A légkör hozzávetőleges vastagsága. A föld légkörének főbb rétegei növekvő sorrendben

Kék bolygó...

Ennek a témának az elsők között kellett volna megjelennie az oldalon. Végül is a helikopterek légköri repülőgépek. A Föld légköre- úgymond élőhelyük :-). DE a levegő fizikai tulajdonságai csak határozza meg ennek az élőhelynek a minőségét :-). Szóval ez az egyik alap. És mindig az alapot írják először. De erre csak most jöttem rá. Azonban, mint tudod, jobb későn, mint soha... Érintse meg ezt a kérdést, de anélkül, hogy a vadonba esnénk és felesleges nehézségekbe ütköznénk :-).

Így… A Föld légköre. Ez kék bolygónk gáznemű héja. Mindenki ismeri ezt a nevet. Miért kék? Egyszerűen azért, mert a napfény „kék” (valamint a kék és ibolya) komponense (spektruma) szóródik a legjobban a légkörben, így kékes-kékes, néha ibolyás árnyalattal színezi azt (persze napsütéses napon :-)) .

A Föld légkörének összetétele.

A légkör összetétele meglehetősen széles. Nem sorolom fel az összes komponenst a szövegben, erre van egy jó szemléltetés, ezeknek a gázoknak az összetétele szinte állandó, a szén-dioxid (CO 2 ) kivételével. Ezenkívül a légkör szükségszerűen tartalmaz vizet gőzök, lebegő cseppek vagy jégkristályok formájában. A víz mennyisége nem állandó, függ a hőmérséklettől és kisebb mértékben a légnyomástól. Ráadásul a Föld légköre (főleg a mostani) is tartalmaz bizonyos mennyiséget, mondhatnám "mindenféle mocskot" :-). Ezek SO 2, NH 3, CO, HCl, NO, ezen kívül vannak még Hg higanygőzök. Igaz, mindez kis mennyiségben van, hál' istennek :-).

A Föld légköre Szokásos több, a felszín feletti magasságban egymást követő zónára osztani.

Az első, a Földhöz legközelebb eső a troposzféra. Ez a legalacsonyabb és mondhatni fő réteg a különféle típusok életében. A teljes légköri levegő tömegének 80%-át tartalmazza (bár térfogatát tekintve a teljes légkörnek csak körülbelül 1%-át teszi ki), és a légkör összes vízének körülbelül 90%-át. A legtöbb szél, felhő, eső és hó 🙂 onnan jön. A troposzféra a trópusi szélességeken körülbelül 18 km-es, a sarki szélességi körökön pedig akár 10 km-es magasságig terjed. A levegő hőmérséklete 100 m-enként körülbelül 0,65º-kal csökken.

légköri zónák.

A második zóna a sztratoszféra. Azt kell mondanom, hogy a troposzféra és a sztratoszféra között egy másik szűk zóna is megkülönböztethető - a tropopauza. Megállítja a hőmérséklet csökkenését a magassággal. A tropopauza átlagos vastagsága 1,5-2 km, határai azonban nem egyértelműek, és a troposzféra gyakran átfedi a sztratoszférát.

Tehát a sztratoszféra átlagos magassága 12-50 km. A hőmérséklet 25 km-ig változatlan marad (körülbelül -57 ° C), majd valahol 40 km-ig körülbelül 0 ° C-ra emelkedik, és tovább 50 km-ig változatlan marad. A sztratoszféra a Föld légkörének viszonylag csendes része. Gyakorlatilag nincsenek benne kedvezőtlen időjárási viszonyok. A híres ózonréteg a sztratoszférában található 15-20 km-től 55-60 km-ig.

Ezt egy kis határréteg sztratopauza követi, amelyben a hőmérséklet 0ºС körül marad, majd a következő zóna a mezoszféra. 80-90 km magasságig terjed, és körülbelül 80ºС-ra csökken benne a hőmérséklet. A mezoszférában általában kis meteorok válnak láthatóvá, amelyek izzani kezdenek benne, és ott kiégnek.

A következő szűk rés a mezopauza és azon túl a termoszféra zóna. Magassága eléri a 700-800 km-t. Itt a hőmérséklet ismét emelkedni kezd, és körülbelül 300 km-es magasságban elérheti az 1200ºС nagyságrendű értéket. Ezt követően állandó marad. Az ionoszféra körülbelül 400 km magasságig a termoszférában található. Itt a levegő erősen ionizált a napsugárzás hatására, és magas az elektromos vezetőképessége.

A következő és általában az utolsó zóna az exoszféra. Ez az úgynevezett szórási zóna. Itt főleg nagyon ritka hidrogén és hélium (a hidrogén túlsúlyával) van jelen. Körülbelül 3000 km-es magasságban az exoszféra a közeli űrvákuumba kerül.

Valahol így van. Miért kb? Mivel ezek a rétegek meglehetősen feltételesek. Különféle változások lehetségesek a magasságban, a gázok összetételében, a vízben, a hőmérsékletben, az ionizációban stb. Ezen kívül még sok más kifejezés határozza meg a föld légkörének szerkezetét és állapotát.

Például homoszféra és heteroszféra. Az elsőben a légköri gázok jól elegyednek, és összetételük meglehetősen homogén. A második az első felett található, és ott gyakorlatilag nincs ilyen keveredés. A gázokat a gravitáció választja el egymástól. E rétegek közötti határ 120 km-es magasságban található, és ezt turbopauzának nevezik.

Befejezzük a kifejezéseket, de mindenképpen hozzáteszem, hogy konvencionálisan elfogadott, hogy a légkör határa 100 km-es tengerszint feletti magasságban található. Ezt a határt Karman-vonalnak nevezik.

Mellékelek még két képet a légkör szerkezetének illusztrálására. Az első viszont németül van, de teljes és elég könnyen érthető :-). Nagyítható és jól átgondolható. A második a légköri hőmérséklet változását mutatja a magasság függvényében.

A Föld légkörének szerkezete.

A levegő hőmérsékletének változása a magassággal.

A modern emberes orbitális űrhajók körülbelül 300-400 km magasságban repülnek. Ez azonban már nem repülés, bár a terület persze bizonyos értelemben szorosan összefügg, és minden bizonnyal még szó lesz róla :-).

A repülési zóna a troposzféra. A modern légköri repülőgépek a sztratoszféra alsóbb rétegeiben is képesek repülni. Például a MIG-25RB praktikus mennyezete 23000 m.

Repülés a sztratoszférában.

És pontosan a levegő fizikai tulajdonságai A troposzférák határozzák meg, hogy milyen lesz a repülés, mennyire lesz hatékony a repülőgép irányítórendszere, milyen hatással lesz rá a légkör turbulenciája, hogyan működnek majd a hajtóművek.

Az első fő tulajdonság az levegő hőmérséklet. A gázdinamikában a Celsius-skálán vagy a Kelvin-skálán határozható meg.

Hőfok t1 adott magasságban H a Celsius-skálán meghatározzák:

t 1 \u003d t - 6,5N, ahol t a levegő hőmérséklete a talajon.

A Kelvin-skála szerinti hőmérsékletet ún abszolút hőmérséklet A nulla ezen a skálán abszolút nulla. Az abszolút nullánál a molekulák hőmozgása leáll. A Kelvin-skála abszolút nullája a Celsius-skálán -273º-nak felel meg.

Ennek megfelelően a hőmérséklet T magasan H a Kelvin-skálán a következőket határozzuk meg:

T = 273K + t - 6,5H

Levegő nyomás. A légköri nyomás mérése Pascalban (N / m 2), a régi mérési rendszerben atmoszférában (atm.) történik. Létezik olyan, hogy légnyomás. Ez a nyomás, amelyet higanybarométerrel mérnek higanymilliméterben. A légköri nyomás (tengerszinti nyomás) 760 Hgmm. Művészet. szabványnak nevezik. A fizikában 1 atm. éppen 760 Hgmm.

Légsűrűség. Az aerodinamikában a leggyakrabban használt fogalom a levegő tömegsűrűsége. Ez a levegő tömege 1 m3 térfogatban. A levegő sűrűsége a magassággal változik, a levegő ritkább lesz.

A levegő páratartalma. A levegőben lévő víz mennyiségét mutatja. Van egy koncepció" relatív páratartalom". Ez a vízgőz tömegének az adott hőmérsékleten lehetséges maximumához viszonyított aránya. A 0% fogalma, vagyis amikor a levegő teljesen száraz, általában csak a laboratóriumban létezhet. Másrészt a 100%-os páratartalom egészen valóságos. Ez azt jelenti, hogy a levegő felszívta az összes vizet, amit fel tudott venni. Valami olyan, mint egy teljesen "teli szivacs". A magas relatív páratartalom csökkenti a levegő sűrűségét, míg az alacsony relatív páratartalom ennek megfelelően növeli.

Tekintettel arra, hogy a repülőgépek repülései eltérő légköri viszonyok között zajlanak, repülési és aerodinamikai paramétereik egy repülési módban eltérőek lehetnek. Ezért ezen paraméterek helyes értékelése érdekében bevezettük Nemzetközi szabványos légkör (ISA). A levegő állapotának változását mutatja a magasság növekedésével.

A levegő nulla páratartalom melletti állapotának fő paraméterei a következők:

nyomás P = 760 Hgmm. Művészet. (101,3 kPa);

hőmérséklet t = +15°C (288 K);

tömegsűrűség ρ \u003d 1,225 kg / m 3;

Az ISA esetében feltételezzük (ahogy fentebb említettük :-)), hogy a troposzférában a hőmérséklet 0,65º-kal csökken minden 100 méter magasságban.

Normál légkör (például 10000 m-ig).

Az ISA táblázatokat műszerek kalibrálására, valamint navigációs és műszaki számításokra használják.

A levegő fizikai tulajdonságai olyan fogalmakat is tartalmaznak, mint a tehetetlenség, viszkozitás és összenyomhatóság.

A tehetetlenség a levegő azon tulajdonsága, amely a nyugalmi állapot változásainak vagy az egyenletes egyenes vonalú mozgásnak ellenálló képességét jellemzi. . A tehetetlenség mértéke a levegő tömegsűrűsége. Minél magasabb, annál nagyobb a közeg tehetetlenségi és húzóereje, amikor a repülőgép mozog benne.

Viszkozitás. Meghatározza a levegővel szembeni súrlódási ellenállást a repülőgép mozgása során.

Az összenyomhatóság a levegő sűrűségének változását méri a nyomás változásával. A repülőgép alacsony sebességénél (450 km/h-ig) nincs nyomásváltozás, amikor a levegő áramlik körülötte, de nagy sebességnél kezd megjelenni az összenyomhatóság hatása. A szuperszonikusra gyakorolt ​​hatása különösen kifejezett. Ez az aerodinamika külön területe és egy külön cikk témája :-).

Nos, úgy tűnik, egyelőre ennyi... Ideje befejezni ezt a kissé unalmas felsorolást, amitől azonban nem lehet eltekinteni :-). A Föld légköre, paraméterei, a levegő fizikai tulajdonságai ugyanolyan fontosak a repülőgép számára, mint maga az apparátus paraméterei, és nem lehetett nem említeni őket.

Egyelőre a következő találkozásokig és további érdekes témákig 🙂…

P.S. Desszertként azt javaslom, hogy nézzen meg egy videót, amely egy MIG-25PU iker pilótafülkéjéből készült, miközben a sztratoszférába repült. Nyilvánvalóan egy turista filmezte, akinek van pénze ilyen járatokra :-). Főleg a szélvédőn keresztül készült. Figyeld meg az ég színét...

A minket körülvevő világ három nagyon különböző részből áll: földből, vízből és levegőből. Mindegyik egyedi és érdekes a maga módján. Most csak az utolsóról fogunk beszélni. Mi az atmoszféra? Hogyan jött létre? Miből van és milyen részekre van osztva? Mindezek a kérdések rendkívül érdekesek.

Maga az „atmoszféra” név két görög eredetű szóból származik, oroszra fordítva „gőzt” és „labdát” jelent. Ha pedig megnézzük a pontos definíciót, akkor a következőt olvashatjuk: "A légkör a Föld bolygó légburoka, amely vele együtt rohan a világűrben." A bolygón lezajló geológiai és geokémiai folyamatokkal párhuzamosan fejlődött ki. És ma az élő szervezetekben előforduló összes folyamat attól függ. Légkör nélkül a bolygó élettelen sivataggá válna, mint a Hold.

miből áll?

A kérdés, hogy mi az atmoszféra és milyen elemeket tartalmaz, régóta foglalkoztatja az embereket. Ennek a héjnak a fő alkotóelemei már 1774-ben ismertek voltak. Antoine Lavoisier telepítette őket. Megállapította, hogy a légkör összetétele többnyire nitrogénből és oxigénből alakul ki. Az idők során alkatrészeit finomították. És most már tudjuk, hogy sokkal több gázt, valamint vizet és port tartalmaz.

Vizsgáljuk meg részletesebben, miből áll a Föld felszínéhez közeli légkör. A leggyakoribb gáz a nitrogén. Valamivel több mint 78 százalékot tartalmaz. De ilyen nagy mennyiség ellenére a levegőben lévő nitrogén gyakorlatilag nem aktív.

A következő legnagyobb és legfontosabb elem az oxigén. Ez a gáz csaknem 21%-ot tartalmaz, és csak nagyon magas aktivitást mutat. Különleges funkciója az elhalt szerves anyagok oxidálása, amelyek e reakció eredményeként lebomlanak.

Alacsony, de fontos gázok

A harmadik gáz, amely a légkör részét képezi, az argon. Valamivel kevesebb, mint egy százalék. Ezt követi a szén-dioxid neonnal, hélium metánnal, kripton hidrogénnel, xenon, ózon és még ammónia is. De olyan keveset tartalmaznak, hogy az ilyen összetevők százalékos aránya száz-, ezred- és milliomod. Ezek közül csak a szén-dioxidnak van jelentős szerepe, mivel ez az építőanyag, amelyre a növényeknek szükségük van a fotoszintézishez. Másik fontos feladata, hogy távol tartsa a sugárzást és elnyeli a nap hőjének egy részét.

Egy másik ritka, de fontos gáz, az ózon létezik a napból érkező ultraibolya sugárzás csapdába ejtésére. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően a bolygó minden élete megbízhatóan védett. Másrészt az ózon befolyásolja a sztratoszféra hőmérsékletét. Mivel ezt a sugárzást elnyeli, a levegő felmelegszik.

A légkör mennyiségi összetételének állandóságát non-stop keveréssel tartják fenn. Rétegei vízszintesen és függőlegesen is mozognak. Ezért a világon bárhol elegendő oxigén van, és nincs több szén-dioxid.

Mi van még a levegőben?

Megjegyzendő, hogy a légtérben gőz és por is észlelhető. Ez utóbbi pollenből és talajrészecskékből áll, a városban pedig a kipufogógázokból származó részecske-kibocsátás szennyeződései csatlakoznak hozzájuk.

De sok víz van a légkörben. Bizonyos körülmények között lecsapódik, felhők és köd jelennek meg. Valójában ez ugyanaz, csak az elsők jelennek meg magasan a Föld felszíne felett, az utolsó pedig végigterjed. A felhők sokféle formát öltenek. Ez a folyamat a Föld feletti magasságtól függ.

Ha 2 km-rel a szárazföld felett alakultak ki, akkor rétegesnek nevezik őket. Tőlük esik az eső a földre, vagy esik a hó. Felettük gomolyfelhők képződnek 8 km magasságig. Mindig ők a legszebbek és legfestőibbek. Ők azok, akiket megvizsgálnak, és kíváncsiak rá, hogy néznek ki. Ha ilyen képződmények jelennek meg a következő 10 km-ben, akkor nagyon könnyűek és levegősek lesznek. A nevük cirrus.

Melyek a légkör rétegei?

Bár nagyon eltérő hőmérsékletűek egymástól, nagyon nehéz megmondani, hogy az egyik réteg milyen magasságban kezdődik és milyen magasságban ér véget. Ez a felosztás nagyon feltételes és hozzávetőleges. A légkör rétegei azonban továbbra is léteznek és ellátják funkcióikat.

A léghéj legalsó részét troposzférának nevezzük. Vastagsága a pólusoktól az Egyenlítő felé haladva 8-ról 18 km-re nő. Ez a légkör legmelegebb része, mivel a levegőt a földfelszínről melegítik fel. A vízgőz nagy része a troposzférában koncentrálódik, ezért felhők képződnek benne, hullik a csapadék, dübörög a zivatar, fúj a szél.

A következő réteg körülbelül 40 km vastag, és sztratoszférának hívják. Ha a megfigyelő a levegőnek erre a részére mozog, azt fogja tapasztalni, hogy az égbolt lilává vált. Ennek oka az anyag alacsony sűrűsége, amely gyakorlatilag nem szórja szét a napsugarakat. Ebben a rétegben repülnek a sugárhajtású repülőgépek. Számukra minden nyitott tér nyitva van, mivel gyakorlatilag nincsenek felhők. A sztratoszférában egy nagy mennyiségű ózonréteg található.

Ezt követi a sztratopausa és a mezoszféra. Ez utóbbi vastagsága körülbelül 30 km. A levegő sűrűségének és hőmérsékletének éles csökkenése jellemzi. Az ég feketének tűnik a szemlélő számára. Itt akár napközben is nézheti a csillagokat.

Kevés vagy egyáltalán nem levegőt tartalmazó rétegek

A légkör szerkezete a termoszférának nevezett réteggel folytatódik - a többi közül a leghosszabb, vastagsága eléri a 400 km-t. Ezt a réteget hatalmas hőmérséklet jellemzi, amely elérheti az 1700 ° C-ot.

Az utolsó két gömböt gyakran egyesítik egybe, és ionoszférának nevezik. Ez annak köszönhető, hogy ionok felszabadulásával reakciók lépnek fel bennük. Ezek a rétegek teszik lehetővé egy olyan természeti jelenség megfigyelését, mint az északi fény.

A következő 50 km a Földtől az exoszférának van fenntartva. Ez a légkör külső héja. Ebben a levegő részecskék szétszóródnak az űrben. Az időjárási műholdak általában ebben a rétegben mozognak.

A Föld légköre egy magnetoszférával végződik. Ő volt az, aki menedéket nyújtott a bolygó legtöbb mesterséges műholdjának.

Mindezek után nem lehet kérdés, hogy milyen a légkör. Ha kétségek merülnek fel a szükségességével kapcsolatban, akkor ezeket könnyű eloszlatni.

A légkör értéke

A légkör fő funkciója, hogy megvédje a bolygó felszínét a napközbeni túlmelegedéstől és éjszakai túlzott lehűléstől. Ennek a héjnak a következő fontossága, amelyet senki sem vitat, az, hogy minden élőlényt oxigénnel látjon el. Enélkül megfulladnának.

A legtöbb meteorit a felső rétegekben ég el, és soha nem éri el a Föld felszínét. Az emberek pedig megcsodálhatják a repülő fényeket, összetévesztve őket hullócsillagokkal. Légkör nélkül az egész Föld tele lenne kráterekkel. A napsugárzás elleni védelemről pedig már fentebb volt szó.

Hogyan hat az ember a légkörre?

Nagyon negatív. Ez az emberek növekvő aktivitásának köszönhető. A negatív szempontok legnagyobb része az iparra és a közlekedésre hárul. Egyébként az autók bocsátják ki a légkörbe jutó összes szennyezőanyag közel 60%-át. A maradék negyven megoszlik az energia és az ipar, valamint a hulladék megsemmisítését szolgáló iparágak között.

A levegő összetételét nap mint nap pótló káros anyagok listája nagyon hosszú. A légkörben történő szállítás miatt: nitrogén és kén, szén, kék és korom, valamint egy erős rákkeltő anyag, amely bőrrákot okoz - benzopirén.

Az ipar a következő kémiai elemeket foglalja magában: kén-dioxid, szénhidrogének és kénhidrogén, ammónia és fenol, klór és fluor. Ha a folyamat folytatódik, hamarosan a válaszok a következő kérdésekre: „Mi a légkör? miből áll? teljesen más lesz.

Mindenki, aki repült repülőgépen, megszokta ezt a fajta üzenetet: "repülésünk 10 000 m magasságban van, a fedélzeten 50 °C a hőmérséklet." Úgy tűnik, semmi különös. Minél távolabb van a Nap által felmelegített Föld felszínétől, annál hidegebb. Sokan azt gondolják, hogy a hőmérséklet magasságának csökkenése folyamatosan megy, és fokozatosan csökken a hőmérséklet, megközelítve a tér hőmérsékletét. A tudósok egyébként egészen a 19. század végéig így gondolták.

Nézzük meg közelebbről a levegő hőmérsékletének eloszlását a Föld felett. A légkör több rétegre oszlik, amelyek elsősorban a hőmérséklet-változások természetét tükrözik.

A légkör alsó rétegét ún troposzféra, ami "forgási gömböt" jelent. Az időjárás és az éghajlat minden változása pontosan ebben a rétegben lezajló fizikai folyamatok eredménye. Ennek a rétegnek a felső határa ott található, ahol a hőmérséklet magassággal való csökkenését felváltja annak növekedése - kb. az Egyenlítő felett 15-16 km-es, a sarkok felett 7-8 km-es magasságban.A Földhöz hasonlóan a bolygónk forgásának hatására a légkör is kissé ellaposodik a pólusok felett és megduzzad az Egyenlítő felett. ez a hatás sokkal erősebb a légkörben, mint a Föld szilárd héjában.A Föld felszínétől a troposzféra felső határáig terjedő irányban csökken a levegő hőmérséklete Az Egyenlítő felett a levegő minimum hőmérséklete kb -62° A mérsékelt övi szélességi körökön a légkör tömegének több mint 75%-a a troposzférában, a trópusokon pedig körülbelül 90%-a a troposzférában található.

1899-ben a függőleges hőmérsékleti profilban egy bizonyos magasságban minimumot találtak, majd a hőmérséklet kissé emelkedett. Ennek a növekedésnek a kezdete az átmenetet jelenti a légkör következő rétegébe - a sztratoszféra, ami "réteggömböt" jelent. A sztratoszféra kifejezés a troposzféra felett elhelyezkedő réteg egyediségéről alkotott korábbi elképzelést jelenti és tükrözi. A sztratoszféra a földfelszín felett kb. 50 km magasságig terjed. Jellemzője: Ez a hőmérséklet-emelkedés az ózonképződési reakcióval magyarázható, amely a légkörben lezajló egyik fő kémiai reakció.

Az ózon nagy része körülbelül 25 km-es magasságban koncentrálódik, de általában az ózonréteg egy magasságban erősen megfeszített héj, amely szinte az egész sztratoszférát lefedi. Az oxigén és az ultraibolya sugárzás kölcsönhatása a földi légkör egyik kedvező folyamata, amely hozzájárul a földi élet fenntartásához. Ennek az energiának az ózon általi elnyelése megakadályozza annak túlzott kiáramlását a föld felszínére, ahol pontosan olyan szintű energia jön létre, amely alkalmas a földi életformák létezésére. Az ózonoszféra elnyeli a légkörön áthaladó sugárzó energia egy részét. Ennek eredményeként az ozonoszférában 100 m-enként hozzávetőleg 0,62 °C-os függőleges léghőmérséklet gradiens jön létre, azaz a hőmérséklet a magassággal emelkedik a sztratoszféra felső határáig - a sztratopauzáig (50 km), elérve a néhány adat, 0 °C.

50-80 km magasságban van a légkör egy rétege, az ún mezoszféra. A "mezoszféra" szó "köztes szférát" jelent, itt a levegő hőmérséklete a magassággal tovább csökken. A mezoszféra felett egy rétegben, ún termoszféra, a hőmérséklet ismét megemelkedik kb. 1000°C-ig, majd nagyon gyorsan -96°C-ra csökken. Azonban nem esik a végtelenségig, ekkor ismét emelkedik a hőmérséklet.

Termoszféra az első réteg ionoszféra. A korábban említett rétegekkel ellentétben az ionoszférát nem különbözteti meg a hőmérséklet. Az ionoszféra egy elektromos természetű régió, amelynek köszönhetően sokféle rádiókommunikáció válik lehetővé. Az ionoszféra több rétegre tagolódik, ezeket D, E, F1 és F2 betűkkel jelöljük, amelyeknek külön neveik is vannak. A rétegekre osztást több ok okozza, amelyek közül a legfontosabb a rétegek egyenlőtlen befolyása a rádióhullámok áthaladására. A legalsó réteg, a D, főként elnyeli a rádióhullámokat, és így megakadályozza azok további terjedését. A legjobban vizsgált E réteg a földfelszín felett körülbelül 100 km-es magasságban található. Kennelly-Heaviside rétegnek is nevezik azon amerikai és angol tudósok nevéről, akik egyszerre és egymástól függetlenül fedezték fel. Az E réteg, mint egy óriási tükör, visszaveri a rádióhullámokat. Ennek a rétegnek köszönhetően a hosszú rádióhullámok nagyobb távolságokat tesznek meg, mint az várható lenne, ha csak egyenes vonalban terjednének, anélkül, hogy az E rétegről visszaverődnének. Hasonló tulajdonságokkal rendelkezik az F réteg is, Appleton rétegnek is nevezik. A Kennelly-Heaviside réteggel együtt visszaveri a rádióhullámokat a földi rádióállomásokra, amelyek különböző szögekben fordulhatnak elő. Az Appleton-réteg körülbelül 240 km-es magasságban található.

A légkör legkülső régióját, az ionoszféra második rétegét gyakran nevezik exoszféra. Ez a kifejezés az űr peremeinek létezését jelzi a Föld közelében. Nehéz pontosan meghatározni, hol végződik a légkör és hol kezdődik a tér, mivel a légköri gázok sűrűsége a magassággal fokozatosan csökken, és maga a légkör fokozatosan szinte vákuummá alakul, amelyben csak az egyes molekulák találkoznak. Már körülbelül 320 km-es magasságban a légkör sűrűsége olyan alacsony, hogy a molekulák több mint 1 km-t képesek megtenni anélkül, hogy egymásnak ütköznének. A légkör legkülső része a felső határa, amely 480-960 km magasságban található.

A légkörben zajló folyamatokról bővebb információ a „Földklíma” weboldalon található.

A légkör több száz kilométeren keresztül terjed felfelé. Felső határa, körülbelül 2000-3000 magasságban km, bizonyos mértékig feltételes, hiszen az azt alkotó gázok fokozatosan ritkulva jutnak át a világtérbe. A légkör kémiai összetétele, nyomása, sűrűsége, hőmérséklete és egyéb fizikai tulajdonságai a magassággal változnak. Mint korábban említettük, a levegő kémiai összetétele 100 magasságig km nem változik lényegesen. Valamivel magasabban a légkör is főként nitrogénből és oxigénből áll. De 100-110 magasságban km, A nap ultraibolya sugárzásának hatására az oxigénmolekulák atomokra bomlanak, és atomi oxigén jelenik meg. 110-120 felett km szinte az összes oxigén atomossá válik. Feltételezhető, hogy 400-500 felett km a légkört alkotó gázok is atomi állapotban vannak.

A légnyomás és a sűrűség gyorsan csökken a magassággal. Bár az atmoszféra több száz kilométeren át felfelé nyúlik, nagy része egy meglehetősen vékony rétegben helyezkedik el a földfelszín mellett annak legalsó részein. Tehát a tengerszint és a tengerszint feletti magasság közötti rétegben 5-6 km a légkör tömegének fele a 0-16 rétegben koncentrálódik km-90%, a rétegben pedig 0-30 km- 99%. Ugyanilyen gyors légtömeg-csökkenés következik be 30 felett km. Ha súlya 1 m 3 A levegő a Föld felszínén 1033 g, akkor 20 magasságban km 43 g-nak felel meg, és 40 magasságban km csak 4 év

300-400 magasságban kmés fent a levegő annyira megritkult, hogy napközben sűrűsége sokszor változik. Tanulmányok kimutatták, hogy ez a sűrűségváltozás összefügg a Nap helyzetével. A legnagyobb levegősűrűség dél körül van, a legalacsonyabb éjszaka. Ez részben azzal magyarázható, hogy a légkör felső rétegei reagálnak a Nap elektromágneses sugárzásának változásaira.

A levegő hőmérsékletének változása a magassággal szintén egyenetlen. A magassággal való hőmérsékletváltozás jellege szerint a légkör több szférára oszlik, amelyek között átmeneti rétegek, úgynevezett szünetek vannak, ahol a hőmérséklet a magassággal alig változik.

Itt találhatók a gömbök és átmeneti rétegek nevei és főbb jellemzői.

Mutassuk be az alapvető adatokat ezeknek a gömböknek a fizikai tulajdonságairól.

Troposzféra. A troposzféra fizikai tulajdonságait nagymértékben meghatározza a föld felszínének hatása, amely az alsó határa. A troposzféra legmagasabb magassága az egyenlítői és trópusi övezetekben figyelhető meg. Itt eléri a 16-18 kmés viszonylag kevéssé van kitéve a napi és szezonális változásoknak. A poláris és a szomszédos régiók felett a troposzféra felső határa átlagosan a 8-10. km. A középső szélességi fokon 6-8 és 14-16 között mozog km.

A troposzféra vertikális ereje jelentősen függ a légköri folyamatok természetétől. Napközben gyakran a troposzféra felső határa egy adott pont vagy terület felett több kilométerrel leesik vagy emelkedik. Ennek oka elsősorban a levegő hőmérsékletének változása.

A földi légkör tömegének több mint 4/5-e és a benne található vízgőz szinte teljes része a troposzférában koncentrálódik. Ráadásul a földfelszíntől a troposzféra felső határáig a hőmérséklet átlagosan 0,6°-ot esik 100 m-enként, vagy 6°-ot 1-enként. km felemelés . Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a troposzférában a levegőt főként a Föld felszínéről melegítik és hűtik.

A napenergia beáramlásának megfelelően a hőmérséklet az Egyenlítőtől a sarkok felé csökken. Így a levegő átlaghőmérséklete a földfelszín közelében az Egyenlítőnél eléri a +26°-ot, a sarki régiók felett télen -34°-ot, -36°-ot télen, és körülbelül 0°-ot nyáron. Így az egyenlítő és a sark közötti hőmérsékletkülönbség télen 60°, nyáron pedig csak 26°. Igaz, ilyen alacsony hőmérséklet az Északi-sarkvidéken télen csak a föld felszíne közelében figyelhető meg, mivel a levegő lehűl a jégfelületeken.

Télen a Közép-Antarktiszon még alacsonyabb a levegő hőmérséklete a jégtakaró felszínén. A Vosztok állomáson 1960 augusztusában a földgömb legalacsonyabb hőmérsékletét -88,3°-ot, a Közép-Antarktiszon leggyakrabban -45°, -50°-ot mértek.

Magasságból az Egyenlítő és a pólus közötti hőmérsékletkülönbség csökken. Például 5 magasságban km az Egyenlítőnél a hőmérséklet eléri a -2°, -4°-ot, és ugyanilyen magasságban a Közép-sarkvidéken -37°, -39° télen és -19°, -20° nyáron; ezért a hőmérsékletkülönbség télen 35-36°, nyáron 16-17°. A déli féltekén ezek a különbségek valamivel nagyobbak.

A légköri keringés energiája az egyenlítő-pólus hőmérséklet-összehúzódásokkal határozható meg. Mivel télen nagyobb a hőmérsékleti kontraszt, a légköri folyamatok intenzívebbek, mint nyáron. Ez magyarázza azt is, hogy a troposzférában uralkodó nyugati szelek télen nagyobb sebességgel bírnak, mint nyáron. Ebben az esetben a szél sebessége általában a magassággal nő, és a troposzféra felső határán éri el a maximumot. A vízszintes szállítást függőleges légmozgások és turbulens (rendellenes) mozgás kíséri. A nagy mennyiségű levegő emelkedése és süllyedése következtében felhők képződnek és szétoszlanak, csapadék keletkezik és megszűnik. A troposzféra és a fedőgömb közötti átmeneti réteg az tropopauza. Fölötte fekszik a sztratoszféra.

Sztratoszféra 8-17 magasságtól 50-55-ig terjed km. Századunk elején nyitották meg. Fizikai tulajdonságait tekintve a sztratoszféra élesen eltér a troposzférától abban, hogy a levegő hőmérséklete itt általában 1-2 ° -kal emelkedik magassági kilométerenként és a felső határon, 50-55 fokos magasságban. km, sőt pozitívvá válik. A hőmérséklet emelkedését ezen a területen az ózon (O 3) jelenléte okozza, amely a Nap ultraibolya sugárzásának hatására képződik. Az ózonréteg szinte az egész sztratoszférát lefedi. A sztratoszféra nagyon szegény vízgőzben. Nincsenek heves felhőképződési folyamatok és nincs csapadék.

Újabban azt feltételezték, hogy a sztratoszféra egy viszonylag nyugodt környezet, ahol nem fordul elő levegő keveredés, mint a troposzférában. Ezért azt hitték, hogy a sztratoszférában lévő gázok fajsúlyuknak megfelelően rétegekre oszlanak. Innen származik a sztratoszféra neve ("stratus" - réteges). Azt is hitték, hogy a sztratoszférában a hőmérséklet sugárzási egyensúly hatására alakul ki, vagyis amikor az elnyelt és a visszavert napsugárzás egyenlő.

A rádiószondákból és a meteorológiai rakétákból származó új adatok azt mutatták, hogy a sztratoszféra, akárcsak a troposzféra felső része, intenzív légáramlásnak van kitéve, a hőmérséklet és a szél nagy változásai mellett. Itt, akárcsak a troposzférában, a levegő jelentős függőleges mozgásokat, turbulens mozgásokat tapasztal erős vízszintes légáramlatok mellett. Mindez egy nem egyenletes hőmérséklet-eloszlás eredménye.

A sztratoszféra és a fedő szféra közötti átmeneti réteg az sztratopauza. Mielőtt azonban rátérnénk a légkör magasabb rétegeinek jellemzőire, ismerkedjünk meg az úgynevezett ozonoszférával, amelynek határai megközelítőleg megfelelnek a sztratoszféra határainak.

Ózon a légkörben. Az ózon fontos szerepet játszik a sztratoszféra hőmérsékleti rendszerének és légáramlásainak kialakításában. Az ózont (O 3) zivatar után érezzük, amikor tiszta levegőt szívunk be, kellemes utóízzel. Itt azonban nem erről a zivatar után keletkezett ózonról lesz szó, hanem a 10-60 rétegben található ózonról. km maximum 22-25 magasságban km. Az ózon a nap ultraibolya sugarainak hatására keletkezik, és bár teljes mennyisége elenyésző, fontos szerepet játszik a légkörben. Az ózon képes elnyelni a nap ultraibolya sugárzását, és ezáltal megvédi az állat- és növényvilágot annak káros hatásaitól. Még az ultraibolya sugárzásnak az a parányi része is, amely eléri a föld felszínét, súlyosan megégeti a testet, ha valaki túlzottan szeret napozni.

Az ózon mennyisége nem azonos a Föld különböző részein. A magas szélességeken több, a középső és az alacsony szélességi fokon kevesebb az ózon, és ez a mennyiség az évszakok változásától függően változik. Tavasszal több ózon, ősszel kevesebb. Ezenkívül nem periodikus ingadozása a légkör vízszintes és függőleges cirkulációjától függően jelentkezik. Számos légköri folyamat szorosan összefügg az ózontartalommal, mivel az közvetlen hatással van a hőmérsékleti mezőre.

Télen, a sarki éjszakában, a magas szélességeken az ózonréteg bocsátja ki és hűti a levegőt. Ennek eredményeként a magas szélességi körök sztratoszférájában (az Északi-sarkvidéken és az Antarktiszon) télen hideg régió alakul ki, nagy vízszintes hőmérsékleti és nyomási gradiensekkel rendelkező sztratoszférikus ciklonos örvény, amely a földgömb középső szélességein nyugati szelet okoz.

Nyáron, sarki napok körülményei között, nagy szélességi fokokon az ózonréteg elnyeli a nap hőjét és felmelegíti a levegőt. A magas szélességi körök sztratoszférájában a hőmérséklet-emelkedés hatására hővidék és sztratoszférikus anticiklonális örvény alakul ki. Ezért a Föld átlagos szélességein 20 felett km nyáron a keleti szelek uralkodnak a sztratoszférában.

Mezoszféra. A meteorológiai rakétákkal és más módszerekkel végzett megfigyelések azt mutatták, hogy a sztratoszférában megfigyelt általános hőmérséklet-emelkedés 50-55 fokos magasságban ér véget. km. E réteg felett a hőmérséklet ismét leesik, és közel a mezoszféra felső határához (kb. 80 km) eléri -75°, -90°. Továbbá a hőmérséklet ismét emelkedik a magassággal.

Érdekes megjegyezni, hogy a mezoszférára jellemző hőmérséklet csökkenés a magassággal a különböző szélességi körökben és egész évben eltérően megy végbe. Alacsony szélességeken a hőmérséklet csökkenése lassabban megy végbe, mint a magas szélességeken: a mezoszféra átlagos függőleges hőmérsékleti gradiense 0,23-0,31°/100 m vagy 2,3°-3,1° per 1 km. Nyáron sokkal nagyobb, mint télen. Amint azt a legfrissebb, magas szélességi körökön végzett kutatások mutatják, a hőmérséklet a mezoszféra felső határán nyáron több tíz fokkal alacsonyabb, mint télen. A felső mezoszférában körülbelül 80 fokos magasságban km a mezopauza rétegben a hőmérséklet magassági csökkenése megáll és megindul a növekedése. Itt az inverziós réteg alatt szürkületkor vagy tiszta időben napkelte előtt ragyogó vékony felhők figyelhetők meg, amelyeket a horizont alatt megvilágít a nap. Az égbolt sötét hátterében ezüstös-kék fénnyel világítanak. Ezért ezeket a felhőket ezüstösnek nevezik.

Az éjszakai felhők természete még nem ismert. Sokáig azt hitték, hogy vulkáni porból állnak. A valódi vulkáni felhőkre jellemző optikai jelenségek hiánya azonban ennek a hipotézisnek az elutasításához vezetett. Akkor azt javasolták, hogy a ködfényes felhők kozmikus porból állnak. Az elmúlt években olyan hipotézist javasoltak, hogy ezek a felhők jégkristályokból állnak, mint a közönséges cirrusfelhők. Az éjszakai felhők elhelyezkedési szintjét a miatti késleltetési réteg határozza meg hőmérsékleti mező a mezoszférából a termoszférába való átmenet során körülbelül 80 fokos magasságban km. Mivel a szubinverziós rétegben a hőmérséklet eléri a -80°C-ot és az alatt is, itt jönnek létre a legkedvezőbb feltételek annak a vízgőznek a lecsapódásához, amely a sztratoszférából függőleges mozgás eredményeként, vagy turbulens diffúzióval kerül ide. Súlyos felhők általában nyáron figyelhetők meg, esetenként nagyon nagy számban és több hónapig.

Az éjszakai felhők megfigyelései azt mutatták, hogy nyáron ezek szintjén erősen változékony a szél. A szél sebessége igen változatos: 50-100-tól több száz kilométer/óráig.

Hőmérséklet a magasságban. Az északi féltekén télen és nyáron a magassággal, a földfelszín és a 90-100 km-es magasságok közötti hőmérséklet-eloszlás természetét az 5. ábra szemlélteti. A gömböket elválasztó felületeket itt vastagon ábrázoltuk. szaggatott vonal. A legalsó részen jól kiemelkedik a troposzféra, jellegzetes hőmérséklet-csökkenéssel a magassággal. Ezzel szemben a tropopauza felett, a sztratoszférában a hőmérséklet általában emelkedik a magassággal és 50-55 fokos magasságban. km eléri a +10°, -10°-ot. Figyeljünk egy fontos részletre. Télen a magas szélességi fokok sztratoszférájában a tropopauza feletti hőmérséklet -60 ° -ról -75 ° -ra csökken, és csak 30 fölé. km ismét -15°-ra emelkedik. Nyáron a tropopauzától kezdve a hőmérséklet emelkedik a magassággal és 50 fokkal km eléri a +10°-ot. A sztratopauza felett a hőmérséklet ismét csökkenni kezd a magassággal, és 80 fokos szinten km nem haladja meg a -70°, -90°-ot.

Az 5. ábrából az következik, hogy a 10-40 km a levegő hőmérséklete télen és nyáron a magas szélességeken élesen különbözik. Télen a sarki éjszaka hőmérséklete itt eléri a -60°, -75°-ot, nyáron pedig minimum -45° van a tropopauza közelében. A tropopauza felett a hőmérséklet emelkedik és 30-35 fokos magasságban km csak -30°, -20°, amit a sarki nappal az ózonréteg levegőjének felmelegedése okoz. Az ábrából az is következik, hogy még egy szezonban és azonos szinten sem ugyanaz a hőmérséklet. Különbségük a különböző szélességi körök között meghaladja a 20-30°-ot. Ebben az esetben az inhomogenitás különösen jelentős az alacsony hőmérsékletű rétegben (18-30 km)és a maximális hőmérséklet rétegében (50-60 km) a sztratoszférában, valamint a felső mezoszféra alacsony hőmérsékletű rétegében (75-85km).

Az 5. ábrán látható középhőmérsékletek az északi féltekén végzett megfigyeléseken alapulnak, de a rendelkezésre álló információk szerint a déli féltekéhez is köthetők. Néhány eltérés főként a magas szélességi körökben van. Az Antarktisz felett télen a levegő hőmérséklete a troposzférában és az alsó sztratoszférában észrevehetően alacsonyabb, mint az Északi-sark középső részén.

Nagy szél. A hőmérséklet szezonális eloszlása ​​a sztratoszférában és a mezoszférában egy meglehetősen összetett légáramlási rendszert határoz meg.

A 6. ábra a széltér függőleges metszetét mutatja a légkörben a földfelszín és a 90 fokos magasság között km télen és nyáron az északi féltekén. Az izolinok az uralkodó szél átlagos sebességét mutatják (in Kisasszony). Az ábrából az következik, hogy a széljárás télen és nyáron a sztratoszférában élesen különbözik. Télen mind a troposzférában, mind a sztratoszférában nyugati szél uralkodik, maximális sebessége kb.

100 Kisasszony 60-65 magasságban km. Nyáron csak 18-20 fokos magasságig fúj a nyugati szél km. Magasabban keletivé válnak, maximális sebességük elérheti a 70-et Kisasszony 55-60 magasságbankm.

Nyáron a mezoszféra felett a szelek nyugatira, télen pedig keletire fordulnak.

Termoszféra. A mezoszféra felett található a termoszféra, amelyet a hőmérséklet emelkedése jellemez Val vel magasság. A kapott adatok szerint, főleg rakéták segítségével, azt találták, hogy a termoszférában már 150-es szinten van. km a levegő hőmérséklete eléri a 220-240 fokot, és a 200 fokot km 500° felett. Fent a hőmérséklet tovább emelkedik és 500-600 fokon km meghaladja az 1500°-ot. A mesterséges földi műholdak felbocsátása során nyert adatok alapján azt találták, hogy a felső termoszférában a hőmérséklet eléri a 2000°-ot, és napközben jelentősen ingadozik. Felmerül a kérdés, hogyan magyarázható a légkör magas rétegeiben kialakuló ilyen magas hőmérséklet. Emlékezzünk vissza, hogy a gáz hőmérséklete a molekulák átlagos sebességének mértéke. A légkör legalsó, legsűrűbb részén a levegőt alkotó gázmolekulák mozgás közben gyakran ütköznek egymással, és azonnal kinetikus energiát adnak át egymásnak. Ezért a kinetikus energia sűrű közegben átlagosan azonos. Magas rétegekben, ahol a levegő sűrűsége nagyon alacsony, ritkábban fordulnak elő nagy távolságra elhelyezkedő molekulák ütközései. Amikor az energia elnyelődik, a molekulák sebessége az ütközések közötti intervallumban nagymértékben megváltozik; ráadásul a könnyebb gázok molekulái nagyobb sebességgel mozognak, mint a nehéz gázok molekulái. Ennek eredményeként a gázok hőmérséklete eltérő lehet.

A ritkított gázokban viszonylag kevés nagyon kis méretű molekula található (könnyű gázok). Ha nagy sebességgel mozognak, akkor egy adott légtérfogatban a hőmérséklet magas lesz. A termoszférában minden légköbcentiméter több tíz- és százezer molekulát tartalmaz különféle gázokból, míg a föld felszínén mintegy százmillió milliárd van belőlük. Ezért a légkör magas rétegeiben a túl magas hőmérséklet, amely a molekulák mozgási sebességét mutatja ebben a nagyon vékony közegben, még enyhe felmelegedést sem okozhat az itt található testben. Ahogyan az ember sem érez hőt az elektromos lámpák elkápráztatása közben, pedig az izzószálak egy ritka közegben azonnal több ezer fokra felmelegszenek.

Az alsó termoszférában és mezoszférában a meteorzáporok nagy része kiég, mielőtt elérné a földfelszínt.

Elérhető információk a 60-80 feletti légköri rétegekről km még mindig nem elegendőek ahhoz, hogy végső következtetéseket levonjunk a bennük kialakuló szerkezetről, rezsimről és folyamatokról. Ismeretes azonban, hogy a felső mezoszférában és az alsó termoszférában a hőmérsékleti rendszer a molekuláris oxigén (O 2) atomi oxigénné (O) történő átalakulása következtében jön létre, amely ultraibolya napsugárzás hatására következik be. A termoszférában a hőmérsékleti rendszert nagymértékben befolyásolja a korpuszkuláris, röntgen- és sugárzás. a nap ultraibolya sugárzása. Itt még napközben is éles hőmérséklet- és szélváltozások vannak.

Légköri ionizáció. A 60-80 feletti légkör legérdekesebb jellemzője kmő az ionizálás, azaz hatalmas számú elektromosan töltött részecske - ion - képződésének folyamata. Mivel a gázok ionizációja az alsó termoszférára jellemző, ezért ionoszférának is nevezik.

Az ionoszférában lévő gázok többnyire atomi állapotban vannak. A Nap ultraibolya és korpuszkuláris sugárzásának hatására, amelyek nagy energiájúak, megtörténik az elektronok leválasztása a semleges atomoktól és a levegőmolekuláktól. Az ilyen atomok és molekulák egy vagy több elektron elvesztése után pozitív töltésűvé válnak, és a szabad elektron újra kapcsolódhat egy semleges atomhoz vagy molekulához, és negatív töltéssel ruházza fel őket. Ezeket a pozitív és negatív töltésű atomokat és molekulákat ún ionok,és a gázok ionizált, azaz elektromos töltést kapott. Nagyobb ionkoncentráció esetén a gázok elektromosan vezetővé válnak.

Az ionizációs folyamat legintenzívebben vastag rétegekben megy végbe, amelyek magassága 60-80 és 220-400 km. Ezekben a rétegekben optimális feltételek vannak az ionizációhoz. Itt észrevehetően nagyobb a levegő sűrűsége, mint a felső légkörben, és a Napból beáramló ultraibolya és korpuszkuláris sugárzás elegendő az ionizációs folyamathoz.

Az ionoszféra felfedezése a tudomány egyik legfontosabb és legragyogóbb vívmánya. Végül is az ionoszféra megkülönböztető jellemzője a rádióhullámok terjedésére gyakorolt ​​​​hatás. Az ionizált rétegekben a rádióhullámok visszaverődnek, így lehetővé válik a nagy hatótávolságú rádiókommunikáció. A töltött atomok-ionok rövid rádióhullámokat vernek vissza, és ismét visszatérnek a Föld felszínére, de már jelentős távolságra a rádióadás helyétől. Nyilvánvalóan a rövid rádióhullámok többször is megjárják ezt az utat, és így biztosított a nagy hatótávolságú rádiókommunikáció. Ha nem az ionoszférához, akkor a rádióállomások jeleinek nagy távolságra történő továbbításához drága rádiórelé-vonalak kiépítésére lenne szükség.

Ismeretes azonban, hogy a rövidhullámú rádiókommunikáció néha megszakad. Ez a Napon fellépő kromoszférikus kitörések eredményeként következik be, amelyek miatt a Nap ultraibolya sugárzása meredeken megnövekszik, ami az ionoszféra és a Föld mágneses mezőjének erős zavarásához vezet - mágneses viharok. Mágneses viharok idején a rádiókommunikáció megszakad, mivel a töltött részecskék mozgása a mágneses tértől függ. Mágneses viharok során az ionoszféra rosszabbul veri vissza a rádióhullámokat, vagy továbbítja azokat az űrbe. Főleg a naptevékenység változásával, az ultraibolya sugárzás növekedésével együtt, az ionoszféra elektronsűrűsége és a nappali rádióhullámok elnyelése növekszik, ami a rövidhullámú rádiókommunikáció megszakadásához vezet.

Új kutatások szerint egy erős ionizált rétegben vannak olyan zónák, ahol a szabad elektronok koncentrációja valamivel magasabb koncentrációt ér el, mint a szomszédos rétegekben. Négy ilyen zóna ismert, amelyek körülbelül 60-80, 100-120, 180-200 és 300-400 magasságban helyezkednek el. kmés betűkkel vannak jelölve D, E, F 1 és F 2 . A Nap sugárzásának növekedésével a Föld mágneses tere hatására a töltött részecskék (testek) a magas szélességi körök felé eltérülnek. A légkörbe jutva a vértestek olyan mértékben fokozzák a gázok ionizációját, hogy megindul az izzásuk. Így auroras- gyönyörű sokszínű ívek formájában, amelyek az éjszakai égbolton világítanak, főleg a Föld magas szélességein. Az Aurorákat erős mágneses viharok kísérik. Ilyenkor a középső szélességi körökben, ritkábban a trópusi övezetben is láthatóvá válnak az aurorák. Így például az 1957. január 21-22-én megfigyelt intenzív aurora hazánk szinte minden déli vidékén látható volt.

Két, több tíz kilométeres távolságra elhelyezkedő pontról lefényképezve az aurórákat, nagy pontossággal határozható meg az aurora magassága. Az Aurorák általában 100 tengerszint feletti magasságban helyezkednek el km, gyakran több száz kilométeres magasságban, néha pedig 1000 körüli magasságban találhatók km. Bár az aurorák természetét már tisztázták, még mindig sok megoldatlan kérdés van ezzel a jelenséggel kapcsolatban. Az aurorák formáinak sokféleségének okai még mindig ismeretlenek.

A harmadik szovjet műhold szerint 200 és 1000 magasság között km napközben a hasított molekuláris oxigén, azaz az atomi oxigén (O) pozitív ionjai vannak túlsúlyban. A szovjet tudósok a Kosmos sorozat mesterséges műholdai segítségével tanulmányozzák az ionoszférát. Amerikai tudósok műholdak segítségével is vizsgálják az ionoszférát.

A termoszférát az exoszférától elválasztó felület a naptevékenység változásaitól és egyéb tényezőktől függően ingadozik. Függőlegesen ezek az ingadozások elérik a 100-200-at kmés több.

Exoszféra (szórási gömb) - a légkör legfelső része, amely 800 felett helyezkedik el km. Keveset tanult. A megfigyelések és az elméleti számítások adatai szerint az exoszféra hőmérséklete a magassággal feltehetően 2000°-ig emelkedik. Az alsó ionoszférával ellentétben az exoszférában a gázok annyira megritkulnak, hogy óriási sebességgel mozgó részecskéik szinte soha nem találkoznak egymással.

Egészen a közelmúltig azt feltételezték, hogy a légkör feltételes határa körülbelül 1000 tengerszint feletti magasságban található. km. A mesterséges földi műholdak lassulása alapján azonban megállapították, hogy 700-800 magasságban km az 1-ben cm 3 akár 160 ezer pozitív atomi oxigén- és nitrogéniont is tartalmaz. Ez alapot ad annak feltételezésére, hogy a légkör töltött rétegei sokkal nagyobb távolságra terjednek ki az űrbe.

Magas hőmérsékleten, a légkör feltételes határán a gázrészecskék sebessége megközelítőleg eléri a 12 km/s Ilyen sebességgel a gázok fokozatosan elhagyják a Föld gravitációs tartományát a bolygóközi térbe. Ez már régóta megy. Például a hidrogén és a hélium részecskéi több év alatt távoznak a bolygóközi térbe.

Az atmoszféra magas rétegeinek vizsgálata során mind a Kosmos és Elektron sorozat műholdjairól, mind geofizikai rakétáiról, valamint Mars-1, Luna-4 stb. űrállomásokról gazdag adatokat nyertünk. Az űrhajósok közvetlen megfigyelései is értékesek voltak. Tehát V. Nikolaeva-Tereshkova az űrben készített fényképek szerint azt találták, hogy 19 magasságban km porréteg van a Földről. Ezt a Voszkhod űrszonda legénysége által szerzett adatok is megerősítették. Szemmel láthatóan szoros kapcsolat van a porréteg és az ún gyöngyház felhők, néha 20-30 fokos magasságban figyelhető megkm.

A légkörtől a világűrig. Korábbi feltételezések szerint a Föld légkörén kívül, a bolygóközi

A gázok nagyon ritkák, és a részecskék koncentrációja nem haladja meg a több egységet 1-ben cm 3, nem voltak indokoltak. Tanulmányok kimutatták, hogy a Föld-közeli tér tele van töltött részecskékkel. Ennek alapján hipotézist állítottak fel a Föld körül olyan zónák létezéséről, amelyekben jelentősen megnövekedett a töltött részecskék tartalma, pl. sugárzó övek- belső és külső. Az új adatok segítettek a tisztázásban. Kiderült, hogy a belső és a külső sugárzási öv között is vannak töltött részecskék. Számuk a geomágneses és a naptevékenység függvényében változik. Így az új feltevés szerint a sugárzási övek helyett egyértelműen meghatározott határok nélküli sugárzási zónák vannak. A sugárzási zónák határai a naptevékenységtől függően változnak. Felerősödésével, vagyis amikor a Napon foltok és gázsugarak jelennek meg, több százezer kilométeren keresztül kilökődnek, megnő a kozmikus részecskék áramlása, amelyek táplálják a Föld sugárzási zónáit.

A sugárzási zónák veszélyesek az űrhajókon repülő emberekre. Ezért az űrbe való repülés előtt meghatározzák a sugárzási zónák állapotát és helyzetét, és úgy választják meg az űrhajó pályáját, hogy az a fokozott sugárzású területeken kívül haladjon. A légkör magas rétegeit, valamint a Földhöz közeli világűrt azonban még mindig kevesen vizsgálják.

Az atmoszféra és a Föld-közeli űr magas rétegeinek vizsgálata során a Kozmosz sorozat műholdjairól és űrállomásairól nyert gazdag adatokat használnak fel.

A légkör magas rétegeit tanulmányozzák a legkevésbé. A tanulmányozás modern módszerei azonban reménykedhetnek abban, hogy az elkövetkező években az ember sok részletet ismer annak a légkörnek a szerkezetéről, amelynek alján él.

Befejezésül a légkör vázlatos függőleges metszetét mutatjuk be (7. ábra). Itt függőlegesen ábrázoljuk a magasságot kilométerben és a légnyomást milliméterben, a hőmérsékletet pedig vízszintesen. A szilárd görbe a levegő hőmérsékletének változását mutatja a magassággal. A megfelelő magasságokban feljegyezték a légkörben megfigyelhető legfontosabb jelenségeket, valamint a rádiószondák és egyéb légköri szondázási eszközök által elért maximális magasságokat.

- a földgömb léghéja, amely a Földdel együtt forog. A légkör felső határát hagyományosan 150-200 km magasságban végzik. Az alsó határ a Föld felszíne.

A légköri levegő gázok keveréke. A felszíni levegőrétegben található térfogatának nagy része nitrogén (78%) és oxigén (21%). Ezenkívül a levegő inert gázokat (argon, hélium, neon stb.), szén-dioxidot (0,03), vízgőzt és különféle szilárd részecskéket (por, korom, sókristályok) tartalmaz.

A levegő színtelen, az égbolt színét a fényhullámok szóródásának sajátosságai magyarázzák.

A légkör több rétegből áll: troposzféra, sztratoszféra, mezoszféra és termoszféra.

A levegő alsó rétegét ún troposzféra. Különböző szélességeken a ereje nem azonos. A troposzféra megismétli a bolygó alakját, és a Földdel együtt részt vesz a tengelyirányú forgásban. Az Egyenlítőnél a légkör vastagsága 10-20 km között változik. Az Egyenlítőn nagyobb, a sarkokon kisebb. A troposzférát a levegő maximális sűrűsége jellemzi, a teljes légkör tömegének 4/5-e koncentrálódik benne. A troposzféra meghatározza az időjárási viszonyokat: itt különféle légtömegek képződnek, felhők, csapadék képződik, intenzív vízszintes és függőleges légmozgás következik be.

A troposzféra felett, 50 km-es magasságig található sztratoszféra. Kisebb levegősűrűség jellemzi, nincs benne vízgőz. A sztratoszféra alsó részén körülbelül 25 km magasságban. van egy "ózonernyő" - a légkör magas ózonkoncentrációjú rétege, amely elnyeli az ultraibolya sugárzást, ami végzetes a szervezetekre.

50-80-90 km magasságban terül el mezoszféra. A magasság növekedésével a hőmérséklet (0,25-0,3)° / 100 m átlagos függőleges gradienssel csökken, és a levegő sűrűsége csökken. A fő energiafolyamat a sugárzó hőátadás. A légkör izzása összetett fotokémiai folyamatoknak köszönhető, amelyekben gyökök, rezgéssel gerjesztett molekulák vesznek részt.

Termoszféra 80-90-800 km magasságban található. A levegő sűrűsége itt minimális, a levegő ionizációs foka nagyon magas. A hőmérséklet a Nap aktivitásától függően változik. A töltött részecskék nagy száma miatt itt aurórákat és mágneses viharokat figyelnek meg.

A légkör nagy jelentőséggel bír a Föld természete szempontjából. Oxigén nélkül az élő szervezetek nem tudnak lélegezni. Ózonrétege megvéd minden élőlényt a káros ultraibolya sugaraktól. A légkör kisimítja a hőmérséklet-ingadozásokat: a Föld felszíne nem hűl le éjszaka, nappal sem melegszik túl. A légköri levegő sűrű rétegeiben, amelyek nem érik el a bolygó felszínét, a meteoritok kiégnek a tövisből.

A légkör kölcsönhatásba lép a Föld összes héjával. Segítségével hő- és nedvességcsere az óceán és a szárazföld között. A légkör nélkül nem lenne felhő, csapadék, szél.

Az emberi tevékenység jelentős káros hatással van a légkörre. Légszennyezés lép fel, ami a szén-monoxid (CO 2) koncentrációjának növekedéséhez vezet. Ez pedig hozzájárul a globális felmelegedéshez és fokozza az "üvegházhatást". A Föld ózonrétege az ipari hulladék és a szállítás miatt pusztul.

A légkört óvni kell. A fejlett országokban egy sor intézkedést hoznak a légköri levegő szennyeződés elleni védelmére.

Van kérdésed? Szeretne többet tudni a légkörről?
Ha oktatói segítséget szeretne kérni - regisztráljon.

oldalon, az anyag teljes vagy részleges másolásakor a forrásra mutató hivatkozás szükséges.