Το βάρος της ατμόσφαιρας της γης. Τα κύρια στρώματα της ατμόσφαιρας της γης σε αύξουσα σειρά

Η ατμόσφαιρα είναι αυτή που κάνει δυνατή τη ζωή στη Γη. Λαμβάνουμε τις πρώτες πληροφορίες και στοιχεία για την ατμόσφαιρα πίσω δημοτικό σχολείο. Στο γυμνάσιο, εξοικειωνόμαστε περισσότερο με αυτήν την έννοια στα μαθήματα γεωγραφίας.

Έννοια της ατμόσφαιρας της γης

Όχι μόνο η Γη έχει ατμόσφαιρα, αλλά και άλλες ουράνια σώματα. Αυτό είναι αυτό που ονομάζεται κέλυφος αερίου, γύρω πλανήτες. Η σύνθεση αυτού του στρώματος αερίου διαφορετικούς πλανήτεςείναι σημαντικά διαφορετικό. Ας δούμε τις βασικές πληροφορίες και τα γεγονότα για τον ονομαζόμενο αέρα.

Το πιο σημαντικό συστατικό του είναι το οξυγόνο. Μερικοί άνθρωποι πιστεύουν λανθασμένα ότι η ατμόσφαιρα της γης αποτελείται εξ ολοκλήρου από οξυγόνο, αλλά στην πραγματικότητα, ο αέρας είναι ένα μείγμα αερίων. Περιέχει 78% άζωτο και 21% οξυγόνο. Το υπόλοιπο ένα τοις εκατό περιλαμβάνει όζον, αργό, διοξείδιο του άνθρακα, υδρατμοί. Αφήνω ποσοστόΑυτά τα αέρια είναι μικρά, αλλά έχουν απόδοση σημαντική λειτουργία- απορροφούν σημαντικό μέρος του ήλιου ακτινοβολούμενη ενέργεια, εμποδίζοντας έτσι το φωτιστικό να μετατρέψει όλη τη ζωή στον πλανήτη μας σε στάχτη. Οι ιδιότητες της ατμόσφαιρας αλλάζουν ανάλογα με το υψόμετρο. Για παράδειγμα, σε υψόμετρο 65 km, το άζωτο είναι 86% και το οξυγόνο είναι 19%.

Σύνθεση της ατμόσφαιρας της Γης

• Διοξείδιο του άνθρακααπαραίτητο για τη διατροφή των φυτών. Εμφανίζεται στην ατμόσφαιρα ως αποτέλεσμα της διαδικασίας αναπνοής των ζωντανών οργανισμών, της σήψης και της καύσης. Η απουσία του στην ατμόσφαιρα θα καθιστούσε αδύνατη την ύπαρξη οποιωνδήποτε φυτών.
• Οξυγόνο- ζωτικό συστατικό της ατμόσφαιρας για τον άνθρωπο. Η παρουσία του είναι προϋπόθεση για την ύπαρξη όλων των ζωντανών οργανισμών. Αποτελεί περίπου το 20% του συνολικού όγκου ατμοσφαιρικά αέρια.
• Οζοείναι ένας φυσικός ηλιακός απορροφητής υπεριωδης ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ, που έχει επιζήμια επίδραση στους ζωντανούς οργανισμούς. Το μεγαλύτερο μέρος του σχηματίζει ένα ξεχωριστό στρώμα της ατμόσφαιρας - την οθόνη του όζοντος. ΣΕ ΠρόσφαταΗ ανθρώπινη δραστηριότητα οδηγεί στο γεγονός ότι αρχίζει να καταρρέει σταδιακά, αλλά επειδή έχει μεγάλη σημασία, πραγματοποιείται ενεργή εργασίαγια τη διατήρηση και την αποκατάστασή του.
• υδρατμούςκαθορίζει την υγρασία του αέρα. Το περιεχόμενό του μπορεί να διαφέρει ανάλογα με διάφορους παράγοντες: θερμοκρασία αέρα, εδαφική θέση, εποχή. Σε χαμηλές θερμοκρασίες υπάρχουν πολύ λίγοι υδρατμοί στον αέρα, ίσως λιγότερο από ένα τοις εκατό, και σε υψηλές θερμοκρασίες η ποσότητα τους φτάνει το 4%.
• Εκτός από όλα τα παραπάνω, η σύνθεση της ατμόσφαιρας της γης περιέχει πάντα ένα ορισμένο ποσοστό στερεές και υγρές ακαθαρσίες. Αυτή είναι αιθάλη, στάχτη, θαλασσινό αλάτι, σκόνη, σταγόνες νερού, μικροοργανισμοί. Μπορούν να εισέλθουν στον αέρα τόσο φυσικά όσο και ανθρωπογενώς.

Στρώματα της ατμόσφαιρας

Η θερμοκρασία, η πυκνότητα και η ποιοτική σύνθεση του αέρα δεν είναι ίδιες σε διαφορετικά υψόμετρα. Εξαιτίας αυτού, συνηθίζεται να διακρίνουμε διαφορετικά στρώματα της ατμόσφαιρας. Κάθε ένα από αυτά έχει τα δικά του χαρακτηριστικά. Ας μάθουμε ποια στρώματα της ατμόσφαιρας διακρίνονται:

• Τροπόσφαιρα - αυτό το στρώμα της ατμόσφαιρας είναι πιο κοντά στην επιφάνεια της Γης. Το ύψος του είναι 8-10 km πάνω από τους πόλους και 16-18 km στους τροπικούς. Το 90% του συνόλου των υδρατμών στην ατμόσφαιρα βρίσκεται εδώ, επομένως εμφανίζεται ενεργός σχηματισμός νεφών. Επίσης σε αυτό το στρώμα παρατηρούνται διεργασίες όπως η κίνηση του αέρα (άνεμος), οι αναταράξεις και η συναγωγή. Οι θερμοκρασίες κυμαίνονται από +45 βαθμούς το μεσημέρι στη ζεστή εποχή στις τροπικές περιοχές έως -65 βαθμούς στους πόλους.
• Η στρατόσφαιρα είναι το δεύτερο πιο απομακρυσμένο στρώμα της ατμόσφαιρας. Βρίσκεται σε υψόμετρο από 11 έως 50 χλμ. Στο κατώτερο στρώμα της στρατόσφαιρας η θερμοκρασία είναι περίπου -55, απομακρύνεται από τη Γη, ανεβαίνει στους +1˚С. Αυτή η περιοχή ονομάζεται αναστροφή και είναι το όριο της στρατόσφαιρας και της μεσόσφαιρας.
• Η μεσόσφαιρα βρίσκεται σε υψόμετρο από 50 έως 90 χιλιόμετρα. Η θερμοκρασία στο κάτω όριο του είναι περίπου 0, στο πάνω φτάνει τους -80...-90 ˚С. Οι μετεωρίτες που εισέρχονται στην ατμόσφαιρα της Γης καίγονται εντελώς στη μεσόσφαιρα, προκαλώντας λάμψεις αέρα εδώ.
• Η θερμόσφαιρα έχει πάχος περίπου 700 km. Το βόρειο σέλας εμφανίζεται σε αυτό το στρώμα της ατμόσφαιρας. Εμφανίζονται λόγω της επίδρασης της κοσμικής ακτινοβολίας και της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από τον Ήλιο.
• Η εξώσφαιρα είναι η ζώνη διασποράς του αέρα. Εδώ η συγκέντρωση των αερίων είναι μικρή και σταδιακά διαφεύγουν στον διαπλανητικό χώρο.

Το όριο μεταξύ της ατμόσφαιρας της γης και του διαστήματος θεωρείται ότι είναι 100 km. Αυτή η γραμμή ονομάζεται γραμμή Κάρμαν.

Ατμοσφαιρική πίεση

Όταν ακούμε την πρόγνωση του καιρού, ακούμε συχνά μετρήσεις βαρομετρικής πίεσης. Τι σημαίνει όμως η ατμοσφαιρική πίεση και πώς μπορεί να μας επηρεάσει;

Καταλάβαμε ότι ο αέρας αποτελείται από αέρια και ακαθαρσίες. Κάθε ένα από αυτά τα συστατικά έχει το δικό του βάρος, πράγμα που σημαίνει ότι η ατμόσφαιρα δεν είναι αβαρής, όπως πίστευαν μέχρι τον 17ο αιώνα. Ατμοσφαιρική πίεση είναι η δύναμη με την οποία όλα τα στρώματα της ατμόσφαιρας πιέζουν την επιφάνεια της Γης και όλα τα αντικείμενα.

Οι επιστήμονες έκαναν πολύπλοκους υπολογισμούς και το απέδειξαν τετραγωνικό μέτροπεριοχή που πιέζει η ατμόσφαιρα με δύναμη 10.333 kg. Που σημαίνει, ανθρώπινο σώμαεκτεθειμένη σε πίεση αέρα, το βάρος της οποίας είναι 12-15 τόνοι. Γιατί δεν το νιώθουμε αυτό; Είναι η εσωτερική μας πίεση που μας σώζει, που εξισορροπεί το εξωτερικό. Μπορείτε να νιώσετε την ατμοσφαιρική πίεση όταν βρίσκεστε σε αεροπλάνο ή ψηλά στα βουνά, γιατί Ατμοσφαιρική πίεσηπολύ λιγότερο σε υψόμετρο. Σε αυτή την περίπτωση, είναι πιθανή σωματική δυσφορία, βουλωμένα αυτιά και ζάλη.

Πολλά μπορούν να ειπωθούν για τη γύρω ατμόσφαιρα. Γνωρίζουμε πολλά ενδιαφέροντα στοιχεία για αυτήν, και μερικά από αυτά μπορεί να φαίνονται εκπληκτικά:

• Το βάρος της γήινης ατμόσφαιρας είναι 5.300.000.000.000.000 τόνοι.
• Προωθεί τη μετάδοση του ήχου. Σε υψόμετρο άνω των 100 km, αυτή η ιδιότητα εξαφανίζεται λόγω αλλαγών στη σύνθεση της ατμόσφαιρας.
• Η κίνηση της ατμόσφαιρας προκαλείται από ανομοιόμορφη θέρμανση της επιφάνειας της Γης.
• Ένα θερμόμετρο χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας του αέρα και ένα βαρόμετρο χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της πίεσης της ατμόσφαιρας.
• Η παρουσία μιας ατμόσφαιρας σώζει τον πλανήτη μας από 100 τόνους μετεωριτών κάθε μέρα.
• Η σύνθεση του αέρα ήταν σταθερή για αρκετές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, αλλά άρχισε να αλλάζει με την έναρξη της ταχείας βιομηχανικής δραστηριότητας.
• Η ατμόσφαιρα πιστεύεται ότι εκτείνεται προς τα πάνω σε ύψος 3000 km.

Η σημασία της ατμόσφαιρας για τον άνθρωπο

Η φυσιολογική ζώνη της ατμόσφαιρας είναι 5 km. Σε υψόμετρο 5000 m πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, ένα άτομο αρχίζει να βιώνει πείνα με οξυγόνο, η οποία εκφράζεται σε μείωση της απόδοσής του και επιδείνωση της ευημερίας του. Αυτό δείχνει ότι ένα άτομο δεν μπορεί να επιβιώσει σε έναν χώρο όπου δεν υπάρχει αυτό το εκπληκτικό μείγμα αερίων.

Όλες οι πληροφορίες και τα γεγονότα για την ατμόσφαιρα επιβεβαιώνουν μόνο τη σημασία της για τους ανθρώπους. Χάρη στην παρουσία του, κατέστη δυνατή η ανάπτυξη ζωής στη Γη. Ήδη σήμερα, έχοντας αξιολογήσει την κλίμακα της βλάβης που μπορεί να προκαλέσει η ανθρωπότητα με τις πράξεις της στον ζωογόνο αέρα, θα πρέπει να σκεφτούμε περαιτέρω μέτρα για τη διατήρηση και την αποκατάσταση της ατμόσφαιρας.

Το κέλυφος αέρα που περιβάλλει τον πλανήτη μας και περιστρέφεται μαζί του ονομάζεται ατμόσφαιρα. Το ήμισυ της συνολικής μάζας της ατμόσφαιρας συγκεντρώνεται στα χαμηλότερα 5 km και τα τρία τέταρτα της μάζας βρίσκονται στα χαμηλότερα 10 km. Πιο ψηλά, ο αέρας σπανίζει σημαντικά, αν και τα σωματίδια του βρίσκονται σε υψόμετρο 2000-3000 km πάνω από την επιφάνεια της γης.

Ο αέρας που αναπνέουμε είναι ένα μείγμα αερίων. Πάνω απ 'όλα περιέχει άζωτο - 78% και οξυγόνο - 21%. Το αργό αποτελεί λιγότερο από 1% και το 0,03% είναι διοξείδιο του άνθρακα. Πολλά άλλα αέρια, όπως το κρυπτόν, το ξένο, το νέο, το ήλιο, το υδρογόνο, το όζον και άλλα, αποτελούν τα χιλιοστά και τα εκατομμυριοστά του τοις εκατό. Ο αέρας περιέχει επίσης υδρατμούς, σωματίδια διάφορες ουσίες, βακτήρια, γύρη και κοσμική σκόνη.

Η ατμόσφαιρα αποτελείται από πολλά στρώματα. Το κατώτερο στρώμα μέχρι ύψος 10-15 km πάνω από την επιφάνεια της Γης ονομάζεται τροπόσφαιρα. Θερμαίνεται από τη Γη, επομένως η θερμοκρασία του αέρα εδώ μειώνεται κατά 6 °C ανά 1 χιλιόμετρο ανόδου με το υψόμετρο. Η τροπόσφαιρα περιέχει σχεδόν όλους τους υδρατμούς και σχηματίζονται σχεδόν όλα τα σύννεφα - περίπου. Το ύψος της τροπόσφαιρας πάνω διαφορετικά γεωγραφικά πλάτηοι πλανήτες δεν είναι ίδιοι. Πάνω από τους πόλους ανεβαίνει σε 9 km, σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη - έως 10-12 km, και πάνω από τον ισημερινό - έως 15 km. Διεργασίες που συμβαίνουν στην τροπόσφαιρα - σχηματισμός και κίνηση αέριες μάζες, ο σχηματισμός κυκλώνων και αντικυκλώνων, η εμφάνιση νεφών και η βροχόπτωση καθορίζουν τον καιρό και το κλίμα στην επιφάνεια της γης.

Πάνω από την τροπόσφαιρα βρίσκεται η στρατόσφαιρα, η οποία εκτείνεται έως και 50-55 km. Η τροπόσφαιρα και η στρατόσφαιρα χωρίζονται από ένα μεταβατικό στρώμα, την τροπόπαυση, πάχους 1-2 km. Στη στρατόσφαιρα, σε υψόμετρο περίπου 25 km, η θερμοκρασία του αέρα αρχίζει σταδιακά να ανεβαίνει και στα 50 km φτάνει τους + 10 +30 °C. Αυτή η αύξηση της θερμοκρασίας οφείλεται στο γεγονός ότι υπάρχει ένα στρώμα όζοντος στη στρατόσφαιρα σε υψόμετρα 25-30 km. Στην επιφάνεια της Γης, η περιεκτικότητά της στον αέρα είναι αμελητέα και συνεχίζεται μεγάλα υψόμετρααχ, τα διατομικά μόρια οξυγόνου απορροφούν την υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία, σχηματίζοντας τριατομικά μόρια όζοντος.

Αν το όζον βρισκόταν στα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, σε ύψος με κανονική πίεση, το πάχος του στρώματός του θα ήταν μόλις 3 mm. Αλλά ακόμα και σε τόσο μικρό αριθμό παίζει πολύ σημαντικός ρόλος: απορροφά μέρος επιβλαβές για τους ζωντανούς οργανισμούς ηλιακή ακτινοβολία.

Πάνω από τη στρατόσφαιρα, η μεσόσφαιρα εκτείνεται σε περίπου υψόμετρο 80 km, στο οποίο η θερμοκρασία του αέρα πέφτει με το ύψος σε αρκετές δεκάδες βαθμούς κάτω από το μηδέν.

Το ανώτερο τμήμα της ατμόσφαιρας χαρακτηρίζεται από πολύ υψηλές θερμοκρασίες και ονομάζεται θερμόσφαιρα - περίπου Χωρίζεται σε δύο μέρη - την ιονόσφαιρα - σε υψόμετρο περίπου 1000 km, όπου ο αέρας είναι πολύ ιονισμένος, και η εξώσφαιρα -. πάνω από 1000 χλμ. Στην ιονόσφαιρα, τα μόρια των ατμοσφαιρικών αερίων απορροφούν την υπεριώδη ακτινοβολία από τον Ήλιο, με αποτέλεσμα το σχηματισμό φορτισμένων ατόμων και ελεύθερων ηλεκτρονίων. Τα σέλας παρατηρούνται στην ιονόσφαιρα.

Η ατμόσφαιρα παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στη ζωή του πλανήτη μας. Προστατεύει τη Γη από την υπερβολική ζέστη ακτίνες ηλίουτην ημέρα και από υποθερμία τη νύχτα. Οι περισσότεροι μετεωρίτες καίγονται ατμοσφαιρικά στρώματα, μη φτάνοντας στην επιφάνεια του πλανήτη. Η ατμόσφαιρα περιέχει οξυγόνο, απαραίτητο για όλους τους οργανισμούς, μια ασπίδα του όζοντος που προστατεύει τη ζωή στη Γη από το επιβλαβές μέρος της υπεριώδους ακτινοβολίας του Ήλιου.

ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΕΣ ΤΩΝ ΠΛΑΝΗΤΩΝ ΤΟΥ ΗΛΙΑΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ

Η ατμόσφαιρα του Ερμή είναι τόσο σπάνια που μπορούμε να πούμε ότι είναι πρακτικά ανύπαρκτη. Το κέλυφος αέρα της Αφροδίτης αποτελείται από διοξείδιο του άνθρακα (96%) και άζωτο (περίπου 4%), είναι πολύ πυκνό - η ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια του πλανήτη είναι σχεδόν 100 φορές μεγαλύτερη από ό,τι στη Γη. Η ατμόσφαιρα του Άρη αποτελείται επίσης κυρίως από διοξείδιο του άνθρακα (95%) και άζωτο (2,7%), αλλά η πυκνότητά του είναι περίπου 300 φορές μικρότερη από αυτή της Γης και η πίεσή του είναι σχεδόν 100 φορές μικρότερη. Ορατή επιφάνειαΟ Δίας έχει στην πραγματικότητα ένα ανώτερο στρώμα ατμόσφαιρας υδρογόνου-ηλίου. Το ίδιο στη σύνθεση κοχύλια αέραΚρόνος και Ουρανός. Το όμορφο μπλε χρώμα του Ουρανού οφείλεται υψηλή συγκέντρωσηΤο μεθάνιο στο πάνω μέρος της ατμόσφαιράς του - περίπου ο Ποσειδώνας, τυλιγμένος σε μια ομίχλη υδρογονανθράκων, έχει δύο κύρια στρώματα νεφών: το ένα αποτελείται από κρυστάλλους παγωμένου μεθανίου και το δεύτερο, που βρίσκεται κάτω, περιέχει αμμωνία και υδρόθειο.

Η ατμόσφαιρα έχει μια πολυεπίπεδη δομή. Τα όρια μεταξύ των στρωμάτων δεν είναι αιχμηρά και το ύψος τους εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος και την εποχή του χρόνου. Η πολυεπίπεδη δομή είναι αποτέλεσμα αλλαγών θερμοκρασίας σε διαφορετικά υψόμετρα. Ο καιρός σχηματίζεται στην τροπόσφαιρα (χαμηλότερα περίπου 10 km: περίπου 6 km πάνω από τους πόλους και περισσότερα από 16 km πάνω από τον ισημερινό). Και το ανώτερο όριο της τροπόσφαιρας είναι υψηλότερο το καλοκαίρι από το χειμώνα.

Από την επιφάνεια της Γης προς τα πάνω αυτά τα στρώματα είναι:

Τροποσφαίρα

Στρατόσφαιρα

Μεσόσφαιρα

Θερμόσφαιρα

Εξώσφαιρα

Τροποσφαίρα

Το κατώτερο τμήμα της ατμόσφαιρας, μέχρι ύψος 10-15 km, στο οποίο συγκεντρώνονται τα 4/5 της συνολικής μάζας ατμοσφαιρικός αέρας, ονομάζεται τροπόσφαιρα. Είναι χαρακτηριστικό ότι η θερμοκρασία εδώ πέφτει με το ύψος κατά μέσο όρο 0,6°/100 m (σε σε ορισμένες περιπτώσειςΗ κατακόρυφη κατανομή θερμοκρασίας ποικίλλει ευρέως). Η τροπόσφαιρα περιέχει σχεδόν όλους τους ατμοσφαιρικούς υδρατμούς και παράγει σχεδόν όλα τα σύννεφα. Οι αναταράξεις είναι επίσης πολύ ανεπτυγμένες εδώ, ειδικά κοντά η επιφάνεια της γης, καθώς και στα λεγόμενα αεριωθούμενα ρεύματαστην κορυφή της τροπόσφαιρας.

Το ύψος στο οποίο εκτείνεται η τροπόσφαιρα σε κάθε θέση στη Γη ποικίλλει από μέρα σε μέρα. Επιπλέον, ακόμη και κατά μέσο όρο ποικίλλει σε διαφορετικά γεωγραφικά πλάτη και σε διαφορετικές εποχές του χρόνου. Κατά μέσο όρο, η ετήσια τροπόσφαιρα εκτείνεται πάνω από τους πόλους σε ύψος περίπου 9 km, σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη έως 10-12 km και πάνω από τον ισημερινό έως 15-17 km. Η μέση ετήσια θερμοκρασία του αέρα στην επιφάνεια της γης είναι περίπου +26° στον ισημερινό και περίπου -23° στον βόρειο πόλο. Στο ανώτερο όριο της τροπόσφαιρας πάνω από τον ισημερινό μέση θερμοκρασίαπερίπου -70°, πάνω Βόρειος πόλοςτο χειμώνα περίπου -65° και το καλοκαίρι περίπου -45°.

Η πίεση του αέρα στο ανώτερο όριο της τροπόσφαιρας, που αντιστοιχεί στο ύψος της, είναι 5-8 φορές μικρότερη από ό,τι στην επιφάνεια της γης. Κατά συνέπεια, ο κύριος όγκος του ατμοσφαιρικού αέρα βρίσκεται στην τροπόσφαιρα. Οι διεργασίες που συμβαίνουν στην τροπόσφαιρα έχουν άμεση και κρίσιμοςγια τον καιρό και το κλίμα στην επιφάνεια της γης.

Όλοι οι υδρατμοί συγκεντρώνονται στην τροπόσφαιρα και γι' αυτό όλα τα σύννεφα σχηματίζονται μέσα στην τροπόσφαιρα. Η θερμοκρασία μειώνεται με το υψόμετρο.

Οι ακτίνες του ήλιου περνούν εύκολα μέσα από την τροπόσφαιρα και η θερμότητα που εκπέμπεται από τη Γη, θερμαινόμενη από τις ακτίνες του ήλιου, συσσωρεύεται στην τροπόσφαιρα: αέρια όπως το διοξείδιο του άνθρακα, το μεθάνιο και οι υδρατμοί διατηρούν τη θερμότητα. Αυτός ο μηχανισμός θέρμανσης της ατμόσφαιρας από τη Γη, που θερμαίνεται από την ηλιακή ακτινοβολία, ονομάζεται Το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Ακριβώς επειδή η πηγή θερμότητας για την ατμόσφαιρα είναι η Γη, η θερμοκρασία του αέρα μειώνεται με το ύψος

Το όριο μεταξύ της ταραγμένης τροπόσφαιρας και της ήρεμης στρατόσφαιρας ονομάζεται τροπόπαυση. Εδώ σχηματίζονται οι ταχέως κινούμενοι άνεμοι που ονομάζονται «ροές εκτόξευσης».

Κάποτε θεωρήθηκε ότι η θερμοκρασία της ατμόσφαιρας πέφτει πάνω από την τροπόσφαιρα, αλλά οι μετρήσεις στα υψηλά στρώματα της ατμόσφαιρας έδειξαν ότι αυτό δεν είναι έτσι: αμέσως πάνω από την τροπόπαυση η θερμοκρασία είναι σχεδόν σταθερή και στη συνέχεια αρχίζει να αυξάνεται άνεμοι φυσούν στη στρατόσφαιρα χωρίς να δημιουργούν αναταράξεις. Ο αέρας στη στρατόσφαιρα είναι πολύ ξηρός και επομένως τα σύννεφα είναι σπάνια. Σχηματίζονται τα λεγόμενα nacreous σύννεφα.

Η στρατόσφαιρα είναι πολύ σημαντική για τη ζωή στη Γη, καθώς σε αυτό το στρώμα υπάρχει μια μικρή ποσότητα όζοντος, το οποίο απορροφά την ισχυρή υπεριώδη ακτινοβολία που είναι επιβλαβής για τη ζωή. Απορροφώντας την υπεριώδη ακτινοβολία, το όζον θερμαίνει τη στρατόσφαιρα.

Στρατόσφαιρα

Πάνω από την τροπόσφαιρα σε υψόμετρο 50-55 km βρίσκεται η στρατόσφαιρα, που χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι η θερμοκρασία σε αυτήν, κατά μέσο όρο, αυξάνεται με το ύψος. Το μεταβατικό στρώμα μεταξύ τροπόσφαιρας και στρατόσφαιρας (πάχος 1-2 km) ονομάζεται τροπόπαυση.

Παραπάνω υπήρχαν δεδομένα για τη θερμοκρασία στο ανώτερο όριο της τροπόσφαιρας. Αυτές οι θερμοκρασίες είναι επίσης χαρακτηριστικές για την κατώτερη στρατόσφαιρα. Έτσι, η θερμοκρασία του αέρα στην κατώτερη στρατόσφαιρα πάνω από τον ισημερινό είναι πάντα πολύ χαμηλή. Επιπλέον, το καλοκαίρι είναι πολύ χαμηλότερα από ό,τι πάνω από τον πόλο.

Η κατώτερη στρατόσφαιρα είναι λίγο πολύ ισόθερμη. Αλλά, ξεκινώντας από ένα υψόμετρο περίπου 25 km, η θερμοκρασία στη στρατόσφαιρα αυξάνεται γρήγορα με το υψόμετρο, φτάνοντας το μέγιστο σε υψόμετρο περίπου 50 km, επιπλέον θετικές αξίες(από +10 έως +30°). Λόγω της αύξησης της θερμοκρασίας με το ύψος, οι αναταράξεις στη στρατόσφαιρα είναι χαμηλές.

Υπάρχουν αμελητέοι υδρατμοί στη στρατόσφαιρα. Ωστόσο, σε υψόμετρα 20-25 km, παρατηρούνται μερικές φορές πολύ λεπτά, τα λεγόμενα νέφη, σε μεγάλα γεωγραφικά πλάτη. Την ημέρα δεν φαίνονται, αλλά τη νύχτα φαίνονται να λάμπουν, καθώς φωτίζονται από τον ήλιο κάτω από τον ορίζοντα. Αυτά τα σύννεφα αποτελούνται από υπερψυγμένα σταγονίδια νερού. Η στρατόσφαιρα χαρακτηρίζεται επίσης από το γεγονός ότι περιέχει κυρίως ατμοσφαιρικό όζον, όπως προαναφέρθηκε

Μεσόσφαιρα

Πάνω από τη στρατόσφαιρα βρίσκεται το στρώμα της μεσόσφαιρας, μέχρι περίπου 80 km. Εδώ η θερμοκρασία πέφτει με το υψόμετρο σε αρκετές δεκάδες βαθμούς κάτω από το μηδέν. Λόγω της ταχείας πτώσης της θερμοκρασίας με το ύψος, οι αναταράξεις είναι ιδιαίτερα ανεπτυγμένες στη μεσόσφαιρα. Σε υψόμετρα κοντά στο ανώτερο όριο της μεσόσφαιρας (75-90 χλμ.), παρατηρείται ένα άλλο ειδικό είδος νεφών, που επίσης φωτίζονται από τον ήλιο τη νύχτα, τα λεγόμενα νυχτερινά. Πιθανότατα αποτελούνται από κρυστάλλους πάγου.

Στο ανώτερο όριο της μεσόσφαιρας, η πίεση του αέρα είναι 200 ​​φορές μικρότερη από ό,τι στην επιφάνεια της γης. Έτσι, στην τροπόσφαιρα, τη στρατόσφαιρα και τη μεσόσφαιρα μαζί, σε υψόμετρο 80 km, βρίσκεται πάνω από το 99,5% της συνολικής μάζας της ατμόσφαιρας. Τα υπερκείμενα στρώματα αντιπροσωπεύουν αμελητέα ποσότητα αέρα

Σε υψόμετρο περίπου 50 km πάνω από τη Γη, η θερμοκρασία αρχίζει να πέφτει ξανά, σηματοδοτώντας το ανώτερο όριο της στρατόσφαιρας και την αρχή του επόμενου στρώματος, της μεσόσφαιρας. Η μεσόσφαιρα έχει την πιο κρύα θερμοκρασία στην ατμόσφαιρα: από -2 έως -138 βαθμούς Κελσίου. Τα υψηλότερα σύννεφα βρίσκονται επίσης εδώ: όταν ο καιρός είναι καθαρός, φαίνονται στο ηλιοβασίλεμα. Ονομάζονται noctilucent (λάμπουν τη νύχτα).

Θερμόσφαιρα

Το ανώτερο τμήμα της ατμόσφαιρας, πάνω από τη μεσόσφαιρα, χαρακτηρίζεται από πολύ υψηλές θερμοκρασίες και γι' αυτό ονομάζεται θερμόσφαιρα. Ωστόσο, διακρίνονται σε αυτό δύο μέρη: η ιονόσφαιρα, που εκτείνεται από τη μεσόσφαιρα σε υψόμετρα περίπου χιλίων χιλιομέτρων και βρίσκεται από πάνω της. εξωτερικό μέρος- εξώσφαιρα, περνώντας στο στέμμα της γης.

Ο αέρας στην ιονόσφαιρα είναι εξαιρετικά σπάνιος. Έχουμε ήδη επισημάνει ότι σε υψόμετρα 300-750 χλμ μέση πυκνότηταπερίπου 10-8-10-10 g/m3. Αλλά ακόμα και με τόσο χαμηλή πυκνότητα, το καθένα κυβικό εκατοστόΟ αέρας σε υψόμετρο 300 km εξακολουθεί να περιέχει περίπου ένα δισεκατομμύριο (109) μόρια ή άτομα και σε υψόμετρο 600 km - πάνω από 10 εκατομμύρια (107). Αυτό είναι αρκετές τάξεις μεγέθους μεγαλύτερο από την περιεκτικότητα σε αέρια στον διαπλανητικό χώρο.

Η ιονόσφαιρα, όπως υποδηλώνει το όνομά της, χαρακτηρίζεται από πολύ ισχυρός βαθμόςιονισμός αέρα - η περιεκτικότητα σε ιόντα εδώ είναι πολλές φορές υψηλότερη από ό,τι στα υποκείμενα στρώματα, παρά την έντονη γενική αραίωση του αέρα. Αυτά τα ιόντα είναι κυρίως φορτισμένα άτομα οξυγόνου, φορτισμένα μόρια μονοξειδίου του αζώτου και ελεύθερα ηλεκτρόνια. Η περιεκτικότητά τους σε υψόμετρα 100-400 km είναι περίπου 1015-106 ανά κυβικό εκατοστό.

Αρκετά στρώματα, ή περιοχές, με μέγιστο ιονισμό διακρίνονται στην ιονόσφαιρα, ιδιαίτερα σε υψόμετρα 100-120 km και 200-400 km. Αλλά ακόμη και στους χώρους μεταξύ αυτών των στρωμάτων, ο βαθμός ιονισμού της ατμόσφαιρας παραμένει πολύ υψηλός. Η θέση των ιονοσφαιρικών στιβάδων και η συγκέντρωση των ιόντων σε αυτά αλλάζουν συνεχώς. Οι σποραδικές συλλογές ηλεκτρονίων με ιδιαίτερα υψηλές συγκεντρώσεις ονομάζονται νέφη ηλεκτρονίων.

Η ηλεκτρική αγωγιμότητα της ατμόσφαιρας εξαρτάται από το βαθμό ιονισμού. Επομένως, στην ιονόσφαιρα, η ηλεκτρική αγωγιμότητα του αέρα είναι γενικά 1012 φορές μεγαλύτερη από αυτή της επιφάνειας της γης. Τα ραδιοκύματα βιώνουν απορρόφηση, διάθλαση και ανάκλαση στην ιονόσφαιρα. Τα κύματα με μήκος μεγαλύτερο από 20 m δεν μπορούν να περάσουν καθόλου από την ιονόσφαιρα: αντανακλώνται από στρώματα ηλεκτρονίων χαμηλής συγκέντρωσης στο κάτω μέρος της ιονόσφαιρας (σε υψόμετρα 70-80 km). Τα μεσαία και μικρά κύματα αντανακλώνται από τα υπερκείμενα ιονοσφαιρικά στρώματα.

Λόγω της αντανάκλασης από την ιονόσφαιρα είναι δυνατή η επικοινωνία μεγάλων αποστάσεων σε μικρά κύματα. Πολλαπλές αντανακλάσεις από την ιονόσφαιρα και την επιφάνεια της γης επιτρέπουν στα σύντομα κύματα να ταξιδεύουν με ζιγκ-ζαγκ σε μεγάλες αποστάσεις, κάμπτοντας γύρω από την επιφάνεια Σφαίρα. Δεδομένου ότι η θέση και η συγκέντρωση των ιονοσφαιρικών στρωμάτων αλλάζουν συνεχώς, αλλάζουν και οι συνθήκες για την απορρόφηση, την ανάκλαση και τη διάδοση των ραδιοκυμάτων. Επομένως, για αξιόπιστες ραδιοεπικοινωνίες, είναι απαραίτητη η συνεχής μελέτη της κατάστασης της ιονόσφαιρας. Οι παρατηρήσεις της διάδοσης των ραδιοκυμάτων είναι ακριβώς το μέσο για μια τέτοια έρευνα.

Στην ιονόσφαιρα, παρατηρούνται σέλας και η λάμψη του νυχτερινού ουρανού, που είναι κοντά στη φύση τους - σταθερή φωταύγεια του ατμοσφαιρικού αέρα, καθώς και έντονες διακυμάνσεις στο μαγνητικό πεδίο - ιονόσφαιρες μαγνητικές καταιγίδες.

Ο ιονισμός στην ιονόσφαιρα οφείλει την ύπαρξή του στη δράση της υπεριώδους ακτινοβολίας από τον Ήλιο. Η απορρόφησή του από τα μόρια των ατμοσφαιρικών αερίων οδηγεί στο σχηματισμό φορτισμένων ατόμων και ελεύθερα ηλεκτρόνια, όπως συζητήθηκε παραπάνω. Οι διακυμάνσεις του μαγνητικού πεδίου στην ιονόσφαιρα και τα σέλας εξαρτώνται από τις διακυμάνσεις ηλιακή δραστηριότητα. Οι αλλαγές στην ηλιακή δραστηριότητα συνδέονται με αλλαγές στη ροή της σωματικής ακτινοβολίας που προέρχεται από τον Ήλιο στην ατμόσφαιρα της γης. Δηλαδή, η σωματιδιακή ακτινοβολία είναι πρωταρχικής σημασίας για αυτά τα ιονοσφαιρικά φαινόμενα.

Η θερμοκρασία στην ιονόσφαιρα αυξάνεται με το υψόμετρο σε πολύ μεγάλες αξίες. Σε υψόμετρα περίπου 800 km φτάνει τις 1000°.

Αναφέρομαι σε υψηλές θερμοκρασίεςιονόσφαιρα, σημαίνει ότι τα σωματίδια των ατμοσφαιρικών αερίων κινούνται εκεί με πολύ υψηλές ταχύτητες. Ωστόσο, η πυκνότητα του αέρα στην ιονόσφαιρα είναι τόσο χαμηλή που ένα σώμα που βρίσκεται στην ιονόσφαιρα, για παράδειγμα ένας ιπτάμενος δορυφόρος, δεν θα θερμαίνεται από την ανταλλαγή θερμότητας με τον αέρα. Το καθεστώς θερμοκρασίας του δορυφόρου θα εξαρτηθεί από την άμεση απορρόφησή του ηλιακή ακτινοβολίακαι από την επιστροφή της δικής του ακτινοβολίας στον περιβάλλοντα χώρο. Η θερμόσφαιρα βρίσκεται πάνω από τη μεσόσφαιρα σε υψόμετρο 90 έως 500 km πάνω από την επιφάνεια της Γης. Τα μόρια αερίου εδώ είναι πολύ διασκορπισμένα και απορροφώνται ακτινοβολία ακτίνων Χκαι την υπεριώδη ακτινοβολία βραχέων κυμάτων. Εξαιτίας αυτού, η θερμοκρασία μπορεί να φτάσει τους 1000 βαθμούς Κελσίου.

Η θερμόσφαιρα αντιστοιχεί βασικά στην ιονόσφαιρα, όπου το ιονισμένο αέριο ανακλά τα ραδιοκύματα πίσω στη Γη, ένα φαινόμενο που καθιστά δυνατές τις ραδιοεπικοινωνίες.

Εξώσφαιρα

Πάνω από 800-1000 km, η ατμόσφαιρα περνά στην εξώσφαιρα και σταδιακά στον διαπλανητικό χώρο. Οι ταχύτητες κίνησης των σωματιδίων αερίου, ειδικά των ελαφρών, είναι πολύ υψηλές εδώ, και λόγω της ακραίας αραίωσης του αέρα σε αυτά τα υψόμετρα, τα σωματίδια μπορούν να πετάξουν γύρω από τη Γη σε ελλειπτικές τροχιές χωρίς να συγκρούονται μεταξύ τους. Τα μεμονωμένα σωματίδια μπορούν να έχουν ταχύτητες επαρκείς για να υπερνικήσουν τη βαρύτητα. Για τα αφόρτιστα σωματίδια, η κρίσιμη ταχύτητα θα είναι 11,2 km/sec. Τέτοια ιδιαίτερα γρήγορα σωματίδια μπορούν, κινούμενοι κατά μήκος υπερβολικών τροχιών, να πετάξουν έξω από την ατμόσφαιρα στο διάστημα, να «ξεφύγουν» και να διαλυθούν. Επομένως, η εξώσφαιρα ονομάζεται επίσης σφαίρα σκέδασης.

Κυρίως άτομα υδρογόνου, τα οποία είναι το κυρίαρχο αέριο στα υψηλότερα στρώματα της εξώσφαιρας, διαφεύγουν.

Πρόσφατα υποτέθηκε ότι η εξώσφαιρα, και μαζί της η ατμόσφαιρα της Γης γενικά, τελειώνει σε υψόμετρα περίπου 2000-3000 km. Αλλά από παρατηρήσεις από πυραύλους και δορυφόρους, φαίνεται ότι το υδρογόνο που διαφεύγει από την εξώσφαιρα σχηματίζει αυτό που ονομάζεται στέμμα της Γης γύρω από τη Γη, που εκτείνεται σε περισσότερα από 20.000 km. Φυσικά, η πυκνότητα του αερίου στο στέμμα της γης είναι αμελητέα. Για κάθε κυβικό εκατοστό υπάρχουν κατά μέσο όρο μόνο περίπου χίλια σωματίδια. Όμως στον διαπλανητικό χώρο η συγκέντρωση των σωματιδίων (κυρίως πρωτονίων και ηλεκτρονίων) είναι τουλάχιστον δέκα φορές μικρότερη.

Με τη βοήθεια δορυφόρων και γεωφυσικών πυραύλων, η ύπαρξη στο ανώτερο τμήμα της ατμόσφαιρας και στο χώρο κοντά στη Γη της ζώνης ακτινοβολίας της Γης, που ξεκινά από υψόμετρο αρκετών εκατοντάδων χιλιομέτρων και εκτείνεται δεκάδες χιλιάδες χιλιόμετρα από την επιφάνεια της γης, έχει καθιερωθεί. Αυτή η ζώνη αποτελείται από ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια - πρωτόνια και ηλεκτρόνια, που συλλαμβάνονται μαγνητικό πεδίοΓη και κινείται με πολύ υψηλές ταχύτητες. Η ενέργειά τους είναι της τάξης των εκατοντάδων χιλιάδων ηλεκτρον βολτ. Ζώνη ακτινοβολίαςχάνει συνεχώς σωματίδια στην ατμόσφαιρα της γης και αναπληρώνεται από ροές ηλιακής σωματικής ακτινοβολίας.

θερμοκρασία ατμόσφαιρας στρατόσφαιρα τροπόσφαιρα

Εγκυκλοπαιδικό YouTube

1 / 5

✪ Γη ΔΙΑΣΤΗΜΟΠΛΟΙΟ(Επεισόδιο 14) - Atmosphere

✪ Γιατί η ατμόσφαιρα δεν τραβήχτηκε στο κενό του διαστήματος;

✪ Είσοδος του διαστημικού σκάφους Soyuz TMA-8 στην ατμόσφαιρα της Γης

✪ Δομή της ατμόσφαιρας, νόημα, μελέτη

✪ O. S. Ugolnikov "Upper Atmosphere. Meeting of Earth and Space"

Υπότιτλοι

Ατμοσφαιρικό όριο

Η ατμόσφαιρα θεωρείται ότι είναι η περιοχή γύρω από τη Γη στην οποία το αέριο μέσο περιστρέφεται μαζί με τη Γη ως ενιαίο σύνολο. Η ατμόσφαιρα περνά στον διαπλανητικό χώρο σταδιακά, στην εξώσφαιρα, ξεκινώντας από υψόμετρο 500-1000 km από την επιφάνεια της Γης.

Σύμφωνα με τον ορισμό που προτείνει η Διεθνής Ομοσπονδία Αεροπορίας, τα όρια της ατμόσφαιρας και του διαστήματος χαράσσονται κατά μήκος της γραμμής Karman, που βρίσκεται σε υψόμετρο περίπου 100 km, πάνω από την οποία οι αεροπορικές πτήσεις γίνονται εντελώς αδύνατες. Η NASA χρησιμοποιεί το σήμα των 122 χιλιομέτρων (400.000 πόδια) ως το ατμοσφαιρικό όριο, όπου τα λεωφορεία μεταβαίνουν από τους μηχανοκίνητους ελιγμούς στους αεροδυναμικούς ελιγμούς.

Φυσικές ιδιότητες

Εκτός από τα αέρια που αναφέρονται στον πίνακα, η ατμόσφαιρα περιέχει Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, υδρογονάνθρακες, HCl, HBr, ατμούς, I 2, Br 2, καθώς και πολλά άλλα αέρια σε μικρές ποσότητες. Η τροπόσφαιρα περιέχει συνεχώς μεγάλη ποσότητα αιωρούμενων στερεών και υγρών σωματιδίων (αεροζόλ). Το πιο σπάνιο αέριο σε ατμόσφαιρα της γηςείναι το ραδόνιο (Rn).

Η δομή της ατμόσφαιρας

Ατμοσφαιρικό οριακό στρώμα

Το κατώτερο στρώμα της τροπόσφαιρας (πάχος 1-2 km), στο οποίο η κατάσταση και οι ιδιότητες της επιφάνειας της Γης επηρεάζουν άμεσα τη δυναμική της ατμόσφαιρας.

Τροποσφαίρα

Το ανώτερο όριο του είναι σε υψόμετρο 8-10 km σε πολικά, 10-12 km σε εύκρατα και 16-18 km σε τροπικά γεωγραφικά πλάτη. χαμηλότερο το χειμώνα από το καλοκαίρι.
Το κατώτερο, κύριο στρώμα της ατμόσφαιρας περιέχει περισσότερο από το 80% της συνολικής μάζας του ατμοσφαιρικού αέρα και περίπου το 90% των συνολικών υδρατμών που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα. Οι αναταράξεις και η μεταφορά είναι πολύ ανεπτυγμένες στην τροπόσφαιρα, εμφανίζονται σύννεφα και αναπτύσσονται κυκλώνες και αντικυκλώνες. Η θερμοκρασία μειώνεται με την αύξηση του υψομέτρου με μέση κατακόρυφη κλίση 0,65°/100 μέτρα.

Τροπόπαυση

Το στρώμα μετάβασης από την τροπόσφαιρα στη στρατόσφαιρα, ένα στρώμα της ατμόσφαιρας στο οποίο σταματά η μείωση της θερμοκρασίας με το ύψος.

Στρατόσφαιρα

Ένα στρώμα της ατμόσφαιρας που βρίσκεται σε υψόμετρο από 11 έως 50 km. Χαρακτηρίζεται από μια ελαφρά μεταβολή της θερμοκρασίας στο στρώμα 11-25 km (κατώτερο στρώμα της στρατόσφαιρας) και μια αύξηση της θερμοκρασίας στο στρώμα 25-40 km από -56,5 σε +0,8 ° (ανώτερο στρώμα της στρατόσφαιρας ή της περιοχής αναστροφής) . Έχοντας φτάσει σε μια τιμή περίπου 273 K (σχεδόν 0 °C) σε υψόμετρο περίπου 40 km, η θερμοκρασία παραμένει σταθερή μέχρι υψόμετρο περίπου 55 km. Αυτή η περιοχή σταθερής θερμοκρασίας ονομάζεται στρατόπαυση και είναι το όριο μεταξύ της στρατόσφαιρας και της μεσόσφαιρας.

Στρατόπαυση

Το οριακό στρώμα της ατμόσφαιρας μεταξύ της στρατόσφαιρας και της μεσόσφαιρας. Στην κατακόρυφη κατανομή θερμοκρασίας υπάρχει μέγιστη (περίπου 0 °C).

Μεσόσφαιρα

Θερμόσφαιρα

Ανώτατο όριο- περίπου 800 χλμ. Η θερμοκρασία ανεβαίνει σε υψόμετρα 200-300 km, όπου φτάνει σε τιμές της τάξης των 1500 K, μετά την οποία παραμένει σχεδόν σταθερή σε μεγάλα υψόμετρα. Υπό την επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας και της κοσμικής ακτινοβολίας, εμφανίζεται ο ιονισμός του αέρα ("auroras") - οι κύριες περιοχές της ιονόσφαιρας βρίσκονται μέσα στη θερμόσφαιρα. Σε υψόμετρα άνω των 300 χλμ. κυριαρχεί το ατομικό οξυγόνο. Το ανώτερο όριο της θερμόσφαιρας καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από την τρέχουσα δραστηριότητα του Ήλιου. Σε περιόδους χαμηλής δραστηριότητας - για παράδειγμα, το 2008-2009 - παρατηρείται αισθητή μείωση στο μέγεθος αυτού του στρώματος.

Θερμόπαυση

Η περιοχή της ατμόσφαιρας δίπλα στη θερμόσφαιρα. Σε αυτή την περιοχή, η απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας είναι αμελητέα και η θερμοκρασία στην πραγματικότητα δεν αλλάζει με το υψόμετρο.

Εξώσφαιρα (σφαίρα σκέδασης)

Σε υψόμετρο 100 km, η ατμόσφαιρα είναι ένα ομοιογενές, καλά αναμεμειγμένο μείγμα αερίων. Στα υψηλότερα στρώματα, η κατανομή των αερίων σε ύψος εξαρτάται από αυτά μοριακά βάρη, η συγκέντρωση των βαρύτερων αερίων μειώνεται γρηγορότερα με την απόσταση από την επιφάνεια της Γης. Λόγω της μείωσης της πυκνότητας του αερίου, η θερμοκρασία πέφτει από 0 °C στη στρατόσφαιρα σε -110 °C στη μεσόσφαιρα. Ωστόσο κινητική ενέργειαμεμονωμένα σωματίδια σε υψόμετρα 200-250 km αντιστοιχούν σε θερμοκρασία ~150 °C. Πάνω από τα 200 km παρατηρούνται σημαντικές διακυμάνσεις στη θερμοκρασία και την πυκνότητα των αερίων σε χρόνο και χώρο.

Σε υψόμετρο περίπου 2000-3500 km, η εξώσφαιρα μετατρέπεται σταδιακά στο λεγόμενο κοντά στο διαστημικό κενό, το οποίο είναι γεμάτο με σπάνια σωματίδια διαπλανητικού αερίου, κυρίως άτομα υδρογόνου. Αλλά αυτό το αέριο αντιπροσωπεύει μόνο ένα μέρος της διαπλανητικής ύλης. Το άλλο μέρος αποτελείται από σωματίδια σκόνης κομητικής και μετεωρικής προέλευσης. Εκτός από τα εξαιρετικά σπάνια σωματίδια σκόνης, ηλεκτρομαγνητική και σωματική ακτινοβολία ηλιακής και γαλαξιακής προέλευσης διεισδύει σε αυτό το χώρο.

Ανασκόπηση

Η τροπόσφαιρα αντιπροσωπεύει περίπου το 80% της μάζας της ατμόσφαιρας, η στρατόσφαιρα - περίπου το 20%. μάζα της μεσόσφαιρας - όχι περισσότερο από 0,3%, θερμόσφαιρα - λιγότερο από 0,05% του συνολική μάζαατμόσφαιρα.

Με βάση τις ηλεκτρικές ιδιότητες στην ατμόσφαιρα, διακρίνουν ουδετερόσφαιραΚαι ιονόσφαιρα .

Ανάλογα με τη σύσταση του αερίου στην ατμόσφαιρα, εκπέμπουν ομόσφαιραΚαι ετερόσφαιρα. Ετερόσφαιρα- Αυτή είναι η περιοχή όπου η βαρύτητα επηρεάζει τον διαχωρισμό των αερίων, αφού η ανάμειξή τους σε τέτοιο υψόμετρο είναι αμελητέα. Αυτό συνεπάγεται μια μεταβλητή σύνθεση της ετεροσφαιρίας. Κάτω από αυτό βρίσκεται ένα καλά αναμεμειγμένο, ομοιογενές μέρος της ατμόσφαιρας, που ονομάζεται ομοσφαίρα. Το όριο μεταξύ αυτών των στρωμάτων ονομάζεται turbopause, βρίσκεται σε υψόμετρο περίπου 120 km.

Άλλες ιδιότητες της ατμόσφαιρας και επιπτώσεις στο ανθρώπινο σώμα

Ήδη σε υψόμετρο 5 χιλιομέτρων πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, ένα μη εκπαιδευμένο άτομο αρχίζει να βιώνει πείνα με οξυγόνο και χωρίς προσαρμογή, η απόδοση ενός ατόμου μειώνεται σημαντικά. Η φυσιολογική ζώνη της ατμόσφαιρας τελειώνει εδώ. Η ανθρώπινη αναπνοή καθίσταται αδύνατη σε υψόμετρο 9 km, αν και μέχρι περίπου 115 km η ατμόσφαιρα περιέχει οξυγόνο.

Η ατμόσφαιρα μας τροφοδοτεί με το απαραίτητο οξυγόνο για την αναπνοή. Ωστόσο, λόγω της πτώσης της συνολικής ατμοσφαιρικής πίεσης καθώς ανεβαίνει κανείς στο υψόμετρο, το μερική πίεσηοξυγόνο.

Ιστορία ατμοσφαιρικού σχηματισμού

Σύμφωνα με την πιο κοινή θεωρία, η ατμόσφαιρα της Γης είχε τρεις διαφορετικές συνθέσεις σε όλη την ιστορία της. Αρχικά, αποτελούνταν από ελαφρά αέρια (υδρογόνο και ήλιο) που συλλαμβάνονταν από τον διαπλανητικό χώρο. Αυτό είναι το λεγόμενο πρωταρχική ατμόσφαιρα. Στο επόμενο στάδιο, η ενεργή ηφαιστειακή δραστηριότητα οδήγησε στον κορεσμό της ατμόσφαιρας με αέρια εκτός του υδρογόνου (διοξείδιο του άνθρακα, αμμωνία, υδρατμοί). Έτσι διαμορφώθηκε δευτερεύουσα ατμόσφαιρα. Αυτή η ατμόσφαιρα ήταν αναζωογονητική. Επιπλέον, η διαδικασία σχηματισμού της ατμόσφαιρας προσδιορίστηκε από τους ακόλουθους παράγοντες:

• διαρροή ελαφρών αερίων (υδρογόνο και ήλιο) στον διαπλανητικό χώρο·
• χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν στην ατμόσφαιρα υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας, των κεραυνών και ορισμένων άλλων παραγόντων.

Σταδιακά αυτοί οι παράγοντες οδήγησαν στο σχηματισμό τριτογενής ατμόσφαιρα, που χαρακτηρίζεται από πολύ χαμηλότερη περιεκτικότητα σε υδρογόνο και πολύ υψηλότερη περιεκτικότητα σε άζωτο και διοξείδιο του άνθρακα (που σχηματίζεται ως αποτέλεσμα χημικές αντιδράσειςαπό αμμωνία και υδρογονάνθρακες).

Αζωτο

Εκπαίδευση μεγάλη ποσότηταΤο άζωτο N 2 οφείλεται στην οξείδωση της ατμόσφαιρας αμμωνίας-υδρογόνου από το μοριακό οξυγόνο O 2, το οποίο άρχισε να προέρχεται από την επιφάνεια του πλανήτη ως αποτέλεσμα της φωτοσύνθεσης, που ξεκίνησε πριν από 3 δισεκατομμύρια χρόνια. Το άζωτο N2 απελευθερώνεται επίσης στην ατμόσφαιρα ως αποτέλεσμα της απονιτροποίησης των νιτρικών αλάτων και άλλων ενώσεων που περιέχουν άζωτο. Το άζωτο οξειδώνεται από το όζον σε ΝΟ στην ανώτερη ατμόσφαιρα.

Το άζωτο N 2 αντιδρά μόνο υπό συγκεκριμένες συνθήκες (για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια εκκένωσης κεραυνού). Η οξείδωση του μοριακού αζώτου από το όζον κατά τις ηλεκτρικές εκκενώσεις χρησιμοποιείται σε μικρές ποσότητες στη βιομηχανική παραγωγή αζωτούχων λιπασμάτων. Οξειδώστε το με χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και μετατρέψτε το σε βιολογικό ενεργή μορφήμπορεί κυανοβακτήρια (γαλαζοπράσινα φύκια) και βακτήρια όζων, σχηματίζοντας ριζοβιακή συμβίωση με ψυχανθή φυτά, τα οποία μπορούν να είναι αποτελεσματικά πράσινα λιπάσματα - φυτά που δεν εξαντλούν, αλλά εμπλουτίζουν το έδαφος με φυσικά λιπάσματα.

Οξυγόνο

Η σύνθεση της ατμόσφαιρας άρχισε να αλλάζει ριζικά με την εμφάνιση ζωντανών οργανισμών στη Γη ως αποτέλεσμα της φωτοσύνθεσης, που συνοδεύτηκε από την απελευθέρωση οξυγόνου και την απορρόφηση διοξειδίου του άνθρακα. Αρχικά, το οξυγόνο ξοδεύτηκε για την οξείδωση ανηγμένων ενώσεων - αμμωνία, υδρογονάνθρακες, σιδηρούχα μορφή σιδήρου που περιέχεται στους ωκεανούς και άλλα. Στο τέλος αυτό το στάδιοΗ περιεκτικότητα σε οξυγόνο στην ατμόσφαιρα άρχισε να αυξάνεται. Σταδιακά σχηματίστηκε μοντέρνα ατμόσφαιρα, κατέχοντας οξειδωτικές ιδιότητες. Δεδομένου ότι αυτό προκάλεσε σοβαρές και ξαφνικές αλλαγέςπολλές διεργασίες που συμβαίνουν στην ατμόσφαιρα, τη λιθόσφαιρα και τη βιόσφαιρα, αυτό το γεγονός ονομάστηκε Καταστροφή Οξυγόνου.

ευγενή αέρια

Μόλυνση του αέρα

Πρόσφατα, οι άνθρωποι έχουν αρχίσει να επηρεάζουν την εξέλιξη της ατμόσφαιρας. Το αποτέλεσμα ανθρώπινη δραστηριότηταΥπήρχε μια συνεχής αύξηση της περιεκτικότητας σε διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα λόγω της καύσης των καυσίμων υδρογονανθράκων που συσσωρεύτηκαν σε προηγούμενες γεωλογικές εποχές. Τεράστιες ποσότητες CO 2 καταναλώνονται κατά τη φωτοσύνθεση και απορροφώνται από τους ωκεανούς του κόσμου. Αυτό το αέριο εισέρχεται στην ατμόσφαιρα λόγω της αποσύνθεσης του ανθρακικού βράχουςΚαι οργανική ύληφυτικής και ζωικής προέλευσης, καθώς και λόγω του ηφαιστειακού και της ανθρώπινης βιομηχανικής δραστηριότητας. Τα τελευταία 100 χρόνια, η περιεκτικότητα σε CO 2 στην ατμόσφαιρα έχει αυξηθεί κατά 10%, με το μεγαλύτερο μέρος (360 δισεκατομμύρια τόνοι) να προέρχεται από την καύση καυσίμου. Εάν ο ρυθμός αύξησης της καύσης καυσίμου συνεχιστεί, τότε στα επόμενα 200-300 χρόνια η ποσότητα του CO 2 στην ατμόσφαιρα θα διπλασιαστεί και θα μπορούσε να οδηγήσει σε παγκόσμια κλιματική αλλαγή.

Η καύση του καυσίμου είναι η κύρια πηγή ρυπογόνων αερίων (CO, SO2). Το διοξείδιο του θείου οξειδώνεται από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο σε SO 3 και το οξείδιο του αζώτου σε NO 2 στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, τα οποία με τη σειρά τους αλληλεπιδρούν με τους υδρατμούς και το προκύπτον θειικό οξύ H 2 SO 4 και το νιτρικό οξύ HNO 3 πέφτουν στο επιφάνεια της Γης με τη μορφή της λεγόμενης όξινης βροχής. Χρήση

Η ατμόσφαιρα της γης είναι κέλυφος αερίουπλανήτες. Το κατώτερο όριο της ατμόσφαιρας περνά κοντά στην επιφάνεια της γης (υδρόσφαιρα και φλοιός της γης), και το ανώτερο όριο είναι η περιοχή του συνεχόμενου εξωτερικού χώρου (122 km). Η ατμόσφαιρα περιέχει πολλά διαφορετικά στοιχεία. Τα κυριότερα είναι: 78% άζωτο, 20% οξυγόνο, 1% αργό, διοξείδιο του άνθρακα, νέον γάλλιο, υδρογόνο κ.λπ. Ενδιαφέροντα γεγονόταΜπορείτε να δείτε στο τέλος του άρθρου ή κάνοντας κλικ στο.

Η ατμόσφαιρα έχει σαφώς καθορισμένα στρώματα αέρα. Τα στρώματα του αέρα διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τη θερμοκρασία, τη διαφορά στα αέρια και την πυκνότητά τους και. Πρέπει να σημειωθεί ότι τα στρώματα της στρατόσφαιρας και της τροπόσφαιρας προστατεύουν τη Γη από την ηλιακή ακτινοβολία. Στα ανώτερα στρώματα, ένας ζωντανός οργανισμός μπορεί να λάβει θανατηφόρα δόσηυπεριώδης ηλιακό φάσμα. Για να μεταβείτε γρήγορα στο επιθυμητό επίπεδο ατμόσφαιρας, κάντε κλικ στο αντίστοιχο στρώμα:

Τροπόσφαιρα και τροπόπαυση

Τροπόσφαιρα - θερμοκρασία, πίεση, υψόμετρο

Το ανώτατο όριο είναι περίπου 8 - 10 km. Σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη είναι 16 - 18 km, και σε πολικά γεωγραφικά πλάτη είναι 10 - 12 km. Τροποσφαίρα- αυτό είναι το κάτω κύριο στρώμαατμόσφαιρα. Αυτό το στρώμα περιέχει περισσότερο από το 80% της συνολικής μάζας του ατμοσφαιρικού αέρα και κοντά στο 90% του συνόλου των υδρατμών. Στην τροπόσφαιρα προκύπτουν η συναγωγή και οι αναταράξεις, σχηματίζονται και εμφανίζονται κυκλώνες. Θερμοκρασίαμειώνεται με την αύξηση του υψομέτρου. Κλίση: 0,65°/100 m Θερμαινόμενη γη και νερό θερμαίνουν τον περιβάλλοντα αέρα. Ο θερμός αέρας ανεβαίνει, ψύχεται και σχηματίζει σύννεφα. Η θερμοκρασία στα ανώτερα όρια του στρώματος μπορεί να φτάσει τους – 50/70 °C.

Σε αυτό το στρώμα συμβαίνουν οι κλιματικές αλλαγές καιρικές συνθήκες. Το κατώτερο όριο της τροπόσφαιρας ονομάζεται ισόγειο, αφού έχει πολλούς πτητικούς μικροοργανισμούς και σκόνη. Η ταχύτητα του ανέμου αυξάνεται με την αύξηση του ύψους σε αυτό το στρώμα.

Τροπόπαυση

Αυτό είναι το μεταβατικό στρώμα της τροπόσφαιρας στη στρατόσφαιρα. Εδώ η εξάρτηση της θερμοκρασίας μειώνεται με την αύξηση του υψομέτρου σταματά. Τροπόπαυση είναι το ελάχιστο υψόμετρο όπου η κατακόρυφη κλίση θερμοκρασίας πέφτει στους 0,2°C/100 m Το ύψος της τροπόπαυσης εξαρτάται από ισχυρά κλιματικά φαινόμενα όπως οι κυκλώνες. Το ύψος της τροπόπαυσης μειώνεται πάνω από τους κυκλώνες και αυξάνεται πάνω από τους αντικυκλώνες.

Στρατόσφαιρα και Στρατόπαυση

Το ύψος του στρώματος της στρατόσφαιρας είναι περίπου 11 έως 50 km. Υπάρχει μικρή μεταβολή της θερμοκρασίας σε υψόμετρο 11 - 25 χλμ. Σε υψόμετρο 25 - 40 χλμ. παρατηρείται αντιστροφήθερμοκρασίες, από 56,5 ανεβαίνει στους 0,8°C. Από 40 km έως 55 km η θερμοκρασία παραμένει στους 0°C. Αυτή η περιοχή ονομάζεται - Στρατόπαυση.

Στη Στρατόσφαιρα, παρατηρείται η επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας στα μόρια του αερίου, που διασπώνται σε άτομα. Δεν υπάρχει σχεδόν καθόλου υδρατμός σε αυτό το στρώμα. Τα σύγχρονα υπερηχητικά εμπορικά αεροσκάφη πετούν σε υψόμετρα έως και 20 km λόγω σταθερών συνθηκών πτήσης. Τα μετεωρολογικά μπαλόνια σε μεγάλο υψόμετρο ανεβαίνουν σε ύψος 40 χιλιομέτρων. Εδώ υπάρχουν σταθερά ρεύματα αέρα, η ταχύτητά τους φτάνει τα 300 km/h. Επίσης συγκεντρώνεται σε αυτό το στρώμα όζο, ένα στρώμα που απορροφά τις υπεριώδεις ακτίνες.

Μεσόσφαιρα και Μεσόπαυση - σύνθεση, αντιδράσεις, θερμοκρασία

Το στρώμα της μεσόσφαιρας ξεκινά από περίπου 50 km υψόμετρο και τελειώνει στα 80 - 90 km. Οι θερμοκρασίες μειώνονται με την αύξηση του υψομέτρου κατά 0,25-0,3°C/100 m περίπου. Πολύπλοκες φωτοχημικές διεργασίες που περιλαμβάνουν ελεύθερες ρίζες (έχει 1 ή 2 ασύζευκτα ηλεκτρόνια) επειδή εφαρμόζουν λάμψηατμόσφαιρα.

Σχεδόν όλοι οι μετεωρίτες καίγονται στη μεσόσφαιρα. Οι επιστήμονες ονόμασαν αυτή τη ζώνη - Αγνοόσφαιρα. Αυτή η ζώνη είναι δύσκολο να εξερευνηθεί, καθώς η αεροδυναμική αεροπορία εδώ είναι πολύ φτωχή λόγω της πυκνότητας του αέρα, η οποία είναι 1000 φορές μικρότερη από ό,τι στη Γη. Και για να ξεκινήσω τεχνητούς δορυφόρουςη πυκνότητα είναι ακόμα πολύ υψηλή. Η έρευνα πραγματοποιείται με τη χρήση πυραύλων καιρού, αλλά αυτό είναι μια διαστροφή. Μεσόπαυσημεταβατικό στρώμα μεταξύ της μεσόσφαιρας και της θερμόσφαιρας. Έχει θερμοκρασία τουλάχιστον -90°C.

Γραμμή Karman

Γραμμή τσέπηςονομάζεται το όριο μεταξύ της ατμόσφαιρας της Γης και του διαστήματος. Σύμφωνα με τη Διεθνή Ομοσπονδία Αεροπορίας (FAI), το ύψος αυτών των συνόρων είναι 100 χιλιόμετρα. Αυτός ο ορισμός δόθηκε προς τιμήν του Αμερικανού επιστήμονα Theodore Von Karman. Προσδιόρισε ότι σε αυτό το ύψος περίπου η πυκνότητα της ατμόσφαιρας είναι τόσο χαμηλή που η αεροδυναμική αεροπορία καθίσταται αδύνατη εδώ, αφού η ταχύτητα του αεροσκάφους πρέπει να είναι μεγαλύτερη πρώτα ταχύτητα διαφυγής . Σε τέτοιο ύψος, η έννοια του ηχητικού φράγματος χάνει το νόημά της. Εδώ για να διαχειριστείτε αεροσκάφοςείναι δυνατή μόνο λόγω αντιδραστικών δυνάμεων.

Θερμόσφαιρα και Θερμόπαυση

Το ανώτερο όριο αυτού του στρώματος είναι περίπου 800 km. Η θερμοκρασία ανεβαίνει σε υψόμετρο περίπου 300 km όπου φτάνει περίπου τους 1500 K. Πάνω από τη θερμοκρασία παραμένει αμετάβλητη. Σε αυτό το στρώμα εμφανίζεται Πολικά φώτα - Εμφανίζεται ως αποτέλεσμα της επίδρασης της ηλιακής ακτινοβολίας στον αέρα. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται επίσης ιονισμός του ατμοσφαιρικού οξυγόνου.

Λόγω χαμηλής σπανιότητας αέρα, οι πτήσεις πάνω από τη γραμμή Κάρμαν είναι δυνατές μόνο κατά μήκος βαλλιστικών τροχιών. Όλες οι επανδρωμένες τροχιακές πτήσεις (εκτός από τις πτήσεις προς τη Σελήνη) πραγματοποιούνται σε αυτό το στρώμα της ατμόσφαιρας.

Εξώσφαιρα - πυκνότητα, θερμοκρασία, ύψος

Το ύψος της εξώσφαιρας είναι πάνω από 700 km. Εδώ το αέριο είναι πολύ σπάνιο και η διαδικασία λαμβάνει χώρα διάλυση— διαρροή σωματιδίων στον διαπλανητικό χώρο. Η ταχύτητα τέτοιων σωματιδίων μπορεί να φτάσει τα 11,2 km/sec. Η αύξηση της ηλιακής δραστηριότητας οδηγεί σε επέκταση του πάχους αυτού του στρώματος.

• Το κέλυφος αερίου δεν πετάει στο διάστημα λόγω βαρύτητα. Ο αέρας αποτελείται από σωματίδια που έχουν τη δική τους μάζα. Από το νόμο της βαρύτητας μπορούμε να συμπεράνουμε ότι κάθε αντικείμενο με μάζα έλκεται από τη Γη.
• Ο νόμος Buys-Ballot λέει ότι αν βρίσκεστε στο βόρειο ημισφαίριο και στέκεστε με την πλάτη στον άνεμο, τότε η ζώνη θα βρίσκεται στα δεξιά υψηλή πίεση, και στα αριστερά - χαμηλά. Στο νότιο ημισφαίριο, όλα θα είναι αντίστροφα.