Ungefärlig tjocklek på atmosfären. De viktigaste lagren av jordens atmosfär i stigande ordning

Blå planet...

Det här ämnet var tänkt att dyka upp på webbplatsen en av de första. När allt kommer omkring är helikoptrar atmosfäriska flygplan. Jordens atmosfär- deras så att säga livsmiljö :-). MEN luftens fysiska egenskaper bestäm bara kvaliteten på denna livsmiljö :-). Så det är en av grunderna. Och grunden skrivs alltid först. Men jag insåg det först nu. Det är dock bättre, som ni vet, sent än aldrig ... Låt oss beröra denna fråga, men utan att hamna i vildmarken och onödiga svårigheter :-).

Så… Jordens atmosfär. Detta är det gasformiga skalet på vår blå planet. Alla känner till detta namn. Varför blå? Helt enkelt för att den "blåa" (liksom blå och violetta) komponenten av solljus (spektrum) är bäst utspridda i atmosfären, vilket färgar det i blåaktigt-blåaktigt, ibland med en antydan av violett (på en solig dag, naturligtvis :-)) .

Sammansättningen av jordens atmosfär.

Atmosfärens sammansättning är ganska bred. Jag kommer inte att lista alla komponenter i texten, det finns en bra illustration till detta. Sammansättningen av alla dessa gaser är nästan konstant, med undantag för koldioxid (CO 2 ). Dessutom innehåller atmosfären nödvändigtvis vatten i form av ångor, suspenderade droppar eller iskristaller. Mängden vatten är inte konstant och beror på temperatur och i mindre utsträckning på lufttrycket. Dessutom innehåller jordens atmosfär (särskilt den nuvarande) också en viss mängd, jag skulle säga "allsköns smuts" :-). Dessa är SO 2, NH 3, CO, HCl, NO, dessutom finns kvicksilverångor Hg. Sant, allt detta finns där i små mängder, tack och lov :-).

Jordens atmosfär Det är vanligt att dela in i flera zoner som följer varandra i höjd över ytan.

Den första, närmast jorden, är troposfären. Detta är det lägsta och, så att säga, det huvudsakliga lagret för livet av olika typer. Den innehåller 80 % av massan av all atmosfärisk luft (även om den i volym endast utgör cirka 1 % av hela atmosfären) och cirka 90 % av allt atmosfäriskt vatten. Huvuddelen av alla vindar, moln, regn och snö 🙂 kommer därifrån. Troposfären sträcker sig till höjder av cirka 18 km på tropiska breddgrader och upp till 10 km på polära breddgrader. Lufttemperaturen i den sjunker med en ökning på cirka 0,65º för varje 100 meter.

atmosfäriska zoner.

Den andra zonen är stratosfären. Jag måste säga att en annan smal zon skiljer sig mellan troposfären och stratosfären - tropopausen. Det stoppar temperaturfallet med höjden. Tropopausen har en medeltjocklek på 1,5-2 km, men dess gränser är otydliga och troposfären överlappar ofta stratosfären.

Så stratosfären har en medelhöjd på 12 km till 50 km. Temperaturen i den upp till 25 km förblir oförändrad (cirka -57ºС), sedan någonstans upp till 40 km stiger den till cirka 0ºС och ytterligare upp till 50 km förblir den oförändrad. Stratosfären är en relativt lugn del av jordens atmosfär. Det finns praktiskt taget inga ogynnsamma väderförhållanden i den. Det är i stratosfären som det berömda ozonskiktet ligger på höjder från 15-20 km till 55-60 km.

Detta följs av ett litet gränsskiktstratopaus, där temperaturen förblir runt 0ºС, och sedan är nästa zon mesosfären. Den sträcker sig till höjder på 80-90 km, och i den sjunker temperaturen till cirka 80ºС. I mesosfären blir oftast små meteorer synliga, som börjar glöda i den och brinna där ute.

Nästa smala gap är mesopausen och bortom den termosfärzonen. Dess höjd är upp till 700-800 km. Här börjar temperaturen igen stiga och på höjder av cirka 300 km kan den nå värden i storleksordningen 1200ºС. Därefter förblir den konstant. Jonosfären ligger inne i termosfären upp till en höjd av cirka 400 km. Här är luften starkt joniserad på grund av exponering för solstrålning och har en hög elektrisk ledningsförmåga.

Nästa och i allmänhet den sista zonen är exosfären. Detta är den så kallade spridningszonen. Här finns huvudsakligen mycket sällsynt väte och helium (med övervägande väte). På höjder av cirka 3000 km övergår exosfären in i det nära rymdvakuumet.

Det är så någonstans. Varför ungefär? Eftersom dessa lager är ganska villkorade. Olika förändringar i höjd, sammansättning av gaser, vatten, temperatur, jonisering och så vidare är möjliga. Dessutom finns det många fler termer som definierar strukturen och tillståndet för jordens atmosfär.

Till exempel homosfär och heterosfär. I den första är de atmosfäriska gaserna väl blandade och deras sammansättning är ganska homogen. Den andra är placerad ovanför den första och det finns praktiskt taget ingen sådan blandning där. Gaserna separeras av gravitationen. Gränsen mellan dessa lager ligger på en höjd av 120 km, och det kallas turbopaus.

Låt oss avsluta med villkoren, men jag kommer definitivt att tillägga att det är konventionellt accepterat att atmosfärens gräns ligger på en höjd av 100 km över havet. Denna gräns kallas Karmanlinjen.

Jag kommer att lägga till ytterligare två bilder för att illustrera atmosfärens struktur. Den första är dock på tyska, men den är komplett och lätt att förstå :-). Den kan förstoras och väl övervägas. Den andra visar förändringen i atmosfärstemperatur med höjden.

Strukturen av jordens atmosfär.

Förändring i lufttemperatur med höjden.

Moderna bemannade orbitala rymdfarkoster flyger på höjder av cirka 300-400 km. Detta är dock inte längre flyg, även om området förstås i viss mening är nära besläktat, och vi kommer definitivt att prata om det igen :-).

Flygzonen är troposfären. Moderna atmosfäriska flygplan kan också flyga i de lägre lagren av stratosfären. Till exempel är det praktiska taket på MIG-25RB 23000 m.

Flyg i stratosfären.

Och precis luftens fysiska egenskaper troposfärer avgör hur flygningen kommer att bli, hur effektivt flygplanets kontrollsystem kommer att vara, hur turbulens i atmosfären kommer att påverka det, hur motorerna kommer att fungera.

Den första huvudegendomen är lufttemperatur. Inom gasdynamik kan det bestämmas på Celsiusskalan eller på Kelvinskalan.

Temperatur t1 vid en given höjd H på Celsiusskalan bestäms:

t 1 \u003d t - 6,5N, var tär lufttemperaturen vid marken.

Temperatur på Kelvin-skalan kallas absolut temperatur Noll på denna skala är absolut noll. Vid absolut noll stannar molekylernas termiska rörelse. Absolut noll på Kelvinskalan motsvarar -273º på Celsiusskalan.

Följaktligen temperaturen T på hög H på Kelvin-skalan bestäms:

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

Lufttryck. Atmosfäriskt tryck mäts i pascal (N / m 2), i det gamla systemet för mätning i atmosfärer (atm.). Det finns också något sådant som barometertryck. Detta är trycket som mäts i millimeter kvicksilver med hjälp av en kvicksilverbarometer. Barometertryck (tryck vid havsnivå) lika med 760 mm Hg. Konst. kallas standard. I fysik, 1 atm. precis lika med 760 mm Hg.

Luftdensitet. Inom aerodynamik är det vanligaste begreppet luftens masstäthet. Detta är luftmassan i 1 m3 volym. Luftens densitet ändras med höjden, luften blir mer sällsynt.

Luftfuktighet. Visar mängden vatten i luften. Det finns ett koncept" relativ luftfuktighet". Detta är förhållandet mellan massan av vattenånga och det maximala möjliga vid en given temperatur. Konceptet 0%, det vill säga när luften är helt torr, kan i allmänhet endast existera i laboratoriet. Å andra sidan är 100% luftfuktighet ganska verklig. Det betyder att luften har absorberat allt vatten den kunde absorbera. Något som en absolut "full svamp". Hög relativ luftfuktighet minskar luftdensiteten, medan låg relativ luftfuktighet ökar den i enlighet med detta.

På grund av det faktum att flygningar sker under olika atmosfäriska förhållanden, kan deras flyg- och aerodynamiska parametrar i ett flygläge vara olika. Därför, för en korrekt bedömning av dessa parametrar, introducerade vi International Standard Atmosphere (ISA). Den visar förändringen i luftens tillstånd med höjden.

Huvudparametrarna för luftens tillstånd vid noll luftfuktighet tas som:

tryck P = 760 mm Hg. Konst. (101,3 kPa);

temperatur t = +15°C (288 K);

massdensitet ρ \u003d 1,225 kg / m 3;

För ISA antas det (som nämnts ovan :-)) att temperaturen sjunker i troposfären med 0,65º för varje 100:e höjdmeter.

Standard atmosfär (exempel upp till 10000 m).

ISA-tabeller används för kalibrering av instrument, såväl som för navigations- och tekniska beräkningar.

Luftens fysikaliska egenskaper inkluderar även sådana begrepp som tröghet, viskositet och kompressibilitet.

Tröghet är en egenskap hos luft som kännetecknar dess förmåga att motstå förändringar i vilotillståndet eller enhetlig rätlinjig rörelse. . Tröghetsmåttet är luftens masstäthet. Ju högre den är, desto högre är trögheten och dragkraften hos mediet när flygplanet rör sig i det.

Viskositet. Bestämmer friktionsmotståndet mot luft när flygplanet rör sig.

Kompressibilitet mäter förändringen i luftdensitet när trycket ändras. Vid låga hastigheter på flygplanet (upp till 450 km/h) sker ingen tryckförändring när luftflödet strömmar runt det, men vid höga hastigheter börjar effekten av kompressibilitet uppträda. Dess inverkan på överljud är särskilt uttalad. Detta är ett separat område av aerodynamik och ett ämne för en separat artikel :-).

Nåväl, det verkar vara allt för nu... Det är dags att avsluta denna lite tråkiga uppräkning, som dock inte går att undvara :-). Jordens atmosfär, dess parametrar, luftens fysiska egenskaperär lika viktiga för flygplanet som parametrarna för själva apparaten, och det var omöjligt att inte nämna dem.

För nu, tills nästa möten och fler intressanta ämnen 🙂 …

P.S. Till efterrätt föreslår jag att du tittar på en video filmad från cockpiten på en MIG-25PU tvilling under dess flygning in i stratosfären. Filmad, tydligen, av en turist som har pengar till sådana flygresor :-). Filmade mestadels genom vindrutan. Lägg märke till himlens färg...

Världen omkring oss består av tre väldigt olika delar: jord, vatten och luft. Var och en av dem är unik och intressant på sitt eget sätt. Nu ska vi bara prata om den sista av dem. Vad är atmosfär? Hur kom det sig? Vad är den gjord av och vilka delar är den uppdelad i? Alla dessa frågor är oerhört intressanta.

Själva namnet "atmosfär" är bildat av två ord av grekiskt ursprung, översatta till ryska betyder "ånga" och "boll". Och om du tittar på den exakta definitionen kan du läsa följande: "Atmosfären är planetens luftskal, som rusar tillsammans med den i yttre rymden." Den utvecklades parallellt med de geologiska och geokemiska processer som ägde rum på planeten. Och idag är alla processer som förekommer i levande organismer beroende av det. Utan en atmosfär skulle planeten bli en livlös öken som månen.

Vad består den av?

Frågan om vad atmosfären är och vilka element som ingår i den har länge intresserat människor. Huvudkomponenterna i detta skal var kända redan 1774. De installerades av Antoine Lavoisier. Han fann att atmosfärens sammansättning mestadels bildas av kväve och syre. Med tiden har dess komponenter förfinats. Och nu vet vi att den innehåller många fler gaser, såväl som vatten och damm.

Låt oss överväga mer i detalj vad jordens atmosfär nära dess yta består av. Den vanligaste gasen är kväve. Den innehåller lite mer än 78 procent. Men trots en så stor mängd är kväve i luften praktiskt taget inte aktivt.

Det näst största och viktigaste grundämnet är syre. Denna gas innehåller nästan 21%, och den visar bara mycket hög aktivitet. Dess specifika funktion är att oxidera dött organiskt material, som sönderfaller som ett resultat av denna reaktion.

Låga men viktiga gaser

Den tredje gasen som är en del av atmosfären är argon. Det är något mindre än en procent. Det följs av koldioxid med neon, helium med metan, krypton med väte, xenon, ozon och till och med ammoniak. Men de innehåller så lite att andelen sådana komponenter är lika med hundradelar, tusendelar och miljondelar. Av dessa är det bara koldioxid som spelar en betydande roll, eftersom det är byggmaterialet som växter behöver för fotosyntesen. Dess andra viktiga funktion är att hålla ute strålning och absorbera en del av solens värme.

En annan sällsynt men viktig gas, ozon, finns för att fånga in ultraviolett strålning från solen. Tack vare denna egenskap är allt liv på planeten pålitligt skyddat. Å andra sidan påverkar ozon temperaturen i stratosfären. På grund av att den absorberar denna strålning värms luften upp.

Konstantiteten hos atmosfärens kvantitativa sammansättning upprätthålls genom non-stop blandning. Dess lager rör sig både horisontellt och vertikalt. Därför finns det tillräckligt med syre var som helst i världen och det finns inget överskott av koldioxid.

Vad mer finns i luften?

Det bör noteras att ånga och damm kan upptäckas i luftrummet. Den senare består av pollen och jordpartiklar, i staden förenas de av föroreningar av partikelutsläpp från avgaser.

Men det finns mycket vatten i atmosfären. Under vissa förhållanden kondenserar det, och moln och dimma dyker upp. I själva verket är detta samma sak, bara de första dyker upp högt över jordens yta, och den sista sprider sig längs den. Moln antar en mängd olika former. Denna process beror på höjden över jorden.

Om de bildades 2 km ovanför land, kallas de skiktade. Det är från dem som regn faller på marken eller snö faller. Cumulusmoln bildas ovanför dem upp till en höjd av 8 km. De är alltid vackrast och mest pittoreska. Det är de som undersöks och undrar hur de ser ut. Om sådana formationer dyker upp under de kommande 10 km kommer de att vara mycket lätta och luftiga. De heter cirrus.

Vilka är skikten i atmosfären?

Även om de har väldigt olika temperaturer från varandra är det väldigt svårt att säga vid vilken speciell höjd ett lager börjar och ett annat slutar. Denna uppdelning är mycket villkorad och är ungefärlig. Men atmosfärens lager existerar fortfarande och utför sina funktioner.

Den lägsta delen av luftskalet kallas troposfären. Dess tjocklek ökar när man flyttar från polerna till ekvatorn från 8 till 18 km. Detta är den varmaste delen av atmosfären, eftersom luften i den värms upp från jordens yta. Det mesta av vattenångan är koncentrerad i troposfären, så det bildas moln i den, nederbörden faller, åskväder mullrar och vindar blåser.

Nästa lager är cirka 40 km tjockt och kallas stratosfären. Om observatören rör sig till denna del av luften kommer han att upptäcka att himlen har blivit lila. Detta beror på den låga densiteten av ämnet, som praktiskt taget inte sprider solens strålar. Det är i detta lager som jetplan flyger. För dem är alla öppna ytor öppna där, eftersom det praktiskt taget inte finns några moln. Inuti stratosfären finns ett lager som består av en stor mängd ozon.

Den följs av stratopausen och mesosfären. Den senare har en tjocklek på cirka 30 km. Det kännetecknas av en kraftig minskning av luftdensitet och temperatur. Himlen ser svart ut för betraktaren. Här kan du även titta på stjärnorna under dagen.

Lager med lite eller ingen luft

Atmosfärens struktur fortsätter med ett lager som kallas termosfären - det längsta av alla andra, dess tjocklek når 400 km. Detta lager kännetecknas av en enorm temperatur, som kan nå 1700 ° C.

De två sista sfärerna kombineras ofta till en och kallar den jonosfären. Detta beror på det faktum att reaktioner uppstår i dem med frisättning av joner. Det är dessa lager som låter dig observera ett sådant naturfenomen som norrskenet.

De nästa 50 km från jorden är reserverade för exosfären. Detta är atmosfärens yttre skal. I den sprids luftpartiklar ut i rymden. Vädersatelliter rör sig vanligtvis i detta lager.

Jordens atmosfär slutar med en magnetosfär. Det var hon som skyddade de flesta av planetens konstgjorda satelliter.

Efter allt som har sagts borde det inte vara någon fråga om vilken atmosfär det är. Om det finns tvivel om dess nödvändighet är det lätt att skingra dem.

Atmosfärens värde

Atmosfärens huvudsakliga funktion är att skydda planetens yta från överhettning under dagen och överdriven kylning på natten. Nästa betydelse av detta skal, som ingen kommer att bestrida, är att tillföra syre till alla levande varelser. Utan den skulle de kvävas.

De flesta meteoriter brinner upp i de övre lagren och når aldrig jordens yta. Och folk kan beundra de flygande ljusen och missta dem för stjärnfall. Utan en atmosfär skulle hela jorden vara full av kratrar. Och om skydd mot solstrålning har redan nämnts ovan.

Hur påverkar en person atmosfären?

Mycket negativt. Detta beror på den växande aktiviteten hos människor. Den största delen av alla negativa aspekter faller på industri och transport. Det är förresten bilar som släpper ut nästan 60 % av alla föroreningar som tränger in i atmosfären. De återstående fyrtio är fördelade på energi och industri samt industrier för destruktion av avfall.

Listan över skadliga ämnen som fyller på luftens sammansättning varje dag är mycket lång. På grund av transporten i atmosfären är: kväve och svavel, kol, blått och sot, samt ett starkt cancerframkallande ämne som orsakar hudcancer - bensopyren.

Industrin står för följande kemiska grundämnen: svaveldioxid, kolväten och svavelväte, ammoniak och fenol, klor och fluor. Om processen fortsätter, kommer snart svaren på frågorna: "Vad är atmosfären? Vad består den av? kommer att bli helt annorlunda.

Alla som har flugit på ett flygplan är vana vid den här typen av meddelanden: "vår flygning är på en höjd av 10 000 m, temperaturen överbord är 50 ° C." Det verkar inget speciellt. Ju längre bort från jordens yta som värms upp av solen, desto kallare. Många tror att temperaturminskningen med höjden fortsätter kontinuerligt och gradvis sjunker temperaturen och närmar sig rymdens temperatur. Det trodde förresten forskare fram till slutet av 1800-talet.

Låt oss ta en närmare titt på fördelningen av lufttemperaturen över jorden. Atmosfären är uppdelad i flera lager, som främst återspeglar karaktären av temperaturförändringar.

Det nedre lagret av atmosfären kallas troposfär, vilket betyder "rotationssfär". Alla förändringar i väder och klimat är resultatet av fysiska processer som sker just i detta lager. Den övre gränsen för detta lager ligger där temperaturminskningen med höjden ersätts av dess ökning - ungefär kl. en höjd av 15-16 km över ekvatorn och 7-8 km över polerna. Liksom jorden själv är även atmosfären under påverkan av vår planets rotation något tillplattad över polerna och sväller över ekvatorn. denna effekt är mycket starkare i atmosfären än i jordens fasta skal. I riktningen från jordytan till troposfärens övre gräns minskar lufttemperaturen. Ovanför ekvatorn är den lägsta lufttemperaturen cirka -62 ° C, och ovanför polerna cirka -45 ° C. På tempererade breddgrader finns mer än 75% av atmosfärens massa i troposfären. I tropikerna är cirka 90% inom troposfärens massor av atmosfären.

1899 fann man ett minimum i den vertikala temperaturprofilen på en viss höjd, och då steg temperaturen något. Början av denna ökning innebär övergången till nästa lager av atmosfären - till stratosfär, som betyder "lagersfär". Termen stratosfär betyder och återspeglar den tidigare idén om det unika med lagret som ligger ovanför troposfären. Stratosfären sträcker sig till en höjd av cirka 50 km över jordens yta. Dess särdrag är , i synnerhet en kraftig ökning av lufttemperaturen Denna temperaturökning förklaras ozonbildningsreaktionen - en av de viktigaste kemiska reaktionerna som inträffar i atmosfären.

Huvuddelen av ozonet är koncentrerat på höjder av cirka 25 km, men i allmänhet är ozonskiktet ett skal som sträcker sig kraftigt längs med höjden och täcker nästan hela stratosfären. Interaktionen mellan syre och ultravioletta strålar är en av de gynnsamma processerna i jordens atmosfär som bidrar till upprätthållandet av liv på jorden. Absorptionen av denna energi av ozon förhindrar dess överdrivna flöde till jordens yta, där exakt en sådan nivå av energi skapas som är lämplig för existensen av jordlevande livsformer. Ozonosfären absorberar en del av den strålningsenergi som passerar genom atmosfären. Som ett resultat etableras en vertikal lufttemperaturgradient på cirka 0,62 °C per 100 m i ozonosfären, d.v.s. temperaturen stiger med höjden upp till stratosfärens övre gräns - stratopausen (50 km), som når, enl. vissa data, 0 °C.

På höjder från 50 till 80 km finns ett lager av atmosfären som kallas mesosfären. Ordet "mesosfär" betyder "mellansfär", här fortsätter lufttemperaturen att minska med höjden. Ovanför mesosfären, i ett lager som kallas termosfär, temperaturen stiger igen med höjden upp till ca 1000°C, och sjunker sedan mycket snabbt till -96°C. Den sjunker dock inte i det oändliga, då stiger temperaturen igen.

Termosfärär det första lagret jonosfär. Till skillnad från de tidigare nämnda lagren särskiljs inte jonosfären av temperatur. Jonosfären är en region av elektrisk natur, tack vare vilken många typer av radiokommunikation blir möjliga. Jonosfären är uppdelad i flera lager och betecknar dem med bokstäverna D, E, F1 och F2. Dessa lager har också speciella namn. Indelningen i skikt orsakas av flera skäl, bland vilka den viktigaste är skiktens ojämna inverkan på radiovågornas passage. Det lägsta lagret, D, absorberar huvudsakligen radiovågor och förhindrar därmed deras vidare utbredning. Det bäst studerade skiktet E ligger på en höjd av cirka 100 km över jordens yta. Det kallas också för Kennelly-Heaviside-skiktet efter namnen på de amerikanska och engelska forskare som samtidigt och oberoende upptäckte det. Lager E, som en gigantisk spegel, reflekterar radiovågor. Tack vare detta skikt färdas långa radiovågor längre sträckor än vad man skulle kunna förvänta sig om de bara fortplantade sig i en rät linje, utan att reflekteras från E-skiktet. Även F-skiktet har liknande egenskaper. Det kallas också för Appleton-skiktet. Tillsammans med Kennelly-Heaviside-skiktet reflekterar det radiovågor till markbundna radiostationer, en sådan reflektion kan ske i olika vinklar. Appletonlagret ligger på en höjd av cirka 240 km.

Det yttersta området av atmosfären, det andra lagret av jonosfären, kallas ofta exosfär. Denna term indikerar förekomsten av utkanten av rymden nära jorden. Det är svårt att avgöra exakt var atmosfären slutar och rymden börjar, eftersom densiteten av atmosfäriska gaser gradvis minskar med höjden och atmosfären själv gradvis övergår i ett nästan vakuum, där endast enskilda molekyler möts. Redan på en höjd av cirka 320 km är atmosfärens densitet så låg att molekyler kan färdas mer än 1 km utan att kollidera med varandra. Den yttersta delen av atmosfären fungerar som dess övre gräns, som ligger på höjder från 480 till 960 km.

Mer information om processerna i atmosfären finns på hemsidan "Jordklimat"

Atmosfären sträcker sig uppåt i många hundra kilometer. Dess övre gräns, på en höjd av cirka 2000-3000 km, i viss mån villkorlig, eftersom de gaser som utgör den, gradvis sällsynta, passerar in i världsrymden. Atmosfärens kemiska sammansättning, tryck, densitet, temperatur och dess andra fysikaliska egenskaper förändras med höjden. Som nämnts tidigare, den kemiska sammansättningen av luft upp till en höjd av 100 km förändras inte nämnvärt. Något högre består atmosfären också huvudsakligen av kväve och syre. Men på höjderna 100-110 km, Under påverkan av ultraviolett strålning från solen delas syremolekyler i atomer och atomärt syre uppstår. Över 110-120 km nästan allt syre blir atomärt. Det antas att över 400-500 km gaserna som utgör atmosfären är också i atomärt tillstånd.

Lufttrycket och densiteten minskar snabbt med höjden. Även om atmosfären sträcker sig uppåt i hundratals kilometer, ligger det mesta i ett ganska tunt lager intill jordytan i dess lägsta delar. Så, i lagret mellan havsnivån och höjderna 5-6 km hälften av atmosfärens massa är koncentrerad i lager 0-16 km-90%, och i lagret 0-30 km- 99 %. Samma snabba minskning av luftmassan sker över 30 km. Om vikt 1 m 3 luften på jordens yta är 1033 g, då på en höjd av 20 km det är lika med 43 g och på en höjd av 40 km bara 4 år

På en höjd av 300-400 km och ovanför är luften så sällsynt att under dagen ändras dess täthet många gånger. Studier har visat att denna förändring i densitet är relaterad till solens position. Den högsta luftdensiteten är runt middagstid, den lägsta på natten. Detta förklaras delvis av det faktum att atmosfärens övre skikt reagerar på förändringar i solens elektromagnetiska strålning.

Förändringen i lufttemperatur med höjden är också ojämn. Enligt karaktären av temperaturförändringen med höjden är atmosfären uppdelad i flera sfärer, mellan vilka det finns övergångsskikt, de så kallade pauserna, där temperaturen ändras lite med höjden.

Här är namnen och huvudegenskaperna för sfärer och övergångsskikt.

Låt oss presentera grundläggande data om dessa sfärers fysiska egenskaper.

Troposfär. Troposfärens fysiska egenskaper bestäms till stor del av påverkan av jordytan, som är dess nedre gräns. Troposfärens högsta höjd observeras i de ekvatoriala och tropiska zonerna. Här når det 16-18 km och relativt lite föremål för dagliga och säsongsmässiga förändringar. Ovanför de polära och angränsande regionerna ligger troposfärens övre gräns i genomsnitt på en nivå av 8-10 km. På medelbreddgrader varierar det från 6-8 till 14-16 km.

Troposfärens vertikala kraft beror avsevärt på naturen hos atmosfäriska processer. Ofta under dagen sjunker eller stiger troposfärens övre gräns över en given punkt eller område med flera kilometer. Detta beror främst på förändringar i lufttemperaturen.

Mer än 4/5 av massan av jordens atmosfär och nästan all vattenånga som finns i den är koncentrerad i troposfären. Dessutom, från jordytan till troposfärens övre gräns, sjunker temperaturen med i genomsnitt 0,6° för varje 100 m, eller 6° för 1 km lyfta . Detta beror på att luften i troposfären värms och kyls huvudsakligen från jordens yta.

I enlighet med inflödet av solenergi sjunker temperaturen från ekvatorn till polerna. Således når den genomsnittliga lufttemperaturen nära jordens yta vid ekvatorn +26°, över polarområdena -34°, -36° på vintern och cirka 0° på sommaren. Temperaturskillnaden mellan ekvatorn och polen är alltså 60° på vintern och endast 26° på sommaren. Det är sant att sådana låga temperaturer i Arktis på vintern observeras endast nära jordens yta på grund av kylning av luften över isvidderna.

På vintern, i Centrala Antarktis, är lufttemperaturen på inlandsisens yta ännu lägre. Vid Vostok-stationen i augusti 1960 registrerades den lägsta temperaturen på jordklotet -88,3°, och oftast i Central Antarktis är den -45°, -50°.

Från en höjd minskar temperaturskillnaden mellan ekvatorn och polen. Till exempel på höjd 5 km vid ekvatorn når temperaturen -2°, -4°, och på samma höjd i Centralarktis -37°, -39° på vintern och -19°, -20° på sommaren; därför är temperaturskillnaden på vintern 35-36° och på sommaren 16-17°. På södra halvklotet är dessa skillnader något större.

Energin för atmosfärisk cirkulation kan bestämmas genom ekvator-pol temperaturkontrakt. Eftersom temperaturkontrasterna är större på vintern är atmosfäriska processer mer intensiva än på sommaren. Detta förklarar också det faktum att de rådande västliga vindarna i troposfären på vintern har högre hastigheter än på sommaren. I det här fallet ökar vindhastigheten som regel med höjden och når ett maximum vid troposfärens övre gräns. Horisontell transport åtföljs av vertikala luftrörelser och turbulenta (oordnade) rörelser. På grund av uppgång och fall av stora luftvolymer bildas moln och sprids, nederbörd uppstår och upphör. Övergångslagret mellan troposfären och den överliggande sfären är tropopaus. Ovanför den ligger stratosfären.

Stratosfär sträcker sig från höjderna 8-17 till 50-55 km. Det öppnades i början av vårt sekel. När det gäller fysikaliska egenskaper skiljer sig stratosfären kraftigt från troposfären genom att lufttemperaturen här som regel stiger med i genomsnitt 1 - 2 ° per kilometer höjd och vid den övre gränsen, på en höjd av 50-55 km, blir till och med positiv. Temperaturökningen i detta område orsakas av närvaron av ozon (O 3) här, som bildas under inverkan av ultraviolett strålning från solen. Ozonskiktet täcker nästan hela stratosfären. Stratosfären är mycket fattig på vattenånga. Det finns inga våldsamma processer av molnbildning och ingen nederbörd.

På senare tid har man antagit att stratosfären är en relativt lugn miljö, där luftblandning inte förekommer, som i troposfären. Därför trodde man att gaserna i stratosfären är uppdelade i lager, i enlighet med deras specifika vikt. Därav namnet på stratosfären ("stratus" - skiktad). Man trodde också att temperaturen i stratosfären bildas under inverkan av strålningsjämvikt, det vill säga när den absorberade och reflekterade solstrålningen är lika.

Nya data från radiosonder och meteorologiska raketer har visat att stratosfären, liksom den övre troposfären, är föremål för intensiv luftcirkulation med stora variationer i temperatur och vind. Här, liksom i troposfären, upplever luften betydande vertikala rörelser, turbulenta rörelser med starka horisontella luftströmmar. Allt detta är resultatet av en ojämn temperaturfördelning.

Övergångsskiktet mellan stratosfären och den överliggande sfären är stratopaus. Men innan vi går vidare till egenskaperna hos de högre skikten i atmosfären, låt oss bekanta oss med den så kallade ozonosfären, vars gränser ungefär motsvarar stratosfärens gränser.

Ozon i atmosfären. Ozon spelar en viktig roll för att skapa temperaturregimen och luftströmmarna i stratosfären. Ozon (O 3) känns av oss efter ett åskväder när vi andas in ren luft med en behaglig eftersmak. Men här kommer vi inte att prata om detta ozon som bildas efter ett åskväder, utan om ozonet som finns i skiktet 10-60 km med ett maximum på en höjd av 22-25 km. Ozon produceras av solens ultravioletta strålar och spelar, även om dess totala mängd är obetydlig, en viktig roll i atmosfären. Ozon har förmågan att absorbera ultraviolett strålning från solen och skyddar därmed djur- och växtvärlden från dess destruktiva effekter. Även den lilla bråkdelen av ultravioletta strålar som når jordens yta bränner kroppen illa när en person är överdrivet förtjust i att sola.

Mängden ozon är inte densamma över olika delar av jorden. Det finns mer ozon på höga breddgrader, mindre på mellersta och låga breddgrader, och denna mängd ändras beroende på årets årstider. Mer ozon på våren, mindre på hösten. Dessutom uppstår dess icke-periodiska fluktuationer beroende på atmosfärens horisontella och vertikala cirkulation. Många atmosfäriska processer är nära relaterade till ozonhalten, eftersom det har en direkt effekt på temperaturfältet.

På vintern, under polarnatten, på höga breddgrader avger ozonskiktet och kyler luften. Som ett resultat, i stratosfären på höga breddgrader (i Arktis och Antarktis), bildas en kall region på vintern, en stratosfärisk cyklonvirvel med stora horisontella temperatur- och tryckgradienter, vilket orsakar västliga vindar över jordens mellersta breddgrader.

På sommaren, under en polardag, på höga breddgrader, absorberar ozonskiktet solvärme och värmer luften. Som ett resultat av temperaturökningen i stratosfären på höga breddgrader bildas en värmeregion och en stratosfärisk anticyklonvirvel. Därför över jordens genomsnittliga breddgrader över 20 km på sommaren råder ostliga vindar i stratosfären.

Mesosfären. Observationer med meteorologiska raketer och andra metoder har fastställt att den totala temperaturökningen som observerats i stratosfären slutar på höjder av 50-55 km. Ovanför detta lager sjunker temperaturen igen och nära den övre gränsen av mesosfären (ca 80 km) når -75°, -90°. Vidare stiger temperaturen igen med höjden.

Det är intressant att notera att temperaturminskningen med höjden, som är karakteristisk för mesosfären, sker olika på olika breddgrader och under hela året. På låga breddgrader sker temperaturfallet långsammare än på höga breddgrader: den genomsnittliga vertikala temperaturgradienten för mesosfären är 0,23° - 0,31° per 100. m eller 2,3°-3,1° per 1 km. På sommaren är den mycket större än på vintern. Som framgår av den senaste forskningen på höga breddgrader är temperaturen vid mesosfärens övre gräns på sommaren flera tiotals grader lägre än på vintern. I den övre mesosfären på en höjd av cirka 80 km i mesopausskiktet upphör temperaturminskningen med höjden och dess ökning börjar. Här, under inversionslagret i skymningen eller före soluppgången i klart väder, observeras lysande tunna moln, upplysta av solen under horisonten. Mot himlens mörka bakgrund lyser de med ett silverblått ljus. Därför kallas dessa moln silverfärgade.

Naturen hos nattlysande moln är ännu inte väl förstått. Under lång tid trodde man att de bestod av vulkaniskt stoft. Men frånvaron av optiska fenomen som är karakteristiska för verkliga vulkaniska moln ledde till att denna hypotes förkastades. Sedan föreslogs det att nattlysande moln är sammansatta av kosmiskt stoft. På senare år har en hypotes föreslagits att dessa moln är sammansatta av iskristaller, som vanliga cirrusmoln. Nivån på läge av nattlysande moln bestäms av fördröjningsskiktet pga temperaturinversion under övergången från mesosfären till termosfären på en höjd av cirka 80 km. Eftersom temperaturen i subinversionsskiktet når -80°C och lägre skapas här de mest gynnsamma förutsättningarna för kondensering av vattenånga, som här kommer in från stratosfären till följd av vertikal rörelse eller genom turbulent diffusion. Noctilucenta moln observeras vanligtvis på sommaren, ibland i mycket stort antal och i flera månader.

Observationer av nattlysande moln har fastställt att vindarna på sommaren är mycket varierande. Vindhastigheterna varierar kraftigt: från 50-100 till flera hundra kilometer i timmen.

Temperatur på höjden. En visuell representation av karaktären på temperaturfördelningen med höjd, mellan jordytan och höjder på 90-100 km, vinter och sommar på norra halvklotet, ges i figur 5. Ytorna som skiljer sfärerna åt är här avbildade med tjocka Streckade linjer. Allra längst ner utmärker sig troposfären väl, med en karakteristisk temperaturminskning med höjden. Ovanför tropopausen, i stratosfären, tvärtom, ökar temperaturen med höjden i allmänhet och på höjder av 50-55 km når +10°, -10°. Låt oss uppmärksamma en viktig detalj. På vintern, i stratosfären på höga breddgrader, sjunker temperaturen över tropopausen från -60 till -75 ° och endast över 30 km stiger igen till -15°. På sommaren, från och med tropopausen, ökar temperaturen med höjden och med 50 grader km når +10°. Ovanför stratopausen börjar temperaturen återigen minska med höjden och på en nivå av 80 km den överstiger inte -70°, -90°.

Av figur 5 följer att i lager 10-40 km lufttemperaturen på vintern och sommaren på höga breddgrader skiljer sig markant. På vintern, under polarnatten, når temperaturen här -60°, -75°, och på sommaren är minst -45° nära tropopausen. Ovanför tropopausen ökar temperaturen och på höjder av 30-35 kmär endast -30°, -20°, vilket orsakas av uppvärmningen av luften i ozonskiktet under polardagen. Det följer också av figuren att även under en säsong och på samma nivå är temperaturen inte densamma. Deras skillnad mellan olika breddgrader överstiger 20-30°. I detta fall är inhomogeniteten särskilt betydande i lågtemperaturskiktet (18-30 km) och i lagret med maximala temperaturer (50-60 km) i stratosfären, såväl som i lagret med låga temperaturer i den övre mesosfären (75-85km).

Medeltemperaturerna som visas i figur 5 är baserade på observationer på norra halvklotet, men enligt tillgänglig information kan de även hänföras till det södra halvklotet. Vissa skillnader finns främst på höga breddgrader. Över Antarktis på vintern är lufttemperaturen i troposfären och nedre stratosfären märkbart lägre än över Central Arktis.

Vindar på hög nivå. Den säsongsmässiga fördelningen av temperatur bestämmer ett ganska komplext system av luftströmmar i stratosfären och mesosfären.

Figur 6 visar ett vertikalsnitt av vindfältet i atmosfären mellan jordytan och en höjd av 90 km vinter och sommar över norra halvklotet. Isolinerna visar medelhastigheterna för den rådande vinden (in Fröken). Det följer av figuren att vindregimen på vintern och sommaren i stratosfären är kraftigt olika. På vintern råder, både i troposfären och i stratosfären, västliga vindar med maximala hastigheter lika med ca.

100 Fröken på en höjd av 60-65 km. På sommaren råder endast västliga vindar upp till höjder på 18-20 grader km. Högre blir de östliga, med maximala hastigheter upp till 70 Fröken på en höjd av 55-60km.

På sommaren, ovanför mesosfären, blir vindarna västliga och på vintern blir de östliga.

Termosfär. Ovanför mesosfären finns termosfären, som kännetecknas av en ökning av temperaturen med höjd. Enligt de erhållna uppgifterna, främst med hjälp av raketer, fann man att den i termosfären redan är på nivån 150 km lufttemperaturen når 220-240° och på nivån 200 kmöver 500°. Ovan fortsätter temperaturen att stiga och på nivån 500-600 kmöverstiger 1500°. På basis av data som erhållits under uppskjutningar av konstgjorda jordsatelliter har det visat sig att temperaturen i den övre termosfären når cirka 2000° och fluktuerar avsevärt under dagen. Frågan uppstår hur man kan förklara en så hög temperatur i atmosfärens höga lager. Kom ihåg att temperaturen hos en gas är ett mått på molekylernas medelhastighet. I den nedre, tätaste delen av atmosfären kolliderar ofta gasmolekylerna som utgör luften med varandra när de rör sig och överför omedelbart kinetisk energi till varandra. Därför är den kinetiska energin i ett tätt medium i genomsnitt densamma. I höga lager, där luftdensiteten är mycket låg, inträffar kollisioner mellan molekyler som ligger på stora avstånd mer sällan. När energi absorberas förändras molekylernas hastighet i intervallet mellan kollisioner kraftigt; dessutom rör sig molekylerna av lättare gaser med högre hastighet än tunga gasers molekyler. Som ett resultat kan temperaturen på gaserna vara olika.

I förtärnade gaser finns det relativt få molekyler av mycket små storlekar (lätta gaser). Om de rör sig i höga hastigheter kommer temperaturen i en given luftvolym att vara hög. I termosfären innehåller varje kubikcentimeter luft tiotals och hundratusentals molekyler av olika gaser, medan det på jordens yta finns cirka hundra miljoner miljarder av dem. Därför kan alltför höga temperaturer i de höga skikten av atmosfären, som visar molekylernas rörelsehastighet i detta mycket tunna medium, inte orsaka ens en liten uppvärmning av kroppen som ligger här. Precis som en person inte känner värme när de bländar elektriska lampor, även om glödtrådarna i ett förtärt medium omedelbart värms upp till flera tusen grader.

I den nedre termosfären och mesosfären brinner huvuddelen av meteorskurar ut innan de når jordytan.

Tillgänglig information om atmosfäriska lager över 60-80 kmär fortfarande otillräckliga för slutliga slutsatser om strukturen, regimen och processerna som utvecklas i dem. Det är dock känt att i den övre mesosfären och nedre termosfären skapas temperaturregimen som ett resultat av omvandlingen av molekylärt syre (O 2) till atomärt syre (O), vilket sker under inverkan av ultraviolett solstrålning. I termosfären påverkas temperaturregimen i hög grad av korpuskulär, röntgenstrålning och strålning. ultraviolett strålning från solen. Här är det även under dagen kraftiga förändringar i temperatur och vind.

Atmosfärisk jonisering. Det mest intressanta inslaget i atmosfären över 60-80 kmär hennes jonisering, dvs processen för bildning av ett stort antal elektriskt laddade partiklar - joner. Eftersom jonisering av gaser är karakteristisk för den nedre termosfären, kallas den också jonosfären.

Gaserna i jonosfären är mestadels i atomärt tillstånd. Under verkan av solens ultravioletta och korpuskulära strålning, som har hög energi, sker processen att avskilja elektroner från neutrala atomer och luftmolekyler. Sådana atomer och molekyler, som har förlorat en eller flera elektroner, blir positivt laddade, och en fri elektron kan åter fästa till en neutral atom eller molekyl och förse dem med sin negativa laddning. Dessa positivt och negativt laddade atomer och molekyler kallas joner, och gaserna joniserad, dvs att ha fått en elektrisk laddning. Vid en högre koncentration av joner blir gaser elektriskt ledande.

Joniseringsprocessen sker mest intensivt i tjocka lager begränsade av höjder på 60-80 och 220-400 km. I dessa lager finns optimala förhållanden för jonisering. Här är luftdensiteten märkbart högre än i den övre atmosfären, och inflödet av ultraviolett och korpuskulär strålning från solen är tillräckligt för joniseringsprocessen.

Upptäckten av jonosfären är en av vetenskapens viktigaste och mest lysande prestationer. När allt kommer omkring är en utmärkande egenskap hos jonosfären dess inflytande på utbredningen av radiovågor. I de joniserade lagren reflekteras radiovågor, och därför blir långväga radiokommunikation möjlig. Laddade atomer-joner reflekterar korta radiovågor, och de återvänder till jordens yta, men redan på ett betydande avstånd från platsen för radiosändning. Uppenbarligen gör korta radiovågor denna väg flera gånger, och därmed säkerställs långväga radiokommunikation. Om inte för jonosfären, så skulle det för överföring av radiostationssignaler över långa avstånd vara nödvändigt att bygga dyra radiorelälinjer.

Det är dock känt att kortvågsradiokommunikation ibland störs. Detta händer som ett resultat av kromosfäriska flare på solen, på grund av vilka solens ultravioletta strålning ökar kraftigt, vilket leder till starka störningar av jonosfären och jordens magnetfält - magnetiska stormar. Under magnetiska stormar störs radiokommunikationen, eftersom rörelsen av laddade partiklar beror på magnetfältet. Under magnetiska stormar reflekterar jonosfären radiovågor sämre eller skickar dem ut i rymden. Främst med en förändring i solaktiviteten, åtföljd av en ökning av ultraviolett strålning, ökar jonosfärens elektrontäthet och absorptionen av radiovågor under dagtid, vilket leder till avbrott i kortvågsradiokommunikation.

Enligt ny forskning finns det i ett kraftfullt joniserat lager zoner där koncentrationen av fria elektroner når en något högre koncentration än i närliggande lager. Fyra sådana zoner är kända, som är belägna på höjder av ca 60-80, 100-120, 180-200 och 300-400 km och är markerade med bokstäver D, E, F 1 och F 2 . Med ökande strålning från solen avleds laddade partiklar (kroppar) under påverkan av jordens magnetfält mot höga breddgrader. När de kommer in i atmosfären intensifierar blodkropparna joniseringen av gaser i en sådan utsträckning att deras glöd börjar. Detta är hur norrsken- i form av vackra flerfärgade bågar som lyser upp på natthimlen, främst på jordens höga breddgrader. Norrsken åtföljs av starka magnetiska stormar. I sådana fall blir norrskenen synliga på de mellersta breddgraderna, och i sällsynta fall även i den tropiska zonen. Således var till exempel det intensiva norrsken som observerades den 21-22 januari 1957 synligt i nästan alla södra regioner i vårt land.

Genom att fotografera norrsken från två punkter som ligger på flera tiotals kilometers avstånd bestäms norrskenets höjd med stor noggrannhet. Norrsken ligger vanligtvis på en höjd av cirka 100 km, ofta finns de på en höjd av flera hundra kilometer, och ibland på en nivå av cirka 1000 km.Även om norrskens natur har klarlagts finns det fortfarande många olösta frågor relaterade till detta fenomen. Orsakerna till mångfalden av former av norrsken är fortfarande okända.

Enligt den tredje sovjetiska satelliten, mellan höjderna 200 och 1000 km under dagen dominerar positiva joner av delat molekylärt syre, d.v.s. atomärt syre (O). Sovjetiska forskare studerar jonosfären med hjälp av konstgjorda satelliter i Kosmos-serien. Amerikanska forskare studerar också jonosfären med hjälp av satelliter.

Ytan som skiljer termosfären från exosfären fluktuerar beroende på förändringar i solaktiviteten och andra faktorer. Vertikalt når dessa fluktuationer 100-200 km och mer.

Exosfär (spridningssfär) - den översta delen av atmosfären, belägen över 800 km. Hon är lite utstuderad. Enligt data från observationer och teoretiska beräkningar ökar temperaturen i exosfären med höjden förmodligen upp till 2000°. I motsats till den lägre jonosfären är gaser i exosfären så sällsynta att deras partiklar, som rör sig med höga hastigheter, nästan aldrig möter varandra.

Tills relativt nyligen antogs att atmosfärens villkorade gräns ligger på en höjd av cirka 1000 km. Men baserat på retardationen av artificiella jordsatelliter har det fastställts att på höjder av 700-800 km i 1 cm 3 innehåller upp till 160 tusen positiva joner av atomärt syre och kväve. Detta ger anledning att anta att atmosfärens laddade skikt sträcker sig ut i rymden för ett mycket större avstånd.

Vid höga temperaturer, vid atmosfärens villkorliga gräns, når gaspartiklarnas hastigheter cirka 12 km/s Vid dessa hastigheter lämnar gaserna gradvis jordens gravitationsregion till det interplanetära rymden. Detta har pågått länge. Till exempel avlägsnas partiklar av väte och helium i det interplanetära rymden under flera år.

I studien av atmosfärens höga lager erhölls rik data både från satelliter i Kosmos- och Elektron-serien, och geofysiska raketer och rymdstationer Mars-1, Luna-4, etc. Direkta observationer av astronauter var också värdefulla. Så, enligt fotografier tagna i rymden av V. Nikolaeva-Tereshkova, fann man att på en höjd av 19 km det finns ett dammlager från jorden. Detta bekräftades också av data som erhållits av besättningen på rymdfarkosten Voskhod. Tydligen finns det ett nära samband mellan dammlagret och det sk pärlemormoln, observeras ibland på ca 20-30 höjderkm.

Från atmosfären till yttre rymden. Tidigare antaganden att utanför jordens atmosfär, i det interplanetära

utrymme, gaser är mycket sällsynta och koncentrationen av partiklar överstiger inte flera enheter i 1 cm 3, var inte motiverade. Studier har visat att jorden nära rymden är fylld med laddade partiklar. På denna grund lades en hypotes fram om förekomsten av zoner runt jorden med ett markant ökat innehåll av laddade partiklar, d.v.s. strålningsbälten- internt och externt. Nya uppgifter bidrog till att förtydliga. Det visade sig att det även finns laddade partiklar mellan det inre och yttre strålningsbältet. Deras antal varierar beroende på geomagnetisk och solaktivitet. Enligt det nya antagandet finns alltså i stället för strålningsbälten strålningszoner utan tydligt definierade gränser. Gränserna för strålningszoner ändras beroende på solaktiviteten. Med dess intensifiering, det vill säga när fläckar och gasstrålar dyker upp på solen, som kastas ut över hundratusentals kilometer, ökar flödet av kosmiska partiklar, som matar jordens strålningszoner.

Strålningszoner är farliga för människor som flyger på rymdfarkoster. Före flygningen till rymden bestäms därför strålningszonernas tillstånd och position, och rymdfarkostens omloppsbana väljs på ett sådant sätt att den passerar utanför regionerna med ökad strålning. Men de höga lagren av atmosfären, liksom yttre rymden nära jorden, är fortfarande lite utforskade.

I studien av de höga lagren i atmosfären och rymden nära jorden används rik data som erhållits från satelliter i Kosmos-serien och rymdstationer.

Atmosfärens höga lager är de minst studerade. Men moderna metoder för att studera det tillåter oss att hoppas att en person under de kommande åren kommer att känna till många detaljer om strukturen i atmosfären i botten av vilken han bor.

Sammanfattningsvis presenterar vi en schematisk vertikal sektion av atmosfären (Fig. 7). Här ritas höjderna i kilometer och lufttrycket i millimeter vertikalt, och temperaturen är horisontellt. Den heldragna kurvan visar förändringen i lufttemperatur med höjden. På motsvarande höjder noterades de viktigaste fenomenen som observerats i atmosfären, såväl som de maximala höjder som nås av radiosonder och andra medel för atmosfäriskt ljud.

- jordklotets luftskal som roterar med jorden. Atmosfärens övre gräns utförs konventionellt på höjder av 150-200 km. Den nedre gränsen är jordens yta.

Atmosfärisk luft är en blandning av gaser. Det mesta av dess volym i ytluftskiktet är kväve (78 %) och syre (21 %). Dessutom innehåller luften inerta gaser (argon, helium, neon, etc.), koldioxid (0,03), vattenånga och olika fasta partiklar (damm, sot, saltkristaller).

Luften är färglös, och himlens färg förklaras av särdragen i spridningen av ljusvågor.

Atmosfären består av flera lager: troposfär, stratosfär, mesosfär och termosfär.

Det undre lagret av luft kallas troposfär. På olika breddgrader är dess kraft inte densamma. Troposfären upprepar planetens form och deltar tillsammans med jorden i axiell rotation. Vid ekvatorn varierar atmosfärens tjocklek från 10 till 20 km. Vid ekvatorn är den större, och vid polerna är den mindre. Troposfären kännetecknas av den maximala densiteten av luft, 4/5 av massan av hela atmosfären är koncentrerad i den. Troposfären bestämmer väderförhållandena: olika luftmassor bildas här, moln och nederbörd bildas, och intensiva horisontella och vertikala luftrörelser sker.

Ovanför troposfären, upp till en höjd av 50 km, ligger stratosfär. Det kännetecknas av en lägre densitet av luft, det finns ingen vattenånga i den. I den nedre delen av stratosfären på ca 25 km höjder. det finns en "ozonskärm" - ett lager av atmosfären med en hög koncentration av ozon, som absorberar ultraviolett strålning, som är dödlig för organismer.

På en höjd av 50 till 80-90 km sträcker sig mesosfären. När höjden ökar, minskar temperaturen med en genomsnittlig vertikal gradient på (0,25-0,3)° / 100 m, och luftdensiteten minskar. Den huvudsakliga energiprocessen är strålningsvärmeöverföring. Atmosfärens glöd beror på komplexa fotokemiska processer som involverar radikaler, vibrationsexiterade molekyler.

Termosfär ligger på en höjd av 80-90 till 800 km. Luftdensiteten här är minimal, graden av luftjonisering är mycket hög. Temperaturen ändras beroende på solens aktivitet. På grund av det stora antalet laddade partiklar observeras norrsken och magnetiska stormar här.

Atmosfären har stor betydelse för jordens natur. Utan syre kan levande organismer inte andas. Dess ozonskikt skyddar allt levande från skadliga ultravioletta strålar. Atmosfären jämnar ut temperaturfluktuationer: jordens yta blir inte underkyld på natten och överhettas inte under dagen. I täta lager av atmosfärisk luft, som inte når planetens yta, brinner meteoriter ut från törnen.

Atmosfären samverkar med jordens alla skal. Med dess hjälp, utbyte av värme och fukt mellan hav och land. Utan atmosfären skulle det inte finnas några moln, nederbörd, vindar.

Mänskliga aktiviteter har en betydande negativ effekt på atmosfären. Luftföroreningar uppstår, vilket leder till en ökning av koncentrationen av kolmonoxid (CO 2). Och detta bidrar till den globala uppvärmningen och förstärker "växthuseffekten". Jordens ozonskikt förstörs på grund av industriavfall och transporter.

Atmosfären måste skyddas. I utvecklade länder vidtas en rad åtgärder för att skydda atmosfärens luft från föroreningar.

Har du några frågor? Vill du veta mer om atmosfären?
För att få hjälp av en handledare – anmäl dig.

webbplats, med hel eller delvis kopiering av materialet, krävs en länk till källan.