Написать администратору       Карта сайта       Перейти на форум      


 


Поддержка проекта fiziolive.ru





Воздух
История исследования атмосферы

Страница 1 из 3

В содержание статьи Воздух


Воздух (атмосферный воздух — см. Атмосфера) — невидимая, газообразная оболочка земли; присутствием своим обусловливает животную и растительную жизнь, изменения погоды, распространение звука, выветривание горных пород и так далее. Хотя земля представляет не единственное небесное тело, окруженное атмосферой (таковые несомненно имеются у Солнца, Юпитера, Марса, Сатурна), но и поныне нельзя утверждать, что воздух распространен безгранично в междупланетном пространстве, потому что присутствие атмосферы на луне нельзя считать доказанным [Однако, в долинах Лунных гор по некоторым фактам, наблюденным Гершелем и другими астрономами (см. Менделеев, "Основы химии", 5 издание, страница 166), должно признать существование атмосферы, масса которой на нашем спутнике должна быть весьма малою, судя по малой массе самой луны, а объем должен быть также мал по причине низкой там температуры, а потому на вершинах Лунных гор, если есть воздух, то столь редкий, что его присутствие нельзя надеяться открыть измерениями преломления света.].

Можно утверждать, что высота земной атмосферы больше 30-40 километров. Если бы воздух обладал равномерной плотностью, равной той, которую он имеет при 0° Ц. и при высоте барометра в 760 миллиметров, то высота атмосферы составляла бы только 9 километров; но так как воздух обладает упругостью и сжимается пропорционально давлению, под которым находится, то по мере поднятия над уровнем моря воздух становится реже.

Если принять во внимание это обстоятельство, то высота атмосферы до предела ощутимой ее весомости или плотности по приближенному вычислению оказывается в 28-30 км; но эта величина несомненно ниже истинной. Установлено, что высота, до которой поднялся пепел при извержении вулкана Кракатоа (1883 г.), была не мене 30 км, а следовательно, на такой высоте В. должен еще обладать заметной плотностью. Затем, фотографируя одновременно с двух достаточно удаленных пунктов те светящиеся облака, которые можно наблюдать в наших широтах над северным горизонтом по ночам от конца мая и до конца июня и которые состоят, по всей вероятности, из ледяных кристалликов (Кольрауш), удалось найти, что высота их около 80 километров.

Астроном Секки из наблюдений над светящимися метеорами вычислил, что воздух имеет еще ощутительную плотность даже на высоте 200 км, что подтверждается наблюдениями над высотой северных сияний, которая в некоторых случаях равнялась 200-500 км, а так как северные сияния (см. это сл.) представляют явления электрических разрядов, а последние невозможны в пустоте, то след. и на только что указанных высотах воздух имеет еще плотность, вероятно близкую той, которая достигается нашими ртутными насосами, т. е. около 1/1000000 плотности воздуха у поверхности земли.

Как крайнюю величину для высоты атмосферы остается вместе с Лапласом допустить ту границу, где сила земного притяжения уравновешивается центробежной силой, а это составляет над экватором 42500 км. Начиная отсюда и приближаясь к земле атмосфера все уплотняется и нагревается. [А о том, что выше и как на пределе разрежения газы переходят в световой эфир, наполняющий междупланетное пространство (см. Вещество), ныне судить нет сколько-либо прочных оснований. По моему личному мнению, переход этот не имеет никаких следов резкости, так как в сильно разреженных газах, по моим исследованиям, уже замечаются в отношении к сжимаемости те признаки, свойственные твердым телам, которые существуют и в световом эфире, плотность которого не равна нулю, а выше нуля. — Д. Менделеев.]

Хотя еще до Аристотеля предполагалось, что воздух обладает весом, но это доказано было только Галилеем, который нашел, что вес медного шара возрастает, если его наполнить сгущенным воздухом. Вес одного литра чистого воздуха, то есть освобожденного от водяных паров, углекислоты, аммиачных и других соединений (см. ниже), при + 0°Ц. и 760 миллим. ртутного давления в Париже (48°50' сев. широты и 60 метр. над уровнем моря [Вес литра воздуха на различных широтах и высотах различен потому, что напряжение силы тяжести при этом изменяется, а вместе с тем изменяется и давление ртутного столба в 760 мм. Если напряжение силы тяжести увеличивается, то давление, производимое столбом ртути данной высоты, возрастает.

Следовательно, под давлением, равным 760 мм, воздух будет сжат больше там, где напряжение тяжести будет больше, почему 1 литр его будет весить больше у полюсов, чем на экваторе. Общепринято относить барометрические давления к широте в 45° и к уровню моря (подробнее ст. статьи: Взвешивание и Гипсометрия).], по Реньо, равняется — 1,29318 граммам [Если допустить, что отношение между кислородом и азотом воздуха на разных высотах подвергается изменению, как о том говорится далее, то и вес объема воздуха должен измениться, потому что кислород (О) тяжелее азота (N)], а по новейшим определениям Ледюка — 1,29329.

Давление, производимое атмосферою на поверхность, лежащую при уровне моря, можно принять близким к давлению на ту же поверхность столба ртути в 760 миллиметров, а так как 1 кубический сантиметр ртути весит 13,59 граммов, то очевидно, что давление атмосферы на 1 квадратный сантиметр земной поверхности (у уровня моря) составляет почти 1033 гр. (13,56 х 76) [Давление в 1033 гр. на квадратный сантиметр и есть та величина, которая подразумевается, когда идет речь об измерении давления в атмосферах; так, например, сказать, что давление водяного пара при 180° Ц. равняется 10 атмосферам значит, что на 1 квадратный сантиметр его давление равняется 10х1033 гр., или 10 1/3 килограммам.].

Если бы всю земную атмосферу заключить в шар и поместить его на весы, то на противоположную чашку надо было бы поставить 581000 кубических километров меди (Дюма и Буссенго). Чтобы дать приблизительное представление о этой величине, заметим, что ежегодная добыча меди в мире не превосходит теперь 300 млн. килограм., и, следовательно, 5 ½ триллионов могут быть добыты только в 18000 с лишком л.

Впрочем, как ни велики для нас эти количества — все же вес земной атмосферы сравнительно с сушею ничтожен. Если сравнивать с весом земной коры, считая последнюю только в 15 килм. толщиною, то и тогда все количество азота (составляющего около ¾) атмосферы не превышает 0,02% (Ф.В. Кларк), так что он является одним из редких элементов [При таком расчете количество водорода, входящего в состав всех вод на земном шаре, не превышает 0,94%, количество углерода, составной части, столь важной для организованного мира, — 0,21%, а фосфора — 0,09% (Ф.В. Кларк). Главные массы составляют кислород и кремний.].

Выше упомянуто, что плотность, а следовательно, и давление воздуха. уменьшается по мере того, как мы поднимаемся от уровня моря и потому на горах высота ртутного столба должна быть меньше, чем у их подножия. Факт этот, впервые наблюденный в 1648 г. Берегарди — который нашел в Пизе, что высота барометра на верху башни меньше, чем у подножия, — был окончательно установлен в 1648 г. Перрье, который по предложению своего зятя Паскаля поднялся для этого на вершину Пюи-де-Дом [Следующая таблица, данная Менделеевым (на основании среднего из наблюдений Глешера и др.), показывает общую последовательность в изменении давления, температуры, веса и влажности воздушных слоев на различных высотах в ясную погоду, приняв исходную температуру на земле = 15° Ц., влажность — 60%, давление = 760 мм.


Давление Температура,° Ц. Высота, метр. Вес 100 куб. метров, кило Влажность %
760 +15 0 1222 60
700 11,0° 690 1141 64
650 7,6 1300 1073 64
600 4,3 1960 1003 63
550 1,0 2660 931 62
500 -2,4 3420 857 58
450 -5,8 4250 781 52
400 -9,1 5170 703 44
350 -12,5 6190 624 36
300 -15,9 7360 542 27
250 -19,2 8720 457 18

С переменою исходных (на уровне моря) величин и с облачностью — наступают соответственные изменения и разные временные и местные возмущения, сильно влияющие на погоду. Расчеты, сюда относящиеся, см. в статье: Гипсометрическое определение высот].

Вскоре после того, по-видимому, в 1658 г., Декарт и Бойль подметили, что высота ртути в барометре постоянно меняется, даже на одном и том же месте, а при дальнейших исследованиях выяснилось, что величина атмосферного давления для каждой местности обусловлена положением ее на земном шаре, правильно меняясь с временами года и часами дня. А именно, по А. Букану, земной шар опоясывают две широких области высокого давления, одна лежащая в северном, а другая в южном полушарии; последняя почти параллельна экватору, между тем как первая имеет сравнительно очень неправильное очертание, что объясняется неправильным распределением в этом полушарии суши и моря.

Между ними заключается область пониженного давления тропических стран с минимумом посередине, по направлению к которому дуют пассатные ветры. Пониженные давления имеются и у обоих полюсов, причем в северном полушарии два минимума - один в северной части Атлантического океана, другой в Тихом. По временам года атмосферное давление также распределяется своеобразно.

В январе наивысшее давление находится над материками северного полушария, а наинизшее над северными частями Атлантического и Тихого океанов. Максимум — в Восточной Сибири — достигает (по иссл. А.А. Тилло) 777 мм, а минимум, в Северном Атлантическом океане и у берегов Исландии, около 745 мм. Площадь высокого давления в это время проходит по направлению с востока на запад, через Центральную и Южную Европу, через северную часть Атлантического океана между 25° и 45° северной широты, через Северную Америку (исключая северной и северо-западной частей ее) и затем через Тихий океан.

В июле среднее давление в Сев. Индии и Белуджистане около 748 мм; низшее давление в северном полушарии распределено над материками, высшее же над океанами; в то же время давление повышено над Южной Африкой и Австралией. Вообще говоря, над океаном атмосферное давление гораздо постояннее, чем над материками, и к западу от каждого материка почти круглый год над морем господствует область повышенного давления сравнительно с давлением над материком. Этим распределением атмосферного давления определяются господствующие в данной местности ветры, так как они представляют собою не что иное, как движение воздуха из области высокого давления в область низкого давления по закону Бейс-Балло с отклонением вправо в северном и влево в южном полушарии (см. Ветер, Давление воздуха).

Наиболее важным фактором, определяющим давления, является распределение температуры воздуха и его влажности; последняя в свою очередь в значительной степени зависит от температуры. Во всех точках земного шара, где наблюдается смена дня и ночи, замечаются и суточные колебания в атмосферном давлении. Вообще говоря, в продолжение суток наблюдаются два барометрических максимума — около 10 час. утра и 10 час. вечера [Например: 9 ч 50 м утра и 10 ч 22 м вечера в Батавии] и два минимума — около 4 час. утра и 4 час. пополудни [В 8 ч. 40 м утра и 3 ч. 40 м пополудни в Батавии.]; точное время различно для различных местностей. В тропических странах суточные колебания барометра повторяются изо дня в день с такою правильностью, что, по замечанию Гумбольдта, можно определять время приблизительно по высоте барометра; притом амплитуда колебания сравнительно очень значительна (для Батавии, напр., она равняется 2,7 мм, а внутри материков она достигает до 4 мм).

В умеренных и холодных поясах суточный ход барометра вообще очень неправилен, так что определить суточный период можно только как среднее из наблюдений, произведенных в более или менее продолжительное время, например, в течение месяца. Что касается причин, вызывающих суточные колебания барометрического давления, то, по всей вероятности, предполуденный максимум обусловливается давлением вышележащих слоев атмосферы на расширяющиеся от нагревания нижние; это видно из того, что он совпадает приблизительно с временем наиболее быстрого возрастания температуры (исследования Августина и Бланфорда); вечерний же максимум совпадает с ясно выраженным минимумом облачности между закатом солнца и полуночью.

Дневной минимум обусловливается восходящим током в теплые часы дня. Объяснение же ночных минимумов несколько сложнее (см. Мон, Метеорология). Таким образом, воздушный океан, постоянно двигаясь, образует свои волны, видимые в показаниях барометра. Но в данном месте земной поверхности действие воздуха определяется не столько его массою и плотностью, сколько температурою и количеством влаги. Предметы эти рассматриваются в метеорологических статьях (Ветер, Погода, Климат, Давление воздуха и др.), и здесь даются лишь первичные общие сведения, касающиеся распределения тепла и влаги.

Если бы воздух остыл до низких температур последних (верхних) граней атмосферы, то он лишился бы своей энергии, перестал бы действовать в том виде, в каком ныне он принимает участие в процессах, на земной поверхности совершающихся, и, лишившись влаги, оледенил бы всю земную поверхность, как то видим около полюсов. При низких температурах холода и некотором давлении (см. Газы сжиженные) даже самые составные части воздуха (азот и кислород) переходят в жидкий вид, а потому температура, свойственная воздуху, составляет важнейший фактор его влияния, что особенно ясно на растениях (см. География растений), а через них и на животных и поэтому на всей жизни людей. Далее >>

 

•Стр. 1• — •Стр. 2• — •Стр. 3

При написании этого текста использовался материал из
Энциклопедического словаря Брокгауза Ф.А. и Ефрона И.А. (1890—1907).


<< Назад: Общий список терминов связанных с погодой


На страницу назад    Наверх

Если Вам понравился наш проект, Вы можете помочь его реализации:
Хочу узнать, как можно помочь?

 



Возможно, Вам будут интересны и другие разделы нашего сайта:


На Главную

 На Главную
Гигиена
 Гигиена
 
Долголетие
 Долголетие
Здоровый секс
 Отношения полов
Клонирование
 Клонирование
 
Косметика
 Косметика
Культура
 Культура
 
Курорты и отдых
 Курорты и отдых
Валеология о массаже
 Массаж
 
Питание
 Питание Диеты
Погодные условия
 Погодные условия
Психология
 Психология
Реабилитация
 Реабилитация
Уход за больными
 Уход за больными
Физкультура и спорт
 Физкультура и спорт
Фитнес центры
 Фитнес центры
Разное о валеологии
 Разное
На Форум
На Форум
 


 
Все лечебные диеты в одном месте
Rambler's Top100

Версия all4-8