Процессы, происходящие в атмосфере

Говоря о том, что атмосферный воздух может нагреваться или охлаждаться, соприкасаясь с более теплыми или холодными телами, заимствуя у них или отдавая им теплоту. Нужно упоминуть также о том, что воздух может сам излучать и поглощать энергию в виде энергии видимых или невидимых лучей. Однако существуют и такие процессы, при которых температура воздуха меняется, хотя воздух при этом не получает и не отдает теплоты окружающим телам.

Процессы, при которых отсутствует теплообмен с окружающей средой, называют адиабатическими. Там же известно, что при адиабатическом расширении газ охлаждается, так как при этом совершается работа против сил внешнего давления, в результате чего внутренняя энергия газа уменьшается. Воздух в восходящем потоке расширяется, так как, поднимаясь, он попадает в области все меньшего давления.

Этот процесс происходит практически без теплообмена с окружающими слоями воздуха, тоже поднимающимися и тоже охлаждающимися. Поэтому расширение воздуха в восходящем потоке можно считать адиабатическим. Итак, подъем воздуха в атмосфере сопровождается его охлаждением. Расчет и измерения показывают, что подъем воздуха на 100 м сопровождается охлаждением приблизительно на 1 К.

Проявления действия адиабатических процессов в атмосфере весьма многочисленны и разнообразны. Пусть, например, воздушный поток на своем пути встречает высокий горный хребет и вынужден подниматься по его склонам вверх. Восходящее движение воздуха сопровождается его охлаждением. Поэтому климат горных стран всегда холоднее климата ближайших равнин, и на больших высотах господствует вечный мороз. На горах, начиная с известной высоты (на Кавказе, например, с высоты 3000—3200 м), снег уже не успевает стаять летом и накапливается год за годом в виде мощных снежников и ледников.

Когда воздушная масса опускается, она сжимается и при сжатии нагревается. Если воздушный поток, перевалив через горный хребет, спускается вниз, он снова нагревается. Так возникает фён — теплый ветер, хорошо известный во всех горных странах — на Кавказе, в Средней Азии, в Швейцарии. По-особому протекает адиабатический процесс охлаждения во влажном воздухе. Когда воздух достигает при своем постепенном охлаждении точки росы, водяной пар начинает в нем конденсироваться. Так образуются мельчайшие капли воды, из которых состоит туман или облако. При конденсации выделяется теплота парообразования которая замедляет дальнейшее охлаждение воздуха. Поэтому поднимающийся поток воздуха будет охлаждаться при конденсации пара медленнее, чем тогда, когда воздух совершенно сухой. Адиабатический процесс, при котором идет одновременно конденсация пара, называется влажно-адиабатическим.

Фотохимия

Фотохимия - это раздел химии, в котором изучаются фотохимические превращения, т.е. реакции, протекающие под воздействием светового излучения. Как самостоятельная область науки фотохимия оформилась в 1-й трети

 

Ключевые факторы, влияющие на климат

Вопрос, который мы должны задать, звучит так: уверены ли мы в том, что затратный и резкий отход от углеводородов исключительно ради снижения выбросов СО₂ так срочно необходим? Каковы ключевые факторы, влияющие на климат? Разве не способствует высокий уровень СО₂ росту растений, не полезен ли он для окружающей среды?

Чтобы ответить на этот вопрос, ознакомимся с историей климата Земли за последние 400 000 лет и ролью СО₂. Рассмотрим именно этот период времени, а не последние 150 лет, которые, как правило, освещаются мировыми СМИ.

История мирового климата

Из данных по ледовому щиту «Восток» в Антарктике на Иллюстрации 1, видно: за прошедшие 400 000 лет истории мирового климата на Земле наблюдалось 4 ледниковых периода. Самый ранний продолжался 55 000 лет, их общая продолжительность до последнего ледникового периода составила 95 000 лет.

За все 4 межледниковых периода (кроме настоящего) Земля нагревалась, температуры достигала пиковых величин за период порядка 4 000 лет, а затем снова быстро остывала. Настоящий (последний) тёплый период длится уже около 12 000 лет, и такая продолжительность наблюдается впервые.

Итак, за последние 400 000 лет Земля прошла через продолжительные ледниковые периоды, короткие периоды потепления (последний из которых длится беспрецедентно долго). Эта цикличность схематически представлена на Иллюстрации 1⁽¹⁾. Нынешний тёплый период уже завершается, Земля скоро остынет, и начнётся новый ледниковый период.