ATMOSFERA AEROZOLLARI

Yuklangan vaqt

2024-12-16

Yuklab olishlar soni

1

Sahifalar soni

10

Faytl hajmi

26,1 KB


ATMOSFERA AEROZOLLARI Tabiiy va antropogen chiqindilarning atmosferadagi tarqalishi. Atmosfera aerozoli murakkab kimyoviy va fizikaviy jarayonlarning mahsulotidir. Atmosfera aerozollarining tarkibi va hosil bo’lish manbalariga sinflari. Atmosfera gaz tarkibi Atmosfera, quruq havo deb ataluvchi turli gazlarning mexanik aralashmasidan iborat. Butun atmosferaning massasi taxminan 5,157·1018 kg ni tashkil etadi (taqqosslash uchun Yer massasi 5,98·1024 kg ga teng). Taxminan bir necha yuz million yil avval shakllanib bo’lgan Yer atmosferasi quruq havosining zamonaviy tarkibi quyidagi asosiy gazlardan tashkil topgan (3-jadval). Quruq havo umumiy hajmining 99,96% azot, kislorod va argonga to’g’ri keladi. Qolgan gazlarning foiz ulushi 0,04% dan kamroqni tashkil etadi. Ulardan ayrimlarining hajm bo’yicha ulushi mingdan bir (Ne) va hatto milliondan bir (Xe) ulushni tashkil etadi. 3-jadval Yer sirti yaqinida quruq havoning tarkibi Gaz Hajm bo’yicha ulushi*, % Nisbiy molekulyar massasi (uglerod shkalasi bo’yicha) Havoga nisbatan zichligi Azot (N2) Kislorod (O2) 78,084 20,946 28,0134 31,9988 0,967 1,105
ATMOSFERA AEROZOLLARI Tabiiy va antropogen chiqindilarning atmosferadagi tarqalishi. Atmosfera aerozoli murakkab kimyoviy va fizikaviy jarayonlarning mahsulotidir. Atmosfera aerozollarining tarkibi va hosil bo’lish manbalariga sinflari. Atmosfera gaz tarkibi Atmosfera, quruq havo deb ataluvchi turli gazlarning mexanik aralashmasidan iborat. Butun atmosferaning massasi taxminan 5,157·1018 kg ni tashkil etadi (taqqosslash uchun Yer massasi 5,98·1024 kg ga teng). Taxminan bir necha yuz million yil avval shakllanib bo’lgan Yer atmosferasi quruq havosining zamonaviy tarkibi quyidagi asosiy gazlardan tashkil topgan (3-jadval). Quruq havo umumiy hajmining 99,96% azot, kislorod va argonga to’g’ri keladi. Qolgan gazlarning foiz ulushi 0,04% dan kamroqni tashkil etadi. Ulardan ayrimlarining hajm bo’yicha ulushi mingdan bir (Ne) va hatto milliondan bir (Xe) ulushni tashkil etadi. 3-jadval Yer sirti yaqinida quruq havoning tarkibi Gaz Hajm bo’yicha ulushi*, % Nisbiy molekulyar massasi (uglerod shkalasi bo’yicha) Havoga nisbatan zichligi Azot (N2) Kislorod (O2) 78,084 20,946 28,0134 31,9988 0,967 1,105
Argon (Ar) Uglerod dioksidi (CO2)** Neon (Ne) Geliy (He) Kripton (Kr) Vodorod (H2) Ksenon (Xe) Ozon (O3) Quruq havo 0,934 0,033 1,818·10-3 5,239·10-4 1,14·10-4 ~5·10-5 8,7·10-6 10-6 −10-5 39,948 44,00995 20,183 4,0026 83,800 2,01594 131,300 47,9982 28,9645 1,379 1,529 0,695 0,138 2,868 0,070 4,524 1,624 1,000 * Hajm bo’yicha ulush – bir xil bosim va harorat sharoitida gaz egallagan hajmning aralashma umumiy hajmiga nisbatining foizdagi ifodasidir. ** CO2 miqdori 1980 yil holati bo’yicha keltirilgan. Atmosferadagi asosiy gazlar – N2, O2 va Ar miqdorining o’zgarishlari hozircha aniqlanmagan. Biroq har yili katta miqdordagi kislorod organik yoqilg’ining yonishiga sarflanmoqda. Fotosintez natijasida yiliga 1,55·109 t miqdorda kislorod hosil bo’lsa, yiliga 2,16·1010 t miqdordagi kislorod sarflanadi. Ya’ni kislorod sarfi uning hosil bo’lishidan bir tartibga katta. Kislorod sarfining bunday sur’atlarida 2020 yilga borib uning miqdori 0,77% ga kamayishi mumkin. Atmosfera azoti atmosfera jarayonlarida deyarli qatnashmaydi, biroq u atmosfera bosimini hosil qiluvchi asosiy gaz hisoblanadi. Gazlar taqsimotining gravitatsion g’oyasiga muvofiq, atmosferaning yuqori balandliklarida yengil gazlar kattaroq ulushni tashkil qilishi kerak. Biroq, meteorologik raketalar yordamida o’tkazilgan bevosita o’lchovlar 90-95 km lik pastki qatlamda gazlar taqsimotining yo’qligini ko’rsatadi. Atmosferaning bu qatlami gomosfera deb ataladi. Havoning nisbiy molekulyar massasi balandlik bo’yicha amalda o’zgarmaydi va 28,9645 kg/molni tashkil etadi. Atmosfera havosi tarkibining ham vertikal, ham gorizontal bo’ylab doimiyligi uning aralashuvchanligi tufayli saqlanib turadi.
Argon (Ar) Uglerod dioksidi (CO2)** Neon (Ne) Geliy (He) Kripton (Kr) Vodorod (H2) Ksenon (Xe) Ozon (O3) Quruq havo 0,934 0,033 1,818·10-3 5,239·10-4 1,14·10-4 ~5·10-5 8,7·10-6 10-6 −10-5 39,948 44,00995 20,183 4,0026 83,800 2,01594 131,300 47,9982 28,9645 1,379 1,529 0,695 0,138 2,868 0,070 4,524 1,624 1,000 * Hajm bo’yicha ulush – bir xil bosim va harorat sharoitida gaz egallagan hajmning aralashma umumiy hajmiga nisbatining foizdagi ifodasidir. ** CO2 miqdori 1980 yil holati bo’yicha keltirilgan. Atmosferadagi asosiy gazlar – N2, O2 va Ar miqdorining o’zgarishlari hozircha aniqlanmagan. Biroq har yili katta miqdordagi kislorod organik yoqilg’ining yonishiga sarflanmoqda. Fotosintez natijasida yiliga 1,55·109 t miqdorda kislorod hosil bo’lsa, yiliga 2,16·1010 t miqdordagi kislorod sarflanadi. Ya’ni kislorod sarfi uning hosil bo’lishidan bir tartibga katta. Kislorod sarfining bunday sur’atlarida 2020 yilga borib uning miqdori 0,77% ga kamayishi mumkin. Atmosfera azoti atmosfera jarayonlarida deyarli qatnashmaydi, biroq u atmosfera bosimini hosil qiluvchi asosiy gaz hisoblanadi. Gazlar taqsimotining gravitatsion g’oyasiga muvofiq, atmosferaning yuqori balandliklarida yengil gazlar kattaroq ulushni tashkil qilishi kerak. Biroq, meteorologik raketalar yordamida o’tkazilgan bevosita o’lchovlar 90-95 km lik pastki qatlamda gazlar taqsimotining yo’qligini ko’rsatadi. Atmosferaning bu qatlami gomosfera deb ataladi. Havoning nisbiy molekulyar massasi balandlik bo’yicha amalda o’zgarmaydi va 28,9645 kg/molni tashkil etadi. Atmosfera havosi tarkibining ham vertikal, ham gorizontal bo’ylab doimiyligi uning aralashuvchanligi tufayli saqlanib turadi.
Atmosfera tarkibi, uning 95 km dan yuqori qismida sezilarli o’zgaradi va bu qatlam geterosfera deb ataladi. Ko’rinishidan bunday o’zgarishda gazlarning gravitatsion taqsimoti jarayoni asosiy rolni o’ynaydi. Bundan tashqari 100 km dan yuqori balandliklarda havo tarkibining o’zgarishlariga olib keluvchi asosiy jarayon – 0,24 mkm dan kichik to’lqin uzunlikli Quyosh radiatsiyasi ta’siridagi kislorod dissotsiatsiyasidir. Bunday zaryadlangan atomlar atomar ion deb ataladi. 100-150 km qatlamda atmosfera (ionosfera) atomar va molekulyar kislorod ionlari va azot oksididan iborat. 250-300 km balandlikdan boshlab atmosfera tarkibida atomar azot ionlari paydo bo’ladi. Yuqori qatlamlarda gidroksil OH va natriy Na izlari ham kuzatiladi. Geterosferada havoning nisbiy molekulyar massasi balandlik bo’yicha kamayib borishi quyidagi jadvalda keltirilgan (4-jadval). 4-jadval z, km 225 250 300 350 400 450 500 µ, kg/kmol 21,28 20,15 18,50 17,47 16,84 16,43 16,1 1000 km dan yuqorida atmosfera tarkibida geliy ulushi ortib boradi. Yer toji deb ataluvchi 2000-20000 km qatlamda esa neytral vodorod asosiy gaz hisoblanadi. Atmosferaning bu yuqori qatlamlarida vodorod kontsentratsiyasi juda kichik – o’rtacha 1 sm3 da 1000 ga yaqin ionni, atmosferadan tashqarida, ochiq kosmosda esa ionlar kontsentratsiyasi 1 sm3 da 100 ta va undan kam ionni tashkil etadi. Aerozollar Uglerod dioksidi va ozon miqdori o’zgaruvchan bo’lib, quruq havoning muhim tashkil etuvchilaridan hisoblanadi. Uglerod dioksidi (SO2) o’simliklar uchun eng muhim gazlardan biri hisoblanadi. U atmosferaga yonish, nafas chiqarish va chirish jarayonlarida qo’shiladi, o’simliklarning yutishi (fotosintez) jarayonida esa sarf bo’ladi. So’nggi 70-80 yil davomida organik yoqilg’ilarni (toshko’mir, neft, gaz) qazib olish va yoqishning keskin ortishi bilan butun yer sharida CO2 miqdorining to’xtovsiz ortib borishi kuzatilmoqda. Mavjud baholashlarga muvofiq CO2 miqdori bu vaqt ichida 10-12% ga ko’paygan: 1900 yilda 0,029% dan 1980 yilda 0,033%,
Atmosfera tarkibi, uning 95 km dan yuqori qismida sezilarli o’zgaradi va bu qatlam geterosfera deb ataladi. Ko’rinishidan bunday o’zgarishda gazlarning gravitatsion taqsimoti jarayoni asosiy rolni o’ynaydi. Bundan tashqari 100 km dan yuqori balandliklarda havo tarkibining o’zgarishlariga olib keluvchi asosiy jarayon – 0,24 mkm dan kichik to’lqin uzunlikli Quyosh radiatsiyasi ta’siridagi kislorod dissotsiatsiyasidir. Bunday zaryadlangan atomlar atomar ion deb ataladi. 100-150 km qatlamda atmosfera (ionosfera) atomar va molekulyar kislorod ionlari va azot oksididan iborat. 250-300 km balandlikdan boshlab atmosfera tarkibida atomar azot ionlari paydo bo’ladi. Yuqori qatlamlarda gidroksil OH va natriy Na izlari ham kuzatiladi. Geterosferada havoning nisbiy molekulyar massasi balandlik bo’yicha kamayib borishi quyidagi jadvalda keltirilgan (4-jadval). 4-jadval z, km 225 250 300 350 400 450 500 µ, kg/kmol 21,28 20,15 18,50 17,47 16,84 16,43 16,1 1000 km dan yuqorida atmosfera tarkibida geliy ulushi ortib boradi. Yer toji deb ataluvchi 2000-20000 km qatlamda esa neytral vodorod asosiy gaz hisoblanadi. Atmosferaning bu yuqori qatlamlarida vodorod kontsentratsiyasi juda kichik – o’rtacha 1 sm3 da 1000 ga yaqin ionni, atmosferadan tashqarida, ochiq kosmosda esa ionlar kontsentratsiyasi 1 sm3 da 100 ta va undan kam ionni tashkil etadi. Aerozollar Uglerod dioksidi va ozon miqdori o’zgaruvchan bo’lib, quruq havoning muhim tashkil etuvchilaridan hisoblanadi. Uglerod dioksidi (SO2) o’simliklar uchun eng muhim gazlardan biri hisoblanadi. U atmosferaga yonish, nafas chiqarish va chirish jarayonlarida qo’shiladi, o’simliklarning yutishi (fotosintez) jarayonida esa sarf bo’ladi. So’nggi 70-80 yil davomida organik yoqilg’ilarni (toshko’mir, neft, gaz) qazib olish va yoqishning keskin ortishi bilan butun yer sharida CO2 miqdorining to’xtovsiz ortib borishi kuzatilmoqda. Mavjud baholashlarga muvofiq CO2 miqdori bu vaqt ichida 10-12% ga ko’paygan: 1900 yilda 0,029% dan 1980 yilda 0,033%,
2000 yilda esa 0,036% ni tashkil etgan. Atmosferadagi CO2 ning mutlaq miqdori 712 mlrd. t ni, yillik o’sishi esa – 3 mlrd. t ni tashkil etadi. Atmosfera jarayonlarida uglerod dioksidi gazining asosiy roli uni “parnik (issiqxona)” effektida ishtirok etishidadir. Uglerod dioksidi yer sirti nurlanish spektri maksimumiga yaqin bo’lgan 12,9-17,1 mkm to’lqin uzunliklari diapazonidagi infraqizil nurlanishni kuchli yutadi. Atmosfera, huddi “parnik”ka o’xshab, quyoshdan kelgan qisqa to’lqinli radiatsiyani bemalol o’tkazib, yer sirti infraqizil nurlanishining koinotga chiqib ketishiga to’sqinlik qiladi. Natijada Yerda harorat ortib boradi. M.I.Budikoning baholashlari bo’yicha uglerod dioksidining 0,042% gacha ortishi yer yuzida qutbiy muzliklarning butunlay erib ketishiga, va, aksincha, uning 0,015% gacha kamayishi Yer sharining batamom muzlashiga olib keladi. XX asr boshidagi miqdorga nisbatan uglerod dioksidi gazi miqdorining ikki baravarga ortishi (0,060% gacha) Yer sharida haroratni 3ºS ga orttiradi. Sayyorada iqlimning isishi atmosferadagi boshqa “parnik” gazlarining (metan, xlorftoruglerodlar, azot birikmalari) ko’payishi natijasida ham ro’y berishi mumkin. Atmosferaning yuqori qatlamlaridagi (stratosferadagi) fizik jarayonlarda miqdori nihoyatda oz bo’lgan ozon gazi (O3) ham muhim rol o’ynaydi. Ozon yer sirtidan 70 km balandlikkacha bo’lgan atmosfera qatlamida kuzatiladi, uning asosiy miqdori esa atmosferaning 20-55 km qatlamida yig’ilgan. Ozon gazining maksimal miqdori 20-26 km balandliklarda kuzatiladi. Agar vertikal ustundagi ozon miqdorini harorat 0ºS ga teng bo’lganda normal atmosfera bosimi (1013,2 gPa) holatiga keltirilsa, u holda Yer sharini qamrab olgan ozon qatlamining qalinligi 1 mm dan 6 mm gacha bo’lar edi. Bu kattalik ozon qatlamining keltirilgan qalinligi deb ataladi. Atmosferada ozonning umumiy massasi 3,2109 t ga teng. Ozon atmosferaning yuqori chegarasiga yetib kelgan quyosh radiatsiyasining 3% ni yutadi. Radiatsiyani yutish 0,22-0,29 mkm to’lqin uzunlikli ultrabinafsha radiatsiya diapazonida ro’y beradi. Ko’rilayotgan to’lqinlar diapazonida yutilish shunchalik kuchliki, quyosh nurlari energiyasi ozon qatlamining yuqori qismida, 50- 45 km balandliklarda butunlay yutiladi. SHuning uchun ham bu balandliklarda havo harorati 0ºS gacha ko’tariladi.
2000 yilda esa 0,036% ni tashkil etgan. Atmosferadagi CO2 ning mutlaq miqdori 712 mlrd. t ni, yillik o’sishi esa – 3 mlrd. t ni tashkil etadi. Atmosfera jarayonlarida uglerod dioksidi gazining asosiy roli uni “parnik (issiqxona)” effektida ishtirok etishidadir. Uglerod dioksidi yer sirti nurlanish spektri maksimumiga yaqin bo’lgan 12,9-17,1 mkm to’lqin uzunliklari diapazonidagi infraqizil nurlanishni kuchli yutadi. Atmosfera, huddi “parnik”ka o’xshab, quyoshdan kelgan qisqa to’lqinli radiatsiyani bemalol o’tkazib, yer sirti infraqizil nurlanishining koinotga chiqib ketishiga to’sqinlik qiladi. Natijada Yerda harorat ortib boradi. M.I.Budikoning baholashlari bo’yicha uglerod dioksidining 0,042% gacha ortishi yer yuzida qutbiy muzliklarning butunlay erib ketishiga, va, aksincha, uning 0,015% gacha kamayishi Yer sharining batamom muzlashiga olib keladi. XX asr boshidagi miqdorga nisbatan uglerod dioksidi gazi miqdorining ikki baravarga ortishi (0,060% gacha) Yer sharida haroratni 3ºS ga orttiradi. Sayyorada iqlimning isishi atmosferadagi boshqa “parnik” gazlarining (metan, xlorftoruglerodlar, azot birikmalari) ko’payishi natijasida ham ro’y berishi mumkin. Atmosferaning yuqori qatlamlaridagi (stratosferadagi) fizik jarayonlarda miqdori nihoyatda oz bo’lgan ozon gazi (O3) ham muhim rol o’ynaydi. Ozon yer sirtidan 70 km balandlikkacha bo’lgan atmosfera qatlamida kuzatiladi, uning asosiy miqdori esa atmosferaning 20-55 km qatlamida yig’ilgan. Ozon gazining maksimal miqdori 20-26 km balandliklarda kuzatiladi. Agar vertikal ustundagi ozon miqdorini harorat 0ºS ga teng bo’lganda normal atmosfera bosimi (1013,2 gPa) holatiga keltirilsa, u holda Yer sharini qamrab olgan ozon qatlamining qalinligi 1 mm dan 6 mm gacha bo’lar edi. Bu kattalik ozon qatlamining keltirilgan qalinligi deb ataladi. Atmosferada ozonning umumiy massasi 3,2109 t ga teng. Ozon atmosferaning yuqori chegarasiga yetib kelgan quyosh radiatsiyasining 3% ni yutadi. Radiatsiyani yutish 0,22-0,29 mkm to’lqin uzunlikli ultrabinafsha radiatsiya diapazonida ro’y beradi. Ko’rilayotgan to’lqinlar diapazonida yutilish shunchalik kuchliki, quyosh nurlari energiyasi ozon qatlamining yuqori qismida, 50- 45 km balandliklarda butunlay yutiladi. SHuning uchun ham bu balandliklarda havo harorati 0ºS gacha ko’tariladi.
Ultrabinafsha nurlarning asosiy xususiyati ularning yuqori biologik faolligidadir. Ultrabinafsha radiatsiyasi bakteriyalarning ko’p turlarini o’ldiradi, teri qorayishiga olib keladi, organizmda D vitaminining hosil bo’lishiga sabab bo’ladi. Ultrabinafsha radiatsiyasi faqat kichik miqdorlardagina foydalidir. Uning katta miqdorlari odamlarda teri kasalliklariga (eritema) va hatto teri kuyishlariga olib kelishi mumkin. Agar atmosferada ozon gazi bo’lmaganida, biologik faol ultrabinafsha nurlari barcha biologik jarayonlarni, balki umuman Yer sharidagi organik hayotni o’zgartirar edi. SHunday qilib, atmosferadagi ozon qatlami Yer shari uchun himoya qalqoni rolini o’taydi. Ba’zi kimyoviy va fizikaviy moddalar bilan atmosferaning global ifloslanishi ozon ekrani zichligiga ta’sir etib, ozon tuynuklarining paydo bo’lishiga sabab bo’ladi. Ozon hosil bo’lishidagi fizikaviy va kimyoviy jarayonlar murakkab tabiatga ega. Kislorod molekulalari ultrabinafsha radiatsiyani yutish jarayonida atomlarga parchalanadi va g’alayonlangan holatda bo’ladi, ya’ni normal holatdagidan ko’proq energiya zahirasiga ega bo’ladi. SHuning uchun ham ozon molekulasi faqat kislorod molekulasi, uning g’alayonlangan holatdagi atomi va azot yoki boshqa molekulalarning uch tomonlama to’qnashuvi natijasida hosil bo’ladi. SHu bilan bir vaqtda teskari jarayon – ozonning kislorodga aylanishi ham kuzatiladi. Atmosferadagi ozonning miqdori yaqqol sutkalik (kunduzi – maksimum, tunda – minimum) va mavsumiy (bahorda – maksimum, qish va kuzda – minimum) o’zgarishlarga ega. Kenglik ortishi bilan maksimumga erishish payti kechroq keladigan oylarga suriladi. Atmosfera tarkibiga aerozollar deb ataluvchi havoda muallaq holatda bo’lgan ko’psonli qattiq va suyuq moddalarning aralashmalari ham kiradi. Qattiq aerozol zarralarining radiusi 10-810-2 sm, tomchilarning radiusi esa -10-510-1 sm ni tashkil etadi. Atmosfera aerozoli murakkab kimyoviy va fizikaviy jarayonlarning mahsulotidir. Bu jarayonlarning murakkabligi va aerozol qisqa vaqt mavjud bo’lganligi tufayli, uning kimyoviy tarkibi va fizikaviy xarakteristikalari nihoyatda o’zgaruvchan.
Ultrabinafsha nurlarning asosiy xususiyati ularning yuqori biologik faolligidadir. Ultrabinafsha radiatsiyasi bakteriyalarning ko’p turlarini o’ldiradi, teri qorayishiga olib keladi, organizmda D vitaminining hosil bo’lishiga sabab bo’ladi. Ultrabinafsha radiatsiyasi faqat kichik miqdorlardagina foydalidir. Uning katta miqdorlari odamlarda teri kasalliklariga (eritema) va hatto teri kuyishlariga olib kelishi mumkin. Agar atmosferada ozon gazi bo’lmaganida, biologik faol ultrabinafsha nurlari barcha biologik jarayonlarni, balki umuman Yer sharidagi organik hayotni o’zgartirar edi. SHunday qilib, atmosferadagi ozon qatlami Yer shari uchun himoya qalqoni rolini o’taydi. Ba’zi kimyoviy va fizikaviy moddalar bilan atmosferaning global ifloslanishi ozon ekrani zichligiga ta’sir etib, ozon tuynuklarining paydo bo’lishiga sabab bo’ladi. Ozon hosil bo’lishidagi fizikaviy va kimyoviy jarayonlar murakkab tabiatga ega. Kislorod molekulalari ultrabinafsha radiatsiyani yutish jarayonida atomlarga parchalanadi va g’alayonlangan holatda bo’ladi, ya’ni normal holatdagidan ko’proq energiya zahirasiga ega bo’ladi. SHuning uchun ham ozon molekulasi faqat kislorod molekulasi, uning g’alayonlangan holatdagi atomi va azot yoki boshqa molekulalarning uch tomonlama to’qnashuvi natijasida hosil bo’ladi. SHu bilan bir vaqtda teskari jarayon – ozonning kislorodga aylanishi ham kuzatiladi. Atmosferadagi ozonning miqdori yaqqol sutkalik (kunduzi – maksimum, tunda – minimum) va mavsumiy (bahorda – maksimum, qish va kuzda – minimum) o’zgarishlarga ega. Kenglik ortishi bilan maksimumga erishish payti kechroq keladigan oylarga suriladi. Atmosfera tarkibiga aerozollar deb ataluvchi havoda muallaq holatda bo’lgan ko’psonli qattiq va suyuq moddalarning aralashmalari ham kiradi. Qattiq aerozol zarralarining radiusi 10-810-2 sm, tomchilarning radiusi esa -10-510-1 sm ni tashkil etadi. Atmosfera aerozoli murakkab kimyoviy va fizikaviy jarayonlarning mahsulotidir. Bu jarayonlarning murakkabligi va aerozol qisqa vaqt mavjud bo’lganligi tufayli, uning kimyoviy tarkibi va fizikaviy xarakteristikalari nihoyatda o’zgaruvchan.
Atmosfera aerozollarining tarkibi va hosil bo’lish manbalariga ko’ra ularni quyidagi sinflarga bo’lish mumkin. Kelib chiqishi tabiiy bo’lgan aerozollarga quyidagilar kiradi: - tuproq zarrachalari va tog’ jinslarining shamol natijasida yemirilishi hisobiga hosil bo’lgan mahsulotlar (chang), atmosferaga yil mobaynida qo’shiladigan bu zarralarning miqdori keng chegaralarda o’zgaradi va 130 dan 8000 mln. tonnagachani tashkil qiladi; - vulqon aerozoli (kul), atmosferaga yiliga 200 dan 1000 mln. tonnagacha qo’shiladi; - dengiz mavjlari tomchilaridan bug’lanish mahsulotlari (asosan NaCl), atmosferaga yiliga 300 dan 1300 mln. tonnagacha qo’shiladi; - o’rmon yong’inlarining qurum zarrachalari, atmosferaga yiliga 3 dan 360 mln. tonnagacha qo’shiladi; - koinot changi, meteoritlar yonishidan paydo bo’ladi, ularning miqdori yiliga 0,25 dan 14 mln. tonnagacha; - atmosferaga bevosita chiqariladigan (o’simliklarning changi, mikroorganizmlar va h.k.) va uchuvchan organik birikmalar kondensatsiyasi yoki bu birikmalar orasidagi kimyoviy reaktsiyalar natijasida shakllanadigan biogen kelib chiqishga ega bo’lgan zarrachalar, shuningdek tabiiy gazsimon reaktsiyalar mahsulotlari (masalan, oltingugurtning okean sirtidan ajralib, uning qayta tiklanishi hisobiga hosil bo’luvchi sulfatlar). Turli baholashlarga ko’ra atmosferaga bu zarrachalar 345 dan 1460 mln. tonnagacha qo’shiladi. Kelib chiqishi tabiiy bo’lgan aerozollarning umumiy miqdori yiliga 978 dan 12100 mln. tonnagacha o’zgarishi mumkin. Antropogen kelib chiqishga ega bo’lgan aerozollar ikkinchi sinfni tashkil etadi. Bunday aerozol manbalariga quyidagilar kiradi: - sanoat korxonalari, transport va yoqilg’i yoquvchi qurilmalardan bevosita chiqindilar (qurum, tutun, yo’l changi zarrachalari va h.k.), shuningdek qishloq xo’jaligi yerlaridan shamol natijasida ko’tariluvchi mahsulotlar; jami bu manbalardan atmosferaga bir yilda 18 dan 240 mln. tonnagacha zarralar chiqarildi; - gaz fazali reaktsiyalar mahsulotlari (ikkilamchi aerozollar), ular yonish jarayonlari va kimyoviy reaktsiyalar natijasida hosil bo’ladi (sulfatlar, nitratlar,
Atmosfera aerozollarining tarkibi va hosil bo’lish manbalariga ko’ra ularni quyidagi sinflarga bo’lish mumkin. Kelib chiqishi tabiiy bo’lgan aerozollarga quyidagilar kiradi: - tuproq zarrachalari va tog’ jinslarining shamol natijasida yemirilishi hisobiga hosil bo’lgan mahsulotlar (chang), atmosferaga yil mobaynida qo’shiladigan bu zarralarning miqdori keng chegaralarda o’zgaradi va 130 dan 8000 mln. tonnagachani tashkil qiladi; - vulqon aerozoli (kul), atmosferaga yiliga 200 dan 1000 mln. tonnagacha qo’shiladi; - dengiz mavjlari tomchilaridan bug’lanish mahsulotlari (asosan NaCl), atmosferaga yiliga 300 dan 1300 mln. tonnagacha qo’shiladi; - o’rmon yong’inlarining qurum zarrachalari, atmosferaga yiliga 3 dan 360 mln. tonnagacha qo’shiladi; - koinot changi, meteoritlar yonishidan paydo bo’ladi, ularning miqdori yiliga 0,25 dan 14 mln. tonnagacha; - atmosferaga bevosita chiqariladigan (o’simliklarning changi, mikroorganizmlar va h.k.) va uchuvchan organik birikmalar kondensatsiyasi yoki bu birikmalar orasidagi kimyoviy reaktsiyalar natijasida shakllanadigan biogen kelib chiqishga ega bo’lgan zarrachalar, shuningdek tabiiy gazsimon reaktsiyalar mahsulotlari (masalan, oltingugurtning okean sirtidan ajralib, uning qayta tiklanishi hisobiga hosil bo’luvchi sulfatlar). Turli baholashlarga ko’ra atmosferaga bu zarrachalar 345 dan 1460 mln. tonnagacha qo’shiladi. Kelib chiqishi tabiiy bo’lgan aerozollarning umumiy miqdori yiliga 978 dan 12100 mln. tonnagacha o’zgarishi mumkin. Antropogen kelib chiqishga ega bo’lgan aerozollar ikkinchi sinfni tashkil etadi. Bunday aerozol manbalariga quyidagilar kiradi: - sanoat korxonalari, transport va yoqilg’i yoquvchi qurilmalardan bevosita chiqindilar (qurum, tutun, yo’l changi zarrachalari va h.k.), shuningdek qishloq xo’jaligi yerlaridan shamol natijasida ko’tariluvchi mahsulotlar; jami bu manbalardan atmosferaga bir yilda 18 dan 240 mln. tonnagacha zarralar chiqarildi; - gaz fazali reaktsiyalar mahsulotlari (ikkilamchi aerozollar), ular yonish jarayonlari va kimyoviy reaktsiyalar natijasida hosil bo’ladi (sulfatlar, nitratlar,
organik birikmalar); bu aerozollarning yillik miqdori 100 dan 360 mln. tonnagacha o’zgarishi mumkin. Antropogen manbalar bir yilda jami 118 dan 601 mln. tonnagacha chiqindilarni atmosferaga tashlaydi. Turli aerozollarning atmosferaga kelib qo’shilishining yuqorida keltirilgan miqdoriy ko’rsatkichlari sezilarli xatoliklarga ega. Bu ayniqsa, tabiiy manbalardan chiqayotgan chiqindilarni baholashga taalluqli. Masalan, atmosferaga qo’shilayotgan tuproq changi miqdori ikki tartib aniqligidagina baholanadi. Baholashning ayrim manbalariga muvofiq o’rmon yong’inlari natijasida hosil bo’lgan aerozollar miqdori yiliga 36-360 mln. tonnani tashkil etsa, boshqalari bo’yicha esa – yiliga 3 mln. tonna atrofida. Barcha manbalardan chiqayotgan changning yillik yig’indi miqdori o’rtacha 2,3 mlrd. tonna bo’lib, mumkin bo’lgan chetlanish ±1,4 mlrd. tonnani tashkil etadi. Atmosfera aralashmalari orasida sun’iy radioaktiv parchalanish mahsulotlari alohida o’rinni egallaydi. Ular atom va termoyadro sinov portlatishlari, shuningdek atom elektrostantsiyalaridagi texnogen falokatlar natijasida atmosferaga chiqariladi. Atmosferada ro’y beruvchi fizikaviy jarayonlarda atmosfera aerozollari muhim rol o’ynaydi. Dengiz suvi mavjlanganda atmosferaga qo’shiluvchi gigroskopik dengiz tuzi zarrachalari, shuningdek gigroskopik chang zarralari atmosferada kondensatsiya yadrolari vazifasini bajaradi, ya’ni ularga suv bug’i molekulalari yopishib suv tomchilarini hosil qiladi. Kondensatsiya yadrolarining roli shundaki, ular gigroskopik xususiyati tufayli hosil bo’lgan tomchining turg’unligini oshirishadi. Agar havoda kondensatsiya yadrolari bo’lmaganida edi, o’ta to’yinish holatlarida ham kondensatsiya yuz bermasdi. Yuqorida ta’kidlanganidek, eruvchan gigroskopik tuzlar, ayniqsa dengiz tuzlari, muhim kondensatsiya yadrolari hisoblanadi. Dengiz to’lqinlanganida va dengiz suvining sachrashida hamda tomchilarning keyinchalik havoda bug’lanishida ular atmosferaga katta miqdorda qo’shiladi. To’lqin o’rkachlarida havo pufakchalari paydo bo’lib, ular keyinchalik yoriladi. Natijada dengiz suvining sachrashi sodir bo’ladi.
organik birikmalar); bu aerozollarning yillik miqdori 100 dan 360 mln. tonnagacha o’zgarishi mumkin. Antropogen manbalar bir yilda jami 118 dan 601 mln. tonnagacha chiqindilarni atmosferaga tashlaydi. Turli aerozollarning atmosferaga kelib qo’shilishining yuqorida keltirilgan miqdoriy ko’rsatkichlari sezilarli xatoliklarga ega. Bu ayniqsa, tabiiy manbalardan chiqayotgan chiqindilarni baholashga taalluqli. Masalan, atmosferaga qo’shilayotgan tuproq changi miqdori ikki tartib aniqligidagina baholanadi. Baholashning ayrim manbalariga muvofiq o’rmon yong’inlari natijasida hosil bo’lgan aerozollar miqdori yiliga 36-360 mln. tonnani tashkil etsa, boshqalari bo’yicha esa – yiliga 3 mln. tonna atrofida. Barcha manbalardan chiqayotgan changning yillik yig’indi miqdori o’rtacha 2,3 mlrd. tonna bo’lib, mumkin bo’lgan chetlanish ±1,4 mlrd. tonnani tashkil etadi. Atmosfera aralashmalari orasida sun’iy radioaktiv parchalanish mahsulotlari alohida o’rinni egallaydi. Ular atom va termoyadro sinov portlatishlari, shuningdek atom elektrostantsiyalaridagi texnogen falokatlar natijasida atmosferaga chiqariladi. Atmosferada ro’y beruvchi fizikaviy jarayonlarda atmosfera aerozollari muhim rol o’ynaydi. Dengiz suvi mavjlanganda atmosferaga qo’shiluvchi gigroskopik dengiz tuzi zarrachalari, shuningdek gigroskopik chang zarralari atmosferada kondensatsiya yadrolari vazifasini bajaradi, ya’ni ularga suv bug’i molekulalari yopishib suv tomchilarini hosil qiladi. Kondensatsiya yadrolarining roli shundaki, ular gigroskopik xususiyati tufayli hosil bo’lgan tomchining turg’unligini oshirishadi. Agar havoda kondensatsiya yadrolari bo’lmaganida edi, o’ta to’yinish holatlarida ham kondensatsiya yuz bermasdi. Yuqorida ta’kidlanganidek, eruvchan gigroskopik tuzlar, ayniqsa dengiz tuzlari, muhim kondensatsiya yadrolari hisoblanadi. Dengiz to’lqinlanganida va dengiz suvining sachrashida hamda tomchilarning keyinchalik havoda bug’lanishida ular atmosferaga katta miqdorda qo’shiladi. To’lqin o’rkachlarida havo pufakchalari paydo bo’lib, ular keyinchalik yoriladi. Natijada dengiz suvining sachrashi sodir bo’ladi.
Diametri 6 mm bo’lgan birgina havo pufagining yorilishi taxminan 1000 ta tomchini hosil qiladi. SHamol tezligi 15 m/s bo’lganda bir santimetr kvadrat dengiz sirtidan havoga har sekundda massasi 10-5 g tartibida bo’lgan bir necha o’nlab kondensatsiya yadrolari qo’shiladi. Umuman, tuz va gigroskopik yadrolar atmosferaga shuningdek tuproqning changishida ham qo’shiladi. Bunday yo’l bilan paydo bo’lgan kondensatsiya yadrolari mikrometrning o’ndan va yuzdan bir ulushlari tartibidagi o’lchamlarga ega. O’lchamlarining kichikligi tufayli kondensatsiya yadrolari cho’kmaydi va havo oqimlari bilan katta masofalarga ko’chadi. SHu bilan birga ular o’zlarining gigroskopikligi sababli to’yingan tuz eritmasining mayda tomchilari ko’rinishida atmosferada suzadilar. Nisbiy namlikning ortishida tomchilar kattaya boshlaydi, 100% ga yaqin namlikda esa bulut va tumanlarning ko’rinuvchan tomchilariga aylanadi. Biroq bulut tomchilari barcha yadrolarda emas, balki radiusi 1 mkm dan katta bo’lgan eng yirik yadrolarda shakllanadi. Xuddi shunday jarayonlar yonish yoki organik parchalanish mahsulotlari hisoblanadigan gigroskopik qattiq zarrachalar va tomchilarda kuzatiladi. Bular azot kislotasi, oltingugurt kislotasi, ammoniy sulfati va boshqalar. Bunday yadrolar ayniqsa sanoat markazlari atmosferasida ko’p miqdorda bo’ladi. SHuning uchun, shaharlarda tumanlar shahardan tashqari joylardagiga nisbatan ko’proq shakllanadi va intensivligi kattaroq bo’ladi. Atmosferadagi gazlar molekulalari va atmosfera aerozoli zarralarining ma’lum qismi elektr zaryadiga ega. Bunday zaryadlangan zarrachalar ionlar deb yuritiladi. Agar atmosfera quyi qatlamlaridagi ionlar molekulyar o’lchamlarga ega bo’lsa, yengil va suyuq yoki qattiq zarrachalar bo’lsa, og’ir ionlar deb ataladi. Atmosferada musbat elektr zaryadlarining ustunligi natijasida atmosferaning yig’indi zaryadi musbat. Yer sirti ham yig’indida manfiy bo’lgan elektr zaryadiga ega. Oqibatda atmosfera va yer sirti o’rtasida ma’lum potentsial farqi paydo bo’ladi. Ushbu potentsialning gradienti son jihatidan atmosfera elektr maydonining kuchlanganligiga teng. Atmosferadagi elektr maydoni odatda musbat zaryadlangan atmosferadan manfiy zaryadlangan yer sirti tomonga yo’nalgan o’tkazuvchanlik toklarining hosil bo’lishiga olib keladi.
Diametri 6 mm bo’lgan birgina havo pufagining yorilishi taxminan 1000 ta tomchini hosil qiladi. SHamol tezligi 15 m/s bo’lganda bir santimetr kvadrat dengiz sirtidan havoga har sekundda massasi 10-5 g tartibida bo’lgan bir necha o’nlab kondensatsiya yadrolari qo’shiladi. Umuman, tuz va gigroskopik yadrolar atmosferaga shuningdek tuproqning changishida ham qo’shiladi. Bunday yo’l bilan paydo bo’lgan kondensatsiya yadrolari mikrometrning o’ndan va yuzdan bir ulushlari tartibidagi o’lchamlarga ega. O’lchamlarining kichikligi tufayli kondensatsiya yadrolari cho’kmaydi va havo oqimlari bilan katta masofalarga ko’chadi. SHu bilan birga ular o’zlarining gigroskopikligi sababli to’yingan tuz eritmasining mayda tomchilari ko’rinishida atmosferada suzadilar. Nisbiy namlikning ortishida tomchilar kattaya boshlaydi, 100% ga yaqin namlikda esa bulut va tumanlarning ko’rinuvchan tomchilariga aylanadi. Biroq bulut tomchilari barcha yadrolarda emas, balki radiusi 1 mkm dan katta bo’lgan eng yirik yadrolarda shakllanadi. Xuddi shunday jarayonlar yonish yoki organik parchalanish mahsulotlari hisoblanadigan gigroskopik qattiq zarrachalar va tomchilarda kuzatiladi. Bular azot kislotasi, oltingugurt kislotasi, ammoniy sulfati va boshqalar. Bunday yadrolar ayniqsa sanoat markazlari atmosferasida ko’p miqdorda bo’ladi. SHuning uchun, shaharlarda tumanlar shahardan tashqari joylardagiga nisbatan ko’proq shakllanadi va intensivligi kattaroq bo’ladi. Atmosferadagi gazlar molekulalari va atmosfera aerozoli zarralarining ma’lum qismi elektr zaryadiga ega. Bunday zaryadlangan zarrachalar ionlar deb yuritiladi. Agar atmosfera quyi qatlamlaridagi ionlar molekulyar o’lchamlarga ega bo’lsa, yengil va suyuq yoki qattiq zarrachalar bo’lsa, og’ir ionlar deb ataladi. Atmosferada musbat elektr zaryadlarining ustunligi natijasida atmosferaning yig’indi zaryadi musbat. Yer sirti ham yig’indida manfiy bo’lgan elektr zaryadiga ega. Oqibatda atmosfera va yer sirti o’rtasida ma’lum potentsial farqi paydo bo’ladi. Ushbu potentsialning gradienti son jihatidan atmosfera elektr maydonining kuchlanganligiga teng. Atmosferadagi elektr maydoni odatda musbat zaryadlangan atmosferadan manfiy zaryadlangan yer sirti tomonga yo’nalgan o’tkazuvchanlik toklarining hosil bo’lishiga olib keladi.