Ποια είναι η θερμοκρασία στα πυκνά στρώματα της ατμόσφαιρας. §32
Ο χώρος είναι γεμάτος ενέργεια. Η ενέργεια γεμίζει το χώρο άνισα. Υπάρχουν σημεία συγκέντρωσης και εκφόρτισής του. Με αυτόν τον τρόπο μπορείτε να υπολογίσετε την πυκνότητα. Ο πλανήτης είναι ένα διατεταγμένο σύστημα, με τη μέγιστη πυκνότητα της ύλης στο κέντρο και με σταδιακή μείωση της συγκέντρωσης προς την περιφέρεια. Οι δυνάμεις αλληλεπίδρασης καθορίζουν την κατάσταση της ύλης, τη μορφή με την οποία υπάρχει. Η Φυσική περιγράφει την κατάσταση συσσωμάτωσης ουσιών: στερεά, υγρά, αέρια κ.λπ.
Η ατμόσφαιρα είναι το αέριο μέσο που περιβάλλει τον πλανήτη. Η ατμόσφαιρα της Γης επιτρέπει την ελεύθερη κίνηση και επιτρέπει στο φως να περάσει μέσα, δημιουργώντας έναν χώρο στον οποίο ευδοκιμεί η ζωή.
Η περιοχή από την επιφάνεια της γης σε ύψος περίπου 16 χιλιομέτρων (λιγότερο από τον ισημερινό μέχρι τους πόλους, εξαρτάται επίσης από την εποχή) ονομάζεται τροπόσφαιρα. Η τροπόσφαιρα είναι το στρώμα που περιέχει περίπου το 80% του αέρα στην ατμόσφαιρα και σχεδόν το σύνολο των υδρατμών. Εδώ συμβαίνουν οι διαδικασίες που διαμορφώνουν τον καιρό. Η πίεση και η θερμοκρασία μειώνονται με το ύψος. Ο λόγος για τη μείωση της θερμοκρασίας του αέρα είναι μια αδιαβατική διαδικασία, όταν το αέριο διαστέλλεται, ψύχεται. Στο ανώτερο όριο της τροπόσφαιρας, οι τιμές μπορεί να φτάσουν τους -50, -60 βαθμούς Κελσίου.
Ακολουθεί η Στρατόσφαιρα. Εκτείνεται έως και 50 χιλιόμετρα. Σε αυτό το στρώμα της ατμόσφαιρας, η θερμοκρασία αυξάνεται με το ύψος, αποκτώντας μια τιμή στο ανώτερο σημείο περίπου 0 C. Η αύξηση της θερμοκρασίας προκαλείται από τη διαδικασία απορρόφησης των υπεριωδών ακτίνων από το στρώμα του όζοντος. Η ακτινοβολία προκαλεί χημική αντίδραση. Τα μόρια οξυγόνου διασπώνται σε μεμονωμένα άτομα που μπορούν να συνδυαστούν με κανονικά μόρια οξυγόνου για να σχηματίσουν όζον.
Η ακτινοβολία από τον ήλιο με μήκη κύματος μεταξύ 10 και 400 νανόμετρα ταξινομείται ως υπεριώδης. Όσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος UV, τόσο περισσότερο μεγάλος κίνδυνοςαντιπροσωπεύει για τους ζωντανούς οργανισμούς. Μόνο ένα μικρό κλάσμα της ακτινοβολίας φτάνει στην επιφάνεια της Γης, επιπλέον, το λιγότερο ενεργό μέρος του φάσματος της. Αυτό το χαρακτηριστικό της φύσης επιτρέπει σε ένα άτομο να αποκτήσει ένα υγιές μαύρισμα στον ήλιο.
επόμενο στρώμαΗ ατμόσφαιρα ονομάζεται μεσόσφαιρα. Όρια από περίπου 50 km έως 85 km. Στη μεσόσφαιρα, η συγκέντρωση του όζοντος, που θα μπορούσε να παγιδεύσει την υπεριώδη ενέργεια, είναι χαμηλή, οπότε η θερμοκρασία αρχίζει να πέφτει ξανά με το ύψος. Στο σημείο αιχμής, η θερμοκρασία πέφτει στους -90 C, ορισμένες πηγές αναφέρουν μια τιμή -130 C. Οι περισσότεροι μετεωροειδή καίγονται σε αυτό το στρώμα της ατμόσφαιρας.
Το στρώμα της ατμόσφαιρας που εκτείνεται από ύψος 85 km σε απόσταση 600 km από τη Γη ονομάζεται Θερμόσφαιρα. Η θερμόσφαιρα είναι η πρώτη που συναντά την ηλιακή ακτινοβολία, συμπεριλαμβανομένης της λεγόμενης υπεριώδους κενού.
Καθυστέρησε το κενό UV ατμοσφαιρικό περιβάλλον, θερμαίνοντας έτσι αυτό το στρώμα της ατμόσφαιρας σε τεράστιες θερμοκρασίες. Ωστόσο, δεδομένου ότι η πίεση εδώ είναι εξαιρετικά χαμηλή, αυτό το φαινομενικά πυρακτωμένο αέριο δεν έχει την ίδια επίδραση στα αντικείμενα όπως έχει υπό συνθήκες στην επιφάνεια της γης. Αντίθετα, τα αντικείμενα που τοποθετούνται σε τέτοιο περιβάλλον θα κρυώσουν.
Σε υψόμετρο 100 χλμ. διέρχεται η υπό όρους γραμμή «Κάρμαν γραμμή», που θεωρείται η αρχή του διαστήματος.
Τα σέλας εμφανίζονται στη θερμόσφαιρα. Σε αυτό το στρώμα της ατμόσφαιρας, ο ηλιακός άνεμος αλληλεπιδρά με μαγνητικό πεδίοπλανήτες.
Το τελευταίο στρώμα της ατμόσφαιρας είναι η Εξώσφαιρα, ένα εξωτερικό κέλυφος που εκτείνεται για χιλιάδες χιλιόμετρα. Η εξώσφαιρα είναι πρακτικά ένα κενό μέρος, ωστόσο, ο αριθμός των ατόμων που περιπλανώνται εδώ είναι μια τάξη μεγέθους μεγαλύτερος από ό,τι στον διαπλανητικό χώρο.
Το άτομο αναπνέει αέρα. Η κανονική πίεση είναι 760 χιλιοστά υδραργύρου. Σε υψόμετρο 10.000 m, η πίεση είναι περίπου 200 mm. rt. Τέχνη. Σε αυτό το υψόμετρο, ένα άτομο μπορεί πιθανώς να αναπνεύσει, τουλάχιστον όχι για μεγάλο χρονικό διάστημα, αλλά αυτό απαιτεί προετοιμασία. Το κράτος προφανώς θα είναι ανενεργό.
Η σύνθεση αερίου της ατμόσφαιρας: 78% άζωτο, 21% οξυγόνο, περίπου ένα τοις εκατό αργό, όλα τα άλλα είναι ένα μείγμα αερίων που αντιπροσωπεύουν το μικρότερο κλάσμα του συνόλου.
Η ατμόσφαιρα είναι το αέριο κέλυφος του πλανήτη μας που περιστρέφεται μαζί με τη Γη. Το αέριο στην ατμόσφαιρα ονομάζεται αέρας. Η ατμόσφαιρα βρίσκεται σε επαφή με την υδρόσφαιρα και καλύπτει εν μέρει τη λιθόσφαιρα. Αλλά είναι δύσκολο να προσδιοριστούν τα ανώτερα όρια. Συμβατικά, υποτίθεται ότι η ατμόσφαιρα εκτείνεται προς τα πάνω για περίπου τρεις χιλιάδες χιλιόμετρα. Εκεί ρέει ομαλά στον χωρίς αέρα χώρο.
Η χημική σύνθεση της ατμόσφαιρας της Γης
Ο σχηματισμός της χημικής σύνθεσης της ατμόσφαιρας ξεκίνησε πριν από περίπου τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια. Αρχικά, η ατμόσφαιρα αποτελούνταν μόνο από ελαφρά αέρια - ήλιο και υδρογόνο. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, οι αρχικές προϋποθέσεις για τη δημιουργία ενός κελύφους αερίου γύρω από τη Γη ήταν οι ηφαιστειακές εκρήξεις, οι οποίες μαζί με τη λάβα εξέπεμπαν τεράστια ποσότητα αερίων. Στη συνέχεια ξεκίνησε η ανταλλαγή αερίων με τους υδάτινους χώρους, με τους ζωντανούς οργανισμούς, με τα προϊόντα της δραστηριότητάς τους. Η σύνθεση του αέρα σταδιακά άλλαξε και σύγχρονη μορφήιδρύθηκε πριν από αρκετά εκατομμύρια χρόνια.
Τα κύρια συστατικά της ατμόσφαιρας είναι το άζωτο (περίπου 79%) και το οξυγόνο (20%). Το υπόλοιπο ποσοστό (1%) αντιστοιχεί στα ακόλουθα αέρια: αργό, νέο, ήλιο, μεθάνιο, διοξείδιο του άνθρακα, υδρογόνο, κρυπτόν, ξένο, όζον, αμμωνία, διοξείδιο του θείου και άζωτο, οξείδιο του αζώτου και μονοξείδιο του άνθρακα, που περιλαμβάνονται σε αυτό ένα τοις εκατό.
Επιπλέον, ο αέρας περιέχει υδρατμούς και σωματίδια (γύρη φυτών, σκόνη, κρύσταλλοι αλατιού, ακαθαρσίες αεροζόλ).
ΣΕ ΠρόσφαταΟι επιστήμονες σημειώνουν όχι μια ποιοτική, αλλά μια ποσοτική αλλαγή σε ορισμένα συστατικά του αέρα. Και ο λόγος για αυτό είναι ο άνθρωπος και η δραστηριότητά του. Μόνο τα τελευταία 100 χρόνια η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα έχει αυξηθεί σημαντικά! Αυτό είναι γεμάτο με πολλά προβλήματα, το πιο παγκόσμιο από τα οποία είναι η κλιματική αλλαγή.
Διαμόρφωση καιρού και κλίματος
Η ατμόσφαιρα παίζει ζωτικό ρόλο στη διαμόρφωση του κλίματος και του καιρού στη Γη. Πολλά εξαρτώνται από την ποσότητα του ηλιακού φωτός, από τη φύση της υποκείμενης επιφάνειας και την ατμοσφαιρική κυκλοφορία.
Ας δούμε τους παράγοντες με τη σειρά.
1. Η ατμόσφαιρα μεταδίδει τη θερμότητα των ακτίνων του ήλιου και απορροφά την επιβλαβή ακτινοβολία. Ότι πέφτουν οι ακτίνες του ήλιου διαφορετικές περιοχέςΓη σε διαφορετικές γωνίες, γνώριζαν οι αρχαίοι Έλληνες. Η ίδια η λέξη "κλίμα" στη μετάφραση από τα αρχαία ελληνικά σημαίνει "κλίση". Έτσι, στον ισημερινό, οι ακτίνες του ήλιου πέφτουν σχεδόν κάθετα, γιατί εδώ έχει πολύ ζέστη. Όσο πιο κοντά στους πόλους, τόσο μεγαλύτερη είναι η γωνία κλίσης. Και η θερμοκρασία πέφτει.
2. Λόγω της ανομοιόμορφης θέρμανσης της Γης, σχηματίζονται ρεύματα αέρα στην ατμόσφαιρα. Ταξινομούνται ανάλογα με το μέγεθός τους. Τα μικρότερα (δεκάδες και εκατοντάδες μέτρα) είναι τοπικοί άνεμοι. Ακολουθούν μουσώνες και εμπορικοί άνεμοι, κυκλώνες και αντικυκλώνες, πλανητικές μετωπικές ζώνες.
Όλες αυτές οι αέριες μάζες κινούνται συνεχώς. Μερικά από αυτά είναι αρκετά στατικά. Για παράδειγμα, οι εμπορικοί άνεμοι που πνέουν από τις υποτροπικές περιοχές προς τον ισημερινό. Η κίνηση των άλλων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από ατμοσφαιρική πίεση.
3. Η ατμοσφαιρική πίεση είναι ένας άλλος παράγοντας που επηρεάζει τη διαμόρφωση του κλίματος. Αυτή είναι η πίεση του αέρα στην επιφάνεια της γης. Όπως γνωρίζετε, οι μάζες αέρα μετακινούνται από μια περιοχή με υψηλή ατμοσφαιρική πίεση προς μια περιοχή όπου αυτή η πίεση είναι χαμηλότερη.
Υπάρχουν 7 ζώνες συνολικά. Ισημερινός - ζώνη χαμηλή πίεση. Περαιτέρω, και στις δύο πλευρές του ισημερινού μέχρι το τριακοστό γεωγραφικό πλάτος - μια περιοχή υψηλής πίεσης. Από 30° έως 60° - και πάλι χαμηλή πίεση. Και από 60° έως τους πόλους - μια ζώνη υψηλής πίεσης. Μεταξύ αυτών των ζωνών κυκλοφορούν αέριες μάζες. Αυτά που πάνε από τη θάλασσα στη στεριά φέρνουν βροχή και κακοκαιρία, και αυτά που φυσούν από τις ηπείρους φέρνουν καθαρό και ξηρό καιρό. Σε σημεία που συγκρούονται ρεύματα αέρα σχηματίζονται ζώνες ατμοσφαιρικό μέτωπο, που χαρακτηρίζονται από βροχόπτωση και κακοκαιρία, θυελλώδεις καιρικές συνθήκες.
Οι επιστήμονες έχουν αποδείξει ότι ακόμη και η ευημερία ενός ατόμου εξαρτάται από την ατμοσφαιρική πίεση. Σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα, η κανονική ατμοσφαιρική πίεση είναι 760 mm Hg. στήλη στους 0°C. Αυτός ο αριθμός υπολογίζεται για εκείνες τις εκτάσεις γης που βρίσκονται σχεδόν στο επίπεδο της θάλασσας. Η πίεση μειώνεται με το υψόμετρο. Επομένως, για παράδειγμα, για την Αγία Πετρούπολη 760 mm Hg. - είναι ο κανόνας. Αλλά για τη Μόσχα, η οποία βρίσκεται ψηλότερα, κανονική πίεση- 748 mm Hg
Η πίεση αλλάζει όχι μόνο κατακόρυφα, αλλά και οριζόντια. Αυτό γίνεται ιδιαίτερα αισθητό κατά το πέρασμα των κυκλώνων.
Η δομή της ατμόσφαιρας
Η ατμόσφαιρα είναι σαν ένα στρώμα κέικ. Και κάθε στρώμα έχει τα δικά του χαρακτηριστικά.
. Τροποσφαίραείναι το στρώμα που βρίσκεται πιο κοντά στη Γη. Το «πάχος» αυτού του στρώματος αλλάζει καθώς απομακρύνεστε από τον ισημερινό. Πάνω από τον ισημερινό, το στρώμα εκτείνεται προς τα πάνω για 16-18 km, in εύκρατες ζώνες- στα 10-12 χλμ., στους πόλους - στα 8-10 χλμ.
Εδώ περιέχεται το 80% της συνολικής μάζας του αέρα και το 90% των υδρατμών. Εδώ σχηματίζονται σύννεφα, δημιουργούνται κυκλώνες και αντικυκλώνες. Η θερμοκρασία του αέρα εξαρτάται από το υψόμετρο της περιοχής. Κατά μέσο όρο, πέφτει κατά 0,65°C για κάθε 100 μέτρα.
. τροπόπαυση- μεταβατικό στρώμα της ατμόσφαιρας. Το ύψος του είναι από αρκετές εκατοντάδες μέτρα έως 1-2 χλμ. Η θερμοκρασία του αέρα το καλοκαίρι είναι υψηλότερη από το χειμώνα. Έτσι, για παράδειγμα, πάνω από τους πόλους το χειμώνα -65 ° C. Και πάνω από τον ισημερινό οποιαδήποτε εποχή του χρόνου είναι -70 ° C.
. Στρατόσφαιρα- αυτό είναι ένα στρώμα, το άνω όριο του οποίου εκτείνεται σε υψόμετρο 50-55 χιλιομέτρων. Οι αναταράξεις είναι χαμηλές εδώ, η περιεκτικότητα σε υδρατμούς στον αέρα είναι αμελητέα. Αλλά πολύ όζον. Η μέγιστη συγκέντρωσή του βρίσκεται σε υψόμετρο 20-25 km. Στη στρατόσφαιρα, η θερμοκρασία του αέρα αρχίζει να αυξάνεται και φτάνει τους +0,8 ° C. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το στρώμα του όζοντος αλληλεπιδρά με την υπεριώδη ακτινοβολία.
. Στρατόπαυση- ένα χαμηλό ενδιάμεσο στρώμα μεταξύ της στρατόσφαιρας και της μεσόσφαιρας που την ακολουθεί.
. Μεσόσφαιρα- το ανώτερο όριο αυτού του στρώματος είναι 80-85 χιλιόμετρα. Εδώ λαμβάνουν χώρα περίπλοκες φωτοχημικές διεργασίες που περιλαμβάνουν ελεύθερες ρίζες. Είναι αυτοί που παρέχουν αυτή την απαλή μπλε λάμψη του πλανήτη μας, η οποία φαίνεται από το διάστημα.
Οι περισσότεροι κομήτες και μετεωρίτες καίγονται στη μεσόσφαιρα.
. Μεσόπαυση- το επόμενο ενδιάμεσο στρώμα, η θερμοκρασία του αέρα στο οποίο είναι τουλάχιστον -90 °.
. Θερμόσφαιρα- το κάτω όριο αρχίζει σε υψόμετρο 80 - 90 km και το ανώτερο όριο του στρώματος περνά περίπου στο σημάδι των 800 km. Η θερμοκρασία του αέρα ανεβαίνει. Μπορεί να ποικίλλει από +500° C έως +1000° C. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας ανέρχονται σε εκατοντάδες βαθμούς! Αλλά ο αέρας εδώ είναι τόσο σπάνιος που η κατανόηση του όρου «θερμοκρασία» όπως φανταζόμαστε δεν είναι κατάλληλη εδώ.
. Ιονόσφαιρα- ενώνει τη μεσόσφαιρα, τη μεσόπαυση και τη θερμόσφαιρα. Ο αέρας εδώ αποτελείται κυρίως από μόρια οξυγόνου και αζώτου, καθώς και από σχεδόν ουδέτερο πλάσμα. Οι ακτίνες του ήλιου, που πέφτουν στην ιονόσφαιρα, ιονίζουν έντονα τα μόρια του αέρα. Στο κατώτερο στρώμα (έως 90 km), ο βαθμός ιονισμού είναι χαμηλός. Όσο υψηλότερος, τόσο περισσότερος ιονισμός. Άρα, σε υψόμετρο 100-110 km συγκεντρώνονται ηλεκτρόνια. Αυτό συμβάλλει στην ανάκλαση βραχέων και μεσαίων ραδιοκυμάτων.
Το σημαντικότερο στρώμα της ιονόσφαιρας είναι το ανώτερο, το οποίο βρίσκεται σε υψόμετρο 150-400 km. Η ιδιαιτερότητά του είναι ότι αντανακλά ραδιοκύματα και αυτό συμβάλλει στη μετάδοση ραδιοφωνικών σημάτων σε μεγάλες αποστάσεις.
Είναι στην ιονόσφαιρα που εμφανίζεται ένα τέτοιο φαινόμενο όπως το σέλας.
. Εξώσφαιρα- αποτελείται από άτομα οξυγόνου, ηλίου και υδρογόνου. Το αέριο σε αυτό το στρώμα είναι πολύ σπάνιο και συχνά τα άτομα υδρογόνου διαφεύγουν στο διάστημα. Επομένως, αυτό το στρώμα ονομάζεται "ζώνη σκέδασης".
Ο πρώτος επιστήμονας που πρότεινε ότι η ατμόσφαιρά μας έχει βάρος ήταν ο Ιταλός Ε. Τοριτσέλι. Ο Ostap Bender, για παράδειγμα, στο μυθιστόρημα «The Golden Calf» θρηνούσε που κάθε άτομο πιεζόταν από μια στήλη αέρα βάρους 14 κιλών! Όμως ο μεγάλος στρατηγός έκανε λίγο λάθος. Ένας ενήλικας αντιμετωπίζει πίεση 13-15 τόνων! Αλλά δεν νιώθουμε αυτό το βάρος, γιατί η ατμοσφαιρική πίεση εξισορροπείται από την εσωτερική πίεση ενός ατόμου. Το βάρος της ατμόσφαιράς μας είναι 5.300.000.000.000.000 τόνοι. Ο αριθμός είναι κολοσσιαία, αν και είναι μόνο το ένα εκατομμυριοστό του βάρους του πλανήτη μας.
Τι είναι ατμόσφαιρα.Ζούμε στην επιφάνεια του φλοιού της γης και ταυτόχρονα βρισκόμαστε στον πυθμένα του εναέριου ωκεανού - της ατμόσφαιρας.
Η ατμόσφαιρα είναι ο αέρας της Γης.
Το κατώτερο όριο της ατμόσφαιρας είναι η επιφάνεια της γης. Κοντά της η ατμόσφαιρα είναι πυκνή, αλλά με το ύψος γίνεται όλο και πιο σπάνια. Επομένως, η ατμόσφαιρα δεν έχει ξεκάθαρο ανώτερο όριο. Συμβατικά πραγματοποιείται σε υψόμετρο 1000 χλμ.
Η σύνθεση της ατμόσφαιρας και ο ρόλος της στη ζωή της Γης.Η ατμόσφαιρα αποτελείται από ένα μείγμα αερίων, που ονομάζεται αέρας (Εικ. 80).
Ρύζι. 80. Σύνθεση ατμοσφαιρικός αέρας
Για τη ζωή στη Γη, τα περισσότερα σημαντικός ρόλοςπαίζουν οξυγόνο, διοξείδιο του άνθρακα, υδρατμούς και όζον. Τα φυτά παρέχουν οξυγόνο στην ατμόσφαιρα. Το διοξείδιο του άνθρακα συσσωρεύεται σε αυτό ως αποτέλεσμα ηφαιστειακών εκρήξεων, αναπνοής ζωντανών οργανισμών και καύσης καυσίμων. Οι υδρατμοί εισέρχονται στον αέρα λόγω της εξάτμισης του νερού. (Θυμηθείτε από το μάθημα Φυσικής Ιστορίας τι ρόλο παίζει το οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα στη ζωή των φυτών και των ζώων.)
Σκεφτείτε το σχέδιο. Τι αναλογία αέρα είναι το άζωτο, το οξυγόνο και άλλα αέρια;
Το διοξείδιο του άνθρακα, μαζί με τους υδρατμούς, «προστατεύει» τη θερμότητα του πλανήτη μας: η ατμόσφαιρα περνά από τον Ήλιο στον η επιφάνεια της γηςπερισσότερη ενέργεια από αυτή που δίνει η Γη στο περιβάλλοντα διάστημα.
Το όζον (από το ελληνικό "όζο" - μυρίζει) σχηματίζεται από το οξυγόνο υπό τη δράση του ηλιακού φωτός και των ηλεκτρικών εκκενώσεων. Έχει τη μυρωδιά φρεσκάδας, όπως αισθανόμαστε μετά από μια καταιγίδα. Υπάρχει πολύ λίγο από αυτό το αέριο στην ατμόσφαιρα, αλλά σε υψόμετρο 20-30 km υπάρχει ένα στρώμα αέρα με υψηλότερη περιεκτικότητα σε όζον. Ονομάζεται ασπίδα του όζοντος. Αυτός, σαν ασπίδα, προστατεύει όλα τα έμβια όντα από την καταστροφική ακτινοβολία του Ήλιου.
Η ατμόσφαιρα εμφανίστηκε στη Γη πριν από πολύ καιρό - πριν από περισσότερα από 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Σχηματίστηκε από ηφαιστειακά αέρια. Οι σύγχρονοι ζωντανοί οργανισμοί δεν μπορούσαν να αναπνεύσουν στην αρχαία ατμόσφαιρα.
Ωστόσο, η σημασία της ατμόσφαιρας για τη Γη δεν περιορίζεται σε αυτό. Είναι πιο ποικιλόμορφο (Εικ. 81).
Ρύζι. 81. Σημασία της ατμόσφαιρας
Εκτός από τα αέρια στον αέρα της ατμόσφαιρας, υπάρχουν και στερεές ακαθαρσίες. Αυτά τα μικρά σωματίδια σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της καταστροφής βράχους, ηφαιστειακές εκρήξεις, καταιγίδες σκόνης, καίει καύσιμα. Αφενός, μολύνουν τον αέρα, αλλά, αφετέρου, ο σχηματισμός νεφών είναι αδύνατον χωρίς αυτά.
Η δομή της ατμόσφαιρας.Η ατμόσφαιρα δεν είναι ομοιόμορφη. Σε αυτό διακρίνονται στρώματα που διαφέρουν ως προς την πυκνότητα του αέρα, τη θερμοκρασία και τη σύνθεση αερίου. Το χαμηλότερο στρώμα είναι η τροπόσφαιρα (Εικ. 82).
Η τροπόσφαιρα είναι το κατώτερο στρώμα της ατμόσφαιρας, που εκτείνεται σε ύψος 8-10 km πάνω από τους πόλους, 10-12 km στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη και 16-18 km πάνω από τον ισημερινό.
Πάνω από τα 4/5 του συνόλου του ατμοσφαιρικού αέρα βρίσκεται στην τροπόσφαιρα. Επιπλέον, περισσότερο από το μισό του είναι συγκεντρωμένο σε ύψος 5 km. Η θερμοκρασία του αέρα εδώ μειώνεται με το ύψος και φτάνει τους -55°C στο ανώτερο όριο. Η τροπόσφαιρα περιέχει σχεδόν όλη την ατμοσφαιρική υγρασία. Σχηματίζει σύννεφα που φέρνουν βροχή, χιόνι, χαλάζι. Εδώ υπάρχει μια συνεχής κίνηση του αέρα, σχηματίζεται άνεμος. Η ζωή του ανθρώπου και των φυτών λαμβάνει χώρα στην τροπόσφαιρα.
Ρύζι. 82. Η δομή της ατμόσφαιρας
Η στρατόσφαιρα εκτείνεται πάνω από την τροπόσφαιρα (βλ. Εικ. 82). Η στρατόσφαιρα είναι το στρώμα της ατμόσφαιρας που βρίσκεται πάνω από την τροπόσφαιρα σε ύψος μέχρι 55 km. Ο αέρας στη στρατόσφαιρα είναι πιο αραιός από ό,τι στην τροπόσφαιρα. Σχεδόν δεν σχηματίζει σύννεφα, αφού υπάρχουν πολύ λίγοι υδρατμοί. Η θερμοκρασία του αέρα εδώ αυξάνεται με το ύψος και είναι κοντά στους 0°C κοντά στο ανώτερο όριο.
Πάνω από τη στρατόσφαιρα, ξεχωρίζουν αρκετά ακόμη ατμοσφαιρικά στρώματα, τα οποία σταδιακά περνούν σε χώρο χωρίς αέρα.
Ερωτήσεις και εργασίες
- Χρησιμοποιώντας το Σχήμα 81, πείτε για τη σημασία της ατμόσφαιρας για τη ζωή στη Γη.
- Από τι αποτελείται ο ατμοσφαιρικός αέρας; Ήταν πάντα έτσι;
- Πώς ονομάζεται το στρώμα της ατμόσφαιρας όπου λαμβάνει χώρα η ανθρώπινη ζωή;
- Ποια φαινόμενα συμβαίνουν στην τροπόσφαιρα;
Η ατμόσφαιρα είναι το κέλυφος αέρα της Γης σε ύψος 1300 km, το οποίο είναι ένα μείγμα από διάφορα αέρια. Συμβατικά, η ατμόσφαιρα χωρίζεται σε πολλά στρώματα. Το στρώμα που βρίσκεται πιο κοντά στη Γη είναι η τροπόσφαιρα. Η ζωή του ανθρώπου και των ζώων προχωρά σε αυτό, πραγματοποιούνται εντατικά φυσικές διεργασίες που σχετίζονται με τη δραστηριότητα του Ήλιου, ανταλλαγή θερμότητας και νερού μεταξύ της ατμόσφαιρας και της Γης, η κίνηση των μαζών του αέρα, οι κλιματικές και καιρικές αλλαγές. Αυτό το στρώμα ακολουθείται διαδοχικά από τη στρατόσφαιρα, τη μεσόσφαιρα, τη θερμόσφαιρα και την εξώσφαιρα. Ξεκινώντας από ύψος 80 χλμ. γήινο κέλυφοςπου ονομάζεται ιονόσφαιρα, καθώς αυτό το στρώμα περιέχει μόρια υψηλής διάστασης και ιόντα αερίων.
Τα κύρια αέρια της ατμόσφαιρας είναι (78,09%), οξυγόνο (20,95%), αργό (0,93%), (0,03%) και ορισμένα αδρανή αέρια, τα οποία δεν υπερβαίνουν το ένα χιλιοστό του τοις εκατό. Επιπλέον, υπάρχουν διάφορες ακαθαρσίες στην ατμόσφαιρα - μονοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο, διάφορα παράγωγα αζώτου, καθώς και εκείνες που εισέρχονται στην κατώτερη ατμόσφαιρα με εκπομπές από βιομηχανικές επιχειρήσεις, φούρνους και οχήματα.
Η διάχυση συμβαίνει στην ατμόσφαιρα ηλιακή ακτινοβολία, λόγω τόσο των μορίων του αέρα όσο και των μεγαλύτερων σωματιδίων στην ατμόσφαιρα (σκόνη, ομίχλη, καπνός κ.λπ.), που συμβάλλει στην εξασθένηση της έντασής του.
Οι φυσικές ιδιότητες της ατμόσφαιρας - ατμοσφαιρική πίεση, θερμοκρασία και υγρασία (βλ.,), ταχύτητα ανέμου - έχουν μεγάλη επιρροήστις συνθήκες της ζωής και του ανθρώπου. Η ατμοσφαιρική πίεση δημιουργείται από το κέλυφος του αέρα στην επιφάνεια της Γης. Αυτή η πίεση στο επίπεδο της θάλασσας είναι κατά μέσο όρο 1.033 kg/cm 2, ή ίση με την πίεση μιας στήλης υδραργύρου ύψους 760 mm. Όταν ανεβαίνει πάνω από την επιφάνεια της Γης, η ατμοσφαιρική πίεση πέφτει κατά περίπου 1 mmHg. Τέχνη. για κάθε 10-11 μέτρα ανάβασης. Σε υψόμετρα άνω των 3000 m αναπτύσσεται ένα άτομο που δεν είναι προσαρμοσμένο στο ύψος. Υγιής άνθρωποςσυνήθως δεν αισθάνεται την ατμοσφαιρική πίεση, καθώς και τις μικρές διακυμάνσεις της (έως 10-30 mm Hg). πιο σοβαρές πτώσεις πίεσης μπορεί να προκαλέσουν ασθένεια (βλ. Βαρότραυμα, Ασθένειες αποσυμπίεσης).
Η ατμόσφαιρα μόλις και μετά βίας ζεσταίνεται ΑΚΤΙΝΕΣ του ΗΛΙΟΥ, η θερμοκρασία του αέρα εξαρτάται από τη θερμοκρασία της επιφάνειας της Γης, επομένως τα στρώματα που βρίσκονται πιο κοντά στη Γη έχουν υψηλότερη θερμοκρασία. καθώς ανεβαίνεις, η θερμοκρασία πέφτει κατά περίπου 0,6° ανά 100 μέτρα ανάβασης. Στο ανώτερο όριο της τροπόσφαιρας, η θερμοκρασία πέφτει στους -56°. Οι διεργασίες που συμβαίνουν στην ατμόσφαιρα έχουν μεγάλη σημασία για το σχηματισμό του καιρού και του κλίματος (βλ.).
Κατά τη μέτρηση της πίεσης, μονάδα μέτρησης είναι η ατμόσφαιρα.
Η ατμόσφαιρα (από το ελληνικό atmos - ατμός, ανάσα και sphaira - μπάλα) είναι ένα κέλυφος αέρα που περιβάλλει Γη. Η ζωή του ανθρώπου, των ζώων και των φυτών προχωρά στις εξωτερικές συνθήκες φυσικό περιβάλλον- στη βιόσφαιρα. Το όριο της ατμόσφαιρας περνά σε υψόμετρο περίπου 1000 km. Η σύσταση αερίου της ατμόσφαιρας μέχρι τα 80-100 km είναι σχεδόν η ίδια με την επιφάνεια της Γης, αλλά πάνω από το οξυγόνο, και ακόμη υψηλότερα, το άζωτο βρίσκεται μόνο σε διασπασμένη ατομική κατάσταση. Σε υψόμετρο 1000 km, η ατμόσφαιρα αποτελείται από άτομα αζώτου και οξυγόνου, η ιονόσφαιρη ζώνη εκτείνεται πολύ ψηλότερα (K. E. Fedorov).
Δύο περιοχές ακτινοβολίας βρέθηκαν στο επίπεδο του ισημερινού: η πρώτη σε υψόμετρο περίπου χιλίων και η δεύτερη - δύο χιλιάδες χιλιόμετρα, που σχηματίστηκαν λόγω της σύλληψης ηλεκτρονίων και πρωτονίων από το μαγνητικό πεδίο της γης.
Τα κύρια φυσικά στοιχεία της ατμόσφαιρας: πίεση, θερμοκρασία (πίνακας), ποσότητα υδρατμών, κίνηση του αέρα. Η χημική σύνθεση της ατμόσφαιρας: οξυγόνο, άζωτο, διοξείδιο του άνθρακα και άλλα αέρια. Λόγω της έντονης ανάμειξης του ατμοσφαιρικού αέρα χημική σύνθεσηπαραμένει αρκετά σταθερή σε αρκετά μεγάλα υψόμετρα.
Ατμοσφαιρική πίεση και θερμοκρασία αέρα σε διαφορετικά υψόμετρα (Διεθνής Πρότυπη Ατμόσφαιρα)
| Ύψος πάνω από το ur. θάλασσες σε μ | Ατμοσφαιρική πίεση σε mm Hg. Τέχνη. (οι αριθμοί στρογγυλεμένοι) | Θερμοκρασία αέρα σε °C |
| 0 | 760,0 | 15,0 |
| 1 000 | 674,1 | 8,5 |
| 2 000 | 596,2 | 2,0 |
| 3 000 | 525,8 | -4,5 |
| 4 000 | 462,3 | -11,0 |
| 5 000 | 405,1 | -17,5 |
| 6 000 | 353,8 | -24,0 |
| 7 000 | 307,9 | -30,5 |
| 8 000 | 266,9 | -37,0 |
| 9 000 | 230,4 | -43,5 |
| 10 000 | 198,2 | -50,0 |
| 11 000 | 169,4 | -56,5 |
| 12 000 | 144,6 | |
| 13 000 | 123,7 | |
| 14 000 | 105,6 | |
| 15 000 | 90,1 | |
| 16 000 | 77,0 | |
| 17 000 | 65,8 | |
| 18 000 | 56,0 | |
| 19 000 | 48,0 | |
| 20 000 | 41,0 | |
| 21 000 | 35,0 | |
| 22 000 | 30,0 | |
| 23 000 | 25,5 | |
| 24 000 | 21,8 | |
| 25 000 | 18,6 | |
| 26 000 | 16,0 | |
| 27 000 | 13,6 | |
| 28 000 | 11,6 | |
| 29 000 | 10,0 | |
| 30 000 | 8,6 |
Η ατμόσφαιρα χωρίζεται συμβατικά σε τροπόσφαιρα και στρατόσφαιρα. Ως όριο μεταξύ τους θεωρείται το ύψος στο οποίο σταματά η μείωση της θερμοκρασίας (πίνακας). Η τροπόσφαιρα - το κατώτερο στρώμα της ατμόσφαιρας - μαζί με την τροπόπαυση (στρώμα 2-8 km) εκτείνονται σε ύψος 10-15 km. Ιδιαίτερα μεγάλης βιολογικής σημασίας είναι το στρώμα της ατμόσφαιρας που βρίσκεται ακριβώς δίπλα στη Γη, ύψους περίπου 2 km. Οι φυσικές διεργασίες που συμβαίνουν στην τροπόσφαιρα περιλαμβάνουν όλες τις διεργασίες που σχετίζονται με τη δραστηριότητα του Ήλιου, το κλίμα (βλ.), την κίνηση των μαζών αέρα, τον καιρό, τις διακυμάνσεις μετεωρολογικούς παράγοντες(θερμοκρασία, υγρασία κ.λπ.). Αυτές οι διακυμάνσεις σταδιακά μειώνονται καθώς ανεβαίνουμε σε ύψος (στα βουνά, σε πτήσεις αεροπλάνων) και σχεδόν εξαφανίζονται στο όριο με τη στρατόσφαιρα (πίνακας) λόγω της απόστασης από την επιφάνεια της γης, η οποία δέχεται και αντανακλά σημαντικό μέρος της ηλιακής ακτινοβολίας.
Η ατμοσφαιρική πίεση είναι η πίεση του αέρα πάνω από ένα δεδομένο μέρος ως αποτέλεσμα της επίδρασης της βαρύτητας στα σωματίδια του αέρα. Στο επίπεδο της θάλασσας, είναι κατά μέσο όρο 1.033 kg/cm 2, που αντιστοιχεί στην πίεση μιας στήλης υδραργύρου 760 mm. Καθώς η ατμοσφαιρική πίεση μειώνεται, η μερική πίεση του οξυγόνου στον ατμοσφαιρικό αέρα μειώνεται επίσης. Ως αποτέλεσμα αυτού, σε υψόμετρα άνω των 3000 μ., αναπτύσσονται φαινόμενα στο ανθρώπινο σώμα, τα οποία ονομάζονται ασθένεια του υψομέτρου (ή του βουνού) (βλ. Υψόμετρο). Για να μελετηθεί η κατανομή της ατμοσφαιρικής πίεσης σε μια δεδομένη χρονική περίοδο, συνδέονται σημεία με την ίδια πίεση γεωγραφικός χάρτηςένα δίκτυο ισοβαρών που διαφέρουν μεταξύ τους, για παράδειγμα, κατά 5 mbar πίεση. Ο βαθμός μεταβολής της ατμοσφαιρικής πίεσης χαρακτηρίζεται από μια βαρομετρική κλίση, η οποία καθορίζεται από τη διαφορά της πίεσης ανά μία μοίρα του μεσημβρινού (ή 111 km). Οι χρονικές (για παράδειγμα, καθημερινές) διακυμάνσεις της ατμοσφαιρικής πίεσης σε ένα δεδομένο σημείο της επιφάνειας της γης την ίδια εποχή του έτους είναι μικρές. Οι διακυμάνσεις της πίεσης επηρεάζουν άτομα που πάσχουν από ρευματισμούς, καρδιαγγειακές διαταραχές κ.λπ.
Θερμοκρασία αέρα μέσα διαφορετική ώραέτος και ημέρα σε διαφορετικά σημεία της επιφάνειας της Γης είναι διαφορετική. Αυτό καθορίζει το ετήσιο καθημερινό μάθημαθερμοκρασία σε ένα δεδομένο σημείο? σε γεωγραφικό χάρτη φαίνεται με ισόθερμες - γραμμές που συνδέουν σημεία του ίδιου ημερήσιου, μηνιαίου ή ετήσια θερμοκρασία. Η μέγιστη επίσημα καταγεγραμμένη θερμοκρασία στην επιφάνεια της Γης είναι +58° (Κοιλάδα του Θανάτου, Καλιφόρνια), η ελάχιστη είναι -68°, στην Ανταρκτική -80°. Καθώς απομακρύνεστε από την επιφάνεια της γης, η θερμοκρασία του αέρα μειώνεται σταδιακά (πίνακας) κατά μέσο όρο 0,6 ° για κάθε 100 μέτρα ανάβασης. Στα σύνορα της τροπόσφαιρας και της στρατόσφαιρας στα γεωγραφικά πλάτη μας, φτάνει τους -56°. Η διαφορά στις θερμοκρασίες του αέρα οριζόντια και κάθετα, καθώς και σε διαφορετικές ώρες της ημέρας και του έτους, εξηγεί την ανάδυση και την κατεύθυνση κίνησης των αέριων μαζών - ανέμων. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του αέρα, τόσο περισσότερο (με άλλα ίσους όρους) οι υδρατμοί βρίσκονται στην ατμόσφαιρα και το αντίστροφο. Μεγάλης σημασίαςέχουν την εγγύτητα των υδάτινων χώρων, τον βαθμό υγρασίας του εδάφους και την ποσότητα κατακρήμνιση, αφού αποτελούν κυρίως πηγές υδρατμών στην ατμόσφαιρα. Καθώς σηκώνεστε, η ποσότητα των υδρατμών στον αέρα μειώνεται, κάτι που οφείλεται κυρίως στη μείωση της θερμοκρασίας του.
Σε πολύ χαμηλές και υψηλές θερμοκρασίες αέρα, ιδιαίτερα σε υψηλή υγρασία, τοπική και γενικές διαταραχέςθερμορύθμιση του ανθρώπινου σώματος, με αποτέλεσμα ρίγη και κρυοπαγήματα (με χαμηλές θερμοκρασίες) ή φαινόμενα υπερθέρμανσης μέχρι θερμικού σοκ (σε υψηλές θερμοκρασίες). Η υψηλή υγρασία σε χαμηλές θερμοκρασίες προκαλεί αυξημένη μεταφορά θερμότητας από το σώμα, υποθερμία του, ενώ σε υψηλές θερμοκρασίες - πλήρης διακοπή της ανταλλαγής θερμότητας του σώματος με περιβάλλον, αφού κάτω από αυτές τις συνθήκες η μεταφορά θερμότητας του σώματος είναι δύσκολη όχι μόνο μέσω αγωγιμότητας και ακτινοβολίας, αλλά, κυρίως, μέσω της εξάτμισης της υγρασίας από την επιφάνεια του σώματος. Από αυτή την άποψη, η απόδοση μειώνεται και είναι πιθανά θερμικά σοκ.
Η κίνηση του αέρα (άνεμος) στην ατμόσφαιρα, που συμβαίνει συνεχώς λόγω της διαφοράς της ατμοσφαιρικής πίεσης σε διαφορετικά σημεία της επιφάνειας της γης, χαρακτηρίζεται από κατεύθυνση και ταχύτητα. Η κατεύθυνση του ανέμου που επικρατεί λαμβάνεται υπόψη στον σχεδιασμό νέων βιομηχανικών επιχειρήσεων, πόλεων, κωμοπόλεων και στη χωροθέτηση μεμονωμένων κτιρίων (σανατόρια, κατοικίες κ.λπ.). Το τελευταίο, για παράδειγμα, είναι πολύ σημαντικό στις πολικές περιοχές, όπου, για να αποφευχθούν οι χιονοπτώσεις, τα κτίρια τείνουν να βρίσκονται κατά μήκος της γραμμής κατεύθυνσης της επικρατούσας χειμερινή ώραάνεμοι. Η ταχύτητα του ανέμου έχει επίσης μεγάλη σημασία για την υγιεινή. Ο άνεμος αυξάνει την απώλεια θερμότητας από την επιφάνεια του ανθρώπινου δέρματος όσο ισχυρότερος, τόσο μεγαλύτερη η ταχύτητά του. Ως αποτέλεσμα, κατά την ψυχρή περίοδο είναι πιθανές τοπικές διαταραχές στη θερμορύθμιση και εμφάνιση κρυολογήματος, ακόμη και κρυοπαγημάτων σε εργαζόμενους σε εξωτερικούς χώρους. Σε μερικούς ανθρώπους, ο άνεμος μπορεί να προκαλέσει μια σειρά από διαταραχές του αυτόνομου συστήματος. Από την άλλη πλευρά, ένας άνεμος με επαρκή ταχύτητα μαλακώνει την επίδραση ενός ζεστού κλίματος και καιρού, προωθεί την εξάτμιση της υγρασίας από την επιφάνεια του δέρματος, η οποία βελτιώνει σημαντικά την ευημερία του ατόμου και μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την απόδοση υπό αυτές τις συνθήκες.
Η γενική κυκλοφορία της ατμόσφαιρας είναι περίπλοκη και συνεχώς μεταβαλλόμενη. Σε τεράστιες εκτάσεις σχηματίζονται και κινούνται αέριες μάζες, η οριζόντια έκταση των οποίων μερικές φορές φτάνει τα χιλιάδες χιλιόμετρα. Μεταξύ γειτονικών αέριες μάζες, έχοντας διαφορετικές μετεωρολογικές ιδιότητες, σχηματίζονται πολλά χιλιόμετρα ενδιάμεσων στρωμάτων αέρα - μέτωπα που κινούνται και αλλάζουν συνεχώς. Το πέρασμα αυτού ή εκείνου του μετώπου από αυτήν ή εκείνη την περιοχή προκαλεί απότομη αλλαγή του καιρού. Τα πιο υγρά μέτωπα, προφανώς, μπορούν να συμβάλουν στην ανάπτυξη κρυολογήματος.
Δείτε επίσης ατμοσφαιρικός ηλεκτρισμός.
Η ατμόσφαιρα της Γης είναι το αέριο περίβλημα του πλανήτη. 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 γεγονόταμπορεί να προβληθεί στο τέλος του άρθρου ή κάνοντας κλικ στο.
Η ατμόσφαιρα έχει ξεχωριστά στρώματα αέρα. Τα στρώματα αέρα διαφέρουν ως προς τη θερμοκρασία, τη διαφορά αερίων και την πυκνότητά τους και. Πρέπει να σημειωθεί ότι τα στρώματα της στρατόσφαιρας και της τροπόσφαιρας προστατεύουν τη Γη από την ηλιακή ακτινοβολία. Στα υψηλότερα στρώματα, ένας ζωντανός οργανισμός μπορεί να λάβει μια θανατηφόρα δόση του υπεριώδους ηλιακού φάσματος. Για να μεταβείτε γρήγορα στο επιθυμητό στρώμα της ατμόσφαιρας, κάντε κλικ στο αντίστοιχο στρώμα:
Τροπόσφαιρα και τροπόπαυση
Τροπόσφαιρα - θερμοκρασία, πίεση, υψόμετρο
Το ανώτατο όριο διατηρείται περίπου στα 8 - 10 km περίπου. Σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη 16 - 18 km, και σε πολικά 10 - 12 km. ΤροποσφαίραΕίναι το κατώτερο κύριο στρώμα της ατμόσφαιρας. Αυτό το στρώμα περιέχει περισσότερο από το 80% της συνολικής μάζας του ατμοσφαιρικού αέρα και κοντά στο 90% των συνολικών υδρατμών. Στην τροπόσφαιρα προκύπτουν η συναγωγή και οι αναταράξεις, σχηματίζονται κυκλώνες και συμβαίνουν. Θερμοκρασίαμειώνεται με το ύψος. Κλίση: 0,65°/100 μ. Η θερμαινόμενη γη και το νερό θερμαίνουν τον αέρα που περικλείει. 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 συμβαίνει η κλιματική αλλαγή. καιρικές συνθήκες. Το κατώτερο όριο της τροπόσφαιρας ονομάζεται επιφάνειααφού έχει πολλούς πτητικούς μικροοργανισμούς και σκόνη. Η ταχύτητα του ανέμου αυξάνεται με το ύψος σε αυτό το στρώμα.
τροπόπαυση
Αυτό είναι το μεταβατικό στρώμα της τροπόσφαιρας στη στρατόσφαιρα. Εδώ, η εξάρτηση της μείωσης της θερμοκρασίας με την αύξηση του υψομέτρου παύει. τροπόπαυση - ελάχιστο ύψος, όπου η κατακόρυφη κλίση θερμοκρασίας πέφτει στους 0,2°C/100 μ. 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 από 11 έως 50 km. Υπάρχει μικρή μεταβολή της θερμοκρασίας σε υψόμετρο 11-25 χλμ. Σε υψόμετρο 25–40 χλμ. αντιστροφήθερμοκρασία, από 56,5 ανεβαίνει στους 0,8°C. Από 40 km έως 55 km η θερμοκρασία παραμένει γύρω στους 0°C. Αυτή η περιοχή ονομάζεται - στρατόπαυση.
Στη Στρατόσφαιρα, παρατηρείται η επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας στα μόρια αερίων, διασπώνται σε άτομα. Δεν υπάρχει σχεδόν καθόλου υδρατμός σε αυτό το στρώμα. Τα σύγχρονα υπερηχητικά εμπορικά αεροσκάφη πετούν σε υψόμετρο 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 σε αυτό το στρώμα συγκεντρώνεται όζο, ένα στρώμα που απορροφά τις υπεριώδεις ακτίνες.
Μεσόσφαιρα και Μεσόπαυση - σύνθεση, αντιδράσεις, θερμοκρασία
Το στρώμα της μεσόσφαιρας ξεκινά περίπου στα 50 km και τελειώνει περίπου στα 80-90 km. Οι θερμοκρασίες μειώνονται με την ανύψωση κατά περίπου 0,25-0,3°C/100 m. Η ακτινοβολούμενη ανταλλαγή θερμότητας είναι το κύριο ενεργειακό αποτέλεσμα εδώ. Πολύπλοκες φωτοχημικές διεργασίες που περιλαμβάνουν ελεύθερες ρίζες (έχει 1 ή 2 ασύζευκτα ηλεκτρόνια) αφού εφαρμόζουν λάμψηατμόσφαιρα.
Σχεδόν όλοι οι μετεωρίτες καίγονται στη μεσόσφαιρα. Οι επιστήμονες έχουν ονομάσει αυτή την περιοχή 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 να τρέχει τεχνητούς δορυφόρουςη πυκνότητα είναι ακόμα πολύ υψηλή. Η έρευνα γίνεται με τη βοήθεια μετεωρολογικών πυραύλων, αλλά αυτό είναι μια διαστροφή. Μεσόπαυσημεταβατικό στρώμα μεταξύ μεσόσφαιρας και θερμόσφαιρας. Έχει ελάχιστη θερμοκρασία -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 Theodor von Karman. Προσδιόρισε ότι περίπου σε αυτό το ύψος η πυκνότητα της ατμόσφαιρας είναι τόσο χαμηλή που η αεροδυναμική αεροπορία καθίσταται αδύνατη εδώ, αφού η ταχύτητα του αεροσκάφους πρέπει να είναι μεγαλύτερη πρώτη διαστημική ταχύτητα. Σε τέτοιο ύψος, η έννοια του ηχητικού φράγματος χάνει το νόημά της. Εδώ για να διαχειριστείτε αεροσκάφοςδυνατή μόνο λόγω αντιδραστικών δυνάμεων.
Θερμόσφαιρα και Θερμόπαυση
Το ανώτερο όριο αυτού του στρώματος είναι περίπου 800 km. Η θερμοκρασία ανεβαίνει περίπου στα 300 χλμ., όπου φτάνει περίπου τους 1500 Κ. Πάνω, η θερμοκρασία παραμένει αμετάβλητη. Σε αυτό το στρώμα υπάρχει Πολικά φώτα- εμφανίζεται ως αποτέλεσμα της επίδρασης της ηλιακής ακτινοβολίας στον αέρα. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται επίσης ιονισμός του ατμοσφαιρικού οξυγόνου.
Λόγω της χαμηλής αραιότητας του 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 σε διαπλανητικό χώρο. Η ταχύτητα τέτοιων σωματιδίων μπορεί να φτάσει τα 11,2 km/sec. Η αύξηση της ηλιακής δραστηριότητας οδηγεί στη διεύρυνση του πάχους αυτού του στρώματος.
- Το κέλυφος αερίου δεν πετάει μακριά στο διάστημα λόγω της βαρύτητας. Ο αέρας αποτελείται από σωματίδια που έχουν τη δική τους μάζα. Από το νόμο της βαρύτητας, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι κάθε αντικείμενο με μάζα έλκεται από τη Γη.
- Ο νόμος του Buys-Ballot ορίζει ότι εάν βρίσκεστε στο βόρειο ημισφαίριο και στέκεστε με την πλάτη στον άνεμο, τότε θα υπάρχει μια ζώνη υψηλής πίεσης στα δεξιά και χαμηλή πίεση στα αριστερά. Στο νότιο ημισφαίριο, θα είναι το αντίστροφο.
