Točna veličina atmosfere je nepoznata, jer njegova velika granica nije jasno prati. Međutim, struktura atmosfere dovoljno je proučavana da bi dobili ideju o tome kako je raspoređena ljuska na našoj planeti.

Naučnici koji proučavaju atmosfersku fiziku određuju ga kao područje oko Zemlje, koje se rotira sa planetom. FAI daje sljedeće definicija:

• granica između prostora i atmosfere prolazi kroz džepnu liniju. Ova linija, po definiciji iste organizacije, nalazi se visina nadmorske visine, koja se nalazi na nadmorskoj visini od 100 km.

Sve to iznad ove linije je vanjski prostor. U međuplanetarnom prostoru atmosfera prolazi postepeno, zbog čega postoje različite ideje o njenoj veličini.

Uz donju granicu atmosfere, sve je mnogo jednostavnije - prolazi po površini zemljine kore i vodene površine zemlje - hidrosfere. Istovremeno, može se reći da se granica spoji sa zemljom i vodenom površinom, jer čestice postoje i rastvorene čestice zraka.

Koji su atmosferski slojevi uključeni u veličinu zemlje

Zanimljiva činjenica: Zimi je u nastavku, u ljeto - gore.

U ovom je sloju da postoji turbulencije, anticikli i cikloni, formiraju se oblaci. To je ova sfera odgovorna za formiranje vremena, to je oko 80% svih zračnih masa.

Tropopauza se naziva slojem u kojoj se temperatura ne smanjuje visina. Iznad tropopaze, na visini iznad 11 i do 50 km nalazi se. Stratosfera se nalazi sloj ozona, koji je, kao što je poznato, štiti planetu od ultraljubičastih zraka. Zrak u ovom sloju isprazni, ovi objašnjava karakterističnu ljubičastu nijansu neba. Brzina protoka zraka može dostići 300 km / h. Postoji stratosfera i mezosfera između stratosfere - granične sfere, u kojoj je temperatura maksimalna temperatura.

Sljedeći sloj je. Prostire se na visine od 85-90 kilometara. Boja neba u mezosferi je crna, pa se zvijezde mogu primijetiti čak i ujutro i dan. Postoje složeniji fotohemijski procesi, tokom kojih se pojavljuje sjaj atmosfere.

Između mezosfere i sljedećeg sloja je Mesopause. Definisan je kao sloj tranzicije u kojem se opaža temperatura. Iznad, na nadmorskoj visini od 100 kilometara nadmorske visine, nalazi se džepna linija. Gornja linija je termosfera (granica visine 800km) i egzote, koja se naziva i "zona disperzije". Na nadmorskoj visini od oko 2-3 hiljade kilometara ide u piezecamski vakuum.

S obzirom na činjenicu da gornji sloj atmosfere očito nije pronađen, njegova je točna veličina nemoguće izračunati. Pored toga, u različitim zemljama postoje organizacije koje se pridržavaju različitih mišljenja o tome. Treba napomenuti da linijski džep Može se smatrati granicom Zemljine atmosfere samo uvjetno, jer različiti izvori koriste različite tragove granica. Dakle, u nekim izvorima možete pronaći informacije da je velika granica na nadmorskoj visini od 2500-3000 km.

NASA za proračune koristi oznaku od 122 kilometara. Ne tako davno su provedeni eksperimenti koji su razjasnili granicu koja se nalazi na marki od 118km.

Šifra plina širom svijeta naziva se atmosferom, a plin koji formira je zrak. Ovisno o različitim fizičkim i hemijskim svojstvima, atmosfera je podijeljena na slojeve. Šta su, slojevi atmosfere?

Temperaturni slojevi atmosfere

Ovisno o daljinu od Zemljine površine, temperatura atmosfere mijenja se i u vezi s tim, njegova podjela uzima se na sljedeće slojeve:
Troposfera. Ovo je najniži sloj temperature atmosfere. Na srednjim širinama, njena visina jednaka je 10-12 kilometara, a na području tropa - 15-16 kilometara. U troposferi temperatura atmosferskog zraka s povećanjem visine opada, u prosjeku za oko 0,65̊c za svakih 100 metara.
Stratosfera. Ovaj sloj se nalazi iznad troposfere, u intervalu visine od 11-50 kilometara. Postoji prijelazni atmosferski sloj između troposfere i stratosfere. Prosječna temperatura zraka u tropopauuuuuuuuusu jednaka je -56,6 °, na području tropa zimi -80,5 ° C i u ljeto -66,5 ° C. Temperatura donjeg sloja stratosfere polako se u prosjeku opada za 0,2 ° C za svakih 100 metara, a gornji - povećava se i na gornjoj granici stratosfere, temperatura zraka je već 0̊c.
Mezosfera. U rasponu visine 50-95 kilometara, iznad stratosfere, nalazi se atmosferski sloj mezosfere. Iz stratosfere odvojen je Stratopauz. Temperatura mezosfere smanjuje se sa povećanjem visine, prosječni pad je 0,35̊c za svakih 100 metara.
Termosnački. Ovaj atmosferski sloj nalazi se iznad mezosfere i odvojen je od mezopauzacije. Mezopause se kreće od -85 do -90 ° C, ali s povećanjem visine termosmosfere, termosfera se intenzivno zagrijava i dostiže 1500 ° C u intervalu od 200-300 kilometara, nakon čega se ne mijenja . Grijanje termosfere događa se kao rezultat apsorpcije ultraljubičastog zračenja kisikom.

Slojevi atmosfere odvojeni su kompozicijom za plin

U pogledu plina, atmosfera je podijeljena u homosferu i heterosferu. Humosfera je donji sloj atmosfere i kompozicija gasa je ujednačen. Gornja granica ovog sloja prolazi na nadmorskoj visini od 100 kilometara.

Heterosfera se nalazi u visini raspona od homosfere i do vanjske granice atmosfere. Njegov sastav je heterogen, jer pod utjecajem solarnog i kosmičkog zračenja, molekula zraka heterosfere raspada se atomima (postupak fotodizora).

U heterosferi tijekom propadanja molekula do atoma, nabijene čestice su izolirane - elektroni i joni, koji stvaraju sloj jonizirane plazme - ionosfere. Ionosfera se nalazi na gornjoj granici homosfere do visine 400-500 kilometara, ima svojstvo za odražavanje radio talasa, što nam omogućava da izvršimo radio komunikaciju.

Iznad 800 kilometara lagane plinske molekule atmosfere počinje biti nestajanje u svemir, a ovaj atmosferski sloj primio je ime egzopske.

Slojevi atmosfere i sadržaj ozona

Maksimalni iznos ozona (hemijska formula O3) sadržana je u atmosferi na nadmorskoj visini od 20-25 kilometara. Sprovedeno velikom količinom kisika u zraku i prisustvu tvrdog sunčevog zračenja. Ovi atmosferski slojevi nazivaju se ozoneosferom. Ispod ozoneosfere, sadržaj ozona u atmosferi se smanjuje.

Promenio Zemljinu površinu. Ništa manje nije bilo aktivnost vjetra, noseći male frakcije stijena na velike udaljenosti. Značajno je utjecao na uništavanje fluktuacije kamene vode i drugih atmosferskih faktora. Uz ovo, A. štiti površinu zemlje iz destruktivnog učinka meteoritica incidenta, većinu izgaranja prilikom ulaska u guste slojeve atmosfere.

Aktivnosti živih organizama koje su imale snažan utjecaj na razvoj samog u velikoj mjeri ovisi o atmosferskim uvjetima. SVEDOK ŠEŠELJ - ODGOVOR: Sadrži većinu ultraljubičastog zračenja sunca, što je destruktivni učinak na mnoge organizme. Atmosferski kisik koristi se u procesu disanja životinja i biljaka, atmosferski ugljični dioksid - u procesu opskrbe biljaka. Klimatski faktori, posebno termički režim i način vlage, utiču na stanje zdravlja i ljudske aktivnosti. Posebno snažno ovisi o klimatskim uvjetima poljoprivrede. Zauzvrat, ljudska aktivnost ima sve veći utjecaj na sastav A. i o klimatskom režimu.

Struktura atmosfere

Distribucija vertikalne temperature u atmosferi i pridruženoj terminologiji.

Brojna zapažanja pokazuju da A. ima jasno izraženu sloj strukturu (vidi Sl.). Glavne karakteristike slojevljene strukture A. Prvenstveno su određene osobitostima vertikalne distribucije temperature. U donjem dijelu A. - Troposfera, gdje se primijeti intenzivno turbulentno miješanje (vidi turbulenciju u atmosferi i hidrosferi), temperatura se smanjuje s povećanjem visine, a temperatura se smanjuje vertikalno prosjek 6 ° do 1 km. Visina troposfere varira od 8-10 km na polarnim širinama do 16-18 km od ekvatora. Zbog činjenice da će se gustoća zraka brzo smanjiti s visinom, u troposferi, oko 80% cijele mase A. Preko troposfere je tranzicijski sloj - tropopauza sa temperaturom od 190-220, iznad kojeg započinje stratosfera. U donjem dijelu stratosfere, smanjenje temperature s visinom, a temperatura ostaje približno konstantna na visinu od 25 km - t. N. izotermalni prostor (Donja stratosfera); Iznad temperature počinje povećavati - inverzijsko područje (gornja stratosfera). Temperatura dostiže maksimalno ~ 270 k na nivou Stratopause koja se nalazi na nadmorskoj visini od oko 55 km. Sloj A., smješten na visinama od 55 do 80 km, gdje se temperatura ponovo smanjuje s visinom, zvala se mezosfera. Iznad toga je prijelazni sloj - Mesopause, iznad kojeg se nalazi termosfera u kojoj temperatura, povećava visinu, doseže vrlo velike vrijednosti (s. 1000 k). Još iznad (na visinama ~ 1000 km ili više) postoji egzotnica, odakle se atmosferski plinovi raspršeni u svjetski prostor zbog rasipanja i gdje postoji postepena tranzicija iz A. u međuplanetarni prostor. Obično su svi slojevi A., koji su iznad troposfere, nazivaju gornjim, mada ponekad do donjih slojeva AG-a - također pripadaju stratosferi ili donjem dijelu.

Svi strukturni parametri A. (temperatura, pritisak, gustoćnost) imaju značajnu prostor-vremenu-varijabilnost (latitusinalni, godišnji, sezonski, dnevni itd.). Stoga su podaci subjed. Odražavaju samo prosječno stanje atmosfere.

Shema zgrade atmosfere:
1 - nivo mora; 2 - najviša tačka zemlje - G. Jomolungma (Everest), 8848 m; 3 - kumulusni oblaci lijepog vremena; 4 - Snažni kumulusni oblaci; 5 - Oluja (grmljavina) oblaci; 6 - slojeviti kišni oblaci; 7 - Churish Clouds; 8 - avion; 9 - sloj maksimalne koncentracije ozona; 10 - biserni oblaci; 11 - Stratostat; 12 - radioosond; 1Z - Meteors; 14 - srebrni oblaci; 15 - polarna svjetla; 16 - Američka raketa X-15; 17, 18, 19 - radio talasi, odraženi od joliziranih slojeva i vraćaju se na Zemlju; 20 - zvučni val, koji se odražava od tople sloja i vraća se na zemlju; 21 - prvi sovjetski umjetni satelit zemlje; 22 - Interkontinentalna balistička raketa; 23 - Geofizička raketa za istraživanje; 24 - Meteorološki satelit; 25 - Soymaker Soyuz-4 i Soyuz-5; 26 - Kosmičke rakete koje odlaze izvan atmosfere, kao i radio talasa, prožimaju jonizirane slojeve i napuštaju atmosferu; 27, 28 - disipacija (brza) atomi n i ne; 29 - putanje solarnih protona p; 30 - Prodor ultraljubičastih zraka (talasna dužina l\u003e 2000 i l< 900).

Slojevita struktura atmosfere ima mnogo drugih raznolika manifestacija. Visina je hemijski sastav: Ako na visinama do 90 km, gdje postoji intenzivno miješanje u A., relativni sastav stalnih komponenti atmosfere ostaje gotovo nepromijenjen (svu ovu debljinu A. Dobila je ime homosfere), zatim iznad 90 km - u heterosfera - Pod utjecajem disocijacije molekula atmosferskih plinova, ultraljubičasto zračenje sunce javlja se snažna promjena kemijskog sastava A. sa visinom. Tipične karakteristike ovog dijela A. - Slojevi ozona i vlastite atmosfere. Složena slojevljena struktura karakteristična je za atmosferski aerosol - ponderiran u A. Čvrsti čestice zemaljskog i kosmičkog porijekla. Najčešći aerosolni slojevi pod tropopauzom i na nadmorskoj visini od oko 20 km. Vertikalna distribucija elektrona i jona u A. je vertikalna raspodjela elektrona i jona, koja se izražava u postojanju D-, E- i F-Slopa u ionosferi.

Sastav atmosfere

Jedna od najoptički aktivnije komponente je atmosferski aerosol - suspendovane čestice veličine nekoliko Nm do nekoliko desetina MCM-a, koji se formiraju tokom kondenzacije vodene pare i padaju na Zemljinu površinu kao rezultat industrijskog zagađenja , vulkanske erupcije, kao i iz prostora. Aerosol se promatra i u troposferi i u gornjim slojevima A. Koncentracija aerosola brzo će se smanjiti visinom, ali brojni sekundarni maksima nameće se postojanju aerosolnih slojeva.

Gornji slojevi atmosfere

Iznad 20-30 km molekula A. Kao rezultat disocijacije u jednu stupnju ili neko drugo razdvajanje na atomima i u A. slobodnim atomima i novi složeniji molekuli pojavljuju se. Ionizacijski procesi su pomalo veći.

Najhrabnije područje heterosfere, gdje procesi jonizacije i disocijacije stvaraju brojne fotohemijske reakcije koje određuju promjenu kompozicije zraka visine. Ovdje se nalazi i gravitacijsko odvajanje plinova, izraženo po postepenoj obogaćivanju A. sa više lampica plinova kao što se povećava visina. Prema mjerenjima raketa, gravitacijsko odvajanje neutralnih gasova - Argon i azot se promatraju iznad 105-110 KM. Glavne komponente A. u sloju 100-210 km - molekularni azot, molekularni kisik i atomski kisik (koncentracija potonjeg na 210 km doseže 77 ± 20% koncentracije molekularnog dušika).

Gornji dio termosfere sastoji se uglavnom od atomskog kisika i azota. Na nadmorskoj visini od 500 km, molekularni kisik je praktično odsutan, ali molekularni azot, relativna koncentracija čija je mnogo smanjena, i dalje dominira atom.

U termosferi, pokreti plimena igraju važnu ulogu (vidi plime i teče), gravitacijske valove, fotohemijske procese, povećanje dužine slobodnog puta čestica, kao i drugih faktora. Rezultati promatranja satelita u visinama od 200-700 KM doveli su do zaključka da je odnos između gustoće, temperature i solarne aktivnosti bio povezan sa postojanjem svakodnevnog, polugodišnjeg i godišnjeg udara strukturnih parametara. Moguće je da se svakodnevne varijacije u velikoj mjeri zbog atmosferske plime. Tokom perioda solarnih baklja temperatura na nadmorskoj visini od 200 km u niskim širinama može dostići 1700-1900 ° C.

Helijum postaje prevladavajuća komponenta iznad 600 km, a još veća, na visinama 2-20 hiljada KM, prostire se kruna vodonika. Na tim visinama zemljište je okruženo granatom nabijenim česticama, čija temperatura dostiže nekoliko desetina tisuća stupnjeva. Evo unutrašnjih i vanjskih zračenja na Zemlji. Unutrašnji pojas, koji su uglavnom završili protoni sa energijom u stotinama MEV-a, ograničeni su visinama 500-1600 km na širinama iz ekvatora na 35-40 °. Vanjski pojas sastoji se od elektrona s energijom redoslijeda stotina CEV-a. Vanjski pojas postoji "najzanimljiviji pojas", u kojem su koncentracija i potoci elektrona znatno veća. Invazija solarne koluskularnog zračenja (solarni vjetar) u gornje slojeve A. Geneds Polar Shines. Pod utjecajem ovog bombardovanja vrhunca A. Elektrona i protoni solarne krune također pobuđuju vlastitu atmosferu, koja je prethodno zvana noćno nebo pješačenje. Kada solarni vjetar komunicira s magnetnim poljem zemlje, stvorena je zona koja je primila ime. Zemlja magnetosfera, gdje solarni plazma potoci ne prodire.

Za gornje slojeve A. okarakterisanog postojanja jakih vjetrova, čija brzina doseže 100-200 m / s. Brzina i smjer vjetra unutar troposfere, mezosfere i donje termosfere imaju veliku prostornu i vremensku varijabilnost. Iako je masa gornjih slojeva, u odnosu na masu donjih slojeva i energija atmosferskih procesa u visokim slojevima, očito je relativno mala, postoji neki utjecaj visokih slojeva A. na vremensku i klimu u troposfera.

Radiranje, toplina i vode sa stanja atmosfere

Praktično jedini izvor energije za sve fizičke procese koji se razvijaju u A. Je li solarno zračenje. Glavna karakteristika režima zračenja A. - T. N. Slabo apsorbira skraćeno solarno zračenje (većina dostiže Zemljinu površinu), ali on odgađa dugi talas (cijeli infracrveni) toplinski zračenje, što značajno smanjuje prenos toplote zemlje na vanjski prostor i povećava njenu temperaturu.

Dolazak u solarno zračenje djelomično se apsorbira u A. uglavnom vodeni trajekt, ugljični dioksid, ozon i aerosole i rasipa se na čestice aerosola i na fluktuacijama gustoće A. Zbog raspršivanja blistave energije sunca u A., ne samo Direktni solarni, ali i difuzni zračenje, u agregatu, oni čine ukupno zračenje. Dosezanje Zemljine površine, ukupno se zračenje djelomično odražava iz nje. Veličina reflektirane zračenja određuje se reflektivnošću temeljne površine, tako dalje. Albedo. Zbog apsorbiranog zračenja, Zemljina površina se zagreva i postaje izvor vlastitih dugim talasnim zračenjem usmjerenim na A. Zauzvrat, A. također zrači dugovalnim zračenjem, usmjerenim na Zemljinu površinu (tzv. Anti- emitiranje A.) Yves World Prostor (t. n. nadzirna zračenja). Racionalna razmjena topline između Zemljine površine i A. utvrđena je efektivnim zračenjem - razlika između vlastitog zračenja Zemljine površine i apsorbira antioksid u A. razliku između zračenja u kratkom talasu koju apsorbira na površini Zemlje i naziva se ravnotežom radijacije.

Pretvaranje energije solarnog zračenja nakon njegove apsorpcije na zemljinoj površini i u A. Je li toplotna ravnoteža Zemlje. Glavni izvor topline za atmosferu je Zemljina površina, upijajući glavni udio sunčevog zračenja. Budući da je apsorpcija solarnog zračenja u A. Manje toplotnom gubitku A. u svetski prostor je dugo talasno zračenje, potrošnja topline zračenja puni se prilivom topline u obliku Zemljine površine u obliku burne topline i Dolazak topline kao rezultat kondenzacije vodene pare u A. Od konačne veličine kondenzacije u svemu, jednak je broju padavina oborina, kao i veličinu isparavanja sa zemlje Zemljene površine, Dolazak kondenzacijske topline u A. je numerički jednak trošku topline za isparavanje na površini zemlje (vidi također vodenu ravnotežu).

Neki od solarnog zračenja energije troše se na održavanje opće cirkulacije A. i drugim atmosferskim procesima, međutim, ovaj dio je neznatan u odnosu na glavne komponente toplotnog bilansa.

Vazdušni pokret

Zbog velike pokretljivosti atmosferskog zraka na svim visinama primijećeni su vjetrovi. Kreća zraka ovise o mnogim faktorima, od kojih je glavna neravnina grijanja A. u različitim dijelovima svijeta.

Posebno postoje velike kontraste temperature na površini zemlje između ekvatora i stupova zbog razlike u dolasku solarne energije na različite širine. Uz to, raspodjela temperature utječe na lokaciju kontinenta i okeana. Zbog visoke toplotne sposobnosti i toplotne provodljivosti okeanske vode, okeani su značajno oslabljeni temperaturnim fluktuacijama koje se javljaju kao rezultat promjena u dolasku sunčevog zračenja tokom godine. S tim u vezi, u umjerenim i visokim širinama, temperatura zraka preko okeana u ljeto primjetno je niža nego iznad kontinenta, a zimi - gore - gore.

Neravnomjernost grijanja atmosfere doprinosi razvoju sistema velikih zračnih struja - t. N. N. Ukupni cirkulacija atmosfere, što stvara horizontalni prijenos topline u A., kao rezultat kojih su razlike u atmosferskom zraku grijanja u određenim područjima primjetno izglađene. Uz ovo, cjelokupna cirkulacija vrši vlagom u A., tokom koje se vodena para prenosi iz okeana do zemlje i nastaje kontinuitet kontinenta. Kretanje zraka u sistemu općeg cirkulacije usko je povezan s raspodjelom atmosferskog pritiska, a također ovisi o rotaciji zemlje (vidi Coriolis Force). Na razini mora, distribucija tlaka karakterizira njegovim smanjenjem ekvatora, povećanje suptropika (podloge visokog pritiska) i smanjenje umjerenih i visokih širina. Istovremeno, Latle inventivnih širina zimi obično se povećavaju, a ljeto je spušteno.

Komplicirani sistem protoka zraka povezan je s planetarne distribucijom pritiska, neki su relativno otporni, dok se drugi neprestano mijenjaju u prostoru i na vrijeme. Održivi zračni tokovi uključuju trgovinske vjetrove koji su usmjereni iz suptropskih geoteza i hemisfere do ekvatora. Misssons su takođe relativno otporni - zračni tokovi koji nastaju između okeana i kopna i imaju sezonski karakter. U umjerenim geografskim brojevima prevladavaju se zračni tokovi zapadnih pravaca (sa Z. na V.). Ti tokovi uključuju velike vrtlože - ciklone i anticiktone, obično produžene stotine i hiljade KM. Cikloni se primijećuju u tropskim širinama, gdje ih karakteriziraju manja veličina, ali posebno velike brzine vjetra, često postižući sile uragana (T.N. tropski cikloni). U gornjoj troposferi i donjoj stratosferi postoje relativno uski (stotine kilograma Širine), a lakice za oštro definirane granice, unutar kojeg vetar doseže ogromne brzine - do 100-150 m / s. Promatranja pokazuju da su karakteristike atmosferske cirkulacije u donjem dijelu stratosfere određene procesima u troposferi.

U gornjoj polovini stratosfere, gdje se porast temperature opaža visinom, brzina vjetra se povećava s visinom, a vjetrovi istočnih smjerova dominiraju, a zimi - zapadni. Cirkulacija ovdje određuje stratosferski izvor topline, čiji je postojanje povezano s intenzivnom apsorpcijom ozona ultraljubičastog solarnog zračenja.

Na dnu mezosfere u umjerenim širinama, brzina zimskog zapadnog transfera povećava se na maksimalne vrijednosti - oko 80 m / s, a ljetni istočni transfer - do 60 m / s na nivou od oko 70 km. Studije posljednjih godina jasno su pokazale da se osobitosti temperaturne polje u mezosferi ne mogu objasniti samo utjecajem faktora zračenja. Važni su dinamički faktori (posebno grijanje ili hlađenje tijekom spuštanja ili podizanja), kao i izvori topline koji proizlaze iz fotohemijskih reakcija (na primjer, atomski rekombinacija kiseonika).

Preko hladnog sloja mesopauze (u termosferi) temperatura zraka počinje brzo rasti visine. Na mnogo načina ovo područje: slično je dolje s donjom polovicom stratosfere. Vjerovatno, cirkulacija na dnu termosfere određuje procese u mezosferi, a dinamika gornjih slojeva termosfere nalazi se zbog apsorpcije solarnog zračenja ovdje. Međutim, istražiti atmosfersko kretanje na tim visinama teško je zbog njihove značajne složenosti. Pokreti plime (uglavnom solarni polu-dovoljni i svakodnevni plima) najvažnije su stečeni u termosferi, pod kojima brzina vjetra na visinama više od 80 km može dostići 100-120 m / s. Karakteristična karakteristika atmosferskih plime je njihova snažna varijabilnost ovisno o širini, doba godine, visine iznad razine mora i doba dana. Postoje i značajne promjene brzine vjetra s visinom (uglavnom u blizini nivoa 100 km), pripisane učinku gravitacijskih talasa. Smješten u rasponu od 100-110 km t. N. Turbopausus oštro odvaja gore navedeno područje iz zone intenzivnog turbulentnog miješanja.

Uz zračne struje velike razmjere, u donjim slojevima atmosfere nalaze se brojni lokalni cirkulacija zraka (povjetarac, boron, vjetrovi za planinu-dolina i sur.; Vidi lokalne vjetrove). U svim zračnim tokovima obično se primećuju pulsiranje vetra koji odgovaraju kretanju srednjeg i malog vazdušnog whirpoola. Takvi su valovi povezani s turbulencijom atmosfere, što značajno pogađaju mnoge atmosferske procese.

Klima i vrijeme

Razlike u količini solarnog zračenja koji dolaze na različite širine zemlje Zemljine površine, a složenost njegove strukture, uključujući distribuciju okeana, kontinenti i najvećih planinskih sistema, određuju raznolikost kopnenih klima (vidi klimat).

Literatura

• Meteorologija i hidrologija za 50 godina sovjetske moći, ed. E. K. Fedorova, L., 1967;
• HRGIAN A. H., atmosferska fizika, 2 ed., M., 1958;
• Zverev A.S., sinoptički meteorologija i osnove prevencije vremenskih prilika, L., 1968;
• Chromys S. P., Meteorologija i klimatologija za geografske fakultete, L., 1964;
• Tver P. N., Meteorološki kurs, L., 1962;
• Matveyev L. T., Osnove opće meteorologije. Atmosferska fizika, L., 1965;
• Budyko M. I., Termička ravnoteža Zemljine površine, L., 1956;
• Kondratyev k. Ya., Aktinometrija, L., 1965;
• Repovi I. A., visoki slojevi atmosfere, L., 1964;
• Moroz V. I., planete fizike, M., 1967;
• Tver P. N., atmosferska električna energija, L., 1949;
• Shishkin N. S., Oblaci, padavina i grmljavina struja, M., 1964;
• Ozon u Zemljinoj atmosferi, Ed. G. P. Ghushchina, L., 1966;
• Imena I. M., Chubarin E.V., Struja besplatne atmosfere, L., 1965.

M. I. Budyko, K. Ya. Kondratyev.

Ovaj članak ili odjeljak koristi tekst.

Struktura i sastav atmosfere Zemlje moraju se reći da nisu uvijek trajne vrijednosti u jednom ili drugom periodu razvoja naše planete. Danas je vertikalna struktura ovog elementa koja ima ukupnu "debljinu" od 1,5-2,0 hiljade KM predstavlja nekoliko osnovnih slojeva, uključujući:

1. Troposfera.
2. Tropiran.
3. Stratosfera.
4. Stratoatus.
5. Mezosfera i mesopauza.
6. Termosfera.
7. Exoshhere.

Glavni elementi atmosfere

Troposfera je sloj u kojem se primjećuju snažni vertikalni i horizontalni pokreti, ovdje se formiraju vrijeme, sedimentne pojave, klimatske uvjete. Proširuje se 7-8 kilometara od površine planete gotovo svuda, s izuzetkom polarnih regija (tamo do 15 km). Postepeno smanjenje temperature primijećeno je u troposferi, otprilike 6,4 ° C sa svakih kilometara visine. Ovaj se pokazatelj može razlikovati za različite širine i sezone.

Sastav atmosfere Zemlje u ovom dijelu predstavljen je sljedećim elementima i njihove kamatne stope:

Azot - oko 78 posto;

Kiseonik - skoro 21 posto;

Argon je oko jedan posto;

Ugljični dioksid je manji od 0,05%.

Jedinstveni sastav na visinu od 90 kilometara

Osim toga, možete pronaći prašinu, vodene kapljice, vodene pare, proizvode za sagorijevanje, ledene kristale, morske soli, mnoge aerosolne čestice itd. Takav sastav Zemljine atmosfere primjećuje se približno devedeset kilometara visine, tako da je zrak Otprilike je isto za kemijsku kompoziciju, ne samo u troposferi, već i u prekomjernim slojevima. Ali tamo je atmosfera u osnovi druga fizička svojstva. Sloj koji ima zajednički hemijski sastav naziva se homosferom.

Koji su elementi i dalje dio Zemljine atmosfere? U procentima (po volumenu, suhom zraku), takvi plinovi predstavljeni su kao kripton (oko 1,14 x 10 -4), ksenon (8,7 x 10 -7), vodonik (5,0 x 10 -5), metana (oko 1,7 x 10) - 4), dušična užina (5,0 x 10 -5), itd. U procentima po težini navedenih komponenti, više od svih dušika i hidrogen oksida, a slijede helijum, kripton itd.

Fizička svojstva različitih atmosferskih slojeva

Fizička svojstva troposfere usko su povezana sa susjednim na površini planete. Odavde se reflektirana solarna toplina u obliku infracrvenih zraka šalje se unazad, uključujući toplotnu provodljivost i konvekcijski procese. Zato temperatura padne sa Zemljine površine. Takav je fenomen primijećen do visine stratosfere (11-17 kilometara), tada temperatura postaje gotovo nepromijenjena na oznaku od 34-35 km, a zatim je opet porast temperatura do visine od 50 kilometara (the Gornja granica stratosfere). Između stratosfere i troposfere nalazi se tanki intermedijarni sloj tropopauze (do 1-2 km), gdje se primjećuju stalne temperature iznad ekvatora - oko minus 70 ° C i ispod. Preko stubova iste staze "zagrijava" u ljetu do minus 45 ° C, zimi temperatura, kreće se u blizini -65 ° C.

Sastav plina zemljišne atmosfere uključuje tako važan element poput ozona. Njegovo relativno malo na površini (deset po minusu šestog stepena iz procenta), jer se plin formira pod utjecajem sunčeve svjetlosti iz atomskog kisika u gornje dijelove atmosfere. Konkretno, najviše ozona na nadmorskoj visini od oko 25 km, a cijeli ozonski ekran nalazi se na područjima od 7-8 km u području stubova, od 18 km na ekvatoru i do pedeset kilometara općenito iznad površine planete.

Atmosfera štiti od sunčevog zračenja

Sastav zraka Zemljine atmosfere igra vrlo važnu ulogu u očuvanju života, jer pojedinačni hemijski elementi i kompozicije uspješno ograničavaju pristup sunčevom zračenju na Zemljinu površinu i ljude koji žive na njemu, životinje, biljke. Na primjer, molekuli vodene pare učinkovito apsorbiraju gotovo sve raspone infracrvenog zračenja, osim dužina u rasponu od 8 do 13 mikrona. Ozon apsorbira ultraljubičastu do talasne dužine 3100. A. bez njegovog tankog sloja (bit će samo 3 mm, ako se nalazi na površini planete) stanovnici mogu biti samo vode na dubini samo više od 10 metara, a podzemne pećine, gde se solarno zračenje ne doseže.

Zero Celsius u Stratopauusu

Između dva nivoa atmosfere, stratosfere i mezosfere, postoji izvanredan sloj - Stratopauuse. Otprilike odgovara visini ozonskog maxima i ovdje se promatra relativno udobna temperatura za ljude - oko 0 ° C. Iznad stratopauze, u mezosferi (započinje nadmorske visine od 50 km, a završava na nadmorskoj visini od 80-90 KM), ponovo je pad temperatura s povećanjem udaljenosti od površine tla (do minus 70- 80 ° C). Meteori su obično u potpunosti u kombinaciji u mezosferi.

U termosferi - plus 2000 k!

Hemijski sastav Zemljine atmosfere u termosferi (počinje nakon mesopauze od visine oko 85-90 do 800 km) određuje mogućnost takve pojave kao postepeno zagrijavanje slojeva vrlo rijetkog "zraka" pod utjecajem solarnog zračenja . U ovom dijelu planeta "Krevena zraka" postoje temperature od 200 do 2000 K, koje se dobivaju zbog kiseoničke ionizacije (tamo je atomski kisik iznad 300 km), kao i rekombinacija kiseoničkih atoma u molekulu, popraćena oslobađanje velike količine topline. Termosfera je mjesto pojave polarnih radijaca.

Gore navedena termosfera je egzotnica - vanjski sloj atmosfere, iz kojeg svjetla i brzo pokretne atome vodika mogu ući u vanjski prostor. Hemijski sastav Zemljine atmosfere ovdje je zastupljen zasebnim atomima kisika u donjim slojevima, atomima heliju u mediju, i gotovo isključivo hidrogeni atomi u gornjem dijelu. Visoke temperature dominiraju ovdje - oko 3000 k i nema atmosferskog pritiska.

Kako je formirana zemaljska atmosfera?

Ali, kao što je već već spomenuto, takav sastav atmosfere planete nije uvijek imao uvijek. Postoje tri koncepta porijekla ovog elementa. Prva hipoteza sugerira da je atmosfera odvedena u proces akretacije iz protoplana. Međutim, danas je ta teorija značajno kritizirana, jer je takva primarna atmosfera trebala uništiti sunčani "vjetar" iz blistavog u našem planetarnom sistemu. Pored toga, pretpostavlja se da se isparljivi elementi ne mogu čuvati u zoni formiranja planeta prema vrsti Zemljine grupe zbog previsokih temperatura.

Sastav primarne atmosfere Zemlje, kao druga hipoteza uključuje, mogla bi se formirati zbog aktivnog bombardiranja površinskih asteroida i komete, koji su stigli iz okoline solarnog sistema u rane faze razvoja. Potvrdite ili opovrgnuti ovaj koncept je prilično težak.

Eksperimentirajte u IDG RAS-u

Treća hipoteza je najvjerovatnija, što vjeruje da se atmosfera pojavila kao rezultat puštanja gasova iz zemaljske kore prije otprilike 4 milijarde godina. Ovaj je koncept bio u stanju provjeriti IDG RAS tokom eksperimenta pod nazivom "Tsarev 2", kada je uzorak supstance meteorskog porijekla zagrijan u vakuumu. Tada je izdanje takvih gasova zabilježeno kao H 2, CH 4, CO, H 2 O, N 2 itd. Stoga su naučnici s pravom sugerirali da je hemijski sastav primarne atmosfere Zemlje uključivao vodu i ugljični dioksid, fluor Vodonik Pain (HF) Gas (HF), vodonik sulfid (h 2 s), azotni spojevi, vodonik, metan (CH 4), amonijačni parovi (NH 3), Argon itd. Učestvovali su vodeni parovi iz primarne atmosfere Formiranje hidrosfere, ugljičnog dioksida bilo je u većoj mjeri u pridruženom stanju u organskim tvarima i stijenama, azotni se preselio u moderni zrak, kao i opet u sedimentne stijene i organske materije.

Sastav primarne atmosfere Zemlje ne bi dozvolio da moderni ljudi budu u njemu bez respiratornih vozila, jer kisik u traženim količinama nije bio tamo. Ovaj element u značajnim količinama pojavio se prije jednoj i pol milijardi godina, jer se vjeruje u vezi s razvojem fotosinteze u plavo-zelenoj i drugim algama, koji su najstariji stanovnici naše planete.

Minimalni kisik

Činjenica da je sastav atmosfere Zemlje u početku gotovo bez kisika, ukazuje da u najstarijim (Qatarhey) stijenama pronađu lako oksidirane, ali ne i oksidirani grafit (ugljik). Nakon toga pojavile su se takozvane željezne rude od željeza, što je uključivalo slojeve obogaćenih željeznih oksida, što znači izgled na planeti moćnog izvora kisika u molekularnom obliku. Ali ti su se elementi naišli samo periodično (možda su iste alge ili druge proizvođače kisika pojavile na malim otocima u pustinji bez kisika), dok je ostatak svijeta bio anaerobni. U korist potonjeg, kaže da je lako oksidirani pirit pronađen u obliku šljunčanih liječenim protokom bez tragova hemijskih reakcija. Budući da se protočna voda ne može slabo aerirati, tačka gledišta razvijena je da atmosfera prije početka kambrija sadrži manje od jednog posto kisika iz današnjeg sastava.

Revolucionarna promjena kompozicije za zrak

Otprilike u sredini Protrozoja (1,8 milijardi godina) revolucija kisika dogodila se kada se svijet pretvorio u aerobno disanje, tokom koje se može dobiti od jedne hranjive molekule (glukoze) 38, a ne dvije (kao u anaerobnu disanje) jedinice energije. Sastav Zemljine atmosfere, u smislu kisika, počeo je prelaziti jedan posto modernog, počeo je da se pojavljuje ozonski omotač, zaštitu organizama iz zračenja. Iz nje je iz njenog "sakrivanja" pod debelim školjkama, na primjer, tako drevne životinje poput trilobita. Od tada, do našeg vremena, sadržaj glavnog "respiratornog" elementa postepeno i polako se povećava, pružajući različite razvojne oblike života na planeti.

Atmosfera (od. Grčka. Ατμός - "Pairs" i σφαῖρα - "sfera") - plinska ljuska nebeskog tijela, koja se drži gravitacijom. Atmosfera je plinozna ljuska planete koja se sastoji od mješavine različitih plinova, vodene pare i prašine. Kroz atmosferu supstanca Zemlje se sastaje sa prostorom. Zemlja prima kosmičku prašinu i meteoritni materijal, gubi najlakše plinove: vodonik i helijum. Atmosfera Zemlje prodire snažnim zračenjem sunca, što određuje toplinski način površine planete, što uzrokuje disocijaciju molekula atmosferskih plinova i ionizacije atoma.

Atmosfera zemlje sadrži kisik koji koristi većina živih organizama za disanje i ugljični dioksid koji konzumiraju biljke, alge i cijanobakteriju tokom fotosinteze. Atmosfera je takođe zaštitni sloj planete, štiteći svoje stanovnike iz solarnog ultraljubičastog zračenja.

Postoje atmosfera u svim masivnim tijelima - planete zemaljskog tipa, plinskih divova.

Sastav atmosfere

Atmosfera je mješavina gasova koja se sastoji od azota (78,08%), kisika (20,95%), ugljični dioksid (0,03%), argona (0,93%), mala količina helijuma, neon, ksenon, kriptona (0,01%), 0,038 % ugljični dioksid i mala količina vodonika, helijuma, ostalih plemenitih plinova i zagađivača.

Moderni sastav Zemljinog zraka uspostavljen je pre više od sto miliona godina, međutim, naglo povećana proizvodna djelatnost osobe i dalje je dovela do njegove promjene. Trenutno je povećanje sadržaja CO 2 zabilježen za oko 10-12%. Gasovi su dio atmosfere, izvode različite funkcionalne uloge. Međutim, glavna vrijednost tih gasova određuje se prvenstveno činjenicom da su vrlo snažno apsorbiraju zračenje i na taj način značajno utječu na temperaturni režim površine zemlje i atmosfere.

Početni sastav atmosfere planete obično ovisi o hemijskoj i temperaturnom svojstvima sunca tokom formiranja planeta i naknadnog izlaska vanjskih plinova. Tada se sastav plinske ljuske razvija pod djelovanjem različitih faktora.

Atmosfera Venere i Marsa uglavnom se sastoji od ugljičnog dioksida sa malim dodacima azota, argona, kisika i drugih gasova. Zemljina atmosfera u velikoj mjeri je proizvod organizama koji žive u njemu. Gas niskog temperature - Jupiter, Saturn, Uranium i Neptun - mogu uglavnom držati gasove sa malom molekularne težine - vodonik i helijum. Naprotiv, niskotemperaturni plinski divovi, poput Osirisa ili 51 Pegasus B, naprotiv, ne mogu je zadržati i njihove molekule atmosfere rasiju se u prostoru. Ovaj se proces pristupa polako, stalno.

Nitrogen, Najčešći plin u atmosferi je hemijski aktivan.

KiseonikZa razliku od azota, hemijski vrlo aktivnog elementa. Specifična funkcija kisika je oksidacija organske materije heterotrofičnih organizma, stijena i nesofisticiranih gasova koji se emitiraju u atmosferu vulkana. Bez kisika ne bi bilo raspadanja mrtve organske materije.

Struktura atmosfere

Struktura atmosfere sastoji se od dva dijela: unutarnja-traposfera, stratosfera, mesosfere i termosfere, ili ionosfera, te vanjsko - magnetosfera (egzote).

1) troposfera - Ovo je donji dio atmosfere, u kojem je koncentrirano 3 \\ 4. ~ 80% cijele zemaljske atmosfere. Njegova visina određuje se intenzitetom vertikalnih (uzlaznih ili silaznih) zračnih tokova uzrokovanih grijanjem Zemljine površine i okeana, tako da je debljina troposfere na ekvatoru 16 - 18 km, u umjerenim širinama 10-11 km, i na stubovima - do 8 km. Temperatura zraka u troposferi na visini pada 0,6ºS za svakih 100m i kreće se od +40 do - 50ºS.

2) Stratosfera To je iznad troposfere i visina je do 50 km od površine planete. Temperatura na nadmorskoj visini do 30 km konstanta -50ºS. Tada počinje ustati i na nadmorskoj visini od 50 km doseže + 10ºS.

Gornja granica biosfere je ozonski ekran.

Zaslon ozona je sloj atmosfere unutar stratosfere, smješten na različitoj visini sa površine zemlje i ima maksimalnu gustoću ozona na nadmorskoj visini od 20-26 km.

Visina ozonskog omotača na polovima procjenjuje se na 7 - 8 km, na ekvatoru u 17-18km, a maksimalna visina prisutnosti ozona je 45-50 km. Iznad zaslona ozona, život je nemoguć zbog krutog ultraljubičastog zračenja sunca. Ako komprimiramo sve molekule ozona, onda ispada da je sloj ~ 3 mm oko planete.

3) mezosfera - Gornja granica ovog sloja nalazi se do visine do 80 km. Njena glavna karakteristika je oštar pad temperature -90ºS pri gornjoj granici. Ovdje se bilježe srebrni oblaci koji se sastoje od ledenih kristala.

4) ionosfera (termosnaca) - Nalazi se na visinu od 800 km, a karakterizira ga značajno povećanje temperature:

150km temperatura + 240ºS,

200km Temperatura + 500ºS,

600km temperatura + 1500ºS.

Pod djelovanjem ultraljubičastog zračenja sunca, plinovi su u joniziranom stanju. Sa ionizacijom povezanim sjajem i pojavom polarne grede.

Ionosfera ima mogućnost da se više puta odražava radio talase, koji pruža radio komunikaciju na duge staze na planeti.

5) Ecosfera - Smješten iznad 800km i prostire se na 3000km. Evo temperature\u003e 2000ºS. Brzina plina približava kritično ~ 11,2 km / s. Atomi vodonika i helija dominiraju, koji čine blistavu krunu oko zemlje, proteže se na visinu od 20000km.

Atmosferske funkcije

1) Termostat - vremenske prilike i klima na zemlji ovisi o raspodjeli topline, pritiska.

2) Životni koji podržavaju.

3) Troposfera zauzima globalni vertikalni i horizontalni pokreti zračnih masa. Određivanje ciklusa vode, razmjena topline.

4) Skoro sve površine su geološki procesi zbog interakcije atmosfere, litosfere i hidrosfere.

5) Zaštitna - atmosfera štiti zemlju iz prostora, solarnog zračenja i meteoritne prašine.

Atmosferske funkcije. Bez atmosfere, život na Zemlji bio bi nemoguć. Osoba svakodnevno troši 12-15 kg. Zrak, udisanje svake minute od 5 do 100l, značajno prelazi prosječnu dnevnu potrebu za hranom i vodom. Pored toga, atmosfera pouzdano štiti osobu od opasnosti koje mu prijete iz prostora: ne nedostaje meteoriti, kosmičko zračenje. Nema hrane, osoba može živjeti pet tjedana, bez vode - pet dana, bez zraka - pet minuta. Normalna vitalna aktivnost ljudi zahtijeva ne samo zrak, već je definirao i njegovu čistoću. Zdravlje ljudi, stanje povrća i životinjskog svijeta, snage i izdržljivosti zgrada, strukture ovise o kvaliteti zraka zraka. Zagađeni zrak uništen je za vodu, suši, more, tla. Atmosfera određuje svjetlost i reguliše toplinske režime zemlje, doprinosi preraspodjelu topline na globusu. Školjka plina štiti zemlju od pretjeranog hlađenja i grijanja. Ako naša planeta ne bi bila okružena zračnom školjkom, tada bi za jednog dana amplicirala temperaturne fluktuacije postigla 200 S. Atmosfera štedi sve što živi na zemlji od uništavanja ultraljubičastog, rendgenskih i kosmičkih zraka. Odlična vrijednost atmosfere u distribuciji svjetlosti. Njegov zrak razbija sunčeve zrake na milion malim zrakama, otkazao ih i stvara jednoličnu rasvjetu. Atmosfera služi kao dirigent zvukova.