Kas vadinama atmosfera, iš kokių sluoksnių ji susideda. Informacija ir faktai apie atmosferą. Žemės atmosfera. Jei nebūtų atmosferinių dujų

Atmosfera(iš graikų kalbos atmos – garai ir sfarija – rutulys) – Žemės oro apvalkalas, besisukantis kartu su juo. Atmosferos raida buvo glaudžiai susijusi su mūsų planetoje vykstančiais geologiniais ir geocheminiais procesais, taip pat su gyvų organizmų veikla.

Apatinė atmosferos riba sutampa su Žemės paviršiumi, nes oras prasiskverbia į smulkiausias dirvožemio poras ir ištirpsta net vandenyje.

Viršutinė riba 2000–3000 km aukštyje palaipsniui pereina į kosmosą.

Dėl atmosferos, kurioje yra deguonies, gyvybė Žemėje yra įmanoma. Atmosferos deguonis naudojamas žmonių, gyvūnų ir augalų kvėpavimo procese.

Jei nebūtų atmosferos, žemė būtų tyli kaip mėnulis. Juk garsas yra oro dalelių vibracija. Mėlyna dangaus spalva atsirado dėl to saulės spinduliai Eidami per atmosferą, kaip per objektyvą, jie suyra į savo spalvas. Tuo pačiu metu mėlynos ir mėlynos spalvos spinduliai yra išsklaidyti labiausiai.

Atmosfera vėluoja dauguma ultravioletinė Saulės spinduliuotė, kuri neigiamai veikia gyvus organizmus. Jis taip pat sulaiko šilumą Žemės paviršiuje ir neleidžia mūsų planetai atvėsti.

Atmosferos struktūra

Atmosferoje galima išskirti kelis sluoksnius, kurie skiriasi tankiu ir tankiu (1 pav.).

Troposfera

Troposfera- žemiausias atmosferos sluoksnis, kurio storis yra 8-10 km virš ašigalių, 10-12 km vidutinio klimato platumose ir 16-18 km virš pusiaujo.

Ryžiai. 1. Žemės atmosferos sandara

Oras troposferoje šildomas nuo žemės paviršiaus, tai yra nuo žemės ir vandens. Todėl oro temperatūra šiame sluoksnyje didėjant aukščiui kas 100 m sumažėja vidutiniškai 0,6 ° C. Viršutinėje troposferos riboje ji siekia -55 ° C. Tuo pačiu metu pusiaujo regione prie viršutinės troposferos ribos oro temperatūra yra -70 ° С, o Šiaurės ašigalio srityje - 65 ° С.

Troposferoje sutelkta apie 80% atmosferos masės, išsidėstę beveik visi vandens garai, perkūnija, audros, debesys ir krituliai, taip pat vyksta vertikalus (konvekcija) ir horizontalus (vėjo) oro judėjimas.

Galima sakyti, kad oras daugiausia susidaro troposferoje.

Stratosfera

Stratosfera- atmosferos sluoksnis, esantis virš troposferos 8–50 km aukštyje. Dangaus spalva šiame sluoksnyje atrodo violetinė, o tai paaiškinama oro retėjimu, dėl kurio saulės spinduliai beveik neišsisklaido.

Stratosferoje yra 20% atmosferos masės. Oras šiame sluoksnyje yra išretėjęs, vandens garų praktiškai nėra, todėl beveik nesiformuoja debesys ir krituliai. Tačiau stratosferoje stebimos stabilios oro srovės, kurių greitis siekia 300 km/val.

Šis sluoksnis yra koncentruotas ozonas(ozono ekranas, ozonosfera), sluoksnis, sugeriantis ultravioletinius spindulius, neleidžiantis jiems pasiekti Žemę ir taip apsaugoti gyvus organizmus mūsų planetoje. Ozono dėka oro temperatūra viršutinėje stratosferos riboje yra nuo -50 iki 4-55 ° С.

Tarp mezosferos ir stratosferos yra pereinamoji zona – stratopauzė.

Mezosfera

Mezosfera- atmosferos sluoksnis, esantis 50-80 km aukštyje. Oro tankis čia yra 200 kartų mažesnis nei Žemės paviršiuje. Dangus mezosferoje atrodo juodas, o dienos metu matomos žvaigždės. Oro temperatūra nukrenta iki -75 (-90) ° С.

80 km aukštyje prasideda termosfera. Oro temperatūra šiame sluoksnyje smarkiai pakyla iki 250 m aukščio, o vėliau tampa pastovi: 150 km aukštyje ji pasiekia 220-240 ° C; 500–600 km aukštyje viršija 1500 °C.

Mezosferoje ir termosferoje, veikiant kosminiams spinduliams, dujų molekulės skyla į įkrautas (jonizuotas) atomų daleles, todėl ši atmosferos dalis vadinama. jonosfera- labai išretinto oro sluoksnis, esantis 50–1000 km aukštyje, daugiausia susidedantis iš jonizuotų deguonies atomų, azoto oksido molekulių ir laisvųjų elektronų. Šiam sluoksniui būdingas didelis elektrifikavimas, nuo jo, kaip nuo veidrodžio, atsispindi ilgos ir vidutinės radijo bangos.

Jonosferoje atsiranda auroros – išretėjusių dujų švytėjimas, veikiamas iš Saulės skrendančių elektriškai įkrautų dalelių – ir stebimi staigūs svyravimai. magnetinis laukas.

Egzosfera

Egzosfera- išorinis atmosferos sluoksnis, esantis aukščiau 1000 km. Šis sluoksnis taip pat vadinamas sklaidos sfera, nes dujų dalelės čia juda dideliu greičiu ir gali būti išsklaidytos į kosmosą.

Atmosferos kompozicija

Atmosfera yra dujų mišinys, susidedantis iš azoto (78,08%), deguonies (20,95%), anglies dioksido (0,03%), argono (0,93%), nedidelio kiekio helio, neono, ksenono, kriptono (0,01%). , ozono ir kitų dujų, tačiau jų kiekis yra nereikšmingas (1 lentelė). Šiuolaikinė kompozicijaŽemės oras susiformavo daugiau nei prieš šimtą milijonų metų, tačiau gamybinė veiklažmogus vis tiek lėmė jo pasikeitimą. Šiuo metu pastebimas CO 2 kiekio padidėjimas maždaug 10–12 %.

Atmosferoje esančios dujos atlieka skirtingus funkcinius vaidmenis. Tačiau pagrindinę šių dujų reikšmę pirmiausia lemia tai, kad jos labai stipriai sugeria spinduliavimo energiją ir taip daro didelę įtaką temperatūros režimasŽemės paviršius ir atmosfera.

1 lentelė. Cheminė sudėtis sausas atmosferos oras šalia žemės paviršiaus

	Tūrio koncentracija. %	Molekulinė masė, vienetai
Deguonis
Anglies dioksidas
Azoto oksidas
	nuo 0 iki 0,00001
Sieros dioksidas	nuo 0 iki 0,000007 vasarą; nuo 0 iki 0,000002 žiemą
	Nuo 0 iki 0,000002	46,0055/17,03061
Azogo dioksidas
Smalkės

Azotas, atmosferoje labiausiai paplitusios dujos, jos nėra chemiškai aktyvios.

Deguonis, skirtingai nei azotas, tai labai aktyvus cheminis elementas. Specifinė deguonies funkcija yra organinių medžiagų oksidacija heterotrofiniuose organizmuose, akmenys ir per mažai oksiduotų dujų, kurias į atmosferą išskiria ugnikalniai. Be deguonies nebūtų ir negyvų organinių medžiagų.

Anglies dioksido vaidmuo atmosferoje yra nepaprastai didelis. Jis patenka į atmosferą dėl degimo procesų, gyvų organizmų kvėpavimo, skilimo ir visų pirma yra pagrindinis statybinė medžiaga fotosintezės metu sukurti organines medžiagas. Be to, didelę reikšmę turi anglies dioksido savybė perduoti trumpųjų bangų saulės spinduliuotę ir sugerti dalį šiluminės ilgosios bangos spinduliuotės, kuri sukurs vadinamąjį šiltnamio efektą, apie kurį bus kalbama toliau.

Įtaką atmosferos procesams, ypač stratosferos šiluminiam režimui, taip pat daro ozonas.Šios dujos tarnauja kaip natūralus saulės ultravioletinės spinduliuotės sugėriklis ir sugeriantis saulės radiacija veda prie oro įkaitimo. Vidutinės mėnesio bendro ozono kiekio atmosferoje vertės skiriasi priklausomai nuo vietovės platumos ir metų laiko 0,23–0,52 cm diapazone (tai yra ozono sluoksnio storis esant žemės slėgiui ir temperatūrai). . Pastebimas ozono kiekio padidėjimas nuo pusiaujo iki ašigalių ir metinis svyravimas, kurio minimumas yra rudenį ir didžiausias pavasarį.

Būdinga atmosferos savybė yra ta, kad pagrindinių dujų (azoto, deguonies, argono) kiekis nežymiai kinta didėjant aukščiui: 65 km aukštyje atmosferoje azoto kiekis yra 86%, deguonies - 19, argono - 0,91, o 95 km aukštyje - azoto 77, deguonies - 21,3, argono - 0,82%. Atmosferos oro sudėties pastovumas vertikaliai ir horizontaliai palaikomas jį maišant.

Be dujų, ore yra vandens garai ir kietosios dalelės. Pastarieji gali būti tiek natūralios, tiek dirbtinės (antropogeninės) kilmės. Tai žiedadulkės, smulkūs druskos kristalai, kelių dulkės, aerozolių priemaišos. Kai saulės spinduliai patenka į langą, jie gali būti matomi plika akimi.

Ypač daug kietųjų dalelių yra miestų ir didžiųjų pramonės centrų ore, kur į aerozolius dedama kenksmingų dujų ir jų priemaišų, susidarančių deginant kurą, ore.

Aerozolių koncentracija atmosferoje lemia oro skaidrumą, kuris įtakoja Žemės paviršių pasiekiančią saulės spinduliuotę. Didžiausi aerozoliai yra kondensacijos branduoliai (iš lot. kondensatas- tankinimas, sutirštėjimas) - prisideda prie vandens garų pavertimo vandens lašeliais.

Vandens garų vertę pirmiausia lemia tai, kad jie atitolina žemės paviršiaus ilgųjų bangų šiluminę spinduliuotę; yra pagrindinė didelių ir mažų drėgmės ciklų grandis; padidina oro temperatūrą vandens sluoksnių kondensacijos metu.

Vandens garų kiekis atmosferoje kinta laikui ir erdvėje. Taigi vandens garų koncentracija žemės paviršiuje svyruoja nuo 3% tropikuose iki 2-10 (15)% Antarktidoje.

Vidutinis vandens garų kiekis vertikalioje atmosferos stulpelyje vidutinio klimato platumose yra apie 1,6-1,7 cm (toks yra kondensuotų vandens garų sluoksnio storis). Informacija apie vandens garus skirtinguose atmosferos sluoksniuose yra prieštaringa. Pavyzdžiui, buvo daroma prielaida, kad aukštyje nuo 20 iki 30 km specifinė drėgmė didėjant aukščiui stipriai didėja. Tačiau vėlesni matavimai rodo didesnį stratosferos sausumą. Matyt, specifinė drėgmė stratosferoje mažai priklauso nuo ūgio ir siekia 2-4 mg/kg.

Vandens garų kiekio troposferoje kintamumą lemia garavimo, kondensacijos ir horizontalaus transportavimo procesų sąveika. Dėl vandens garų kondensacijos susidaro debesys ir iškrenta krituliai lietaus, krušos ir sniego pavidalu.

Vandens fazių virsmų procesai daugiausia vyksta troposferoje, todėl debesys stratosferoje (20-30 km aukštyje) ir mezosferoje (prie mezopauzės), vadinami perlamutriniais ir sidabriniais, stebimi gana retai, o troposferoje. debesys dažnai dengia apie 50% viso žemės paviršiaus.

Vandens garų kiekis, kuris gali būti ore, priklauso nuo oro temperatūros.

1 m 3 oro esant -20 ° C temperatūrai gali būti ne daugiau kaip 1 g vandens; esant 0 ° С - ne daugiau kaip 5 g; esant +10 ° С - ne daugiau kaip 9 g; esant +30 ° С - ne daugiau kaip 30 g vandens.

Išvada: kuo aukštesnė oro temperatūra, tuo daugiau jame gali būti vandens garų.

Oras gali būti prisotintas ir neprisotintas vandens garai. Taigi, jei +30 ° C temperatūroje 1 m 3 oro yra 15 g vandens garų, oras nėra prisotintas vandens garų; jei 30 g yra prisotintas.

Absoliuti drėgmė Ar vandens garų kiekis yra 1 m 3 oro. Jis išreiškiamas gramais. Pavyzdžiui, jei jie sako „ absoliuti drėgmė yra lygus 15 ", tai reiškia, kad 1 ml L yra 15 g vandens garų.

Santykinė drėgmė Ar faktinio vandens garų kiekio 1 m 3 oro santykis (procentais) su vandens garų kiekiu, kuris gali būti 1 ml L tam tikroje temperatūroje. Pavyzdžiui, jei orų pranešimo transliacijos metu radijas pranešė, kad santykinė oro drėgmė yra 70%, tai reiškia, kad ore yra 70% vandens garų, kuriuos jis gali išlaikyti tam tikroje temperatūroje.

Kuo didesnis santykinis oro drėgnumas, t.y. kuo arčiau oro prisotinimas, tuo didesnė kritulių tikimybė.

Visada aukšta (iki 90%) santykinė oro drėgmė stebima pusiaujo zonoje, nes išlaiko karštis oro ir iš vandenynų paviršiaus daug garuoja. Ta pati didelė santykinė oro drėgmė ir poliariniuose regionuose, bet todėl, kad esant žemai temperatūrai, net ir nedidelis vandens garų kiekis daro orą prisotintą arba beveik prisotintą. Vidutinio klimato platumose santykinė oro drėgmė kinta priklausomai nuo metų laikų – žiemą ji didesnė, vasarą mažesnė.

Ypač maža santykinė oro drėgmė dykumose: 1 m 1 oro ten yra du–tris kartus mažiau nei vandens garų, kiek įmanoma tam tikroje temperatūroje.

Santykinei oro drėgmei matuoti naudokite higrometrą (iš graikų k. Hygros – šlapias ir metreco – matuoju).

Atvėsęs prisotintas oras negali išlaikyti tokio pat kiekio vandens garų, jis sutirštėja (kondensuojasi), virsdamas rūko lašeliais. Vasarą giedrą vėsią naktį galima stebėti rūką.

Debesys- tai tas pats rūkas, tik jis susidaro ne žemės paviršiuje, o tam tikrame aukštyje. Kylant aukštyn oras atšaldomas, o jame esantys vandens garai kondensuojasi. Gauti maži vandens lašeliai sudaro debesis.

Formuojantis debesims dalyvauja ir kietosios dalelės pakibęs troposferoje.

Debesys gali turėti skirtinga forma, kuris priklauso nuo jų susidarymo sąlygų (14 lentelė).

Žemiausi ir sunkiausi debesys yra sluoksniniai. Jie yra 2 km aukštyje nuo žemės paviršiaus. 2–8 km aukštyje galima stebėti vaizdingesnius kamuolinius debesis. Aukščiausi ir šviesiausi yra plunksniniai debesys. Jie yra 8–18 km aukštyje žemės paviršius.

Šeimos	Debesų gimimas	Išorinė išvaizda
A. Viršutinio sluoksnio debesys – virš 6 km	I. Cirrus	Giedras, pluoštinis, baltas
	II. Cirrocumulus	Smulkių dribsnių ir garbanų sluoksniai ir keteros, baltos spalvos
	III. Cirrostratus	Skaidrus balkšvas šydas
B. Viduriniai debesys – aukščiau 2 km	IV. Altocumulus	Siūlės ir briaunos baltos ir pilkos spalvos
	V. Labai sluoksniuotas	Lygus pieno pilkumo šydas
B. Žemo lygio debesys – iki 2 km	Vi. Nimbostratas	Tvirtas beformis pilkas sluoksnis
	Vii. Stratocumulus	Neperšviečiami pilki sluoksniai ir keteros
	VIII. Sluoksniuotas	Nepermatoma pilka drobulė
D. Vertikalaus vystymosi debesys – nuo ​​apatinės iki viršutinės pakopos	IX. Cumulus	Klubai ir kupolai yra ryškiai balti, vėjo suplėšyti kraštai
	X. Cumulonimbus	Galingos gumulinės masės, tamsiai švininės spalvos

Atmosferos apsauga

Pagrindinis šaltinis yra pramonės įmonės ir automobiliai. Didžiuosiuose miestuose užterštumo dujomis problema pagrindiniuose transporto keliuose yra labai opi. Štai kodėl daugelyje dideli miestai pasaulyje, taip pat ir mūsų šalyje, buvo įvesta transporto priemonių išmetamųjų dujų toksiškumo aplinkosaugos kontrolė. Pasak ekspertų, oro dūmai ir dulkėtumas gali perpus sumažinti įsiurbimą. saulės energijaį žemės paviršių, o tai lems gamtinių sąlygų pasikeitimą.

Atmosferos sudėtis. Mūsų planetos oro apvalkalas - atmosfera apsaugo žemės paviršių nuo žalingo saulės ultravioletinės spinduliuotės poveikio gyviems organizmams. Jis taip pat apsaugo Žemę nuo kosminių dalelių – dulkių ir meteoritų.

Atmosferą sudaro mechaninis dujų mišinys: 78% jos tūrio sudaro azotas, 21% - deguonis ir mažiau nei 1% - helis, argonas, kriptonas ir kitos inertinės dujos. Deguonies ir azoto kiekis ore praktiškai nekinta, nes azotas beveik nepatenka į junginius su kitomis medžiagomis, o deguonis, kuris, nors ir labai aktyvus ir sunaudojamas kvėpavimui, oksidacijai ir degimui, augalų nuolat pasipildo.

Iki maždaug 100 km aukščio šių dujų procentas praktiškai nesikeičia. Taip yra dėl to, kad oras nuolat maišomas.

Be šių dujų, atmosferoje yra apie 0,03 % anglies dioksido, kuris dažniausiai koncentruojasi netoli žemės paviršiaus ir pasiskirsto netolygiai: miestuose, pramonės centrai o vulkaninės veiklos srityse jo kiekis didėja.

Atmosferoje visada yra tam tikras kiekis priemaišų – vandens garų ir dulkių. Vandens garų kiekis priklauso nuo oro temperatūros: kuo aukštesnė temperatūra, tuo ore daugiau garų. Dėl ore esančio vandens garų galimi atmosferos reiškiniai, tokie kaip vaivorykštės, saulės šviesos lūžimas ir kt.

Dulkės į atmosferą patenka ugnikalnių išsiveržimų, smėlio ir dulkių audrų metu, nepilnai degant kurui šiluminėse elektrinėse ir kt.

Atmosferos struktūra. Atmosferos tankis kinta didėjant aukščiui: Žemės paviršiuje jis yra didžiausias, o kylant mažėja. Taigi 5,5 km aukštyje atmosferos tankis yra 2 kartus, o 11 km aukštyje - 4 kartus mažesnis nei paviršiniame sluoksnyje.

Atsižvelgiant į dujų tankį, sudėtį ir savybes, atmosfera skirstoma į penkis koncentrinius sluoksnius (34 pav.).

Ryžiai. 34. Vertikali atmosferos dalis (atmosferos stratifikacija)

1. Apatinis sluoksnis vadinamas troposfera. Jo viršutinė riba eina 8-10 km aukštyje ties ašigaliais ir 16-18 km ties pusiauju. Troposferoje yra iki 80% visos atmosferos masės ir beveik visi vandens garai.

Oro temperatūra troposferoje didėjant aukščiui mažėja 0,6 ° C kas 100 m, o viršutinėje jos riboje yra -45–55 ° C.

Oras troposferoje nuolat maišosi, juda įvairiomis kryptimis. Tik čia stebimas rūkas, lietus, sninga, perkūnija, audros ir kiti oro reiškiniai.

2. Aukščiau yra stratosfera, kuris tęsiasi iki 50-55 km aukščio. Oro tankis ir slėgis stratosferoje yra nereikšmingi. Plonesniame ore yra tų pačių dujų kaip ir troposferoje, tačiau jame yra daugiau ozono. Didžiausia ozono koncentracija stebima 15-30 km aukštyje. Temperatūra stratosferoje kyla didėjant aukščiui ir pasiekia 0 ° C ir daugiau ties viršutine riba. Taip yra todėl, kad ozonas sugeria trumpųjų bangų dalį saulės energijos, dėl to oras įkaista.

3. Virš stratosferos slypi mezosfera, driekiasi iki 80 km aukščio. Jame temperatūra vėl nukrenta ir pasiekia -90 ° C. Oro tankis ten yra 200 kartų mažesnis nei Žemės paviršiuje.

4. Virš mezosferos yra termosfera(nuo 80 iki 800 km). Temperatūra šiame sluoksnyje pakyla: 150 km aukštyje iki 220 ° C; 600 km aukštyje iki 1500 ° C. Atmosferoje esančios dujos (azotas ir deguonis) yra jonizuotos būsenos. Veikiant trumpųjų bangų saulės spinduliuotei, atskiri elektronai atsiskiria nuo atomų apvalkalo. Dėl to šiame sluoksnyje - jonosfera atsiranda įkrautų dalelių sluoksniai. Tankiausias jų sluoksnis yra 300-400 km aukštyje. Dėl mažo tankio saulės spinduliai ten neišsisklaido, todėl dangus juodas, jame ryškiai šviečia žvaigždės ir planetos.

Jonosferoje, poliarinės šviesos, susidaro galingos elektros srovės, sukeliančios žemės magnetinio lauko trikdžius.

5. Išorinis apvalkalas yra virš 800 km - egzosfera. Atskirų dalelių judėjimo greitis egzosferoje artėja prie kritinio – 11,2 mm/s, todėl atskiros dalelės gali įveikti žemės gravitaciją ir patekti į pasaulio erdvę.

Atmosferos prasmė. Atmosferos vaidmuo mūsų planetos gyvenime yra išskirtinai didelis. Be jos Žemė būtų mirusi. Atmosfera saugo Žemės paviršių nuo stiprus šildymas ir aušinimas. Jo poveikį galima palyginti su stiklo vaidmeniu šiltnamiuose: įleidžiant saulės spindulius ir neleidžiant išsiskirti šilumai.

Atmosfera saugo gyvus organizmus nuo trumpųjų bangų ir korpuskulinės saulės spinduliuotės. Atmosfera – aplinka, kurioje vyksta oro reiškiniai, su kuria visa žmogaus veikla... Šio apvalkalo tyrimas atliekamas meteorologijos stotyse. Dieną ir naktį bet kokiu oru meteorologai stebi žemutinės atmosferos sluoksnių būklę. Keturis kartus per dieną, o daugelyje stočių kas valandą matuojama temperatūra, slėgis, drėgmė, debesuotumas, vėjo kryptis ir greitis, krituliai, elektros ir garso reiškiniai atmosferoje. Meteorologijos stotys yra visur: Antarktidoje ir atogrąžų miškuose aukšti kalnai ir beribėse tundros platybėse. Stebėjimai taip pat atliekami vandenynuose iš specialiai pastatytų laivų.

Nuo 30-ųjų. XX amžiuje stebėjimai prasidėjo laisvoje atmosferoje. Jie pradėjo paleisti radiozondus, kurie kyla į 25-35 km aukštį ir radijo aparatūros pagalba perduoti Žemei informaciją apie temperatūrą, slėgį, oro drėgmę ir vėjo greitį. Šiais laikais plačiai naudojamos ir meteorologinės raketos bei palydovai. Pastarosiose įrengtos televizijos instaliacijos, perduodančios žemės paviršiaus ir debesų vaizdus.

| |
5. Oro apvalkalas žemės31 skyrius. Atmosferos šildymas

Žemės atmosfera yra dujinis planetos apvalkalas. Apatinė atmosferos riba eina netoli žemės paviršiaus (hidrosfera ir Žemės pluta), o viršutinė riba yra gretimos kosmoso plotas (122 km). Atmosferoje yra daug skirtingų elementų. Pagrindiniai yra: 78% azoto, 20% deguonies, 1% argono, anglies dioksido, galio neono, vandenilio ir kt. Įdomūs faktai galima peržiūrėti straipsnio pabaigoje arba paspaudus.

Atmosfera turi skirtingus oro sluoksnius. Oro sluoksniai skiriasi temperatūra, dujų skirtumu ir jų tankiu bei. Pažymėtina, kad stratosferos ir troposferos sluoksniai apsaugo Žemę nuo saulės spinduliuotės. Aukštesniuose sluoksniuose gyvas organizmas gali priimti mirtina dozė ultravioletinių saulės spindulių spektras. Norėdami greitai pereiti į norimą atmosferos sluoksnį, spustelėkite atitinkamą sluoksnį:

Troposfera ir tropopauzė

Troposfera – temperatūra, slėgis, aukštis virš jūros lygio

Viršutinė riba laikoma apie 8-10 km. Vidutinio klimato platumose 16 - 18 km, o poliarinėse platumose 10 - 12 km. Troposfera- tai apatinis pagrindinis atmosferos sluoksnis. Šiame sluoksnyje yra daugiau nei 80% visos atmosferos oro masės ir beveik 90% visų vandens garų. Būtent troposferoje atsiranda konvekcija ir turbulencija, susidaro ir atsiranda ciklonai. Temperatūra mažėja didėjant ūgiui. Gradientas: 0,65 ° / 100 m. Įkaitinta žemė ir vanduo šildo tiekiamą orą. Įkaitęs oras kyla į viršų, atvėsta ir susidaro debesys. Temperatūra viršutinėse sluoksnio ribose gali siekti -50/70 °C.

Būtent šiame sluoksnyje vyksta klimato pokyčiai. oro sąlygos... Apatinė troposferos riba vadinama žemės nes turi daug lakiųjų mikroorganizmų ir dulkių. Vėjo greitis didėja didėjant šio sluoksnio aukščiui.

Tropopauzė

Tai pereinamasis troposferos sluoksnis į stratosferą. Čia temperatūros mažėjimo priklausomybė didėjant aukščiui sustoja. Tropopauzė yra mažiausias aukštis virš jūros lygio, kuriame vertikalus temperatūros gradientas nukrenta iki 0,2 ° C / 100 m. Tropopauzės aukštis priklauso nuo stiprių klimato reiškinių, tokių kaip ciklonai. Virš ciklonų tropopauzės aukštis mažėja, o virš anticiklonų didėja.

Stratosfera ir stratopauzė

Stratosferos sluoksnio aukštis yra maždaug 11–50 km. 11 - 25 km aukštyje yra nedidelis temperatūros pokytis. 25-40 km aukštyje yra inversija temperatūra, nuo 56,5 pakyla iki 0,8 ° C. Nuo 40 km iki 55 km temperatūra palaikoma apie 0 ° C. Ši sritis vadinama - Stratopauzė.

Stratosferoje stebimas saulės spinduliuotės poveikis dujų molekulėms, jos disocijuoja į atomus. Šiame sluoksnyje beveik nėra vandens garų. Šiuolaikiniai viršgarsiniai komerciniai orlaiviai dėl stabilių skrydžio sąlygų skrenda iki 20 km aukštyje. Didelio aukščio meteorologiniai balionai pakyla į 40 km aukštį. Čia yra stabilios oro srovės, jų greitis siekia 300 km / h. Taip pat šiame sluoksnyje yra koncentruotas ozonas, sluoksnis, sugeriantis ultravioletinius spindulius.

Mezosfera ir mezopauzė – sudėtis, reakcijos, temperatūra

Mezosferos sluoksnis prasideda apie 50 km ir baigiasi 80 - 90 km. Temperatūra mažėja, kai aukštis padidėja apie 0,25-0,3 ° C / 100 m. Pagrindinis energetinis poveikis čia yra spinduliavimo šilumos perdavimas. Sudėtingi fotocheminiai procesai, kuriuose dalyvauja laisvieji radikalai (turi 1 arba 2 nesuporuotus elektronus), nes jie įgyvendina švytėjimas atmosfera.

Beveik visi meteorai išdega mezosferoje. Mokslininkai šią zoną pavadino - Ignorosfera... Šią sritį tyrinėti sunku, nes aerodinaminė aviacija čia labai prasta dėl oro tankio, kuris 1000 kartų mažesnis nei Žemėje. O dirbtinių palydovų paleidimui tankis vis dar labai didelis. Tyrimai atliekami naudojant meteorologines raketas, bet tai yra iškrypimas. Mezopauzė pereinamasis sluoksnis tarp mezosferos ir termosferos. Temperatūra ne žemesnė kaip -90 °C.

Kišeninė linija

Kišeninė linija vadinama riba tarp Žemės atmosferos ir erdvės. Tarptautinės aeronautikos federacijos (FAI) duomenimis, šios sienos aukštis siekia 100 km. Šis apibrėžimas buvo suteiktas amerikiečių mokslininko Theodore'o Von Karmano garbei. Jis nustatė, kad maždaug tokiame aukštyje atmosferos tankis yra toks mažas, kad aerodinaminė aviacija čia tampa neįmanoma, nes skraidančio įrenginio greitis turi būti didesnis pirmasis kosminis greitis... Tokiame aukštyje garso barjero sąvoka praranda prasmę. Tvarkykite čia lėktuvas tai įmanoma tik dėl reaktyviųjų jėgų.

Termosfera ir termopauzė

Viršutinė šio sluoksnio riba yra apie 800 km. Temperatūra pakyla iki maždaug 300 km aukščio, kur siekia apie 1500 K. Aukščiau temperatūra išlieka nepakitusi. Šiame sluoksnyje yra Poliarinės šviesos- atsiranda dėl saulės spinduliuotės poveikio ore. Šis procesas dar vadinamas atmosferos deguonies jonizacija.

Dėl mažo oro tankio skrydžiai virš Karmano linijos įmanomi tik balistinėmis trajektorijomis. Visi pilotuojami orbitiniai skrydžiai (išskyrus skrydžius į Mėnulį) vyksta šiame atmosferos sluoksnyje.

Egzosfera – tankis, temperatūra, aukštis virš jūros lygio

Egzosfera yra daugiau nei 700 km aukščio. Čia dujos labai išretėja, o procesas vyksta išsklaidymas- dalelių nutekėjimas į tarpplanetinę erdvę. Tokių dalelių greitis gali siekti 11,2 km/sek. Saulės aktyvumo augimas lemia šio sluoksnio storio plėtimąsi.

• Dujų korpusas neskrenda į kosmosą dėl gravitacijos. Orą sudaro dalelės, turinčios savo masę. Iš gravitacijos dėsnio galima daryti išvadą, kad kiekvienas objektas, turintis masę, traukia Žemę.
• Buys-Ballot įstatymas teigia, kad jei esate šiauriniame pusrutulyje ir stovite nugara į vėją, tada zona bus dešinėje aukštas spaudimas, o kairėje - žemas. Pietų pusrutulyje bus atvirkščiai.

Visi, kurie skrido lėktuvu, yra pripratę prie tokios žinutės: „Mūsų skrydis vyksta 10 000 m aukštyje, temperatūra už borto – 50 °C“. Atrodo, nieko ypatingo. Kuo toliau nuo Saulės šildomo Žemės paviršiaus, tuo jis šaltesnis. Daugelis žmonių mano, kad temperatūros mažėjimas didėjant aukščiui 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 pokyčio pobūdį.

Žemutinė atmosfera vadinama troposfera, o tai reiškia „sukimosi sfera“. Visi oro ir klimato pokyčiai yra pasekmė fiziniai procesai vykstantys šiame konkrečiame sluoksnyje. Viršutinė šio sluoksnio riba yra ten, kur temperatūros mažėjimas su aukščiu užleidžia vietą jos didėjimui - 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 suplokštėja virš ašigalių ir išsipučia virš pusiaujo. Tačiau šis poveikis atmosferoje yra daug ryškesnis nei kietame Žemės apvalkale. Kryptimi nuo Žemės paviršiaus iki viršutinės troposferos ribos oro temperatūra mažėja. Virš pusiaujo minimali temperatūra oro temperatūra 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 jo minimumas buvo nustatytas vertikalioje temperatūros profilyje tam tikrame aukštyje, 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 ypatumas yra: ypač smarkiai pakilusi oro temperatūra.ozono susidarymo reakcija – viena iš pagrindinių cheminės reakcijos atsirandantys atmosferoje.

Didžioji ozono dalis yra sutelkta maždaug 25 km aukštyje, tačiau apskritai ozono sluoksnis yra labai ištemptas aukštis, apimantis beveik visą stratosferą. Deguonies sąveika su ultravioletiniai spinduliai- vienas iš palankių procesų žemiškoji atmosfera prisideda prie gyvybės Žemėje palaikymo. Šios energijos sugėrimas ozonu neleidžia jai pernelyg nutekėti 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 susidaro vertikalus oro temperatūros gradientas apie 0,62 ° С 100 m, ty temperatūra kyla su aukščiu iki viršutinės stratosferos ribos - stratopauzės (50 km), kai kuriais duomenimis, pasiekia duomenys, 0 ° С.

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 maždaug 1000 ° C aukštyje, o tada 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 nesiskiria pagal temperatūrą. Jonosfera yra elektrinio pobūdžio sritis, leidžianti užmegzti daugybę radijo ryšio tipų. Jonosfera yra padalinta į kelis sluoksnius, žymimus raidėmis D, E, F1 ir F2 Šie sluoksniai taip pat turi specialius pavadinimus. Išsiskyrimą į sluoksnius lemia kelios priežastys, tarp kurių svarbiausia yra netolygus sluoksnių poveikis radijo bangų perdavimui. Žemiausias sluoksnis D daugiausia sugeria radijo bangas ir taip neleidžia joms sklisti toliau. Geriausiai ištirtas E sluoksnis yra apie 100 km virš žemės paviršiaus. Jis taip pat vadinamas Kennelly-Heaviside sluoksniu pagal amerikiečių ir anglų mokslininkus, kurie vienu metu ir nepriklausomai jį atrado. E sluoksnis, kaip milžiniškas veidrodis, atspindi radijo bangas. Dėl šio sluoksnio ilgos radijo bangos sklinda didesnius atstumus, nei būtų galima tikėtis, jei jos sklistų tik tiesia linija, neatsispindėdamos nuo sluoksnio E. Panašių savybių turi ir F sluoksnis, dar vadinamas Appleton sluoksniu. Kartu su Kennelly-Heaviside sluoksniu jis atspindi radijo bangas į antžemines radijo stotis Tokie atspindžiai gali atsirasti skirtingais kampais. Appletono sluoksnis yra maždaug 240 km aukštyje.

Tolimiausias atmosferos regionas, antrasis jonosferos sluoksnis, dažnai vadinamas egzosfera... Šis terminas rodo erdvės krašto egzistavimą šalia Žemės. Sunku tiksliai nustatyti, kur baigiasi atmosfera ir prasideda erdvė, nes didėjant tankiui atmosferos dujos palaipsniui mažėja ir pati atmosfera sklandžiai virsta beveik vakuumu, kuriame randamos 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“

Troposfera

Jo viršutinė 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 labai išvystyta turbulencija ir konvekcija, atsiranda debesų, vystosi ciklonai ir anticiklonai. Temperatūra mažėja didėjant aukščiui, kai vidutinis vertikalus gradientas yra 0,65 ° / 100 m

Tropopauzė

Pereinamasis sluoksnis iš troposferos į stratosferą, atmosferos sluoksnis, kuriame temperatūra mažėja didėjant aukščiui.

Stratosfera

Atmosferos sluoksnis, esantis 11–50 km aukštyje. Nedidelis temperatūros pokytis sluoksnyje 11-25 km (apatinis stratosferos sluoksnis) ir jo padidėjimas sluoksnyje 25-40 km nuo -56,5 iki 0,8 ° C ( viršutinis sluoksnis 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. Vertikalus temperatūros pasiskirstymas yra didžiausias (apie 0 ° C).

Mezosfera

Mezosfera prasideda 50 km aukštyje ir tęsiasi iki 80-90 km. Temperatūra mažėja didėjant aukščiui, esant vidutiniam vertikaliam gradientui (0,25-0,3) ° / 100 m. Pagrindinis energijos procesas yra spinduliuotės šilumos perdavimas. Sudėtingi fotocheminiai procesai, kuriuose dalyvauja laisvieji radikalai, vibracijos sužadintos molekulės ir kt., sukelia atmosferos švytėjimą.

Mezopauzė

Pereinamasis sluoksnis tarp mezosferos ir termosferos. Vertikalus temperatūros pasiskirstymas yra minimumas (apie -90 ° C).

Kišeninė linija

Aukštis virš jūros lygio, kuris tradiciškai laikomas riba tarp Žemės atmosferos ir erdvės. Karmano linija yra 100 km aukštyje virš jūros lygio.

Žemės atmosferos riba

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 ultravioletiniams ir rentgeno saulės spinduliams bei kosminei spinduliuotei, vyksta oro jonizacija („poliarinės šviesos“) – pagrindinės jonosferos sritys yra termosferos viduje. Daugiau nei 300 km aukštyje vyrauja atominis deguonis. Termosferos viršutinę ribą daugiausia lemia dabartinis Saulės aktyvumas. Mažo aktyvumo laikotarpiais pastebimas šio sluoksnio dydžio sumažėjimas.

Termopauzė

Atmosferos sritis, esanti greta termosferos viršaus. Šioje srityje saulės spinduliuotės sugertis yra nereikšminga, o temperatūra iš tikrųjų nesikeičia priklausomai nuo aukščio.

Egzosfera (dispersijos rutulys)

Atmosferos sluoksniai iki 120 km aukščio

Egzosfera yra išsibarstymo zona, išorinė termosferos dalis, esanti aukščiau 700 km. Dujos egzosferoje yra labai retos, o iš čia atsiranda jų dalelių nutekėjimas į tarpplanetinę erdvę (išsklaidymas).

Iki 100 km aukščio atmosfera yra vienalytis, gerai susimaišęs dujų mišinys. Aukštesniuose sluoksniuose dujų pasiskirstymas išilgai aukščio 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 stebimi dideli dujų temperatūros ir tankio svyravimai laike ir erdvėje.

Maždaug 2000–3500 km aukštyje egzosfera pamažu pereina į vadinamąjį artimojo erdvės vakuumą, kuris užpildomas labai retomis tarpplanetinių dujų dalelėmis, daugiausia vandenilio atomais. Tačiau šios dujos yra tik dalis tarpplanetinės medžiagos. 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.

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. Pagal elektrines savybes atmosferoje išskiriama neutrosfera ir jonosfera. Šiuo metu manoma, kad atmosfera tęsiasi iki 2000-3000 km aukščio.

Atsižvelgiant į dujų sudėtį atmosferoje, išskiriama homosfera ir heterosfera. Heterosfera yra sritis, kurioje gravitacija daro įtaką dujų atsiskyrimui, nes jų maišymasis tokiame aukštyje yra nereikšmingas. Taigi kintama heterosferos sudėtis. Po juo slypi gerai sumaišyta, vienalytės sudėties atmosferos dalis, vadinama homosfera. Riba tarp šių sluoksnių vadinama turbopauze, ji yra apie 120 km aukštyje.