Высота атмосферы земли в километрах



Точный размер атмосферы неизвестен, так как ее верхняя граница четко не прослеживается. Однако строение атмосферы изучено достаточно для того чтобы к.


90;ы.

Ученые, изучающие физику атмосферы, определяют ее как область вокруг Земли, которая вращается вместе с планетой. ФАИ дает следующее определение:

  • граница между космосом и атмосферой проходит по линии Кармана.
    1051;иния эта, по определению той же организации — это высота над уровнем моря, находящаяся на высоте 100 км.

Все, что выше этой линии – космическое пространство. В межпланетное пространство атмо.
8;азмерах.

С нижней границей атмосферы все гораздо проще – она проходит по поверхности земной коры и водной поверхности Земли – гидросфере. При этом граница, можно.


#1088;ены частички воздуха.

Источник: terasfera.ru

17-02-2009, 04:13 | Инфо-справка / Земля | разместил: Редакция ОКО ПЛАНЕТЫ | комментариев: (0) | просмотров: (9 146)

Атмосфера* Земли представляет собой газовое образование, которое окутывает нашу планету сплошной оболочкой.


Верхняя граница атмосферы лежит на высоте более 2000 км. Граница эта выражена нечетко, так как с высотой газы разрежаются и переходят в мировое пространство постепенно.

Атмосфера сохраняет тепло солнечных лучей, защищает животный и растительный мир от вредного воздействия ультрафиолетовых солнечных и космических лучей. Космические частицы при прохождении через атмосферу рассеиваются, и лишь их ничтожная часть достигает поверхности Земли. Без атмосферы солнечные лучи раскаляли бы освещенную сторону Земли, на неосвещенной был бы ледяной холод, а наша планета была бы такой же безжизненной, как Луна. Важные сведения об атмосфере получены с помощью космических аппаратов серии «Космос» и геофизических ракет.

Атмосфера Земли образована смесью газов, влаги и частиц пыли. Сухой воздух вблизи поверхности Земли содержит 78,09% азота, 20,95% кислорода, 0,93% аргона, 0,03% углекислого газа. На долю всех остальных газов вместе взятых приходится всего лишь 0,01%. К этим газам относятся водород, гелий, криптон, ксенон, радон, закиси азота, йод, водяной пар, озон, метан и др. Так как эти газы имеют различную плотность, то они должны были бы разделиться на отдельные слои, но этому препятствуют непрерывное турбулентное, или хаотическое, движение воздуха и перемещения воздушных масс в виде ветра. Вследствие этого состав атмосферы до высот порядка 100 км существенно не меняется. Выше же состав атмосферы хотя и почти постоянен (это главным образом азот и кислород), но под действием ультрафиолетовой солнечной радиации молекулы кислорода здесь расщеплены на атомы. Выше 110-120 км кислород встречается вообще только в атомарном состоянии. Предполагается, что выше 400-500 км в атомарном состоянии находится и азот.


Влага попадает в атмосферу вследствие испарений с поверхности Земли. Около 90% ее сосредоточено в нижнем пятикилометровом слое. С высотой количество влаги быстро уменьшается. Это связано с тем, что количество водяного пара в атмосфере существенно зависит от ее температуры: чем она ниже, тем меньше пара, а в нижних слоях атмосферы с высотой температура воздуха понижается.

Если количество водяного пара достигает максимума для наблюдаемой температуры, то он насыщает пространство. Например, при температуре +30oС в кубометре воздуха может находиться максимум 0,030 кг водяного пара, а при температуре -30oС всего лишь 0,003 кг. Не насыщенный водяным паром воздух с понижением температуры может стать насыщенным. Если воздух уже насыщен водяным паром, а температура продолжает уменьшаться, то пар конденсируется, т.е. превращается в мельчайшие капельки воды. Так образуются облака: при восходящем движении воздуха он расширяется и охлаждается, а содержащийся в нем водяной пар конденсируется.

Хотя атмосфера простирается вверх на многие сотни километров, основная масса воздуха сосредоточена в довольно тонком слое. Половина массы атмосферы находится между уровнем моря и высотой 5-6 км, 90% — в слое до 16 км, 99% — в слое до 30 км. Иначе говоря, плотность воздуха с высотой быстро уменьшается: на уровне моря она составляет 1,033 кг/м3, на высоте 12 км — 0,319 кг/м3, на высоте 40 км — всего 0,004 кг/м3.


Вследствие притяжения Земли частицы атмосферы оказывают на все, что находит на поверхности Земли, соответствующее давление. В частности, тело взрослого человека испытывает давление в 12-15 тыс. кг. Однако этого давления человек не ощущает: внешнее давление атмосферы уравновешивается внутренним давлением воздуха в теле человека. Жизнь на Земле приспособлена именно к этому давлению. Но при подъеме на большие высоты самочувствие человека ухудшается как из-за недостатка кислорода, так из-за пониженного атмосферного давления.

Установлено, что по вертикали атмосфера неоднородна. С высотой изменяется не только атмосферное давление, плотность и температура воздуха, но и электрическое состояние атмосферы, а на больших высотах — еще и ее состав. Поэтому в атмосфере выделяют несколько сфер с различными физическими свойствами. К числу этих сфер относятся: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера (или ионосфера), экзосфера (рис. 21).

Тропосфера* простирается от поверхности Земли до высоты 8-12 км в умеренных и высоких широтах, и до 16-17 км — в тропической и экваториальной зонах. Высота верхней границы тропосферы во внетропических широтах изменяется по сезонам: летом она несколько выше, чем зимой.
alt Ее высота колеблется также ежедневно в зависимости от характера атмосферных процессов, и главным образом от изменения температуры. Эти колебания происходят в диапазоне от 7-8 км до 12-14 км.

В тропосфере находится почти весь водяной пар. Поэтому только в тропосфере возникают облака и выпадают дожди, снег, крупа и град, наблюдаются грозы, ливни, метели, гололед и т.д.

Характерная особенность тропосферы — понижение температуры в среднем на 6oС на каждый километр высоты. Объясняется это тем, что для солнечных лучей тропосферный воздух почти прозрачен, он нагревается и охлаждается главным образом от поверхности Земли.

Там, где приток солнечной радиации больше, температура воздуха выше. Поэтому в экваториальной и тропической зонах приземная температура в течение года колеблется около 27oС, а в Центральной Арктике она равна примерно -35oС зимой и около нуля — летом. В Антарктиде воздух еще холоднее: в центре ее ледяного плато средняя температура воздуха зимой достигает -40oС и ниже, а летом температура не поднимается выше -15oС.

Вследствие широтного распределения температуры в тропосфере преобладает западный горизонтальный перенос воздуха, т.е.
жду тропиками и высокими широтами Земли преобладают западные ветры. Чем выше над поверхностью Земли, тем ярче они выражены. Эти ветры достигают наибольшей скорости, как правило, на высоте 9-12 км. На этих высотах западные ветры могут стать при определенных условиях сверхураганными: их скорость может превышать 300 км/ч. Горизонтальный перенос воздуха сопровождается вертикальными и турбулентными (неупорядочными) движениями. Поэтому воздух непрерывно перемешивается. А так как при этом перемещаются огромные объемы воздуха, то в тропосфере постоянно образуются и рассеиваются облака, выпадают и прекращаются атмосферные осадки.

Над тропосферой между высотами 8-17 и 50-55 км находится стратосфера.* Она характеризуется возрастанием температуры с высотой в экваториальной зоне от -40oС, а в полярных зонах от -80oС. до температур, близких к 0oС. Стратосфера отличается от тропосферы малой турбулентностью воздушных масс, ничтожным содержанием водяного пара, повышенным по сравнению с ниже- и вышележащими слоями атмосферы содержанием озона.

Слой воздуха, отделяющий тропосферу от стратосферы, называют тропопаузой. Это сравнительно тонкий слой атмосферы, измеряемый десятками и сотнями метров.

Выше стратосферы до высот порядка 80 км находится мезосфера. В ней температура с высотой падает и у верхней границы -80oС. Здесь иногда (чаще летом) возникают тонкие облака. Так как при освещении Солнцем из-за горизонта эти облака блестят, их называют серебристыми. Природа серебристых облаков изучена пока недостаточно. Предполагается, что они состоят из частиц пыли. Переходный слой между стратосферой и мезосферой называют стратопаузой.


Между высотами 80 и 800 км располагается термосфера.* На высоте около 100 км (рис. 21) температура переходит через 0oС, в слое 150-200 км она доходит до 500oС, а на высотах 500-600 км превышает 1500oС. По данным, полученным с искусственных спутников Земли, в верхней термосфере температура достигает почти 2000oС и в течение суток значительно колеблется. Эти колебания достигают +100oС. В термосфере на температуру существенное влияние оказывает радиация Солнца.

В термосфере газы находятся большей частью в атомарном состоянии. Под действием ультрафиолетового и корпускулярного излучений Солнца, обладающих большой энергией, от нейтральных атомов и молекул воздуха отщепляются электроны. Атомы и молекулы, потерявшие по одному или несколько электронов, приобретают положительные заряды, а свободные электроны снова присоединяются к нейтральным атомам или молекулам и наделяют их своим отрицательным зарядом. Такие положительно и отрицательно заряженные атомы и молекулы называются ионами. Газы, содержащие ионы, т.е. получившие электрический заряд, называются ионизированными. Учитывая способность газов термосферы ионизироваться, ее называют также ионосферой.*

При большой концентрации ионов газы становятся электропроводными. Заряженные частицы солнечного излучения — корпускулы* — под влиянием магнитного поля Земли отклоняются в сторону высоких широт. Войдя в атмосферу, корпускулы усиливают ионизацию газов настолько, что начинается свечение газов. Так возникают полярные сияния: красивые многокрасочные полосы, дуги, занавеси, загорающиеся в ночном небе, преимущественно в высоких широтах Земли. Если эти сияния сопровождаются сильными магнитными бурями, то их можно увидеть в умеренной зоне и даже в субтропиках и тропиках. Обычно полярные сияния бывают на высотах около 100 км, но нередко они наблюдаются на высотах и в нескольких сотен километров.

Ионосфера влияет на распространение радиоволн. Ионизированные слои отражают средние и короткие радиоволны. Последние вновь возвращаются на земную поверхность, но уже на значительном отдалении от места радиопередачи, причем такие отражения короткие радиоволны способны совершать несколько раз. Это позволяет реализовать с их помощью дальнюю радиосвязь. Однако при вспышках на Солнце и усилении его ультрафиолетового излучения происходят сильные возмущения ионосферы и магнитного поля Земли, приводящие к тому, что ионосфера начинает хуже отражать радиоволны и даже пропускать их в космос. Радиосвязь при этом нарушается.

В некоторых слоях ионосферы концентрация свободных электронов достигает большей, чем в других слоях, величины. Известны четыре таких слоя. Они располагаются на высотах 60-80, 100-120, 180-200 и 300-400 км.

Экзосфера* — самая верхняя, сильно разреженная часть атмосферы. Предположительно температура газов в ней достигает до 2000oС

В конце 1950-х годов внимание ученых привлек к себе слой атмосферы, содержащий одну из модификаций кислорода — озон.* Этот газ имеет синий цвет и резкий запах. Он образуется из обычного кислорода при электрических разрядах (например, во время грозы) или под действием ультрафиолетового излучения (например, в стратосфере под действием ультрафиолетового излучения Солнца).

Большая часть озона, находящегося в атмосфере, расположена на высотах от 10 до 50 км с максимумом концентрации на высотах 20-25 км. Основной слой озона, называемый озоносфера,* достаточно тонок: если при нормальном давлении и температуре удалось бы сконцентрировать весь распространенный в атмосфере озон, то образовалась бы пленка толщиной всего около 3 мм !

Озоносфера практически полностью принимает на себя, т.е. поглощает, опасное для всего живого жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца. Благодаря этому слою оно не доходит до поверхности Земли, и поэтому на нашей планете вот уже сотни миллионов лет существуют условия, благоприятные для развития жизни.

Первые данные глобальных наблюдений за озоносферой появились с приходом эры космических исследований. В частности, было установлено, что местами озоновый слой уменьшается и его толщина приближается к предельной величине, при которой защитные функции озоносферы* могут перестать выполняться. В научный обиход были введены такие термины, как озоновые «дыры» и «мини-дыры».

Например, озоновая дыра, сравнимым по своим размерам с территорией США, стала развиваться над Антарктидой. Эта «дыра» достигла максимальных размеров в 1987 году. Толщина основного слоя озоносферы по всей площади «дыры» была при этом всего лишь 10-15 см. Развитие озоновой «дыры» в стратосфере Антарктиды в период с 1984 по 1988 год показано на рис. 22. Здесь изображены виды Земли со стороны Южного полюса, соответствующие пяти указанным годам. Сплошными линиями отмечены контуры Антарктиды и других материков, а изображения озоновой «дыры» заштрихованы.

Дело в том, что Антарктида представляет собой монолитный ледяной материк.

Воздушные массы над ним изолированы от остальной атмосферы. Возникающие в них осенью полярные вихри остаются неизменными вплоть до середины весны, но именно они и разрушают озоновый слой.

В Арктике же совершенно иные условия: через льды, а особенно полыньи и разводья, океан постоянно отдает тепло атмосфере, воздух активно обменивается с воздушными массами более южных широт. Поэтому полярные вихри здесь существуют недолго и достаточно быстро разделяются на отдельные вихри. Это предохраняет озоновый слой от разрушения. Именно поэтому в Северном полушарии заметного уменьшения общего содержания озона пока не наблюдалось. Здесь в зимние месяцы она уменьшается местами всего на 6-8%. В частности, в субтропических и тропических областях Земли содержание озона понижается иногда вдвое по сравнению с нормой, приводя к возникновению. «Мини-дыр» диаметром не более 3000 километров. Последние существуют обычно от нескольких дней до 2-3 недель. Над Россией озоновая «мини-дыра» была зафиксирована только однажды — в 1986 году (над Московской областью).

Имеются две гипотезы истощения озонового слоя Земли. Первая связывает убыль озона в атмосфере с естественными процессами, вторая — с антропогенным воздействием на земную атмосферу.

Гипотеза естественного разрушения озона основывается на том, что динамические процессы, существующие в атмосфере, вызывают перераспределение озона: восходящие потоки воздуха вытесняют озон из нижних слоев вверх, а затем с горизонтальными меридиональными движениями он распространяется по всей атмосфере. При этом над районами с интенсивными восходящими движениями общее содержание озона заметно падает.

Эту гипотезу удалось проверить экспериментально американским ученым. В периоды возникновения озоновых «дыр» в Антарктиде. Они измеряли концентрацию малых составляющих атмосферы на различных высотах. Оказалось, что при возникновении озоновых «дыр» отсутствуют восходящие потоки воздуха. Скорее наоборот, имеются явно выраженные нисходящие потоки. Это может приводить только к увеличению содержания озона. Другими словами, прямые градиентные измерения гипотезу естественного разрушения озона не подтверждают.

Гипотеза антропогенного разрушения озонового слоя базируется на химическом воздействии на него, прежде всего хлора. Содержание свободного хлора в зонах, где ситуация близка к озоновой «дыре», обычно бывает в 100 и даже 400 раз выше, чем в окружающих областях атмосферы. Но именно хлор активнее всего разрушает озон. Эту гипотезу подтверждают в настоящее время многие эксперименты.

Особую опасность для озонового слоя представляют хлорфторуглероды иначе называемые фреонами.* Это синтезируемые органические вещества, широко применяемые в различных отраслях промышленности и в быту. Их используют, в частности, в холодильниках, кондиционерах, аэрозольных упаковках лаков, красок, инсектицидов. Сами по себе фреоны нетоксичны и неопасны для здоровья людей. Но они являются весьма стойкими соединениями и рано или поздно за счет турбулентных движений воздуха достигают высот 20-25 км. Здесь под действием солнечного ультрафиолетового излучения они распадаются, При этом выделяется хлор, а одной молекулы хлора достаточно, чтобы разрушить десять тысяч молекул озона.

В настоящее время считается, что озоновые «дыры» над Антарктидой связаны прежде всего с антропогенным воздействием. Фреоны, выброшенные в атмосферу где-то даже далеко от Антарктиды, разносятся по всей атмосфере, но та их часть, которая достигает пространства над Антарктидой попадает в изолированный полярный вихрь. Последний представляет собой, по существу, закрытый «котел», в котором в течение всей южнополярной зимы и начала весны не происходит обмена воздушными массами. Процесс катастрофического разрушения озона идет беспрепятственно, и озоновая «дыра» держится устойчиво. Лишь к середине весны полярный вихрь распадается, и «дыра» начинает затягиваться.

Если сократить выброс фреонов в атмосферу, то она сама сможет восстановиться. В 1987 году в Монреале был выработан, принят и сейчас выполняется рядом стран, в том числе Россией, Протокол об озоноразрушающих веществах. Он предусматривает замораживание и последующее сокращение производства наиболее опасных для озонового слоя веществ. Предполагается, что в 2000 году человечество полностью откажется от использования в промышленности всех веществ, воздействующих на озоновый слой Земли.

 

de.ifmo.ru


Источник: oko-planet.su

АТМОСФЕРА

Атмосфера — газовая оболочка, окружающая планету Земля и вращающаяся вместе с ней. Совокупность разделов физики и химии, изучающих атмосферу, принято называть физикой атмосферы. Атмосфера определяет погоду на поверхности Земли, изучением погоды занимается метеорология, а длительными вариациями климата — климатология.

атмосфера

Толщина атмосферы 1500 км от поверхности Земли. Суммарная масса воздуха, то есть смеси газов, составляющих атмосферу: около 5,3 * 1015 т. Молекулярная масса чистого сухого воздуха составляет 29. Давление при 0°С на уровне моря 101 325 Па, или 760 мм. рт. ст.; критическая температура  140,7 °С; критическое давление 3,7 МПа. Растворимость воздуха в воде при 0 °С — 0,036 %, при 25 °С — 0,22 %.

Атмосферное давление — давление атмосферного воздуха на находящиеся в нем предметы и земную поверхность. Нормальным атмосферным давлением является показатель в 760 мм рт. ст. (101 325 Па). При повышении высоты на каждый километр давление падает на 100 мм.

Строение атмосферы.

Физическое состояние атмосферы определяется погодой и климатом. Основные параметры атмосферы: плотность воздуха, давление, температура и состав. С увеличением высоты плотность воздуха и атмосферное давление уменьшаются. Температура меняется также в зависимости от изменения высоты. Вертикальное строение атмосферы характеризуется различными температурными и электрическими свойствами, разным состоянием воздуха. В зависимости от температуры в атмосфере различают следующие основные слои: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу (сферу рассеяния). Переходные области атмосферы между соседними оболочками называют соответственно тропопауза, стратопауза и т.д.

строение атмосферы

 

Тропосфера — нижний, основной, наиболее изученный слой атмосферы, высотой в полярных областях 8—10 км, в умеренных широтах до 10—12 км, на экваторе — 16—18 км. В тропосфере сосредоточено примерно 80—90 % всей массы атмосферы и почти все водяные пары. При подъеме через каждые 100 м температура в тропосфере понижается в среднем на 0,65 °С и достигает —53 °С в верхней части. Этот верхний слой тропосферы называют тропопаузой. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, сосредоточена преобладающая часть водяного пара, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны.

Стратосфера — слой атмосферы, располагающийся на высоте 11—50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11—25 км (нижний слой стратосферы) и повышение ее в слое 25—40 км от —56,5 до 0,8 °С (верхний слой стратосферы или область инверсии). Достигнув на высоте около 40 км значения 273 К (0 °С), температура остается постоянной до высоты 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой.

Именно в стратосфере располагается слой озоносферы («озоновый слой», на высоте от 15—20 до 55— 60 км), который определяет верхний предел жизни в биосфере. Важный компонент стратосферы и мезосферы — озон, образующийся в результате фотохимических реакций наиболее интенсивно на высоте равной 30 км. Общая масса озона составила бы при нормальном давлении слой толщиной 1,7—4 мм, но и этого достаточно для поглощения губительного для жизни ультрафиолетового излучения Солнца. Озон (О3) — аллотропия кислорода, образуется в результате следующей химической реакции, обычно после дождя, когда полученное соединение поднимается в верхние слои тропосферы; озон имеет специфический запах.

В стратосфере задерживается большая часть коротковолновой части ультрафиолетового излучения (180—200 нм) и происходит трансформация энергии коротких волн. Под влиянием этих лучей изменяются магнитные поля, распадаются молекулы, происходит ионизация, новообразование газов и других химических соединений. Эти процессы можно наблюдать в виде северных сияний, зарниц, и других свечений. В стратосфере почти нет водяного пара.

Мезосфера начинается на высоте 50 км и простирается до 80—90 км. Температура воздуха до высоты 75—85 км понижается до 88 °С. Верхней границей мезосферы является мезопауза.

Термосфера (другое название — ионосфера) — слой атмосферы, следующий за мезосферой, — начинается на высоте 80—90 км и простирается до 800 км. Температура воздуха в термосфере быстро и неуклонно возрастает и достигает нескольких сотен и даже тысяч градусов.

Экзосфера — зона рассеяния, внешняя часть термосферы, расположенная выше 800 км. Газ в экзосфере сильно разрежен, и отсюда идет утечка его частиц в межпланетное пространство (диссипация).

изменение температуры и давления

Структура атмосферы

До высоты 100 км атмосфера представляет собой гомогенную (однофазную), хорошо перемешанную смесь газов. В более высоких слоях распределение газов по высоте зависит от их молекулярных масс, концентрация более тяжелых газов убывает быстрее по мере удаления от поверхности Земли. Вследствие уменьшения плотности газов температура понижается от 0 °С в стратосфере до -110 °С в мезосфере.

На высоте около 2000—3000 км экзосфера постепенно переходит в так называемый ближнекосмический вакуум, который заполнен сильно разреженными частицами межпланетного газа, главным образом атомами водорода. Но этот газ представляет собой лишь часть межпланетного вещества. Другую часть составляют пылевидные частицы кометного и метеорного происхождения. Кроме этих чрезвычайно разреженных частиц, в это пространство проникает электромагнитная и корпускулярная радиация солнечного и галактического происхождения.

На долю тропосферы приходится около 80 % массы атмосферы, на долю стратосферы — около 20 %; масса мезосферы — не более 0,3 %, термосферы — менее 0,05 % от общей массы атмосферы. На основании электрических свойств в атмосфере выделяют нейтросферу и ионосферу. В настоящее время считают, что атмосфера простирается до высоты 2000—3000 км.

В зависимости от состава газа в атмосфере выделяют гомосферу и гетеросферу. Гетеросфера — это область, где гравитация оказывает влияние на разделение газов, т.к. их перемешивание на такой высоте незначительно. Отсюда следует переменный состав гетеросферы. Ниже ее лежит хорошо перемешанная, однородная по составу часть атмосферы называемая гомосферой. Граница между этими слоями называется турбопаузой, она лежит на высоте около 120 км.

строение атмосферы

Состав атмосферы

Атмосфера Земли — воздушная оболочка Земли, состоящая в основном из газов и различных примесей (пыль, капли воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения), количество которых непостоянно. Основным газами являются азот (78 %), кислород (21 %) и аргон (0,93 %). Концентрация газов, составляющих атмосферу, практически постоянна, за исключением углекислого газа CO2 (0,03 %).

Также в атмосфере содержатся SO2, СН4, N, СО, углеводороды, НСl, НF, пары Hg, I2, а также NO и многие другие газы в незначительных количествах. В тропосфере постоянно находится большое количество взвешенных твердых и жидких частиц (аэрозоль).

Таблица «Атмосфера»

атмосфера таблица

атмосфера таблица 2

 

Источник: uchitel.pro

Тропосфера

Тропосфера — это самый плотный слой атмосферы и, следовательно, самый близкий к Земной поверхности. Общая масса атмосферы оценивается в 5х1018 кг, и 75% этого количества находится в тропосфере.

Толщина тропосферы колеблется от 8 км до 14 км, в зависимости от региона Земли. Самые тонкие места (где толщина достигает 8 км) находятся на северном и южном полюсах.

Поскольку это самый нижний слой атмосферы, тропосфера ответственна за жизнь на планете, а также там, где происходят почти все климатические явления. Термин «тропосфера» происходит от греческого «tropos» (означает «изменение»), чтобы отразить динамический характер изменений климата и поведение этого слоя атмосферы.

Область тропосферы, которая ограничивает её конец и начало стратосферы, называется тропопаузой. Тропопауза легко идентифицируется по различным картинам распределения давления и температурам каждого слоя.

Состав тропосферы

По объёму тропосфера состоит из 78,08% азота, 20,95% кислорода, 0,93% аргона и 0,04% углекислого газа. Воздух также состоит из меняющихся процентных показателей водяного пара, который попадает в тропосферу через явление испарения.

Температура тропосферы

Как и давление, температура в тропосфере также уменьшается с увеличением высоты. Это связано с тем, что почва поглощает бóльшую часть солнечной энергии и нагревает нижние уровни тропосферы. Принимая во внимание, что испарение выше в более тёплых областях, водяные пары присутствуют чаще на уровне моря и реже на больших высотах.

Что встречается в тропосфере?

Некоторые примеры того, что можно найти в тропосфере:

  • климат;
  • осадки, такие как: дождь, снег и град;
  • газы, такие как: азот, кислород, аргон и углекислый газ;
  • облака;
  • птицы.

Стратосфера

Стратосфера является вторым по величине слоём атмосферы, а также вторым, ближайшим к Земной поверхности. По оценкам, он содержит около 15% от общей массы атмосферы Земли.

Толщина стратосферы составляет 35 км от тропопаузы, что означает, что она расположена между тропосферой и мезосферой. Термин «стратосфера» происходит от греческого strato (значит «слой») для обозначения того факта, что сама стратосфера подразделяется на другие более тонкие слои.

Слои стратосферы образуются из-за отсутствия климатических явлений, которые смешивают воздух. Таким образом, существует чёткое разделение между холодным и тяжёлым воздухом внизу и тёплым, лёгким воздухом сверху. Таким образом, с точки зрения температуры стратосфера работает точно противоположно тропосфере.

Поскольку эта зона более высокой вертикальной стабильности (без перемещений воздуха), пилоты самолётов, как правило, остаются в начале стратосферы, чтобы избежать турбулентности. Именно на этой высоте самолёты и воздушные шары достигают максимальной эффективности.

Стратосфера также содержит хорошо известный озоновый слой, который поглощает большую часть ультрафиолетового излучения солнца. Без озонового слоя жизнь на Земле, какой мы её знаем, была бы невозможна.

Подобно тропосфере, стратосфера также имеет область, которая ограничивает её конец и показывает начало мезосферы, которая называется стратопауза.

Состав стратосферы

Большинство элементов, найденных на поверхности Земли и в тропосфере, не достигают стратосферы. Вместо этого они обычно:

  • разлагаются в тропосфере;
  • могут быть устранены солнечным светом;
  • могут переноситься на поверхность Земли через дождь или другие осадки.

Из-за инверсии в динамике температуры между тропосферой и стратосферой воздух практически не обменивается между двумя слоями, в результате чего испарения воды существуют в стратосфере только в незначительных количествах. По этой причине в этом слое чрезвычайно редко образование облаков.

Что касается газов, стратосфера образована преимущественно озоном, присутствующим в озоновом слое. Считается, что 90% всего озона в атмосфере находится в этой области. Кроме того, стратосфера содержит элементы, переносимые извержениями вулканов, такие, как оксиды азота, азотная кислота, галогены и т. д.

Температура стратосферы

Температура в стратосфере увеличивается с увеличением высоты, варьируя от -51 ° C в самой низкой точке (тропопауза) до -3 ° C в самой высокой точке (стратопауза).

Что встречается в стратосфере?

Некоторые примеры того, что можно найти в стратосфере:

  • озоновый слой;
  • самолёты и метеозонды;
  • некоторые птицы.

Мезосфера

Мезосфера — это последний атмосферный слой, в котором газы всё ещё смешиваются в воздухе и не организованы их массой. Этот слой считается наукой самым сложным для изучения, поэтому о нём мало подтверждённой информации.

Толщина мезосферы также составляет 35 км от стратопаузы, что означает, что она расположена между стратосферой и термосферой. Термин «мезосфера» происходит от греческого mesos (означает «центр»), так как является третьим среди пяти слоёв Земной атмосферы.

Метеозонды и самолёты не могут достичь так высоко, чтобы достичь мезосферы. В то же время спутники могут вращаться только над ним, таким образом получается, что они не могут должным образом измерять характеристики этого слоя.

Единственный способ изучения мезосферы в наши дни — это использование ракет, которые собирают довольно мало информации в каждой миссии.

Именно в мезосфере происходит сгорание небесных тел, попадающих в Земную атмосферу, что приводит к таким явлениям, как звездопад (метеорные потоки).

Состав мезосферы

Процентное содержание кислорода, азота и углекислого газа в мезосфере, по существу, такое же, как и в слоях ниже. Испарения воды там реже, чем в стратосфере, что, в свою очередь, переносит часть озона в мезосферу.

В мезосфере также есть материал из метеоров, которые испаряются при попадании в атмосферу. Таким образом, мезосфера также состоит из относительно высокой доли железа и других металлов.

Температура мезосферы

Температура в мезосфере уменьшается с увеличением высоты, варьируя от -3° C в самой низкой точке (стратопауза) до -143° C в самой высокой точке (мезопауза — самая холодная область всей Земной атмосферы).

Что встречается в мезосфере?

Некоторые примеры того, что можно найти в стратосфере:

  • метеоры в сгорании;
  • серебристые облака (особый вид облаков, которые светятся ночью).

Термосфера

Термосфера расположена над мезосферой и ниже экзосферы. Толщина этого слоя составляет около 513 км, что намного больше, чем у всех нижних слоёв вместе взятых.

Хотя термосфера считается частью Земной атмосферы, плотность воздуха настолько низкая, что бóльшую часть слоя ошибочно рассматривают как космическое пространство. Эта идея подкрепляется тем фактом, что в слое недостаточно молекул для перемещения звуковых волн.

В термосфере ультрафиолетовое излучение вызывает явления фотоионизации молекул, т. е. образование ионов в результате контакта фотона с атомом. Это явление ответственно за создание ионосферы, расположенной внутри термосферы. Ионосфера играет важную роль в распространении радиоволн в отдалённые районы Земли.

Именно в термосфере спутники вращаются вокруг Международной космической станции (МКС). Кроме того, именно в термосфере происходит северное сияние.

Читайте подробнее про Северное сияние.

Слово «термосфера» происходит от греческого thermos (что значит «тепло»), что отражает тот факт, что температура в этом слое чрезвычайно высока.

Граница между термосферой и экзосферой называется термопаузой.

Состав термосферы

В отличие от слоёв ниже, где смешиваются газы, в термосфере частицы редко сталкиваются, что приводит к равномерному разделению элементов. Кроме этого, большинство молекул в термосфере разрушаются солнечным светом.

Верхние части термосферы состоят из атомарного кислорода, атомарного азота и гелия.

Температура термосферы

Температура в термосфере может варьироваться от 500º C до 2000º C. Это происходит потому, что большая часть солнечного света поглощается в этом слое.

Что встречается в термосфере?

Некоторые примеры того, что можно найти в термосфере:

  • спутники;
  • раньше, многоразовый транспортный космический корабль Спейс шаттл;
  • МКС;
  • северное сияние;
  • ионосфера.

Экзосфера

Экзосфера — это самый большой и крайний внешний слой Земной атмосферы. Он простирается на 600 км, пока плавно не перейдёт в межпланетное пространство. Это делает его толщиной в 10.000 км. Самая дальняя граница экзосферы достигает половины пути до Луны.

Термин «экзосфера» происходит от греческого exo (что значит «внешний»), обозначает тот факт, что это последний атмосферный слой перед космическим вакуумом.

Состав экзосферы

Частицы в экзосфере чрезвычайно далеки друг от друга и поэтому не классифицируются как газы, потому что плотность слишком низкая. Одна частица может пройти сотни километров до столкновения с другой. Они также не считаются плазмой, так как электрически они не заряжены.

В нижних областях экзосферы можно найти водород, гелий, углекислый газ и атомарный кислород, которые остаются минимально притянутыми к Земле гравитационным полем.

Температура экзосферы

Из-за того, что экзосфера находится почти в вакууме (из-за отсутствия взаимодействия между молекулами), температура в слое постоянная и холодная.

Что встречается в экзосфере?

Некоторые примеры того, что можно найти в экзосфере:

  • космический телескоп Хаббл;
  • спутники.

Атмосферы других планет

В Солнечной системе 8 планет и более 160 спутников. Из них, имеют значимые атмосферы:

  • Земля;
  • Венера;
  • Сатурн;
  • Марс;
  • Уран;
  • Юпитер;
  • Нептун;
  • Титан (спутник Сатурна);
  • Плутон.

Атмосфера Венеры

Атмосфера Венеры составляет около 96% углекислого газа, а температура поверхности около 464° C. Облака из серной кислоты движутся со скоростью примерно 100 метров в секунду.

Атмосфера Марса

На Марсе есть тонкая атмосфера, состоящая примерно на 95% из углекислого газа, а остальная часть из азота и аргона. Средняя температура приземного воздуха на Марсе -63° C. На Марсе наблюдаются облака как из воды, так и из углекислого газа. Ещё там чётко определены времена года.

Смотрите также, что такое Сингулярность и Космология.

Источник: www.uznaychtotakoe.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.