4. Поглощение ультрафиолетового солнечного излучения

Выясняя вопрос о том, как солнечный свет проникал через первичную атмосферу, надо сначала решить, какую модель этой атмосферы мы будем рассматривать. Основываясь на астрономических данных, приведенных в гл. V, можно думать, что первичная атмосфера содержала H₂, N₂, Н₂О, СО₂, Аr, СH₄ и следы других газов наряду с небольшими количествами О₂ и О₃. Практически поглощение H₂, N₂, Аr и СH₄ в участке спектра от 160 до 250 нм столь незначительно, что им можно пренебречь. Следовательно, мы можем ограничиться изучением влияния водяных паров (Н₂О), двуокиси углерода (СО₂), кислорода (О₂) и озона (О₃). Чтобы рассчитать прохождение солнечного излучения через атмосферу известного состава, надо сначала узнать энергию излучения на разных длинах волн (фиг. 85). Надо знать коэффициенты поглощения в этих длинах волн и, кроме того, каково содержание разных газов в атмосфере, которую должно пройти излучение. Практически две последние величины всегда рассчитывают отдельно для разных газов, составляющих атмосферу, а данные для атмосферы в целом получают простым сложением.

Коэффициент поглощения газом (k) характеризует ослабление излучения, прошедшего через слой данного газа толщиной в 1 см при температуре газа 0°С и давлении 1 атм (это так называемые нормальные условия, см. ниже). Интенсивность излучения, прошедшего через слой газа толщиной х см при нормальных условиях, выражается формулой

в которой I₀ - начальная интенсивность, а I_x - интенсивность излучения после того, как оно прошло через газ.

Количество определенного газа в атмосфере, через которое проходит солнечное излучение, прежде чем попасть на поверхность Земли, выражается обычно двумя способами - в абсолютных и относительных величинах. По абсолютной шкале это количество выражается в сантиметрах, для чего рассчитывается высота столба данного газа при давлении 1 атм и температуре 0°С (высота однородной атмосферы). Эти условия называются нормальными. Количество газа, через которое должно пройти излучение при этих условиях, можно выразить длиной пути через эту воображаемую толщу газа; ее обозначают буквой х и измеряют в сантиметрах. Количество газа можно выражать в относительных величинах по отношению к содержанию этого газа в атмосфере.

Коэффициенты поглощения четырех интересующих нас газов в спектральном интервале 160-250 нм приведены на фиг. 86. Для Длин волн более 160-200 нм коэффициент поглощения водяных паров, кислорода и двуокиси углерода резко падает. Значит, излучение с длиной волны более 200 нм легче проходит через эти газы. Озон ведет себя иначе: его коэффициент поглощения к колеблется от 1 до 100 на всем участке спектра до 300 нм. Роль атмосферного озона в поглощении ультрафиолетового солнечного излучения ясна из графиков, приведенных на фиг. 86 и 87.

Фиг. 86. Коэффициенты поглощения для четырех атмосферных газов, играющих важную роль в поглощении солнечного ультрафиолета с длиной волны от 100 до 220 нм [1]. Определение коэффициента поглощения k приводится выше. Справа на оси ординат отложены значения R (см^-1) (коэффициент, рассчитанный не для полного поглощения, а для поглощения до величины 1 эрг/(см²⋅с) для спектрального интервала шириной 5 нм (см. следующий раздел)

Фиг. 87. Коэффициент поглощения озоном в области 180-300 нм (ср. фиг. 86) [1]

Займемся теперь второй переменной величиной, от которой зависит прохождение солнечного излучения через атмосферу. Прежде всего следует отметить, что разные атмосферные газы обладают сильно различающимся распределением по высоте. Обычно газ распределяется по вертикали экспоненциально, причем наивысшая его концентрация наблюдается у поверхности Земли, а с высотой она снижается. Но из четырех интересующих нас газов только два - О₂ и СО₂ - следуют такому обычному экспоненциальному, распределению. Распределение Н₂О и О₃ необычно.

На распределение водяных паров влияет так называемая "холодная ловушка" в тропосфере, на высоте около 10 км. Там, при температуре ниже -40°С, весь водяной пар замерзает, и выше этой области воды практически нет. На фиг. 92 показано, что приведенные к нормальным условиям водяные пары атмосферы дали бы длину пути более 10 м, и лишь 1 см этого пути приходится на воду из слоев атмосферы, лежащих выше 12 км. Из разд. 6 этой главы мы узнаем, что эта особенность играет важную роль, определяя максимальное количество свободного кислорода, которое может возникнуть неорганическим путем при фотолизе воды.

Озон тоже распределен в атмосфере необычным образом. В наше время он образуется в верхних слоях атмосферы из кислорода, подвергающегося действию солнечного излучения. Оно разбивает молекулы кислорода на более активные отдельные атомы, часть которых соединяется в трехатомные молекулы озона. Конвекционные токи атмосферы несут этот газ вниз. Но экспоненциальное распределение озона не может установиться, так как озон, едва достигнув поверхности Земли, реагирует с минералами и органическими веществами, окисляя их. Окислительный потенциал озона намного выше, чем у кислорода, и он практически мгновенно исчезает с поверхности Земли.

Таким образом, О₃ сейчас распределен в атмосфере почти равномерно. В бескислородной атмосфере дело обстояло иначе. Ведь излучение, за счет которого сейчас образуется озон в верхних слоях атмосферы, тогда доходило до поверхности гидросферы и литосферы. Значит, весь озон возникал здесь. Он тут же связывался, окисляя различные вещества. Таким образом, в бескислородной атмосфере должен был существовать сравнительно тонкий слой озона вблизи поверхности Земли. Конечно, образующееся количество озона зависит от того, сколько свободного кислорода имеется в верхних слоях атмосферы, и эта зависимость была принята во внимание Беркнером и Маршаллом при расчетах. Их результаты приведены на фиг. 94.

Абсолютно все шлюхи раздела исполняют секс-услуги по невысоким стоимостям. Заходите на ресурс https://prostitutkipiterax.com/myage/36-40/, чтобы познать более, чем могут обрадовать зрелые шлюхи.