Принято выделять постоянные и переменные компоненты атмосферы в зависимости от длительности пребывания в атмосфере. Таким примером является вода, находящаяся в атмосфере в разных формах и концентрациях. В то же время такое подразделение составных частей атмосферы является относительным, так как в течение длительных интервалов времени все компоненты атмосферы оказываются переменными. Приблизительный состав атмосферы представлен в таблице 14.1.
Главными составными частями атмосферы являются азот, кислород, аргон и углекислый газ.
Одним из важнейших компонентов атмосферы является озон (О-). Его образование и разложение связаны с поглощением ультрафиолетовой радиации Солнца, которая губительна для живых организмов. Он же задерживает 20% инфракрасного излучения Земли, повышая утепляющее действие воздушного покрывала. Основная масса озона располагается на высотах 22—24 км. Озоновый слой часто называют «озоновым экраном» (рис. 14.1).




Таблица 14.1
Приблизительный состав атмосферы*

Элементы и газы



Содержание в нижних слоях
атмосферы, %


по объему

по массе
Азот
ислород
Аргон
Неон
Гелий
риптон
Водород
Углекислый газ (в среднем)
Водяной пар:
в полярных широтах
у экватора
Озон:
в тропосфере
в стратосфере
Метан
Окись азота
Окись углерода


78,084
20,946
0,934
0,0018
0,000524
0,000114
0,00005
0,034

0,2
2,6

0,000001
0,001-0,0001
0,00016
0,000001
Тысячные доли, в воздухе
городов - до 0,000008

75,5
23,14
1,28
0,0012
0,00007
0,0003
0,000005
0,0466

-
-

-
-
0,00009
0,0000003

0,0000078

Таким образом, мощность воздушной оболочки, защищающей жизнь на нашей планете от безжизненного космоса, по земным масштабам, значительна— 1,5 тыс. км, или около 1/4 радиуса Земли, по масштабам космическим ничтожна — составляет 1/100000 расстояния от Земли до Солнца. 3/4 воздуха сосредоточено в нижнем ее слое — тропосфере.
Плотность атмосферы существенно падает с высотой, но даже у самого уровня моря — около 0,001 г/см2, т. е. почти в 1000 раз меньше плотности воды — она, по житейским нашим меркам, вообще не укладывается в средства защиты. И тем не менее именно «невесомый» воздух — безотказная защита планеты от губительных для живого воздействия космоса. Пробить эту «броню» в состоянии лишь крупные, с исходной массой в десятки и сотни тонн метеориты — явление чрезвычайное.
Количество пыли в атмосфере зависит от интенсивности вулканизма, антропогенных выбросов и скорости осаждения частиц, поэтому трудно определимо.




Рис. 14.1. Распределение и перенос озона (1), воды (2) и примесей (3) в атмосфере Земли (Newell, 1971)

14.2. Источники и состав загрязнения
атмосферного воздуха

Проблема чистоты атмосферы не нова. Она возникла вместе с появлением промышленности и транспорта, работающих на угле, а затем на нефти. В течение практически двух столетий задымление воздуха носило местный характер. Дым и копоть сравнительно редких заводских, фабричных и паровозных труб почти полностью рассеивались на большом пространстве. Однако быстрый и повсеместный рост промышленности и транспорта в XX в. привел к такому увеличению объемов и токсичности выбросов, которые уже не могут быть «растворены» в атмосфере до безвредных для природной среды и человека концентраций.
Загрязнение атмосферы имеет естественное и искусственное происхождение (рис. 14.2).


Рис. 14.2. Источники загрязнения воздуха (Roger, 1965)

Среди естественных факторов выделяются:
а) внеземное загрязнение воздуха космической пылью и космическим излучением;
б) земное загрязнение атмосферы при извержении вулканов, выветривании горных пород, пыльных бурях, лесных пожарах, возникающих от ударов молний, выносе морских солей.
Условно разделяют естественное загрязнение атмосферы на континентальное и морское, а также неорганическое и органическое. К источникам органического загрязнения относят аэро-планктон-бак-терии, в том числе болезнетворные, споры грибов, пыльцу растений (включая и ядовитую пыльцу амброзии) и т. д.
На долю естественных факторов в конце XX в. приходилось 75% общего загрязнения атмосферы. Остальные 25% возникали в результате деятельности человека.
Искусственное загрязнение атмосферы разделяют на радиоактивное, электромагнитное, шумовое, дисперсное и газообразное, а также по отраслям промышленности и видам технологических процессов.
Главными и наиболее опасными источниками загрязнения атмосферы являются промышленные (рис. 14.3), транспортные и бытовые выбросы. По особенностям строения и характеру влияния на атмосферу загрязнители, как правило, подразделяют на механические и химические.



Рис. 14.3. Загрязнение атмосферы выбросами промышленных


предприятий (по Е. А. Криксунову и др., 1995)

Вследствие деятельности человека в атмосферу поступают углекислый газ СО2 и угарный газ СО, диоксид серы SO2 метан СН4, оксиды азота NO2, NO и N2O.