đến khi bất kỳ quá trình hóa học hoặc vật lý nào dẫn đến loại bỏ các oxit nitơ khỏi khí quyển. Vì vậy, ví dụ, NO 2 bị oxy hóa thành axit nitric HNO 3, chất này hòa tan nhiều trong nước, do đó bị loại bỏ khỏi khí quyển bởi các đám mây và kết tủa. Chu trình xúc tác nitơ rất hiệu quả: một phân tử NO, trong thời gian lưu lại trong khí quyển, có thể phá hủy hàng chục nghìn phân tử ôzôn.

Nhưng, như bạn biết, rắc rối không đến một mình. Ngay sau đó các chuyên gia từ các trường đại học của Hoa Kỳ - Michigan (R. Stolyarski và R. Cicero) và Harvard (S. Wofsey và M. McElroy) - đã phát hiện ra rằng ozone có thể có một kẻ thù thậm chí còn tàn nhẫn hơn - các hợp chất clo. Theo ước tính của họ, chu trình phá hủy ôzôn bằng xúc tác clo (phản ứng Cl + O 3 ® ClO + O 2 và ClO + O ® Cl + O 2), theo ước tính của họ, hiệu quả hơn nhiều lần so với chu trình nitơ. Sự lạc quan bị hạn chế chỉ được gây ra bởi thực tế là lượng clo có nguồn gốc tự nhiên trong khí quyển là tương đối nhỏ, có nghĩa là tổng ảnh hưởng của nó đối với ôzôn có thể không quá mạnh. Tuy nhiên, tình hình đã thay đổi đáng kể khi, vào năm 1974, các nhân viên của Đại học California tại Irvine S. Rowland và M. Molina thành lập rằng các hợp chất chlorofluorocarbon (CFCs), được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy làm lạnh, các gói bình xịt, v.v., là nguồn clo ở tầng bình lưu. Không cháy, không độc và thụ động hóa học, những chất này được vận chuyển từ từ bằng các dòng khí đi lên từ bề mặt trái đất vào tầng bình lưu, nơi các phân tử của chúng bị ánh sáng mặt trời phá hủy, dẫn đến giải phóng các nguyên tử clo tự do. Quá trình sản xuất công nghiệp của CFC, bắt đầu từ những năm 30, và lượng khí thải của chúng vào khí quyển đã tăng đều đặn trong tất cả các năm sau đó, đặc biệt là trong những năm 70 và 80. Do đó, trong một khoảng thời gian rất ngắn, các nhà lý thuyết đã xác định được hai vấn đề của hóa học khí quyển, gây ra bởi sự ô nhiễm do con người gây ra.

Tuy nhiên, để kiểm tra tính nhất quán của các giả thuyết đưa ra, cần phải hoàn thành nhiều nhiệm vụ.

Lúc đầu,để mở rộng các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, trong đó có thể xác định hoặc làm rõ tốc độ của các phản ứng quang hóa giữa các thành phần khác nhau của không khí. Phải nói rằng dữ liệu rất khan hiếm về các tốc độ này tồn tại vào thời điểm đó cũng có sai số khá lớn (lên đến vài trăm phần trăm). Ngoài ra, các điều kiện mà phép đo được thực hiện, theo quy luật, không tương ứng nhiều với thực tế của khí quyển, điều này làm trầm trọng thêm sai số, vì cường độ của hầu hết các phản ứng phụ thuộc vào nhiệt độ và đôi khi vào áp suất. hoặc mật độ của không khí trong khí quyển.

Thứ hai, nghiên cứu chuyên sâu các tính chất bức xạ - quang học của một số khí nhỏ trong khí quyển trong điều kiện phòng thí nghiệm. Các phân tử của một số lượng đáng kể các thành phần không khí trong khí quyển bị phá hủy bởi bức xạ cực tím từ Mặt trời (trong các phản ứng quang phân), trong số đó không chỉ có CFC được đề cập ở trên, mà còn có ôxy phân tử, ôzôn, ôxit nitơ và nhiều loại khác. Do đó, ước tính các thông số của mỗi phản ứng quang phân là cần thiết và quan trọng để tái tạo chính xác các quá trình hóa học trong khí quyển, cũng như tốc độ phản ứng giữa các phân tử khác nhau.

Thứ ba, nó là cần thiết để tạo ra các mô hình toán học có khả năng mô tả sự biến đổi hóa học lẫn nhau của các thành phần không khí trong khí quyển một cách đầy đủ nhất có thể. Như đã đề cập, năng suất phá hủy ozon trong các chu trình xúc tác được xác định bằng thời gian chất xúc tác (NO, Cl, hoặc một số chất khác) tồn tại trong khí quyển. Rõ ràng là chất xúc tác như vậy, nói chung, có thể phản ứng với bất kỳ thành phần nào trong số hàng chục thành phần không khí trong khí quyển, phân hủy nhanh chóng, và sau đó thiệt hại đối với ôzôn ở tầng bình lưu sẽ ít hơn nhiều so với dự kiến. Mặt khác, khi có nhiều biến đổi hóa học xảy ra trong khí quyển mỗi giây, rất có thể sẽ xác định được các cơ chế khác ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến sự hình thành và phá hủy ôzôn. Cuối cùng, các mô hình như vậy có thể cô lập và đánh giá tầm quan trọng của các phản ứng riêng lẻ hoặc nhóm của chúng trong việc hình thành các khí khác tạo nên không khí, và cũng cho phép tính toán nồng độ khí mà các phép đo không thể tiếp cận được.

Cuối cùng, Cần thiết phải tổ chức một mạng lưới rộng rãi để đo hàm lượng của các loại khí khác nhau trong không khí, bao gồm các hợp chất của nitơ, clo, v.v., sử dụng cho mục đích này là các trạm mặt đất, các vụ phóng khinh khí tượng và tên lửa khí tượng, và các chuyến bay của máy bay. Cho đến nay, tạo cơ sở dữ liệu là nhiệm vụ tốn kém nhất mà không thể giải quyết trong thời gian ngắn. Tuy nhiên, chỉ các phép đo mới có thể cung cấp điểm khởi đầu cho nghiên cứu lý thuyết, đồng thời là tấm nền cho chân lý của các giả thuyết được trình bày.

Kể từ đầu những năm 70, ít nhất ba năm một lần, các bộ sưu tập đặc biệt, cập nhật liên tục đã được xuất bản, chứa thông tin về tất cả các phản ứng quan trọng trong khí quyển, bao gồm cả phản ứng quang phân. Hơn nữa, sai số trong việc xác định các thông số của phản ứng giữa các thành phần khí của không khí ngày nay, theo quy luật, là 10-20%.

Nửa sau của thập kỷ này chứng kiến sự phát triển nhanh chóng của các mô hình mô tả sự biến đổi hóa học trong khí quyển. Số lượng lớn nhất trong số chúng được tạo ra ở Hoa Kỳ, nhưng chúng xuất hiện ở châu Âu và Liên Xô. Đầu tiên, chúng là các mô hình đóng hộp (không chiều), và sau đó là các mô hình một chiều. Những cái đầu tiên được tái tạo, với các mức độ tin cậy khác nhau, hàm lượng của các khí chính trong khí quyển trong một thể tích nhất định - một hộp (do đó có tên là chúng) - là kết quả của các tương tác hóa học giữa chúng. Vì việc bảo toàn tổng khối lượng của hỗn hợp không khí đã được công nhận, nên việc loại bỏ bất kỳ phần nào của nó ra khỏi hộp, ví dụ, bằng gió, không được xem xét. Các mô hình hộp thuận tiện cho việc làm sáng tỏ vai trò của các phản ứng riêng lẻ hoặc các nhóm của chúng trong các quá trình hình thành và phá hủy hóa học của khí trong khí quyển, để đánh giá độ nhạy của thành phần khí trong khí quyển đối với sự không chính xác trong việc xác định tốc độ phản ứng. Với sự giúp đỡ của họ, các nhà nghiên cứu có thể, bằng cách thiết lập các thông số khí quyển trong hộp (đặc biệt là nhiệt độ và mật độ không khí) tương ứng với độ cao bay của ngành hàng không, để ước tính một cách gần đúng nồng độ của các tạp chất trong khí quyển sẽ thay đổi như thế nào do khí thải của các sản phẩm cháy từ động cơ máy bay. Đồng thời, các mô hình hộp không phù hợp để nghiên cứu vấn đề của chlorofluorocarbon (CFC), vì chúng không thể mô tả quá trình chuyển động của chúng từ bề mặt trái đất lên tầng bình lưu. Đây là lúc các mô hình một chiều trở nên hữu ích, kết hợp có tính đến mô tả chi tiết về các tương tác hóa học trong khí quyển và sự vận chuyển của các tạp chất theo hướng thẳng đứng. Và mặc dù phép chuyển dọc cũng được chỉ rõ ở đây, khá đại khái, việc sử dụng các mô hình một chiều là một bước tiến đáng chú ý, vì chúng có thể mô tả bằng cách nào đó các hiện tượng thực tế.

Nhìn lại, chúng ta có thể nói rằng kiến thức hiện đại của chúng ta phần lớn dựa trên công việc thô sơ được thực hiện trong những năm đó bằng cách sử dụng các mô hình một chiều và hình hộp. Nó giúp xác định cơ chế hình thành thành phần khí của khí quyển, ước tính cường độ của các nguồn hóa chất và độ chìm của các khí riêng lẻ. Một đặc điểm quan trọng của giai đoạn này trong sự phát triển của hóa học khí quyển là những ý tưởng mới xuất hiện đã được thử nghiệm trên các mô hình và được thảo luận rộng rãi giữa các chuyên gia. Kết quả thu được thường được so sánh với ước tính của các nhóm khoa học khác, vì các phép đo thực địa rõ ràng là không đủ và độ chính xác của chúng rất thấp. Ngoài ra, để xác nhận tính đúng đắn của việc mô hình hóa các tương tác hóa học nhất định, cần phải thực hiện các phép đo phức tạp, khi đó nồng độ của tất cả các thuốc thử tham gia sẽ được xác định đồng thời, điều mà tại thời điểm đó, và thậm chí bây giờ, thực tế là không thể. (Cho đến nay, chỉ có một số phép đo phức chất khí từ Tàu con thoi được thực hiện trong 2-5 ngày.) Do đó, các nghiên cứu mô hình đi trước các nghiên cứu thực nghiệm, và lý thuyết không giải thích được nhiều về các quan sát hiện trường. vì nó đã góp phần vào việc lập kế hoạch tối ưu của họ. Ví dụ, một hợp chất như clo nitrat ClONO 2 lần đầu tiên xuất hiện trong các nghiên cứu mô hình và chỉ sau đó mới được phát hiện trong khí quyển. Thậm chí rất khó để so sánh các phép đo có sẵn với các ước tính của mô hình, vì mô hình một chiều không thể tính đến các chuyển động của không khí theo phương ngang, đó là lý do tại sao bầu khí quyển được giả định là đồng nhất theo chiều ngang và kết quả mô hình thu được tương ứng với một số trung bình trạng thái toàn cầu. Tuy nhiên, trên thực tế, thành phần của không khí trên các khu vực công nghiệp của Châu Âu hoặc Hoa Kỳ rất khác với thành phần của không khí ở Úc hoặc trên Thái Bình Dương. Do đó, kết quả của bất kỳ quan sát thực địa nào phần lớn phụ thuộc vào địa điểm và thời gian của các phép đo và tất nhiên, không tương ứng chính xác với giá trị trung bình toàn cầu.

Để thu hẹp khoảng cách mô hình hóa này, trong những năm 1980, các nhà nghiên cứu đã tạo ra các mô hình hai chiều có tính đến, cùng với vận chuyển thẳng đứng, vận tải hàng không dọc theo kinh tuyến (dọc theo vòng tròn vĩ độ, khí quyển vẫn được coi là đồng nhất). Lúc đầu, việc tạo ra những mô hình như vậy gặp rất nhiều khó khăn.

Lúc đầu, Số lượng các tham số mô hình bên ngoài tăng mạnh: tại mỗi điểm lưới, cần phải thiết lập tốc độ vận chuyển dọc và giữa các chiều dọc, nhiệt độ và mật độ không khí, v.v. Nhiều thông số (trước hết là tốc độ nói trên) không được xác định một cách đáng tin cậy trong các thí nghiệm và do đó, được chọn từ các cân nhắc định tính.

Thứ hai, tình trạng của công nghệ máy tính vào thời điểm đó đã cản trở rõ rệt sự phát triển đầy đủ của các mô hình hai chiều. Trái ngược với các mô hình một chiều kinh tế và đặc biệt là mô hình hai chiều đóng hộp, chúng đòi hỏi nhiều bộ nhớ và thời gian máy tính hơn đáng kể. Và kết quả là, những người sáng tạo ra chúng đã buộc phải đơn giản hóa đáng kể các sơ đồ tính toán các biến đổi hóa học trong khí quyển. Tuy nhiên, một tổ hợp các nghiên cứu khí quyển, cả nghiên cứu mô hình và thực địa bằng cách sử dụng vệ tinh, đã làm cho nó có thể vẽ ra một bức tranh tương đối hài hòa, mặc dù còn xa bức tranh hoàn chỉnh về thành phần của khí quyển, cũng như để thiết lập các mối quan hệ nhân quả chính gây ra những thay đổi trong nội dung của các thành phần không khí riêng lẻ. Đặc biệt, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng các chuyến bay của máy bay trong tầng đối lưu không gây ra bất kỳ tác hại đáng kể nào đối với ôzôn ở tầng đối lưu, nhưng sự đi lên của chúng vào tầng bình lưu dường như gây ra những hậu quả tiêu cực cho tầng ôzôn. Ý kiến của hầu hết các chuyên gia về vai trò của CFCs hầu như đều nhất trí: giả thuyết của Rowland và Molina đã được xác nhận, và những chất này thực sự góp phần phá hủy tầng ôzôn ở tầng bình lưu, và sự tăng trưởng thường xuyên của sản xuất công nghiệp của họ là một quả bom hẹn giờ, vì Sự phân hủy của CFC không xảy ra ngay lập tức mà phải sau hàng chục, hàng trăm năm, do đó, ảnh hưởng của ô nhiễm sẽ ảnh hưởng đến bầu khí quyển trong một thời gian rất dài. Hơn nữa, tồn tại trong một thời gian dài, chlorofluorocarbon có thể đến bất kỳ điểm nào xa nhất của khí quyển, và do đó, đây là một mối đe dọa toàn cầu. Đã đến lúc cần có những quyết định chính trị được thống nhất.

Năm 1985, với sự tham gia của 44 quốc gia, một công ước về bảo vệ tầng ôzôn đã được xây dựng và thông qua tại Vienna, điều này đã thúc đẩy quá trình nghiên cứu toàn diện của nước này. Tuy nhiên, câu hỏi phải làm gì với CFCs vẫn còn bỏ ngỏ. Không thể để mọi việc tự diễn biến theo nguyên tắc “tự nó sẽ giải quyết”, nhưng cũng không thể cấm sản xuất những chất này trong một sớm một chiều mà không gây thiệt hại to lớn cho nền kinh tế. Có vẻ như có một giải pháp đơn giản: cần thay thế CFC bằng các chất khác có khả năng thực hiện các chức năng tương tự (ví dụ, trong các thiết bị làm lạnh) và đồng thời vô hại hoặc ít nhất là ít nguy hại hơn đối với ôzôn. Nhưng việc thực hiện các giải pháp đơn giản thường rất khó khăn. Không chỉ việc tạo ra các chất như vậy và việc thiết lập sản xuất của chúng đòi hỏi đầu tư rất lớn và thời gian, các tiêu chí còn cần thiết để đánh giá tác động của bất kỳ chất nào trong số chúng đối với bầu khí quyển và khí hậu.

Các nhà lý thuyết một lần nữa trở thành tâm điểm chú ý. D. Webbles từ Phòng thí nghiệm Quốc gia Livermore đã đề xuất sử dụng cho mục đích này khả năng làm suy giảm tầng ôzôn, cho thấy phân tử thay thế mạnh hơn (hoặc yếu hơn) so với phân tử CFCl 3 (Freon-11), ảnh hưởng đến ôzôn khí quyển như thế nào. Vào thời điểm đó, người ta cũng biết rằng nhiệt độ của lớp không khí bề mặt phụ thuộc đáng kể vào nồng độ của một số tạp chất khí (chúng được gọi là khí nhà kính), chủ yếu là carbon dioxide CO 2, hơi nước H 2 O, ozon, v.v. CFC cũng được bao gồm trong danh mục này, và nhiều chất thay thế tiềm năng. Các phép đo cho thấy trong cuộc cách mạng công nghiệp, nhiệt độ toàn cầu trung bình hàng năm của lớp không khí bề mặt đã tăng và tiếp tục tăng, và điều này cho thấy những thay đổi đáng kể và không phải lúc nào cũng mong muốn trong khí hậu Trái đất. Để kiểm soát tình hình này, cùng với khả năng làm suy giảm tầng ôzôn của chất này, khả năng làm ấm lên toàn cầu của nó cũng đã được xem xét. Chỉ số này cho biết hợp chất được nghiên cứu ảnh hưởng đến nhiệt độ không khí mạnh hơn hay yếu hơn bao nhiêu so với cùng một lượng carbon dioxide. Các tính toán cho thấy rằng CFC và các chất thay thế có khả năng làm nóng lên toàn cầu rất cao, nhưng do nồng độ của chúng trong khí quyển thấp hơn nhiều so với nồng độ của CO 2, H 2 O hoặc O 3, tổng đóng góp của chúng vào sự nóng lên toàn cầu vẫn không đáng kể. ... Hiện tại ...

Các bảng tính toán về khả năng làm suy giảm tầng ôzôn và khả năng nóng lên toàn cầu của chlorofluorocarbon và các chất thay thế có thể có của chúng là cơ sở cho các quyết định quốc tế nhằm giảm thiểu và sau đó cấm sản xuất và sử dụng nhiều CFC (Nghị định thư Montreal 1987 và các bổ sung sau đó). Có lẽ các chuyên gia tập trung tại Montreal sẽ không nhất trí như vậy (cuối cùng, các bài báo của Nghị định thư dựa trên “phát minh” của các nhà lý thuyết không được xác nhận bởi các thí nghiệm hiện trường), nhưng một “người” quan tâm khác - chính bầu không khí - đã nói ủng hộ ký tài liệu này.

Việc các nhà khoa học Anh công bố phát hiện ra "lỗ thủng tầng ôzôn" trên Nam Cực vào cuối năm 1985 đã trở thành sự kiện không thể thiếu sự tham gia của các nhà báo, và phản ứng của cộng đồng thế giới đối với thông điệp này dễ dàng được mô tả nhất. chỉ với một từ ngắn gọn - sốc. Đó là một điều khi mối đe dọa về sự suy giảm tầng ôzôn chỉ tồn tại trong tương lai xa, đó là một điều khác khi tất cả chúng ta đang phải đối mặt với một kẻ phạm tội. Cả những người bình thường, các chính trị gia hay các chuyên gia lý thuyết đều không sẵn sàng cho việc này.

Nó nhanh chóng trở nên rõ ràng rằng không có mô hình hiện có nào có thể tái tạo sự giảm hàm lượng ozone đáng kể như vậy. Điều này có nghĩa là một số hiện tượng tự nhiên quan trọng đã không được tính đến hoặc bị đánh giá thấp. Ngay sau đó, các nghiên cứu thực địa được thực hiện trong khuôn khổ chương trình nghiên cứu hiện tượng Nam Cực đã xác định rằng, cùng với các phản ứng khí quyển (pha khí) thông thường, các đặc điểm của vận chuyển không khí trong khí quyển ở tầng bình lưu Nam Cực (sự cô lập gần như hoàn toàn của nó với phần còn lại của bầu khí quyển vào mùa đông) đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành "lỗ thủng ôzôn". Cũng như tại thời điểm đó các phản ứng dị thể ít được nghiên cứu (phản ứng trên bề mặt của sol khí khí quyển - hạt bụi, muội than, băng trôi, giọt nước , Vân vân.). Chỉ tính đến các yếu tố trên mới có thể đạt được sự thống nhất thỏa đáng giữa kết quả mô hình và dữ liệu quan sát. Và những bài học được dạy bởi "lỗ thủng ôzôn" ở Nam Cực đã có tác động nghiêm trọng đến sự phát triển hơn nữa của hóa học khí quyển.

Đầu tiên, một động lực mạnh mẽ đã được trao cho một nghiên cứu chi tiết về các quá trình không đồng nhất tiến hành theo các quy luật khác với các quy luật xác định các quá trình pha khí. Thứ hai, một nhận thức rõ ràng là trong một hệ thống phức tạp, tức là bầu khí quyển, hành vi của các phần tử của nó phụ thuộc vào toàn bộ phức hợp các kết nối bên trong. Nói cách khác, hàm lượng của các chất khí trong khí quyển không chỉ được xác định bởi cường độ của các quá trình hóa học, mà còn bởi nhiệt độ không khí, sự chuyển dịch của các khối khí, đặc thù của ô nhiễm sol khí ở các phần khác nhau của khí quyển, v.v. Trong biến nhiệt và làm mát bức xạ, tạo thành trường nhiệt độ của không khí ở tầng bình lưu, phụ thuộc vào nồng độ và sự phân bố của các khí nhà kính trong không gian, và do đó, từ các quá trình động của khí quyển. Cuối cùng, sự đốt nóng bức xạ không đồng nhất của các vành đai khác nhau của địa cầu và các phần của khí quyển tạo ra chuyển động của không khí trong khí quyển và kiểm soát cường độ của chúng. Do đó, việc không tính đến bất kỳ phản hồi nào trong các mô hình có thể dẫn đến sai số lớn trong kết quả thu được (mặc dù, chúng tôi lưu ý rằng, sự phức tạp quá mức của mô hình mà không có nhu cầu khẩn cấp cũng không thể giải quyết được như việc bắn đại bác vào đại diện của các loài chim).

Nếu mối quan hệ giữa nhiệt độ không khí và thành phần khí của nó được tính đến trong các mô hình hai chiều vào những năm 80, thì việc sử dụng các mô hình ba chiều của sự hoàn lưu chung của khí quyển để mô tả sự phân bố của các tạp chất trong khí quyển trở nên khả thi do sự bùng nổ máy tính chỉ trong những năm 90. Các mô hình tuần hoàn chung đầu tiên như vậy được sử dụng để mô tả sự phân bố trong không gian của các chất thụ động hóa học - chất đánh dấu. Sau đó, do không đủ RAM của máy tính, các quá trình hóa học chỉ được xác định bằng một tham số - thời gian cư trú của một tạp chất trong khí quyển, và chỉ tương đối gần đây, các khối biến đổi hóa học mới trở thành bộ phận chính thức của mô hình ba chiều. Mặc dù những khó khăn vẫn còn tồn tại trong việc mô tả chi tiết các quá trình hóa học trong khí quyển trong các mô hình 3D, nhưng ngày nay chúng dường như không thể vượt qua được nữa và các mô hình 3D tốt nhất bao gồm hàng trăm phản ứng hóa học, cùng với sự vận chuyển khí hậu thực tế của không khí trong bầu khí quyển toàn cầu.

Đồng thời, việc sử dụng rộng rãi các mô hình hiện đại hoàn toàn không đặt ra câu hỏi về tính hữu dụng của những mô hình đơn giản hơn, đã được đề cập ở trên. Ai cũng biết rằng mô hình càng phức tạp thì càng khó tách “tín hiệu” ra khỏi “nhiễu mô hình”, để phân tích kết quả thu được, chỉ ra các cơ chế nhân quả chính, để đánh giá tác động đến kết quả cuối cùng. kết quả của các hiện tượng nhất định (và do đó tính hợp lý của việc đưa chúng vào mô hình) ... Và ở đây, các mô hình đơn giản hơn đóng vai trò là nơi thử nghiệm lý tưởng, chúng cho phép bạn có được các ước tính sơ bộ, sau này được sử dụng trong các mô hình ba chiều, để nghiên cứu các hiện tượng tự nhiên mới trước khi chúng được đưa vào các hiện tượng phức tạp hơn, v.v.

Tiến bộ khoa học và công nghệ nhanh chóng đã làm nảy sinh nhiều lĩnh vực nghiên cứu hơn, bằng cách này hay cách khác liên quan đến hóa học khí quyển.

Thể loại

Lựa chọn của người biên tập

Những gì đi vào không khí. Không khí là gì: Khoa học tự nhiên cho người lớn. Cấu trúc của khí quyển là gì

Tỷ lệ oxy trong không khí

Bây giờ chúng ta hãy định nghĩa oxy là gì.

Khí cacbonic là gì?

Thành phần của không khí hít vào và thở ra

Thành phần và tính chất của không khí

Các chất khí tạo nên không khí

Không khí trong văn hóa dân gian

Làm thế nào để có được không khí trong lành?

Không khí gồm những chất khí nào?

Không khí chúng ta thở được làm bằng gì?

Khong khi la gi?

Tìm không khí trong lành ở đâu?

Vấn đề ô nhiễm không khí trong lành

Làm thế nào để có được không khí trong lành?

Không khí gồm những chất khí nào?

Không khí chúng ta thở được làm bằng gì?

Video thành phần không khí

Tìm kiếm

Đăng ký

Bài viết phổ biến

Những ghi chú cuối cùng