Նոր հայացք երկնաքարերի վրա. Երկրի մթնոլորտ
Երբ երկնաքարի մարմինը մտնում է երկրագնդի մթնոլորտ, շատ հետաքրքիր երեւույթներ են տեղի ունենում, որոնց միայն կնշենք։ Ցանկացած տիեզերական մարմնի արագությունը միշտ գերազանցում է 11,2 կմ/վրկ-ը և կարող է հասնել 40 կմ/վրկ-ի Երկրի մերձակայքում իր կամայական ուղղությամբ։ Արեգակի շուրջ Երկրի շարժման գծային արագությունը միջինում 30 կմ/վ է, ուստի Երկրի մթնոլորտի հետ երկնաքարի բախման առավելագույն արագությունը կարող է հասնել մոտ 70 կմ/վ (հակառակ հետագծերի վրա):
Սկզբում մարմինը փոխազդում է շատ հազվադեպ վերին մթնոլորտի հետ, որտեղ գազի մոլեկուլների միջև հեռավորությունը ավելի մեծ է, քան դրա տրամագիծը: Ակնհայտորեն փոխազդեցություն մոլեկուլների հետ վերին մթնոլորտգործնականում չեն ազդում բավականաչափ զանգվածային մարմնի արագության և վիճակի վրա: Բայց եթե մարմնի զանգվածը փոքր է (համեմատելի է մոլեկուլի զանգվածին կամ գերազանցում է այն 2-3 կարգով), ապա այն կարող է լիովին դանդաղել արդեն մթնոլորտի վերին շերտերում և կամաց-կամաց նստել երկրի մակերեսին։ ձգողականության ազդեցության տակ։ Պարզվում է, որ այս կերպ, այսինքն՝ փոշու տեսքով, Երկրի վրա ընկնում է պինդ տիեզերական նյութի առյուծի բաժինը։ Արդեն հաշվարկվել է, որ ամեն օր Երկիր է գալիս 100-ից 1000 տոննա այլմոլորակային նյութ, սակայն այդ քանակի միայն 1%-ն է ներկայացված խոշոր բեկորներով, որոնք կարող են թռչել նրա մակերես:
Շարժվող բավականաչափ մեծ մարմնի վրա գործում են երեք հիմնական ուժեր՝ արգելակում, ձգողականություն և հրում (Արքիմեդյան ուժ), որոնք որոշում են նրա շարժման հետագիծը։ Ամենամեծ օբյեկտների արդյունավետ արգելակումը սկսվում է միայն մթնոլորտի խիտ շերտերում, 100 կմ-ից պակաս բարձրությունների վրա:
Երկնաքարի շարժումը, ինչպես ցանկացած պինդ մարմին գազային միջավայրում մեծ արագությամբ, բնութագրվում է Մախ թվով` մարմնի արագության և ձայնի արագության հարաբերությամբ: Այս թիվը տարբեր է երկնաքարի թռիչքի տարբեր բարձրություններում, բայց հաճախ գերազանցում է 50-ը: Երկնաքարի առջև ձևավորվում է հարվածային ալիք բարձր սեղմված և տաքացվող տեսքով: մթնոլորտային գազեր... Մարմնի մակերեսն ինքնին նրանց հետ փոխազդեցության արդյունքում
Եթե մարմնի զանգվածը շատ փոքր և ոչ շատ բարձր է, և նրա արագությունը գտնվում է 11 կմ/վ-ից մինչև 22 կմ/վ (դա հնարավոր է Երկրին «հասցնելու» հետագծերի վրա), ապա այն ունի. ժամանակն է դանդաղեցնել մթնոլորտում առանց այրվելու: Դրանից հետո երկնաքարը շարժվում է այնպիսի արագությամբ, որով աբլյացիան այլևս արդյունավետ չէ, և կարող է անփոփոխ թռչել դեպի Երկրի մակերես։ Եթե մարմնի զանգվածը շատ մեծ չէ, ապա դրա արագության հետագա նվազումը շարունակվում է այնքան ժամանակ, մինչև օդի դիմադրության ուժը հավասարվի ձգողության ուժին, և նրա գրեթե ուղղահայաց անկումը սկսվում է 50-150 մ/վ արագությամբ: Այդպիսի արագությամբ երկնաքարերի մեծ մասն ընկել է Երկիր։ Մեծ զանգվածով երկնաքարը ժամանակ չունի կամ այրվելու կամ ուժգին դանդաղեցնելու և տիեզերական արագությամբ բախվում է մակերեսին։ Այս դեպքում տեղի է ունենում պայթյուն՝ մարմնի մեծ կինետիկ էներգիայի ջերմային, մեխանիկական և այլ տեսակի էներգիայի անցնելու հետևանքով, և երկրի մակերեսի վրա ձևավորվում է պայթյունավտանգ խառնարան։ Արդյունքում, երկնաքարի և Երկրի ազդեցության մակերեսի մեծ մասը հալվում և գոլորշիանում է։
Այս հոդվածը կկենտրոնանա այն երկնաքարերի և երկնաքարերի վրա, որոնք թռչելով երկրագնդի մթնոլորտ, կա՛մ շատ արագ այրվում են բարձր բարձրությունների վրա՝ ձևավորելով կարճատև հետք գիշերային երկնքում, որը կոչվում է աստղաբաշխություն, կա՛մ, բախվելով գետնին, պայթում է, օրինակ. որպես Տունգուսկա։ Միևնույն ժամանակ, ոչ մեկը, ոչ էլ մյուսը, ինչպես հայտնի է և ընդունված է համարել, թողնում են պինդ այրման արտադրանք:
Երկնաքարերը այրվում են մթնոլորտի հետ ամենափոքր շփման դեպքում: Նրանց այրումն արդեն ավարտվում է 80 կմ բարձրության վրա։ Այս բարձրության վրա թթվածնի կոնցենտրացիան ցածր է և կազմում է 0,004 գ/մ 3, իսկ հազվադեպ մթնոլորտն ունի P = 0,000012 կգ/մ 2 ճնշում և չի կարող ապահովել բավարար շփում՝ երկնաքարի մարմնի ամբողջ ծավալն ակնթարթորեն մինչև ջերմաստիճան տաքացնելու համար։ բավարար է դրա այրման համար: Ի վերջո, չտաքացած մարմինը չի կարող բռնկվել: Ինչո՞ւ է այդ դեպքում բոցավառումը տեղի ունենում մեծ բարձրությունների վրա և երկնաքարերի այդքան արագ և նույնիսկ այրվում: Ի՞նչ պայմաններ են պահանջվում դրա համար:
Երկնաքարի բռնկման և արագ այրման պայմաններից մեկը պետք է լինի նրա մարմնի բավականաչափ բարձր ջերմաստիճանի առկայությունը մինչև մթնոլորտ մտնելը: Դա անելու համար այն պետք է նախապես լավ տաքացվի արևի կողմից իր ամբողջ ծավալով: Այնուհետև, որպեսզի երկնաքարի ամբողջ ծավալը տաքանա տիեզերքում՝ լույսի և ստվերի միջև ջերմաստիճանի տարբերության պատճառով, և մթնոլորտի հետ շփվելիս, այն նաև ժամանակ կունենար շփումից լրացուցիչ ջերմություն արագ տարածել ամբողջ մարմնով, մետեոր նյութը պետք է ունենա բարձր ջերմային հաղորդունակություն:
Երկնաքարի այրման հաջորդ պայմանը, թողնելով կրակի հավասար հետք, պետք է լինի այրման ժամանակ մարմնի ամրության պահպանումը։ Քանի որ, թռչելով դեպի մթնոլորտ, թեև հազվադեպ, երկնաքարը դեռևս բեռներ է կրում հանդիպակաց հոսքից, և եթե նրա մարմինը փափկի ջերմաստիճանից, այն ուղղակի կքշվի առվակի կողմից առանձին մասերի, և մենք կդիտարկենք ցրվող խուրձը: բռնկումներ, ինչպիսիք են հրավառությունը:
Հետագա. Քանի որ շատ նյութեր՝ և՛ մետաղները, և՛ ոչ մետաղները, այրվում են, երկնաքարի նյութի բաղադրության մեր քննարկումը կսկսենք պարբերական համակարգի առաջին տարրից՝ ջրածնից։ Ենթադրենք, որ այս մարմինը բաղկացած է պինդ ջրածնից կամ նրա պինդ միացություններից, օրինակ՝ ջրային սառույցից։ Տաքանալով մինչև բարձր ջերմաստիճան՝ այս մարմինը պարզապես գոլորշիանա մինչև բռնկումը սկսվի՝ դեռ տիեզերքում: Եթե, այնուամենայնիվ, ենթադրվի, որ ջրածին պարունակող մարմինը մթնոլորտում բռնկվել և այրվել է, ապա թթվածնում ջրածնի այրման հետևանքով այն, անշուշտ, ջրի գոլորշիների սպիտակ հետք կթողնի։ Այնուհետև օրվա ընթացքում մենք կարող էինք տեսնել «աստղերի» սպիտակ հետք՝ որոշակի քանակությամբ արևի լույսով: Այսպիսով, այս երկնաքարերը չեն կարող լինել կամ պարունակել ջրածին մեծ քանակությամբ... Իսկ սառույցը բաց տարածության մեջ ընդհանրապես չի կարող գոյություն ունենալ, քանի որ ջրի թերմոդինամիկական հատկությունների համաձայն P = 0,001 մ տիեզերական ճնշման դեպքում Ջուր. Արվեստ. եռման կետը մոտ է բացարձակ զրոյին, այն -273 ° С է, արեգակնային համակարգում նման ջերմաստիճան չկա։ Եթե սառույցը մտնի Արեգակնային համակարգի բաց տարածություն, այն անմիջապես կգոլորշիանա հզոր ջահի` արևի ջերմությունից: Ավելին, մենք ենթադրում ենք, որ մեր երկնաքարերը կազմված են մետաղներից կամ դրանց համաձուլվածքներից: Մետաղներն ունեն լավ ջերմային հաղորդակցություն, որը համապատասխանում է վերը նշված պահանջներին: Բայց երբ տաքացվում է, մետաղները կորցնում են իրենց ամրությունը, և նրանք այրվում են օքսիդների, ազոտի օքսիդի, այսինքն. պինդ խարամները բավական ծանր են, որոնք, եթե գցվեն, մարդիկ անպայման կֆիքսեն գետնին, օրինակ՝ կարկուտի նման։ Բայց ոչ մի տեղ չի նկատվել նման ակտիվ երևույթ, որ նույնիսկ հզոր «աստղից» հետո ինչ-որ տեղ խարամ կարկուտ ընկավ, և չէ՞ որ ամեն օր մեր մեջ թռչում է ավելի քան 3 հազար տոննա նյութ։ Չնայած մետաղական և ոչ մետաղական երկնաքարերի առանձին բեկորներ դեռևս հայտնաբերված են, սա մեծ հազվադեպություն է և ամենօրյա «աստղային անկման» հետ կապված այս գտածոները աննշան են: Այսպիսով, մեր երկնաքարերը նույնպես զերծ են մետաղներից։
Ո՞ր նյութը կարող է բավարարել այս բոլոր պահանջները: Այսինքն:
1. Ունեն բարձր ջերմահաղորդականություն;
2. Պահպանեք ուժը, երբ բարձր ջերմաստիճաններ;
3. Բարձր բարձրությունների վրա ակտիվորեն արձագանքել հազվադեպ մթնոլորտին.
4. Այրելիս պինդ խարամներ չառաջացնել;
Նման նյութ կա՝ դա ածխածին է։ Ավելին, այն գտնվում է ամենադժվար բյուրեղային փուլում, որը կոչվում է ադամանդ: Հենց ադամանդն է համապատասխանում այս բոլոր պահանջներին։ Եթե ածխածինը գտնվում է իր մյուս փուլերից որևէ մեկում, ապա այն չի բավարարի մեր երկրորդ պահանջին, այն է՝ պահպանել ուժը բարձր ջերմաստիճաններում: Դա այն ադամանդն է, որը աստղագետները շփոթում են սառույցի հետ՝ դիտելով «աստղային անկումը»։
Ավելին, 1 գ կշռող մարմնի համար 0,004 գ/մ 3-ից պակաս թթվածնի կոնցենտրացիայի մեջ այրելու համար: պետք է թռչել մոտ 13000 կմ, թռչել մոտ 40 կմ։ Ամենայն հավանականությամբ, երկնաքարից եկող լուսավոր հետքը ոչ թե մթնոլորտի թթվածնի մեջ այրման արդյունք է, այլ ածխածնի ջրածնի հետ կրճատման ռեակցիայի, որում առաջանում են նաև գազեր։ Այս բարձրություններում CH 4, C 2 H 2, C 6 H 6 առկա են փոքր քանակությամբ, և CO, CO 2 նույնպես առկա են այս բարձրություններում, սա ցույց է տալիս, որ ածխածինը այս բարձրություններում այրվում և նվազում է, այդ գազերն իրենք բարձրանում են: Երկրի մակերեւույթից այս բարձունքները չեն կարող։
Ինչ վերաբերում է Տունգուսկա երկնաքարին և 2002 թվականի աշնանը Ռուսաստանի Իրկուտսկի մարզում Վիտիմ գետի հովտում ընկած երկնաքարին, ապա այս երկնաքարերը նույնպես, ամենայն հավանականությամբ, միայն հսկայական չափերի ադամանդներ են։ Իրենց մեծ զանգվածի պատճառով այս երկնաքարերը չեն հասցրել ամբողջությամբ այրվել մթնոլորտում։ Թռչելով գետնին և չքայքայվելով օդի հոսքից, շատ մեծ ուժով հարվածելով կոշտ մակերեսին՝ ադամանդի այս բլոկը փշրվեց փոքր կտորների: Հայտնի է, որ ադամանդը կոշտ, բայց փխրուն նյութ է, որը լավ չի գործում հարվածի ժամանակ: Քանի որ ադամանդն ունի բարձր ջերմային հաղորդունակություն, երկնաքարի ամբողջ մարմինը մինչև հարվածը տաքացվել է մինչև այրման ջերմաստիճանը: Փշրվելով փոքր կտորների մեջ և ցատկելով Երկրից՝ յուրաքանչյուր բեկոր շփվեց օդի թթվածնի հետ և անմիջապես այրվեց՝ միաժամանակ ազատելով որոշակի քանակությամբ էներգիա: Եվ պարզապես հզոր պայթյուն է եղել։ Ի վերջո, պայթյունը ոչ թե ուժեղ մեխանիկական հարվածի արդյունք է, քանի որ ինչ-ինչ պատճառներով այն սովորաբար հավատում է աստղագիտությանը, այլ ակտիվ քիմիական ռեակցիայի արդյունք է, և անկախ նրանից, թե որտեղ է դա տեղի ունեցել Երկրի վրա, Յուպիտերի վրա, եթե միայն լիներ: ինչ-որ բան արձագանքելու համար: Ամբողջ ածխածինը այրվել է՝ առաջացնելով ածխաթթու գազ, որը լուծարվել է մթնոլորտում։ Ուստի այս վայրերում երկնաքարային մնացորդներ չեն հայտնաբերվել։ Միանգամայն հնարավոր է, որ այդ երկնաքարերի պայթյունի տարածքում գտնվեն կենդանիների մնացորդներ, որոնք սատկել են ոչ միայն հարվածային ալիքից, այլև ածխածնի օքսիդի շնչահեղձությունից։ Եվ պայթյունից անմիջապես հետո մարդկանց համար անվտանգ չէ այցելել այս վայրերը։ ածխածնի երկօքսիդը կարող է մնալ ցածրադիր վայրերում: Տունգուսկա երկնաքարի այս վարկածը բացատրում է պայթյունից հետո նկատված գրեթե բոլոր անոմալիաները։ Եթե այս երկնաքարն ընկնի ջրամբարը, ապա ջուրը թույլ չի տա, որ բոլոր բեկորներն ամբողջությամբ այրվեն, և մենք կարող ենք ունենալ ևս մեկ ադամանդի հանք։ Ալմաստի բոլոր հանքավայրերը, ի դեպ, գտնվում են Երկրի բարակ մակերեսային շերտում, գործնականում միայն նրա մակերեսին։ Երկնաքարերում ածխածնի առկայությունը հաստատում է նաև 1871 թվականի հոկտեմբերի 8-ին Չիկագոյում տեղի ունեցած երկնաքարային հեղեղը, երբ տներն առանց որևէ ակնհայտ պատճառի բռնկվել են, և նույնիսկ մետաղական սահել է հալվել: Երբ հազարավոր մարդիկ մահացան շնչահեղձությունից, ովքեր բավական հեռու էին հրդեհներից:
Ընկնելը մոլորակների կամ մոլորակների արբանյակների վրա, որոնց վրա չկա մթնոլորտ և ակտիվ գազեր, այդ երկնաքարերի ոչ «այրված» բեկորները մասամբ կծածկեն այդ մոլորակների կամ արբանյակների մակերեսը: Գուցե դա է պատճառը, որ մեր բնական արբանյակԼուսինն այնքան լավ է արտացոլում արևի լույսը, քանի որ ադամանդն ունի նաև բեկման բարձր ինդեքս։ Իսկ լուսնային խառնարանների ճառագայթային համակարգերը, օրինակ՝ Տիխոն, Կոպեռնիկուսը, հստակորեն բաղկացած են պլաստերներից։ թափանցիկ նյութև, իհարկե, ոչ սառույցից, քանի որ լուսնի լուսավորված մակերեսի ջերմաստիճանը + 120 ° C է:
Ադամանդները նաև ցուցադրում են ֆլյուորեսցենտային հատկություն, երբ ճառագայթվում են կարճ ալիքների էլեկտրամագնիսական ճառագայթմամբ: Միգուցե այս հատկությունը կբացատրի գիսաստղերի պոչերի ծագումը կարճ ալիքների ճառագայթման հզոր աղբյուր Արեգակին մոտենալու ժամանակ:
Մթնոլորտը սկսեց ձևավորվել Երկրի ձևավորման հետ: Մոլորակի էվոլյուցիայի ընթացքում և նրա պարամետրերի մոտենալու ժամանակ ժամանակակից իմաստներսկզբունքորեն որակական փոփոխություններ են տեղի ունեցել նրա քիմիական կազմի և ֆիզիկական հատկություններ... Ըստ էվոլյուցիոն մոդելի՝ Երկիրը վաղ փուլում գտնվել է հալված վիճակում և մոտ 4,5 միլիարդ տարի առաջ այն ձևավորվել է որպես պինդ մարմին։ Այս սահմանը վերցված է որպես երկրաբանական ժամանակագրության սկիզբ։ Այդ ժամանակվանից սկսվեց մթնոլորտի դանդաղ էվոլյուցիան։ Որոշ երկրաբանական պրոցեսներ (օրինակ՝ լավայի արտահոսքը հրաբխային ժայթքումների ժամանակ) ուղեկցվել են Երկրի աղիքներից գազերի արտազատմամբ։ Դրանք ներառում էին ազոտ, ամոնիակ, մեթան, ջրի գոլորշի, CO օքսիդ և ածխածնի երկօքսիդ CO 2: Արեգակնային ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ազդեցության տակ ջրային գոլորշին քայքայվում է ջրածնի և թթվածնի, սակայն ազատված թթվածինը արձագանքում է ածխածնի երկօքսիդի հետ՝ առաջացնելով ածխաթթու գազ։ Ամոնիակը քայքայվում է ազոտի և ջրածնի: Դիֆուզիայի գործընթացում ջրածինը բարձրացավ և հեռացավ մթնոլորտից, իսկ ավելի ծանր ազոտը չկարողացավ փախչել և աստիճանաբար կուտակվեց՝ դառնալով հիմնական բաղադրիչը, թեև քիմիական ռեակցիաների արդյունքում դրա մի մասը կապված էր մոլեկուլների հետ ( սմ... ՄԹՆՈԼՈՐՏԻ ՔԻՄԻԱ): Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների և էլեկտրական լիցքաթափումների ազդեցության տակ Երկրի սկզբնական մթնոլորտում առկա գազերի խառնուրդը մտել է քիմիական ռեակցիաներ, որոնց արդյունքում առաջացել են օրգանական նյութեր, մասնավորապես՝ ամինաթթուներ։ Պարզունակ բույսերի գալուստով սկսվեց ֆոտոսինթեզի գործընթացը, որն ուղեկցվում էր թթվածնի արտազատմամբ։ Այս գազը, հատկապես մթնոլորտի վերին շերտերում տարածվելուց հետո, սկսեց պաշտպանել իր ստորին շերտերը և Երկրի մակերեսը կյանքին սպառնացող ուլտրամանուշակագույն և ռենտգենյան ճառագայթներից: Ըստ տեսական գնահատականների՝ թթվածնի պարունակությունը՝ 25000 անգամ ավելի քիչ, քան այժմ, արդեն կարող է հանգեցնել օզոնային շերտի ձևավորմանը՝ այսօրվա կոնցենտրացիայի միայն կեսը: Սակայն սա արդեն բավական է օրգանիզմներին ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների կործանարար ազդեցությունից շատ զգալի պաշտպանություն ապահովելու համար։
Հավանական է, որ առաջնային մթնոլորտը պարունակում էր շատ ածխաթթու գազ։ Այն սպառվում էր ֆոտոսինթեզի ժամանակ, և դրա կոնցենտրացիան պետք է նվազեր, քանի որ բույսերի աշխարհը զարգանում էր, ինչպես նաև որոշ ժամանակներում կլանման պատճառով: երկրաբանական գործընթացներ... Այնքանով, որքանով Ջերմոցային էֆֆեկտկապված է մթնոլորտում ածխաթթու գազի առկայության հետ, դրա կոնցենտրացիայի տատանումները Երկրի պատմության մեջ այնպիսի լայնածավալ կլիմայական փոփոխությունների կարևոր պատճառներից են, ինչպիսիք են. սառցե դարաշրջաններ.
Ժամանակակից մթնոլորտում առկա հելիումը մեծ մասամբ ուրանի, թորիումի և ռադիումի ռադիոակտիվ քայքայման արդյունք է: Այս ռադիոակտիվ տարրերն արտանետում են ալֆա մասնիկներ, որոնք հելիումի ատոմների միջուկներն են։ Քանի որ ռադիոակտիվ քայքայման ընթացքում էլեկտրական լիցք չի ձևավորվում և չի անհետանում, յուրաքանչյուր ա-մասնիկի ձևավորմամբ առաջանում են երկու էլեկտրոն, որոնք, վերամիավորվելով a-մասնիկների հետ, ձևավորում են չեզոք հելիումի ատոմներ։ Ռադիոակտիվ տարրերը պարունակվում են ապարների հաստությամբ ցրված միներալներում, հետևաբար ռադիոակտիվ քայքայման հետևանքով առաջացած հելիումի զգալի մասը պահվում է դրանցում՝ շատ դանդաղ դուրս գալով մթնոլորտ։ Հելիումի որոշակի քանակություն, դիֆուզիայի շնորհիվ, բարձրանում է դեպի էկզոսֆերա, սակայն երկրագնդի մակերեւույթից մշտական ներհոսքի պատճառով այդ գազի ծավալը մթնոլորտում մնում է գրեթե անփոփոխ։ Աստղերի լույսի սպեկտրալ վերլուծության և երկնաքարերի ուսումնասիրության հիման վրա հնարավոր է գնահատել տարբեր տեսակի հարաբերական առատությունը. քիմիական տարրերՏիեզերքում. Տիեզերքում նեոնի կոնցենտրացիան մոտ տասը միլիարդ անգամ ավելի է, քան Երկրի վրա, կրիպտոնը՝ տասը միլիոն անգամ, իսկ քսենոնը՝ միլիոն անգամ։ Հետևաբար, հետևում է, որ այս իներտ գազերի կոնցենտրացիան, որոնք ակնհայտորեն ի սկզբանե առկա են Երկրի մթնոլորտում և չեն համալրվել քիմիական ռեակցիաների գործընթացում, զգալիորեն նվազել է, հավանաբար նույնիսկ Երկրի առաջնային մթնոլորտի կորստի փուլում: Բացառություն է կազմում իներտ գազի արգոնը, քանի որ այն դեռ ձևավորվում է 40 Ar իզոտոպի տեսքով կալիումի իզոտոպի ռադիոակտիվ քայքայման ժամանակ։
Բարոմետրիկ ճնշման բաշխում.
Մթնոլորտային գազերի ընդհանուր քաշը մոտավորապես 4,5 · 10 15 տոննա է: Այսպիսով, մթնոլորտի «կշիռը» մեկ միավորի մակերեսի վրա կամ մթնոլորտային ճնշումը ծովի մակարդակում մոտավորապես 11 տոննա / մ 2 = 1,1 կգ / սմ 2 է: Ճնշումը հավասար է P 0 = 1033,23 գ / սմ 2 = 1013,250 մբար = 760 մմ Hg: Արվեստ. = 1 ատմ, վերցված որպես մթնոլորտային ճնշման ստանդարտ միջին արժեք: Հիդրոստատիկ հավասարակշռության վիճակում գտնվող մթնոլորտի համար ունենք՝ դ Պ= –Rgd հ, սա նշանակում է, որ բարձրության միջակայքում սկսած հնախքան հ+ դ հտեղի է ունենում հավասարություն մթնոլորտային ճնշման փոփոխության միջև դ Պև մթնոլորտի համապատասխան տարրի կշիռը՝ միավորի մակերեսով, r խտությամբ և d հաստությամբ հ.Որպես ճնշման միջև հարաբերություն Ռև ջերմաստիճանը ՏՕգտագործված է իդեալական գազի վիճակի հավասարումը r խտությամբ, որը միանգամայն կիրառելի է Երկրի մթնոլորտի համար. Պ= r Ռ Տ/ մ, որտեղ m-ը մոլեկուլային քաշն է, իսկ R = 8,3 Ջ / (Կ մոլ) գազի համընդհանուր հաստատունն է: Ապա գրանցվեք Պ= - (մ g / RT) դ հ= - բդ հ= - դ հ/ H, որտեղ է ճնշման գրադիենտը լոգարիթմական մասշտաբով: Նրա փոխադարձ H արժեքը պետք է անվանել մթնոլորտի բարձրության սանդղակ։
Այս հավասարումը իզոթերմային մթնոլորտի համար ինտեգրելիս ( Տ= const) կամ իր մասով, որտեղ նման մոտարկումը թույլատրելի է, ստացվում է բարձրության հետ ճնշման բաշխման բարոմետրիկ օրենքը. Պ = Պ 0 ժամկետ (- հ/Հ 0), որտեղ հաշվվում են բարձրությունները հարտադրվում է օվկիանոսի մակարդակից, որտեղ ստանդարտ միջին ճնշումն է Պ 0. Արտահայտություն Հ 0 = Ռ Տ/ մգ, կոչվում է բարձրության սանդղակ, որը բնութագրում է մթնոլորտի չափը, պայմանով, որ նրանում ջերմաստիճանը ամենուր նույնն է (իզոթերմ մթնոլորտ): Եթե մթնոլորտը իզոթերմային չէ, ապա անհրաժեշտ է ինտեգրվել՝ հաշվի առնելով ջերմաստիճանի փոփոխությունը բարձրության հետ և պարամետրը. Հ- մթնոլորտի շերտերի որոշ տեղային բնութագիր՝ կախված դրանց ջերմաստիճանից և շրջակա միջավայրի հատկություններից:
Ստանդարտ մթնոլորտ.
Մոդել (հիմնական պարամետրերի արժեքների աղյուսակ), որը համապատասխանում է մթնոլորտի հիմքում ստանդարտ ճնշմանը Ռ 0, իսկ քիմիական կազմը կոչվում է ստանդարտ մթնոլորտ։ Ավելի ճիշտ, սա մթնոլորտի պայմանական մոդել է, որի համար տրվում են օդի ջերմաստիճանի, ճնշման, խտության, մածուցիկության և այլ բնութագրերի միջին արժեքները ծովի մակարդակից 2 կմ ցածրից մինչև երկրագնդի մթնոլորտի արտաքին սահմանը: 45 ° 32ў 33І լայնության համար: Միջին մթնոլորտի պարամետրերը բոլոր բարձրությունների վրա հաշվարկվում են՝ օգտագործելով վիճակի իդեալական գազի հավասարումը և բարոմետրիկ օրենքը ենթադրելով, որ ծովի մակարդակում ճնշումը 1013,25 hPa (760 մմ Hg) է, իսկ ջերմաստիճանը 288,15 K (15,0 ° C): Ջերմաստիճանի ուղղահայաց բաշխման բնույթով միջին մթնոլորտը բաղկացած է մի քանի շերտերից, որոնցից յուրաքանչյուրում ջերմաստիճանը մոտավորվում է բարձրության գծային ֆունկցիայով։ Շերտերից ամենացածրը՝ տրոպոսֆերայում (h Ј 11 կմ), վերելքի յուրաքանչյուր կիլոմետրի համար ջերմաստիճանը իջնում է 6,5 ° C-ով։ Բարձր բարձրությունների վրա ուղղահայաց ջերմաստիճանի գրադիենտի արժեքը և նշանը փոխվում են շերտից շերտ: 790 կմ-ից բարձր ջերմաստիճանը մոտ 1000 Կ է և գործնականում չի փոխվում բարձրության հետ։
Ստանդարտ մթնոլորտը պարբերաբար թարմացվող, օրինականացված ստանդարտ է, որը թողարկվում է աղյուսակների տեսքով:
| Աղյուսակ 1. ԵՐԿՐԻ ՄԹՆՈԼՈՐՏԻ ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՄՈԴԵԼ... Աղյուսակը ցույց է տալիս. հ- բարձրությունը ծովի մակարդակից, Ռ- ճնշում, Տ- ջերմաստիճան, r - խտություն, Ն- մոլեկուլների կամ ատոմների քանակը մեկ միավորի ծավալի վրա, Հ- բարձրության սանդղակ, լ- ազատ ճանապարհի երկարությունը. Հրթիռային տվյալներից ստացված ճնշումը և ջերմաստիճանը 80–250 կմ բարձրության վրա ավելի ցածր արժեքներ ունեն։ Էքստրապոլացիայի արժեքները 250 կմ-ից ավելի բարձրությունների համար այնքան էլ ճշգրիտ չեն: | ||||||
| հ(կմ) | Պ(բար) | Տ(° C) | r (գ / սմ 3) | Ն(սմ -3) | Հ(կմ) | լ(սմ) |
| 0 | 1013 | 288 | 1.22 · 10 –3 | 2.55 10 19 | 8,4 | 7.4 · 10 -6 |
| 1 | 899 | 281 | 1.11 · 10 –3 | 2.31 10 19 | 8.1 · 10 -6 | |
| 2 | 795 | 275 | 1.01 · 10 –3 | 2.10 10 19 | 8.9 · 10 -6 | |
| 3 | 701 | 268 | 9.1 · 10 –4 | 1.89 10 19 | 9.9 · 10 -6 | |
| 4 | 616 | 262 | 8.2 · 10 –4 | 1.70 10 19 | 1.1 · 10 -5 | |
| 5 | 540 | 255 | 7.4 · 10 –4 | 1.53 10 19 | 7,7 | 1.2 · 10 -5 |
| 6 | 472 | 249 | 6.6 · 10 –4 | 1.37 10 19 | 1.4 · 10 -5 | |
| 8 | 356 | 236 | 5.2 · 10 -4 | 1.09 10 19 | 1.7 · 10 -5 | |
| 10 | 264 | 223 | 4.1 · 10 –4 | 8.6 10 18 | 6,6 | 2.2 · 10 -5 |
| 15 | 121 | 214 | 1,93 · 10 –4 | 4.0 10 18 | 4.6 · 10 -5 | |
| 20 | 56 | 214 | 8.9 · 10 -5 | 1,85 10 18 | 6,3 | 1.0 · 10 –4 |
| 30 | 12 | 225 | 1.9 · 10 -5 | 3.9 10 17 | 6,7 | 4.8 · 10 –4 |
| 40 | 2,9 | 268 | 3.9 · 10 -6 | 7.6 10 16 | 7,9 | 2.4 · 10 –3 |
| 50 | 0,97 | 276 | 1.15 · 10 -6 | 2.4 10 16 | 8,1 | 8.5 · 10 –3 |
| 60 | 0,28 | 260 | 3.9 · 10 -7 | 7.7 10 15 | 7,6 | 0,025 |
| 70 | 0,08 | 219 | 1.1 · 10 -7 | 2.5 10 15 | 6,5 | 0,09 |
| 80 | 0,014 | 205 | 2.7 · 10 –8 | 5.0 10 14 | 6,1 | 0,41 |
| 90 | 2.8 · 10 –3 | 210 | 5.0 · 10 –9 | 9 10 13 | 6,5 | 2,1 |
| 100 | 5.8 · 10 –4 | 230 | 8.8 · 10 -10 | 1.8 10 13 | 7,4 | 9 |
| 110 | 1.7 · 10 –4 | 260 | 2.1 · 10 -10 | 5.4 · 10 12 | 8,5 | 40 |
| 120 | 6 · 10 –5 | 300 | 5.6 · 10 –11 | 1.8 10 12 | 10,0 | 130 |
| 150 | 5 · 10 -6 | 450 | 3.2 · 10 -12 | 9 10 10 | 15 | 1.8 · 10 3 |
| 200 | 5 · 10 –7 | 700 | 1.6 · 10 -13 | 5 · 10 9 | 25 | 3 · 10 4 |
| 250 | 9 · 10 –8 | 800 | 3 · 10 –14 | 8 · 10 8 | 40 | 3 · 10 5 |
| 300 | 4 · 10 –8 | 900 | 8 · 10 –15 | 3 · 10 8 | 50 | |
| 400 | 8 · 10 –9 | 1000 | 1 · 10 -15 | 5 · 10 7 | 60 | |
| 500 | 2 · 10 –9 | 1000 | 2 · 10 –16 | 1 · 10 7 | 70 | |
| 700 | 2 · 10 –10 | 1000 | 2 · 10 –17 | 1 · 10 6 | 80 | |
| 1000 | 1 · 10 –11 | 1000 | 1 · 10 –18 | 1 · 10 5 | 80 | |
Տրոպոսֆերա.
Մթնոլորտի ամենացածր և ամենախիտ շերտը, որտեղ ջերմաստիճանը բարձրության հետ արագ նվազում է, կոչվում է տրոպոսֆերա։ Պարունակում է մթնոլորտի ընդհանուր զանգվածի մինչև 80%-ը և տարածվում է բևեռային և միջին լայնություններում՝ մինչև 8-10 կմ, իսկ արևադարձային շրջաններում՝ մինչև 16-18 կմ։ Այստեղ զարգանում են եղանակի ձևավորման գրեթե բոլոր գործընթացները, տեղի է ունենում ջերմության և խոնավության փոխանակում Երկրի և նրա մթնոլորտի միջև, առաջանում են ամպեր, տեղի են ունենում տարբեր օդերևութաբանական երևույթներ, առաջանում են մառախուղներ և տեղումներ։ Երկրի մթնոլորտի այս շերտերը գտնվում են կոնվեկտիվ հավասարակշռության մեջ և ակտիվ խառնման շնորհիվ ունեն միատարր քիմիական բաղադրություն՝ հիմնականում մոլեկուլային ազոտից (78%) և թթվածնից (21%)։ Բնական և տեխնածին աերոզոլային և գազային օդը աղտոտող նյութերի ճնշող քանակությունը կենտրոնացած է տրոպոսֆերայում: Մինչև 2 կմ հաստությամբ տրոպոսֆերայի ստորին հատվածի դինամիկան մեծապես կախված է Երկրի հիմքում ընկած մակերևույթի հատկություններից, որը որոշում է օդի (քամիների) հորիզոնական և ուղղահայաց շարժումները, որոնք առաջանում են ավելի տաք երկրից ինֆրակարմիրով ջերմության փոխանցման հետևանքով։ Երկրի մակերևույթի ճառագայթումը, որը ներծծվում է տրոպոսֆերայում, հիմնականում գոլորշիներով, ջուր և ածխաթթու գազ (ջերմոցային էֆեկտ): Ջերմաստիճանի բաշխումը բարձրության վրա հաստատվում է տուրբուլենտ և կոնվեկտիվ խառնման արդյունքում։ Միջին հաշվով դա համապատասխանում է ջերմաստիճանի անկմանը մոտ 6,5 Կ/կմ բարձրության վրա։
Մակերեւութային քամու արագությունը սահմանային շերտսկզբում այն արագորեն աճում է բարձրության հետ, իսկ վերևում շարունակում է աճել 2–3 կմ/վրկ մեկ կիլոմետրում: Երբեմն տրոպոսֆերայում կան նեղ մոլորակային հոսքեր (ավելի քան 30 կմ/վ արագությամբ), միջին լայնություններում՝ արևմուտք, իսկ հասարակածի մոտ՝ արևելյան։ Դրանք կոչվում են ռեակտիվ հոսքեր։
Տրոպոպաուզա.
Տրոպոսֆերայի վերին սահմանին (տրոպոպաուզա) ջերմաստիճանը հասնում է նվազագույն արժեքըցածր մթնոլորտի համար: Այն անցումային շերտ է տրոպոսֆերայի և նրա վերևում գտնվող ստրատոսֆերայի միջև։ Տրոպոպաուզի հաստությունը հարյուրավոր մետրից մինչև 1,5–2 կմ է, իսկ ջերմաստիճանը և բարձրությունը, համապատասխանաբար, 190-ից 220 Կ և 8-ից 18 կմ միջակայքում՝ կախված աշխարհագրական լայնությունև սեզոնը: Բարեխառն և բարձր լայնություններում ձմռանը 1–2 կմ ցածր է ամռանից և ավելի տաք 8–15 Կ–ով։ Արևադարձային շրջաններում սեզոնային փոփոխությունները շատ ավելի քիչ են (բարձրությունը 16-18 կմ, ջերմաստիճանը 180-200 Կ): Վերևում ռեակտիվ հոսքերհնարավոր են տրոպոպաուզայի պատռումներ։
Ջուրը Երկրի մթնոլորտում.
Երկրի մթնոլորտի ամենակարեւոր հատկանիշը ջրի գոլորշիների և ջրի զգալի քանակության առկայությունն է կաթիլային տեսքով, որն ամենահեշտը դիտվում է ամպերի և ամպային կառուցվածքների տեսքով։ Երկնքի ամպերով ծածկվածության աստիճանը (որոշակի պահին կամ միջինում որոշակի ժամանակահատվածում) արտահայտված 10 բալանոց սանդղակով կամ տոկոսով կոչվում է ամպամածություն։ Ամպերի ձևը որոշվում է միջազգային դասակարգմամբ։ Միջին հաշվով ամպերը ծածկում են երկրագնդի մոտ կեսը։ Ամպամածությունը եղանակի և կլիմայի կարևոր գործոն է: Ձմռանը և գիշերը ամպամածությունը կանխում է երկրի մակերևույթի և օդի մակերևութային շերտի ջերմաստիճանի նվազումը, ամռանը և ցերեկը թուլացնում է երկրագնդի մակերևույթի տաքացումը արևի ճառագայթներից՝ մեղմելով կլիման մայրցամաքների ներսում։
Ամպեր.
Ամպերը մթնոլորտում կախված ջրի կաթիլների կուտակումներ են (ջրային ամպեր), սառցե բյուրեղներ (սառցե ամպեր) կամ երկուսը միասին (խառը ամպեր): Կաթիլների և բյուրեղների մեծացմամբ նրանք տեղումների տեսքով թափվում են ամպերից։ Ամպերը ձևավորվում են հիմնականում տրոպոսֆերայում։ Դրանք առաջանում են օդում ջրի գոլորշիների խտացումից։ Ամպի կաթիլների տրամագիծը մի քանի միկրոն է: Ամպերում հեղուկ ջրի պարունակությունը ֆրակցիաներից մինչև մի քանի գրամ է մեկ մ 3-ում: Ամպերն առանձնանում են ըստ բարձրության՝ ըստ միջազգային դասակարգման՝ առանձնանում են ամպերի 10 սեռ՝ Cirrus, Cirrocumulus, Cirrostratus, Altocumulus, Altostratus, Nimbostratus, Stratus, Stratocumulus, Cumulonimbus, Cumulus։
Ստրատոսֆերայում նկատվում են նաև ցողունային ամպեր, իսկ մեզոսֆերայում՝ գիշերային ամպեր։
Ցիրուսային ամպերը թափանցիկ ամպեր են՝ բարակ սպիտակ թելերի կամ մետաքսանման փայլով շղարշի տեսքով, որը ստվեր չի տալիս: Ցիռուսային ամպերը կազմված են սառցե բյուրեղներից և ձևավորվում են վերին տրոպոսֆերայում շատ ցածր ջերմաստիճանի դեպքում: Ցիրուսային ամպերի որոշ տեսակներ ծառայում են որպես եղանակային փոփոխությունների նախագուշակ:
Cirrocumulus ամպերը տրոպոսֆերայի վերին հատվածում բարակ սպիտակ ամպերի եզրեր կամ շերտեր են: Cirrocumulus ամպերը կառուցված են փոքր տարրերից՝ փաթիլների, ալիքների, առանց ստվերների փոքրիկ գնդիկների տեսքով և հիմնականում բաղկացած են սառցե բյուրեղներից։
Cirrostratus ամպերը սպիտակավուն կիսաթափանցիկ շղարշ են վերին տրոպոսֆերայում, սովորաբար թելքավոր, երբեմն ցրված, բաղկացած փոքրիկ ասեղանման կամ սյունաձև սառցե բյուրեղներից:
Altocumulus ամպերը սպիտակ, մոխրագույն կամ սպիտակ-մոխրագույն ամպեր են ստորին և միջին տրոպոսֆերայում: Ալտոկումուլուսային ամպերն ունեն շերտերի և սրածայրերի ձևեր, կարծես կառուցված են մեկը մյուսի վերև ընկած թիթեղներից, կլորացված զանգվածներից, լիսեռներից, փաթիլներից։ Ալտոկումուլուսի ամպերը ձևավորվում են ինտենսիվ կոնվեկտիվ գործունեության ընթացքում և սովորաբար բաղկացած են գերսառեցված ջրի կաթիլներից:
Altostratus ամպերը թելիկ կամ միատարր կառուցվածքի մոխրագույն կամ կապտավուն ամպեր են։ Altostratus ամպերը դիտվում են միջին տրոպոսֆերայում, որոնք տարածվում են մի քանի կիլոմետր բարձրության վրա, իսկ երբեմն հազարավոր կիլոմետրեր հորիզոնական ուղղությամբ: Սովորաբար, բարձր շերտավոր ամպերը ճակատային ամպային համակարգերի մաս են կազմում, որոնք կապված են օդային զանգվածների բարձրացող շարժումների հետ:
Շերտավոր ամպերը միատեսակ մոխրագույն գույնի ամպերի ցածր (2 կմ և ավելի) ամորֆ շերտ են, որոնք առաջացնում են հորդառատ անձրև կամ ձյուն։ Nimbostratus ամպերը բարձր զարգացած են ուղղահայաց (մինչև մի քանի կիլոմետր) և հորիզոնական (մի քանի հազար կիլոմետր); դրանք բաղկացած են ձյան փաթիլների հետ խառնված գերսառեցված ջրի կաթիլներից, որոնք սովորաբար կապված են մթնոլորտային ճակատների հետ:
Շերտավոր ամպեր - ստորին աստիճանի ամպեր միատեսակ շերտի տեսքով, առանց հստակ ուրվագծերի, մոխրագույն գույնի: Շերտավոր ամպերի բարձրությունը երկրի մակերևույթից 0,5–2 կմ է։ Շերտավոր ամպերից երբեմն անձրև է գալիս:
Կումուլուսային ամպերը ցերեկը խիտ, պայծառ սպիտակ ամպեր են՝ զգալի ուղղահայաց զարգացումով (մինչև 5 կմ և ավելի): Կումուլուս ամպերի գագաթները գմբեթներ կամ աշտարակներ են՝ կլորացված ուրվագծերով: Կումուլուսային ամպերը սովորաբար հայտնվում են որպես կոնվեկցիոն ամպեր սառը օդային զանգվածներում:
Stratocumulus ամպերը ցածր (2 կմ-ից ցածր) ամպեր են՝ մոխրագույն կամ սպիտակ ոչ մանրաթելային շերտերի կամ կլոր խոշոր բլոկների գագաթների տեսքով։ Stratocumulus ամպերի ուղղահայաց հաստությունը ցածր է: Երբեմն ստրատոկումուլուսային ամպերը թույլ տեղումներ են տալիս:
Կումուլոնիմբուսի ամպերը հզոր և խիտ ամպեր են՝ ուժեղ ուղղահայաց զարգացմամբ (մինչև 14 կմ բարձրության վրա), որոնք տալիս են առատ տեղումներ՝ ամպրոպներով, կարկուտներով, ամպրոպներով։ Կումուլոնիմբուսի ամպերը զարգանում են հզոր կուտակային ամպերից, որոնցից տարբերվում են սառցե բյուրեղներից բաղկացած վերին մասում։
Ստրատոսֆերա.
Տրոպոպաուզի միջոցով, միջինում 12-ից 50 կմ բարձրությունների վրա, տրոպոսֆերան անցնում է ստրատոսֆերա։ Ներքևի մասում՝ մոտ 10 կմ, ի. մինչև մոտ 20 կմ բարձրություններ՝ իզոթերմ է (ջերմաստիճանը՝ մոտ 220 Կ)։ Այնուհետև աճում է բարձրության հետ՝ 50–55 կմ բարձրության վրա հասնելով առավելագույնը մոտ 270 Կ–ի։ Ահա սահմանը ստրատոսֆերայի և վերևում գտնվող մեզոսֆերայի միջև, որը կոչվում է ստրատոպաուզա .
Ստրատոսֆերայում շատ ավելի քիչ ջրի գոլորշի կա: Այնուամենայնիվ, երբեմն դրանք նկատվում են՝ բարակ կիսաթափանցիկ նեկուսային ամպեր, որոնք երբեմն հայտնվում են ստրատոսֆերայում 20-30 կմ բարձրության վրա։ Մութ երկնքում մութ ամպերը տեսանելի են մայրամուտից հետո և արևածագից առաջ: Ձևով նեխուր ամպերը նման են ցիռուսային և ցիրոկումուլուսային ամպերին:
Միջին մթնոլորտ (մեզոսֆերա):
Մոտ 50 կմ բարձրության վրա մեզոսֆերան սկսվում է լայն ջերմաստիճանի առավելագույն գագաթնակետից . Այս առավելագույնի տարածաշրջանում ջերմաստիճանի բարձրացման պատճառը Օզոնի քայքայման էկզոտերմիկ (այսինքն՝ ուղեկցվում է ջերմության արտազատմամբ) ֆոտոքիմիական ռեակցիա է՝ О 3 + հվ® О 2 + О. Օզոնն առաջանում է մոլեկուլային թթվածնի ֆոտոքիմիական տարրալուծումից О 2
Մոտ 2 + հվ® О + О և ատոմի և թթվածնի մոլեկուլի եռակի բախման արձագանքը երրորդ մոլեկուլ M-ի հետ:
O + O 2 + M ® O 3 + M
Օզոնը ագահորեն կլանում է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը 2000-ից 3000 Å միջակայքում, և այդ ճառագայթումը տաքացնում է մթնոլորտը: Օզոնը վերին մթնոլորտում ծառայում է որպես մի տեսակ վահան, որը պաշտպանում է մեզ Արեգակի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ազդեցությունից: Առանց այս վահանի, կյանքի զարգացումը Երկրի վրա իր ժամանակակից ձևերհազիվ թե հնարավոր լիներ.
Ընդհանուր առմամբ, ողջ մեզոսֆերայում մթնոլորտի ջերմաստիճանը նվազում է մինչև իր նվազագույն արժեքը՝ մոտ 180 Կ, մեզոսֆերայի վերին սահմանում (կոչվում է մեզոպաուզա, մոտ 80 կմ բարձրություն): Մեզոպաուզայի շրջակայքում, 70–90 կմ բարձրությունների վրա, կարող է հայտնվել սառցե բյուրեղների և հրաբխային և երկնաքարի փոշու մասնիկների շատ բարակ շերտ, որը դիտվում է որպես գիշերային ամպերի գեղեցիկ տեսարան։ մայրամուտից քիչ անց:
Մեզոսֆերայում, մեծ մասամբ, Երկրի վրա ընկած փոքրիկ պինդ երկնաքարի մասնիկները այրվում են՝ առաջացնելով երկնաքարերի երևույթը։
Երկնաքարեր, երկնաքարեր և հրե գնդակներ:
Երկրի վերին մթնոլորտի բռնկումները և այլ երևույթները, որոնք առաջանում են դրա մեջ 11 կմ/վ և ավելի արագությամբ պինդ տիեզերական մասնիկների կամ մարմինների ներխուժման հետևանքով, կոչվում են մետեորոիդներ: Հայտնվում է դիտելի պայծառ երկնաքարի հետք; ամենահզոր երեւույթները, որոնք հաճախ ուղեկցվում են երկնաքարերի անկմամբ, կոչվում են հրե գնդակներ; երկնաքարերի տեսքը կապված է մետեորային անձրևների հետ:
Մետեորիտային անձրեւ:
1) մեկ ճառագայթումից մի քանի ժամվա կամ օրվա ընթացքում երկնաքարերի բազմակի հարվածների երևույթը.
2) Արեգակի շուրջ մեկ ուղեծրով շարժվող երկնաքարերի պարս.
Երկնքի որոշակի տարածքում և տարվա որոշակի օրերին երկնաքարերի համակարգված տեսքը, որը պայմանավորված է Երկրի ուղեծրի խաչմերուկով բազմաթիվ երկնաքարերի մարմինների ընդհանուր ուղեծրի հետ, որոնք շարժվում են մոտավորապես նույն և հավասար ուղղորդված արագությամբ, քանի որ որոնցից նրանց ճանապարհները երկնքում կարծես թե դուրս են գալիս ընդհանուր կետ(ճառագայթող): Նրանք անվանվել են այն համաստեղության պատվին, որտեղ գտնվում է ճառագայթը:
Երկնաքարային անձրևները տպավորիչ են իրենց լուսային էֆեկտներով, սակայն առանձին երկնաքարեր հազվադեպ են երևում: Շատ ավելի շատ են անտեսանելի երկնաքարերը, որոնք չափազանց փոքր են մթնոլորտի կողմից կլանված լինելու համար նկատելի լինելու համար: Ամենափոքր երկնաքարերից մի քանիսը, ամենայն հավանականությամբ, ընդհանրապես չեն տաքանում, այլ միայն գրավվում են մթնոլորտի կողմից: Այս փոքր մասնիկները, որոնց չափերը տատանվում են մի քանի միլիմետրից մինչև միլիմետրի տասը հազարերորդականները, կոչվում են միկրոմետեորիտներ: Ամեն օր մթնոլորտ ներթափանցող օդերևութային նյութի քանակը տատանվում է 100-ից մինչև 10000 տոննա, և մեծ մասըայս նյութը հայտնաբերվել է միկրոմետեորիտներում:
Քանի որ մետեորիկ նյութը մասամբ այրվում է մթնոլորտում, դրա գազի կազմըհամալրվել է տարբեր քիմիական տարրերի հետքերով: Օրինակ, քարե երկնաքարերը լիթիում են բերում մթնոլորտ: Մետաղական երկնաքարերի այրումը հանգեցնում է ամենափոքր գնդաձև երկաթի, երկաթ-նիկելի և այլ կաթիլների առաջացմանը, որոնք անցնում են մթնոլորտով և նստում երկրի մակերեսին։ Դրանք կարելի է գտնել Գրենլանդիայում և Անտարկտիդայում, որտեղ սառցաշերտերը տարիներ շարունակ գրեթե անփոփոխ են մնում: Օվկիանոսագետները դրանք գտնում են օվկիանոսի հատակի նստվածքներում:
Երկնաքարային մասնիկների մեծ մասը, որոնք մտնում են մթնոլորտ, նստում են մոտ 30 օրվա ընթացքում: Որոշ գիտնականներ կարծում են, որ այս տիեզերական փոշին կարևոր դեր է խաղում այնպիսի մթնոլորտային երևույթների ձևավորման մեջ, ինչպիսին է անձրևը, քանի որ այն ծառայում է որպես ջրային գոլորշիների խտացման միջուկներ։ Ուստի ենթադրվում է, որ տեղումները վիճակագրորեն կապված են մեծ երկնաքարերի հետ: Այնուամենայնիվ, որոշ փորձագետներ կարծում են, որ քանի որ երկնաքարի ընդհանուր ընդունումը մի քանի տասնյակ անգամ ավելի է, քան նույնիսկ ամենամեծ երկնաքարի հոսքը, այս նյութի ընդհանուր քանակի փոփոխությունը, որը տեղի է ունենում մեկ նման անձրևի հետևանքով, կարող է անտեսվել: .
Այնուամենայնիվ, կասկած չկա, որ ամենամեծ միկրոմետեորիտները և տեսանելի երկնաքարերը իոնացման երկար հետքեր են թողնում մթնոլորտի բարձր շերտերում, հիմնականում՝ իոնոլորտում։ Նման հետքերը կարող են օգտագործվել հեռահար ռադիոհաղորդումների համար, քանի որ դրանք արտացոլում են բարձր հաճախականությամբ ռադիոալիքներ։
Մթնոլորտի մեջ մտնող երկնաքարերի էներգիան հիմնականում ծախսվում է, և գուցե ամբողջությամբ, այն տաքացնելու վրա։ Սա մթնոլորտի ջերմային հավասարակշռության չնչին բաղադրիչներից մեկն է։
Երկնաքարը բնական պինդ է, որը տիեզերքից ընկել է Երկրի մակերես: Սովորաբար տարբերակում են քարի, երկաթաքարի և երկաթի երկնաքարերը։ Վերջիններս հիմնականում կազմված են երկաթից և նիկելից։ Հայտնաբերված երկնաքարերի մեծ մասը կշռում է մի քանի գրամից մինչև մի քանի կիլոգրամ: Ամենամեծ հայտնաբերվածը՝ Գոբա երկաթե երկնաքարը, կշռում է մոտ 60 տոննա և դեռ գտնվում է այն տեղում, որտեղ հայտնաբերվել է Հարավային Աֆրիկայում: Երկնաքարերի մեծ մասը աստերոիդների բեկորներ են, սակայն որոշ երկնաքարեր Երկիր են եկել Լուսնից և նույնիսկ Մարսից:
Բոլիդը շատ պայծառ երկնաքար է, որը երբեմն դիտվում է նույնիսկ ցերեկը, հաճախ թողնում է ծխագույն հետք և ուղեկցվում ձայնային երևույթներով. հաճախ ավարտվում է երկնաքարերի անկմամբ։
Ջերմոսֆերա.
Մեզոպաուզայի նվազագույն ջերմաստիճանից բարձր սկսվում է թերմոսֆերան, որի դեպքում ջերմաստիճանը սկզբում դանդաղ, իսկ հետո արագ նորից սկսում է բարձրանալ: Պատճառը 150–300 կմ բարձրությունների վրա Արեգակից ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման կլանումն է՝ ատոմային թթվածնի իոնացման պատճառով. հվ® О + + ե.
Ջերմոսֆերայում ջերմաստիճանը անընդհատ բարձրանում է մինչև մոտ 400 կմ բարձրության վրա, որտեղ այն հասնում է ցերեկային ժամերին արեգակնային ակտիվության ժամանակաշրջանում առավելագույնը 1800 Կ։ Նվազագույնի դարաշրջանում այս սահմանափակող ջերմաստիճանը կարող է լինել 1000 Կ–ից պակաս։ 400 կմ-ից բարձր մթնոլորտը անցնում է իզոթերմային էկզոսֆերա։ Կրիտիկական մակարդակը (էկզոլորտի հիմքը) գտնվում է մոտ 500 կմ բարձրության վրա։
Ավրորաները և արհեստական արբանյակների բազմաթիվ ուղեծրեր, ինչպես նաև գիշերային ամպեր՝ այս բոլոր երևույթները տեղի են ունենում մեզոսֆերայում և թերմոսֆերայում:
Ավրորա Բորեալիս.
Ավրորաները նկատվում են բարձր լայնություններում՝ մագնիսական դաշտի խանգարումների ժամանակ։ Նրանք կարող են տևել մի քանի րոպե, բայց հաճախ տեսանելի են մի քանի ժամ: Ավրորաները մեծապես տարբերվում են ձևով, գույնով և ինտենսիվությամբ, որոնք երբեմն շատ արագ փոխվում են ժամանակի ընթացքում: Ավրալային սպեկտրը բաղկացած է արտանետման գծերից և շերտերից: Ավրալային սպեկտրում գիշերային երկնքից որոշ արտանետումներ ուժեղացված են, հիմնականում կանաչ և կարմիր գծերը 5577 Å և l 6300 Å թթվածին: Պատահում է, որ այս գծերից մեկը շատ անգամ ավելի ինտենսիվ է, քան մյուսը, և դա որոշում է պայծառության տեսանելի գույնը՝ կանաչ կամ կարմիր: Մագնիսական դաշտի շեղումները ուղեկցվում են նաև բևեռային շրջաններում ռադիոհաղորդակցության խափանումներով։ Խանգարման պատճառը իոնոլորտի փոփոխություններն են, ինչը նշանակում է, որ մագնիսական փոթորիկների ժամանակ գործում է իոնացման հզոր աղբյուր։ Հաստատվել է, որ ուժեղ մագնիսական փոթորիկներ են տեղի ունենում, երբ արևային բծերի մեծ խմբեր կան արեգակնային սկավառակի կենտրոնի մոտ։ Դիտարկումները ցույց են տվել, որ փոթորիկները կապված են ոչ թե բուն արեգակնային բծերի, այլ արևային բռնկումների հետ, որոնք առաջանում են արևային բծերի խմբի առաջացման ժամանակ։
Ավրորաները տարբեր ինտենսիվության լույսի սպեկտր են՝ արագ շարժումներով, որոնք դիտվում են Երկրի բարձր լայնության շրջաններում: Տեսողական բևեռափայլը պարունակում է ատոմային թթվածնի կանաչ (5577Å) և կարմիր (6300 / 6364Å) արտանետման գծեր և N 2 մոլեկուլային գոտիներ, որոնք գրգռված են արևային և մագնիսոլորտային ծագման էներգետիկ մասնիկներով։ Այս արտանետումները սովորաբար ցուցադրվում են մոտ 100 կմ և ավելի բարձրության վրա: Օպտիկական բևեռափայլ տերմինն օգտագործվում է տեսողական բևեռափայլերի և դրանց արտանետումների սպեկտրը ինֆրակարմիրից մինչև ուլտրամանուշակագույն: Սպեկտրի ինֆրակարմիր հատվածում ճառագայթման էներգիան զգալիորեն գերազանցում է տեսանելի շրջանի էներգիան։ Երբ հայտնվեցին բևեռափայլեր, արտանետումներ նկատվեցին ULF-ում (
Ավրորայի իրական ձևերը դժվար է դասակարգել. առավել հաճախ օգտագործվում են հետևյալ տերմինները.
1. Հանգիստ միատեսակ կամարները կամ շերտերը: Աղեղը սովորաբար տարածվում է ~ 1000 կմ գեոմագնիսական զուգահեռի ուղղությամբ (դեպի Արևը բևեռային շրջաններում) և ունի մեկից մինչև մի քանի տասնյակ կիլոմետր լայնություն։ Շերտը աղեղ հասկացության ընդհանրացումն է, այն սովորաբար չունի կանոնավոր աղեղային ձև, բայց թեքվում է S տառի տեսքով կամ պարույրների տեսքով: 100–150 կմ բարձրությունների վրա գտնվում են կամարներն ու զոլերը։
2. Ավրորայի ճառագայթները . Այս տերմինը վերաբերում է ուժի մագնիսական գծերի երկայնքով ձգված բևեռային կառույցին, որի երկարությունը մի քանի տասնյակից մինչև մի քանի հարյուր կիլոմետր է: Ճառագայթների հորիզոնական երկարությունը փոքր է՝ մի քանի տասնյակ մետրից մինչև մի քանի կիլոմետր։ Ճառագայթները սովորաբար դիտվում են կամարներով կամ որպես առանձին կառուցվածքներ։
3. Բծեր կամ մակերեսներ . Սրանք փայլի մեկուսացված տարածքներ են, որոնք չունեն որոշակի ձև: Անհատական բծերը կարող են կապված լինել:
4. Շղարշ. Ավրորայի անսովոր ձև, որը միատեսակ փայլ է, որը ծածկում է երկնքի մեծ տարածքները:
Իրենց կառուցվածքով բևեռափայլերը բաժանվում են միատարր, փխրուն և շողացող: Օգտագործվում են տարբեր տերմիններ; pulsating arc, pulsating մակերես, ցրված մակերես, շողացող շերտ, վարագույր և այլն: Գոյություն ունի բևեռափայլերի դասակարգում ըստ իրենց գույնի։ Ըստ այս դասակարգման՝ տիպի բևեռափայլեր Ա... Վերևը կամ բոլորը կարմիր են (6300–6364 Å): Սովորաբար հայտնվում են 300–400 կմ բարձրությունների վրա՝ բարձր գեոմագնիսական ակտիվությամբ։
Ավրորա տեսակը ՎՆերքևի մասում գունավորված են կարմիրով և կապված են առաջին դրական համակարգի N 2 և առաջին բացասական O 2 համակարգի ժապավենների լուսարձակման հետ։ Ավրորայի այս ձևերը հայտնվում են բևեռափայլի ամենաակտիվ փուլերում:
Գոտիներ բևեռային լույսեր – սրանք գիշերային ժամերին բևեռափայլերի առավելագույն հաճախականության գոտիներն են, ըստ Երկրի մակերևույթի ֆիքսված կետի դիտորդների: Գոտիները գտնվում են 67 ° հյուսիսային և հարավային լայնության վրա, և դրանց լայնությունը մոտ 6 ° է: Գեոմագնիսական տեղական ժամանակի տվյալ մոմենտին համապատասխանող բևեռային երևույթների առավելագույնը հանդիպում է օվալաձև գոտիներում (auroral oval), որոնք գտնվում են ասիմետրիկորեն հյուսիսային և հարավային գեոմագնիսական բևեռների շուրջը: Ավրալային օվալը ամրագրված է լայնություն-ժամանակային կոորդինատներում, իսկ բևեռային գոտին օվալի կեսգիշերային շրջանի կետերի տեղն է լայնություն-երկայնության կոորդինատներում։ Օվալաձև գոտին գտնվում է գիշերային հատվածում գեոմագնիսական բևեռից մոտավորապես 23 °, իսկ ցերեկային հատվածում՝ 15 °:
Բեւեռափայլի եւ բեւեռային զոնաների օվալ:Ավրալային օվալի գտնվելու վայրը կախված է գեոմագնիսական ակտիվությունից: Բարձր գեոմագնիսական ակտիվությամբ օվալն ավելի լայն է դառնում։ Ավրալային գոտիները կամ օվալի սահմանները ավելի լավ են ներկայացված L 6.4 արժեքով, քան դիպոլային կոորդինատներով։ Ավրալային օվալի ցերեկային հատվածի սահմանին գեոմագնիսական դաշտի գծերը համընկնում են. մագնիտոպաուզա.Ավրալային օվալի դիրքի փոփոխություն է նկատվում՝ կախված գեոմագնիսական առանցքի և Երկիր - Արև ուղղության անկյունից։ Ավրալային օվալը որոշվում է նաև որոշակի էներգիաների մասնիկների (էլեկտրոններ և պրոտոններ) տեղումների տվյալների հիման վրա։ Նրա դիրքը կարող է ինքնուրույն որոշվել տվյալների հիման վրա գագաթցերեկային կողմում և մագնիտոսֆերայի պոչում:
Ավրալային գոտում բևեռափայլերի առաջացման հաճախականության ցերեկային փոփոխությունը առավելագույնն է գեոմագնիսական կեսգիշերին և նվազագույնը՝ գեոմագնիսական կեսգիշերին: Օվալի հասարակածային կողմում բևեռափայլերի առաջացման հաճախականությունը կտրուկ նվազում է, բայց մնում է ցերեկային տատանումների ձևը։ Օվալի բևեռային կողմում բևեռափայլերի առաջացման հաճախականությունը աստիճանաբար նվազում է և բնութագրվում է ցերեկային բարդ փոփոխություններով։
Ավրորայի ինտենսիվությունը.
Ավրորայի ինտենսիվությունը որոշվում է տեսանելի պայծառության մակերեսը չափելով: Պայծառ մակերես ԻԱվրորան որոշակի ուղղությամբ որոշվում է 4p ընդհանուր արտանետմամբ Իֆոտոն / (սմ 2 վ): Քանի որ այս արժեքը մակերևույթի իրական պայծառությունը չէ, այլ ներկայացնում է սյունակի արտանետումը, բևեռափայլերի ուսումնասիրության համար սովորաբար օգտագործվում է միավոր ֆոտոն / (սմ 2 սյունակ s): Ընդհանուր արտանետումների չափման սովորական միավորը Rayleigh (Rl) է, որը հավասար է 10 6 ֆոտոնների / (սմ 2 · սյունակ · վ): Ավրալային ինտենսիվության ավելի գործնական միավորը որոշվում է մեկ գծի կամ ժապավենի արտանետումներով: Օրինակ՝ բևեռափայլի ինտենսիվությունը որոշվում է Պայծառության միջազգային գործակիցներով (ICF) կանաչ գծի ինտենսիվության տվյալների համաձայն (5577 Å); 1 kRL = I MCQ, 10 kRL = II MCQ, 100 kRL = III MCQ, 1000 CRL = IV MCQ (aurora borealis-ի առավելագույն ինտենսիվությունը): Այս դասակարգումը չի կարող օգտագործվել կարմիր բևեռափայլերի համար: Դարաշրջանի (1957–1958) հայտնագործություններից էր բևեռափայլերի տարածա-ժամանակային բաշխման հաստատումը մագնիսական բևեռի նկատմամբ օվալաձև տեղաշարժված տեսքով։ Մագնիսական բևեռի նկատմամբ բևեռափայլի բաշխման շրջանաձև ձևի մասին պարզ պատկերացումներից էր ավարտվեց անցումը մագնիտոսֆերայի ժամանակակից ֆիզիկային: Հայտնագործության պատիվը պատկանում է Օ.Խորոշևային, իսկ բևեռային օվալի գաղափարների ինտենսիվ զարգացումն իրականացրել են Գ.Ստարկովը, Յ.Ֆելդշտեյնը, Ս.Ի.Ակասոֆը և մի շարք այլ հետազոտողներ։ Ավրալային օվալը ներկայացնում է արեգակնային քամու ամենաինտենսիվ ազդեցության տարածքը Երկրի վերին մթնոլորտի վրա: Ավրորաների ինտենսիվությունը ամենամեծն է օվալում, և դրա դինամիկան անընդհատ վերահսկվում է արբանյակների կողմից:
Կայուն բեւեռային կարմիր կամարներ:
Մշտական աուրալ կարմիր աղեղ, այլ կերպ կոչվում է միջին լայնության կարմիր աղեղ կամ M-arc, ենթատեսողական (աչքի զգայունության սահմանից ցածր) լայն աղեղ է, որը ձգվում է արևելքից արևմուտք հազարավոր կիլոմետրերով և, հնարավոր է, շրջապատում է ամբողջ Երկիրը։ Աղեղի լայնական երկարությունը 600 կմ է։ Կայուն բևեռային կարմիր աղեղից արտանետումը գործնականում մոնոխրոմատիկ է l 6300 Å և l 6364 Å կարմիր գծերում: Վերջերս գրանցվել են նաև թույլ արտանետումների գծեր 5577 Å (OI) և l 4278 Å (N + 2): Մշտական կարմիր կամարները դասակարգվում են որպես բևեռափայլեր, բայց դրանք հայտնվում են շատ ավելի բարձր բարձրությունների վրա: Ստորին սահմանը գտնվում է 300 կմ բարձրության վրա, վերին սահմանը՝ մոտ 700 կմ։ l6300 Å արտանետման մեջ հանգիստ բևեռային կարմիր աղեղի ինտենսիվությունը տատանվում է 1-ից մինչև 10 կՌլ (սովորական արժեքը 6 կՌլ է): Աչքի զգայունության շեմն այս ալիքի երկարությամբ մոտ 10 կՌլ է, այնպես որ աղեղները հազվադեպ են դիտվում տեսողականորեն: Այնուամենայնիվ, դիտարկումները ցույց են տվել, որ դրանց պայծառությունը գիշերների 10%-ում ավելի քան 50 կՌլ է: Աղեղների սովորական կյանքի տևողությունը մոտ մեկ օր է, և դրանք հազվադեպ են հայտնվում հաջորդ օրերին: Արբանյակներից կամ ռադիոաղբյուրներից ստացված ռադիոալիքները, որոնք հատում են կայուն բևեռային կարմիր աղեղները, հակված են ցինտիլացման, ինչը ցույց է տալիս էլեկտրոնների խտության անկանոնությունների առկայությունը: Կարմիր աղեղների տեսական բացատրությունն այն է, որ տարածաշրջանի ջեռուցվող էլեկտրոնները Ֆիոնոսֆերան առաջացնում է թթվածնի ատոմների ավելացում: Արբանյակային դիտարկումները ցույց են տալիս էլեկտրոնի ջերմաստիճանի աճ գեոմագնիսական դաշտի ուժային գծերի երկայնքով, որոնք հատում են կայուն բևեռային կարմիր աղեղները։ Այս կամարների ինտենսիվությունը դրականորեն փոխկապակցված է գեոմագնիսական ակտիվության (փոթորիկների) հետ, իսկ կամարների առաջացման հաճախականությունը դրականորեն կապված է արևային բծերի առաջացման ակտիվության հետ։
Ավրորայի փոփոխություն.
Ավրորաների որոշ ձևեր ունենում են ինտենսիվության քվազեպարբերական և համահունչ ժամանակային տատանումներ: Այս բևեռափայլերը, որոնք ունեն մոտավորապես անշարժ երկրաչափություն և փուլերում տեղի ունեցող արագ պարբերական փոփոխություններ, կոչվում են փոփոխվող բևեռափայլեր: Դրանք դասակարգվում են որպես բևեռափայլեր ձեւավորել Ռըստ Aurora Borealis-ի միջազգային ատլասի Փոփոխվող բևեռափայլերի ավելի մանրամասն ստորաբաժանման.
Ռ 1 (զարկերակային բևեռափայլ) լյումինեսցենտություն է՝ բևեռափայլի ամբողջ ձևի վրա պայծառության միատեսակ փուլային տատանումներով: Ըստ սահմանման, իդեալական պուլսացիոն բևեռափայլի դեպքում պուլսացիայի տարածական և ժամանակային մասերը կարող են առանձնացվել, այսինքն. պայծառություն Ի(r, t)= Ես ս(r)· Ես Տ(տ): Տիպիկ բևեռային լույսերի մեջ Ռ 1 պուլսացիաները տեղի են ունենում ցածր ինտենսիվության 0,01-ից մինչև 10 Հց հաճախականությամբ (1–2 կՌլ): Ավրորաների մեծ մասը Ռ 1 - սրանք բծեր կամ աղեղներ են, որոնք պտտվում են մի քանի վայրկյան տևողությամբ:
Ռ 2 (կրակոտ բևեռափայլ): Այս տերմինը սովորաբար օգտագործվում է մատնանշելու բոցի նման շարժումները, որոնք լրացնում են երկնակամարը, այլ ոչ թե նկարագրելու մեկ ձև: Ավրորաները կամարների տեսք ունեն և սովորաբար վեր են շարժվում 100 կմ բարձրությունից։ Այս բևեռափայլերը համեմատաբար հազվադեպ են և ավելի հաճախ հանդիպում են բևեռափայլերից դուրս:
Ռ 3 (շողշողացող բևեռափայլ): Սրանք բևեռափայլեր են՝ պայծառության արագ, անկանոն կամ կանոնավոր տատանումներով, որոնք երկնակամարում թարթող բոցի տպավորություն են թողնում: Նրանք հայտնվում են բևեռափայլի քայքայվելուց քիչ առաջ։ Տատանումների հաճախ նկատվող հաճախականությունը Ռ 3-ը հավասար է 10 ± 3 Հց-ի:
Հոսքային բևեռափայլ տերմինը, որն օգտագործվում է պուլսացիոն բևեռափայլերի մեկ այլ դասի համար, վերաբերում է պայծառության անկանոն տատանումներին, որոնք արագորեն հորիզոնական շարժվում են աղեղների և բևեռափայլերի գոտիներում:
Փոփոխվող բևեռափայլը արեգակնային-երկրային երևույթներից է, որն ուղեկցում է գեոմագնիսական դաշտի իմպուլսացիաներին և բևեռային ռենտգենյան ճառագայթներին, որոնք առաջանում են արևային և մագնիսոլորտային ծագման մասնիկների տեղումներից։
Բևեռային գլխարկի լյումինեսցենտությունը բնութագրվում է առաջին բացասական համակարգի N + 2 (l 3914 Å) գոտու բարձր ինտենսիվությամբ: Սովորաբար, այս N + 2 գոտիները հինգ անգամ ավելի ինտենսիվ են, քան OI l 5577 Å կանաչ գիծը, բևեռային գլխարկի լուսարձակման բացարձակ ինտենսիվությունը 0,1-ից մինչև 10 կՊլ է (սովորաբար 1–3 կՊլ): Այս բևեռափայլերով, որոնք հայտնվում են PCA-ի ժամանակաշրջաններում, միատեսակ փայլը ծածկում է ամբողջ բևեռային գլխարկը մինչև 60 ° գեոմագնիսական լայնությունը մոտ 30-ից 80 կմ բարձրությունների վրա: Այն առաջանում է հիմնականում արեգակնային պրոտոնների և d-մասնիկների կողմից 10–100 ՄէՎ էներգիայով, որոնք ստեղծում են առավելագույն իոնացում այս բարձրություններում։ Ավրալային գոտիներում առկա է փայլի մեկ այլ տեսակ, որը կոչվում է թիկնոցի բևեռափայլ: Ավրալային լուսարձակման այս տեսակի դեպքում առավոտյան ժամերին օրական առավելագույն ինտենսիվությունը 1–10 կՌլ է, իսկ նվազագույն ինտենսիվությունը հինգ անգամ ավելի թույլ է։ Մանթիայի բևեռափայլերի դիտարկումները քիչ են, դրանց ինտենսիվությունը կախված է գեոմագնիսական և արևային ակտիվությունից:
Մթնոլորտի փայլըսահմանվում է որպես մոլորակի մթնոլորտից առաջացած և արտանետվող ճառագայթում: Սա մթնոլորտի ոչ ջերմային ճառագայթումն է, բացառությամբ բևեռափայլերի արտանետումների, կայծակնային արտանետումների և երկնաքարերի հետքերի արտանետումների: Այս տերմինն օգտագործվում է երկրագնդի մթնոլորտին (գիշերային փայլ, մթնշաղ և ցերեկ) վերաբերելու համար։ Մթնոլորտի փայլը մթնոլորտի լույսի միայն մի մասն է: Այլ աղբյուրներ են աստղային լույսը, կենդանակերպի լույսը և ցերեկային լույսի ցրված լույսը Արեգակից: Երբեմն մթնոլորտի փայլը կարող է կազմել լույսի ընդհանուր քանակի մինչև 40%-ը։ Մթնոլորտի փայլը տեղի է ունենում տարբեր բարձրության և հաստության մթնոլորտային շերտերում: Մթնոլորտային փայլի սպեկտրը ընդգրկում է ալիքի երկարությունը 1000 Å-ից մինչև 22,5 մկմ: Հիմնական արտանետման գիծը մթնոլորտի փայլում l 5577 Å է, որը հայտնվում է 90–100 կմ բարձրության վրա 30–40 կմ հաստությամբ շերտում։ Փայլի տեսքը պայմանավորված է Chempen մեխանիզմով, որը հիմնված է թթվածնի ատոմների վերահամակցման վրա։ Այլ արտանետումների գծեր են l 6300 Å, որոնք հայտնվում են O + 2-ի դիսոցիատիվ վերահամակցման և NI l 5198/5201 Å և NI l 5890/5896 Å արտանետման դեպքում:
Մթնոլորտի փայլի ինտենսիվությունը չափվում է Ռեյլիով։ Պայծառությունը (Rayleighs-ում) հավասար է 4 pw-ի, որտեղ в-ն արձակող շերտի պայծառության անկյունային մակերեսն է 10 6 ֆոտոն / (cm 2 · sr · s) միավորներով: Փայլի ինտենսիվությունը կախված է լայնությունից (տարբեր արտանետումների դեպքում), ինչպես նաև փոփոխվում է օրվա ընթացքում առավելագույնը կեսգիշերին մոտ: Դրական հարաբերակցություն է նշվել l 5577 Å մթնոլորտի արտանետման համար արեգակնային բծերի քանակի և արեգակնային ճառագայթման հոսքի հետ 10,7 սմ ալիքի երկարության վրա։Մթնոլորտի փայլը դիտվում է արբանյակային փորձերի ժամանակ։ Արտաքին տիեզերքից այն կարծես լույսի օղակ լինի Երկրի շուրջ և ունի կանաչավուն գույն:
Օզոնոսֆերա.
20–25 կմ բարձրությունների վրա հասնում է աննշան քանակությամբ օզոնի O 3 առավելագույն կոնցենտրացիան (մինչև 2 × 10–7 թթվածնի պարունակություն), որն առաջանում է արևի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ազդեցության տակ մոտ 10 բարձրության վրա։ մինչև 50 կմ՝ պաշտպանելով մոլորակը արևի իոնացնող ճառագայթումից։ Չնայած օզոնի մոլեկուլների չափազանց փոքր քանակին, նրանք պաշտպանում են Երկրի ողջ կյանքը Արեգակի կարճ ալիքների (ուլտրամանուշակագույն և ռենտգեն) ճառագայթման կործանարար ազդեցությունից: Եթե բոլոր մոլեկուլները տեղադրեք մթնոլորտի հատակին, ապա կստանաք ոչ ավելի, քան 3-4 մմ հաստությամբ շերտ: 100 կմ-ից ավելի բարձրության վրա թեթեւ գազերի մասնաբաժինը մեծանում է, իսկ շատ բարձր բարձրության վրա գերակշռում են հելիումը և ջրածինը; շատ մոլեկուլներ տարանջատվում են առանձին ատոմների, որոնք, իոնացված լինելով արևի կոշտ ճառագայթումից, ձևավորում են իոնոլորտը։ Երկրի մթնոլորտում օդի ճնշումն ու խտությունը բարձրության հետ նվազում են։ Կախված ջերմաստիճանի բաշխումից՝ Երկրի մթնոլորտը ստորաբաժանվում է տրոպոսֆերայի, ստրատոսֆերայի, մեզոսֆերայի, թերմոսֆերայի և էկզոլորտի։ .
20-25 կմ բարձրության վրա կա օզոնի շերտ... Օզոնը ձևավորվում է թթվածնի մոլեկուլների քայքայման հետևանքով Արեգակից ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման կլանման հետևանքով, որի ալիքի երկարությունը 0,1–0,2 մկմ-ից փոքր է: Ազատ թթվածինը միանում է O 2 մոլեկուլների հետ և ձևավորում օզոն O 3, որն ագահորեն կլանում է 0,29 մկմ-ից ավելի կարճ ուլտրամանուշակագույն լույսը: Օզոնի O 3 մոլեկուլները հեշտությամբ ոչնչացվում են կարճ ալիքի ճառագայթման միջոցով: Ուստի, չնայած իր հազվադեպությանը, օզոնային շերտը արդյունավետորեն կլանում է Արեգակի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը, որն անցել է ավելի բարձր և ավելի թափանցիկ մթնոլորտային շերտերով։ Դրա շնորհիվ Երկրի վրա կենդանի օրգանիզմները պաշտպանված են Արեգակի ուլտրամանուշակագույն լույսի վնասակար ազդեցությունից։
Իոնոսֆերա.
Արեգակից ճառագայթումը իոնացնում է մթնոլորտի ատոմներն ու մոլեկուլները։ Իոնացման աստիճանը զգալի է դառնում արդեն 60 կիլոմետր բարձրության վրա և կայուն աճում է Երկրից հեռավորության հետ: Մթնոլորտի տարբեր բարձրություններում հաջորդաբար տեղի են ունենում տարբեր մոլեկուլների տարանջատման և տարբեր ատոմների և իոնների հետագա իոնացման գործընթացները։ Դրանք հիմնականում թթվածնի O 2, ազոտի N 2 մոլեկուլներն են և դրանց ատոմները: Կախված այս գործընթացների ինտենսիվությունից՝ 60 կիլոմետրից բարձր մթնոլորտի տարբեր շերտերը կոչվում են իոնոլորտային շերտեր։ , և դրանց ամբողջությունը իոնոսֆերայի կողմից . Ստորին շերտը, որի իոնացումը աննշան է, կոչվում է նեյտրոսֆերա։
Լիցքավորված մասնիկների առավելագույն կոնցենտրացիան իոնոլորտում հասնում է 300–400 կմ բարձրությունների վրա։
Իոնոսֆերայի ուսումնասիրության պատմություն.
Մթնոլորտի վերին շերտում հաղորդիչ շերտի գոյության վարկածը առաջ է քաշել անգլիացի գիտնական Ստյուարտը 1878 թվականին՝ գեոմագնիսական դաշտի առանձնահատկությունները բացատրելու համար։ Այնուհետև 1902 թվականին միմյանցից անկախ Քենեդին ԱՄՆ-ում և Հևիսայդը Անգլիայում նշեցին, որ երկար հեռավորությունների վրա ռադիոալիքների տարածումը բացատրելու համար անհրաժեշտ է ենթադրել բարձր հաղորդունակությամբ շրջանների առկայությունը բարձր շերտերում։ մթնոլորտը. 1923 թ.-ին ակադեմիկոս Մ. Այնուհետև 1925 թվականին անգլիացի հետազոտողներ Էփլթոնը և Բարնետը, ինչպես նաև Բրեյթը և Տյուվը առաջին անգամ փորձարարական կերպով ապացուցեցին ռադիոալիքներն արտացոլող շրջանների առկայությունը և հիմք դրեցին դրանց համակարգված ուսումնասիրությանը: Այդ ժամանակից ի վեր իրականացվել է այս շերտերի հատկությունների համակարգված ուսումնասիրություն, որոնք սովորաբար կոչվում են իոնոսֆերա, որոնք էական դեր են խաղում մի շարք երկրաֆիզիկական երևույթներում, որոնք որոշում են ռադիոալիքների արտացոլումն ու կլանումը, ինչը շատ կարևոր է. գործնական նպատակներ, մասնավորապես հուսալի ռադիոհաղորդակցություններ ապահովելու համար։
1930-ական թվականներին սկսվեցին իոնոլորտի վիճակի համակարգված դիտարկումները։ Մեր երկրում, M.A.Bonch-Bruevich-ի նախաձեռնությամբ, ստեղծվել են դրա իմպուլսային հնչեղության ինստալացիաներ։ Հետազոտվել են իոնոլորտի բազմաթիվ ընդհանուր հատկություններ, բարձրություններ և նրա հիմնական շերտերի էլեկտրոնների կոնցենտրացիան:
60–70 կմ բարձրությունների վրա դիտվում է D շերտ, 100–120 կմ բարձրությունների վրա՝ շերտ. Ե, բարձրությունների վրա, 180-300 կմ երկշերտ բարձրությունների վրա Ֆ 1 և Ֆ 2. Այս շերտերի հիմնական պարամետրերը ներկայացված են Աղյուսակ 4-ում:
| Աղյուսակ 4. | ||||||
| Իոնոսֆերայի շրջան | Առավելագույն բարձրությունը, կմ | T i , Կ | Օր | Գիշեր n e , սմ -3 | a΄, ρm 3 s – 1 | |
| ր n e , սմ -3 | Մաքս n e , սմ -3 | |||||
| Դ | 70 | 20 | 100 | 200 | 10 | 10 –6 |
| Ե | 110 | 270 | 1,5 · 10 5 | 3 · 10 5 | 3000 | 10 –7 |
| Ֆ 1 | 180 | 800–1500 | 3 · 10 5 | 5 · 10 5 | – | 3 · 10 –8 |
| Ֆ 2 (Ձմեռ) | 220–280 | 1000–2000 | 6 · 10 5 | 25 · 10 5 | ~10 5 | 2 · 10 –10 |
| Ֆ 2 (ամառ) | 250–320 | 1000–2000 | 2 · 10 5 | 8 · 10 5 | ~ 3 10 5 | 10 –10 |
| n e- էլեկտրոնի կոնցենտրացիան, e - էլեկտրոնային լիցք, T iԱրդյո՞ք իոնի ջերմաստիճանը, a-ը ռեկոմբինացիայի գործակիցն է (որը որոշում է n eև դրա փոփոխությունը ժամանակի ընթացքում) | ||||||
Միջին արժեքները տրվում են, քանի որ դրանք տարբերվում են տարբեր լայնությունների, օրվա ժամերի և սեզոնների համար: Նման տվյալներն անհրաժեշտ են հեռահար ռադիոհաղորդակցությունն ապահովելու համար։ Դրանք օգտագործվում են տարբեր կարճ ալիքների ռադիոհղումների գործառնական հաճախականությունների ընտրության համար: Ռադիոկապի հուսալիությունն ապահովելու համար չափազանց կարևոր է օրվա տարբեր ժամերին և տարբեր եղանակներին իոնոլորտի վիճակից կախված դրանց փոփոխությունների իմացությունը։ Իոնոսֆերան երկրագնդի մթնոլորտի իոնացված շերտերի ամբողջություն է, որը սկսվում է 60 կմ-ի կարգի բարձրությունից և հասնում տասնյակ հազարավոր կմ բարձրությունների: Երկրի մթնոլորտի իոնացման հիմնական աղբյուրը Արեգակի ուլտրամանուշակագույն և ռենտգենյան ճառագայթումն է, որը տեղի է ունենում հիմնականում արեգակնային քրոմոսֆերայում և պսակում։ Բացի այդ, մթնոլորտի վերին իոնացման աստիճանի վրա ազդում են արևային կորպուսկուլյար հոսքերը, որոնք առաջանում են արևային բռնկումների ժամանակ, ինչպես նաև տիեզերական ճառագայթները և երկնաքարային մասնիկները։
Իոնոսֆերային շերտեր
- սրանք մթնոլորտի այն տարածքներն են, որոնցում հասնում են ազատ էլեկտրոնների կոնցենտրացիայի առավելագույն արժեքները (այսինքն, դրանց թիվը մեկ միավորի ծավալով): Էլեկտրական լիցքավորված ազատ էլեկտրոնները և (ավելի քիչ՝ ավելի քիչ շարժական իոնները), որոնք առաջանում են մթնոլորտային գազերի ատոմների իոնացումից, որոնք փոխազդում են ռադիոալիքների (այսինքն՝ էլեկտրամագնիսական տատանումների) հետ, կարող են փոխել իրենց ուղղությունը՝ արտացոլելով կամ բեկելով դրանք և կլանել դրանց էներգիան։ . Արդյունքում հեռավոր ռադիոկայաններ ստանալիս կարող են առաջանալ տարբեր էֆեկտներ, օրինակ՝ ռադիոհաղորդակցության խամրում, հեռավոր կայանների լսելիության բարձրացում, հոսանքազրկումներև այլն: երեւույթներ.
Հետազոտության մեթոդներ.
Երկրից իոնոսֆերայի ուսումնասիրության դասական մեթոդները վերածվում են իմպուլսային հնչողության՝ ուղարկելով ռադիո իմպուլսներ և դիտելով դրանց արտացոլումները իոնոլորտի տարբեր շերտերից՝ չափելով ուշացման ժամանակը և ուսումնասիրելով արտացոլված ազդանշանների ինտենսիվությունն ու ձևը: Չափելով տարբեր հաճախականություններում ռադիոիմպուլսների արտացոլման բարձրությունները, որոշելով տարբեր շրջանների կրիտիկական հաճախականությունները (ռադիո իմպուլսի կրիչի հաճախականությունը կոչվում է կրիտիկական, որի համար իոնոլորտի տվյալ շրջանը դառնում է թափանցիկ), կարելի է որոշել. շերտերում էլեկտրոնի կոնցենտրացիայի արժեքը և տվյալ հաճախականությունների արդյունավետ բարձրությունները և ընտրել տվյալ ռադիոուղիների օպտիմալ հաճախականությունները։ Հրթիռային տեխնոլոգիայի զարգացմամբ և արհեստական երկրային արբանյակների (AES) և այլ տիեզերանավերի տիեզերական դարաշրջանի գալուստով հնարավոր դարձավ ուղղակիորեն չափել մերձերկրյա տիեզերական պլազմայի պարամետրերը, որի ստորին հատվածը իոնոսֆերան է:
Էլեկտրոնների կոնցենտրացիայի չափումները, որոնք կատարվել են հատուկ արձակված հրթիռների տախտակից և արբանյակային թռիչքի երթուղիների երկայնքով, հաստատել և կատարելագործել են նախկինում ցամաքային մեթոդներով ձեռք բերված տվյալները իոնոլորտի կառուցվածքի, էլեկտրոնի կոնցենտրացիայի բաշխման բարձրության վրա: Երկրի տարբեր շրջանները և հնարավորություն տվեցին ստանալ էլեկտրոնի կոնցենտրացիայի արժեքները հիմնական առավելագույնից՝ շերտից Ֆ... Նախկինում դա անհնար էր անել ձայնային մեթոդներով, որոնք հիմնված էին արտացոլված կարճ ալիքի ռադիոզարկերի դիտարկումների վրա: Պարզվել է, որ երկրագնդի որոշ շրջաններում կան բավականին կայուն շրջաններ՝ ցածր էլեկտրոնի կոնցենտրացիայով, կանոնավոր «իոնոլորտային քամիներ», իոնոսֆերայում առաջանում են յուրահատուկ ալիքային պրոցեսներ, որոնք իրենց գրգռման վայրից հազարավոր կիլոմետրեր հեռու տանում են իոնոլորտի տեղային խանգարումներ։ , և շատ ավելին: Հատկապես բարձր զգայուն ընդունիչների ստեղծումը հնարավորություն է տվել ստանալ իմպուլսային ազդանշաններ, որոնք մասամբ արտացոլված են իոնոլորտի ամենացածր շրջաններից (մասնակի արտացոլման կայաններ), իոնոլորտի իմպուլսային հնչեղության կայաններում։ Հզոր իմպուլսային կայանքների օգտագործումը մետրի և դեցիմետրի ալիքների երկարություններում ալեհավաքների օգտագործմամբ, որոնք թույլ են տալիս ճառագայթվող էներգիայի բարձր կոնցենտրացիան, հնարավորություն տվեց դիտարկել իոնոսֆերայի կողմից ցրված ազդանշանները տարբեր բարձրությունների վրա: Այս ազդանշանների սպեկտրների առանձնահատկությունների ուսումնասիրությունը, որոնք համահունչ կերպով ցրված չեն իոնոսֆերային պլազմայի էլեկտրոններով և իոններով (դրա համար օգտագործվել են ռադիոալիքների անհամապատասխան ցրման կայաններ) հնարավորություն է տվել որոշել էլեկտրոնների և իոնների կոնցենտրացիան, դրանց համարժեք ջերմաստիճան տարբեր բարձրությունների վրա մինչև մի քանի հազար կիլոմետր բարձրություն: Պարզվեց, որ իոնոսֆերան բավականին թափանցիկ է օգտագործվող հաճախականությունների համար։
Էլեկտրական լիցքերի կոնցենտրացիան (էլեկտրոնի կոնցենտրացիան հավասար է իոնայինին) Երկրի իոնոլորտում 300 կմ բարձրության վրա օրվա ընթացքում կազմում է մոտ 10 6 սմ–3։ Այս խտության պլազման արտացոլում է 20 մ-ից ավելի երկարությամբ ռադիոալիքներ և փոխանցում ավելի կարճ:
Էլեկտրոնների կոնցենտրացիայի տիպիկ ուղղահայաց բաշխումը իոնոլորտում ցերեկային և գիշերային պայմանների համար:
Ռադիոալիքների տարածումը իոնոլորտում.
Հեռավոր հեռարձակման կայանների կայուն ընդունումը կախված է օգտագործվող հաճախականություններից, ինչպես նաև օրվա ժամից, սեզոնից և, բացի այդ, արևային ակտիվությունից: Արեգակնային ակտիվությունը զգալիորեն ազդում է իոնոլորտի վիճակի վրա։ Ռադիոալիքները, որոնք արձակվում են վերգետնյա կայանի կողմից, տարածվում են ուղիղ գծով, ինչպես բոլոր տեսակի էլեկտրամագնիսական ալիքները: Այնուամենայնիվ, պետք է հաշվի առնել, որ ինչպես Երկրի մակերեսը, այնպես էլ նրա մթնոլորտի իոնացված շերտերը ծառայում են որպես հսկայական կոնդենսատորի թիթեղներ, որոնք գործում են նրանց վրա, ինչպես հայելիները լույսի վրա: Անդրադառնալով դրանցից՝ ռադիոալիքները կարող են ճանապարհորդել հազարավոր կիլոմետրեր՝ կռանալով երկրագնդի շուրջ հարյուրավոր և հազարավոր կիլոմետրերի հսկայական թռիչքներով՝ հերթափոխով արտացոլվելով իոնացված գազի շերտից և Երկրի կամ ջրի մակերևույթից:
1920-ականներին ենթադրվում էր, որ 200 մ-ից ավելի կարճ ռադիոալիքները, ընդհանուր առմամբ, հարմար չեն հեռահար հաղորդակցությունների համար՝ ուժեղ կլանման պատճառով: Եվրոպայի և Ամերիկայի միջև Ատլանտյան օվկիանոսի երկայնքով կարճ ալիքների հեռահար ընդունման առաջին փորձերն իրականացվել են անգլիացի ֆիզիկոս Օլիվեր Հևիսայդի և ամերիկացի էլեկտրիկ ինժեներ Արթուր Քենելլիի կողմից: Անկախ միմյանցից նրանք ենթադրում էին, որ Երկրի շուրջ ինչ-որ տեղ կա մթնոլորտի իոնացված շերտ, որն ընդունակ է արտացոլել ռադիոալիքները։ Այն կոչվում էր Հևիսայդի շերտ՝ Քենելի, իսկ հետո՝ իոնոսֆերա։
Ժամանակակից հասկացությունների համաձայն, իոնոսֆերան բաղկացած է բացասաբար լիցքավորված ազատ էլեկտրոններից և դրական լիցքավորված իոններից, հիմնականում մոլեկուլային թթվածնից O + և ազոտի օքսիդից NO +: Իոնները և էլեկտրոնները ձևավորվում են մոլեկուլների տարանջատման և արևի ռենտգենյան և ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման միջոցով չեզոք գազի ատոմների իոնացման արդյունքում։ Ատոմը իոնացնելու համար անհրաժեշտ է նրան տեղեկացնել իոնացման էներգիայի մասին, որի հիմնական աղբյուրը իոնոլորտի համար Արեգակի ուլտրամանուշակագույն, ռենտգենյան և կորպուսուլյար ճառագայթումն է։
Մինչ Երկրի գազային թաղանթը լուսավորվում է Արեգակի կողմից, դրանում շարունակաբար ձևավորվում են ավելի ու ավելի շատ էլեկտրոններ, բայց միևնույն ժամանակ էլեկտրոնների մի մասը, բախվելով իոնների հետ, վերամիավորվում է՝ կրկին ձևավորելով չեզոք մասնիկներ: Արևի մայր մտնելուց հետո նոր էլեկտրոնների ձևավորումը գրեթե դադարում է, իսկ ազատ էլեկտրոնների թիվը սկսում է նվազել։ Որքան շատ ազատ էլեկտրոններ իոնոսֆերայում, այնքան ավելի լավ են արտացոլվում ալիքները դրանից: բարձր հաճախություն... Էլեկտրոնների կոնցենտրացիայի նվազմամբ ռադիոալիքների փոխանցումը հնարավոր է միայն ցածր հաճախականության տիրույթներում։ Այդ իսկ պատճառով գիշերային ժամերին, որպես կանոն, հնարավոր է հեռավոր կայաններ ընդունել միայն 75, 49, 41 և 31 մ միջակայքերում, էլեկտրոնները իոնոլորտում անհավասարաչափ են բաշխված։ 50-ից 400 կմ բարձրության վրա կան էլեկտրոնների կոնցենտրացիայի ավելացված մի քանի շերտեր կամ շրջաններ: Այս տարածքները սահուն անցնում են մեկը մյուսի մեջ և տարբեր ձևերով ազդում HF ռադիոալիքների տարածման վրա: Իոնոսֆերայի վերին շերտը նշվում է տառով Ֆ... Այստեղ իոնացման աստիճանն ամենաբարձրն է (լիցքավորված մասնիկների բաժինը 10–4 կարգի է)։ Այն գտնվում է Երկրի մակերևույթից ավելի քան 150 կմ բարձրության վրա և խաղում է հիմնական ռեֆլեկտիվ դերը բարձր հաճախականության HF տիրույթների ռադիոալիքների հեռահար տարածման գործում։ Ամռան ամիսներին F շրջանը բաժանվում է երկու շերտի. Ֆ 1 և Ֆ 2. F1 շերտը կարող է զբաղեցնել 200-ից 250 կմ բարձրություններ, իսկ շերտը Ֆ 2-ը, այսպես ասած, «լողում է» 300–400 կմ բարձրության վրա։ Սովորաբար շերտ Ֆ 2-ը իոնացված է շերտից շատ ավելի ուժեղ Ֆ 1 . Գիշերային շերտ Ֆ 1 անհետանում է եւ շերտը Ֆ 2-ը մնում է՝ դանդաղորեն կորցնելով իր իոնացման աստիճանի մինչև 60%-ը։ F շերտից ներքեւ՝ 90-ից 150 կմ բարձրությունների վրա, շերտ է Ե, որի իոնացումը տեղի է ունենում Արեգակից եկող փափուկ ռենտգեն ճառագայթման ազդեցությամբ։ E շերտի իոնացման աստիճանը ցածր է շերտից Ֆ, օրվա ընթացքում ցածր հաճախականությամբ HF տիրույթների 31 և 25 մ կայանների ընդունումը տեղի է ունենում, երբ ազդանշանները արտացոլվում են շերտից. Ե... Սովորաբար դրանք 1000-1500 կմ հեռավորության վրա գտնվող կայաններ են։ Գիշերը շերտով Եիոնացումը կտրուկ նվազում է, բայց նույնիսկ այս պահին այն շարունակում է նկատելի դեր խաղալ 41, 49 և 75 մ տիրույթներում գտնվող կայաններից ազդանշանների ընդունման գործում:
Տարածաշրջանում մեծ հետաքրքրություն է առաջանում բարձր հաճախականության HF տիրույթների 16, 13 և 11 մ ազդանշանների ընդունման համար: ԵԽիստ աճող իոնացման միջաշերտեր (ամպեր): Այս ամպերի տարածքը կարող է տատանվել մի քանիից մինչև հարյուր քառակուսի կիլոմետր: Ավելացած իոնացման այս շերտը կոչվում է սպորադիկ շերտ Եև նշվում է Էս... Es ամպերը կարող են շարժվել իոնոլորտում քամու ազդեցության տակ և զարգացնել մինչև 250 կմ/ժ արագություն։ Ամռանը, միջին լայնություններում, ցերեկային ժամերին, Էս ամպերի պատճառով ռադիոալիքների ծագումը ամսական 15–20 օր է։ Հասարակածային շրջանում այն գրեթե միշտ առկա է, իսկ բարձր լայնություններում սովորաբար հայտնվում է գիշերը։ Երբեմն արեգակնային ցածր ակտիվության տարիներին, երբ բարձր հաճախականության HF տիրույթներում փոխանցում չկա, 16, 13 և 11 մ տիրույթներում, հեռավոր կայանները հանկարծ հայտնվում են լավ բարձրաձայն, որոնց ազդանշանները բազմիցս արտացոլվում են Es-ից։
Իոնոսֆերայի ամենացածր շրջանը տարածաշրջանն է Դգտնվում է 50-ից 90 կմ բարձրությունների վրա: Այստեղ համեմատաբար քիչ ազատ էլեկտրոններ կան։ Տարածքից Դերկար և միջին ալիքները լավ արտացոլված են, և ցածր հաճախականությամբ HF կայաններից ազդանշանները խիստ կլանված են: Մայրամուտից հետո իոնացումը շատ արագ անհետանում է և հնարավոր է դառնում ստանալ հեռավոր կայաններ 41, 49 և 75 մ միջակայքերում, որոնց ազդանշաններն արտացոլվում են շերտերից։ Ֆ 2 և Ե... Իոնոսֆերայի առանձին շերտերը կարևոր դեր են խաղում HF ռադիոկայանի ազդանշանների տարածման գործում։ Ռադիոալիքների վրա ազդեցությունը հիմնականում պայմանավորված է իոնոլորտում ազատ էլեկտրոնների առկայությամբ, չնայած ռադիոալիքների տարածման մեխանիզմը կապված է մեծ իոնների առկայության հետ։ Վերջիններս հետաքրքրված են նաև մթնոլորտի քիմիական հատկությունների ուսումնասիրությամբ, քանի որ դրանք ավելի ակտիվ են, քան չեզոք ատոմները և մոլեկուլները։ Իոնոսֆերայում տեղի ունեցող քիմիական ռեակցիաները կարևոր դեր են խաղում նրա էներգետիկ և էլեկտրական հավասարակշռության մեջ։
Նորմալ իոնոսֆերա. Երկրաֆիզիկական հրթիռների և արբանյակների օգնությամբ իրականացված դիտարկումները բազմաթիվ նոր տեղեկություններ են տվել, որոնք ցույց են տալիս, որ մթնոլորտի իոնացումը տեղի է ունենում լայն սպեկտրի արևային ճառագայթման ազդեցության տակ: Նրա հիմնական մասը (ավելի քան 90%) կենտրոնացած է սպեկտրի տեսանելի մասում։ Ավելի կարճ ալիքի երկարությամբ և ավելի մեծ էներգիայով ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը, քան մանուշակագույն ճառագայթները, արտանետվում է ջրածնի կողմից Արեգակի մթնոլորտի ներքին մասից (քրոմոսֆերա), մինչդեռ ռենտգենյան ճառագայթները, որոնք ունեն նույնիսկ ավելի մեծ էներգիա, արտանետվում են արտաքին թաղանթի գազերից: արև (պսակ):
Իոնոսֆերայի նորմալ (միջին) վիճակը պայմանավորված է մշտական հզոր ճառագայթմամբ։ Սովորական իոնոսֆերայում կանոնավոր փոփոխություններ են տեղի ունենում Երկրի ցերեկային պտույտի և կեսօրվա արևի լույսի անկման անկյան սեզոնային տարբերությունների ազդեցության տակ, սակայն տեղի են ունենում նաև իոնոլորտի վիճակի անկանխատեսելի և կտրուկ փոփոխություններ:
Իոնոսֆերայի խանգարումներ.
Ինչպես գիտեք, Արեգակի վրա հայտնվում են ակտիվության հզոր ցիկլային կրկնվող դրսևորումներ, որոնք առավելագույնի են հասնում 11 տարին մեկ։ Միջազգային երկրաֆիզիկական տարվա (IGY) ծրագրով իրականացված դիտարկումները համընկել են արեգակնային ամենաբարձր ակտիվության ժամանակաշրջանի հետ համակարգված օդերևութաբանական դիտարկումների ողջ ժամանակահատվածում, այսինքն. 18-րդ դարի սկզբից։ Բարձր ակտիվության ժամանակաշրջաններում Արեգակի վրա որոշ շրջանների պայծառությունն ավելանում է մի քանի անգամ, իսկ ուլտրամանուշակագույն և ռենտգեն ճառագայթման հզորությունը կտրուկ մեծանում է։ Նման երեւույթները կոչվում են արեգակնային բռնկումներ։ Դրանք տևում են մի քանի րոպեից մինչև մեկից երկու ժամ: Պոռթկումների ժամանակ արեգակնային պլազման (հիմնականում պրոտոններ և էլեկտրոններ) ժայթքում է, և տարրական մասնիկները շտապում են տիեզերք։ Նման բռնկումների պահերին Արեգակի էլեկտրամագնիսական և կորպուսկուլյար ճառագայթումը ուժեղ ազդեցություն է ունենում Երկրի մթնոլորտի վրա։
Սկզբնական ռեակցիան նկատվում է բռնկումից 8 րոպե անց, երբ Երկիր է հասնում ինտենսիվ ուլտրամանուշակագույն և ռենտգեն ճառագայթումը։ Արդյունքում իոնացումը կտրուկ բարձրանում է. Ռենտգենյան ճառագայթները թափանցում են մթնոլորտ մինչև իոնոլորտի ստորին սահմանը. Այս շերտերում էլեկտրոնների թիվն այնքան է մեծանում, որ ռադիոազդանշանները գրեթե ամբողջությամբ կլանվում են («մարվում»)։ Ճառագայթման լրացուցիչ կլանումը հանգեցնում է գազի տաքացմանը, ինչը նպաստում է քամիների զարգացմանը: Իոնացված գազը էլեկտրական հաղորդիչ է, և երբ այն շարժվում է երկրի մագնիսական դաշտում, դրսևորվում է դինամոյի ազդեցությունը և առաջանում է էլեկտրական հոսանք։ Նման հոսանքները կարող են իրենց հերթին նկատելի խանգարումներ առաջացնել մագնիսական դաշտում և դրսևորվել մագնիսական փոթորիկների տեսքով։
Մթնոլորտի վերին կառուցվածքը և դինամիկան էապես որոշվում է թերմոդինամիկական իմաստով անհավասարակշռության գործընթացներով, որոնք կապված են արեգակնային ճառագայթման միջոցով իոնացման և տարանջատման, քիմիական գործընթացների, մոլեկուլների և ատոմների գրգռման, դրանց ապաակտիվացման, բախման և այլ տարրական գործընթացների հետ: Այս դեպքում անհավասարակշռության աստիճանը բարձրանում է բարձրության հետ, քանի որ խտությունը նվազում է: Մինչև 500–1000 կմ բարձրությունները և հաճախ նույնիսկ ավելի բարձր, մթնոլորտի վերին շատ բնութագրերի համար անհավասարակշռության աստիճանը բավական փոքր է, ինչը հնարավորություն է տալիս օգտագործել դասական և հիդրոմագնիսական հիդրոդինամիկան դրա նկարագրության համար՝ հաշվի առնելով քիմիական ռեակցիաները։
Էկզոսֆերան Երկրի մթնոլորտի արտաքին շերտն է, որը սկսվում է մի քանի հարյուր կիլոմետր բարձրությունից, որտեղից լույս, արագ շարժվող ջրածնի ատոմները կարող են փախչել տիեզերք։
Էդվարդ Կոնոնովիչ
Գրականություն:
Պուդովկին Մ.Ի. Արեգակնային ֆիզիկայի հիմունքներ... SPb, 2001 թ
Էրիս Չեյսոն, Սթիվ ՄաքՄիլան Աստղագիտությունն այսօր... Prentice-Hall, Inc. Վերին Սադլ գետ, 2002 թ
Նյութեր ինտերնետում՝ http://ciencia.nasa.gov/
Մետեորոիդ(մետեորիկ մարմին) - երկնային մարմին, միջմոլորակային փոշու և աստերոիդի միջև միջին չափի։
Այստեղ պետք է մի փոքր հասկանալ տերմինաբանությամբ։ Մեծ արագությամբ թռչելով Երկրի մթնոլորտ՝ շփման պատճառով այն ուժեղ տաքանում է և այրվում՝ վերածվելով լուսավոր երկնաքար, կամ մեքենա, որը կարելի է տեսնել որպես ընկած աստղ... Երկնաքարի տեսանելի հետքը, որը մտել է Երկրի մթնոլորտ, կոչվում է երկնաքարև երկնաքար, որն ընկել է Երկրի մակերեսին - երկնաքար.
Արեգակնային համակարգը լի է այս փոքր տիեզերական բեկորներով, որոնք կոչվում են մետեորոիդներ: Դրանք կարող են լինել գիսաստղերի փոշու մասնիկներ, մեծ քարեր կամ նույնիսկ կոտրված աստերոիդների բեկորներ։
Միջազգային երկնաքարային կազմակերպության (IMO) պաշտոնական սահմանման համաձայն. մետեորոիդպինդ օբյեկտ է, որը շարժվում է միջմոլորակային տարածության մեջ, զգալիորեն աստերոիդից փոքր, բայց ատոմից զգալիորեն մեծ... Բրիտանական թագավորական աստղագիտական ընկերությունը այլ ձևակերպում է առաջ քաշել, ըստ որի՝ երկնաքարը 100 միկրոնից մինչև 10 մ տրամագծով մարմին է։
Օբյեկտ չէ, բայց երեւույթ, այսինքն. երկնաքարի փայլուն հետք. Անկախ նրանից՝ այն մթնոլորտից դուրս է թռչում հետ տիեզերք, այրվում է մթնոլորտում, թե ընկնում է Երկրի վրա որպես երկնաքար, այս երեւույթը կոչվում է երկնաքար։
Երկնաքարի տարբերակիչ բնութագրիչները, բացի զանգվածից և չափերից, են նրա արագությունը, բռնկման բարձրությունը, ուղու երկարությունը (տեսանելի ուղին), փայլի պայծառությունը և քիմիական բաղադրությունը (ազդում է այրման գույնի վրա):
Հաճախ երկնաքարերը խմբավորվում են երկնաքարային անձրեւներ- մեջ երևացող երկնաքարերի մշտական զանգվածներ որոշակի ժամանակտարիներ, երկնքի որոշակի կողմում: Հայտնի երկնաքարերն են՝ Լեոնիդներ, Քվադրանտիդներ և Պերսեիդներ։ Բոլոր մետեորային անձրևները առաջանում են գիսաստղերի կողմից՝ հալչող ոչնչացման արդյունքում, երբ նրանք անցնում են ներքին արեգակնային համակարգով:
Երկնաքարի հետքը սովորաբար անհետանում է վայրկյանների ընթացքում, սակայն երբեմն այն կարող է մնալ րոպեներով և քամու ազդեցության տակ շարժվել երկնաքարի տեսքի բարձրության վրա։ Երբեմն Երկիրը հատում է մետեորոիդների ուղեծրերը։ Այնուհետև անցնելով երկրագնդի մթնոլորտով և տաքանալով՝ նրանք բռնկվում են լույսի վառ շերտերով, որոնք կոչվում են երկնաքարեր կամ աստղեր։
Պարզ գիշերը մեկ ժամում կարելի է տեսնել մի քանի երկնաքար: Իսկ երբ Երկիրն անցնում է անցնող գիսաստղի թողած փոշու մասնիկների հոսքի միջով, ամեն ժամ կարելի է տեսնել տասնյակ երկնաքարեր։
Երբեմն հայտնաբերվում են երկնաքարերի կտորներ, որոնք գոյատևել են մթնոլորտի միջով որպես երկնաքար անցնելուց հետո և ածխացած ժայռերի տեսքով գետնին ընկած։ Նրանք սովորաբար մուգ գույնի են և շատ ծանր: Երբեմն դրանք ժանգոտ են թվում: Պատահում է, որ երկնաքարերը ճեղքում են տների տանիքները կամ ընկնում տան մոտ։ Բայց երկնաքարի հարվածի վտանգը մարդու համար աննշան է։ Միակ փաստագրված դեպքը, երբ երկնաքարը հարվածեց մարդուն, տեղի է ունեցել 1954 թվականի նոյեմբերի 30-ին Ալաբամա նահանգում։ Մոտ 4 կգ կշռող երկնաքարը ծակել է տան տանիքը և ռիկոշետել Աննա Էլիզաբեթ Հոջեսի ձեռքին և ազդրին։ Կինը կապտուկներ է ստացել.
Բացի երկնաքարերի ուսումնասիրության տեսողական և լուսանկարչական մեթոդներից վերջին ժամանակներըմշակել է էլեկտրոնաօպտիկական, սպեկտրոմետրիկ և հատկապես ռադարային՝ հիմնվելով երկնաքարի հետքի ռադիոալիքները ցրելու հատկության վրա։ Ռադիո երկնաքարի հնչյունավորումը և երկնաքարերի հետագծերի շարժման ուսումնասիրությունը կարևոր տեղեկություններ են տալիս մոտ 100 կմ բարձրությունների վրա մթնոլորտի վիճակի և դինամիկայի մասին։ Հնարավոր է ստեղծել երկնաքարային ռադիոկապի ուղիներ։
Տիեզերական ծագման մարմին, որն ընկել է մեծ երկնային օբյեկտի մակերեսին։
Հայտնաբերված երկնաքարերի մեծ մասը կշռում է մի քանի գրամից մինչև մի քանի կիլոգրամ: Հայտնաբերված ամենամեծ երկնաքարը. Գոբա(քաշը մոտ 60 տոննա): Ենթադրվում է, որ օրական Երկիր է ընկնում 5-6 տոննա երկնաքար, կամ տարեկան 2 հազար տոննա։
Վ Ռուսական ակադեմիաԳիտություններն այժմ ունի հատուկ հանձնաժողով, որը ղեկավարում է երկնաքարերի հավաքումը, ուսումնասիրությունը և պահպանումը: Կոմիտեն ունի երկնաքարերի մեծ հավաքածու։
Մեծ երկնաքարի անկման վայրում, խառնարան(աստրոբլեմա): Աշխարհի ամենահայտնի խառնարաններից մեկը. Արիզոնա... Ենթադրվում է, որ երկնաքարի ամենամեծ խառնարանը Երկրի վրա է Wilkes Land խառնարան Անտարկտիդայում(տրամագիծը մոտ 500 կմ):
Ինչպես է դա տեղի ունենում
Երկնաքարը Երկրի մթնոլորտ է մտնում 11-ից 72 կմ/վ արագությամբ։ Այս արագությամբ այն սկսում է տաքանալ և փայլել: Հաշվին աբլացիա(Երևանային մարմնի նյութի այրումը և փչելը մասնիկների հաջորդող հոսքի միջոցով) մակերեսին հասած մարմնի զանգվածը կարող է լինել ավելի քիչ, իսկ որոշ դեպքերում՝ շատ ավելի քիչ, քան նրա զանգվածը մթնոլորտ մուտքի մոտ: Օրինակ, փոքր մարմինը, որը մտել է Երկրի մթնոլորտ 25 կմ/վ կամ ավելի արագությամբ, այրվում է գրեթե առանց մնացորդի: Մթնոլորտ մուտք գործելու նման արագության դեպքում սկզբնական զանգվածի տասնյակ և հարյուրավոր տոննաներից մակերես է հասնում միայն մի քանի կիլոգրամ կամ նույնիսկ գրամ նյութ: Մթնոլորտում երկնաքարի մարմնի այրման հետքերը կարելի է գտնել նրա անկման գրեթե ողջ հետագծի ընթացքում:
Եթե մետեորային մարմինը չի այրվել մթնոլորտում, ապա դանդաղեցնելով այն կորցնում է արագության իր հորիզոնական բաղադրիչը: Սա հանգեցնում է անկման հետագծի փոփոխության: Դանդաղման ընթացքում երկնաքարի փայլը ընկնում է, այն սառչում է (հաճախ նշվում է, որ երկնաքարը տաք է եղել, ոչ թե տաք, երբ ընկել է):
Բացի այդ, երկնաքարի մարմնի բեկորների քայքայումը կարող է տեղի ունենալ, ինչը հանգեցնում է երկնաքարի անձրեւի:
Ռուսաստանում խոշոր երկնաքարեր են հայտնաբերվել
Տունգուսկա երկնաքար(վրա այս պահինՏունգուսկա երևույթի երկնաքարային ծագումը պարզ չէ): Ընկել է 1908 թվականի հունիսի 30-ին Սիբիրի Պոդկամեննայա Տունգուսկա գետի ավազանում։ Ընդհանուր էներգիան գնահատվում է 40-50 մեգատոն տրոտիլ համարժեքով։
Ցարևսկու երկնաքար(մետեոր Անձրև): Այն ընկել է 1922 թվականի դեկտեմբերի 6-ին Վոլգոգրադի մարզի Ցարև գյուղի մոտ։ Սա քարե երկնաքար է։ Հավաքված բեկորների ընդհանուր զանգվածը կազմում է 1,6 տոննա՝ մոտ 15 քմ տարածքի վրա։ կմ. Ամենամեծ ընկած բեկորի քաշը կազմել է 284 կգ։
Սիխոտե-Ալին երկնաքար(բեկորների ընդհանուր զանգվածը 30 տոննա է, էներգիան գնահատվում է 20 կիլոտոննա)։ Դա երկաթե երկնաքար էր։ Ընկել է Ուսուրի տայգայում 1947 թվականի փետրվարի 12-ին։
Vitim bolide... Այն ընկել է Իրկուտսկի մարզի Մամսկո-Չույսկի շրջանի Մամա և Վիտիմսկի գյուղերի տարածքում 2002 թվականի սեպտեմբերի 24-ի լույս 25-ի գիշերը: Նախնական զանգվածը (մինչև մթնոլորտում այրումը) 160 տոննա է, իսկ վերջնականը: բեկորների զանգվածը մի քանի հարյուր կիլոգրամի է։
Չնայած երկնաքարերը հաճախ են ընկնում Երկիր մոլորակի վրա, երկնաքար գտնելը բավականին հազվադեպ երեւույթ է: Մետեորիտիկայի լաբորատորիան հայտնում է.«Ընդհանուր առմամբ 250 տարվա ընթացքում Ռուսաստանի Դաշնության տարածքում հայտնաբերվել է ընդամենը 125 երկնաքար։
