Žemės atmosferos lygiai. ribinis atmosferos sluoksnis. Nuolatiniai auroraliniai raudoni lankai

Žemės atmosfera yra dujinis mūsų planetos apvalkalas. Jo apatinė riba eina lygiu Žemės pluta ir hidrosfera, o viršutinė pereina į Žemės artimą kosmoso sritį. Atmosferoje yra apie 78% azoto, 20% deguonies, iki 1% argono, anglies dioksido, vandenilio, helio, neono ir kai kurių kitų dujų.

Tai žemiškas apvalkalas būdingas ryškus sluoksniavimasis. Atmosferos sluoksnius lemia vertikalus temperatūros pasiskirstymas ir skirtingas dujų tankis skirtinguose jos lygiuose. Yra tokie Žemės atmosferos sluoksniai: troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera, egzosfera. Atskirai išskiriama jonosfera.

Iki 80% visos atmosferos masės sudaro troposfera – apatinis paviršinis atmosferos sluoksnis. Troposfera poliarinėse juostose yra iki 8-10 km aukštyje žemės paviršiaus, atogrąžų zonoje – iki daugiausiai 16-18 km. Tarp troposferos ir viršutinės stratosferos yra tropopauzė – pereinamasis sluoksnis. Troposferoje temperatūra mažėja didėjant aukščiui, o atmosferos slėgis mažėja didėjant aukščiui. Vidutinis temperatūros gradientas troposferoje yra 0,6°C 100 m. skirtingi lygiaiŠio apvalkalo dydį lemia saulės spinduliuotės sugerties charakteristikos ir konvekcijos efektyvumas. Beveik visa žmogaus veikla vyksta troposferoje. Dauguma aukšti kalnai neperžengti troposferos ribų, tik oro transportas gali kirsti viršutinę šio apvalkalo ribą iki nedidelio aukščio ir būti stratosferoje. Didelė dalis vandens garų yra troposferoje, o tai lemia beveik visų debesų susidarymą. Taip pat beveik visi žemės paviršiuje susidarantys aerozoliai (dulkės, dūmai ir kt.) yra susitelkę troposferoje. Ribiniame apatiniame troposferos sluoksnyje išreiškiami paros temperatūros ir oro drėgmės svyravimai, vėjo greitis dažniausiai sumažėja (didėja didėjant aukščiui). Troposferoje yra kintamas oro stulpelio padalijimas į oro mases horizontalia kryptimi, kurios skiriasi daugybe savybių, priklausomai nuo zonos ir jų susidarymo srities. Atmosferos frontuose – ribose tarp oro masių – susidaro ciklonai ir anticiklonai, kurie tam tikram laikui nulemia orus tam tikroje vietovėje.

Stratosfera yra atmosferos sluoksnis tarp troposferos ir mezosferos. Šio sluoksnio ribos svyruoja nuo 8-16 km iki 50-55 km virš Žemės paviršiaus. Stratosferoje oro dujų sudėtis yra maždaug tokia pati kaip troposferoje. Išskirtinis bruožas– vandens garų koncentracijos sumažėjimas ir ozono kiekio padidėjimas. Atmosferos ozono sluoksnis, apsaugantis biosferą nuo agresyvaus ultravioletinių spindulių poveikio, yra 20–30 km aukštyje. Stratosferoje temperatūra kyla didėjant aukščiui ir temperatūros vertė lemia saulės spinduliuotė, o ne konvekcija (oro masių judėjimas), kaip troposferoje. Oro šildymas stratosferoje atsiranda dėl ultravioletinių spindulių sugerties ozonu.

Mezosfera tęsiasi virš stratosferos iki 80 km aukščio. Šiam atmosferos sluoksniui būdinga tai, kad kylant aukščiui temperatūra nukrenta nuo 0 ° C iki - 90 ° C. Tai šalčiausias atmosferos regionas.

Virš mezosferos yra termosfera iki 500 km aukščio. Nuo sienos su mezosfera iki egzosferos temperatūra svyruoja nuo maždaug 200 K iki 2000 K. Iki 500 km lygio oro tankis sumažėja kelis šimtus tūkstančių kartų. Santykinė termosferos atmosferos komponentų sudėtis yra panaši į paviršinį troposferos sluoksnį, bet didėjant aukščiui didelis kiekis deguonis pereina į atominę būseną. Tam tikra termosferos molekulių ir atomų dalis yra jonizuotos būsenos ir pasiskirstę keliais sluoksniais, juos vienija jonosferos samprata. Termosferos charakteristikos skiriasi plačiame diapazone, priklausomai nuo geografinė platuma, kiekiai saulės radiacija, metų ir dienos laikas.

Viršutinis atmosferos sluoksnis yra egzosfera. Tai yra ploniausias atmosferos sluoksnis. Egzosferoje vidutiniai laisvi dalelių keliai yra tokie dideli, kad dalelės gali laisvai ištrūkti į tarpplanetinę erdvę. Egzosferos masė yra viena dešimt milijonų visos atmosferos masės. Apatinė egzosferos riba yra 450-800 km lygis, o viršutinė yra sritis, kurioje dalelių koncentracija yra tokia pati kaip ir kosmose – keli tūkstančiai kilometrų nuo Žemės paviršiaus. Egzosfera sudaryta iš plazmos, jonizuotų dujų. Taip pat egzosferoje yra mūsų planetos radiacijos juostos.

Vaizdo pristatymas – Žemės atmosferos sluoksniai:

Susijęs turinys:

Dujinis apvalkalas, supantis mūsų planetą Žemę, žinomas kaip atmosfera, susideda iš penkių pagrindinių sluoksnių. Šie sluoksniai atsiranda planetos paviršiuje, nuo jūros lygio (kartais žemiau) ir kyla į kosmosą tokia seka:

• Troposfera;
• Stratosfera;
• mezosfera;
• Termosfera;
• Egzosfera.

Pagrindinių Žemės atmosferos sluoksnių diagrama

Tarp kiekvieno iš šių penkių pagrindinių sluoksnių yra pereinamosios zonos, vadinamos „pauzėmis“, kuriose keičiasi oro temperatūra, sudėtis ir tankis. Kartu su pauzėmis Žemės atmosferą sudaro 9 sluoksniai.

Troposfera: kur vyksta orai

Iš visų atmosferos sluoksnių troposfera yra ta, su kuria esame labiausiai pažįstami (nesvarbu, ar jūs tai suprantate, ar ne), nes gyvename jos apačioje – planetos paviršiuje. Jis apgaubia Žemės paviršių ir tęsiasi į viršų kelis kilometrus. Žodis troposfera reiškia „rutulio pasikeitimas“. Labai tinkamas pavadinimas, nes šis sluoksnis yra mūsų kasdienių orų vieta.

Pradedant nuo planetos paviršiaus, troposfera pakyla į 6–20 km aukštį. Apatiniame arčiausiai mūsų esančio sluoksnio trečdalyje visų yra 50 proc atmosferos dujos. Tai vienintelė visos atmosferos sudėties dalis, kuri kvėpuoja. Dėl to, kad orą iš apačios kaitina Žemės paviršius, sugeriantis Saulės šiluminę energiją, didėjant aukščiui troposferos temperatūra ir slėgis mažėja.

Viršuje yra plonas sluoksnis, vadinamas tropopauze, kuris yra tik buferis tarp troposferos ir stratosferos.

Stratosfera: ozono namai

Stratosfera yra kitas atmosferos sluoksnis. Jis tęsiasi nuo 6-20 km iki 50 km virš žemės paviršiaus. Tai yra sluoksnis, kuriuo skrenda dauguma komercinių lėktuvų ir keliauja oro balionai.

Čia oras neteka aukštyn ir žemyn, o juda lygiagrečiai paviršiui labai greitomis oro srovėmis. Temperatūra kyla kylant aukštyn dėl gausybės natūraliai susidarančio ozono (O3), šalutinio saulės spinduliuotės produkto, ir deguonies, gebančio sugerti žalingus saulės ultravioletinius spindulius (bet koks temperatūros kilimas atsižvelgiant į aukštį yra žinomas meteorologija kaip „inversija“) .

Kadangi stratosferos apačioje yra šiltesnė temperatūra, o viršuje – vėsesnė, konvekcija (vertikalus oro masių judėjimas) šioje atmosferos dalyje yra reta. Tiesą sakant, troposferoje siaučiančią audrą galite pamatyti iš stratosferos, nes sluoksnis veikia kaip konvekcijos „dangtelis“, pro kurį neprasiskverbia audros debesys.

Po stratosferos vėl seka buferinis sluoksnis, šį kartą vadinamas stratopauze.

Mezosfera: vidurinė atmosfera

Mezosfera yra maždaug 50-80 km atstumu nuo Žemės paviršiaus. Viršutinė mezosfera yra šalčiausia natūrali vietaŽemėje, kur temperatūra gali nukristi žemiau -143°C.

Termosfera: viršutinė atmosfera

Po mezosferos ir mezopauzės seka termosfera, esanti 80–700 km aukštyje virš planetos paviršiaus ir kurioje yra mažiau nei 0,01 % viso atmosferos apvalkalo oro. Temperatūra čia siekia iki + 2000 °C, tačiau dėl stipraus oro retėjimo ir šilumos perdavimo dujų molekulių trūkumo šios aukšta temperatūra suvokiamas kaip labai šaltas.

Egzosfera: atmosferos ir erdvės riba

Maždaug 700–10 000 km aukštyje virš žemės paviršiaus yra egzosfera – išorinis atmosferos kraštas, besiribojantis su erdve. Čia meteorologiniai palydovai sukasi aplink Žemę.

O kaip su jonosfera?

Jonosfera nėra atskiras sluoksnis, ir iš tikrųjų šis terminas vartojamas kalbant apie atmosferą, esančią 60–1000 km aukštyje. Ji apima aukščiausias mezosferos dalis, visą termosferą ir dalį egzosferos. Jonosfera gavo savo pavadinimą, nes šioje atmosferos dalyje Saulės spinduliuotė yra jonizuota, kai ji praeina pro Žemės magnetinius laukus ir . Šis reiškinys stebimas iš žemės kaip šiaurės pašvaistė.

Enciklopedinis „YouTube“.

1 / 5

✪ Žemė erdvėlaivis(14 serija) – Atmosfera

✪ Kodėl atmosfera nebuvo įtraukta į erdvės vakuumą?

✪ Erdvėlaivio „Sojuz TMA-8“ patekimas į Žemės atmosferą

✪ Atmosferos struktūra, reikšmė, tyrimas

✪ O. S. Ugolnikov "Aukštutinė atmosfera. Žemės ir kosmoso susitikimas"

Subtitrai

Atmosferos riba

Atmosfera laikoma ta sritis aplink Žemę, kurioje dujinė terpė sukasi kartu su visa Žeme. Atmosfera į tarpplanetinę erdvę pereina palaipsniui, egzosferoje, pradedant 500-1000 km aukštyje nuo Žemės paviršiaus.

Pagal Tarptautinės aviacijos federacijos siūlomą apibrėžimą, riba tarp atmosferos ir kosmoso brėžiama palei Karmanos liniją, esančią maždaug 100 km aukštyje, virš kurios oro skrydžiai tampa visiškai neįmanomi. NASA naudoja 122 kilometrų (400 000 pėdų) ženklą kaip atmosferos ribą, kur šaudyklės pereina nuo varymo manevravimo prie aerodinaminio manevravimo.

Fizinės savybės

Be lentelėje nurodytų dujų, atmosferoje yra Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, angliavandenilių, HCl, HBr, garų, I 2, Br 2 ir daug kitų dujos nedideliais kiekiais. Troposferoje nuolat yra daug skendinčių kietųjų ir skystųjų dalelių (aerozolio). Radonas (Rn) yra rečiausios dujos Žemės atmosferoje.

Atmosferos struktūra

ribinis atmosferos sluoksnis

Apatinis troposferos sluoksnis (1-2 km storio), kuriame Žemės paviršiaus būklė ir savybės tiesiogiai veikia atmosferos dinamiką.

Troposfera

Viršutinė jo riba yra 8-10 km aukštyje poliarinėse, 10-12 km vidutinio klimato ir 16-18 km atogrąžų platumose; mažesnė žiemą nei vasarą.
Apatiniame, pagrindiniame atmosferos sluoksnyje yra daugiau nei 80% visos atmosferos oro masės ir apie 90% visų atmosferoje esančių vandens garų. Troposferoje stipriai išsivysto turbulencija ir konvekcija, atsiranda debesys, vystosi ciklonai ir anticiklonai. Temperatūra mažėja didėjant aukščiui, o vidutinis vertikalus gradientas yra 0,65°/100 metrų.

tropopauzė

Pereinamasis sluoksnis iš troposferos į stratosferą, atmosferos sluoksnis, kuriame sustoja temperatūros mažėjimas didėjant aukščiui.

Stratosfera

Atmosferos sluoksnis, esantis 11–50 km aukštyje. Būdingas nedidelis temperatūros pokytis 11-25 km sluoksnyje (apatiniame stratosferos sluoksnyje) ir jo padidėjimas 25-40 km sluoksnyje nuo –56,5 iki +0,8 ° (viršutinė stratosfera arba inversijos sritis). Pasiekusi apie 273 K (beveik 0 °C) vertę maždaug 40 km aukštyje, temperatūra išlieka pastovi iki maždaug 55 km aukščio. Ši pastovios temperatūros sritis vadinama stratopauze ir yra riba tarp stratosferos ir mezosferos.

Stratopauzė

Atmosferos ribinis sluoksnis tarp stratosferos ir mezosferos. Vertikaliame temperatūros pasiskirstyme yra maksimumas (apie 0 °C).

Mezosfera

Termosfera

Viršutinė riba yra apie 800 km. Temperatūra pakyla iki 200–300 km aukščio, kur pasiekia 1500 K reikšmes, po to išlieka beveik pastovi iki didelio aukščio. Veikiant saulės spinduliuotei ir kosminei spinduliuotei, oras jonizuojasi („poliarinės šviesos“) – pagrindinės jonosferos sritys yra termosferos viduje. Virš 300 km aukštyje vyrauja atominis deguonis. Termosferos viršutinę ribą daugiausia lemia dabartinis Saulės aktyvumas. Mažo aktyvumo laikotarpiais – pavyzdžiui, 2008–2009 m. – pastebimas šio sluoksnio dydžio mažėjimas.

Termopauzė

Atmosferos sritis virš termosferos. Šiame regione saulės spinduliuotės sugertis yra nereikšminga, o temperatūra faktiškai nesikeičia didėjant aukščiui.

Egzosfera (sklaidanti sfera)

Iki 100 km aukščio atmosfera yra vienalytis, gerai susimaišęs dujų mišinys. Aukštesniuose sluoksniuose dujų pasiskirstymas aukštyje priklauso nuo jų molekulinių masių, sunkesnių dujų koncentracija mažėja greičiau tolstant nuo Žemės paviršiaus. Dėl sumažėjusio dujų tankio temperatūra nukrenta nuo 0 °C stratosferoje iki –110 °C mezosferoje. Tačiau atskirų dalelių kinetinė energija 200–250 km aukštyje atitinka ~150 °C temperatūrą. Virš 200 km pastebimi dideli temperatūros ir dujų tankio svyravimai laike ir erdvėje.

Maždaug 2000-3500 km aukštyje egzosfera palaipsniui pereina į vadinamąją. šalia kosminio vakuumo, kuris užpildytas retomis tarpplanetinių dujų dalelėmis, daugiausia vandenilio atomais. Tačiau šios dujos yra tik dalis tarpplanetinės materijos. Kitą dalį sudaro į dulkes panašios kometinės ir meteorinės kilmės dalelės. Be itin retų į dulkes panašių dalelių, į šią erdvę prasiskverbia saulės ir galaktikos kilmės elektromagnetinė ir korpuskulinė spinduliuotė.

Apžvalga

Troposfera sudaro apie 80 % atmosferos masės, stratosfera – apie 20 %; mezosferos masė yra ne didesnė kaip 0,3%, termosfera yra mažesnė nei 0,05% visos atmosferos masės.

Remiantis elektrinėmis savybėmis atmosferoje, jie išskiria neutrosfera ir jonosfera .

Priklausomai nuo dujų sudėties atmosferoje, jie išskiria homosfera ir heterosfera. heterosfera- tai sritis, kurioje gravitacija veikia dujų atsiskyrimą, nes jų maišymasis tokiame aukštyje yra nereikšmingas. Taigi seka kintama heterosferos sudėtis. Po juo slypi gerai sumaišyta, vienalytė atmosferos dalis, vadinama homosfera. Riba tarp šių sluoksnių vadinama turbopauze, ji yra apie 120 km aukštyje.

Kitos atmosferos savybės ir poveikis žmogaus organizmui

Jau 5 km aukštyje virš jūros lygio netreniruotam žmogui išsivysto deguonies badas, o be prisitaikymo žmogaus darbingumas gerokai sumažėja. Čia baigiasi fiziologinė atmosferos zona. Žmogaus kvėpavimas tampa neįmanomas 9 km aukštyje, nors maždaug iki 115 km atmosferoje yra deguonies.

Atmosfera aprūpina mus deguonimi, kurio reikia kvėpuoti. Tačiau dėl bendro atmosferos slėgio kritimo kylant į aukštį atitinkamai mažėja ir dalinis deguonies slėgis.

Atmosferos susidarymo istorija

Remiantis labiausiai paplitusia teorija, per visą savo istoriją Žemės atmosfera buvo trijų skirtingų kompozicijų. Iš pradžių jį sudarė lengvosios dujos (vandenilis ir helis), paimtos iš tarpplanetinės erdvės. Šis vadinamasis pirminė atmosfera. Kitame etape dėl aktyvios vulkaninės veiklos atmosfera buvo prisotinta kitomis dujomis nei vandenilis (anglies dioksidas, amoniakas, vandens garai). Štai taip antrinė atmosfera. Ši atmosfera buvo atkurianti. Be to, atmosferos formavimosi procesą lėmė šie veiksniai:

• lengvųjų dujų (vandenilio ir helio) nutekėjimas į tarpplanetinę erdvę;
• cheminės reakcijos, vykstančios atmosferoje, veikiant ultravioletinei spinduliuotei, žaibo iškrovoms ir kai kuriems kitiems veiksniams.

Palaipsniui šie veiksniai lėmė formavimąsi tretinė atmosfera, pasižymintis daug mažesniu vandenilio kiekiu ir daug didesniu azoto bei anglies dioksido kiekiu (susidaro dėl cheminės reakcijos iš amoniako ir angliavandenilių).

Azotas

Išsilavinimas didelis skaičius azotas N 2 susidaro dėl amoniako-vandenilio atmosferos oksidacijos molekuliniu deguonimi O 2, kuris pradėjo kilti iš planetos paviršiaus fotosintezės metu, pradedant nuo 3 milijardų metų. Azotas N 2 taip pat patenka į atmosferą dėl nitratų ir kitų azoto turinčių junginių denitrifikacijos. Azotą ozonas oksiduoja į NO viršutiniai sluoksniai atmosfera.

Azotas N 2 patenka į reakcijas tik tam tikromis sąlygomis (pavyzdžiui, žaibo išlydžio metu). Molekulinio azoto oksidacija ozonu elektros iškrovų metu pramoninėje gamyboje naudojama nedideliais kiekiais. azoto trąšos. Ją sunaudojant mažai energijos gali oksiduoti ir paversti biologiškai aktyvia forma melsvadumblių (melsvadumblių) ir mazginių bakterijų, kurios formuoja rizobinę simbiozę su ankštiniais augalais, kurie gali būti veiksmingi žaliosios trąšos augalai, kurie ne ardo, o praturtina dirvą. su natūraliomis trąšomis.

Deguonis

Atmosferos sudėtis pradėjo radikaliai keistis, kai Žemėje atsirado gyvi organizmai, dėl fotosintezės, kurią lydėjo deguonies išsiskyrimas ir anglies dioksido absorbcija. Iš pradžių deguonis buvo naudojamas redukuotų junginių – amoniako, angliavandenilių, geležies geležies, esančios vandenynuose, oksidacijai ir kt. Šio etapo pabaigoje deguonies kiekis atmosferoje pradėjo augti. Palaipsniui susiformavo moderni atmosfera su oksidacinėmis savybėmis. Kadangi tai sukėlė rimtų ir staigių pokyčių daugelyje atmosferoje, litosferoje ir biosferoje vykstančių procesų, šis įvykis buvo vadinamas deguonies katastrofa.

tauriųjų dujų

Oro tarša

V Pastaruoju metužmogus pradėjo daryti įtaką atmosferos raidai. rezultatas žmogaus veikla dėl ankstesnėse geologinėse epochose sukaupto angliavandenilio kuro degimo atmosferoje nuolat didėjo anglies dvideginio kiekis. Fotosintezės metu sunaudojamas didžiulis CO 2 kiekis, kurį sugeria pasaulio vandenynai. Šios dujos patenka į atmosferą dėl karbonato irimo akmenys ir augalinės bei gyvulinės kilmės organinių medžiagų, taip pat dėl ​​vulkanizmo ir gamybinę veiklą asmuo. Per pastaruosius 100 metų CO 2 kiekis atmosferoje padidėjo 10%, o didžioji dalis (360 mlrd. tonų) susidaro deginant kurą. Jei kuro degimo tempas ir toliau augs, per ateinančius 200–300 metų CO 2 kiekis atmosferoje padvigubės ir gali sukelti globalius klimato pokyčius.

Kuro deginimas yra pagrindinis teršiančių dujų (СО,, SO 2) šaltinis. Atmosferos deguonis sieros dioksidas oksiduojamas iki SO 3, o azoto oksidas - iki NO 2 viršutiniuose atmosferos sluoksniuose, kurie savo ruožtu sąveikauja su vandens garais, o susidaranti sieros rūgštis H 2 SO 4 ir azoto rūgštis HNO 3 patenka ant Žemės paviršiaus forma vadinamasis rūgštus lietus. Naudojimas

Visi, kurie skrido lėktuvu, yra pripratę prie tokios žinutės: „mūsų skrydis yra 10 000 m aukštyje, temperatūra už borto – 50 °C“. Atrodo, nieko ypatingo. Kuo toliau nuo Saulės šildomo Žemės paviršiaus, tuo šalčiau. Daugelis žmonių mano, kad temperatūros mažėjimas didėjant ūgiui vyksta nuolat ir palaipsniui temperatūra krenta, artėjant prie erdvės temperatūros. Beje, mokslininkai taip manė iki XIX amžiaus pabaigos.

Pažvelkime atidžiau į oro temperatūros pasiskirstymą Žemėje. Atmosfera yra padalinta į kelis sluoksnius, kurie pirmiausia atspindi temperatūros pokyčių pobūdį.

Apatinis atmosferos sluoksnis vadinamas troposfera, o tai reiškia "sukimosi sfera". Visi oro ir klimato pokyčiai yra pasekmė fiziniai procesai atsirandantys šiame sluoksnyje. Viršutinė šio sluoksnio riba yra ten, kur temperatūros mažėjimą su aukščiu pakeičia jos padidėjimas, maždaug 15-16 km aukštyje virš pusiaujo ir 7-8 km virš ašigalių. Kaip ir pati Žemė, atmosfera, veikiama mūsų planetos sukimosi, taip pat šiek tiek išsilygina virš ašigalių ir išsipučia virš pusiaujo. Tačiau šis poveikis atmosferoje yra daug stipresnis nei kietame Žemės apvalkale. Kryptimi nuo Žemės paviršiaus iki viršutinės troposferos ribos oro temperatūra mažėja. virš pusiaujo minimali temperatūra oras yra apie -62 ° C, o virš ašigalių - apie -45 ° C. Vidutinio klimato platumose daugiau nei 75% atmosferos masės yra troposferoje. Tropikuose apie 90% atmosferos masės yra troposferoje.

1899 metais vertikaliame temperatūros profilyje tam tikrame aukštyje buvo nustatytas minimumas, o vėliau temperatūra šiek tiek pakilo. Šio padidėjimo pradžia reiškia perėjimą į kitą atmosferos sluoksnį – į stratosfera, kuris reiškia "sluoksnio sfera". Terminas stratosfera reiškia ir atspindi ankstesnę idėją apie sluoksnio, esančio virš troposferos, unikalumą. Stratosfera tęsiasi iki maždaug 50 km aukščio virš žemės paviršiaus. Jo bruožas yra , ypač staigus oro temperatūros padidėjimas.Šis temperatūros padidėjimas paaiškinamas ozono susidarymo reakcija – viena iš pagrindinių atmosferoje vykstančių cheminių reakcijų.

Didžioji ozono dalis telkiasi maždaug 25 km aukštyje, tačiau apskritai ozono sluoksnis yra stipriai išilgai aukštyje ištemptas apvalkalas, apimantis beveik visą stratosferą. Deguonies sąveika su ultravioletiniais spinduliais yra vienas iš palankių procesų žemės atmosfera prisideda prie gyvybės Žemėje palaikymo. Šios energijos sugėrimas ozonu užkerta kelią per dideliam jos nutekėjimui į žemės paviršių, kur susidaro būtent toks energijos lygis, tinkamas egzistuoti. žemiškos formos gyvenimą. Ozonosfera sugeria dalį spinduliuotės energijos, einančios per atmosferą. Dėl to ozonosferoje nusistovi vertikalus oro temperatūros gradientas apie 0,62 °C 100 m, ty temperatūra didėja aukštyje iki viršutinės stratosferos ribos – stratopauzės (50 km), pasiekdama, pagal kai kurie duomenys, 0 °C.

50–80 km aukštyje yra atmosferos sluoksnis, vadinamas mezosfera. Žodis „mezosfera“ reiškia „tarpinė sfera“, čia oro temperatūra toliau mažėja didėjant aukščiui. Virš mezosferos, sluoksnyje, vadinamame termosfera, temperatūra vėl pakyla aukštyje iki maždaug 1000°C, o po to labai greitai nukrenta iki -96°C. Tačiau nenukrenta be galo, tada temperatūra vėl pakyla.

Termosfera yra pirmasis sluoksnis jonosfera. Skirtingai nuo anksčiau minėtų sluoksnių, jonosfera neišsiskiria temperatūra. Jonosfera yra elektrinio pobūdžio sritis, leidžianti užmegzti daugybę radijo ryšio tipų. Jonosfera yra padalinta į kelis sluoksnius, žymint juos raidėmis D, E, F1 ir F2. Šie sluoksniai taip pat turi specialius pavadinimus. Skirstymąsi į sluoksnius lemia kelios priežastys, tarp kurių svarbiausia yra nevienoda sluoksnių įtaka radijo bangų pralaidumui. Žemiausias sluoksnis D daugiausia sugeria radijo bangas ir taip neleidžia joms sklisti toliau. Geriausiai ištirtas E sluoksnis yra apie 100 km aukštyje virš žemės paviršiaus. Jis taip pat vadinamas Kennelly-Heaviside sluoksniu Amerikos ir Anglijos mokslininkų, kurie vienu metu ir nepriklausomai atrado jį, vardais. E sluoksnis, kaip milžiniškas veidrodis, atspindi radijo bangas. Šio sluoksnio dėka ilgos radijo bangos sklinda didesnius atstumus, nei būtų galima tikėtis sklidus tik tiesia linija, neatsispindėdamos nuo E sluoksnio.Panašių savybių turi ir F sluoksnis.Jis dar vadinamas Appleton sluoksniu. Kartu su Kennelly-Heaviside sluoksniu jis atspindi radijo bangas antžeminėms radijo stotims.Toks atspindys gali vykti įvairiais kampais. Appletono sluoksnis yra maždaug 240 km aukštyje.

Tolimiausias atmosferos regionas, antrasis jonosferos sluoksnis, dažnai vadinamas egzosfera. Šis terminas rodo kosmoso pakraščius šalia Žemės. Sunku tiksliai nustatyti, kur baigiasi atmosfera ir prasideda erdvė, nes atmosferos dujų tankis palaipsniui mažėja didėjant aukščiui, o pati atmosfera palaipsniui virsta beveik vakuumu, kuriame susitinka tik atskiros molekulės. Jau maždaug 320 km aukštyje atmosferos tankis toks mažas, kad molekulės gali nukeliauti daugiau nei 1 km nesusidurdamos viena su kita. Labiausiai išorinė dalis Atmosfera yra jos viršutinė riba, kuri yra nuo 480 iki 960 km aukštyje.

Daugiau informacijos apie procesus atmosferoje rasite svetainėje „Žemės klimatas“

Erdvė užpildyta energija. Energija užpildo erdvę netolygiai. Yra jo susikaupimo ir iškrovimo vietų. Tokiu būdu galite įvertinti tankį. Planeta yra sutvarkyta sistema, kurios didžiausias medžiagos tankis yra centre ir palaipsniui mažėja koncentracija link periferijos. Sąveikos jėgos nulemia materijos būseną, formą, kuria ji egzistuoja. Fizika apibūdina medžiagų agregacijos būseną: kietą, skystą, dujinį ir pan.

Atmosfera yra dujinė terpė, kuri supa planetą. Žemės atmosfera leidžia laisvai judėti ir prasiskverbia šviesai, sukuriant erdvę, kurioje klesti gyvybė.

Teritorija nuo žemės paviršiaus iki maždaug 16 kilometrų aukščio (mažiau nuo pusiaujo iki ašigalių, taip pat priklauso nuo sezono) vadinama troposfera. Troposfera yra sluoksnis, kuriame yra apie 80% atmosferoje esančio oro ir beveik visi vandens garai. Čia vyksta orą formuojantys procesai. Slėgis ir temperatūra mažėja didėjant aukščiui. Oro temperatūros mažėjimo priežastis – adiabatinis procesas, kai dujos plečiasi, jos atvėsta. Viršutinėje troposferos riboje vertės gali siekti -50, -60 laipsnių Celsijaus.

Toliau ateina Stratosfera. Jis tęsiasi iki 50 kilometrų. Šiame atmosferos sluoksnyje temperatūra didėja didėjant aukščiui, o viršutiniame taške įgyja apie 0 C vertę. Temperatūros padidėjimą sukelia ozono sluoksnio absorbcijos procesas. ultravioletiniai spinduliai. Spinduliuotė sukelia cheminę reakciją. Deguonies molekulės skyla į atskirus atomus, kurie gali susijungti su įprastomis deguonies molekulėmis ir sudaryti ozoną.

Saulės spinduliuotė, kurios bangos ilgis yra nuo 10 iki 400 nanometrų, priskiriama ultravioletiniams spinduliams. Kuo trumpesnis UV spinduliuotės bangos ilgis, tuo didesnį pavojų ji kelia gyviems organizmams. Tik nedidelė radiacijos dalis pasiekia Žemės paviršių, be to, mažiau aktyvioji jos spektro dalis. Ši gamtos ypatybė leidžia žmogui sveikai įdegti saulėje.

Kitas atmosferos sluoksnis vadinamas mezosfera. Ribos nuo maždaug 50 km iki 85 km. Mezosferoje ozono, galinčio sulaikyti UV energiją, koncentracija yra maža, todėl temperatūra vėl pradeda kristi su aukščiu. Piko taške temperatūra nukrenta iki –90 C, kai kurie šaltiniai nurodo –130 C. Šiame atmosferos sluoksnyje išdega dauguma meteoroidų.

Atmosferos sluoksnis, besitęsiantis nuo 85 km aukščio iki 600 km atstumu nuo Žemės, vadinamas termosfera. Termosfera pirmoji susiduria su saulės spinduliuote, įskaitant vadinamąjį vakuuminį ultravioletinį.

Vakuuminis UV atidėtas oro aplinka, taip įkaitindamas šį atmosferos sluoksnį iki milžiniškos temperatūros. Tačiau kadangi slėgis čia itin žemas, šios iš pažiūros kaitinamos dujos nedaro tokio poveikio objektams, kaip žemės paviršiaus sąlygomis. Priešingai, tokioje aplinkoje esantys daiktai atvės.

100 km aukštyje eina sąlyginė linija „Karman linija“, kuri laikoma kosmoso pradžia.

Auroros atsiranda termosferoje. Šiame atmosferos sluoksnyje saulės vėjas sąveikauja su magnetinis laukas planetos.

Paskutinis atmosferos sluoksnis yra egzosfera – išorinis apvalkalas, besitęsiantis tūkstančius kilometrų. Egzosfera yra praktiškai tuščia vieta, tačiau čia klaidžiojančių atomų skaičius yra eilės tvarka didesnis nei tarpplanetinėje erdvėje.

Žmogus kvėpuoja oru. Normalus slėgis yra 760 milimetrų gyvsidabrio stulpelio. 10 000 m aukštyje slėgis yra apie 200 mm. rt. Art. Tokiame aukštyje žmogus tikriausiai gali kvėpuoti, bent jau neilgai, bet tam reikia pasiruošimo. Valstybė akivaizdžiai bus neveiksni.

Dujų sudėtis atmosfera: 78% azoto, 21% deguonies, apie procentas argono, visa kita yra dujų mišinys, sudarantis mažiausią viso kiekio dalį.