Približna debelina atmosfere. Glavne plasti zemeljske atmosfere v naraščajočem vrstnem redu

Modri ​​planet...

Ta tema naj bi se na spletnem mestu pojavila ena prvih. Konec koncev so helikopterji atmosferska letala. Zemljina atmosfera- njihov, tako rekoč, habitat :-). AMPAK fizikalne lastnosti zraka samo določite kakovost tega habitata :-). To je torej ena od osnov. In osnova je vedno napisana prva. Ampak to sem spoznal šele zdaj. Vendar pa je bolje, kot veste, pozno kot nikoli ... Dotaknimo se tega vprašanja, vendar brez spuščanja v divjino in nepotrebne težave :-).

Torej… Zemljina atmosfera. To je plinasta lupina našega modrega planeta. Vsi poznajo to ime. Zakaj modra? Preprosto zato, ker se "modra" (pa tudi modra in vijolična) komponenta sončne svetlobe (spekter) najbolj dobro razprši v ozračje in jo tako obarva v modrikasto modrikasto, včasih s pridihom vijolične (seveda na sončen dan). :-)).

Sestava Zemljine atmosfere.

Sestava ozračja je precej široka. V besedilu ne bom našteval vseh sestavin, za to je dobra ilustracija.Sestava vseh teh plinov je skoraj konstantna, z izjemo ogljikovega dioksida (CO 2 ). Poleg tega atmosfera nujno vsebuje vodo v obliki hlapov, suspendiranih kapljic ali ledenih kristalov. Količina vode ni konstantna in je odvisna od temperature in v manjši meri od zračnega tlaka. Poleg tega Zemljina atmosfera (predvsem sedanja) vsebuje tudi določeno količino, bi rekel "vse vrste nesnage" :-). To so SO 2, NH 3, CO, HCl, NO, poleg tega so hlapi živega srebra Hg. Res je, vsega tega je v majhnih količinah, hvala bogu :-).

Zemljina atmosfera Običajno je razdeliti na več con, ki si sledijo po višini nad površino.

Prva, najbližja zemlji, je troposfera. To je najnižja in tako rekoč glavna plast za življenje različnih vrst. Vsebuje 80 % mase vsega atmosferskega zraka (čeprav po prostornini predstavlja le okoli 1 % celotne atmosfere) in okoli 90 % vse atmosferske vode. Glavnina vseh vetrov, oblakov, dežja in snega 🙂 prihaja od tam. Troposfera sega do višine približno 18 km na tropskih zemljepisnih širinah in do 10 km na polarnih širinah. Temperatura zraka v njem pade z dvigom za približno 0,65º na vsakih 100 m.

atmosferske cone.

Drugo območje je stratosfera. Moram reči, da se med troposfero in stratosfero razlikuje še eno ozko območje - tropopavza. Ustavi padec temperature z višino. Tropavza ima povprečno debelino 1,5-2 km, vendar so njene meje nejasne in troposfera pogosto prekriva stratosfero.

Torej ima stratosfera povprečno višino od 12 km do 50 km. Temperatura v njem do 25 km ostane nespremenjena (približno -57ºС), nato nekje do 40 km naraste na približno 0ºС in naprej do 50 km ostane nespremenjena. Stratosfera je razmeroma miren del zemeljske atmosfere. V njem praktično ni neugodnih vremenskih razmer. Prav v stratosferi se nahaja znameniti ozonski plašč na nadmorski višini od 15-20 km do 55-60 km.

Temu sledi majhna stratopavza mejne plasti, v kateri temperatura ostane okoli 0ºС, nato pa je naslednja cona mezosfera. Razteza se do nadmorske višine 80-90 km, v njem pa temperatura pade na približno 80ºС. V mezosferi običajno postanejo vidni majhni meteorji, ki začnejo v njej žareti in tam izgorevati.

Naslednja ozka vrzel je mezopavza in za njo območje termosfere. Njegova višina je do 700-800 km. Tu se temperatura spet začne dvigovati in na nadmorski višini približno 300 km lahko doseže vrednosti reda 1200ºС. Nato ostane konstanten. Ionosfera se nahaja znotraj termosfere do višine približno 400 km. Tukaj je zrak zaradi izpostavljenosti sončnemu sevanju močno ioniziran in ima visoko električno prevodnost.

Naslednja in na splošno zadnja cona je eksosfera. To je tako imenovano razpršeno območje. Tu sta prisotna predvsem zelo redek vodik in helij (s prevlado vodika). Na nadmorski višini približno 3000 km eksosfera preide v bližnji vesoljski vakuum.

Nekje je tako. Zakaj približno? Ker so te plasti precej pogojne. Možne so različne spremembe višine, sestave plinov, vode, temperature, ionizacije itd. Poleg tega obstaja veliko več izrazov, ki opredeljujejo strukturo in stanje zemeljske atmosfere.

Na primer homosfera in heterosfera. V prvem so atmosferski plini dobro pomešani in njihova sestava je precej homogena. Drugi se nahaja nad prvim in takšnega mešanja tam praktično ni. Plini so ločeni z gravitacijo. Meja med temi plastmi se nahaja na nadmorski višini 120 km in se imenuje turbopavza.

Končamo s pogoji, vsekakor pa bom dodal, da je konvencionalno sprejeto, da se meja ozračja nahaja na nadmorski višini 100 km. Ta meja se imenuje Karmanova črta.

Za ponazoritev strukture atmosfere bom dodal še dve sliki. Prva je sicer v nemščini, vendar je popolna in dovolj enostavna za razumevanje :-). Lahko se poveča in dobro pretehta. Drugi prikazuje spremembo atmosferske temperature z višino.

Struktura Zemljine atmosfere.

Sprememba temperature zraka z višino.

Sodobna orbitalna vesoljska plovila s posadko letijo na višinah približno 300-400 km. Vendar to ni več letalstvo, čeprav je področje seveda v določenem smislu tesno povezano in o njem bomo zagotovo še govorili :-).

Območje letalstva je troposfera. Sodobna atmosferska letala lahko letijo tudi v nižjih plasteh stratosfere. Na primer, praktičen strop MIG-25RB je 23000 m.

Let v stratosferi.

In točno fizikalne lastnosti zraka troposfere določajo, kako bo letenje, kako učinkovit bo sistem krmiljenja letala, kako bo turbulenca v ozračju vplivala nanj, kako bodo delovali motorji.

Prva glavna lastnost je temperatura zraka. V plinski dinamiki ga lahko določimo po Celzijevi ali Kelvinovi lestvici.

Temperatura t1 na določeni višini H na Celzijevi lestvici se določi:

t 1 \u003d t - 6,5N, kje t je temperatura zraka pri tleh.

Temperatura na Kelvinovi lestvici se imenuje absolutna temperatura Nič na tej lestvici je absolutna nič. Pri absolutni ničli se toplotno gibanje molekul ustavi. Absolutna nič na Kelvinovi lestvici ustreza -273º na Celzijevi lestvici.

V skladu s tem temperatura T na visoko H na Kelvinovi lestvici se določi:

T \u003d 273K + t - 6,5H

Zračni tlak. Atmosferski tlak se meri v Pascalih (N / m 2), v starem sistemu merjenja v atmosferah (atm.). Obstaja tudi barometrični tlak. To je tlak, izmerjen v milimetrih živega srebra z uporabo živosrebrovega barometra. Barometrični tlak (tlak na morski gladini) je enak 760 mm Hg. Umetnost. imenujemo standard. V fiziki 1 atm. ravno enako 760 mm Hg.

Gostota zraka. V aerodinamiki je najpogosteje uporabljen koncept masna gostota zraka. To je masa zraka v 1 m3 prostornine. Gostota zraka se spreminja z višino, zrak postaja bolj redek.

Vlažnost zraka. Prikazuje količino vode v zraku. Obstaja koncept " relativna vlažnost". To je razmerje med maso vodne pare in največjo možno količino pri določeni temperaturi. Koncept 0%, to je, ko je zrak popolnoma suh, lahko na splošno obstaja le v laboratoriju. Po drugi strani pa je 100-odstotna vlažnost povsem realna. To pomeni, da je zrak absorbiral vso vodo, ki bi jo lahko absorbiral. Nekaj ​​kot absolutno "polna gobica". Visoka relativna vlažnost zmanjša gostoto zraka, nizka relativna vlažnost pa jo ustrezno poveča.

Zaradi dejstva, da leti letal potekajo v različnih atmosferskih pogojih, so lahko njihovi letni in aerodinamični parametri v enem načinu letenja različni. Zato smo za pravilno oceno teh parametrov uvedli Mednarodna standardna atmosfera (ISA). Prikazuje spremembo stanja zraka z dvigom nadmorske višine.

Glavni parametri stanja zraka pri ničelni vlažnosti so:

tlak P = 760 mm Hg. Umetnost. (101,3 kPa);

temperatura t = +15°C (288 K);

masna gostota ρ \u003d 1,225 kg / m 3;

Za ISA se predpostavlja (kot je navedeno zgoraj :-)), da temperatura v troposferi pade za 0,65º na vsakih 100 metrov nadmorske višine.

Standardna atmosfera (primer do 10000 m).

ISA tabele se uporabljajo za kalibracijo instrumentov, pa tudi za navigacijske in inženirske izračune.

Fizikalne lastnosti zraka vključujejo tudi koncepte, kot so inertnost, viskoznost in stisljivost.

Vztrajnost je lastnost zraka, ki označuje njegovo sposobnost, da se upre spremembam v stanju mirovanja ali enakomernem pravokotnem gibanju. . Merilo vztrajnosti je masna gostota zraka. Višja kot je, večja je vztrajnost in uporna sila medija, ko se letalo premika v njem.

viskoznost. Določa torni upor proti zraku, ko se letalo premika.

Stisljivost meri spremembo gostote zraka pri spremembi tlaka. Pri nizkih hitrostih letala (do 450 km/h) ni spremembe tlaka, ko zračni tok teče okoli njega, pri velikih hitrostih pa se začne pojavljati učinek stisljivosti. Posebej izrazit je njegov vpliv na nadzvok. To je ločeno področje aerodinamike in tema za ločen članek :-).

No, zdi se, da je to zaenkrat vse ... Čas je, da zaključimo s tem malce dolgočasnim naštevanjem, ki pa se mu ne gre odmisliti :-). Zemljina atmosfera, njegovi parametri, fizikalne lastnosti zraka so za letalo tako pomembni kot parametri samega aparata in jih je bilo nemogoče ne omeniti.

Zaenkrat do naslednjih srečanj in več zanimivih tem 🙂…

P.S. Za sladico predlagam ogled videa, posnetega iz pilotske kabine dvojčka MIG-25PU med letom v stratosfero. Posnel, očitno, turist, ki ima denar za takšne lete :-). Posneto večinoma skozi vetrobransko steklo. Bodite pozorni na barvo neba ...

Svet okoli nas je sestavljen iz treh zelo različnih delov: zemlje, vode in zraka. Vsak od njih je edinstven in zanimiv na svoj način. Zdaj bomo govorili le o zadnjem od njih. Kaj je vzdušje? Kako je do tega prišlo? Iz česa je sestavljena in na katere dele je razdeljena? Vsa ta vprašanja so izjemno zanimiva.

Samo ime "atmosfera" je sestavljeno iz dveh besed grškega izvora, v ruščini pa pomenita "para" in "žoga". In če pogledate natančno definicijo, lahko preberete naslednje: "Atmosfera je zračna lupina planeta Zemlje, ki hiti skupaj z njo v vesolju." Razvijal se je vzporedno z geološkimi in geokemičnimi procesi, ki so se odvijali na planetu. In danes so od tega odvisni vsi procesi, ki se odvijajo v živih organizmih. Brez atmosfere bi planet postal brez življenja puščava kot luna.

Iz česa je sestavljena?

Vprašanje, kakšno je vzdušje in kateri elementi so vanj vključeni, ljudi zanima že dolgo. Glavne sestavine te školjke so bile znane že leta 1774. Namestil jih je Antoine Lavoisier. Ugotovil je, da je sestava ozračja večinoma sestavljena iz dušika in kisika. Sčasoma so se njegove komponente izpopolnile. In zdaj vemo, da vsebuje veliko več plinov, pa tudi vode in prahu.

Poglejmo podrobneje, iz česa je sestavljena Zemljina atmosfera blizu njene površine. Najpogostejši plin je dušik. Vsebuje nekaj več kot 78 odstotkov. Toda kljub tako veliki količini dušik v zraku praktično ni aktiven.

Naslednji največji in najpomembnejši element je kisik. Ta plin vsebuje skoraj 21 % in le kaže zelo visoko aktivnost. Njegova posebna funkcija je oksidacija odmrle organske snovi, ki se zaradi te reakcije razgradi.

Nizki, a pomembni plini

Tretji plin, ki je del ozračja, je argon. Je nekaj manj kot en odstotek. Sledijo ogljikov dioksid z neonom, helij z metanom, kripton z vodikom, ksenon, ozon in celo amoniak. Vendar jih vsebuje tako malo, da je odstotek takšnih komponent enak stotinki, tisočinki in milijoninki. Od tega ima pomembno vlogo le ogljikov dioksid, saj je gradbeni material, ki ga rastline potrebujejo za fotosintezo. Njegova druga pomembna funkcija je preprečiti sevanje in absorbirati del sončne toplote.

Drug redek, a pomemben plin, ozon, obstaja za lovljenje ultravijoličnega sevanja, ki prihaja iz sonca. Zahvaljujoč tej lastnosti je vse življenje na planetu zanesljivo zaščiteno. Po drugi strani pa ozon vpliva na temperaturo stratosfere. Zaradi dejstva, da absorbira to sevanje, se zrak segreje.

Konstantnost kvantitativne sestave atmosfere se vzdržuje z neprestanim mešanjem. Njegove plasti se premikajo tako vodoravno kot navpično. Zato je povsod na svetu dovolj kisika in ni presežka ogljikovega dioksida.

Kaj je še v zraku?

Treba je opozoriti, da je v zračnem prostoru mogoče zaznati paro in prah. Slednje sestavljajo cvetni prah in delci zemlje, v mestu se jim pridružujejo nečistoče emisij delcev iz izpušnih plinov.

Toda v ozračju je veliko vode. Pod določenimi pogoji se kondenzira, pojavijo se oblaki in megla. Pravzaprav je to isto, le prvi se pojavijo visoko nad površjem Zemlje, zadnji pa se širi po njej. Oblaki dobijo različne oblike. Ta proces je odvisen od višine nad Zemljo.

Če so nastale 2 km nad kopnim, se imenujejo plastne. Iz njih pada dež na tla ali pade sneg. Nad njimi nastajajo kumulusni oblaki do višine 8 km. Vedno so najlepši in najslikovitejši. Prav njih pregledajo in se sprašujejo, kako izgledajo. Če se takšne formacije pojavijo v naslednjih 10 km, bodo zelo lahke in zračne. Njihovo ime je cirus.

Kakšne so plasti ozračja?

Čeprav imajo med seboj zelo različne temperature, je zelo težko reči, na kateri višini se začne ena plast in konča druga. Ta delitev je zelo pogojna in je približna. Vendar plasti ozračja še vedno obstajajo in opravljajo svoje funkcije.

Najnižji del zračne lupine se imenuje troposfera. Njegova debelina se poveča pri premikanju od polov do ekvatorja od 8 do 18 km. To je najtoplejši del atmosfere, saj se zrak v njem segreva z zemeljske površine. Večina vodne pare je zgoščena v troposferi, zato v njej nastajajo oblaki, padavine, ropotajo nevihte in pihajo vetrovi.

Naslednja plast je debela približno 40 km in se imenuje stratosfera. Če se opazovalec premakne na ta del zraka, bo ugotovil, da je nebo postalo vijolično. To je posledica nizke gostote snovi, ki praktično ne razprši sončnih žarkov. V tej plasti letijo reaktivna letala. Zanje so tam odprti vsi odprti prostori, saj oblakov praktično ni. Znotraj stratosfere je plast, sestavljena iz velike količine ozona.

Sledita stratopavza in mezosfera. Slednji ima debelino približno 30 km. Zanj je značilno močno zmanjšanje gostote in temperature zraka. Nebo se opazovalcu zdi črno. Tukaj lahko celo gledate zvezde čez dan.

Plasti z malo ali brez zraka

Struktura atmosfere se nadaljuje s plastjo, imenovano termosfera - najdaljša od vseh drugih, njena debelina doseže 400 km. Za to plast je značilna ogromna temperatura, ki lahko doseže 1700 ° C.

Zadnji dve krogli sta pogosto združeni v eno in jo imenujemo ionosfera. To je posledica dejstva, da se v njih pojavijo reakcije s sproščanjem ionov. Prav te plasti vam omogočajo opazovanje takega naravnega pojava, kot je severni sij.

Naslednjih 50 km od Zemlje je rezerviranih za eksosfero. To je zunanja lupina ozračja. V njej se zračni delci razpršijo v vesolje. Vremenski sateliti se običajno premikajo v tej plasti.

Zemljina atmosfera se konča z magnetosfero. Prav ona je zakrila večino umetnih satelitov planeta.

Po vsem povedanem ne bi smelo biti dvoma o tem, kakšno je vzdušje. Če obstajajo dvomi o njegovi nujnosti, jih je enostavno odpraviti.

Vrednost ozračja

Glavna funkcija atmosfere je zaščititi površino planeta pred pregrevanjem podnevi in ​​prekomernim hlajenjem ponoči. Naslednji pomen te lupine, ki ji nihče ne bo oporekal, je oskrba vseh živih bitij s kisikom. Brez tega bi se zadušili.

Večina meteoritov zgori v zgornjih plasteh in nikoli ne doseže zemeljske površine. In ljudje lahko občudujejo leteče luči in jih zamenjajo za padajoče zvezde. Brez atmosfere bi bila celotna Zemlja posejana s kraterji. In o zaščiti pred sončnim sevanjem je bilo že omenjeno zgoraj.

Kako človek vpliva na vzdušje?

Zelo negativno. To je posledica naraščajoče aktivnosti ljudi. Glavni delež vseh negativnih vidikov pade na industrijo in promet. Mimogrede, avtomobili oddajajo skoraj 60% vseh onesnaževal, ki prodrejo v ozračje. Preostalih štirideset je razdeljenih med energetiko in industrijo ter panoge za uničevanje odpadkov.

Seznam škodljivih snovi, ki vsak dan dopolnjujejo sestavo zraka, je zelo dolg. Zaradi transporta v ozračju so: dušik in žveplo, ogljik, modrina in saje, pa tudi močan rakotvorna snov, ki povzroča kožnega raka - benzopiren.

Industrija predstavlja naslednje kemične elemente: žveplov dioksid, ogljikovodike in vodikov sulfid, amoniak in fenol, klor in fluor. Če se proces nadaljuje, potem kmalu odgovori na vprašanja: »Kakšno je vzdušje? Iz česa je sestavljena? bo popolnoma drugače.

Vsi, ki so leteli z letalom, so vajeni takšnega sporočila: "naš let je na višini 10.000 m, temperatura nad krovom je 50 °C." Zdi se, da ni nič posebnega. Čim dlje od površine Zemlje, ki jo ogreva Sonce, tem hladneje je. Mnogi ljudje mislijo, da padanje temperature z višino poteka neprekinjeno in postopoma temperatura pada in se približuje temperaturi prostora. Mimogrede, znanstveniki so tako mislili do konca 19. stoletja.

Oglejmo si podrobneje porazdelitev temperature zraka po Zemlji. Ozračje je razdeljeno na več plasti, ki odražajo predvsem naravo temperaturnih sprememb.

Spodnja plast atmosfere se imenuje troposfera, kar pomeni "krogla vrtenja". Vse vremenske in podnebne spremembe so posledica fizikalnih procesov, ki potekajo ravno v tej plasti. Zgornja meja te plasti se nahaja tam, kjer se znižanje temperature z višino nadomesti z njenim naraščanjem - približno pri nadmorska višina 15-16 km nad ekvatorjem in 7-8 km nad poli. Tako kot sama Zemlja je tudi ozračje pod vplivom vrtenja našega planeta nekoliko sploščeno nad poli in nabrekne nad ekvatorjem. ta učinek je v ozračju veliko močnejši kot v trdni lupini Zemlje.V smeri od zemeljskega površja proti zgornji meji troposfere se temperatura zraka zniža.Nad ekvatorjem je najnižja temperatura zraka približno -62° C, nad poli pa okoli -45 °C. V zmernih zemljepisnih širinah je več kot 75 % mase atmosfere v troposferi, v tropih pa je približno 90 % znotraj mas troposfere atmosfere.

Leta 1899 je bil v navpičnem temperaturnem profilu na določeni nadmorski višini ugotovljen minimum, nato pa se je temperatura nekoliko povečala. Začetek tega povečanja pomeni prehod v naslednjo plast ozračja - na stratosfero, kar pomeni "slojna krogla". Izraz stratosfera pomeni in odraža nekdanjo predstavo ​​jedinstvenosti plasti, ki leži nad troposfero. Stratosfera se razteza do višine približno 50 km nad zemeljskim površjem. Njena značilnost je , zlasti močno zvišanje temperature zraka To zvišanje temperature je razloženo z reakcijo tvorbe ozona - eno glavnih kemičnih reakcij, ki se pojavljajo v ozračju.

Glavnina ozona je koncentrirana na nadmorski višini približno 25 km, na splošno pa je ozonska plast lupina, močno raztegnjena vzdolž višine, ki pokriva skoraj celotno stratosfero. Interakcija kisika z ultravijoličnimi žarki je eden od ugodnih procesov v zemeljskem ozračju, ki prispevajo k ohranjanju življenja na zemlji. Absorpcija te energije z ozonom preprečuje njen prekomerni pretok na zemeljsko površino, kjer se ustvari ravno takšna raven energije, ki je primerna za obstoj kopenskih življenjskih oblik. Ozonosfera absorbira del sevalne energije, ki prehaja skozi ozračje. Posledično se v ozonosferi vzpostavi navpični temperaturni gradient zraka približno 0,62 °C na 100 m, t.j. temperatura narašča z višino do zgornje meje stratosfere - stratopavze (50 km), ki doseže po nekaj podatkov, 0 °C.

Na nadmorski višini od 50 do 80 km je plast atmosfere, ki se imenuje mezosfera. Beseda "mezosfera" pomeni "vmesna krogla", tukaj temperatura zraka še naprej pada z višino. Nad mezosfero, v sloju, ki se imenuje termosfero, temperatura ponovno naraste z višino do približno 1000°C, nato pa zelo hitro pade na -96°C. Vendar ne pada v nedogled, potem se temperatura spet dvigne.

Termosfera je prvi sloj ionosfera. Za razliko od prej omenjenih plasti se ionosfera ne razlikuje po temperaturi. Ionosfera je območje električne narave, ki omogoča številne vrste radijskih komunikacij. Ionosfera je razdeljena na več plasti, ki jih označujemo s črkami D, E, F1 in F2. Te plasti imajo tudi posebna imena. Delitev na plasti je posledica več razlogov, med katerimi je najpomembnejši neenakomeren vpliv plasti na prehod radijskih valov. Najnižja plast D v glavnem absorbira radijske valove in tako preprečuje njihovo nadaljnje širjenje. Najbolj raziskana plast E se nahaja na nadmorski višini približno 100 km nad zemeljsko površino. Imenuje se tudi plast Kennelly-Heaviside po imenih ameriških in angleških znanstvenikov, ki so jo hkrati in neodvisno odkrili. Sloj E, kot velikansko ogledalo, odbija radijske valove. Zahvaljujoč tej plasti dolgi radijski valovi potujejo na večje razdalje, kot bi pričakovali, če bi se širili samo v ravni črti, ne da bi se odbili od plasti E. Podobne lastnosti ima tudi plast F. Imenuje se tudi Appletonova plast. Skupaj s plastjo Kennelly-Heaviside odbija radijske valove do zemeljskih radijskih postaj.Ta odboj se lahko pojavi pod različnimi koti. Plast Appleton se nahaja na nadmorski višini približno 240 km.

Pogosto imenujemo najbolj oddaljeno območje atmosfere, drugo plast ionosfere eksosfera. Ta izraz označuje obstoj obrobja vesolja v bližini Zemlje. Težko je natančno določiti, kje se atmosfera konča in prostor začne, saj se gostota atmosferskih plinov z višino postopoma zmanjšuje, sama atmosfera pa se postopoma spreminja v skoraj vakuum, v katerem se srečujejo le posamezne molekule. Že na višini okoli 320 km je gostota atmosfere tako nizka, da lahko molekule potujejo več kot 1 km, ne da bi se med seboj trčili. Kot njena zgornja meja služi najbolj zunanji del atmosfere, ki se nahaja na nadmorski višini od 480 do 960 km.

Več informacij o procesih v ozračju najdete na spletni strani "Zemeljsko podnebje"

Ozračje se razteza navzgor za več sto kilometrov. Njegova zgornja meja, na nadmorski višini približno 2000-3000 km, do določene mere pogojno, saj plini, ki ga sestavljajo, postopoma redčeni, prehajajo v svetovni prostor. Kemična sestava ozračja, tlak, gostota, temperatura in druge fizikalne lastnosti se spreminjajo z višino. Kot smo že omenili, je kemična sestava zraka do višine 100 km se bistveno ne spremeni. Nekoliko višje je tudi ozračje sestavljeno predvsem iz dušika in kisika. Toda na nadmorski višini 100-110 km, Pod vplivom ultravijoličnega sevanja sonca se molekule kisika razcepijo na atome in pojavi se atomski kisik. Nad 110-120 km skoraj ves kisik postane atomski. Predpostavlja se, da je nad 400-500 km plini, ki sestavljajo ozračje, so tudi v atomskem stanju.

Z višino se zračni tlak in gostota hitro zmanjšujeta. Čeprav se ozračje razprostira na stotine kilometrov navzgor, se večina nahaja v precej tanki plasti, ki meji na zemeljsko površino v njenih najnižjih delih. Torej, v plasti med morsko gladino in nadmorsko višino 5-6 km polovica mase atmosfere je koncentrirana v plasti 0-16 km-90%, v sloju pa 0-30 km- 99 %. Enako hitro zmanjšanje zračne mase se pojavi nad 30 km.Če je teža 1 m 3 zraka na zemeljski površini je 1033 g, nato na višini 20 km je enak 43 g, na višini pa 40 km samo 4 leta

Na nadmorski višini 300-400 km in zgoraj je zrak tako redek, da se čez dan njegova gostota večkrat spremeni. Študije so pokazale, da je ta sprememba gostote povezana s položajem Sonca. Največja gostota zraka je okoli poldneva, najmanjša ponoči. To je deloma razloženo z dejstvom, da se zgornje plasti ozračja odzivajo na spremembe v elektromagnetnem sevanju Sonca.

Tudi sprememba temperature zraka z višino je neenakomerna. Glede na naravo spremembe temperature z višino je atmosfera razdeljena na več krogel, med katerimi so prehodne plasti, tako imenovane pavze, kjer se temperatura z višino malo spreminja.

Tukaj so imena in glavne značilnosti krogel in prehodnih plasti.

Naj predstavimo osnovne podatke o fizikalnih lastnostih teh krogel.

Troposfera. Fizikalne lastnosti troposfere v veliki meri določa vpliv zemeljskega površja, ki je njena spodnja meja. Najvišja višina troposfere je opažena v ekvatorialnem in tropskem pasu. Tukaj doseže 16-18 km in relativno malo podvržen dnevnim in sezonskim spremembam. Nad polarnimi in sosednjimi območji leži zgornja meja troposfere v povprečju na ravni 8-10 km. V srednjih zemljepisnih širinah se giblje od 6-8 do 14-16 km.

Navpična moč troposfere je močno odvisna od narave atmosferskih procesov. Pogosto čez dan se zgornja meja troposfere nad določeno točko ali območjem spusti ali dvigne za nekaj kilometrov. To je predvsem posledica sprememb temperature zraka.

Več kot 4/5 mase zemeljske atmosfere in skoraj vsa vodna para, ki jo vsebuje, je koncentrirana v troposferi. Poleg tega se od zemeljskega površja do zgornje meje troposfere temperatura v povprečju zniža za 0,6° na vsakih 100 m oziroma za 6° za 1 km dvig . To je posledica dejstva, da se zrak v troposferi segreva in ohlaja predvsem s površine zemlje.

V skladu s pritokom sončne energije se temperatura znižuje od ekvatorja do polov. Tako povprečna temperatura zraka blizu zemeljske površine na ekvatorju doseže +26°, nad polarnimi območji -34°, -36° pozimi in okoli 0° poleti. Tako je temperaturna razlika med ekvatorjem in polom pozimi 60°, poleti pa le 26°. Res je, da tako nizke temperature na Arktiki pozimi opazimo le blizu površine zemlje zaradi hlajenja zraka nad ledenimi prostranstvi.

Pozimi je na osrednji Antarktiki temperatura zraka na površini ledene plošče še nižja. Na postaji Vostok je bila avgusta 1960 zabeležena najnižja temperatura na svetu -88,3°, najpogosteje pa na osrednji Antarktiki -45°, -50°.

Z višine se temperaturna razlika med ekvatorjem in polom zmanjša. Na primer na višini 5 km na ekvatorju temperatura doseže -2°, -4°, na enaki višini v osrednji Arktiki -37°, -39° pozimi in -19°, -20° poleti; zato je temperaturna razlika pozimi 35-36°, poleti pa 16-17°. Na južni polobli so te razlike nekoliko večje.

Energijo atmosferskega kroženja lahko določimo s temperaturnimi kontrakcijami ekvatorskega pola. Ker so temperaturni kontrasti pozimi večji, so atmosferski procesi intenzivnejši kot poleti. To pojasnjuje tudi dejstvo, da imajo prevladujoči zahodni vetrovi v troposferi pozimi večjo hitrost kot poleti. V tem primeru se hitrost vetra praviloma povečuje z višino in doseže maksimum na zgornji meji troposfere. Horizontalni transport spremljajo navpična gibanja zraka in turbulentno (neurejeno) gibanje. Zaradi dviga in padanja velikih količin zraka nastajajo in se razpršijo oblaki, nastanejo in prenehajo padavine. Prehodna plast med troposfero in prekrivajočo kroglo je tropopavza. Nad njim leži stratosfera.

Stratosfera sega od višin 8-17 do 50-55 km. Odprli so ga na začetku našega stoletja. Glede na fizikalne lastnosti se stratosfera močno razlikuje od troposfere po tem, da se temperatura zraka tukaj praviloma dvigne v povprečju za 1–2 ° na kilometer nadmorske višine in na zgornji meji, na višini 50–55 °C. km, postane celo pozitiven. Povišanje temperature na tem območju je posledica prisotnosti ozona (O 3), ki nastane pod vplivom ultravijoličnega sevanja Sonca. Ozonska plast pokriva skoraj celotno stratosfero. Stratosfera je zelo revna z vodno paro. Ni burnih procesov nastajanja oblakov in padavin.

V zadnjem času se je domnevalo, da je stratosfera razmeroma mirno okolje, kjer ne pride do mešanja zraka, kot v troposferi. Zato je veljalo, da so plini v stratosferi razdeljeni na plasti, v skladu s svojo specifično težo. Od tod tudi ime stratosfere ("stratus" - večplastna). Veljalo je tudi, da temperatura v stratosferi nastane pod vplivom sevalnega ravnovesja, to je, ko sta absorbirano in odbito sončno sevanje enaka.

Novi podatki radiosond in meteoroloških raket so pokazali, da je stratosfera, tako kot zgornja troposfera, izpostavljena intenzivnemu kroženju zraka z velikimi nihanji temperature in vetra. Tu, tako kot v troposferi, zrak doživlja znatna navpična gibanja, turbulentna gibanja z močnimi horizontalnimi zračnimi tokovi. Vse to je posledica neenakomerne porazdelitve temperature.

Prehodna plast med stratosfero in prekrivajočo kroglo je stratopavza. Preden pa nadaljujemo z značilnostmi višjih plasti ozračja, se seznanimo s tako imenovano ozonosfero, katere meje približno ustrezajo mejam stratosfere.

Ozon v ozračju. Ozon ima pomembno vlogo pri ustvarjanju temperaturnega režima in zračnih tokov v stratosferi. Ozon (O 3) začutimo po nevihti, ko vdihnemo čist zrak s prijetnim pookusom. Vendar tukaj ne bomo govorili o tem ozonu, ki nastane po nevihti, ampak o ozonu, ki ga vsebuje plast 10-60 km z največ na višini 22-25 km. Ozon nastaja pod vplivom ultravijoličnih sončnih žarkov in, čeprav je njegova skupna količina nepomembna, igra pomembno vlogo v ozračju. Ozon ima sposobnost absorbiranja ultravijoličnega sevanja sonca in s tem ščiti živalski in rastlinski svet pred njegovimi uničujočimi učinki. Tudi tisti drobni delček ultravijoličnih žarkov, ki doseže površje zemlje, močno opeče telo, ko se človek pretirano rad sonči.

Količina ozona v različnih delih Zemlje ni enaka. Na visokih zemljepisnih širinah je ozona več, na srednjih in nizkih zemljepisnih širinah manj, ta količina pa se spreminja glede na spremembo letnih časov. Več ozona spomladi, manj jeseni. Poleg tega se njegova neperiodična nihanja pojavljajo v odvisnosti od vodoravnega in navpičnega kroženja atmosfere. Številni atmosferski procesi so tesno povezani z vsebnostjo ozona, saj neposredno vpliva na temperaturno polje.

Pozimi, v polarni noči, na visokih zemljepisnih širinah ozonska plast oddaja in hladi zrak. Posledično se v stratosferi visokih zemljepisnih širin (na Arktiki in Antarktiki) pozimi oblikuje hladno območje, stratosferski ciklonski vrtinec z velikimi horizontalnimi temperaturnimi in tlačnimi gradienti, ki povzročajo zahodne vetrove nad srednjimi zemljepisnimi širinami.

Poleti v razmerah polarnega dne na visokih zemljepisnih širinah ozonska plast absorbira sončno toploto in segreje zrak. Zaradi povišanja temperature v stratosferi visokih zemljepisnih širin nastanejo toplotna regija in stratosferski anticiklonski vrtinec. Zato je na povprečnih zemljepisnih širinah nad 20 km poleti v stratosferi prevladujejo vzhodni vetrovi.

mezosfera. Opazovanja s pomočjo meteoroloških raket in drugih metod so pokazala, da se splošno zvišanje temperature, opaženo v stratosferi, konča na nadmorski višini 50-55 km. Nad to plastjo temperatura spet pade in blizu zgornje meje mezosfere (približno 80 km) doseže -75°, -90°. Nadalje se temperatura ponovno dvigne z višino.

Zanimivo je, da se znižanje temperature z višino, ki je značilno za mezosfero, različno dogaja na različnih zemljepisnih širinah in skozi vse leto. Na nizkih zemljepisnih širinah padec temperature poteka počasneje kot na visokih zemljepisnih širinah: povprečni navpični temperaturni gradient za mezosfero je 0,23° - 0,31° na 100 m ali 2,3°-3,1° na 1 km. Poleti je veliko večja kot pozimi. Kot so pokazale najnovejše raziskave v visokih zemljepisnih širinah, je temperatura na zgornji meji mezosfere poleti nekaj deset stopinj nižja kot pozimi. V zgornji mezosferi na višini okoli 80 km v plasti mezopavze se znižanje temperature z višino ustavi in ​​začne se njeno povečevanje. Tu pod inverzijsko plastjo ob mraku ali pred sončnim vzhodom ob jasnem vremenu opazimo bleščeče tanke oblake, ki jih osvetljuje sonce pod obzorjem. Na temnem ozadju neba žarijo s srebrno modro svetlobo. Zato se ti oblaki imenujejo srebrni.

Narava žolčnih oblakov še ni dobro razumljena. Dolgo časa je veljalo, da so sestavljeni iz vulkanskega prahu. Vendar pa je odsotnost optičnih pojavov, značilnih za resnične vulkanske oblake, privedla do zavrnitve te hipoteze. Potem so predlagali, da so žolčni oblaki sestavljeni iz kozmičnega prahu. V zadnjih letih je bila predlagana hipoteza, da so ti oblaki sestavljeni iz ledenih kristalov, kot so navadni oblaki cirusi. Raven lokacije žlahtnih oblakov je določena z zamudno plastjo zaradi temperaturna inverzija med prehodom iz mezosfere v termosfero na višini okoli 80 km. Ker temperatura v subinverzijski plasti doseže -80°C in nižje, so tu ustvarjeni najugodnejši pogoji za kondenzacijo vodne pare, ki prihaja sem iz stratosfere kot posledica vertikalnega gibanja ali z turbulentno difuzijo. Žlahtne oblake običajno opazimo poleti, včasih v zelo velikem številu in več mesecev.

Opazovanja žolčnih oblakov so pokazala, da so poleti na njihovi ravni vetrovi zelo spremenljivi. Hitrosti vetra so zelo različne: od 50-100 do nekaj sto kilometrov na uro.

Temperatura na nadmorski višini. Vizualni prikaz narave porazdelitve temperature z višino, med zemeljsko površino in nadmorsko višino 90-100 km, pozimi in poleti na severni polobli, je podan na sliki 5. Površine, ki ločujejo krogle, so tukaj prikazane z debelino črtkane črte. Na samem dnu dobro izstopa troposfera z značilnim znižanjem temperature z višino. Nad tropopavzo, v stratosferi, nasprotno, temperatura narašča z višino na splošno in pri višinah 50-55 km doseže + 10°, -10°. Bodimo pozorni na pomembno podrobnost. Pozimi v stratosferi visokih zemljepisnih širin temperatura nad tropopavzo pade od -60 do -75 ° in le nad 30 km ponovno naraste na -15°. Poleti, od tropopavze, temperatura narašča z višino in za 50 km doseže + 10°. Nad stratopavzo se temperatura spet začne zniževati z višino in na ravni 80 km ne presega -70°, -90°.

Iz slike 5 sledi, da v sloju 10-40 km temperatura zraka pozimi in poleti v visokih zemljepisnih širinah se močno razlikuje. Pozimi, v polarni noči, temperatura tukaj doseže -60°, -75°, poleti pa je najmanj -45° blizu tropopavze. Nad tropopavzo se temperatura dvigne in na nadmorski višini 30-35 km je le -30°, -20°, kar nastane zaradi segrevanja zraka v ozonski plasti v polarnem dnevu. Iz slike tudi izhaja, da tudi v eni sezoni in na isti ravni temperatura ni enaka. Njihova razlika med različnimi zemljepisnimi širinami presega 20-30°. V tem primeru je nehomogenost še posebej pomembna v nizkotemperaturnem sloju (18-30 km) in v plasti najvišjih temperatur (50-60 km) v stratosferi, pa tudi v sloju nizkih temperatur v zgornji mezosferi (75-85km).

Srednje temperature, prikazane na sliki 5, so izpeljane iz opazovanj na severni polobli, po dostopnih informacijah pa jih lahko pripišemo tudi južni polobli. Nekatere razlike obstajajo predvsem na visokih zemljepisnih širinah. Nad Antarktiko je pozimi temperatura zraka v troposferi in nižji stratosferi opazno nižja kot nad osrednjo Arktiko.

Vetrovi na visoki. Sezonska porazdelitev temperature določa precej zapleten sistem zračnih tokov v stratosferi in mezosferi.

Slika 6 prikazuje navpični prerez vetrnega polja v atmosferi med zemeljsko površino in višino 90 km pozimi in poleti na severni polobli. Izolinije prikazujejo povprečne hitrosti prevladujočega vetra (in gospa). Iz slike izhaja, da se režim vetra pozimi in poleti v stratosferi močno razlikuje. Pozimi tako v troposferi kot v stratosferi prevladujejo zahodni vetrovi z največjo hitrostjo približno

100 gospa na višini 60-65 km. Poleti prevladujejo zahodni vetrovi le do višine 18-20 km. Višje postanejo vzhodni, z največjo hitrostjo do 70 gospa na višini 55-60km.

Poleti nad mezosfero vetrovi postanejo zahodni, pozimi pa vzhodni.

Termosfera. Nad mezosfero je termosfera, za katero je značilno povišanje temperature Z višina. Glede na pridobljene podatke, predvsem s pomočjo raket, je bilo ugotovljeno, da je v termosferi že na ravni 150 km temperatura zraka doseže 220-240 °, na ravni 200 km nad 500°. Zgoraj se temperatura še naprej dviguje in na ravni 500-600 km presega 1500°. Na podlagi podatkov, pridobljenih med izstrelitvami umetnih zemeljskih satelitov, je bilo ugotovljeno, da temperatura v zgornji termosferi doseže okoli 2000° in čez dan močno niha. Postavlja se vprašanje, kako razložiti tako visoko temperaturo v visokih plasteh ozračja. Spomnimo se, da je temperatura plina merilo povprečne hitrosti molekul. V spodnjem, najgostejšem delu atmosfere se molekule plina, ki sestavljajo zrak, pri premikanju pogosto trčijo med seboj in si v trenutku prenašajo kinetično energijo. Zato je kinetična energija v gostem mediju v povprečju enaka. V visokih plasteh, kjer je gostota zraka zelo nizka, se trki med molekulami, ki se nahajajo na velikih razdaljah, pojavljajo manj pogosto. Ko se energija absorbira, se hitrost molekul v intervalu med trki močno spremeni; poleg tega se molekule lažjih plinov premikajo z večjo hitrostjo kot molekule težkih plinov. Posledično je lahko temperatura plinov različna.

V redkih plinih je relativno malo molekul zelo majhnih velikosti (lahki plini). Če se premikajo z veliko hitrostjo, bo temperatura v dani prostornini zraka visoka. V termosferi vsak kubični centimeter zraka vsebuje desetine in sto tisoče molekul različnih plinov, medtem ko jih je na površini zemlje približno sto milijonov milijard. Zato previsoke temperature v visokih plasteh atmosfere, ki kažejo hitrost gibanja molekul v tem zelo tankem mediju, ne morejo povzročiti niti rahlega segrevanja telesa, ki se nahaja tukaj. Tako kot človek pri bleščanju električnih žarnic ne čuti toplote, čeprav se žarilne nitke v redkem mediju takoj segrejejo do nekaj tisoč stopinj.

V spodnji termosferi in mezosferi glavni del meteornih roj izgori, preden doseže zemeljsko površino.

Razpoložljive informacije o atmosferskih plasteh nad 60-80 kmše vedno ne zadoščajo za končne sklepe o strukturi, režimu in procesih, ki se v njih razvijajo. Znano pa je, da v zgornji mezosferi in spodnji termosferi temperaturni režim nastane kot posledica pretvorbe molekularnega kisika (O 2) v atomski kisik (O), ki nastane pod vplivom ultravijoličnega sončnega sevanja. V termosferi na temperaturni režim močno vplivajo korpuskularno, rentgensko in sevanje. ultravijolično sevanje sonca. Tu so tudi podnevi močne spremembe temperature in vetra.

Atmosferska ionizacija. Najbolj zanimiva značilnost ozračja nad 60-80 km je ona ionizacija, t.j. proces tvorbe ogromnega števila električno nabitih delcev - ionov. Ker je ionizacija plinov značilna za spodnjo termosfero, jo imenujemo tudi ionosfera.

Plini v ionosferi so večinoma v atomskem stanju. Pod vplivom ultravijoličnega in korpuskularnega sevanja Sonca, ki imata visoko energijo, pride do procesa odcepitve elektronov od nevtralnih atomov in molekul zraka. Takšni atomi in molekule, ki izgubijo enega ali več elektronov, postanejo pozitivno nabite, prosti elektron pa se lahko ponovno poveže z nevtralnim atomom ali molekulo in jih obda s svojim negativnim nabojem. Ti pozitivno in negativno nabiti atomi in molekule se imenujejo ioni, in plini ionizirano, torej, ko je prejel električni naboj. Pri višji koncentraciji ionov postanejo plini električno prevodni.

Ionizacijski proces se najbolj intenzivno pojavlja v debelih plasteh, omejenih z višinami 60-80 in 220-400 km. V teh plasteh so optimalni pogoji za ionizacijo. Tukaj je gostota zraka opazno višja kot v zgornji atmosferi, za proces ionizacije pa zadostuje dotok ultravijoličnega in korpuskularnega sevanja Sonca.

Odkritje ionosfere je eden najpomembnejših in najbolj briljantnih dosežkov znanosti. Konec koncev je značilnost ionosfere njen vpliv na širjenje radijskih valov. V ioniziranih plasteh se radijski valovi odbijajo, zato je mogoča radijska komunikacija na velike razdalje. Nabiti atomi-ioni odbijajo kratke radijske valove in se spet vrnejo na zemeljsko površino, vendar že na precejšnji razdalji od mesta radijskega prenosa. Očitno kratki radijski valovi večkrat naredijo to pot in tako je zagotovljena radijska komunikacija na dolge razdalje. Če ne bi bilo ionosfere, bi bilo za prenos signalov radijskih postaj na dolge razdalje potrebno zgraditi drage radijske relejne linije.

Znano pa je, da je včasih kratkovalovna radijska komunikacija motena. To se zgodi kot posledica kromosferskih izbruhov na Soncu, zaradi katerih se ultravijolično sevanje Sonca močno poveča, kar vodi do močnih motenj ionosfere in zemeljskega magnetnega polja - magnetnih neviht. Med magnetnimi nevihtami je radijska komunikacija motena, saj je gibanje nabitih delcev odvisno od magnetnega polja. Med magnetnimi nevihtami ionosfera slabše odbija radijske valove ali jih prenaša v vesolje. Predvsem s spremembo sončne aktivnosti, ki jo spremlja povečanje ultravijoličnega sevanja, se povečata elektronska gostota ionosfere in absorpcija radijskih valov podnevi, kar vodi do motenj kratkovalovne radijske komunikacije.

Po novih raziskavah so v močni ionizirani plasti cone, kjer koncentracija prostih elektronov doseže nekoliko višjo koncentracijo kot v sosednjih plasteh. Poznane so štiri takšne cone, ki se nahajajo na nadmorskih višinah približno 60-80, 100-120, 180-200 in 300-400 km in so označeni s črkami D, E, F 1 in F 2 . Z naraščajočim sončnim sevanjem se nabiti delci (korpuskule) pod vplivom zemeljskega magnetnega polja odklonijo proti visokim zemljepisnim širinam. Ob vstopu v atmosfero telesca intenzivirajo ionizacijo plinov do te mere, da se začne njihov sij. Takole aurore- v obliki čudovitih večbarvnih lokov, ki se zasvetijo na nočnem nebu, predvsem na visokih zemljepisnih širinah. Aurore spremljajo močne magnetne nevihte. V takih primerih postanejo aurore vidne v srednjih zemljepisnih širinah, v redkih primerih pa celo v tropskem pasu. Tako je bila na primer intenzivna aurora, opažena 21. in 22. januarja 1957, vidna v skoraj vseh južnih regijah naše države.

S fotografiranjem polarnega sija z dveh točk, ki se nahajata na razdalji več deset kilometrov, se z veliko natančnostjo določi višina aurore. Aurore se običajno nahajajo na nadmorski višini okoli 100 km, pogosto jih najdemo na nadmorski višini nekaj sto kilometrov, včasih pa na višini približno 1000 km.Čeprav je narava polarnih sijev pojasnjena, je še vedno veliko nerešenih vprašanj, povezanih s tem pojavom. Vzroki za raznolikost oblik aurore še niso znani.

Po tretjem sovjetskem satelitu med višinami 200 in 1000 kmčez dan prevladujejo pozitivni ioni razcepljenega molekularnega kisika, torej atomskega kisika (O). Sovjetski znanstveniki preučujejo ionosfero s pomočjo umetnih satelitov serije Kosmos. Ameriški znanstveniki s pomočjo satelitov preučujejo tudi ionosfero.

Površina, ki ločuje termosfero od eksosfere, niha glede na spremembe sončne aktivnosti in drugih dejavnikov. Navpično ta nihanja dosežejo 100-200 km in več.

Eksosfera (razpršilna krogla) - najvišji del atmosfere, ki se nahaja nad 800 km. Malo je študirana. Po podatkih opazovanj in teoretičnih izračunih temperatura v eksosferi narašča z višino predvidoma do 2000°. V nasprotju s nižjo ionosfero so plini v eksosferi tako redki, da se njihovi delci, ki se gibljejo z veliko hitrostjo, skoraj nikoli ne srečajo.

Do relativno nedavnega se je domnevalo, da se pogojna meja ozračja nahaja na nadmorski višini približno 1000 km. Vendar pa je bilo na podlagi upočasnitve umetnih zemeljskih satelitov ugotovljeno, da na višinah 700-800 km v 1 cm 3 vsebuje do 160 tisoč pozitivnih ionov atomskega kisika in dušika. To daje razloge za domnevo, da se nabite plasti atmosfere razširijo v vesolje na veliko večjo razdaljo.

Pri visokih temperaturah na pogojni meji atmosfere hitrosti plinskih delcev dosežejo približno 12 km/s Pri teh hitrostih plini postopoma zapuščajo območje zemeljske gravitacije v medplanetarni prostor. To se dogaja že dolgo časa. Na primer, delci vodika in helija se več let odstranijo v medplanetarni prostor.

Pri proučevanju visokih plasti atmosfere so bili pridobljeni bogati podatki tako s satelitov serije Kosmos in Elektron, kot tudi geofizičnih raket in vesoljskih postaj Mars-1, Luna-4 itd. Dragocena so bila tudi neposredna opazovanja astronavtov. Torej, glede na fotografije, ki jih je v vesolju posnela V. Nikolaeva-Tereshkova, je bilo ugotovljeno, da je na višini 19 km z Zemlje je plast prahu. To so potrdili tudi podatki, ki jih je pridobila posadka vesoljskega plovila Voskhod. Očitno obstaja tesna povezava med plastjo prahu in t.i biserni oblaki, včasih opazimo na nadmorski višini približno 20-30km.

Od ozračja do vesolja. Prejšnje domneve, da zunaj Zemljine atmosfere, v medplanetarnem

prostor, plini so zelo redki in koncentracija delcev ne presega več enot v 1 cm 3, niso bili upravičeni. Študije so pokazale, da je prostor blizu Zemlje napolnjen z nabitimi delci. Na podlagi tega je bila postavljena hipoteza o obstoju območij okoli Zemlje z izrazito povečano vsebnostjo nabitih delcev, t.j. sevalni pasovi- notranji in zunanji. Novi podatki so pripomogli k razjasnitvi. Izkazalo se je, da so med notranjim in zunanjim sevalnim pasom tudi nabiti delci. Njihovo število je odvisno od geomagnetne in sončne aktivnosti. Tako so po novi predpostavki namesto sevalnih pasov sevalna območja brez jasno določenih meja. Meje območij sevanja se spreminjajo glede na sončno aktivnost. Z njegovo intenziviranjem, se pravi, ko se na Soncu pojavijo lise in curki plina, izvrženi na stotine tisoče kilometrov, se poveča tok kozmičnih delcev, ki napajajo sevalna območja Zemlje.

Območja sevanja so nevarna za ljudi, ki letijo na vesoljskih plovilih. Zato se pred poletom v vesolje določi stanje in položaj sevalnih con, orbita vesoljskega plovila pa je izbrana tako, da prehaja izven območij povečanega sevanja. Vendar pa visoke plasti ozračja, pa tudi vesolje blizu Zemlje, še niso dovolj raziskane.

Pri preučevanju visokih plasti atmosfere in obzemeljskega vesolja se uporabljajo bogati podatki, pridobljeni iz satelitov serije Kosmos in vesoljskih postaj.

Najmanj raziskane so visoke plasti ozračja. Vendar pa nam sodobne metode preučevanja omogočajo upanje, da bo človek v prihodnjih letih poznal veliko podrobnosti o strukturi ozračja, na dnu katerega živi.

Za zaključek predstavljamo shematski navpični prerez atmosfere (slika 7). Tu so nadmorske višine v kilometrih in zračni tlak v milimetrih izrisane navpično, temperatura pa vodoravno. Polna krivulja prikazuje spremembo temperature zraka z višino. Na ustreznih višinah so bili zabeleženi najpomembnejši pojavi, opaženi v ozračju, pa tudi največje višine, ki so jih dosegle radiosonde in druga sredstva za sondiranje atmosfere.

- zračna lupina globusa, ki se vrti z Zemljo. Zgornja meja atmosfere se običajno izvaja na nadmorskih višinah 150-200 km. Spodnja meja je površina Zemlje.

Atmosferski zrak je mešanica plinov. Večino njegove prostornine v površinskem sloju zraka predstavljata dušik (78 %) in kisik (21 %). Poleg tega zrak vsebuje inertne pline (argon, helij, neon itd.), ogljikov dioksid (0,03), vodno paro in različne trdne delce (prah, saje, kristale soli).

Zrak je brezbarven, barva neba pa je razložena s posebnostmi sipanja svetlobnih valov.

Ozračje je sestavljeno iz več plasti: troposfere, stratosfere, mezosfere in termosfere.

Spodnja plast zraka se imenuje troposfera. Na različnih zemljepisnih širinah njegova moč ni enaka. Troposfera ponavlja obliko planeta in sodeluje skupaj z Zemljo v aksialni rotaciji. Na ekvatorju se debelina atmosfere giblje od 10 do 20 km. Na ekvatorju je večja, na polih pa manj. Za troposfero je značilna največja gostota zraka, v njej je koncentrirano 4/5 mase celotne atmosfere. Troposfera določa vremenske razmere: tu nastajajo različne zračne mase, nastajajo oblaki in padavine, prihaja do intenzivnega horizontalnega in vertikalnega gibanja zraka.

Nad troposfero se nahaja do nadmorske višine 50 km stratosfero. Zanj je značilna manjša gostota zraka, v njem ni vodne pare. V spodnjem delu stratosfere na nadmorski višini okoli 25 km. obstaja »ozonski zaslon« – plast atmosfere z visoko koncentracijo ozona, ki absorbira ultravijolično sevanje, ki je usodno za organizme.

Na nadmorski višini od 50 do 80-90 km se razprostira mezosfera. Z naraščanjem nadmorske višine se temperatura znižuje s povprečnim navpičnim gradientom (0,25-0,3)°/100 m, gostota zraka pa se zmanjša. Glavni energetski proces je sevalni prenos toplote. Sijaj ozračja je posledica kompleksnih fotokemičnih procesov, ki vključujejo radikale, vibracijsko vzbujene molekule.

Termosfera ki se nahaja na nadmorski višini od 80-90 do 800 km. Gostota zraka je tukaj minimalna, stopnja ionizacije zraka je zelo visoka. Temperatura se spreminja glede na aktivnost sonca. Zaradi velikega števila nabitih delcev tukaj opazimo aurore in magnetne nevihte.

Ozračje je zelo pomembno za naravo Zemlje. Brez kisika živi organizmi ne morejo dihati. Njegova ozonska plast ščiti vsa živa bitja pred škodljivimi ultravijoličnimi žarki. Atmosfera zgladi temperaturna nihanja: zemeljska površina se ponoči ne prehladi in se podnevi ne pregreje. V gostih plasteh atmosferskega zraka, ki ne dosežejo površine planeta, meteoriti izgorejo iz trnja.

Atmosfera je v interakciji z vsemi zemeljskimi lupinami. Z njegovo pomočjo poteka izmenjava toplote in vlage med oceanom in kopnim. Brez atmosfere ne bi bilo oblakov, padavin, vetrov.

Človeške dejavnosti močno negativno vplivajo na ozračje. Pride do onesnaženja zraka, kar vodi do povečanja koncentracije ogljikovega monoksida (CO 2). In to prispeva k globalnemu segrevanju in krepi "učinek tople grede". Ozonska plast Zemlje se uničuje zaradi industrijskih odpadkov in transporta.

Ozračje je treba zaščititi. V razvitih državah se izvaja niz ukrepov za zaščito atmosferskega zraka pred onesnaževanjem.

Imaš kakšno vprašanje? Želite izvedeti več o vzdušju?
Če želite dobiti pomoč mentorja - registrirajte se.

strani, s popolnim ali delnim kopiranjem gradiva, je potrebna povezava do vira.