Характеристика тропосферы


Тропосферой называется нижний слой атмосферы высотой 8 -10км в полярных районах, 10 – 12 км в умеренных, 16 – 18 км в экваториальных районах. В этом слое содержится ¾массы всей атмосферы и почти весь водяной пар. В 5ти километровом слое тропосферы содержится половина всей массы атмосферы. Основной характеристикой тропосферы является понижение температуры с высотой в среднем на 6,5° на каждый километр. Вследствие этого здесь происходят вертикальные и горизонтальные перемещения воздуха, приводящие к образованию облаков, осадков, туманов, электрических и световых явлений

Тропосфера делится на 3 слоя:

· 1й слой — слой трения высотой до = 1-2 км. На движение воздуха в этом слое оказывает влияние земная поверхность. Из — за трения о земную поверхность воздух меняет свое значение по направлению и скорости, вызывая турбулентность атмосферы. Температура в слое летом положительная, зимой отрицательная. Условия погоды в слое оказывают влияние на взлет – посадку самолетов.


· 2й слой – средний слой высотой от 2х до 6 км. Земная поверхность на слой сказывается меньше. В теплое время года здесь проходит нулевая изотерма – линия, соединяющая точки с одинаковой температурой. В слое встречаются облака капельно-жидкого строения. Зимой температура отрицательная.

· 3й верхний слой – высотой от 6км и до тропопаузы. Ветер в слое имеет более постоянное направление, земная поверхность сказывается меньше, температура в течение года отрицательная. В тропосфере наблюдаются слои инверсии – слои, где наблюдается рост температуры с высотой, слои изотермии, —слои, где наблюдаетсяпостоянство температуры.

Тропопауза – это переходный слой и стратосферой. Высота слоя от нескольких сот метров на полюсах до 2-3х км на экваторе.

Для полетов ИСЗ атмосфера делится на плотную атмосферу до Н=150км и околоземное космическое пространство. В плотной атмосфере ИСЗ не может без двигателей сделать хотя бы один оборот вокруг Земли.

1я космическая скорость = 7,9 км/сек, 2я = 11,2 км/сек, 3я = 16,7 км/сек.

Стандартная атмосфера МСА (ГОСТ 4401 – 64, сокращенно СА 64) – это условная атмосфера, независимая от времени года, суток, синоптической атмосферы. Состояние воздуха – температура, давление, плотность, скорость звука изменяются с изменением высоты, времени года, суток. А для того, чтобы правильно оценить и сравнить характеристики ЛА и их силовых установок, необходимо иметь их приведенными к одинаковым атмосферным условиям:


Величины МСА:

· Н = 0 м (уровень моря), Р = 760 мм рт ст, t = +15°С. Т = 288,16°К.

· а = 340,2 м/сек = 1225 км/ч, (а = 20,05√Т°К, а м/сек на любой высоте

≈ 340,2 м/сек – (4 х Н км). Массовая плотность γ = 0,125 кг Х сек24.

· Весовая плотность ρ = 1,225 кг/м3, Вертикальный температурный градиент

= 0,65° на 100 м высоты, или (6.5° на 1000 м высоты).

Источник: studopedia.org

Свойства тропосферы и её состав

В тропосфере содержится порядка 80% всего атмосферного воздуха, только он немного отличается от того, которым мы дышим. Не по составу отличается, а по своим характеристикам. Так, чем выше от земной поверхности, тем сильнее воздух изменяется. Он становится более разреженным и холодным (температура понижается на 1 градус каждые 150 метров, до -56 °C). Именно поэтому считается, что на высоте 5 км у неподготовленного человека возникают проблемы с дыханием, а на высоте 9 км не может дышать любой человек (но это не совсем так, некоторые люди могут).

Строение тропосферы

Тропосфера простирается вверх на десяток-другой километров, зависит это от её широты. Чем ближе к полюсам Земли, тем ниже опускается граница атмосферного слоя. Возле полюсов это 8-10 км. Но чем ближе к экватору, тем выше эта граница поднимается — до 16-18 км. Ну а в наших умеренных широтах граница тропосферы находится на высоте 10-12 км.


А почему именно так? Как же определяют эту границу? На самом деле, всё просто. Мы уже знаем, что с ростом высоты, температура в этом слое атмосфере понижается. Так вот, ту отметку, где температура прекращает понижаться, как раз и называют границей тропосферы (в следующем слое, тропопаузе, температура стабильна). На полюсах воздух и так холодный, поэтому перестаёт охлаждаться раньше, ну а на экваторе воздух тёплый, даже горячий, поэтому граница находится так высоко.

Значение тропосферы

Раз в атмосферном слое находится почти весь воздух, то и большинство атмосферных явлений будут происходить именно в нём. Это заявление справедливо благодаря конвекции. Именно она является причиной многих явлений, поскольку способствует теплообмену. Благодаря конвекции, например, формируются облака, а значит выпадают осадки. Также в самом нижнем слое атмосферы формируются циклоны и антициклоны, а ещё атмосферные фронты. Даже зарождение ледников происходит именно в нём, а точнее, в определённой области, которую называют хионосферой.

Заключение

Тропосфера — очень важный атмосферный слой, ведь именно здесь формируются природные явления, влияющие на нашу жизнь. Его даже называют главным слоем атмосферы, но это не так — все они важны.


Источник: naturae.ru

Тропосфера — нижний, преобладающий по массе и наиболее изученный слой земной атмосферы, высотой в полярных областях 8-10 км, в умеренных широтах до 10-12 км, на экваторе — 16-18 км. Под влиянием центробежных сил вращения Земли атмосфера смещается к экватору, в результате чего мощность тропосферы на экваторе больше.

При подъёме в тропосфере температура понижается в среднем на 0,65 градуса через каждые 100 м. Верхний слой тропосферы, в котором снижение температуры с высотой прекращается, называют тропопаузой. Следующий, расположенный выше тропосферы, слой атмосферы называется стратосфера. От пограничного слоя до тропопаузы скорость ветра возрастает примерно в 3 раза. В верхней тропосферы, вблизи тропопаузы, наблюдаются очень сильные так называемые струйные течения. Вертикальное распределение температуры в тропосфере зависит от особенностей поглощения в ней солнечного и земного излучений, а также от конвективной передачи тепла. Основной поглотитель излучения в атмосфере — водяной пар, содержание которого с высотой быстро убывает, в связи с чем должна убывать и температура воздуха. Это способствует возникновению конвекции, которая переносит нагретый воздух от земной поверхности в атмосферу, чем меняет вертикальное распределение температуры (cтратификация атмосферы). В тропосфере сильно развита турбулентность, особенно вблизи земной поверхности, а также в так называемых струйных течениях в верхней части тропосферы.
вление воздуха на верхней границе тропосферы соответственно её высоте в 5-8 раз меньше, чем у земной поверхности. Изменчивость содержания водяного пара в тропосфере определяется взаимодействием процессов испарения, конденсации и горизонтального переноса. В результате конденсации водяного пара образуются облака и выпадают атмосферные садки в виде дождя, града и снега, а процессы фазовых переходов воды протекают преимущественно в тропосфере. Именно поэтому облака в стратосфере (на высотах 20-30 км) и мезосфере (вблизи мезопаузы), получившие название перламутровых и наблюдаются сравнительно редко, тогда как тропосферные облака обычно закрывают около 50% всей земной поверхности. Система воздушных течений в тропосфере и нижней стратосфере называется общей циркуляцией атмосферы. Для тропосферы характерно всё время меняющееся горизонтальное расчленение на воздушные массы, различные по свойствам в зависимости от влияния широты и той подстилающей поверхности, над которой они формируются.

В тропосфере сосредоточено более 80% всей массы атмосферного воздуха, сильно развиты турбулентность и конвекция, сосредоточена преобладающая часть водяного пара, возникают облака, формируются и атмосферные фронты, развиваются циклоны и антициклоны, а также другие процессы, определяющие погоду и климат. Вся деятельность человека проходит в тропосфере, в её пределах остаются даже самые высокие горы. В тропосфере содержится также и основная масса атмосферных аэрозолей (пыли, дыма и прочих гадостей), поступающих с земной поверхности.


Нижний слой тропосферы в несколько десятков метров непосредственно над земной поверхностью (приземный слой атмосферы) является средой обитания растений, животных и человека. Ветер здесь особенно ослаблен, а влажность повышена; над сушей вертикальные градиенты температуры в дневные часы очень велики, а ночью, наоборот, нередки приземные инверсии температуры. Солнечные лучи легко проходят через тропосферу, а тепло, которое излучает нагретая солнечными лучами Земля, накапливается в тропосфере: такие газы, как углекислый газ, метан а также пары воды удерживают тепло. Такой механизм прогревания атмосферы от Земли, нагретой солнечной радиацией, называется парниковый эффект. С планетарным распределением давления связана сложная система воздушных течений, некоторые из них сравнительно устойчивы, а другие постоянно изменяются в пространстве и во времени. К устойчивым воздушным течениям относятся пассаты, которые направлены от субтропических широт обоих полушарий к экватору. Сравнительно устойчивы также муссоны, возникающие между океаном и материком и имеющие сезонный характер. В умеренных широтах преобладают воздушные течения западных направлений.

Источник: wiki.web.ru

Слои атмосферы


Газовая оболочка нашей планеты называется атмосферой. Она словно обволакивает Землю. В нижней части она соприкасается с земной корой и поверхностью гидросферы, в верхней части – соединяется с космическим пространством.

Атмосфера движется вместе с планетой и удерживается около неё благодаря силам гравитации. Её свойства, такие как плотность, состав, температура, влажность, неодинаковы на разных уровнях. В зависимости от их характера газовую оболочку разделяют на несколько зон – слоев. Какими слоями обладает атмосфера?

Тропосфера является самым нижним. Здесь формируется погода, возникают облака. Дальше следует стратосфера. В ней содержится много озона, который задерживает часть ультрафиолетового излучения, делая его менее опасным для нас. Самым холодным слоем является мезосфера. Температура в нем опускается ниже -90 градусов.

Примерно с высоты 90 и до 500 километров находится термосфера. Именно в этом слое происходит полярное сияние. Из-за большого количества ионизированных атомов мезосфера и термосфера объединяются под названием «ионосфера». Последний слой – экзосфера. Он сильно разрежен и не имеет четкой внешней границы, плавно сливаясь с межпланетным пространством.

Тропосфера

Тропосфера – это слой атмосферы, который начинается от самой поверхности Земли. Он оказывает на планету наибольшее влияние. Высота тропосферы зависит от географической широты. В полярных регионах она заканчивается на высоте 10 километров, в экваториальных областях её верхняя граница достигает 18 километров.


Нижняя часть тропосферы называется планетарным пограничным уровнем. Его толщина составляет от одного до двух километров. Здесь происходит наиболее активное взаимодействие воздушной оболочки с гидросферой и твердой земной поверхностью.

К стратосфере тропосфера не примыкает напрямую. Между ними есть промежуточный слой – тропопауза, толщина которого составляет от нескольких сотен метров до двух километров. Температура в нем не изменяется с высотой, в отличие от тропосферы. Высота слоя может изменяться: с циклонами она уменьшается, с антициклонами – увеличивается.

Состав

Тропосфера – это наиболее весомая часть атмосферы. На неё приходится больше 75 % массы газовой оболочки. Тропосфера содержит почти все количество водяного пара атмосферы (98 %). Остальные слои практически лишены этой составляющей.

На нижнем, приземном уровне слоя находится 99 % аэрозолей, присутствующих в газовой оболочке. Они представляют собой мелкие частицы, поднятые с поверхности земли воздушными массами: пыль, молекулы дыма, споры растений, морская соль.

Воздух тропосферы сильно насыщен кислородом и азотом. Они участвуют в круговороте веществ в природе и являются основными компонентами, которые необходимы для поддержания жизни на Земле. Всего в атмосфере на кислород приходится 21 % массы, а на азот — 78 %.

В тропосфере большое содержание аргона и углекислого газа, по сравнению с другими слоями. Кроме того, в ней содержатся и остальные составляющие атмосферы (неон, аммиак, ксенон, радон, гелий, водород, озон и т. д.), но в незначительных количествах.

Физические свойства


Основными физическими параметрами слоя являются плотность, влажность, температура и давление. Эти свойства являются важным фактором для формирования климата и погоды на Земле. В различных местностях и разных широтах их показатели неодинаковы.

Поверхность планеты, в особенности Мировой океан, аккумулирует солнечное тепло и отдает его воздуху. Поэтому внизу температура в тропосфере больше. Влажность также повышена в нижних участках слоя и уменьшается с высотой. Это влияет и на температуру — на каждые сто метров подъема в высоту она уменьшается на 0,65 градуса, пока не достигнет тропопаузы.

Плотность и давление также уменьшаются с высотой. Например, давление в верхней части слоя в 6-7 раз меньше, чем на уровне моря. Плотность уменьшается чуть медленнее, но её изменения тоже заметны.

Воздух становится разреженным и содержит меньше кислорода и азота на единицу объема. Из-за этого в горах, как правило, дышать труднее, а долгое пребывание на больших высотах проявляется кислородным голоданием.

Формирование погоды

Тропосфера – это слой атмосферы, который активнее всего взаимодействует с поверхностью Земли. Её физические свойства влияют на погоду на планете.


Разница в давлении, плотности и температуре создает движения воздуха. Более холодные и плотные воздушные массы стремятся к области с меньшей плотностью и температурой. За счет этого формируются фронты, циклоны и антициклоны, определяющие погоду.

Ветер в тропосфере усиливается с высотой. На границе с тропопаузой он в три раза выше, чем у земной поверхности. Он обеспечивает циркуляцию атмосферы, двигаясь как в меридианном, так и в широтном направлении.

Ветер участвует также в переносе влаги и аэрозолей. В тропосфере их удерживают парниковые газы (метан, озон, углекислый газ), не позволяя подниматься выше. Они накапливаются в атмосфере, способствуя формированию различных типов облаков. А их конденсация приводит к выпадению осадков.

Источник: FB.ru

Тропосферой называется нижний слой атмосферы высотой 8 -10км в полярных районах, 10 – 12 км в умеренных, 16 – 18 км в экваториальных районах. В этом слое содержится ¾массы всей атмосферы и почти весь водяной пар. В 5ти километровом слое тропосферы содержится половина всей массы атмосферы. Основной характеристикой тропосферы является понижение температуры с высотой в среднем на 6,5° на каждый километр. Вследствие этого здесь происходят вертикальные и горизонтальные перемещения воздуха, приводящие к образованию облаков, осадков, туманов, электрических и световых явлений

Тропосфера делится на 3 слоя:

· 1й слой — слой трения высотой до = 1-2 км. На движение воздуха в этом слое оказывает влияние земная поверхность. Из — за трения о земную поверхность воздух меняет свое значение по направлению и скорости, вызывая турбулентность атмосферы. Температура в слое летом положительная, зимой отрицательная. Условия погоды в слое оказывают влияние на взлет – посадку самолетов.

· 2й слой – средний слой высотой от 2х до 6 км. Земная поверхность на слой сказывается меньше. В теплое время года здесь проходит нулевая изотерма – линия, соединяющая точки с одинаковой температурой. В слое встречаются облака капельно-жидкого строения. Зимой температура отрицательная.

· 3й верхний слой – высотой от 6км и до тропопаузы. Ветер в слое имеет более постоянное направление, земная поверхность сказывается меньше, температура в течение года отрицательная. В тропосфере наблюдаются слои инверсии – слои, где наблюдается рост температуры с высотой, слои изотермии, —слои, где наблюдаетсяпостоянство температуры.

Тропопауза – это переходный слой и стратосферой. Высота слоя от нескольких сот метров на полюсах до 2-3х км на экваторе.

Для полетов ИСЗ атмосфера делится на плотную атмосферу до Н=150км и околоземное космическое пространство. В плотной атмосфере ИСЗ не может без двигателей сделать хотя бы один оборот вокруг Земли.

1я космическая скорость = 7,9 км/сек, 2я = 11,2 км/сек, 3я = 16,7 км/сек.

Стандартная атмосфера МСА (ГОСТ 4401 – 64, сокращенно СА 64) – это условная атмосфера, независимая от времени года, суток, синоптической атмосферы. Состояние воздуха – температура, давление, плотность, скорость звука изменяются с изменением высоты, времени года, суток. А для того, чтобы правильно оценить и сравнить характеристики ЛА и их силовых установок, необходимо иметь их приведенными к одинаковым атмосферным условиям:

Величины МСА:

· Н = 0 м (уровень моря), Р = 760 мм рт ст, t = +15°С. Т = 288,16°К.

· а = 340,2 м/сек = 1225 км/ч, (а = 20,05√Т°К, а м/сек на любой высоте

≈ 340,2 м/сек – (4 х Н км). Массовая плотность γ = 0,125 кг Х сек24.

· Весовая плотность ρ = 1,225 кг/м3, Вертикальный температурный градиент

= 0,65° на 100 м высоты, или (6.5° на 1000 м высоты).

Источник: studopedia.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.