Slojevi atmosfere i njihova svojstva. Struktura atmosfere

Atmosfera se proteže naviše stotinama kilometara. Njegova gornja granica, na nadmorskoj visini od oko 2000-3000 km, donekle uslovno, budući da gasovi koji ga čine, postepeno razređeni, prelaze u svetski prostor. Hemijski sastav atmosfere, pritisak, gustina, temperatura i druga fizička svojstva menjaju se sa visinom. Kao što je ranije spomenuto, hemijski sastav zraka do visine od 100 km ne mijenja se bitno. Nešto više, atmosfera se takođe sastoji uglavnom od azota i kiseonika. Ali na visinama 100-110 km, Pod uticajem ultraljubičastog zračenja sunca, molekuli kiseonika se dele na atome i nastaje atomski kiseonik. Iznad 110-120 km skoro sav kiseonik postaje atomski. Pretpostavlja se da iznad 400-500 km gasovi koji čine atmosferu takođe su u atomskom stanju.

Pritisak i gustina vazduha brzo opadaju sa visinom. Iako se atmosfera proteže stotinama kilometara prema gore, većina se nalazi u prilično tankom sloju uz površinu zemlje u njenim najnižim dijelovima. Dakle, u sloju između nivoa mora i nadmorske visine 5-6 km polovina mase atmosfere koncentrisana je u sloju 0-16 km-90%, au sloju 0-30 km- 99%. Isto brzo smanjenje zračne mase događa se iznad 30 km. Ako je težina 1 m 3 vazduha na zemljinoj površini iznosi 1033 g, zatim na visini od 20 km jednaka je 43 g, a na visini 40 km samo 4 godine

Na nadmorskoj visini od 300-400 km a iznad, vazduh je toliko razređen da se njegova gustina tokom dana mnogo puta menja. Istraživanja su pokazala da je ova promjena gustine povezana sa položajem Sunca. Najveća gustina vazduha je oko podneva, a najmanja noću. To se dijelom objašnjava činjenicom da gornji slojevi atmosfere reagiraju na promjene u elektromagnetnom zračenju Sunca.

Promena temperature vazduha sa visinom je takođe neujednačena. Prema prirodi promjene temperature sa visinom, atmosfera se dijeli na nekoliko sfera, između kojih se nalaze prijelazni slojevi, takozvane pauze, gdje se temperatura malo mijenja sa visinom.

Evo imena i glavnih karakteristika sfera i prelaznih slojeva.

Izložimo osnovne podatke o fizičkim svojstvima ovih sfera.

Troposfera. Fizička svojstva troposfere u velikoj mjeri su određena uticajem zemljine površine, koja je njena donja granica. Najveća visina troposfere uočena je u ekvatorijalnim i tropskim zonama. Ovdje dostiže 16-18 km i relativno malo podložan dnevnim i sezonskim promjenama. Iznad polarnih i susjednih područja, gornja granica troposfere leži u prosjeku na nivou od 8-10 km. U srednjim geografskim širinama kreće se od 6-8 do 14-16 km.

Vertikalna snaga troposfere značajno zavisi od prirode atmosferskih procesa. Često tokom dana gornja granica troposfere nad datom tačkom ili područjem opada ili raste za nekoliko kilometara. To je uglavnom zbog promjena temperature zraka.

Više od 4/5 mase Zemljine atmosfere i gotovo sva vodena para koja se u njoj nalazi koncentrisano je u troposferi. Osim toga, od zemljine površine do gornje granice troposfere, temperatura pada u prosjeku za 0,6° na svakih 100 m, odnosno 6° za 1 km uzdizanje . To je zbog činjenice da se zrak u troposferi zagrijava i hladi uglavnom sa površine zemlje.

U skladu s prilivom sunčeve energije, temperatura opada od ekvatora prema polovima. Tako prosječna temperatura zraka blizu zemljine površine na ekvatoru dostiže +26°, u polarnim područjima -34°, -36° zimi i oko 0° ljeti. Dakle, temperaturna razlika između ekvatora i pola iznosi 60° zimi i samo 26° ljeti. Istina, tako niske temperature na Arktiku zimi se primjećuju samo blizu površine zemlje zbog hlađenja zraka preko ledenih prostranstava.

Zimi, u centralnom Antarktiku, temperatura zraka na površini ledenog pokrivača je još niža. Na stanici Vostok avgusta 1960. godine zabilježena je najniža temperatura na kugli zemaljskoj -88,3°, a najčešće na centralnom Antarktiku iznosi -45°, -50°.

Sa visine se smanjuje temperaturna razlika između ekvatora i pola. Na primjer, na visini 5 km na ekvatoru temperatura dostiže -2°, -4°, a na istoj visini u centralnom Arktiku -37°, -39° zimi i -19°, -20° ljeti; pa je temperaturna razlika zimi 35-36°, a ljeti 16-17°. Na južnoj hemisferi ove razlike su nešto veće.

Energija atmosferske cirkulacije može se odrediti temperaturnim ugovorima pola ekvatora. Budući da su temperaturni kontrasti veći zimi, atmosferski procesi su intenzivniji nego ljeti. Ovo takođe objašnjava činjenicu da preovlađujući zapadni vjetrovi u troposferi zimi imaju veće brzine nego ljeti. U ovom slučaju, brzina vjetra, po pravilu, raste s visinom, dostižući maksimum na gornjoj granici troposfere. Horizontalni transport je praćen vertikalnim kretanjem vazduha i turbulentnim (poremećenim) kretanjem. Zbog dizanja i pada velikih količina zraka nastaju i razilaze se oblaci, nastaju i prestaju padavine. Prijelazni sloj između troposfere i sfere iznad je tropopauza. Iznad njega se nalazi stratosfera.

Stratosfera prostire se od visina 8-17 do 50-55 km. Otvoren je početkom našeg veka. U pogledu fizičkih svojstava, stratosfera se oštro razlikuje od troposfere po tome što se temperatura zraka ovdje u pravilu povećava u prosjeku za 1–2 ° po kilometru nadmorske visine i na gornjoj granici, na visini od 50–55 °C. km,čak postaje pozitivna. Povećanje temperature u ovom području uzrokovano je prisustvom ozona (O 3) ovdje, koji nastaje pod utjecajem ultraljubičastog zračenja Sunca. Ozonski omotač pokriva gotovo cijelu stratosferu. Stratosfera je veoma siromašna vodenom parom. Nema nasilnih procesa stvaranja oblaka i padavina.

U novije vrijeme, pretpostavljalo se da je stratosfera relativno mirno okruženje, gdje se ne događa miješanje zraka, kao u troposferi. Stoga se vjerovalo da su plinovi u stratosferi podijeljeni u slojeve, u skladu sa njihovom specifičnom težinom. Otuda i naziv stratosfere ("stratus" - slojevit). Također se vjerovalo da se temperatura u stratosferi formira pod utjecajem radijacijske ravnoteže, odnosno kada su apsorbirano i reflektovano sunčevo zračenje jednake.

Novi podaci dobijeni radiosondama i meteorološkim raketama pokazali su da u stratosferi, kao iu gornjoj troposferi, postoji intenzivna cirkulacija zraka sa velikim promjenama temperature i vjetra. Ovdje, kao iu troposferi, zrak doživljava značajna vertikalna kretanja, turbulentna kretanja sa jakim horizontalnim strujanjima zraka. Sve je to rezultat neujednačene raspodjele temperature.

Prijelazni sloj između stratosfere i sfere iznad je stratopauza. Međutim, prije nego što pređemo na karakteristike viših slojeva atmosfere, upoznajmo se s takozvanom ozonosferom, čije granice približno odgovaraju granicama stratosfere.

Ozon u atmosferi. Ozon igra važnu ulogu u stvaranju temperaturnog režima i vazdušnih strujanja u stratosferi. Ozon (O 3) osjećamo nakon grmljavine kada udišemo čist zrak s ugodnim okusom. Međutim, ovdje nećemo govoriti o ovom ozonu nastalom nakon grmljavine, već o ozonu sadržanom u sloju 10-60 km sa maksimumom na visini od 22-25 km. Ozon nastaje djelovanjem ultraljubičastih zraka sunca i, iako je njegova ukupna količina neznatna, igra važnu ulogu u atmosferi. Ozon ima sposobnost da apsorbuje ultraljubičasto zračenje sunca i na taj način štiti životinjski i biljni svijet od njegovog štetnog djelovanja. Čak i onaj sićušni dio ultraljubičastih zraka koji dopire do površine zemlje jako opeče tijelo kada se osoba pretjerano voli sunčati.

Količina ozona nije ista u različitim dijelovima Zemlje. Više ozona ima na visokim geografskim širinama, manje u srednjim i niskim geografskim širinama, a ta količina se mijenja u zavisnosti od promjene godišnjih doba. Više ozona u proljeće, manje u jesen. Osim toga, njegove neperiodične fluktuacije javljaju se ovisno o horizontalnoj i vertikalnoj cirkulaciji atmosfere. Mnogi atmosferski procesi su usko povezani sa sadržajem ozona, jer on direktno utiče na temperaturno polje.

Zimi, tokom polarne noći, na visokim geografskim širinama, ozonski omotač emituje i hladi vazduh. Kao rezultat toga, u stratosferi visokih geografskih širina (na Arktiku i Antarktiku) zimi se formira hladno područje, stratosferski ciklonski vrtlog sa velikim horizontalnim gradijentom temperature i pritiska, koji uzrokuje zapadne vjetrove nad srednjim geografskim širinama globusa.

Ljeti, u uslovima polarnog dana, na visokim geografskim širinama, ozonski omotač upija sunčevu toplinu i zagrijava zrak. Kao rezultat povećanja temperature u stratosferi visokih geografskih širina, formira se toplinska regija i stratosferski anticiklonski vrtlog. Dakle, preko prosječne geografske širine globusa iznad 20 km ljeti u stratosferi prevladavaju istočni vjetrovi.

Mezosfera. Promatranjima meteorološkim raketama i drugim metodama utvrđeno je da se ukupni porast temperature uočen u stratosferi završava na visinama od 50-55 km. Iznad ovog sloja temperatura ponovo opada i blizu gornje granice mezosfere (oko 80 km) dostiže -75°, -90°. Dalje, temperatura ponovo raste sa visinom.

Zanimljivo je napomenuti da se smanjenje temperature sa visinom, karakteristično za mezosferu, dešava različito na različitim geografskim širinama i tokom cijele godine. Na niskim geografskim širinama, pad temperature se dešava sporije nego na visokim geografskim širinama: prosečan vertikalni temperaturni gradijent za mezosferu je, respektivno, 0,23° - 0,31° na 100 m ili 2,3°-3,1° po 1 km. Ljeti je mnogo veći nego zimi. Kao što pokazuju najnovija istraživanja na visokim geografskim širinama, temperatura na gornjoj granici mezosfere ljeti je nekoliko desetina stepeni niža nego zimi. U gornjoj mezosferi na visini od oko 80 km u sloju mezopauze prestaje smanjenje temperature sa visinom i počinje njeno povećanje. Ovdje, ispod inverzionog sloja u sumrak ili prije izlaska sunca po vedrom vremenu, uočavaju se blistavi tanki oblaci, obasjani suncem ispod horizonta. Na tamnoj pozadini neba sijaju srebrnoplavom svjetlošću. Stoga se ovi oblaci nazivaju srebrnastim.

Priroda noćnih oblaka još nije dobro shvaćena. Dugo se vjerovalo da su sastavljene od vulkanske prašine. Međutim, odsustvo optičkih pojava karakterističnih za stvarne vulkanske oblake dovelo je do odbacivanja ove hipoteze. Zatim je sugerisano da se noćni oblaci sastoje od kosmičke prašine. Posljednjih godina je predložena hipoteza da su ovi oblaci sastavljeni od kristala leda, poput običnih cirusnih oblaka. Nivo lokacije noćnih oblaka određen je slojem kašnjenja zbog temperaturna inverzija prilikom prelaska iz mezosfere u termosferu na visini od oko 80 km. Budući da temperatura u subinverzijskom sloju dostiže -80°C i niže, ovdje se stvaraju najpovoljniji uslovi za kondenzaciju vodene pare, koja ovdje ulazi iz stratosfere kao rezultat vertikalnog kretanja ili turbulentnom difuzijom. Noctilucentni oblaci se obično primjećuju ljeti, ponekad u veoma velikom broju i po nekoliko mjeseci.

Posmatranja noćnih oblaka pokazala su da su ljeti na njihovom nivou vjetrovi vrlo promjenljivi. Brzine vjetra uvelike variraju: od 50-100 do nekoliko stotina kilometara na sat.

Temperatura na nadmorskoj visini. Vizuelni prikaz prirode raspodjele temperature po visini, između zemljine površine i visina od 90-100 km, zimi i ljeti na sjevernoj hemisferi, dat je na slici 5. Površine koje razdvajaju sfere ovdje su podebljane isprekidane linije. Na samom dnu, troposfera se dobro ističe, s karakterističnim smanjenjem temperature s visinom. Iznad tropopauze, u stratosferi, naprotiv, temperatura raste sa visinom uopšte i na visinama od 50-55 km dostiže +10°, -10°. Obratimo pažnju na jedan važan detalj. Zimi, u stratosferi visokih geografskih širina, temperatura iznad tropopauze pada od -60 do -75 ° i samo iznad 30 km ponovo poraste na -15°. Ljeti, počevši od tropopauze, temperatura raste sa visinom i za 50 km dostiže +10°. Iznad stratopauze, temperatura ponovo počinje da se smanjuje sa visinom, i to na nivou od 80 km ne prelazi -70°, -90°.

Sa slike 5 proizilazi da u sloju 10-40 km temperatura zraka zimi i ljeti na visokim geografskim širinama se oštro razlikuje. Zimi, tokom polarne noći, temperatura ovdje dostiže -60°, -75°, a ljeti minimum -45° je u blizini tropopauze. Iznad tropopauze temperatura raste i na visinama od 30-35 km iznosi samo -30°, -20°, što je uzrokovano zagrijavanjem zraka u ozonskom omotaču tokom polarnog dana. Takođe iz slike proizilazi da ni u jednoj sezoni i na istom nivou temperatura nije ista. Njihova razlika između različitih geografskih širina prelazi 20-30°. U ovom slučaju, nehomogenost je posebno značajna u niskotemperaturnom sloju (18-30 km) iu sloju maksimalnih temperatura (50-60 km) u stratosferi, kao iu sloju niskih temperatura u gornjoj mezosferi (75-85km).

Srednje temperature prikazane na slici 5 su bazirane na opažanjima na sjevernoj hemisferi, ali se prema dostupnim informacijama mogu pripisati i južnoj hemisferi. Neke razlike postoje uglavnom na visokim geografskim širinama. Nad Antarktikom zimi je temperatura zraka u troposferi i nižoj stratosferi primjetno niža nego nad Centralnim Arktikom.

Visoki vjetrovi. Sezonska distribucija temperature određuje prilično složen sistem vazdušnih strujanja u stratosferi i mezosferi.

Slika 6 prikazuje vertikalni presjek polja vjetra u atmosferi između zemljine površine i visine od 90 km zimi i ljeta na sjevernoj hemisferi. Izolinije pokazuju prosječne brzine preovlađujućeg vjetra (in gospođa). Iz slike slijedi da se režim vjetra zimi i ljeti u stratosferi oštro razlikuje. Zimi, kako u troposferi tako iu stratosferi, preovlađuju zapadni vjetrovi sa maksimalnom brzinom od oko

100 gospođa na visini od 60-65 km. Ljeti preovlađuju zapadni vjetrovi samo do visine od 18-20 km. Viši postaju istočni, sa maksimalnim brzinama do 70 gospođa na visini od 55-60km.

Ljeti, iznad mezosfere, vjetrovi postaju zapadni, a zimi istočni.

Termosfera. Iznad mezosfere nalazi se termosfera, koju karakteriše povećanje temperature With visina. Prema podacima dobijenim, uglavnom uz pomoć raketa, utvrđeno je da je u termosferi već na nivou od 150 km temperatura vazduha dostiže 220-240°, a na nivou od 200°C km preko 500°. Iznad, temperatura nastavlja da raste i na nivou od 500-600 km prelazi 1500°. Na osnovu podataka dobijenih prilikom lansiranja veštačkih Zemljinih satelita, utvrđeno je da u gornjoj termosferi temperatura dostiže oko 2000° i da značajno oscilira tokom dana. Postavlja se pitanje kako objasniti tako visoku temperaturu u visokim slojevima atmosfere. Podsjetimo da je temperatura plina mjera prosječne brzine molekula. U donjem, najgušćem dijelu atmosfere, molekuli plina koji čine zrak često se sudaraju jedni s drugima prilikom kretanja i trenutno prenose kinetičku energiju jedni na druge. Stoga je kinetička energija u gustom mediju u prosjeku ista. U visokim slojevima, gdje je gustina zraka vrlo mala, sudari između molekula smještenih na velikim udaljenostima se rjeđe dešavaju. Kada se energija apsorbira, brzina molekula u intervalu između sudara se jako mijenja; osim toga, molekuli lakših plinova kreću se većom brzinom od molekula teških plinova. Kao rezultat toga, temperatura plinova može biti različita.

U rijetkim plinovima postoji relativno malo molekula vrlo malih veličina (laki plinovi). Ako se kreću velikom brzinom, tada će temperatura u datom volumenu zraka biti visoka. U termosferi svaki kubni centimetar vazduha sadrži desetine i stotine hiljada molekula raznih gasova, dok ih na površini zemlje ima oko sto miliona milijardi. Zbog toga previsoke temperature u visokim slojevima atmosfere, koje pokazuju brzinu kretanja molekula u ovom veoma tankom mediju, ne mogu izazvati čak ni blago zagrevanje tela koje se nalazi ovde. Kao što čovek ne oseća toplotu kada zaslepljuje električne lampe, iako se filamenti u razređenom mediju trenutno zagreju do nekoliko hiljada stepeni.

U nižoj termosferi i mezosferi, glavni dio meteorskih kiša sagorijeva prije nego što stignu na površinu zemlje.

Dostupne informacije o atmosferskim slojevima iznad 60-80 km još uvijek su nedovoljni za konačne zaključke o strukturi, režimu i procesima koji se u njima odvijaju. Međutim, poznato je da u gornjoj mezosferi i donjoj termosferi temperaturni režim nastaje kao rezultat transformacije molekularnog kiseonika (O 2) u atomski kiseonik (O), što nastaje pod dejstvom ultraljubičastog sunčevog zračenja. U termosferi na temperaturni režim u velikoj meri utiču korpuskularno, rendgensko zračenje i zračenje. ultraljubičasto zračenje sunca. Ovdje čak i tokom dana dolazi do oštrih promjena temperature i vjetra.

Atmosferska jonizacija. Najzanimljivija karakteristika atmosfere iznad 60-80 km je ona jonizacija, tj. proces formiranja ogromnog broja električno nabijenih čestica - jona. Pošto je jonizacija gasova karakteristična za donju termosferu, naziva se i jonosfera.

Gasovi u jonosferi su uglavnom u atomskom stanju. Pod dejstvom ultraljubičastog i korpuskularnog zračenja Sunca, koji imaju veliku energiju, dolazi do procesa odvajanja elektrona od neutralnih atoma i molekula vazduha. Takvi atomi i molekuli koji su izgubili jedan ili više elektrona postaju pozitivno nabijeni, a slobodni elektron se može ponovo vezati za neutralni atom ili molekulu i obdariti ih svojim negativnim nabojem. Ovi pozitivno i negativno nabijeni atomi i molekuli se nazivaju joni, i gasove jonizovani, tj. primivši električni naboj. Pri višoj koncentraciji iona, plinovi postaju električno provodljivi.

Proces jonizacije se najintenzivnije odvija u debelim slojevima ograničenim visinama od 60-80 i 220-400 km. U ovim slojevima postoje optimalni uslovi za jonizaciju. Ovdje je gustina zraka primjetno veća nego u gornjim slojevima atmosfere, a priliv ultraljubičastog i korpuskularnog zračenja Sunca dovoljan je za proces jonizacije.

Otkriće jonosfere jedno je od najvažnijih i najsjajnijih dostignuća nauke. Uostalom, karakteristična karakteristika jonosfere je njen uticaj na širenje radio talasa. U jonizovanim slojevima, radio talasi se reflektuju, i stoga postaje moguća radio komunikacija velikog dometa. Naelektrisani atomi-joni reflektuju kratke radio talase, i oni se ponovo vraćaju na površinu zemlje, ali već na znatnoj udaljenosti od mesta radio prenosa. Očigledno, kratki radio talasi prolaze ovu putanju nekoliko puta i time je obezbeđena radio komunikacija velikog dometa. Da nije jonosfera, onda bi za prijenos signala radio stanica na velike udaljenosti bilo potrebno izgraditi skupe radio relejne linije.

Međutim, poznato je da su kratkotalasne radio komunikacije ponekad poremećene. To se događa kao rezultat kromosferskih baklji na Suncu, zbog čega se ultraljubičasto zračenje Sunca naglo povećava, što dovodi do jakih poremećaja jonosfere i Zemljinog magnetskog polja - magnetnih oluja. Tokom magnetnih oluja, radio komunikacija je poremećena, jer kretanje naelektrisanih čestica zavisi od magnetnog polja. Tokom magnetnih oluja, jonosfera lošije odbija radio talase ili ih propušta u svemir. Uglavnom s promjenom solarne aktivnosti, praćeno povećanjem ultraljubičastog zračenja, povećava se gustoća elektrona u jonosferi i apsorpcija radio valova u toku dana, što dovodi do prekida kratkotalasne radio komunikacije.

Prema novom istraživanju, u snažnom ioniziranom sloju postoje zone u kojima koncentracija slobodnih elektrona dostiže nešto veću koncentraciju nego u susjednim slojevima. Poznate su četiri takve zone, koje se nalaze na visinama od oko 60-80, 100-120, 180-200 i 300-400 km i označeni su slovima D, E, F 1 i F 2 . Sa povećanjem zračenja Sunca, nabijene čestice (korpuskule) pod uticajem Zemljinog magnetnog polja se odbijaju prema visokim geografskim širinama. Pri ulasku u atmosferu, čestice pojačavaju ionizaciju plinova do te mjere da počinje njihov sjaj. Ovako auroras- u obliku prekrasnih raznobojnih lukova koji svijetle na noćnom nebu, uglavnom na visokim geografskim širinama Zemlje. Aurore su praćene jakim magnetnim olujama. U takvim slučajevima, aurore postaju vidljive u srednjim geografskim širinama, au rijetkim slučajevima čak iu tropskoj zoni. Tako je, na primjer, intenzivna aurora uočena 21-22. januara 1957. godine bila vidljiva u gotovo svim južnim krajevima naše zemlje.

Fotografisanjem aurore sa dve tačke koje se nalaze na udaljenosti od nekoliko desetina kilometara, visina aurore se utvrđuje sa velikom tačnošću. Aurore se obično nalaze na nadmorskoj visini od oko 100 km,često se nalaze na visini od nekoliko stotina kilometara, a ponekad i na visini od oko 1000 km. Iako je priroda aurore razjašnjena, još uvijek ima mnogo neriješenih pitanja vezanih za ovaj fenomen. Razlozi za raznolikost oblika aurore još uvijek su nepoznati.

Prema trećem sovjetskom satelitu, između visina 200 i 1000 km tokom dana prevladavaju pozitivni joni podijeljenog molekulskog kisika, odnosno atomskog kisika (O). Sovjetski naučnici proučavaju jonosferu uz pomoć vještačkih satelita serije Kosmos. Američki naučnici uz pomoć satelita proučavaju i jonosferu.

Površina koja odvaja termosferu od egzosfere varira ovisno o promjenama sunčeve aktivnosti i drugih faktora. Vertikalno, ove fluktuacije dostižu 100-200 km i više.

Egzosfera (sfera raspršivanja) - najgornji dio atmosfere, koji se nalazi iznad 800 km. Malo je proučavana. Prema podacima opservacija i teorijskih proračuna, temperatura u egzosferi raste sa visinom vjerovatno do 2000°. Za razliku od niže jonosfere, u egzosferi su plinovi toliko rijetki da se njihove čestice, krećući se ogromnim brzinama, gotovo nikada ne susreću.

Do relativno nedavno, pretpostavljalo se da se uslovna granica atmosfere nalazi na visini od oko 1000 km. Međutim, na osnovu usporavanja veštačkih Zemljinih satelita, ustanovljeno je da na visinama od 700-800 km u 1 cm 3 sadrži do 160 hiljada pozitivnih jona atomskog kiseonika i dušika. To daje osnovu za pretpostavku da se nabijeni slojevi atmosfere protežu u svemir na mnogo veću udaljenost.

Na visokim temperaturama, na uslovnoj granici atmosfere, brzine čestica gasa dostižu približno 12 km/s Pri ovim brzinama, plinovi postepeno napuštaju područje Zemljine gravitacije u međuplanetarni prostor. Ovo traje već duže vrijeme. Na primjer, čestice vodonika i helijuma uklanjaju se u međuplanetarni prostor tokom nekoliko godina.

U proučavanju visokih slojeva atmosfere dobijeni su bogati podaci kako sa satelita serije Kosmos i Elektron, tako i sa geofizičkih raketa i svemirskih stanica Mars-1, Luna-4 itd. Dragocjena su bila i direktna posmatranja astronauta. Dakle, prema fotografijama koje je u svemiru napravila V. Nikolaeva-Tereshkova, utvrđeno je da je na visini od 19 km postoji sloj prašine sa Zemlje. To su potvrdili i podaci do kojih je došla posada svemirske letjelice Voskhod. Očigledno postoji bliska veza između sloja prašine i tzv sedefni oblaci, ponekad se opaža na visinama od oko 20-30km.

Od atmosfere do svemira. Dosadašnje pretpostavke da je izvan Zemljine atmosfere, u međuplanetarnoj

prostoru, gasovi su vrlo razrijeđeni i koncentracija čestica ne prelazi nekoliko jedinica u 1 cm 3, nisu bili opravdani. Istraživanja su pokazala da je prostor blizu Zemlje ispunjen nabijenim česticama. Na osnovu toga je postavljena hipoteza o postojanju zona oko Zemlje sa izrazito povećanim sadržajem naelektrisanih čestica, tj. radijacijski pojasevi- unutrašnje i spoljašnje. Novi podaci pomogli su da se razjasni. Ispostavilo se da postoje i nabijene čestice između unutrašnjeg i vanjskog radijacijskog pojasa. Njihov broj varira ovisno o geomagnetskoj i solarnoj aktivnosti. Dakle, prema novoj pretpostavci, umjesto radijacionih pojaseva, postoje zone zračenja bez jasno definisanih granica. Granice zona zračenja mijenjaju se ovisno o sunčevoj aktivnosti. Njegovim intenziviranjem, odnosno kada se na Suncu pojave mrlje i mlazovi gasa, izbačeni na stotine hiljada kilometara, povećava se protok kosmičkih čestica koje napajaju radijacijske zone Zemlje.

Zone zračenja su opasne za ljude koji lete svemirskim brodovima. Stoga se prije leta u svemir određuju stanje i položaj zona zračenja, a orbita letjelice bira na način da ona prolazi izvan područja pojačanog zračenja. Međutim, visoki slojevi atmosfere, kao i svemir u blizini Zemlje, još nisu dovoljno proučeni.

U proučavanju visokih slojeva atmosfere i svemira blizu Zemlje koriste se bogati podaci dobijeni sa satelita serije Kosmos i svemirskih stanica.

Najmanje su proučeni visoki slojevi atmosfere. Međutim, moderne metode proučavanja omogućavaju nam da se nadamo da će osoba u narednim godinama znati mnoge detalje strukture atmosfere na čijem dnu živi.

U zaključku, predstavljamo šematski vertikalni presjek atmosfere (slika 7). Ovdje su visine u kilometrima i tlak zraka u milimetrima iscrtane vertikalno, a temperatura horizontalno. Puna kriva prikazuje promjenu temperature zraka s visinom. Na odgovarajućim visinama uočene su najvažnije pojave uočene u atmosferi, kao i maksimalne visine do kojih su došli radiosonde i druga sredstva sondiranja atmosfere.

Zemljina atmosfera je heterogena: na različitim visinama uočavaju se različite gustine i pritisci vazduha, menjaju se temperatura i sastav gasa. Na osnovu ponašanja temperature okoline (tj. temperatura raste sa visinom ili opada), u njoj se razlikuju sljedeći slojevi: troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera i egzosfera. Granice između slojeva se nazivaju pauze: ima ih 4, jer. gornja granica egzosfere je veoma zamućena i često se odnosi na bliski svemir. Opću strukturu atmosfere možete pronaći u priloženom dijagramu.

Sl.1 Struktura Zemljine atmosfere. Kredit: web stranica

Najniži atmosferski sloj je troposfera, čija gornja granica, nazvana tropopauza, varira ovisno o geografskoj širini i kreće se od 8 km. u polarnom do 20 km. u tropskim geografskim širinama. U srednjim ili umjerenim geografskim širinama njegova gornja granica leži na visinama od 10-12 km, a tokom godine gornja granica troposfere doživljava fluktuacije u zavisnosti od priliva sunčevog zračenja. Dakle, kao rezultat sondiranja na Južnom polu Zemlje od strane američke meteorološke službe, otkriveno je da od marta do avgusta ili septembra dolazi do stalnog hlađenja troposfere, zbog čega je u kratkom periodu u U avgustu ili septembru, njena granica se penje na 11,5 km. Zatim, između septembra i decembra, brzo opada i dostiže najniži položaj - 7,5 km, nakon čega njegova visina ostaje praktično nepromenjena do marta. One. Troposfera je najdeblja ljeti, a najtanja zimi.

Treba napomenuti da osim sezonskih varijacija, postoje i dnevne fluktuacije visine tropopauze. Takođe, na njen položaj utiču cikloni i anticikloni: u prvom se spušta, jer. pritisak u njima je niži nego u okolnom vazduhu, a drugo, prema tome raste.

Troposfera sadrži do 90% ukupne mase zemaljskog vazduha i 9/10 sve vodene pare. Ovdje je jako razvijena turbulencija, posebno u prizemnim i najvišim slojevima, razvijaju se oblaci svih slojeva, formiraju se cikloni i anticikloni. A zbog akumulacije stakleničkih plinova (ugljični dioksid, metan, vodena para) sunčevih zraka reflektiranih od površine Zemlje, razvija se efekat staklene bašte.

Efekat staklene bašte je povezan sa smanjenjem temperature zraka u troposferi s visinom (jer zagrijana Zemlja daje više topline površinskim slojevima). Prosječan vertikalni gradijent je 0,65°/100 m (tj. temperatura zraka pada za 0,65° C na svakih 100 metara na koje se podignete). Dakle, ako je na površini Zemlje blizu ekvatora prosječna godišnja temperatura zraka + 26 °, onda na gornjoj granici -70 °. Temperatura u području tropopauze iznad Sjevernog pola varira tokom cijele godine od -45° ljeti do -65° zimi.

Kako se visina povećava, opada i vazdušni pritisak, koji iznosi samo 12-20% prizemnog nivoa u blizini gornje troposfere.

Na granici troposfere i prekrivenog sloja stratosfere leži sloj tropopauze, debljine 1-2 km. Sloj zraka u kojem se vertikalni gradijent smanjuje na 0,2°/100 m u odnosu na 0,65°/100 m u donjim područjima troposfere obično se uzima kao donje granice tropopauze.

Unutar tropopauze uočavaju se strujanja zraka strogo određenog smjera, koja se nazivaju mlazne struje velike visine ili „mlazne struje“, nastale pod utjecajem Zemljine rotacije oko svoje ose i zagrijavanja atmosfere uz sudjelovanje sunčevog zračenja. Struje se uočavaju na granicama zona sa značajnim temperaturnim razlikama. Postoji nekoliko centara lokalizacije ovih struja, na primjer, arktički, suptropski, subpolarni i drugi. Poznavanje lokalizacije mlaznih tokova veoma je važno za meteorologiju i avijaciju: prvi koristi tokove za preciznije vremenske prognoze, drugi za izgradnju ruta letenja aviona, jer Na granicama toka postoje jaki turbulentni vrtlozi, slični malim vrtlozima, koji se nazivaju "turbulencija čistog neba" zbog odsustva oblaka na ovim visinama.

Pod uticajem mlaznih struja na velikim visinama, u tropopauzi često nastaju rupture, koje ponekad potpuno nestanu, ali se onda ponovo formiraju. Ovo se posebno često opaža u suptropskim geografskim širinama nad kojima dominira moćna suptropska visinska struja. Osim toga, razlika u slojevima tropopauze u pogledu temperature okolnog zraka dovodi do stvaranja lomova. Na primjer, postoji širok jaz između tople i niske polarne tropopauze i visoke i hladne tropopauze u tropskim geografskim širinama. Nedavno je izdvojen i sloj tropopauze umjerenih geografskih širina, koji se prekida sa prethodna dva sloja: polarnim i tropskim.

Drugi sloj Zemljine atmosfere je stratosfera. Stratosfera se uslovno može podijeliti na 2 regije. Prvi od njih, koji leži do visine od 25 km, karakteriziraju gotovo konstantne temperature, koje su jednake temperaturama gornjih slojeva troposfere na određenom području. Drugi region, ili inverzioni region, karakteriše povećanje temperature vazduha do visine od oko 40 km. To je zbog apsorpcije sunčevog ultraljubičastog zračenja kisikom i ozonom. U gornjem dijelu stratosfere, zbog ovog zagrijavanja, temperatura je često pozitivna ili čak uporediva sa temperaturom prizemnog zraka.

Iznad oblasti inverzije nalazi se sloj konstantnih temperatura, koji se naziva stratopauza i predstavlja granicu između stratosfere i mezosfere. Njegova debljina dostiže 15 km.

Za razliku od troposfere, turbulentni poremećaji su rijetki u stratosferi, ali se primjećuju jaki horizontalni vjetrovi ili mlazne struje koje duvaju u uskim zonama duž granica umjerenih geografskih širina okrenutih prema polovima. Položaj ovih zona nije konstantan: mogu se pomjeriti, proširiti ili čak potpuno nestati. Često mlazne struje prodiru u gornje slojeve troposfere, ili obrnuto, zračne mase iz troposfere prodiru u niže slojeve stratosfere. Posebno je karakteristično ovakvo miješanje zračnih masa u područjima atmosferskih frontova.

Malo u stratosferi i vodenoj pari. Vazduh je ovde veoma suv, pa je malo oblaka. Samo na visinama od 20-25 km, na visokim geografskim širinama, mogu se primijetiti vrlo tanki oblaci sedefa, koji se sastoje od prehlađenih kapljica vode. Tokom dana ovi oblaci se ne vide, ali sa početkom mraka kao da sijaju zbog njihovog obasjavanja Suncem koje je već zašlo ispod horizonta.

Na istim visinama (20-25 km.) u donjoj stratosferi nalazi se takozvani ozonski omotač - područje sa najvećim sadržajem ozona, koje nastaje pod uticajem ultraljubičastog sunčevog zračenja (više o ovom procesu možete saznati na stranici). Ozonski omotač ili ozonosfera je od suštinskog značaja za održavanje života svih organizama koji žive na kopnu apsorbujući smrtonosne ultraljubičaste zrake do 290 nm. Iz tog razloga živi organizmi ne žive iznad ozonskog omotača, on je gornja granica širenja života na Zemlji.

Pod uticajem ozona, menjaju se i magnetna polja, atomi razbijaju molekule, dolazi do jonizacije, stvaranja novih gasova i drugih hemijskih jedinjenja.

Sloj atmosfere iznad stratosfere naziva se mezosfera. Karakteriše ga smanjenje temperature vazduha sa visinom sa prosečnim vertikalnim gradijentom od 0,25-0,3°/100 m, što dovodi do jake turbulencije. Na gornjim granicama mezosfere u području zvanom mezopauza, zabilježene su temperature do -138 °C, što je apsolutni minimum za cijelu atmosferu Zemlje u cjelini.

Ovdje, unutar mezopauze, prolazi donja granica područja aktivne apsorpcije rendgenskih zraka i kratkotalasnog ultraljubičastog zračenja Sunca. Ovaj energetski proces se naziva prijenos topline zračenjem. Kao rezultat, plin se zagrijava i ionizira, što uzrokuje sjaj atmosfere.

Na visinama od 75-90 km u blizini gornjih granica mezosfere uočeni su posebni oblaci koji zauzimaju ogromna područja u polarnim područjima planete. Ovi oblaci se zovu srebrni zbog njihovog sjaja u sumrak, koji nastaje zbog refleksije sunčeve svjetlosti od kristala leda od kojih se ovi oblaci sastoje.

Pritisak vazduha u mezopauzi je 200 puta manji nego na površini zemlje. Ovo sugeriše da je skoro sav vazduh u atmosferi koncentrisan u njena 3 niža sloja: troposferi, stratosferi i mezosferi. Prekriveni slojevi termosfere i egzosfere čine samo 0,05% mase cijele atmosfere.

Termosfera se nalazi na visinama od 90 do 800 km iznad površine Zemlje.

Termosferu karakteriše kontinuirano povećanje temperature vazduha do visina od 200-300 km, gde može dostići 2500°C. Do povećanja temperature dolazi zbog apsorpcije molekula plina rendgenskog i kratkotalasnog dijela ultraljubičastog zračenja Sunca. Iznad 300 km nadmorske visine, porast temperature prestaje.

Istovremeno sa porastom temperature smanjuje se i pritisak, a samim tim i gustina okolnog vazduha. Dakle, ako je na donjim granicama termosfere gustina 1,8 × 10 -8 g / cm 3, onda je na gornjim već 1,8 × 10 -15 g / cm 3, što otprilike odgovara 10 miliona - 1 milijardu čestica u 1 cm 3 .

Sve karakteristike termosfere, kao što su sastav vazduha, njegova temperatura, gustina, podložne su jakim fluktuacijama: u zavisnosti od geografskog položaja, godišnjeg doba i doba dana. Čak se i lokacija gornje granice termosfere mijenja.

Najviši sloj atmosfere naziva se egzosfera ili sloj raspršivanja. Njegova donja granica se stalno mijenja u vrlo širokim granicama; visina od 690-800 km uzeta je kao prosječna vrijednost. Postavlja se gdje se vjerovatnoća međumolekularnih ili međuatomskih sudara može zanemariti, tj. prosječna udaljenost koju će molekul koji se haotično kreće prije sudara sa drugim sličnim molekulom (tzv. slobodni put) bit će toliko velika da se, u stvari, molekuli neće sudariti s vjerovatnoćom bliskom nuli. Sloj u kojem se odvija opisani fenomen naziva se termopauza.

Gornja granica egzosfere leži na visinama od 2-3 hiljade km. Jako je zamućen i postepeno prelazi u bliski svemirski vakuum. Ponekad se, iz tog razloga, egzosfera smatra dijelom svemira, a njena gornja granica se uzima za visinu od 190 hiljada km, na kojoj utjecaj pritiska sunčevog zračenja na brzinu atoma vodika premašuje gravitacijsko privlačenje zemlja. Ovo je tzv. Zemljina korona, koja se sastoji od atoma vodonika. Gustoća zemljine korone je vrlo niska: samo 1000 čestica po kubnom centimetru, ali čak i ovaj broj je više od 10 puta veći od koncentracije čestica u međuplanetarnom prostoru.

Zbog izuzetno razrijeđenog zraka egzosfere, čestice se kreću oko Zemlje po eliptičnim orbitama bez sudara jedna s drugom. Neki od njih, krećući se otvorenim ili hiperboličkim putanjama kosmičkim brzinama (atomi vodika i helija), napuštaju atmosferu i odlaze u svemir, zbog čega se egzosfera naziva sfera raspršenja.

Tačna veličina atmosfere nije poznata, jer njena gornja granica nije jasno vidljiva. Međutim, struktura atmosfere je dovoljno proučena da svako može dobiti ideju o tome kako je uređena plinovita ljuska naše planete.

Naučnici atmosferske fizike definišu ga kao područje oko Zemlje koje rotira zajedno sa planetom. FAI daje sljedeće definicija:

Granica između svemira i atmosfere ide duž Karmanove linije. Ova linija, prema definiciji iste organizacije, je visina iznad nivoa mora, koja se nalazi na nadmorskoj visini od 100 km.

Sve iznad ove linije je svemir. Atmosfera postepeno prelazi u međuplanetarni prostor, zbog čega postoje različite ideje o njenoj veličini.

S donjom granicom atmosfere sve je mnogo jednostavnije - prolazi kroz površinu zemljine kore i vodenu površinu Zemlje - hidrosferu. U isto vrijeme, granica se, moglo bi se reći, spaja sa površinom zemlje i vode, jer se tu otapaju i čestice zraka.

Koji slojevi atmosfere su uključeni u veličinu Zemlje

Zanimljiva činjenica: zimi je niža, ljeti veća.

Upravo u ovom sloju nastaju turbulencije, anticikloni i cikloni, nastaju oblaci. Upravo je ova sfera odgovorna za formiranje vremena, u njoj se nalazi oko 80% svih zračnih masa.

Tropauza je sloj u kojem temperatura ne opada s visinom. Iznad tropopauze, na nadmorskoj visini iznad 11 i do 50 km nalazi se. Stratosfera sadrži sloj ozona za koji je poznato da štiti planetu od ultraljubičastih zraka. Vazduh u ovom sloju je razrijeđen, što objašnjava karakterističnu ljubičastu nijansu neba. Brzina zračnih struja ovdje može doseći 300 km/h. Između stratosfere i mezosfere nalazi se stratopauza - granična sfera, u kojoj se odvija temperaturni maksimum.

Sljedeći sloj je . Prostire se do visine od 85-90 kilometara. Boja neba u mezosferi je crna, tako da se zvezde mogu posmatrati čak i ujutro i popodne. Tu se odvijaju najsloženiji fotohemijski procesi tokom kojih nastaje atmosferski sjaj.

Između mezosfere i sledećeg sloja je mezopauza. Definira se kao prelazni sloj u kojem se opaža temperaturni minimum. Iznad, na nadmorskoj visini od 100 kilometara, nalazi se Karmanova linija. Iznad ove linije nalaze se termosfera (ograničenje nadmorske visine 800 km) i egzosfera, koja se još naziva i "zona disperzije". Na visini od oko 2-3 hiljade kilometara, prelazi u bliski svemirski vakuum.

S obzirom da gornji sloj atmosfere nije jasno vidljiv, njegova tačna veličina se ne može izračunati. Osim toga, postoje organizacije u različitim zemljama s različitim mišljenjima o ovom pitanju. Treba napomenuti da Karmanova linija može se smatrati granicom zemljine atmosfere samo uslovno, jer različiti izvori koriste različite granične oznake. Dakle, u nekim izvorima možete pronaći informacije da gornja granica prolazi na visini od 2500-3000 km.

NASA za proračune koristi oznaku od 122 kilometra. Ne tako davno, izvedeni su eksperimenti koji su razjasnili da se granica nalazi na oko 118 km.

Promenila Zemljinu površinu. Ništa manje važna nije bila aktivnost vjetra, koji je prenosio male dijelove stijena na velike udaljenosti. Temperaturne fluktuacije i drugi atmosferski faktori značajno su utjecali na destrukciju stijena. Uz to, A. štiti Zemljinu površinu od razornog djelovanja padajućih meteorita, od kojih većina sagorijeva kada uđu u guste slojeve atmosfere.

Aktivnost živih organizama, koja je snažno uticala na razvoj same A., u velikoj meri zavisi od atmosferskih uslova. A. odlaže većinu ultraljubičastog zračenja sunca, što ima štetan učinak na mnoge organizme. Atmosferski kisik se koristi u procesu disanja životinja i biljaka, atmosferski ugljični dioksid - u procesu ishrane biljaka. Klimatski faktori, posebno termički režim i režim vlage, utiču na zdravstveno stanje i aktivnosti ljudi. Poljoprivreda posebno jako zavisi od klimatskih uslova. Zauzvrat, ljudska aktivnost ima sve veći uticaj na sastav atmosfere i na klimatski režim.

Struktura atmosfere

Vertikalna raspodjela temperature u atmosferi i srodna terminologija.

Brojni nadzori pokazuju da A. ima precizno izraženu slojevitu strukturu (vidi sl.). Glavne karakteristike slojevite strukture atmosfere određene su prvenstveno karakteristikama vertikalne raspodjele temperature. U najnižem dijelu A. - troposferi, gdje se uočava intenzivno turbulentno miješanje (vidi Turbulencija u atmosferi i hidrosferi), temperatura opada sa povećanjem nadmorske visine, a smanjenje temperature duž vertikale u prosjeku iznosi 6° na 1 km. Visina troposfere varira od 8-10 km u polarnim geografskim širinama do 16-18 km u blizini ekvatora. Zbog činjenice da se gustina vazduha brzo smanjuje sa visinom, u troposferi je koncentrisano oko 80% ukupne mase A. Iznad troposfere se nalazi prelazni sloj - tropopauza sa temperaturom 190-220, iznad koje se nalazi stratosfera. počinje. U donjem dijelu stratosfere opadanje temperature sa visinom prestaje, a temperatura ostaje približno konstantna do visine od 25 km - tzv. izotermno područje(donja stratosfera); viša temperatura počinje da raste - oblast inverzije (gornja stratosfera). Maksimalna temperatura iznosi ~270 K na nivou stratopauze, koja se nalazi na nadmorskoj visini od oko 55 km. Sloj A., koji se nalazi na visinama od 55 do 80 km, gdje temperatura opet opada s visinom, nazvan je mezosfera. Iznad njega se nalazi prelazni sloj - mezopauza, iznad kojeg se nalazi termosfera, gde temperatura, rastući sa visinom, dostiže veoma visoke vrednosti (preko 1000 K). Još više (na visinama od ~1.000 km ili više) nalazi se egzosfera, odakle se atmosferski plinovi raspršuju u svjetski prostor zbog disipacije i gdje se odvija postepeni prijelaz iz atmosferskog zraka u međuplanetarni prostor. Obično se svi slojevi atmosfere iznad troposfere nazivaju gornjim slojevima, iako se ponekad stratosfera ili njen donji dio nazivaju nižim slojevima atmosfere.

Svi strukturni parametri atmosfere (temperatura, pritisak, gustina) pokazuju značajnu prostornu i vremensku varijabilnost (latitudinalna, godišnja, sezonska, dnevna, itd.). Stoga su podaci na sl. odražavaju samo prosječno stanje atmosfere.

Šema strukture atmosfere:
1 - nivo mora; 2 - najviša tačka Zemlje - Mount Chomolungma (Everest), 8848 m; 3 - kumulusni oblaci lijepog vremena; 4 - moćni kumulusni oblaci; 5 - pljusak (grmljavinski) oblaci; 6 - nimbostratusni oblaci; 7 - cirusni oblaci; 8 - avion; 9 - sloj maksimalne koncentracije ozona; 10 - oblaci od sedefa; 11 - stratosferski balon; 12 - radiosonda; 1Z - meteori; 14 - noćni oblaci; 15 - aurore; 16 - američki raketni avion X-15; 17, 18, 19 - radio talasi koji se odbijaju od jonizovanih slojeva i vraćaju se na Zemlju; 20 - zvučni talas koji se odbija od toplog sloja i vraća se na Zemlju; 21 - prvi sovjetski umjetni satelit Zemlje; 22 - interkontinentalna balistička raketa; 23 - rakete za geofizička istraživanja; 24 - meteorološki sateliti; 25 - svemirski brod "Sojuz-4" i "Sojuz-5"; 26 - svemirske rakete koje napuštaju atmosferu, kao i radio talas koji prodire u jonizovane slojeve i napušta atmosferu; 27, 28 - disipacija (klizanje) atoma H i He; 29 - putanja solarnih protona P; 30 - prodor ultraljubičastih zraka (talasna dužina l>2000 i l< 900).

Slojevita struktura atmosfere ima mnoge druge različite manifestacije. Hemijski sastav atmosfere je heterogen po visini.Ako na visinama do 90 km, gdje dolazi do intenzivnog miješanja atmosfere, relativni sastav konstantnih komponenti atmosfere ostaje praktično nepromijenjen (cijela ova debljina atmosfere naziva se homosfere), zatim iznad 90 km - u heterosfera- pod uticajem disocijacije molekula atmosferskih gasova ultraljubičastim zračenjem sunca dolazi do jake promene hemijskog sastava atmosferskih agenasa sa visinom. Tipične karakteristike ovog dijela A. su slojevi ozona i vlastiti sjaj atmosfere. Složena slojevita struktura je karakteristična za atmosferski aerosol - čvrste čestice zemaljskog i kosmičkog porijekla suspendovane u vazduhu. Najčešći slojevi aerosola su ispod tropopauze i na nadmorskoj visini od oko 20 km. Slojevita je vertikalna distribucija elektrona i jona u atmosferi, koja se izražava u postojanju D, E i F slojeva jonosfere.

Kompozicija atmosfere

Jedna od optički najaktivnijih komponenti je atmosferski aerosol - čestice suspendovane u vazduhu veličine od nekoliko nm do nekoliko desetina mikrona, koje nastaju kondenzacijom vodene pare i ulaze u atmosferu sa zemljine površine kao rezultat industrijskog zagađenja, vulkanske erupcije, ali i iz svemira. Aerosol se uočava i u troposferi iu gornjim slojevima A. Koncentracija aerosola brzo opada sa visinom, ali brojni sekundarni maksimumi povezani sa postojanjem aerosolnih slojeva su superponirani na ovaj trend.

gornju atmosferu

Iznad 20-30 km, molekuli atoma se, kao rezultat disocijacije, u jednom ili drugom stupnju raspadaju na atome, a u atomu se pojavljuju slobodni atomi i novi, složeniji molekuli. Nešto više, procesi jonizacije postaju značajni.

Najnestabilnije područje je heterosfera, gdje procesi ionizacije i disocijacije dovode do brojnih fotohemijskih reakcija koje određuju promjenu sastava zraka s visinom. Ovdje se odvija i gravitacijsko odvajanje plinova, koje se izražava u postepenom obogaćivanju atmosfere lakšim plinovima s povećanjem nadmorske visine. Prema raketnim mjerenjima, gravitacijsko odvajanje neutralnih plinova - argona i dušika - uočeno je iznad 105-110 km. Glavne komponente A. u sloju od 100-210 km su molekularni dušik, molekularni kisik i atomski kisik (koncentracija posljednjeg na nivou od 210 km dostiže 77 ± 20% koncentracije molekularnog dušika).

Gornji dio termosfere sastoji se uglavnom od atomskog kisika i dušika. Na visini od 500 km molekularni kisik praktički nema, ali molekularni dušik, čija se relativna koncentracija jako smanjuje, i dalje dominira atomskim dušikom.

U termosferi važnu ulogu imaju plimna kretanja (vidi oseke i oseke), gravitacioni talasi, fotohemijski procesi, povećanje srednjeg slobodnog puta čestica i drugi faktori. Rezultati posmatranja usporavanja satelita na visinama od 200-700 km doveli su do zaključka da postoji veza između gustine, temperature i sunčeve aktivnosti, koja je povezana sa postojanjem dnevne, polugodišnje i godišnje varijacije strukturnih parametara. . Moguće je da su dnevne varijacije uglavnom uzrokovane atmosferskim plimama. Tokom perioda sunčevih baklji, temperatura na visini od 200 km u niskim geografskim širinama može dostići 1700-1900°C.

Iznad 600 km, helijum postaje dominantna komponenta, a još više, na visinama od 2-20 hiljada km, proteže se Zemljina vodikova korona. Na ovim visinama Zemlja je okružena omotačem naelektrisanih čestica čija temperatura dostiže nekoliko desetina hiljada stepeni. Ovdje su unutrašnji i vanjski radijacijski pojasi Zemlje. Unutrašnji pojas, ispunjen uglavnom protonima sa energijom od stotine MeV, ograničen je visinama od 500-1600 km na geografskim širinama od ekvatora do 35-40°. Vanjski pojas se sastoji od elektrona s energijama reda stotine keV. Iza vanjskog pojasa nalazi se "najudaljeniji pojas", u kojem su koncentracija i tok elektrona mnogo veći. Upad solarnog korpuskularnog zračenja (solarnog vjetra) u gornje slojeve aurore dovodi do pojave aurore. Pod uticajem ovog bombardovanja gornje atmosfere elektronima i protonima solarne korone, pobuđuje se i prirodni sjaj atmosfere, koji se ranije zvao sjaj noćnog neba. Kada solarni vjetar stupi u interakciju sa magnetnim poljem Zemlje, stvara se zona koja je dobila ime. Zemljinu magnetosferu , gde tokovi solarne plazme ne prodiru .

Gornje slojeve A. karakteriše postojanje jakih vjetrova čija brzina dostiže 100-200 m/sec. Brzina i smjer vjetra unutar troposfere, mezosfere i niže termosfere imaju veliku prostorno-vremensku varijabilnost. Iako je masa gornjih slojeva atmosfere neznatna u odnosu na masu nižih slojeva, a energija atmosferskih procesa u visokim slojevima relativno mala, po svemu sudeći, postoji određeni uticaj visokih slojeva atmosfere na vrijeme i klima u troposferi.

Radijacijski, toplotni i vodni bilansi atmosfere

Praktično jedini izvor energije za sve fizičke procese koji se razvijaju u Jermeniji je sunčevo zračenje. Glavna karakteristika režima zračenja A. - tzv. efekat staklene bašte: A. slabo apsorbuje kratkotalasno sunčevo zračenje (veći deo dopire do površine zemlje), ali odlaže dugotalasno (potpuno infracrveno) toplotno zračenje zemljine površine, što značajno smanjuje prenos toplote zemlje u svemir i povećava njegovu temperaturu.

Sunčevo zračenje koje ulazi u A. djelomično se apsorbira u A. uglavnom vodenom parom, ugljičnim dioksidom, ozonom i aerosolima, a raspršuje se česticama aerosola i fluktuacijama gustine A. Kao rezultat raspršivanja sunčeve energije zračenja u A. se ne opaža samo direktno sunčevo zračenje, već i raspršeno zračenje, koje zajedno čine ukupno zračenje. Dospijevajući na površinu zemlje, ukupna radijacija se djelimično odbija od nje. Količina reflektovanog zračenja određena je reflektivnošću donje površine, tzv. albedo. Zbog apsorbovanog zračenja, zemljina površina se zagreva i postaje izvor sopstvenog dugotalasnog zračenja usmerenog prema A. Zauzvrat, A. takođe emituje dugotalasno zračenje usmereno ka zemljinoj površini (tzv. anti- zračenje A.) i u svetski prostor (tzv. prostor). izlazno zračenje). Racionalna razmjena toplote između zemljine površine i A. određena je efektivnim zračenjem - razlikom između zračenja Zemljine površine i antiradijacije A koje ona apsorbuje. Razlika između kratkotalasnog zračenja koje apsorbuje Zemljina površina i efektivnog zračenja je zove se radijaciona ravnoteža.

Pretvaranje energije sunčevog zračenja nakon što je apsorbovano na zemljinoj površini u energiju atmosfere čini toplotnu ravnotežu Zemlje. Glavni izvor toplote za atmosferu je Zemljina površina, koja apsorbuje većinu sunčevog zračenja. Budući da je apsorpcija sunčevog zračenja u A. manja od gubitka topline iz A. u svjetski prostor dugovalnim zračenjem, radijativna potrošnja topline se nadopunjuje prilivom topline u A. sa zemljine površine u obliku turbulentnog prijenosa topline i dolaska topline kao rezultat kondenzacije vodene pare u A. Od konačnog Količina kondenzacije u cijeloj Africi jednaka je količini padavina, a također i količini isparavanja sa zemljine površine; dotok toplote kondenzacije u Jermeniju je numerički jednak količini toplote koja se troši na isparavanje na površini Zemlje (vidi i Vodeni bilans).

Deo energije sunčevog zračenja troši se na održavanje opšte cirkulacije atmosfere i na druge atmosferske procese, ali je taj deo neznatan u poređenju sa glavnim komponentama toplotnog bilansa.

kretanje vazduha

Zbog velike pokretljivosti atmosferskog zraka, vjetrovi se uočavaju na svim visinama neba. Kretanje zraka ovisi o mnogim faktorima, od kojih je glavni neravnomjerno zagrijavanje zraka u različitim dijelovima svijeta.

Posebno veliki temperaturni kontrasti u blizini Zemljine površine postoje između ekvatora i polova zbog razlike u dolasku sunčeve energije na različite geografske širine. Uz to, na raspodjelu temperature utječe i položaj kontinenata i okeana. Zbog visokog toplotnog kapaciteta i toplotne provodljivosti okeanskih voda, okeani značajno ublažavaju temperaturne fluktuacije koje nastaju kao rezultat promena u dolasku sunčevog zračenja tokom godine. S tim u vezi, u umjerenim i visokim geografskim širinama, temperatura zraka iznad okeana ljeti je znatno niža nego nad kontinentima, a zimi je viša.

Neravnomjerno zagrijavanje atmosfere doprinosi razvoju sistema velikih vazdušnih strujanja - tzv. opća cirkulacija atmosfere, koja stvara horizontalni prijenos topline u zraku, uslijed čega se primjetno izglađuju razlike u zagrijavanju atmosferskog zraka u pojedinim regijama. Uz to, opća cirkulacija vrši ciklus vlage u Africi, tokom kojeg se vodena para prenosi iz okeana na kopno i vlaže kontinenti. Kretanje vazduha u opštem cirkulacionom sistemu usko je povezano sa distribucijom atmosferskog pritiska i takođe zavisi od rotacije Zemlje (vidi Coriolisova sila). Na nivou mora, distribuciju pritiska karakteriše smanjenje u blizini ekvatora, povećanje u suptropima (zone visokog pritiska) i smanjenje u umerenim i visokim geografskim širinama. Istovremeno, nad kontinentima vantropskih geografskih širina, pritisak je obično povećan zimi, a smanjen ljeti.

Složen sistem vazdušnih strujanja povezan je sa planetarnom distribucijom pritiska, neke od njih su relativno stabilne, dok se druge stalno menjaju u prostoru i vremenu. U stabilne vazdušne struje spadaju pasati, koji su usmereni od suptropskih geografskih širina obe hemisfere ka ekvatoru. Monsuni su također relativno stabilni - zračne struje koje nastaju između okeana i kopna i imaju sezonski karakter. U umjerenim geografskim širinama prevladavaju zapadne zračne struje (od zapada prema istoku). Ove struje uključuju velike vrtloge - ciklone i anticiklone, koji se obično protežu na stotine i hiljade kilometara. Cikloni se primjećuju i u tropskim geografskim širinama, gdje se odlikuju manjom veličinom, ali posebno velikom brzinom vjetra, često dostižući snagu uragana (tzv. tropski cikloni). U gornjoj troposferi i donjoj stratosferi postoje relativno uski (stotine kilometara široki) mlazni tokovi sa oštro određenim granicama, unutar kojih vjetar dostiže ogromne brzine - do 100-150 m / s. Zapažanja pokazuju da su karakteristike atmosferske cirkulacije u donjem dijelu stratosfere određene procesima u troposferi.

U gornjoj polovini stratosfere, gdje se temperatura povećava sa visinom, brzina vjetra raste sa visinom, pri čemu ljeti dominiraju istočni vjetrovi, a zimi zapadni vjetrovi. Cirkulaciju ovdje određuje stratosferski izvor topline, čije postojanje je povezano s intenzivnom apsorpcijom ultraljubičastog sunčevog zračenja ozonom.

U donjem dijelu mezosfere u umjerenim geografskim širinama, brzina zimskog zapadnog transporta raste do maksimalnih vrijednosti - oko 80 m/sec, a ljetnog istočnog transporta - do 60 m/sec na nivou od oko 70 km. Nedavne studije jasno su pokazale da se karakteristike temperaturnog polja u mezosferi ne mogu objasniti samo uticajem faktora zračenja. Dinamički faktori su od primarne važnosti (posebno, grijanje ili hlađenje kada se zrak spušta ili podiže), a mogući su i izvori topline koji nastaju fotokemijskim reakcijama (na primjer, rekombinacija atomskog kisika).

Iznad hladnog sloja mezopauze (u termosferi) temperatura vazduha počinje naglo da raste sa visinom. U mnogim aspektima, ova regija Afrike je slična donjoj polovini stratosfere. Vjerovatno je cirkulacija u donjem dijelu termosfere određena procesima u mezosferi, dok je dinamika gornjih slojeva termosfere posljedica apsorpcije sunčevog zračenja ovdje. Međutim, teško je proučavati atmosfersko kretanje na ovim visinama zbog njihove značajne složenosti. Od velikog značaja u termosferi su plimna kretanja (uglavnom solarne poludnevne i dnevne plime), pod čijim uticajem brzina vjetra na visinama većim od 80 km može doseći 100-120 m/sec. Karakteristična karakteristika atmosferskih plime i oseke je njihova snažna varijabilnost u zavisnosti od geografske širine, godišnjeg doba, visine iznad nivoa mora i doba dana. U termosferi takođe postoje značajne promene brzine vetra sa visinom (uglavnom blizu nivoa od 100 km), koje se pripisuju uticaju gravitacionih talasa. Nalazi se u rasponu nadmorske visine od 100-110 km t. turbopauza oštro odvaja područje koje se nalazi iznad od zone intenzivnog turbulentnog miješanja.

Uz velike zračne struje uočavaju se brojne lokalne cirkulacije zraka u nižim slojevima atmosfere (povjetarac, bura, planinsko-dolinski vjetrovi itd.; vidi Lokalni vjetrovi). U svim zračnim strujama obično se primjećuju pulsacije vjetra, koje odgovaraju kretanju zračnih vrtloga srednje i male veličine. Takve pulsacije su povezane s atmosferskom turbulencijom, koja značajno utječe na mnoge atmosferske procese.

Klima i vrijeme

Razlike u količini sunčevog zračenja koje dostiže različite geografske širine zemljine površine i složenost njene strukture, uključujući distribuciju okeana, kontinenata i glavnih planinskih sistema, određuju raznovrsnost Zemljine klime (vidi Klima).

Književnost

Meteorologija i hidrologija za 50 godina sovjetske vlasti, ur. Priredila E. K. Fedorova, Lenjingrad, 1967.
Khrgian A. Kh., Atmosferska fizika, 2. izd., M., 1958;
Zverev A. S., Sinoptička meteorologija i osnove vremenske prognoze, L., 1968;
Khromov S.P., Meteorologija i klimatologija za geografske fakultete, L., 1964;
Tverskoy P. N., Kurs meteorologije, L., 1962;
Matveev LT, Osnove opšte meteorologije. Fizika atmosfere, L., 1965;
Budyko M. I., Toplotna ravnoteža zemljine površine, L., 1956;
Kondratiev K. Ya., Actinometrija, L., 1965;
Tails I. A., Visoki slojevi atmosfere, L., 1964;
Moroz V.I., Fizika planeta, M., 1967;
Tverskoy P. N., Atmosferski elektricitet, L., 1949;
Shishkin N. S., Oblaci, padavine i elektricitet munje, M., 1964;
Ozon u Zemljinoj atmosferi, ur. G. P. Gushchina, L., 1966;
Imyanitov I. M., Chubarina E. V., Elektricitet slobodne atmosfere, L., 1965.

M. I. Budyko, K. Ya. Kondratiev.

Ovaj članak ili odjeljak koristi tekst

Enciklopedijski YouTube

1 / 5

✪ Zemaljski svemirski brod (Epizoda 14) - Atmosfera

✪ Zašto atmosfera nije uvučena u svemirski vakuum?

✪ Ulazak u Zemljinu atmosferu svemirskog broda "Sojuz TMA-8"

✪ Struktura atmosfere, značenje, studija

✪ O. S. Ugoljnikov "Gornja atmosfera. Susret Zemlje i svemira"

Titlovi

Granica atmosfere

Atmosferom se smatra ono područje oko Zemlje u kojem se gasoviti medij rotira zajedno sa Zemljom u cjelini. Atmosfera prelazi u međuplanetarni prostor postepeno, u egzosferi, počevši od visine od 500-1000 km od Zemljine površine.

Prema definiciji koju je predložila Međunarodna vazduhoplovna federacija, granica između atmosfere i svemira povučena je linijom Karmana, koja se nalazi na visini od oko 100 km, iznad koje zračni letovi postaju potpuno nemogući. NASA koristi oznaku od 122 kilometra (400.000 stopa) kao granicu atmosfere, gdje šatlovi prelaze s propulzivnog manevriranja na aerodinamičko manevriranje.

Fizička svojstva

Pored gasova navedenih u tabeli, atmosfera sadrži Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, ugljovodonike, HCl,, HBr, pare, I 2, Br 2, kao i mnoge druge gasovi u manjim količinama. U troposferi se stalno nalazi velika količina suspendiranih čvrstih i tečnih čestica (aerosol). Radon (Rn) je najrjeđi gas u Zemljinoj atmosferi.

Struktura atmosfere

granični sloj atmosfere

Donji sloj troposfere (debljine 1-2 km), u kojem stanje i svojstva Zemljine površine direktno utiču na dinamiku atmosfere.

Troposfera

Njegova gornja granica je na nadmorskoj visini od 8-10 km u polarnim, 10-12 km u umjerenim i 16-18 km u tropskim geografskim širinama; niže zimi nego ljeti.
Donji, glavni sloj atmosfere sadrži više od 80% ukupne mase atmosferskog vazduha i oko 90% sve vodene pare prisutne u atmosferi. Turbulencija i konvekcija su snažno razvijene u troposferi, pojavljuju se oblaci, razvijaju se cikloni i anticikloni. Temperatura opada sa visinom sa prosječnim vertikalnim gradijentom od 0,65°/100 metara.

tropopauza

Prijelazni sloj iz troposfere u stratosferu, sloj atmosfere u kojem se zaustavlja smanjenje temperature sa visinom.

Stratosfera

Sloj atmosfere nalazi se na nadmorskoj visini od 11 do 50 km. Tipična je mala promjena temperature u sloju od 11-25 km (donji sloj stratosfere) i njeno povećanje u sloju od 25-40 km od -56,5 do +0,8 ° (gornja stratosfera ili inverzija). Nakon dostizanja vrijednosti od oko 273 K (skoro 0 °C) na visini od oko 40 km, temperatura ostaje konstantna do visine od oko 55 km. Ovo područje konstantne temperature naziva se stratopauza i granica je između stratosfere i mezosfere.

Stratopauza

Granični sloj atmosfere između stratosfere i mezosfere. Postoji maksimum u vertikalnoj distribuciji temperature (oko 0 °C).

Mezosfera

Termosfera

Gornja granica je oko 800 km. Temperatura se penje na nadmorske visine od 200-300 km, gdje dostiže vrijednosti od reda od 1500 K, nakon čega ostaje gotovo konstantna do velikih visina. Pod djelovanjem sunčevog zračenja i kosmičkog zračenja, zrak se ionizira („polarna svjetla“) - glavni dijelovi jonosfere leže unutar termosfere. Na visinama iznad 300 km prevladava atomski kiseonik. Gornja granica termosfere je u velikoj mjeri određena trenutnom aktivnošću Sunca. U periodima niske aktivnosti - na primjer, 2008-2009 - primetno je smanjenje veličine ovog sloja.

Termopauza

Područje atmosfere iznad termosfere. U ovom području apsorpcija sunčevog zračenja je neznatna i temperatura se zapravo ne mijenja s visinom.

Egzosfera (sfera raspršivanja)

Do visine od 100 km atmosfera je homogena, dobro izmiješana mješavina plinova. U višim slojevima distribucija gasova po visini zavisi od njihove molekularne mase, koncentracija težih gasova opada brže sa udaljavanjem od Zemljine površine. Zbog smanjenja gustine gasa, temperatura pada sa 0 °C u stratosferi na -110 °C u mezosferi. Međutim, kinetička energija pojedinačnih čestica na visinama od 200-250 km odgovara temperaturi od ~150 °C. Iznad 200 km, uočene su značajne fluktuacije u temperaturi i gustini gasa u vremenu i prostoru.

Na visini od oko 2000-3500 km egzosfera postepeno prelazi u tzv. blizu svemirskog vakuuma, koji je ispunjen rijetkim česticama međuplanetarnog plina, uglavnom atomima vodonika. Ali ovaj plin je samo dio međuplanetarne materije. Drugi dio se sastoji od čestica poput prašine kometnog i meteorskog porijekla. Pored izuzetno razrijeđenih čestica poput prašine, u ovaj prostor prodire elektromagnetno i korpuskularno zračenje solarnog i galaktičkog porijekla.

Pregled

Troposfera čini oko 80% mase atmosfere, stratosfera oko 20%; masa mezosfere nije veća od 0,3%, termosfera je manja od 0,05% ukupne mase atmosfere.

Na osnovu električnih svojstava u atmosferi, oni emituju neutrosfera i jonosfera .

U zavisnosti od sastava gasa u atmosferi, oni emituju homosfera i heterosfera. heterosfera- ovo je oblast u kojoj gravitacija utiče na odvajanje gasova, jer je njihovo mešanje na takvoj visini zanemarljivo. Otuda slijedi varijabilni sastav heterosfere. Ispod njega leži dobro izmiješan, homogen dio atmosfere, nazvan homosfera. Granica između ovih slojeva naziva se turbopauza, nalazi se na nadmorskoj visini od oko 120 km.

Ostala svojstva atmosfere i uticaji na ljudski organizam

Već na visini od 5 km nadmorske visine, neuvježbana osoba razvija gladovanje kisikom, a bez adaptacije, performanse osobe su značajno smanjene. Tu se završava fiziološka zona atmosfere. Ljudsko disanje postaje nemoguće na visini od 9 km, iako do oko 115 km atmosfera sadrži kiseonik.

Atmosfera nam daje kiseonik koji nam je potreban za disanje. Međutim, zbog pada ukupnog pritiska atmosfere kako se dižete na visinu, parcijalni pritisak kiseonika takođe se smanjuje u skladu sa tim.

Istorija formiranja atmosfere

Prema najčešćoj teoriji, Zemljina atmosfera je kroz svoju istoriju bila u tri različita sastava. U početku se sastojao od lakih gasova (vodonik i helijum) uhvaćenih iz međuplanetarnog prostora. Ova tzv primarna atmosfera. U sljedećoj fazi, aktivna vulkanska aktivnost dovela je do zasićenja atmosfere drugim plinovima osim vodonika (ugljični dioksid, amonijak, vodena para). Ovako sekundarna atmosfera. Ova atmosfera je bila obnavljajuća. Nadalje, proces formiranja atmosfere određivali su sljedeći faktori:

curenje lakih gasova (vodonik i helijum) u međuplanetarni prostor;
hemijske reakcije koje se dešavaju u atmosferi pod uticajem ultraljubičastog zračenja, pražnjenja groma i nekih drugih faktora.

Postepeno su ovi faktori doveli do formiranja tercijarne atmosfere, koju karakterizira mnogo manji sadržaj vodika i mnogo veći sadržaj dušika i ugljičnog dioksida (nastalih kao rezultat kemijskih reakcija iz amonijaka i ugljikovodika).

Nitrogen

Formiranje velike količine dušika N 2 nastaje zbog oksidacije atmosfere amonijaka i vodika molekularnim kisikom O 2, koji je počeo dolaziti s površine planete kao rezultat fotosinteze, počevši od prije 3 milijarde godina. Dušik N 2 se također oslobađa u atmosferu kao rezultat denitrifikacije nitrata i drugih spojeva koji sadrže dušik. Azot se oksidira ozonom u NO u gornjoj atmosferi.

Azot N 2 ulazi u reakcije samo pod određenim uslovima (na primjer, tokom pražnjenja groma). Oksidacija molekularnog azota ozonom tokom električnih pražnjenja koristi se u malim količinama u industrijskoj proizvodnji azotnih đubriva. Može se oksidirati uz malu potrošnju energije i pretvoriti u biološki aktivan oblik uz pomoć cijanobakterija (plavo-zelene alge) i bakterija kvržica koje formiraju rizobijalnu simbiozu sa mahunarkama, koje mogu biti efikasne biljke zelenog gnojiva koje ne iscrpljuju, već obogaćuju tlo. prirodna đubriva.

Kiseonik

Sastav atmosfere počeo se radikalno mijenjati pojavom živih organizama na Zemlji, kao rezultat fotosinteze, praćene oslobađanjem kisika i apsorpcijom ugljičnog dioksida. U početku se kisik trošio na oksidaciju reduciranih spojeva - amonijaka, ugljikovodika, željeznog oblika željeza sadržanog u oceanima i drugih. Na kraju ove faze, sadržaj kiseonika u atmosferi počeo je da raste. Postepeno se formirala moderna atmosfera sa oksidativnim svojstvima. Budući da je to izazvalo ozbiljne i nagle promjene u mnogim procesima u atmosferi, litosferi i biosferi, ovaj događaj je nazvan kisikovom katastrofom.

plemenitih gasova

Zagađenje zraka

Nedavno je čovjek počeo da utiče na evoluciju atmosfere. Rezultat ljudske aktivnosti je konstantno povećanje sadržaja ugljičnog dioksida u atmosferi zbog sagorijevanja ugljikovodičnih goriva akumuliranih u prethodnim geološkim epohama. Ogromne količine CO 2 troše se tokom fotosinteze i apsorbuju ga svjetski okeani. Ovaj plin ulazi u atmosferu zbog raspadanja karbonatnih stijena i organskih tvari biljnog i životinjskog porijekla, kao i zbog vulkanizma i ljudskih proizvodnih aktivnosti. U proteklih 100 godina, sadržaj CO 2 u atmosferi porastao je za 10%, pri čemu glavni dio (360 milijardi tona) dolazi od sagorijevanja goriva. Ako se nastavi stopa rasta sagorijevanja goriva, onda će se u sljedećih 200-300 godina količina CO 2 u atmosferi udvostručiti i može dovesti do globalnih klimatskih promjena.

Sagorevanje goriva je glavni izvor zagađujućih gasova (SO,, SO 2). Atmosferski kisik oksidira sumporni dioksid u SO 3, a dušikov oksid u NO 2 u gornjoj atmosferi, koji zauzvrat stupa u interakciju s vodenom parom, a rezultirajuća sumporna kiselina H 2 SO 4 i dušična kiselina HNO 3 padaju na površinu Zemlje u formiraju takozvane kisele kiše. Upotreba