Температура в атмосфере земли: Атмосфера Земли

Атмосфера Земли уникальна — Маглипогода

Благодаря ее нынешнему составу атмосферы на нашей планете существует жизнь. Случись здесь катастрофа, которая привела бы к быстрому убеганию атмосферы в космос, Земля могла бы вновь стать похожей на Марс, только теперь уже холодный и безжизненный. Жесткое солнечное излучение ультрафиолетового и рентгеновского диапазона выжгло бы живые организмы. Поверхность покрылась бы бесконечными кратерами от постоянной метеорной бомбардировки из межпланетного пространства. Планета потеряла бы жидкую воду. Температура на поверхности ночью опустилась бы на десятки или сотни градусов мороза, а днем столько же тепла. Одним словом, без тонкого газового слоя, толщина которого на три порядка меньше диаметра планеты, Земля стала бы неприветливым каменистым миром, совершенно непригодным для жизни на поверхности.

Атмосфера.

Атмосферой принято именовать газовую смесь, обволакивающую поверхность планеты. Нижний слой, содержащий более 80% массы всего воздуха, называют тропосферой. В этом слое находится около 90% всей атмосферной влаги. Между тем водяной пар — самый эффективный парниковый газ. Он намного более значим, нежели углекислый газ или метан. Принято считать, что температура в тропосфере линейно уменьшается с высотой со скоростью 0,65℃ на 100 метров. В этом слое особенно ярко выражен конвективный перенос воздуха, существуют сильные турбулентные вихри, возникают циклоны и антициклоны, образуются облака.

Вертикальный профиль температуры атмосферы Земли.

Высота тропосферы зависит от широты: так, в приполярье она доходит до 8–10 км над уровнем моря, в умеренных широтах — до 10–12 км, а ближе к экватору достигает 16–18 км. Верхняя граница этого слоя обуславливается переходом от плотной и непрозрачной для теплового инфракрасного излучения Земли тропосферы к тропопаузе — тонкому слою, начиная с которого атмосфера становится прозрачна для ИК-излучения. Температура воздуха в тропопаузе определяется балансом между падающим на нашу планету потоком теплового излучения Солнца и потоком тепла, испускаемого Землей, и находится в диапазоне от –50℃ до –90℃. В этом слое уже отсутствует конвекция потоков воздуха, обуславливающая сильные турбулентные вихри в тропосфере, именно поэтому гражданские самолеты чаще всего летают на высотах от 10 километров.

Заметное отклонение температуры у поверхности от температуры в тропопаузе обусловлено наличием парникового эффекта. То есть при всех современных страхах человечества, относящихся к усилению парникового эффекта, не будь его, на Земле было бы весьма свежо.

Выше тропопаузы находится наибольшая концентрация озона, присутствие которого в земной атмосфере связано с наличием биогенного кислорода, выделяемого в ходе фотосинтеза растениями. Озон очень эффективно поглощает ультрафиолетовое излучение Солнца, что обеспечивает защиту живых организмов от опасного для них жесткого диапазона солнечной радиации. Такое эффективное поглощение приводит также и к разогреву атмосферы на этих высотах. Слой, в котором температура начинает расти и достигает локального максимума около 0℃ на высоте 40 километров, называется стратосферой. На ее долю приходится почти 20% всей массы атмосферы. Примерно до 55 километров температура не меняется. Эту область постоянной температуры называют стратопаузой.

Выше этой отметки температура вновь начинает падать с высотой. Так происходит до уровня 80–90 километров над уровнем моря. В этом слое — мезосфере — происходят сложные фотохимические процессы с участием солнечного излучения. Несмотря на большую протяженность, масса мезосферы не превышает 0,3% всей атмосферы. До высоты 100 километров газовая смесь атмосферы достаточно хорошо перемешана и относительные концентрации газов мало меняются. В более высоких слоях в распределении газов по высоте начинает играть все большую роль их молекулярная масса. Присутствие тяжелых газов становится все менее значимым, в то время как протяженность распространения водорода — сотни и даже тысячи километров над поверхностью Земли.

Следующий слой — термосфера — доходит до высоты около 800 километров, хотя составляет лишь 0,05% всей атмосферной массы. До 200–300 километров температура достаточно быстро растет из-за поглощения молекулами газа высокоэнергетического ультрафиолетового и рентгеновского солнечного излучения. Однако если выключить обогрев на Международной космической станции, высота орбиты которой около 300–400 км, космонавты очень скоро вспомнят долгие зимние вечера без центрального отопления. Дело в том, что атмосфера на этих высотах настолько разрежена, что теплообмена с горячими молекулами и ионами газа практически не происходит. Поэтому тем, кто окажется в очень горячей термосфере Земли, жарко на самом деле точно не будет.

Еще выше расположена экзосфера, определяемая увеличением длины свободного пробега молекул до десятков километров. В этом слое верхней атмосферы горячие и быстрые молекулы могут развивать скорость большую, чем вторая космическая скорость для Земли, а значит, покидать гравитационное поле нашей планеты, отправляясь в космическое пространство. На высотах 2000–3500 километров экзосфера переходит в ближнее космическое пространство.

Помимо разогрева, взаимодействие газа с жестким солнечным излучением приводит к его ионизации. Ионизация азота и кислорода при отсутствии возможности релаксации посредством столкновения с другими молекулами приводит к излучению возбужденных атомов и молекул в красном, зеленом, фиолетовом и ближнем ультрафиолетовом диапазонах спектра. Это красивейшее явление называют полярным сиянием.

Волнения тропосферы.

В тропосфере существуют колебания и волны, которые играют огромную роль в ее поведении. Если в сумерках взглянуть на облачное небо, можно увидеть параллельные борозды облаков — это и есть одно из проявлений атмосферных гравитационных волн. Они имеют ту же природу, что и волны на поверхности воды. Заметное отличие заключается в том, что у воды всегда есть свободная поверхность, на которой и образуются волны, а в случае атмосферы волны формируются внутри среды. Только почему их можно заметить лишь утром или вечером, но невозможно обнаружить в солнечный полдень?

Солнце разогревает поверхность планеты, это приводит к возникновению активной конвекции водяного пара вверх. Пар быстро охлаждается с высотой, конденсируется и образует привычные кучевые облака. Именно природой этого процесса обусловливается их форма. Поскольку нижняя граница облаков определяется переходом пара через точку росы, лежащую на некоторой высоте, после которой пар резко конденсируется, эта граница оказывается довольно плоской. В то же время верхняя поверхность достаточно клубистая, что отражает природу турбулентного вихря, поднимающего пар наверх.

Турбулентность может присутствовать даже в тропопаузе. Это коварное явление известно в авиации как «турбулентность ясного неба». В области кучевой облачности пилоты всегда ожидают сильной тряски, но временами она случается и в безоблачном небе. Дело в том, что присутствие турбулентности может быть обусловлено не только разницей температур между двумя областями, но и, например, резким изменением с высотой горизонтальной скорости движения воздушных масс.
Если рассмотреть геометрию атмосферы, можно легко заметить, что при высоте порядка десятков километров ее горизонтальная протяженность составляет десятки тысяч километров. Такая большая разница между горизонтальным и вертикальным масштабами, а также высокий темп изменения свойств вдоль вертикальной координаты приводят к тому, что атмосферу нельзя описывать как изотропную, то есть равномерную в своем объеме среду. Более того, если рассматривать циркуляцию атмосферы в целом, оказывается, что ее можно описывать как несжимаемую жидкость.

Почему дует ветер?

Казалось бы, все процессы в природе подвержены диссипативному затуханию, и за миллиарды лет своего существования атмосфера должна была уже прийти в состояние равновесия. Однако это не совсем так. Атмосфера Земли сплюснута у полюсов и растянута вблизи экватора, что связано с ее неоднородным прогревом солнечным излучением. То есть равное давление на полюсе будет достигаться сильно ниже по высоте, чем на экваторе, — под действием силы тяжести формируется поток воздуха от тропиков к полюсам. Вблизи поверхности планеты будет формироваться противоток воздушных масс.

Глобальная циркуляция атмосферы.

Оказавшись вблизи полюса и спустившись на небольшую высоту над поверхностью, частицы воздуха, сохраняя свой импульс, начинают обгонять вращение планеты, линейная скорость которого в приполярье сильно меньше, чем в тропических широтах. Таким образом формируется струйное течение вдоль широты. При движении частицы к экватору линейная скорость вращения поверхности увеличивается, и частица начинает отставать от вращения планеты — возникает постоянный ветер, который в северном полушарии дует с северо-востока, в южном — с юго-восточного направления. Такой постоянный ветер называют пассатом.

В середине XVIII века английский путешественник Джон Хэдли, изучая северную Африку, обратил внимание на всегда дующий в одну сторону ветер — пассат — и смог предугадать причины его формирования. Ячейку циркуляции атмосферы в тропических широтах называют в его честь ячейкой Хэдли.
В средних широтах циркуляция атмосферы происходит иначе. Здесь работает удивительный в своей противоречивости механизм движения воздушных масс. Кажется разумным, чтобы из области с высоким давлением поток воздуха перемещался в область с низким давлением. Однако природа циклонов и антициклонов, распространенных в умеренных широтах, эту логику разрушает. Здесь ветер образует концентрические поверхности вокруг центров областей высокого и низкого давления. Эта странность связана также с природой атмосферных гравитационных волн, связанных с быстрым вращением планеты вокруг своей оси.

В центре циклона находится область низкого давления, вихрь воздушных масс вращается в ту же сторону, что и планета. В циклоне восходящий поток воздуха, который обусловливает низкое давление в его центре, приводит к охлаждению и конденсации водяного пара, поэтому он всегда приносит с собой облачность и осадки. Внутри антициклона, напротив, воздух движется вниз, нагреваясь. Та влага, что находится в этом потоке, испаряется. Поэтому в случае антициклона погода всегда ясная, а ветер дует в сторону, противоположную направлению вращения планеты.

Климат идет вразнос?

В течение последних 30 лет большие усилия ученых оказались направлены на то, чтобы понять, что происходит с климатом. Было обнаружено, что за прошедшее столетие средняя годовая температура на планете выросла на 0,74℃. В связи с этим ускоряется таяние приполярных ледников и повышается уровень Мирового океана. Последние десять лет очень активно развивалось моделирование процессов, протекающих в атмосфере Земли, поведения климата, — изменение среднегодовой температуры в этих моделях достаточно точно совпадает с реально наблюдаемым трендом. Это позволяет строить прогнозы относительно дальнейшего изменения климата в обозримом будущем.

В отличие от океана, атмосфера довольно плохо помнит свои предыдущие тепловые состояния, поскольку тепловая инертность атмосферы много меньше. Поэтому точный прогноз погоды невозможен на длительный срок вперед. Математические уравнения, описывающие поведение атмосферы, перестают корректно работать на интервалах времени, больших, чем одна-две недели. Так что не стоит сильно полагаться на долгосрочный прогноз погоды: скорее всего в нем будут использованы усредненные показания нужного периода за последние несколько лет, которые никак не могут предсказать какие-либо неожиданные отклонения.

Поскольку океан греется, в нем возникают долгоживущие аномалии температуры поверхности, которые в свою очередь влияют на атмосферу. Это может приводить к перестройке атмосферной циркуляции, изменению направления движения и возникновению новых циклонов. Так, взаимодействие тепловых аномалий поверхности Атлантического океана с атмосферой привело к тому, что традиционно континентальный климат в Северной Европе меняется: зимы с каждым десятилетием становятся теплее.

Прогноз экстремальных температур в Европе

Все чаще случаются длительные непривычно жаркие периоды летом, все чаще мы слышим штормовые предупреждения весной. Все чаще можно услышать гипотезы о том, что в ближайшие полвека Южная Европа и Северная Африка из плодородных регионов превратятся в высушенные пустыни, в то время как российский север станет пригодным для земледелия. Как бы то ни было, человеку стоит уделять вдесятеро большее внимание изучению атмосферы и идущим климатическим изменениям, чтобы возможное новое Великое переселение народов не оказалось для всех полной неожиданностью.

Источник — Научно-популярный журнал «За науку».

Следите за погодой и климатом вместе с нами!

С Уважением, Маглипогода!

Информация, которая размещается на сайте, не считается официальной.
На всех страницах функционирует система уведомления правописания. Обнаружив ошибку или неточность в тексте, выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.

Присоединяйтесь к нам через социальные сети и подписывайтесь на рассылку по электронной почте.

Поддержите сайт!

Поделитесь новостью в социальных сетях и блогах:

Температура над Землей

Все, кто летал на самолете, привыкли к сообщению такого рода: «наш полет проходит на высоте 10 000 м, температура за бортом — 50 °С». Кажется, ничего особенного. Чем дальше от нагретой Солнцем поверхности Земли, тем холоднее. Многие думают, что понижение температуры с высотой идет непрерывно и постепенно температура падает, приближаясь к температуре космоса. Между прочем, так думали ученые вплоть до конца 19 века.

Разберемся подробнее с распределением температуры воздуха над Землей. Атмосферу подразделяют на несколько слоев, которые и отражают в первую очередь характер изменения температуры.

Нижний слой атмосферы называется тропосферой , что означает „сфера поворота». Все перемены погоды и климата являются результатом физических процессов, происходящих именно в этом слое. Верхняя граница этого слоя располагается там, где уменьшение температуры с высотой сменяется ее возрастанием,— примерно на высоте 15—16 км над экватором и 7—8 км над полюсами. Как и сама Земля, атмосфера под влиянием вращения нашей планеты тоже несколько сплющена над полюсами и разбухает над экватором. Однако этот эффект выражен в атмосфере значительно сильнее, чем в твердой оболочке Земли. В направлении от поверхности Земли к верхней границе тропосферы температура воздуха понижается. Над экватором минимальная температура воздуха составляет около —62°С, а над полюсами около —45°С. В умеренных широтах более 75% массы атмосферы находится в тропосфере. В тропиках же в пределах тропосферы находится около 90% массы атмосферы.

В 1899 г. в вертикальном профиле температуры на некоторой высоте был обнаружен ее минимум, а затем температура незначительно повышалась. Начало этого повышения означает переход к следующему слою атмосферы — к

стратосфере , что означает „сфера слоя». Термин стратосфера означает и отражает прежнее представление о единственности слоя, лежащего выше тропосферы. Стратосфера простирается до высоты около 50 км над земной поверхностью. Особенностью ее является, в частности, резкое повышение температуры воздуха. Это повышение температуры объясняют реакцией образования озона — одной из главных химических реакций, происходящих в атмосфере.

Основная масса озона сосредоточена на высотах примерно 25 км, но в целом слой озона представляет собой сильно растянутую по высоте оболочку, охватывающую почти всю стратосферу. Взаимодействие кислорода с ультрафиолетовыми лучами — один из благоприятных процессов в земной атмосфере, способствующих поддержанию жизни на Земле. Поглощение озоном этой энергии препятствует излишнему поступлению ее на земную поверхность, где создается именно такой уровень энергии, который пригоден для существования земных форм жизни. Озоносфера поглощает часть лучистой энергии, проходщей через атмосферу. В результате этого в озоносфере устанавливается вертикальный градиент температуры воздуха примерно 0,62°С на 100 м, т. е, температура повышается с высотой вплоть до верхнего предела стратосферы — стратопаузы (50 км), достигая, по некоторым данным, 0 °С.

На высотах от 50 до 80 км располагается слой атмосферы, называемый

мезосферой . Слово „мезосфера» означает „промежуточная сфера», здесь температура воздуха продолжает понижаться с высотой. Выше мезосферы, в слое, называемом термосферой , температура снова растет с высотой примерно до 1000°С, а затем очень быстро падает до —96°С. Однако падает не беспредельно, потом температура снова увеличивается.

Термосфера является первым слоем ионосферы . В отличие от упомянутых ранее слоев, ионосфера выделена не по температурному признаку. Ионосфера является областью, имеющей электрическую природу, благодаря которой становятся возможными многие виды радиосвязи. Ионосферу делят на несколько слоев, обозначая их буквами D, Е, F1 и F2 Эти слои имеют и особые названия. Разделение на слои вызвано несколькими причинами, среди которых самая важная—неодинаковое влияние слоев на прохождение радиоволн. Самый нижний слой, D, в основном поглощает радиоволны и тем самым препятствует дальнейшему их распространению. Лучше всего изученный слой Е расположен на высоте примерно 100 км над земной поверхностью. Его называют также слоем Кеннелли — Хевисайда по именам американского и английского ученых, которые одновременно и независимо друг от друга обнаружили его. Слой Е, подобно гигантскому зеркалу, отражает радиоволны. Благодаря этому слою длинные радиоволны проходят более далекие расстояния, чем следовало бы ожидать, если бы они распространялись только прямолинейно, не отражаясь от слоя Е. Аналогичные свойства имеет и слой F. Его называют также слоем Эпплтона. Вместе со слоем Кеннелли—Хевисайда он отражаем радиоволны к наземным радиостанциями Такое отражение может происходить под различными углами. Слой Эпплтона расположен на высоте около 240 км.

Самая внешняя область атмосферы, второй слой ионосферы, часто называется экзосферой . Этот термин указывает на существование окраины космоса вблизи Земли. Определить, где именно кончается атмосфера и начинается космос, трудно, поскольку с высотой плотность атмосферных газов уменьшается постепенно и сама атмосфера плавно превращается почти в вакуум, в котором встречаются лишь отдельные молекулы. Уже на высоте примерно 320 км плотность атмосферы настолько мала, что молекулы, не сталкиваясь друг с другом, могут проходить путь более 1 км. Самая внешняя часть атмосферы служит как бы ее верхней границей, которая располагается на высотах от 480 до 960 км.

Подробнее о процессах а атмосфере можно узнать на сайте «Земной климат» www.zemnoyklimat.ru

Похожие статьи на сайте:

Самое холодное место Солнечной системы — Луна

Почему небо голубое?

Температура внутри Земли

Британские плюшевые мишки сообщили из космоса о температуре

Почему звездное небо черное? (фотометрический парадокс)

АТМОСФЕРА • Большая российская энциклопедия

АТМОСФЕ́РА Земли (от греч. ἀτμός – пар, испарение и σφαῖρα – шар), воздушная оболочка, состоящая из ряда газов и взвешенных в ней частиц примесей – аэрозолей. Масса А. 5,157·10

15 т. Столб воздуха оказывает давление на поверхность Земли: ср. атмосферное давление на уровне моря 1013,25 гПа (ок. 760 мм рт. ст.). Средняя по глобусу темп-ра воздуха у поверхности Земли 15 °C, при этом темп-ра изменяется примерно от 57 °C в субтропич. пустынях до –89 °C в Антарктиде. Плотность воздуха и давление убывают с высотой по закону, близкому к экспоненциальному.

Строение атмосферы

Среднегодовое вертикальное распределение температуры в атмосфере.

По вертикали А. имеет слоистую структуру, определяемую гл. обр. особенностями вертикального распределения темп-ры (рис.), которое зависит от географич. положения, сезона, времени суток и т. д. Нижний слой А. – тропосфера – характеризуется падением темп-ры с высотой (примерно на 6 °C на 1 км), его высота от 8–10 км в полярных широтах до 16–18 км в тропиках. Благодаря быстрому убыванию плотности воздуха с высотой в тропосфере находится ок. 80% всей массы А. Над тропосферой располагается стратосфера – слой, который характеризуется в общем повышением темп-ры с высотой. Переходный слой между тропосферой и стратосферой называется тропопаузой. В нижней стратосфере до уровня ок. 20 км темп-ра мало меняется с высотой (т. н. изотермич. область) и нередко даже незначительно уменьшается. Выше темп-ра возрастает из-за поглощения УФ-радиации Солнца озоном, вначале медленно, а с уровня 34–36 км – быстрее. Верхняя граница стратосферы – стратопауза – расположена на выс. 50–55 км, соответствующей максимуму темп-ры (260–270 К). Слой А., расположенный на выс. 55–85 км, где темп-ра снова падает с высотой, называется мезосферой, на его верхней границе – мезопаузе – темп-ра достигает летом 150–160 К, а зимой 200–230 К. Над мезопаузой начинается термосфера – слой, характеризующийся быстрым повышением темп-ры, достигающей на выс. 250 км значений 800–1200 К. В термосфере поглощается корпускулярная и рентгеновская радиация Солнца, тормозятся и сгорают метеоры, поэтому она выполняет функцию защитного слоя Земли. Ещё выше находится экзосфера, откуда атмосферные газы рассеиваются в мировое пространство за счёт диссипации и где происходит постепенный переход от А. к межпланетному пространству.

Состав атмосферы

До выс. ок. 100 км А. практически однородна по химич. составу и ср. молекулярная масса воздуха (ок. 29) в ней постоянна. Вблизи поверхности Земли А. состоит из азота (ок. 78,1% по объёму) и кислорода (ок. 20,9%), а также содержит малые количества аргона, диоксида углерода (углекислого газа), неона и др. постоянных и переменных компонентов (см. Воздух).

Кроме того, А. содержит небольшие количества озона, оксидов азота, аммиака, радона и др. Относит. содержание осн. составляющих воздуха постоянно во времени и однородно в разных географич. районах. Содержание водяного пара и озона переменно в пространстве и времени; несмотря на малое содержание, их роль в атмосферных процессах весьма существенна.

Выше 100–110 км происходит диссоциация молекул кислорода, углекислого газа и водяного пара, поэтому молекулярная масса воздуха уменьшается. На выс. ок. 1000 км начинают преобладать лёгкие газы – гелий и водород, а ещё выше А. Земли постепенно переходит в межпланетный газ.

Наиболее важная переменная компонента А. – водяной пар, который поступает в А. при испарении с поверхности воды и влажной почвы, а также путём транспирации растениями. Относит. содержание водяного пара меняется у земной поверхности от 2,6% в тропиках до 0,2% в полярных широтах. С высотой оно быстро падает, убывая наполовину уже на выс. 1,5–2 км. В вертикальном столбе А. в умеренных широтах содержится ок. 1,7 см «слоя осаждённой воды». При конденсации водяного пара образуются облака, из которых выпадают осадки атмосферные в виде дождя, града, снега.

Важной составляющей атмосферного воздуха является озон, сосредоточенный на 90% в стратосфере (между 10 и 50 км), ок. 10% его находится в тропосфере. Озон обеспечивает поглощение жёсткой УФ-радиации (с длиной волны менее 290 нм), и в этом – его защитная роль для биосферы. Значения общего содержания озона меняются в зависимости от широты и сезона в пределах от 0,22 до 0,45 см (толщина слоя озона при давлении $p=$ 1 атм и темп-ре $T=$ 0 °C). В озоновых дырах, наблюдаемых весной в Антарктике с нач. 1980-х гг., содержание озона может падать до 0,07 см. Оно увеличивается от экватора к полюсам и имеет годовой ход с максимумом весной и минимумом осенью, причём амплитуда годового хода мала в тропиках и растёт к высоким широтам. Существенной переменной компонентой А. является углекислый газ, содержание которого в атмосфере за последние 200 лет выросло на 35%, что объясняется в осн. антропогенным фактором. Наблюдается его широтная и сезонная изменчивость, связанная с фотосинтезом растений и растворимостью в морской воде (согласно закону Генри, растворимость газа в воде уменьшается с ростом её темп-ры).

Важную роль в формировании климата планеты играет атмосферный аэрозоль – взвешенные в воздухе твёрдые и жидкие частицы размером от нескольких нм до десятков мкм. Различаются аэрозоли естественного и антропогенного происхождения. Аэрозоль образуется в процессе газофазных реакций из продуктов жизнедеятельности растений и хозяйств. деятельности человека, вулканич. извержений, в результате подъёма пыли ветром с поверхности планеты, особенно с её пустынных регионов, а также образуется из космич. пыли, попадающей в верхние слои А. Бóльшая часть аэрозоля сосредоточена в тропосфере, аэрозоль от вулканич. извержений образует т. н. слой Юнге на выс. ок. 20 км. Наибольшее количество антропогенного аэрозоля попадает в А. в результате работы автотранспорта и ТЭЦ, химич. производств, сжигания топлива и др. Поэтому в некоторых районах состав А. заметно отличается от обычного воздуха, что потребовало создания спец. службы наблюдений и контроля за уровнем загрязнения атмосферного воздуха.

Эволюция атмосферы

Совр. А. имеет, по-видимому, вторичное происхождение: она образовалась из газов, выделенных твёрдой оболочкой Земли после завершения формирования планеты ок. 4,5 млрд. лет назад. В течение геологич. истории Земли А. претерпевала значит. изменения своего состава под влиянием ряда факторов: диссипации (улетучивания) газов, преим. более лёгких, в космич. пространство; выделения газов из литосферы в результате вулканич. деятельности; химич. реакций между компонентами А. и породами, слагающими земную кору; фотохимич. реакций в самой А. под влиянием солнечного УФ-излучения; аккреции (захвата) материи межпланетной среды (напр., метеорного вещества). Развитие А. тесно связано с геологич. и геохимич. процессами, а последние 3–4 млрд. лет также с деятельностью биосферы. Значит. часть газов, составляющих совр. А. (азот, углекислый газ, водяной пар), возникла в ходе вулканич. деятельности и интрузии, выносившей их из глубин Земли. Кислород появился в заметных количествах ок. 2 млрд. лет тому назад как результат деятельности фотосинтезирующих организмов, первоначально зародившихся в поверхностных водах океана.

По данным о химич. составе карбонатных отложений получены оценки количества углекислого газа и кислорода в А. геологического прошлого. На протяжении фанерозоя (последние 570 млн. лет истории Земли) количество углекислого газа в А. изменялось в широких пределах в соответствии с уровнем вулканич. активности, темп-рой океана и уровнем фотосинтеза. Большую часть этого времени концентрация углекислого газа в А. была значительно выше современной (до 10 раз). Количество кислорода в А. фанерозоя существенно изменялось, причём преобладала тенденция к его увеличению. В А. докембрия масса углекислого газа была, как правило, больше, а масса кислорода – меньше по сравнению с А. фанерозоя. Колебания количества углекислого газа оказывали в прошлом существенное влияние на климат, усиливая парниковый эффект при росте концентрации углекислого газа, благодаря чему климат на протяжении осн. части фанерозоя был гораздо теплее по сравнению с совр. эпохой.

Атмосфера и жизнь

Без А. Земля была бы мёртвой планетой. Органич. жизнь протекает в тесном взаимодействии с А. и связанными с ней климатом и погодой. Незначительная по массе по сравнению с планетой в целом (примерно миллионная часть), А. является непременным условием для всех форм жизни. Наибольшее значение из атмосферных газов для жизнедеятельности организмов имеют кислород, азот, водяной пар, углекислый газ, озон. При поглощении углекислого газа фотосинтезирующими растениями создаётся органич. вещество, используемое как источник энергии подавляющим большинством живых существ, включая человека. Кислород необходим для существования аэробных организмов, для которых приток энергии обеспечивается реакциями окисления органич. вещества. Азот, усваиваемый некоторыми микроорганизмами (азотофиксаторами), необходим для минер. питания растений. Озон, поглощающий жёсткое УФ-излучение Солнца, значительно ослабляет эту вредную для жизни часть солнечной радиации. Конденсация водяного пара в А., образование облаков и последующее выпадение атмосферных осадков поставляют на сушу воду, без которой невозможны никакие формы жизни. Жизнедеятельность организмов в гидросфере во многом определяется количеством и химич. составом атмосферных газов, растворённых в воде. Поскольку химич. состав А. существенно зависит от деятельности организмов, биосферу и А. можно рассматривать как часть единой системы, поддержание и эволюция которой (см. Биогеохимические циклы) имела большое значение для изменения состава А. на протяжении истории Земли как планеты.

Радиационный, тепловой и водный балансы атмосферы

Солнечная радиация является практически единств. источником энергии для всех физич. процессов в А. Главная особенность радиац. режима А. – т. н. парниковый эффект: А. достаточно хорошо пропускает к земной поверхности солнечную радиацию, но активно поглощает тепловое длинноволновое излучение земной поверхности, часть которого возвращается к поверхности в форме встречного излучения, компенсирующего радиац. потерю тепла земной поверхностью (см. Атмосферное излучение). В отсутствие А. ср. темп-ра земной поверхности была бы –18 °C, в действительности она 15 °C. Приходящая солнечная радиация частично (ок. 20%) поглощается в А. (гл. обр. водяным паром, каплями воды, углекислым газом, озоном и аэрозолями), а также рассеивается (ок. 7%) на частицах аэрозоля и флуктуациях плотности (рэлеевское рассеяние). Суммарная радиация, достигая земной поверхности, частично (ок. 23%) отражается от неё. Коэф. отражения определяется отражат. способностью подстилающей поверхности, т. н. альбедо. В среднем альбедо Земли для интегрального потока солнечной радиации близко к 30%. Оно меняется от нескольких процентов (сухая почва и чернозём) до 70–90% для свежевыпавшего снега. Радиац. теплообмен между земной поверхностью и А. существенно зависит от альбедо и определяется эффективным излучением поверхности Земли и поглощённым ею противоизлучением А. Алгебраич. сумма потоков радиации, входящих в земную атмосферу из космич. пространства и уходящих из неё обратно, называется радиационным балансом.

Преобразования солнечной радиации после её поглощения А. и земной поверхностью определяют тепловой баланс Земли как планеты. Гл. источник тепла для А. – земная поверхность; теплота от неё передаётся не только в виде длинноволнового излучения, но и путём конвекции, а также выделяется при конденсации водяного пара. Доли этих притоков теплоты равны в ср. 20%, 7% и 23% соответственно. Сюда же добавляется ок. 20% теплоты за счёт поглощения прямой солнечной радиации. Поток солнечной радиации за единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную солнечным лучам и расположенную вне А. на ср. расстоянии от Земли до Солнца (т. н. солнечная постоянная), равен 1367 Вт/м², изменения составляют 1–2 Вт/м²в зависимости от цикла солнечной активности. При планетарном альбедо ок. 30% средний по времени глобальный приток солнечной энергии к планете составляет 239 Вт/м². Поскольку Земля как планета испускает в космос в среднем такое же количество энергии, то, согласно закону Стефана – Больцмана, эффективная темп-ра уходящего теплового длинноволнового излучения 255 К (–18 °C). В то же время ср. темп-ра земной поверхности составляет 15 °C. Разница в 33 °C возникает за счёт парникового эффекта.

Водный баланс А. в целом соответствует равенству количества влаги, испарившейся с поверхности Земли, количеству осадков, выпадающих на земную поверхность. А. над океанами получает больше влаги от процессов испарения, чем над сушей, а теряет в виде осадков 90%. Избыток водяного пара над океанами переносится на континенты воздушными потоками. Количество водяного пара, переносимого в А. с океанов на континенты, равно объёму стока рек, впадающих в океаны.

Движение воздуха

Фотография участка атмосферы с атмосферным вихрем(снимок сделан со спутника).

Земля имеет шарообразную форму, поэтому к её высоким широтам приходит гораздо меньше солнечной радиации, чем к тропикам. Вследствие этого между широтами возникают большие температурные контрасты. На распределение темп-ры в существенной мере влияет также взаимное расположение океанов и континентов. Из-за большой массы океанич. вод и высокой теплоёмкости воды сезонные колебания темп-ры поверхности океана значительно меньше, чем суши. В связи с этим в средних и высоких широтах темп-ра воздуха над океанами летом заметно ниже, чем над континентами, а зимой – выше.

Неодинаковый разогрев А. в разных областях земного шара вызывает неоднородное по пространству распределение атмосферного давления. На уровне моря распределение давления характеризуется относительно низкими значениями вблизи экватора, увеличением в субтропиках (поясá высокого давления) и понижением в средних и высоких широтах. При этом над материками внетропич. широт давление зимой обычно повышено, а летом понижено, что связано с распределением темп-ры. Под действием градиента давления воздух испытывает ускорение, направленное от областей с высоким давлением к областям с низким, что приводит к перемещению масс воздуха. На движущиеся воздушные массы действуют также отклоняющая сила вращения Земли (сила Кориолиса), сила трения, убывающая с высотой, а при криволинейных траекториях и центробежная сила. Большое значение имеет турбулентное перемешивание воздуха (см. Турбулентность в атмосфере).

С планетарным распределением давления связана сложная система воздушных течений (общая циркуляция атмосферы). В меридиональной плоскости в среднем прослеживаются две или три ячейки меридиональной циркуляции. Вблизи экватора нагретый воздух поднимается и опускается в субтропиках, образуя ячейку Хэдли. Там же опускается воздух обратной ячейки Феррела. В высоких широтах часто прослеживается прямая полярная ячейка. Скорости меридиональной циркуляции порядка 1 м/с или меньше. Из-за действия силы Кориолиса в большей части А. наблюдаются зап. ветры со скоростями в средней тропосфере ок. 15 м/с. Существуют сравнительно устойчивые системы ветров. К ним относятся пассаты – ветры, дующие от поясов высокого давления в субтропиках к экватору с заметной вост. составляющей (с востока на запад). Достаточно устойчивы муссоны – воздушные течения, имеющие чётко выраженный сезонный характер: они дуют с океана на материк летом и в противоположном направлении зимой. Особенно регулярны муссоны Индийского ок. В средних широтах движение воздушных масс имеет в осн. зап. направление (с запада на восток). Это зона атмосферных фронтов, на которых возникают крупные вихри – циклоны и антициклоны, охватывающие мн. сотни и даже тысячи километров. Циклоны возникают и в тропиках; здесь они отличаются меньшими размерами, но очень большими скоростями ветра, достигающего ураганной силы (33 м/с и более), т. н. тропические циклоны. В Атлантике и на востоке Тихого ок. они называются ураганами, а на западе Тихого ок. – тайфунами. В верхней тропосфере и нижней стратосфере в областях, разделяющих прямую ячейку меридиональной циркуляции Хэдли и обратную ячейку Феррела, часто наблюдаются сравнительно узкие, в сотни километров шириной, струйные течения с резко очерченными границами, в пределах которых ветер достигает 100–150 и даже 200 м/с.

Климат и погода

Различие в количестве солнечной радиации, приходящей на разных широтах к разнообразной по физич. свойствам земной поверхности, определяет многообразие климатов Земли. От экватора до тропич. широт темп-ра воздуха у земной поверхности в ср. 25–30 °C и мало меняется в течение года. В экваториальном поясе обычно выпадает много осадков, что создаёт там условия избыточного увлажнения. В тропич. поясах количество осадков уменьшается и в ряде областей становится очень малым. Здесь располагаются обширные пустыни Земли.

В субтропич. и средних широтах темп-ра воздуха значительно меняется в течение года, причём разница между темп-рами лета и зимы особенно велика в удалённых от океанов областях континентов. Так, в некоторых районах Вост. Сибири годовая амплитуда темп-ры воздуха достигает 65 °C. Условия увлажнения в этих широтах весьма разнообразны, зависят в осн. от режима общей циркуляции А. и существенно меняются от года к году.

В полярных широтах темп-ра остаётся низкой в течение всего года, даже при наличии её заметного сезонного хода. Это способствует широкому распространению ледового покрова на океанах и суше и многолетнемёрзлых пород, занимающих в России св. 65% её площади, в осн. в Сибири.

За последние десятилетия стали всё более заметны изменения глобального климата. Темп-ра повышается больше в высоких широтах, чем в низких; больше зимой, чем летом; больше ночью, чем днём. За 20 в. ср.-годовая темп-ра воздуха у земной поверхности в России выросла на 1,5–2 °C, причём в отд. районах Сибири наблюдается повышение на неск. градусов. Это связывается с усилением парникового эффекта вследствие роста концентрации малых газовых примесей.

Погода определяется условиями циркуляции А. и географич. положением местности, она наиболее устойчива в тропиках и наиболее изменчива в средних и высоких широтах. Более всего погода меняется в зонах смены воздушных масс, обусловленных прохождением атмосферных фронтов, циклонов и антициклонов, несущих осадки и усиление ветра. Данные для прогноза погоды собираются на наземных метеостанциях, морских и воздушных судах, с метеорологич. спутников. См. также Метеорология.

Оптические, акустические и электрические явления в атмосфере

При распространении электромагнитного излучения в А. в результате рефракции, поглощения и рассеяния света воздухом и разл. частицами (аэрозоль, кристаллы льда, капли воды) возникают разнообразные оптич. явления: радуга, венцы, гало, мираж и др. Рассеяние света обусловливает видимую высоту небесного свода и голубой цвет неба. Дальность видимости предметов определяется условиями распространения света в А. (см. Атмосферная видимость). От прозрачности А. на разл. длинах волн зависят дальность связи и возможность обнаружения объектов приборами, в т. ч. возможность астрономич. наблюдений с поверхности Земли. Для исследований оптич. неоднородностей стратосферы и мезосферы важную роль играет явление сумерек. Напр., фотографирование сумерек с космич. аппаратов позволяет обнаруживать аэрозольные слои. Особенности распространения электромагнитного излучения в А. определяют точность методов дистанционного зондирования её параметров. Все эти вопросы, как и мн. другие, изучает атмосферная оптика. Рефракция и рассеяние радиоволн обусловливают возможности радиоприёма (см. Распространение радиоволн).

Распространение звука в А. зависит от пространственного распределения темп-ры и скорости ветра (см. Атмосферная акустика). Оно представляет интерес для зондирования А. дистанц. методами. Взрывы зарядов, запускаемых ракетами в верхнюю А., дали богатую информацию о системах ветров и ходе темп-ры в стратосфере и мезосфере. В устойчиво стратифицированной А., когда темп-ра падает с высотой медленнее адиабатического градиента (9,8 К/км), возникают т. н. внутренние волны. Эти волны могут распространяться вверх в стратосферу и даже в мезосферу, где они затухают, способствуя усилению ветра и турбулентности.

Отрицательный заряд Земли и обусловленное им электрич. поле А. вместе с электрически заряженными ионосферой и магнитосферой создают глобальную электрич. цепь. Важную роль при этом играет образование облаков и грозового электричества. Опасность грозовых разрядов вызвала необходимость разработки методов грозозащиты зданий, сооружений, линий электропередач и связи. Особую опасность это явление представляет для авиации. Грозовые разряды вызывают атмосферные радиопомехи, получившие назв. атмосфериков (см. Свистящие атмосферики). Во время резкого увеличения напряжённости электрич. поля наблюдаются светящиеся разряды, возникающие на остриях и острых углах предметов, выступающих над земной поверхностью, на отд. вершинах в горах и др. (Эльма огни). А. всегда содержит сильно меняющееся в зависимости от конкретных условий количество лёгких и тяжёлых ионов, которые определяют электрич. проводимость А. Главные ионизаторы воздуха у земной поверхности – излучение радиоактивных веществ, содержащихся в земной коре и в А., а также космич. лучи. См. также Атмосферное электричество.

Влияние человека на атмосферу

В течение последних столетий происходил рост концентрации парниковых газов в А. вследствие хозяйств. деятельности человека. Процентное содержание углекислого газа возросло с 2,86 10^–2 двести лет назад до 3,8·10^–2 в 2005, содержание метана – с 0,7· 10^–4 примерно 300–400 лет назад до 1,8·10^–4 в нач. 21 в.; ок. 20% в прирост парникового эффекта за последнее столетие дали фреоны, которых практически не было в А. до сер. 20 в. Эти вещества признаны разрушителями стратосферного озона, и их производство запрещено Монреальским протоколом 1987. Рост концентрации углекислого газа в А. вызван сжиганием всё возрастающих количеств угля, нефти, газа и др. видов углеродного топлива, а также сведе́нием лесов, в результате чего уменьшается поглощение углекислого газа путём фотосинтеза. Концентрация метана увеличивается с ростом добычи нефти и газа (за счёт его потерь), а также при расширении посевов риса и увеличении поголовья крупного рогатого скота. Всё это способствует потеплению климата.

Для изменения погоды разработаны методы активного воздействия на атмосферные процессы. Они применяются для защиты с.-х. растений от градобития путём рассеивания в грозовых облаках спец. реагентов. Существуют также методы рассеяния туманов в аэропортах, защиты растений от заморозков, воздействия на облака с целью увеличения осадков в нужных местах или для рассеяния облаков в моменты массовых мероприятий.

Изучение атмосферы

Сведения о физич. процессах в А. получают прежде всего из метеорологических наблюдений, которые проводятся глобальной сетью постоянно действующих метеорологич. станций и постов, расположенных на всех континентах и на мн. островах. Ежедневные наблюдения дают сведения о темп-ре и влажности воздуха, атмосферном давлении и осадках, облачности, ветре и др. Наблюдения за солнечной радиацией и её преобразованиями проводятся на актинометрич. станциях. Большое значение для изучения А. имеют сети аэрологич. станций, на которых при помощи радиозондов выполняются метеорологич. измерения до выс. 30–35 км. На ряде станций проводятся наблюдения за атмосферным озоном, электрич. явлениями в А., химич. составом воздуха.

Данные наземных станций дополняются наблюдениями на океанах, где действуют «суда погоды», постоянно находящиеся в определённых районах Мирового ок., а также метеорологич. сведениями, получаемыми с н.-и. и др. судов.

Всё больший объём сведений об А. в последние десятилетия получают с помощью метеорологич. спутников, на которых установлены приборы для фотографирования облаков и измерения потоков ультрафиолетовой, инфракрасной и микроволновой радиации Солнца. Спутники позволяют получать сведения о вертикальных профилях темп-ры, облачности и её водозапасе, элементах радиац. баланса А., о темп-ре поверхности океана и др. Используя измерения рефракции радиосигналов с системы навигац. спутников, удаётся определять в А. вертикальные профили плотности, давления и темп-ры, а также влагосодержания. С помощью спутников стало возможным уточнить величину солнечной постоянной и планетарного альбедо Земли, строить карты радиац. баланса системы Земля – А., измерять содержание и изменчивость малых атмосферных примесей, решать мн. др. задачи физики атмосферы и мониторинга окружающей среды.

Опорный конспект АТМОСФЕРА по географии + схемы, таблицы

АТМОСФЕРА

Атмосфера — газовая оболочка, окружающая планету Земля и вращающаяся вместе с ней. Совокупность разделов физики и химии, изучающих атмосферу, принято называть физикой атмосферы. Атмосфера определяет погоду на поверхности Земли, изучением погоды занимается метеорология, а длительными вариациями климата — климатология.

Толщина атмосферы 1500 км от поверхности Земли. Суммарная масса воздуха, то есть смеси газов, составляющих атмосферу: около 5,3 * 10¹⁵ т. Молекулярная масса чистого сухого воздуха составляет 29. Давление при 0°С на уровне моря 101 325 Па, или 760 мм. рт. ст.; критическая температура 140,7 °С; критическое давление 3,7 МПа. Растворимость воздуха в воде при 0 °С — 0,036 %, при 25 °С — 0,22 %.

Атмосферное давление — давление атмосферного воздуха на находящиеся в нем предметы и земную поверхность. Нормальным атмосферным давлением является показатель в 760 мм рт. ст. (101 325 Па). При повышении высоты на каждый километр давление падает на 100 мм.

Строение атмосферы.

Физическое состояние атмосферы определяется погодой и климатом. Основные параметры атмосферы: плотность воздуха, давление, температура и состав. С увеличением высоты плотность воздуха и атмосферное давление уменьшаются. Температура меняется также в зависимости от изменения высоты. Вертикальное строение атмосферы характеризуется различными температурными и электрическими свойствами, разным состоянием воздуха. В зависимости от температуры в атмосфере различают следующие основные слои: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу (сферу рассеяния). Переходные области атмосферы между соседними оболочками называют соответственно тропопауза, стратопауза и т.д.

Тропосфера — нижний, основной, наиболее изученный слой атмосферы, высотой в полярных областях 8—10 км, в умеренных широтах до 10—12 км, на экваторе — 16—18 км. В тропосфере сосредоточено примерно 80—90 % всей массы атмосферы и почти все водяные пары. При подъеме через каждые 100 м температура в тропосфере понижается в среднем на 0,65 °С и достигает —53 °С в верхней части. Этот верхний слой тропосферы называют тропопаузой. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, сосредоточена преобладающая часть водяного пара, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны.

Стратосфера — слой атмосферы, располагающийся на высоте 11—50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11—25 км (нижний слой стратосферы) и повышение ее в слое 25—40 км от —56,5 до 0,8 °С (верхний слой стратосферы или область инверсии). Достигнув на высоте около 40 км значения 273 К (0 °С), температура остается постоянной до высоты 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой.

Именно в стратосфере располагается слой озоносферы («озоновый слой», на высоте от 15—20 до 55— 60 км), который определяет верхний предел жизни в биосфере. Важный компонент стратосферы и мезосферы — озон, образующийся в результате фотохимических реакций наиболее интенсивно на высоте равной 30 км. Общая масса озона составила бы при нормальном давлении слой толщиной 1,7—4 мм, но и этого достаточно для поглощения губительного для жизни ультрафиолетового излучения Солнца. Озон (О₃) — аллотропия кислорода, образуется в результате следующей химической реакции, обычно после дождя, когда полученное соединение поднимается в верхние слои тропосферы; озон имеет специфический запах.

В стратосфере задерживается большая часть коротковолновой части ультрафиолетового излучения (180—200 нм) и происходит трансформация энергии коротких волн. Под влиянием этих лучей изменяются магнитные поля, распадаются молекулы, происходит ионизация, новообразование газов и других химических соединений. Эти процессы можно наблюдать в виде северных сияний, зарниц, и других свечений. В стратосфере почти нет водяного пара.

Мезосфера начинается на высоте 50 км и простирается до 80—90 км. Температура воздуха до высоты 75—85 км понижается до 88 °С. Верхней границей мезосферы является мезопауза.

Термосфера (другое название — ионосфера) — слой атмосферы, следующий за мезосферой, — начинается на высоте 80—90 км и простирается до 800 км. Температура воздуха в термосфере быстро и неуклонно возрастает и достигает нескольких сотен и даже тысяч градусов.

Экзосфера — зона рассеяния, внешняя часть термосферы, расположенная выше 800 км. Газ в экзосфере сильно разрежен, и отсюда идет утечка его частиц в межпланетное пространство (диссипация).

Структура атмосферы

До высоты 100 км атмосфера представляет собой гомогенную (однофазную), хорошо перемешанную смесь газов. В более высоких слоях распределение газов по высоте зависит от их молекулярных масс, концентрация более тяжелых газов убывает быстрее по мере удаления от поверхности Земли. Вследствие уменьшения плотности газов температура понижается от 0 °С в стратосфере до -110 °С в мезосфере.

На высоте около 2000—3000 км экзосфера постепенно переходит в так называемый ближнекосмический вакуум, который заполнен сильно разреженными частицами межпланетного газа, главным образом атомами водорода. Но этот газ представляет собой лишь часть межпланетного вещества. Другую часть составляют пылевидные частицы кометного и метеорного происхождения. Кроме этих чрезвычайно разреженных частиц, в это пространство проникает электромагнитная и корпускулярная радиация солнечного и галактического происхождения.

На долю тропосферы приходится около 80 % массы атмосферы, на долю стратосферы — около 20 %; масса мезосферы — не более 0,3 %, термосферы — менее 0,05 % от общей массы атмосферы. На основании электрических свойств в атмосфере выделяют нейтросферу и ионосферу. В настоящее время считают, что атмосфера простирается до высоты 2000—3000 км.

В зависимости от состава газа в атмосфере выделяют гомосферу и гетеросферу. Гетеросфера — это область, где гравитация оказывает влияние на разделение газов, т.к. их перемешивание на такой высоте незначительно. Отсюда следует переменный состав гетеросферы. Ниже ее лежит хорошо перемешанная, однородная по составу часть атмосферы называемая гомосферой. Граница между этими слоями называется турбопаузой, она лежит на высоте около 120 км.

Состав атмосферы

Атмосфера Земли — воздушная оболочка Земли, состоящая в основном из газов и различных примесей (пыль, капли воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения), количество которых непостоянно. Основным газами являются азот (78 %), кислород (21 %) и аргон (0,93 %). Концентрация газов, составляющих атмосферу, практически постоянна, за исключением углекислого газа CO2 (0,03 %).

Также в атмосфере содержатся SO2, СН4, N, СО, углеводороды, НСl, НF, пары Hg, I2, а также NO и многие другие газы в незначительных количествах. В тропосфере постоянно находится большое количество взвешенных твердых и жидких частиц (аэрозоль).

Таблица «Атмосфера»

Конспект урока «Атмосфера: строение. структура, состав». Продолжение темы АТМОСФЕРА в следующих конспектах:

27 интересных фактов об атмосфере Земли

Блестящий синий мрамор (Земля) очаровал нас с тех пор, как мы впервые начали ходить по его поверхности. На сегодняшний день это единственная известная нам планета, на которой существует жизнь. За последние несколько веков мы многое узнали о Земле, но сколько на самом деле знает средний человек о нашей планете?

Как много вы знаете об атмосфере, окружающей вас? Посмотрите, что мы собрали — 27 интересных фактов об атмосфере Земли, которые вы можете знать или не знать.

1. Смесь

Атмосфера Земли имеет толщину 480 км и состоит из смеси около 16 газов:

Азот (78,08%)
Кислород (20,94%)
Аргон (0,934%)
Углекислый газ (0,035%)
Неон (0,0018%)
Гелий (0,00052%)
Метан (0,00017%)
Криптон (0,000114%)
Водород (0,000053%)
Закись азота (0,000031%)
Ксенон (0,0000087%)

Другими газами являются окись углерода, двуокись серы, двуокись азота и аммиак, которые занимают 0,00003% атмосферы Земли.

2. Пять слоев

Атмосфера делится на 5 слоев:

Тропосфера — это слой, ближайший к поверхности Земли. Он имеет толщину от 7 до 20 км и содержит половину атмосферы Земли.
Стратосфера начинается над тропосферой и заканчивается около 50 км над землей. В этом слое летают самолеты, чтобы избежать турбулентности и преодолеть большее расстояние, используя меньше топлива.
Мезосфера начинается в 50 км и простирается до 85 км в высоту. Это самая прохладная часть атмосферы с усреднением температуры минус 90 градусов по Цельсию.
Термосфера простирается от 90 км до 500-1000 км. Температура может доходить до 1500 градусов по Цельсию. Здесь летал космический челнок.
Экзосфера является высшим слоем и широко содержит частицы водорода и гелия.

3. Большая высота, тонкая атмосфера

По мере увеличения высоты атмосфера становится все тоньше и тоньше. Давление воздуха в экзосфере (самый высокий слой) чрезвычайно низкое из-за его большой высоты и расстояния между молекулами, которые у него есть.

4. Линия Кармана

Согласно Международной авиационной федерации, высота в 100 км над уровнем моря Земли представляет собой границу между атмосферой и космосом. Эта граница называется линией Кармана.

5. Тропосфера плотнее

Самая низкая часть тропосферы — это самый теплый участок слоя, и он плотнее, чем все его наложенные слои, поскольку больший атмосферный вес находится сверху тропосферы и вызывает ее сильное сжатие.

6. Температура Земли растет

Глобальный климат нагревался и охлаждался на протяжении всей истории. В настоящее время мы наблюдаем необычное быстрое потепление. Это происходит из-за парниковых газов, которые увеличиваются из-за человеческой деятельности, и они задерживают тепло в атмосфере.

7. Озоновый слой

Одной из самых важных вещей в атмосфере является озоновый слой. Это 19-32 км над поверхностью Земли. Это острый запах голубого газа, который поглощает большую часть ультрафиолетового излучения солнца.

В 1985 году над Антарктикой была обнаружена дыра в озоновом слое. Ситуация улучшилась после запрета хлорфторуглерода.

8. Хлор влияет на озон

Один атом хлора может уничтожить более ста тысяч молекул озона. Это ухудшение позволяет огромному количеству ультрафиолетовых лучей B достигать Земли, что может вызвать рак кожи и катаракту у людей, а также нанести вред животным.

9. Северное сияние

Аврора (ы) (также называемая полярным светом) видна в областях высоких широт. Это мерцающие завесы света, видимые ночью. Они образуются из-за заряженных частиц от Солнца, ударяющих верхнюю атмосферу над полюсами.

10. Почему Земля кажется синей?

Солнечный свет рассеивается во всех направлениях всеми газами, присутствующими в атмосфере Земли. Поскольку синий свет имеет короткие длины волн, он рассеивается больше, чем другие цвета. Это дает Земле синий ореол при наблюдении из космоса на борту МКС на высоте от 402 до 424 км.

11. Температура на каждом слое

Температура в разных слоях земной атмосферы зависит от влажности, солнечной радиации и высоты. Самые холодные температуры могут быть найдены около мезопаузы (85 км — 100 км над поверхностью Земли). В то время как самые теплые температуры лежат в термосфере, которая получает сильное ионизирующее излучение.

12. Метеоры сгорают в атмосфере

Метеоры сгорают в холодной атмосфере Земли – слой мезосферы. Когда метеорит начинает входить в этот слой, он быстро натыкается на частицы мезосферы и царапает их. А поскольку скорость метеорита очень высока, он быстро генерирует большое количество тепла (из-за высокого трения между частицами мезосферы и метеором). Он начинает светиться.

13. Кислотный дождь

Кислотные дожди образуются в результате химической реакции, которая начинается, когда диоксид серы и оксиды азота соединяются в атмосфере с парами воды. Это приводит к кислотным дождям, способным уничтожить животных и растения, а также целые леса. Фактически, это может убить организмы, живущие в океанах.

14. Ионосферный слой

Ионосфера — это область верхних слоев атмосферы с высотой от 60 до 1000 км, которая охватывает термосферу, а также части мезосферы и экзосферы. Заряжается излучением от Солнца. Ионосфера играет решающую роль в распространении радиосигнала вокруг Земли.
Геомагнитные солнечные бури, вызванные солнечными ветрами и солнечными вспышками, могут нарушить активность в ионосфере, что может вызвать трудности с передачей радиосигнала и сигналов глобальной системы позиционирования.

15. Магнитосфера Земли — самая сильная

Магнитное поле Земли достигает 58 000 км в космос, и эта область называется магнитосферой. Она предотвращает попадание на Землю большинства частиц Солнца, переносимых солнечным ветром. У Солнца и других планет есть магнитосферы, но у Земли самая сильная из всех. Кроме того, южный и магнитный полюсы Земли изменяются с нерегулярными интервалами в сотни тысяч лет.

16. Природа экзосферы

Частицы, присутствующие в экзосфере, на самом деле не ведут себя как газы. Это связано с тем, что частицы находятся так далеко друг от друга, что могут перемещаться на тысячи километров, не сталкиваясь. Свободно движущиеся частицы непрерывно уходят в космос, следуя баллистическим траекториям.

17. Инверсионные следы

Возможно, вы видели струи, оставляющие белые следы конденсации. Они обычно образуются, когда холодный атмосферный воздух смешивается с горячим, влажным выхлопом. Через доли секунды выходящий из выхлопа пар замерзает и становится видимым. Это очень похоже на ваше теплое дыхание в холодную погоду.

Эти следы становятся тонкими на больших высотах и при низкой влажности. Чем влажнее атмосфера, тем толще следы.

18. Загрязненный воздух

Приблизительно 20 процентов населения мира дышит сильно загрязненным воздухом, особенно с помощью диоксида серы и оксида углерода, возникающих в результате промышленных операций. Это повышает количество респираторных заболеваний, особенно среди пожилых людей и детей.

19. Общее количество воды в атмосфере

Наша атмосфера несет почти 37,5 миллионов миллиардов галлонов воды в любой конкретный момент. Всей этой воды — присутствующей в форме пара (невидимой невооруженным глазом) — достаточно, чтобы покрыть всю поверхность Земли 2,5 см дождя.

Каждый год это огромное количество воды перерабатывается 40 раз. Каждая молекула водяного пара проводит в атмосфере всего 9 дней.

20. Энергия, необходимая для испарения воды

Для испарения одного грамма воды требуется около 600 калорий. И когда природа превращает эту воду в жидкость, такая же энергия выделяется в атмосферу.

21. Пассаты

Пассивные ветра дуют в самых теплых частях Земли, между 23,5 ° С и 23,5 ° С. Именно поэтому большинство гроз и муссонов происходят в этих нестабильных регионах. Чем слабее становятся пассаты, тем больше осадков можно ожидать в соседних массивах.

22. Атмосфера Земли протекает

Земля постоянно теряет свою атмосферу — каждый день около 90 тонн материала выходит из верхних слоев атмосферы и уходит в космос. Тем не менее, 90 тонн в день — это маленькая утечка. Атмосфера Земли весит 5 квадриллионов тонн, поэтому в ближайшее время нам не грозит угасание атмосферы.

23. Почему закат выглядит красным?

На закате большая часть световых лучей отражается и рассеивается в атмосфере, а Солнце кажется тусклым. Кажется, что цвет самого Солнца меняется сначала на оранжевый, а затем на красный. Это происходит потому, что более короткие волны (зеленый и синий) рассеивают больше, оставляя только более длинные волны (красный и оранжевый). Вот почему закат выглядит красным.

24. Живые Микробы

В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показано, что в атмосфере на высоте от 8 до 15 км над поверхностью Земли существует множество различных видов микроорганизмов. Многие из микробов, обнаруженных высоко в небе, похожи на те, что обитают в океанах и пресноводных средах. Около 25 процентов микробов были похожи на те, которые были найдены в фекалиях.

25. Тепло от молнии

Один удар молнии может нагреть окружающий воздух до 27 000 градусов по Цельсию. Поскольку молния движется с чрезвычайно высокой скоростью (299 792 458 м / с), нагретый воздух не успевает расширяться. Этот быстрый нагрев вызывает взрывное расширение воздуха поблизости, который формирует ударную волну сжатых частиц во всех направлениях. Подобно взрыву, быстро расширяющиеся волны производят очень громкий взрыв звука.

26. Показатель преломления воздуха

Показатель преломления воздуха немного больше 1. Изменения показателя преломления могут привести к смешиванию световых лучей по длинным оптическим путям. Показатель преломления воздуха зависит от температуры. Эффекты преломления возрастают с увеличением градиента температуры. Мираж — прекрасный пример.

27. Преодоление звукового барьера

В 2012 году австрийский парашютист Феликс Баумгартнер прыгнул с гелиевого шара на высоте 37 км (верхняя стратосфера). Первоначально он свободно падал на атмосферном уровне низкого давления со скоростью, превышающей скорость звука, достигая максимальной скорости 1358 км в час. Сделав это, он стал первым человеком, преодолевшим звуковой барьер без помощи автотранспорта. Когда он упал, воздух сгустился, что помогло ему замедлиться.

Строение атмосферы | big-archive.ru

Автор admin На чтение 20 мин. Опубликовано 17.02.2019

Атмосфера простирается вверх на много сотен километров. Верхняя ее граница, на высоте около 2000—3000 км, в известной мере условна, так как газы, ее составляющие, постепенно разрежаясь, переходят в мировое пространство. С высотой меняются химический состав атмосферы, давление, плотность, температура и другие ее физические свойства. Как говорилось ранее, химический состав воздуха до высоты 100 км существенно не меняется. Несколько выше атмосфера также состоит главным образом из азота и кислорода. Но на высотах 100—110 км, под действием ультрафиолетовой радиации солнца, молекулы кислорода расщепляются на атомы и появляется атомарный кислород. Выше 110—120 км кислород почти весь становится атомарным. Предполагается, что выше 400—500 км газы, составляющие атмосферу, также находятся в атомарном состоянии.

Давление и плотность воздуха с высотой быстро уменьшаются. Хотя атмосфера простирается вверх на сотни километров, основная масса ее размещается в довольно тонком слое, прилегающем к поверхности земли в самых нижних ее частях. Так, в слое между уровнем моря и высотами 5—6 км сосредоточена половина массы атмосферы, в слое 0—16 км—90%, а в слое 0—30 км — 99%. Такое же быстрое уменьшение массы воздуха происходит выше 30 км. Если вес 1 м³ воздуха у поверхности земли равен 1033 г, то на высоте 20 км он равен 43 г, а на высоте 40 км лишь 4 г.

На высоте 300—400 км и выше воздух настолько разрежен, что в течение суток плотность его изменяется во много раз. Исследования показали, что это изменение плотности связано с положением Солнца. Наибольшая плотность воздуха около полудня, наименьшая — ночью. Объясняется это отчасти тем, что верхние слои атмосферы реагируют на изменение электромагнитного излучения Солнца.

Изменение температуры воздуха с высотой происходит также неодинаково. По характеру изменения температуры с высотой атмосфера делится на несколько сфер, между которыми располагаются переходные слои, так называемые паузы, где температура с высотой мало изменяется.

Здесь приведены наименования и главные характеристики сфер и переходных слоев.

Приведем основные данные о физических свойствах этих сфер.

Тропосфера. Физические свойства тропосферы в значительной степени определяются влиянием земной поверхности, которая является ее нижней границей. Наибольшая высота тропосферы наблюдается в экваториальной и тропической зонах. Здесь она достигает 16—18 км и сравнительно мало подвергается суточным и сезонным изменениям. Над приполюсными и смежными областями верхняя граница тропосферы лежит в среднем на уровне 8— 10 км. В средних широтах она колеблется от 6—8 до 14—16 км.

Вертикальная мощность тропосферы значительно зависит от характера атмосферных процессов. Нередко в течение суток верхняя граница тропосферы над данным пунктом или районом опускается или поднимается на несколько километров. Это связано главным образом с изменениями температуры воздуха.

В тропосфере сосредоточено более ⁴/₅ массы земной атмосферы и почти весь содержащийся в ней водяной пар. Кроме того, от поверхности земли до верхней границы тропосферы температура понижается в среднем на 0,6° на каждые 100 м, или 6° на 1 км поднятия. Это объясняется тем, что воздух в тропосфере нагревается и охлаждается преимущественно от поверхности земли.

В соответствии с притоком солнечной энергии температура понижается от экватора к полюсам. Так, средняя температура воздуха у поверхности земли на экваторе достигает +26°, над полярными областями зимой —34°, —36°, а летом около 0°. Таким образом, разность температур экватор — полюс зимой составляет 60°, а летом лишь 26°. Правда, такие низкие температуры в Арктике зимой наблюдаются только вблизи поверхности земли вследствие охлаждения воздуха над ледяными просторами.

Зимой в Центральной Антарктиде температура воздуха на поверхности ледяного щита еще ниже. На станции Восток в августе 1960 г. зарегистрирована самая низкая температура на земном шаре —88,3°, а наиболее часто в Центральной Антарктиде она бывает равна —45°, —50°.

С высоты разность температур экватор — полюс уменьшается. Например на высоте 5 км на экваторе температура достигает — 2°, —4°, а на этой же высоте в Центральной Арктике —37°, —39° зимой и —19°, —20° летом; следовательно, разность температуры зимой равна 35—36°, а летом 16—17°. В южном полушарии эти разности несколько больше.

Энергию атмосферной циркуляции можно определить контрактами температуры экватор—полюс. Так как зимой величина контрастов температуры больше, то атмосферные процессы протекают более интенсивно, чем летом. Этим же объясняется тот факт, что преобладающие западные ветры зимой в тропосфере имеют большие скорости, чем летом. При этом скорость ветра, как правило, с высотой возрастает, доходя до максимума на верхней границе тропосферы. Горизонтальный перенос сопровождается вертикальными перемещениями воздуха и турбулентным (неупорядоченным) движением. Вследствие подъема и опускания больших объемов воздуха образуются и рассеиваются облака, возникают и прекращаются осадки. Переходным слоем между тропосферой и вышележащей сферой является тропопауза. Выше нее лежит стратосфера.

Стратосфера простирается от высот 8—17 до 50—55 км. Она была открыта в начале нашего века. По физическим свойствам стратосфера резко отличается от тропосферы уже тем, что температура воздуха здесь, как правило, повышается в среднем на 1 — 2° на километр поднятия и на верхней границе, на высоте 50—55 км, становится даже положительной. Повышение температуры в этой сфере вызвано наличием здесь озона (О₃), который образуется под влиянием ультрафиолетовой радиации Солнца. Слой озона занимает почти всю стратосферу. Стратосфера очень бедна водяным паром. Здесь не происходит бурных процессов облакообразования и не выпадают осадки.

Еще совсем недавно предполагали, что стратосфера является сравнительно спокойной средой, где не происходит перемешивания воздуха, как в тропосфере. Поэтому считали, что газы в стратосфере разделены по слоям, в соответствии со своими удельными весами. Отсюда и название стратосферы («стратус» — слоистый). Полагали также, что температура в стратосфере формируется под действием лучистого равновесия, т. е. при равенстве поглощенной и отраженной солнечной радиации.

Новые данные, полученные с помощью радиозондов и метеорологических ракет, показали, что в стратосфере, как и в верхней тропосфере, осуществляется интенсивная циркуляция воздуха с большими изменениями температуры и ветра. Здесь, как и в тропосфере, воздух испытывает значительные вертикальные перемещения, турбулентные движения при сильных горизонтальных воздушных течениях. Все это — результат неоднородного распределения температуры.

Переходным слоем между стратосферой и вышележащей сферой является стратопауза. Однако, прежде чем перейти к характеристике более высоких слоев атмосферы, ознакомимся с так называемой озоносферой, границы которой приблизительно соответствуют границам стратосферы.

Озон в атмосфере. Озон играет большую роль в создании режима температуры и воздушных течений в стратосфере. Озон (О₃) ощущается нами после грозы при вдыхании чистого воздуха с приятным привкусом. Однако здесь речь пойдет не об этом озоне, образующемся после грозы, а об озоне, содержащемся в слое 10—60 км с максимумом на высоте 22—25 км. Озон образуется под действием ультрафиолетовых лучей Солнца и, хотя общее количество его незначительно, играет важную роль в атмосфере. Озон обладает способностью поглощать ультрафиолетовую радиацию Солнца и тем самым предохраняет животный и растительный мир от ее губительного действия. Даже та ничтожная доля ультрафиолетовых лучей, которая достигает поверхности земли, сильно обжигает тело, когда человек чрезмерно увлекается приемом солнечных ванн.

Количество озона неодинаково над различными частями Земли. Озона больше в высоких широтах, меньше в средних и низких широтах и изменяется это количество в зависимости от смены сезонов года. Весной озона больше, осенью меньше. Кроме того, происходят непериодические его колебания в зависимости от горизонтальной и вертикальной циркуляции атмосферы. Многие атмосферные процессы тесно связаны с содержанием озона, так как он оказывает непосредственное влияние на поле температуры.

Зимой, в условиях полярной ночи, в высоких широтах в слое озона происходит излучение и охлаждение воздуха. В результате в стратосфере высоких широт (в Арктике и Антарктике) зимой формируется область холода, стратосферный циклонический вихрь с большими горизонтальными градиентами температуры и давления, обусловливающий западные ветры над средними широтами земного шара.

Летом, в условиях полярного дня, в высоких широтах в слое озона происходит поглощение солнечного тепла и прогревание воздуха. В результате повышения температуры в стратосфере высоких широт формируется область тепла и стратосферный антициклонический вихрь. Поэтому над средними широтами земного шара выше 20 км летом в стратосфере преобладают восточные ветры.

Мезосфера. Наблюдениями с помощью метеорологических ракет и другими способами установлено, что общее повышение температуры, наблюдающееся в стратосфере, заканчивается на высотах 50—55 км. Выше этого слоя температура вновь понижается и у верхней границы мезосферы (около 80 км) достигает —75°, —90°. Далее вновь происходит повышение температуры с высотой.

Интересно отметить, что характерное для мезосферы понижение температуры с высотой происходит неодинаково на различных широтах и в течение года. В низких широтах падение температуры происходит более медленно, чем в высоких: средний для мезосферы вертикальный градиент температуры равен соответственно 0,23° — 0,31° на 100 м или 2,3°—3,1° на 1 км. Летом он значительно больше, чем зимой. Как показали новейшие исследования в высоких широтах, температура на верхней границе мезосферы летом на несколько десятков градусов ниже, чем зимой. В верхней мезосфере на высоте около 80 км в слое мезопаузы понижение температуры с высотой прекращается и начинается ее повышение. Здесь под инверсионным слоем в сумерки или перед восходом солнца при ясной погоде наблюдаются блестящие тонкие облака, освещенные солнцем, находящимся за горизонтом. На темном фоне неба они светятся серебристо-синим светом. Поэтому эти облака названы серебристыми.

Природа серебристых облаков еще недостаточно изучена. Долгое время полагали, что они состоят из вулканической пыли. Однако отсутствие оптических явлений, свойственных настоящим вулканическим облакам, привело к отказу от этой гипотезы. Затем было высказано предположение, что серебристые облака состоят из космической пыли. В последние годы предложена гипотеза, согласно которой эти облака состоят из ледяных кристаллов, подобно обычным перистым облакам. Уровень расположения серебристых облаков определяется задерживающим слоем в связи с инверсией температуры при переходе из мезосферы в термосферу на высоте около 80 км. Так как в подынверсионном слое температура достигает —80° и ниже, то здесь создаются наиболее благоприятные условия для конденсации водяного пара, который попадает сюда из стратосферы в результате вертикального движения или путем турбулентной диффузии. Серебристые облака обычно наблюдаются в летний период, иногда в очень большом количестве и в течение нескольких месяцев.

Наблюдениями за серебристыми облаками установлено, что летом на их уровне ветры обладают большой изменчивостью. Скорости ветра колеблются в больших пределах: от 50—100 до нескольких сотен километров в час.

Температура на высотах. Наглядное представление о характере распределения температуры с высотой, между поверхностью земли и высотами 90—100 км, зимой и летом в северном полушарии дает рисунок 5. Поверхности, разделяющие сферы, здесь изображены жирными штриховыми линиями. В самом низу хорошо выделяется тропосфера с характерным понижением температуры с высотой. Выше тропопаузы, в стратосфере, наоборот, температура с высотой в общем повышается и на высотах 50—55 км достигает + 10°, —10°. Обратим внимание на важную деталь. Зимой в стратосфере высоких широт температура выше тропопаузы понижается от —60 до —75° и лишь выше 30 км вновь возрастает до —15°. Летом, начиная от тропопаузы, температура с высотой повышается и на 50 км достигает + 10°. Выше стратопаузы вновь начинается понижение температуры с высотой, и на уровне 80 км она не превышает —70°, —90°.

Из рисунка 5 следует, что в слое 10—40 км температура воздуха зимой и летом в высоких широтах резко различна. Зимой, в условиях полярной ночи, температура здесь достигает —60°, —75°, а летом минимум —45° находится вблизи тропопаузы. Выше тропопаузы температура возрастает и на высотах 30—35 км составляет лишь —30°, —20°, что вызвано прогреванием воздуха в слое озона в условиях полярного дня. Из рисунка следует также, что даже в одном сезоне и на одном и том же уровне температура неодинакова. Разность их между различными широтами превышает 20—30°. При этом неоднородность особенно значительна в слое низких температур (18—30 км) и в слое максимальных температур (50—60 км) в стратосфере, а также в слое низких температур в верхней мезосфере (75—85 км).

Средние величины температуры, приведенные на рисунке 5, получены по данным наблюдений в северном полушарий, однако, судя по имеющимся сведениям, они могут быть отнесены и к южному полушарию. Некоторые различия имеются главным образом в высоких широтах. Над Антарктидой зимой температура воздуха в тропосфере и нижней стратосфере заметно ниже, чем над Центральной Арктикой.

Ветры на высотах. Сезонным распределением температуры обусловлена довольно сложная система воздушных течений в стратосфере и мезосфере.

На рисунке 6 представлен вертикальный разрез поля ветра в атмосфере между поверхностью земли и высотой 90 км зимой и летом над северным полушарием. Изолиниями изображены средние скорости преобладающего ветра (в м/сек). Из рисунка следует, что режим ветра зимой и летом в стратосфере резко различен. Зимой как в тропосфере, так и в стратосфере преобладают западные ветры с максимальными скоростями, равными около

100 м/сек на высоте 60—65 км. Летом западные ветры преобладают лишь до высот 18—20 км. Выше они становятся восточными, с максимальными скоростями до 70 м/сек на высоте 55—60 км.

Летом выше мезосферы ветры становятся западными, а зимой — восточными.

Термосфера. Выше мезосферы расположена термосфера, для которой характерно повышение температуры с высотой. По полученным данным, преимущественно с помощью ракет, установлено, что в термосфере уже на уровне 150 км температура воздуха достигает 220—240°, а на уровне 200 км более 500°. Выше температура продолжает повышаться и на уровне 500—600 км превышает 1500°. На основе данных, полученных при запусках искусственных спутников Земли, найдено, что в верхней термосфере температура достигает около 2000° и в течение суток значительно колеблется. Возникает вопрос, чем объяснить такую высокую температуру в высоких слоях атмосферы. Напомним, что температура газа — это мера средней скорости движения молекул. В нижней, наиболее плотной части атмосферы молекулы газов, составляющих воздух, при движении часто сталкиваются между собой и мгновенно передают друг другу кинетическую энергию. Поэтому кинетическая энергия в плотной среде в среднем одна и та же. В высоких слоях, где плотность воздуха очень мала, столкновения между молекулами, находящимися на больших расстояниях, происходят реже. При поглощении энергии скорость молекул в промежутке между столкновениями сильно изменяется; к тому же молекулы более легких газов движутся с большей скоростью, чем молекулы тяжелых газов. Вследствие этого температура газов может быть различной.

В разреженных газах сравнительно немного молекул весьма малых размеров (легких газов). Если они движутся с большими скоростями, то и температура в данном объеме воздуха будет велика. В термосфере в каждом кубическом сантиметре воздуха содержатся десятки и сотни тысяч молекул различных газов, в то время как у поверхности земли их около сотни миллионов миллиардов. Поэтому чрезмерно высокие значения температуры в высоких слоях атмосферы, показывая скорость перемещения молекул в этой весьма неплотной среде, не могут вызвать даже небольшого нагревания находящегося здесь тела. Подобно тому, как человек не чувствует высокой температуры при ослепительном освещении электрических ламп, хотя нити накала в разреженной среде мгновенно раскаляются до нескольких тысяч градусов.

В нижней термосфере и мезосфере сгорает, не долетая до поверхности земли, основная часть метеорных потоков.

Имеющиеся сведения о слоях атмосферы выше 60—80 км еще недостаточны для окончательных выводов о строении, режиме и процессах, развивающихся в них. Однако известно, что в верхней мезосфере и нижней термосфере режим температуры создается в результате превращения молекулярного кислорода (О₂) в атомарный (О), которое происходит под действием ультрафиолетовой солнечной радиации. В термосфере на режим температуры большое влияние оказывает корпускулярная, рентгеновская и. ультрафиолетовая радиация Солнца. Здесь даже в течение суток происходят резкие изменения температуры и ветра.

Ионизация атмосферы. Наиболее интересной особенностью атмосферы выше 60—80 км является ее ионизация, т. е. процесс образования огромного количества электрически заряженных частиц — ионов. Так как ионизация газов является характерной для нижней термосферы, то ее называют также и ионосферой.

Газы в ионосфере находятся большей частью в атомарном состоянии. Под действием ультрафиолетового и корпускулярного излучений Солнца, обладающих большой энергией, происходит процесс отщепления электронов от нейтральных атомов и молекул воздуха. Такие атомы и молекулы, потерявшие один или несколько электронов, становятся положительно заряженными, а свободный электрон может присоединиться снова к нейтральному атому или молекуле и наделить их своим отрицательным зарядом. Такие положительно и отрицательно заряженные атомы и молекулы называются ионами, а газы — ионизированными, т. е. получившими электрический заряд. При большей концентрации ионов газы становятся электропроводными.

Процесс ионизации наиболее интенсивно происходит в мощных слоях, ограниченных высотами 60—80 и 220—400 км. В этих слоях существуют оптимальные условия для ионизации. Здесь плотность воздуха заметно больше, чем в верхней атмосфере, а поступление ультрафиолетовой и корпускулярной радиации Солнца достаточно для процесса ионизации.

Открытие ионосферы является одним из важных и блестящих достижений науки. Ведь отличительной особенностью ионосферы является ее влияние на распространение радиоволн. В ионизированных слоях радиоволны отражаются, и поэтому становится возможной дальняя радиосвязь. Заряженные атомы-ионы отражают короткие радиоволны, и они вновь возвращаются на земную поверхность, но уже в значительном отдалении от места радиопередачи. Очевидно, этот путь короткие радиоволны совершают несколько раз, и таким образом обеспечивается дальняя радиосвязь. Если бы не ионосфера, то для передач сигналов радиостанций на большие расстояния было бы необходимо строить дорогостоящие радиорелейные линии.

Однако известно, что иногда радиосвязь на коротких волнах нарушается. Это происходит в результате хромосферных вспышек на Солнце, благодаря которым резко усиливается ультрафиолетовое излучение Солнца, приводящее к сильным возмущениям ионосферы и магнитного поля Земли — магнитным бурям. При магнитных бурях нарушается радиосвязь, так как движение заряженных частиц зависит от магнитного поля. Во время магнитных бурь ионосфера хуже отражает радиоволны или пропускает их в космос. Главным образом с изменением солнечной активности, сопровождающейся усилением ультрафиолетового излучения, увеличивается электронная плотность ионосферы и поглощение радиоволн в дневные часы, приводящее к нарушению работы радиосвязи на коротких волнах.

Согласно новым исследованиям в мощном ионизированном слое имеются зоны, где концентрация свободных электронов достигает несколько большей концентрации, чем в соседних слоях. Известны четыре такие зоны, которые располагаются на высотах около 60—80, 100—120, 180—200 и 300—400 км и обозначаются буквами D, E, F₁ и F₂. При усиливающемся излучении Солнца заряженные частицы (корпускулы) под влиянием магнитного поля Земли отклоняются в сторону высоких широт. Войдя в атмосферу, корпускулы усиливают ионизацию газов настолько, что начинается их свечение. Так возникают полярные сияния — в виде красивых многокрасочных дуг, загорающихся в ночном небе преимущественно в высоких широтах Земли. Полярные сияния сопровождаются сильными магнитными бурями. В таких случаях полярные сияния становятся видимыми в средних широтах, а в редких случаях даже в тропической зоне. Так, например, интенсивное сияние, наблюдавшееся 21 — 22 января 1957 г., было видно почти во всех южных районах нашей страны.

С помощью фотографирования полярных сияний из двух пунктов, находящихся на расстоянии нескольких десятков километров, с большой точностью определяется высота сияния. Обычно полярные сияния располагаются на высоте около 100 км, нередко они обнаруживаются на высоте нескольких сотен километров, а иногда на уровне около 1000 км. Хотя природа полярных сияний выяснена, однако остается еще много нерешенных вопросов, связанных с этим явлением. До сих пор неизвестны причины многообразия форм полярных сияний.

По данным третьего советского спутника, между высотами 200 и 1000 км днем преобладают положительные ионы расщепленного молекулярного кислорода, т. е. атомарного кислорода (О). Советские ученые исследуют ионосферу с помощью искусственных спутников серии «Космос». Американские ученые изучают ионосферу также с помощью спутников.

Поверхность, разделяющая термосферу от экзосферы, испытывает колебания в зависимости от изменения солнечной активности и других факторов. По вертикали эти колебания достигают 100—200 км и более.

Экзосфера (сфера рассеяния) — самая верхняя часть атмосферы, расположена выше 800 км. Она мало изучена. По данным наблюдений и теоретических расчетов температура в экзосфере с высотой возрастает предположительно до 2000°. В отличие от нижней ионосферы, в экзосфере газы настолько разрежены, что частицы их, двигаясь с огромными скоростями, почти не встречаются друг с другом.

Еще сравнительно недавно предполагали, что условная граница атмосферы находится на высоте около 1000 км. Однако на основе торможения искусственных спутников Земли установлено, что на высотах 700—800 км в 1 см³ содержится до 160 тыс. положительных ионов атомного кислорода и азота. Это дает основание предполагать, что заряженные слои атмосферы простираются в космос на значительно большее расстояние.

При высоких температурах на условной границе атмосферы скорости частиц газов достигают приблизительно 12 км/сек. При данных скоростях газы постепенно уходят из области действия земного притяжения в межпланетное пространство. Это происходит в течение длительного времени. Например, частицы водорода и гелия удаляются в межпланетное пространство в течение нескольких лет.

В исследовании высоких слоев атмосферы богатые данные получены как со спутников серии «Космос» и «Электрон», так и геофизических ракет и космических станций «Марс-1», «Луна-4» и др. Ценными оказались и непосредственные наблюдения космонавтов. Так, по фотографиям, сделанным в космосе В. Николаевой-Терешковой, было установлено, что на высоте 19 км от Земли существует пылевой слой. Это подтвердилось и данными, полученными экипажем космического корабля «Восход». По-видимому, существует тесная связь между пылевым слоем и так называемыми перламутровыми облаками, иногда наблюдаемыми на высотах около 20—30 км.

Из атмосферы в космическое пространство. Прежние предположения, что за пределами атмосферы Земли, в межпланетном

пространстве, газы очень разрежены и концентрация частиц не превышает нескольких единиц в 1 см³, не оправдались. Исследования показали, что околоземное пространство заполнено заряженными частицами. На этой основе была выдвинута гипотеза о существовании зон вокруг Земли с заметно повышенным содержанием заряженных частиц, т. е. поясов радиации — внутреннего и внешнего. Новые данные помогли внести уточнения. Оказалось, что между внутренним и внешним поясами радиации также имеются заряженные частицы. Число их меняется в зависимости от геомагнитной и солнечной активности. Таким образом, по новому предположению вместо поясов радиации существуют зоны радиации без четко выраженных границ. Границы радиационных зон изменяются в зависимости от солнечной активности. При ее усилении, т. е. когда на Солнце появляются пятна и струи газа, выбрасывающиеся на сотни тысяч километров, возрастает поток космических частиц, которые и питают радиационные зоны Земли.

Радиационные зоны опасны для людей, совершающих полеты на космических кораблях. Поэтому перед полетом в космос определяется состояние и положение радиационных зон, а орбита космического корабля выбирается с таким расчетом, чтобы она проходила вне областей повышенной радиации. Однако высокие слои атмосферы, как и близкое к Земле космическое пространство, еще мало исследованы.

В исследовании высоких слоев атмосферы и околоземного пространства используются богатые данные, получаемые со спутников серии «Космос» и космических станций.

Высокие слои атмосферы менее всего изучены. Однако современные методы ее исследования позволяют надеяться, что в ближайшие годы человек будет знать многие детали строения атмосферы, на дне которой он живет.

В заключение приведем схематический вертикальный разрез атмосферы (рис. 7). Здесь по вертикали отложены высоты в километрах и давление воздуха в миллиметрах, а по горизонтали — температура. Сплошной кривой изображено изменение температуры воздуха с высотой. На соответствующих высотах отмечены и главнейшие явления, наблюдающиеся в атмосфере, а также максимальные высоты, достигнутые радиозондами и другими средствами зондирования атмосферы.

—Источник—

Погосян, Х.П. Атмосфера Земли/ Х.П. Погосян [и д.р.]. – М.: Просвещение, 1970.- 318 с.

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

Post Views: 2 381

Состав атмосферы Земли по порядку

Важнейшее знание о нашей планете — состав атмосферы Земли, так как от него зависит существование жизни, комфорт и безопасность всех организмов. Показатели газов в смеси являются определяющими для изучения проблемных участков или экологически благоприятных зон.

Общие сведения

Под термином «атмосфера» понимают газовый слой, который окутывает нашу планету и многие другие небесные тела во Вселенной. Он образует оболочку, которая возвышается над Землей на несколько сотен километров. В составе присутствуют разнообразные газы, основным из которых является кислород.

Атмосфера характеризуется:

Неоднородностью с физической точки зрения.
Повышенной динамичностью.
Зависимостью от биологических факторов (высокая уязвимость в случае неблагоприятных явлений).

Основное влияние оказывают на состав и процессы его изменяющие, живые существа (включая, микроорганизмы). Эти процессы продолжаются с момента возникновения атмосферы – несколько миллиардов лет. Защитная оболочка планеты соприкасается с такими образованиями, как литосфера и гидросфера, верхние же границы определить с высокой точность сложно, ученые могут назвать только примерные значения. Атмосфера переходит в межпланетное пространство в экзосфере – на высоте
500-1000 км от поверхности нашей планеты, некоторые источники называют цифру в 3000 км.

Значение атмосферы для жизни на земле велико, так как она предохраняет планету от столкновения с космическими телами, обеспечивает оптимальные показатели для формирования и развития жизни в различных ее формах.
Состав защитной оболочки:

Азот – 78%.
Кислород – 20,9%.
Смесь газовая – 1,1% (эта часть образована такими веществами, как озон, аргон, неон, гелий, метан, криптон, водород, ксенон, углекислый газ, водяные пары).

Газовая смесь выполняет важную функцию – поглощение излишнего количества солнечной энергии. Состав атмосферы изменяются в зависимости от высоты – на высоте 65 км от поверхности Земли азота в ней будет содержаться
уже 86%, кислорода – всего 19%.

Состав атмосферы

Составные элементы атмосферы

Разнообразный состав атмосферы Земли позволяет ей выполнять различные функции и оберегать жизнь на планете. Основные его элементы:

Углекислый газ (CO₂) – является неотъемлемым компонентом, задействованным в процессе питания растений (фотосинтезе). Выделяется он в атмосферу благодаря дыханию всех живых организмов, гниению и горению органических веществ. Если углекислый газ исчезнет, то вместе с ним перестанут существовать и растения.
Кислород (O₂) – обеспечивает оптимальную среду для жизни всех организмов на планете, обязателен для дыхания. С его исчезновением прекратиться жизнь для 99% организмов на планете.
Озон (O₃) – газ, который выступает естественным поглотителем ультрафиолета, выделяемого солнечным излучением. Его излишки негативно влияют на живые организмы. Газ формирует особый слой в атмосфере —озоновый экран. Под влияние внешних условий и деятельности человека он начинает постепенно разрушаться, поэтому важно проводить мероприятия для восстановления озонового слоя нашей планеты, чтобы сохранить на ней жизнь.

Также в составе атмосферы присутствуют водяные пары – они определяют влажность воздуха. Процентное содержание этого компонента зависит от разных факторов. Влияние оказывают:

Показатели температуры воздуха.
Расположение местности (территория).
Сезонность.

Оказывает влияние на количество водяного пара и температура – если она низкая, то концентрация не превышает 1%, при повышенной – достигает показателей в 3-4%.
Дополнительно в составе земной атмосферы присутствуют твердые и жидкие примеси – сажа, пепел, морская соль, разнообразные микроорганизмы, пыль, капли воды.

Атмосфера: ее слои

Необходимо знать строение атмосферы земли по слоям, чтобы иметь полное представление о том, чем ценна для нас эта газовая оболочка. Они выделяются потому, что состав и плотность газовой смеси на разных высотах неодинаковы. Каждый из слоев отличается по химическому составу и выполняемым функциям. Расположить атмосферные слои земли по порядку следует так:

Тропосфера – располагается ближе остальных к земной поверхности. Высоты этого слоя достигают 16-18 км в тропических зонах и 9 км в среднем над полюсами. В этом слое концентрируется до 90% всего водяного пара. Именно в тропосфере происходит процесс образования облаков. Также здесь наблюдаются движение воздуха, турбулентность и конвекция. Температурные показатели различны и составляют от +45 до -65 градусов — в тропиках и на полюсах, соответственно. С повышением на 100 метров наблюдается понижение температуры на 0,6 градуса. Именно тропосфера по причине скопления водяного пара и воздуха отвечает за циклонические процессы. Соответственно, правильным ответом на вопрос, как называется слой атмосферы земли в котором развиваются циклоны и антициклоны будет название этого атмосферного слоя.

Стратосфера – этот слой располагается на высоте 11-50 км от поверхности планеты. В нижней его зоне температурные показатели стремятся к значениям в -55. В стратосфере имеется зона инверсии – граница между этим слоем и следующим, называемым мезосферой. Температурные показатели достигают значений в +1 градус. Самолеты летают в нижней зоне стратосферы.

Озоновый слой – небольшой по высоте участок на границе между стратосферой и мезосферой, но именно озоновый слой атмосферы предохраняет все живое на земле от действия ультрафиолета. Также он отделяет комфортные и благоприятные условия для существования живых организмов и суровые космические, где невозможно выжить без специальных условий даже бактериям. Образовался он в результате взаимодействия органических компонентов и кислорода, который контактирует с ультрафиолетовым излучением и вступает в фотохимическую реакцию, что позволяет получить газ под названием озон. Так как озон поглощает ультрафиолет, он способствует нагреву атмосферу, поддерживая оптимальные для жизни в ее привычном виде, условия. Соответственно, отвечать на вопрос: слой какого газа защищает землю от космической радиации и чрезмерного солнечного излучения, следует озон.

Рассматривая слои атмосферы по порядку от поверхности земли следует отметить, что следующей идет мезосфера. Она располагается на высоте 50-90 км от поверхности планеты. Температурные показатели – от 0 до -143 градусов (нижняя и верхняя границы). Она защищает Землю от метеоритов, которые сгорают, проходя через
нее – явление свечения воздуха. Давление газов в этой части атмосферы крайне маленькое, что не позволяет изучить мезосферу полностью, так как специальное оборудование, включая спутники или зонды, не могут там работать.

Термосфера – слой атмосферы, который располагается на высоте 100 км над уровнем моря. Это нижняя граница, которая носит название линия Кармана. Ученые условно определили, что здесь начинается космос. Непосредственная толщина термосферы достигает 800 км. Температурные показатели достигают 1800 градусов, но сохранить обшивку космических аппаратов и ракет в целости позволяет незначительная концентрация воздуха. В этом слое земной атмосферы возникает особое
явление — северное сияние – особый вид свечения, который можно наблюдать в некоторых регионах планеты. Появляются они вследствие взаимодействия нескольких факторов — ионизации воздуха и действия на него космического излучения и радиации.

Какой слой атмосферы находится дальше всего от земли – Экзосфера. Здесь находится зона рассеивания воздуха, так как концентрация газов небольшая, в результате чего происходит их постепенный выход за пределы атмосферы. Этот слой располагается на высоте 700 км над поверхностью Земли. Основной элемент, составляющий этого слоя – водород. В атомарном состоянии можно встретить такие вещества, как кислород или азот, которые будут сильно ионизированы солнечным излучением.
Размеры экзосферы Земли достигают 100 тысяч км от планеты.

Состав атмосферы Земли

Интересные сведения и научные факты

Изучая слои атмосферы по порядку от поверхности земли, люди получили много ценной информации, которая помогает в развитии и совершенствовании технологических возможностей. Некоторые факты являются удивительными, но именно их наличие позволило живым организмам успешно развиваться.

Известно, что вес атмосферы составляет более 5 квадриллионов тонн. Слои способны передавать звуки до достижения 100 км от поверхности планеты, выше это свойство исчезает, так как изменяется состав газов.
Атмосферные движения существуют, потому что нагрев Земли различается. Поверхность на полюсах холодная, а ближе к тропикам прогрев увеличивается, на температурные показатели оказывают влияние циклонические вихри, сезоны, время суток. Силу давления атмосферы можно узнать – для этой цели используется барометр. Ученые в результате наблюдений установили, что наличие защитных слоев позволяет не допустить контакта с поверхностью планеты метеоритов общей массой 100 тонн ежедневно.

Интересным фактом является то, что состав воздуха (смесь газов в слоях) оставалась неизменной на протяжении длительного временного промежутка – известно о нескольких сотнях миллионов лет. Значительные изменения происходят в последние столетия – с того момента, как человечество переживает значительный подъем производства.

Давление, оказываемое атмосферой, отражается на самочувствии людей. Нормальными для 90% считаются показатели в 760 мм ртутного столба, такое значение должно возникать при 0 градусов. Нужно учитывать, что это значение справедливо для тех участков земной суши, где уровень моря проходит с ней в одной полосе (без перепадов). Чем больше высота, тем ниже будет давление. Также оно изменяется во время прохождения циклонов, так как изменения происходят не только по вертикали, но и по горизонтали.

Физиологическая зона земной атмосферы составляет 5 км, после прохождения этой отметки у человека начинает проявляться особое состояние — кислородное голодание. При этом процессе у 95% людей наблюдается выраженное снижение работоспособности, также значительно ухудшается самочувствие даже у подготовленного и тренированного человека.

Именно поэтому значение атмосферы для жизни на земле велико – люди и большинство живых организмов не смогут существовать без этой газовой смеси. Благодаря их наличию появилась возможность развития привычной для современного общества жизни на Земле. Необходимо оценивать ущерб, который наносится производственной деятельностью, проводить мероприятия по очистке воздуха, чтобы снизить концентрацию определенных видов газов и привнести те, которых недостаточно для нормального состава. Важно задуматься уже сейчас о дальнейших мерах сохранения и восстановления слоев атмосферы, чтобы сохранить оптимальные условия для будущих поколений.

Атмосфера Земли: состав, климат и погода

Земля — единственная планета в солнечной системе с атмосферой, способной поддерживать жизнь. Газовый покров не только содержит воздух, которым мы дышим, но и защищает нас от вспышек тепла и излучения, исходящего от солнца. Он согревает планету днем и охлаждает ее ночью.

Атмосфера Земли имеет толщину около 300 миль (480 километров), но большая ее часть находится в пределах 10 миль (16 км) от поверхности. Давление воздуха уменьшается с высотой.На уровне моря давление воздуха составляет около 14,7 фунтов на квадратный дюйм (1 килограмм на квадратный сантиметр). На расстоянии 10 000 футов (3 км) давление воздуха составляет 10 фунтов на квадратный дюйм (0,7 кг на квадратный см). Там также меньше кислорода, чтобы дышать.

Похожие: Насколько велика Земля?

Состав воздуха

Согласно НАСА, газы в атмосфере Земли включают:

Азот — 78 процентов
Кислород — 21 процент
Аргон — 0.93 процента
Двуокись углерода — 0,04 процента
Следовые количества неона, гелия, метана, криптона и водорода, а также водяного пара

Слои атмосферы

Атмосфера Земли делится на пять основных слоев: экзосфера, термосфера , мезосфера, стратосфера и тропосфера. Атмосфера истощается в каждом более высоком слое, пока газы не рассеются в космосе. Между атмосферой и космосом нет четкой границы, но воображаемая линия в 62 милях (100 километрах) от поверхности, называемая линией Кармана, обычно является тем местом, где ученые говорят, что атмосфера встречается с космосом.

Тропосфера — это слой, ближайший к поверхности Земли. Его толщина составляет от 4 до 12 миль (7–20 км) и содержит половину атмосферы Земли. Воздух теплее у земли и становится выше. Почти весь водяной пар и пыль в атмосфере находятся в этом слое, и именно поэтому здесь находятся облака.

Стратосфера является вторым слоем. Он начинается над тропосферой и заканчивается примерно на 31 миле (50 км) над землей. Здесь много озона, он нагревает атмосферу и поглощает вредное излучение солнца.Воздух здесь очень сухой, и здесь он примерно в тысячу раз тоньше, чем на уровне моря. Из-за этого здесь летают реактивные самолеты и метеозонды.

Мезосфера начинается с 31 мили (50 км) и простирается до 53 миль (85 км) в высоту. Вершина мезосферы, называемая мезопаузой, является самой холодной частью земной атмосферы, температура в среднем составляет около минус 130 градусов по Фаренгейту (минус 90 градусов по Цельсию). Этот слой трудно изучать. Джеты и воздушные шары не поднимаются достаточно высоко, а спутники и космические шаттлы вращаются слишком высоко.Ученые знают, что метеоры сгорают в этом слое.

Термосфера простирается от 56 миль (90 км) до 310–620 миль (от 500 до 1000 км). На этой высоте температура может достигать 2700 градусов по Фаренгейту (1500 градусов по Цельсию). Термосфера считается частью атмосферы Земли, но плотность воздуха настолько низка, что большая часть этого слоя — это то, что обычно считается космическим пространством. Фактически, именно здесь летали космические челноки и где Международная космическая станция вращается вокруг Земли.Это также слой, где встречаются полярные сияния. Заряженные частицы из космоса сталкиваются с атомами и молекулами в термосфере, возбуждая их в более высокие энергетические состояния. Атомы испускают эту избыточную энергию, испуская фотоны света, которые мы видим как красочные Aurora Borealis и Aurora Australis.

Экзосфера , самый высокий слой, чрезвычайно тонок и там, где атмосфера сливается с космосом. Он состоит из очень широко рассеянных частиц водорода и гелия.

Климат и погода

Земля способна поддерживать широкий спектр живых существ благодаря разнообразному региональному климату, который варьируется от экстремального холода на полюсах до тропической жары на экваторе. Региональный климат часто описывается как средняя погода в месте более 30 лет. Климат региона часто описывается, например, как солнечный, ветреный, сухой или влажный. Они также могут описывать погоду в определенном месте, но, хотя погода может измениться всего за несколько часов, климат меняется в течение более длительного промежутка времени.

Глобальный климат Земли — это средний региональный климат. Глобальный климат остывал и нагревался на протяжении всей истории. Сегодня мы наблюдаем необычайно быстрое потепление. Научный консенсус заключается в том, что парниковые газы, количество которых увеличивается в результате деятельности человека, задерживают тепло в атмосфере.

Земля, Венера и Марс

Чтобы лучше понять формирование и состав Земли, ученые иногда сравнивают нашу планету с Венерой и Марсом. Все эти три планеты имеют каменистую природу и являются частью внутренней солнечной системы, что означает, что они находятся между Солнцем и поясом астероидов.

Венера почти полностью содержит атмосферу углекислого газа со следами азота и серной кислоты. У планеты, однако, также есть убегающий парниковый эффект на ее поверхности. Космические корабли должны быть сильно усилены, чтобы выдержать сокрушительное давление (в 90 раз тяжелее, чем у Земли), а также температуры, подобные печи (872 по Фаренгейту или 467 по Цельсию), найденные на его поверхности. Облака также настолько толстые, что поверхность невидима в видимом свете. Поскольку не так много солнца достигает поверхности, это означает, что на Венере нет значительных сезонных изменений температуры.

Марс также имеет в основном атмосферу углекислого газа со следами азота, аргона, кислорода, окиси углерода и некоторых других газов. На этой планете атмосфера примерно в 100 раз тоньше, чем на Земле — ситуация, совершенно отличная от древнего прошлого, когда геологические данные показывают, что вода текла по поверхности более 4,5 миллиардов лет назад. Ученые предполагают, что марсианская атмосфера со временем истончилась, либо потому, что Солнце сняло более легкие молекулы в атмосфере, либо потому, что огромное воздействие астероида или кометы катастрофически разрушило атмосферу.Марс испытывает перепады температуры под влиянием того, как много солнечного света достигает поверхности, что также влияет на его полярные ледяные шапки (еще одно большое влияние на атмосферу).

Ученые регулярно сравнивают небольшие скалистые экзопланеты с Землей, Венерой и Марсом, чтобы лучше понять их обитаемость. Обычно принимаемое определение «обитаемости» состоит в том, что планета находится достаточно близко к звезде, чтобы на ее поверхности существовала жидкая вода. Слишком далеко, и вода становится ледяной; слишком близко, и вода испаряется.Однако обитаемость зависит не только от расстояния звезда-планета, но и от атмосферы планеты, изменчивости звезды и других факторов.

Дополнительное сообщение Элизабет Хауэлл, участник Space.com.

Какая температура на Земле?

Земля — единственная известная нам планета, которая может поддерживать жизнь. Планета не слишком близко или слишком далеко от солнца. Он находится в «зоне Златовласки», которая как раз правильная — не слишком горячая, не слишком холодная.

Расстояние от Земли до Солнца является одним из наиболее важных факторов, обеспечивающих пригодность Земли. Например, следующая ближайшая к Солнцу планета Венера — самая горячая планета в Солнечной системе. Температура там достигает более 750 градусов по Фаренгейту (400 градусов по Цельсию), в то время как средняя температура на Марсе составляет минус 80 градусов по Фаренгейту (минус 60 градусов по Цельсию).

Атмосфера Земли также играет жизненно важную роль в регулировании температуры, предоставляя защитную оболочку из газов, которая не только защищает нас от чрезмерного тепла и вредного излучения солнца, но также улавливает тепло, поднимающееся из недр Земли, сохраняя наше тепло.

Открыта для интерпретации

Абсолютные оценки глобальной средней температуры трудно составить. Глобальные данные о температуре поступают с тысяч станций наблюдения по всему миру, но в некоторых регионах, таких как пустыни и вершины гор, станции встречаются редко.Также разные группы, анализируя одни и те же данные, используют разные методы для расчета среднего глобального значения. Эти различия в методологии иногда дают немного разные результаты.

Данные со станций наблюдения сравниваются с историческими данными за длительный период (и разные группы используют разные промежутки времени). Различия температур, называемые аномалиями, нанесены на сетку. Некоторые сетки могут быть пустыми, потому что не было записано никаких наблюдений. Пробелы в данных по-разному обрабатываются разными группами.

Например, Институт космических исследований имени Годдарда (GISS) НАСА предполагает, что температурные аномалии примерно одинаковы на расстоянии до 1200 километров от станции. Таким образом, они могут оценивать температуры, используя меньшее количество станций, особенно в полярных регионах. Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA), с другой стороны, заполняет меньшее количество пробелов и дает более консервативную оценку.

NOAA отслеживает аномалии относительно температур между 1901 и 2000 годами.Согласно данным NOAA, аномалии, рассчитанные на 2017 год, были на 1,5 градуса по Фаренгейту (0,83 C) выше, чем средние температуры за все годы в 20-м веке.

GISS измеряет изменение глобальных температур поверхности относительно средних температур с 1951 по 1980 год. Данные GISS показывают, что глобальные средние температуры в 2017 году выросли на 1,62 градуса по Фаренгейту (0,9 градуса по Цельсию) выше среднего значения 1951-1980 годов. По данным GISS, глобальная средняя температура приземного воздуха за этот период была оценена в 57 F (14 C).В результате средняя температура поверхности планеты в 2017 году составит 58,62 F (14,9 C).

Экстремальные температуры

По данным Всемирной Метеорологической Организации, самым холодным местом на Земле является станция Восток в Антарктике, где она достигла минус 128,6 F (минус 89,2 C) 21 июля 1983 года. Самым холодным населенным местом является Оймякон, Россия, небольшая деревня в Сибири, где она опускается в среднем до минус 49 F (минус 45 C) и однажды достигла минимума минус 96,16 F (минус 71 C).

Вопрос о том, какое место считается самым жарким местом на Земле, вызывает некоторые споры.El Azizia, Ливия, удерживала верхнюю горячую точку 90 лет. Температура предположительно поднялась до 136,4 F (58 C) 13 сентября 1922 года. Но Всемирная Метеорологическая Организация лишила город к юго-западу от Триполи этого различия в 2012 году. Комитет экспертов по климату из девяти стран пришел к выводу, что температура была задокументирована в ошибка неопытного наблюдателя.

Таким образом, «новым» самым горячим местом на Земле является Гренландское ранчо (Ручей Фернас) в Долине Смерти, Калифорния, где оно достигло 134 F (56.7 в) 10 июля 1913 г. Но даже это различие зависит от того, что измеряется. Рекорд Долины Смерти для самой высокой температуры воздуха . Более высокая температура поверхности на поверхности , равная 159,3 F (70,7 C), была зарегистрирована спутником Landsat в 2004 и 2005 годах в пустыне Лут в Иране.

Самые высокие и самые низкие температуры по континентам

Континент	Температура	Дата	Расположение
Северная Америка	Высокая: 134 F (56.7 C)	10 июля 1913 г.	Печное ранчо, Долина Смерти, Калифорния
Низкое: -81,4 F (-63 C)	3 февраля 1947 г.	Snag, территория Юкон, Канада
Южная Америка	Высокая: 120 F (48,9 C)	11 декабря 1905 года	Ривадавия, Аргентина
Низкий: -27 F (-32.8 C)	1 июня 1907 г.	Сармьенто, Аргентина
Европа	Высокая: 118,4 F (48 C)	10 июля 1977 г.	Афины и Elefsina, Греция
Низкий: -72,6 F (-58,1 C)	31 декабря 1978 года	Усть-Щугор, Россия
Азия	Высокий : 1292 F (54 C)	21 июня 1942 г.	Тират-Зеви, Израиль
Низкий: -90 F (-67,8 C)	1) 5 февраля 1892 г. 2) 6 февраля 1933 г.	1) Верхоянск, Россия 2) Оймякон, Россия
Африка	Высокая: 131 F (55 C)	7 июля 1931 г.	Кебили, Тунис
Низкий: -11 F (-23.9 C)	11 февраля 1935 г.	Ифран, Марокко
Австралия	Высокая: 123 F (50,7 C)	2 января 1960 г.	Oodnadatta, Южная Австралия
Низкая: -9,4 F (-23 C)	21 июля 1983 г. Высокая: 67.6 F (19,8 C)	30 января 1982 г.	Исследовательская станция Signy, Антарктида
Низкая: -129 F (-89,2 C)	21 июля 1983 г.	Станция Восток, Антарктида

Источник: Всемирная Метеорологическая Организация

Рост температуры, повышение уровня моря

Существует значительная неопределенность в отношении того, насколько теплой будет Земля в ближайшие десятилетия, поскольку изменение климата является сложным.Это зависит от множества факторов, в том числе от того, насколько быстро лед тает в Арктике и Антарктике, как океан будет реагировать на повышение температуры и как атмосфера будет изменять направление ветра. Даже небольшие изменения в солнечной активности влияют на температуру Земли, но изменение климата, безусловно, является более насущной проблемой.

Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) сообщает, что средняя температура поверхности Земли выросла на 1,71 градуса по Фаренгейту (0,95 градуса по Цельсию) в период с 1880 по 2016 год, и в последние годы эти изменения ускоряются.В 2017 году 159 стран ратифицировали Парижское соглашение, чтобы попытаться остановить потепление на 2,7 градуса по Фаренгейту (1,5 градуса по Цельсию) выше средней температуры Земли до индустриальной эпохи. Принимая во внимание зависимость промышленности и транспорта от ископаемого топлива, многие исследования говорят о том, что будет трудно соблюсти соглашение.

Например, исследование, проведенное в 2017 году в журнале Geophysical Research Letters, предполагает, что климат Земли будет на 1,5 градуса выше уже в 2026 году. Это произойдет, если Межпечоденное тихоокеанское колебание (IPO) вернется к теплому периоду, а не к текущему. классный период.(IPO меняется аналогично Эль-Ниньо и Ла-Нинья в Тихом океане).

В начале 2018 года Национальные академии США выпустили доклад «Процветание на нашей изменяющейся планете: десятилетняя стратегия наблюдения Земли из космоса». В докладе основное внимание уделялось важности спутниковых наблюдений для получения информации о климате Земли в ближайшие годы. Некоторые из его предложений включают обсерватории, которые могут помочь в прогнозировании качества воздуха и погоды, и другие, которые могут посмотреть на такие показатели, как изменение биоразнообразия, экстремальные погодные условия и способность океана накапливать тепло.[10 разрушенных мифов об изменении климата]

— Дополнительное сообщение Элизабет Хауэлл, участник Space.com

NWS JetStream — Слои атмосферы

Оболочка газа вокруг Земли меняется с нуля. Пять различных слоев были определены с помощью …

тепловые характеристики (перепады температуры),
химический состав,
движение и

Каждый из слоев ограничен «паузами», в которых происходят наибольшие изменения тепловых характеристик, химического состава, движения и плотности.

Пять основных слоев атмосферы

Exosphere

Это самый внешний слой атмосферы. Он простирается от вершины термосферы до 6 200 миль (10 000 км ) над землей. В этом слое атомы и молекулы уходят в космос, а спутники вращаются вокруг Земли. В нижней части экзосферы находится термопауза, расположенная примерно в 375 милях (600 км) над землей.

Термосфера находится между 53 милями (85 км) и 375 милями (600 км).Этот слой известен как верхняя атмосфера. Будучи чрезвычайно тонкими, газы термосферы становятся все более плотными, когда человек спускается к Земле.

Как таковое, поступающее от солнца ультрафиолетовое и рентгеновское излучение высокой энергии начинает поглощаться молекулами в этом слое и вызывает значительное повышение температуры.

Из-за этого поглощения температура увеличивается с высотой. Начиная с -184 ° F (-120 ° C ) в нижней части этого слоя, температура может достигать 3600 ° F (2000 ° C) вблизи верхней части.

Однако, несмотря на высокую температуру, этот слой атмосферы все равно будет ощущаться очень холодным для нашей кожи из-за очень тонкой атмосферы. Высокая температура указывает на количество энергии, поглощенной молекулами, но с таким небольшим количеством в этом слое, общее количество молекул недостаточно, чтобы нагреть нашу кожу.

Отнеси его на МАКС! Ионосфера

Мезосфера

Этот слой простирается от примерно 31 мили (50 км) над поверхностью Земли до 53 миль (85 км).Газы, в том числе молекулы кислорода, продолжают становиться плотнее при спуске. Таким образом, температура повышается при опускании, поднимаясь примерно до 5 ° F (-15 ° C) вблизи дна этого слоя.

Газы в мезосфере теперь достаточно густые, чтобы замедлить метеоры, летящие в атмосферу, где они сгорают, оставляя огненные следы в ночном небе. Как стратосфера (следующий слой вниз), так и мезосфера считаются средней атмосферой. Граница перехода, которая отделяет мезосферу от стратосферы, называется стратопаузой.

Стратосфера

Стратосфера простирается примерно на 31 милю (50 км) вниз на расстояние от 4 до 12 миль (от 6 до 20 км) над поверхностью Земли. Этот слой содержит 19 процентов газов атмосферы, но очень мало водяного пара.

В этой области температура увеличивается с высотой. Тепло вырабатывается в процессе образования озона, и это тепло отвечает за повышение температуры от средней -60 ° F (-51 ° C) в тропопаузе до максимальной температуры около 5 ° F (-15 ° C) в вершина стратосферы.

Это повышение температуры с высотой означает, что теплый воздух расположен над более холодным воздухом. Это предотвращает «конвекцию», так как нет вертикального движения газов вверх. Таким образом, расположение дна этого слоя хорошо видно по «наковальне» вершин кучево-дождевых облаков.

Тропосфера

Известный как нижняя атмосфера, почти вся погода происходит в этом регионе. Тропосфера начинается у поверхности Земли и простирается от 4 до 12 миль (от 6 до 20 км) в высоту.

Высота тропосферы варьируется от экватора до полюсов. На экваторе он имеет высоту около 11–12 миль (18–20 км), при 50 ° N и 50 ° S , 5½ миль, а на полюсах — чуть менее четырех миль.

Когда плотность газов в этом слое уменьшается с высотой, воздух становится тоньше. Поэтому температура в тропосфере также уменьшается с ростом высоты в ответ. Когда человек поднимается выше, температура падает в среднем от 62 ° F (17 ° C) до -60 ° F (-51 ° C) в тропопаузе.

Профиль средней температуры для нижних слоев атмосферы ,

атмосфер | Национальное географическое общество

Мы живем на дне невидимого океана, называемого атмосферой, слоем газов, окружающих нашу планету. Азот и кислород составляют 99 процентов газов в сухом воздухе, причем аргон, диоксид углерода, гелий, неон и другие газы составляют мельчайшие порции. Водяной пар и пыль также являются частью атмосферы Земли. У других планет и лун очень разные атмосферы, а у некоторых вообще нет атмосфер.

Атмосфера настолько распространена, что мы едва замечаем ее, но ее вес равен слою воды глубиной более 10 метров (34 фута), покрывающей всю планету.Нижние 30 километров (19 миль) атмосферы содержат около 98 процентов ее массы. Атмосфера — воздух — намного тоньше на больших высотах. В космосе нет атмосферы.

Ученые говорят, что многие из газов в нашей атмосфере были выброшены в воздух ранними вулканами. В то время было бы мало или совсем не было свободного кислорода вокруг Земли. Свободный кислород состоит из молекул кислорода, не связанных с другим элементом, таким как углерод (для образования диоксида углерода) или водород (для образования воды).

Свободный кислород мог быть добавлен в атмосферу примитивными организмами, возможно, бактериями, во время фотосинтеза. Фотосинтез — это процесс, используемый растением или другим автотрофом для производства пищи и кислорода из углекислого газа и воды. Позже, более сложные формы жизни растений добавили больше кислорода в атмосферу. Кислород в сегодняшней атмосфере, вероятно, накапливал миллионы лет.

Атмосфера действует как гигантский фильтр, предохраняющий от ультрафиолетового излучения и пропускающий солнечные лучи.Ультрафиолетовое излучение вредно для живых существ и вызывает солнечные ожоги. Солнечное тепло, с другой стороны, необходимо для всей жизни на Земле.

Атмосфера Земли имеет слоистую структуру. С земли к небу слоями являются тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера. Другой слой, называемый ионосферой, простирается от мезосферы до экзосферы. За пределами экзосферы находится космос. Границы между слоями атмосферы четко не определены и меняются в зависимости от широты и времени года.

Тропосфера

Тропосфера — это самый нижний слой атмосферы. В среднем тропосфера простирается от земли до высоты около 10 километров (6 миль), от около 6 километров (4 мили) на полюсах до более 16 километров (10 миль) на экваторе. Вершина тропосферы выше летом, чем зимой.

Почти вся погода развивается в тропосфере, потому что она содержит почти весь водяной пар атмосферы. В тропосфере образуются облака, от низменного тумана до грозовых облаков и высокогорных перистых облаков.Воздушные массы, зоны систем высокого и низкого давления, перемещаются ветрами в тропосфере. Эти погодные системы приводят к ежедневным изменениям погоды, а также к сезонным погодным условиям и климатическим системам, таким как Эль-Ниньо.

Воздух в тропосфере уменьшается с увеличением высоты. На вершине горы Эверест в Непале, например, меньше молекул кислорода, чем на пляже на Гавайях. Вот почему альпинисты часто используют баллоны с кислородом при подъеме на высокие вершины. Тонкий воздух также является причиной того, что вертолетам трудно маневрировать на больших высотах.Фактически, вертолет не мог приземлиться на горе Эверест до 2005 года.

Поскольку воздух в тропосфере истончается, температура снижается. Вот почему горные вершины обычно намного холоднее, чем долины внизу. Ученые считали, что температура продолжает падать, когда высота над тропосферой увеличивается. Но данные, полученные с помощью метеозондов и ракет, показали, что это не так. В нижней стратосфере температура остается практически постоянной. По мере увеличения высоты в стратосфере температура фактически увеличивается.

Солнечное тепло легко проникает в тропосферу. Этот слой также поглощает тепло, которое отражается от земли в процессе, называемом парниковым эффектом. Парниковый эффект необходим для жизни на Земле. Наиболее распространенными парниковыми газами в атмосфере являются углекислый газ, водяной пар и метан.

Быстро движущиеся высокогорные ветры, называемые струйными потоками, вращаются вокруг планеты около верхней границы тропосферы. Реактивные потоки чрезвычайно важны для авиационной отрасли.Самолеты экономят время и деньги, летая струями вместо нижней тропосферы, где воздух толще.

Стратосфера
Тропосфера имеет тенденцию внезапно и резко меняться, но стратосфера спокойна. Стратосфера простирается от тропопаузы, верхней границы тропосферы, до примерно 50 километров (32 мили) над поверхностью Земли.

Сильные горизонтальные ветры дуют в стратосфере, но есть небольшая турбулентность. Это идеально подходит для самолетов, которые могут летать в этой части атмосферы.

Стратосфера очень сухая и облака редки. Те, которые формируют, тонкие и тонкие. Их называют перламутровыми облаками. Иногда их называют перламутровыми облаками, потому что их цвета похожи на те, что находятся внутри раковины моллюска.

Стратосфера имеет решающее значение для жизни на Земле, потому что она содержит небольшое количество озона, формы кислорода, которая предотвращает попадание вредных ультрафиолетовых лучей на Землю. Область в стратосфере, где находится эта тонкая оболочка озона, называется озоновым слоем.Озоновый слой стратосферы неравномерен и тоньше вблизи полюсов. Количество озона в атмосфере Земли неуклонно снижается. Ученые связывают использование химических веществ, таких как хлорфторуглероды (ХФУ), с истощением озонового слоя.

Мезосфера

Мезосфера простирается от стратопаузы (верхней границы стратосферы) до примерно 85 километров (53 мили) над поверхностью Земли. Здесь температура снова начинает падать.

Мезосфера имеет самые низкие температуры в атмосфере, опускаясь до -120 градусов по Цельсию (-184 градусов по Фаренгейту, или 153 Кельвинов).Мезосфера также имеет самые высокие облака атмосферы. В ясную погоду иногда можно увидеть их серебристыми пучками сразу после захода солнца. Их называют серебристыми облаками или светящимися ночью облаками. Мезосфера настолько холодна, что серебристые облака на самом деле представляют собой замороженные водяные пары — ледяные облака.

Падающие звезды — огненное выгорание метеоров, пыли и камней из космоса — видны в мезосфере. Большинство падающих звезд размером с песчинку и сгорают перед входом в стратосферу или тропосферу.Тем не менее, некоторые метеоры размером с гальку или даже валуны. Их внешние слои горят, когда они мчатся через мезосферу, но они достаточно массивны, чтобы провалиться в нижнюю атмосферу и рухнуть на Землю как метеориты.

Мезосфера является наименее понятой частью земной атмосферы. Он слишком высок для работы воздушных или воздушных шаров, но слишком низок для космического корабля. Звучащие ракеты предоставили метеорологам и астрономам только свои важные данные об этой важной части атмосферы.Звучащие ракеты — это беспилотные исследовательские инструменты, которые собирают данные во время суборбитальных полетов.

Возможно, потому что мезосфера так мало понятна, она является домом для двух метеорологических загадок: спрайтов и эльфов. Спрайты представляют собой красноватые вертикальные электрические разряды, которые появляются высоко над грозовыми головами, в верхней стратосфере и мезосфере. Эльфы — это тусклые, галообразные разряды, которые появляются еще выше в мезосфере.

Ионосфера

Ионосфера простирается от верхней половины мезосферы вплоть до экзосферы.Этот атмосферный слой проводит электричество.

Ионосфера названа в честь ионов, созданных энергичными частицами из солнечного света и космоса. Ионы — это атомы, в которых число электронов не равно числу протонов, что дает атому положительный (меньше электронов, чем протоны) или отрицательный (больше электронов, чем протоны) заряд. Ионы создаются как мощные рентгеновские лучи, а ультрафиолетовые лучи сбивают электроны с атомов.

Ионосфера — слой свободных электронов и ионов — отражает радиоволны.Гульельмо Маркони, «отец беспроводной связи», помог доказать это в 1901 году, когда он отправил радиосигнал из Корнуолла, Англия, в Сент-Джонс, Ньюфаундленд, Канада. Эксперимент Маркони показал, что радиосигналы не распространяются по прямой линии, а отражаются от атмосферного слоя — ионосферы.

Ионосфера разбивается на отдельные слои, называемые слоями D, E, F1 и F2. Как и все другие части атмосферы, эти слои меняются в зависимости от сезона и широты. Изменения в ионосфере фактически происходят ежедневно.Слой низкого D, который поглощает высокочастотные радиоволны, и слой E фактически исчезают ночью, что означает, что радиоволны могут проникать выше в ионосферу. Вот почему радиостанции AM могут расширять свой диапазон на сотни километров каждую ночь.

Ионосфера также отражает частицы солнечного ветра, поток высоко заряженных частиц, выбрасываемых солнцем. Эти электрические дисплеи создают полярные сияния (световые дисплеи), называемые северным и южным сиянием.

Термосфера

Термосфера — это самый толстый слой в атмосфере.Здесь находятся только самые легкие газы — в основном кислород, гелий и водород.

Термосфера простирается от мезопаузы (верхней границы мезосферы) до 690 километров (429 миль) над поверхностью Земли. Здесь тонко рассеянные молекулы газа поглощают рентгеновское излучение и ультрафиолетовое излучение. Этот процесс поглощения продвигает молекулы в термосфере к большим скоростям и высоким температурам. Температура в термосфере может повыситься до 1500 градусов по Цельсию (2732 градуса по Фаренгейту или 1773 кельвина).

Хотя температура очень высокая, тепла не так много. Как это возможно? Тепло создается, когда молекулы возбуждаются и передают энергию от одной молекулы к другой. Тепло происходит в области высокого давления (подумайте о кипящей воде в кастрюле). Поскольку в термосфере очень мало давления, происходит незначительный теплообмен.

Космический телескоп Хаббл и Международная космическая станция (МКС) вращаются вокруг Земли в термосфере. Хотя термосфера является вторым по величине слоем земной атмосферы, спутники, которые здесь работают, находятся на «околоземной орбите».

Exosphere

Колеблющаяся область между термосферой и экзосферой называется турбопаузой. Самый низкий уровень экзосферы называется экзобаза. На верхней границе экзосферы ионосфера сливается с межпланетным пространством или пространством между планетами.

Экзосфера расширяется и сжимается при контакте с солнечными бурями. В солнечные бури частицы выбрасываются в космос от взрывных событий на Солнце, таких как солнечные вспышки и выбросы корональной массы (CME).

Солнечные бури могут сжать экзосферу всего на 1000 километров (620 миль) над Землей. Когда солнце спокойное, экзосфера может простираться на 10 000 километров (6 214 миль).

Водород, самый легкий элемент во вселенной, доминирует в тонкой атмосфере экзосферы. Присутствуют только следовые количества гелия, углекислого газа, кислорода и других газов.

Многие метеорологические спутники вращаются вокруг Земли в экзосфере. Нижняя часть экзосферы включает в себя низкую околоземную орбиту, в то время как среднеземная орбита находится выше в атмосфере.

Верхняя граница экзосферы видна на спутниковых снимках Земли. Называется геокороной, это нечеткое голубое освещение, которое окружает Землю.

Внеземные атмосферы

Все планеты в нашей солнечной системе имеют атмосферы. Большинство этих атмосфер радикально отличаются от земных, хотя они содержат много одинаковых элементов.

Солнечная система имеет два основных типа планет: планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс) и газовые гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун).

Атмосфера планет земной группы несколько похожа на земную. Атмосфера Меркурия содержит только тонкую экзосферу, в которой преобладают водород, гелий и кислород. Атмосфера Венеры намного толще, чем у Земли, что мешает четкому обзору планеты. В его атмосфере преобладает углекислый газ, и в нем циркулируют облака серной кислоты. В атмосфере на Марсе также преобладает углекислый газ, хотя, в отличие от Венеры, он довольно тонкий.

Газовые гиганты состоят из газов.Их атмосфера почти полностью состоит из водорода и гелия. Присутствие метана в атмосферах Урана и Нептуна придает планетам их ярко-синий цвет.

В нижних слоях атмосферы Юпитера и Сатурна облака воды, аммиака и сероводорода образуют прозрачные полосы. Быстрые ветры отделяют светлые полосы, называемые зонами, от темных полос, называемых поясами. Другие погодные явления, такие как циклоны и молния, создают узоры в зонах и поясах. Большое Красное Пятно Юпитера — это многовековой циклон, который является крупнейшим штормом в Солнечной системе.

Луны некоторых планет имеют свою собственную атмосферу. Самая большая луна Сатурна, Титан, имеет плотную атмосферу, состоящую в основном из азота и метана. То, как солнечный свет расщепляет метан в ионосфере Титана, помогает придать луне оранжевый цвет.

Большинство небесных тел, включая все астероиды в поясе астероидов и нашу собственную луну, не имеют атмосферы. Отсутствие атмосферы на Луне означает, что она не испытывает погоду. Не имея ветра или воды, чтобы разрушить их, многие кратеры на Луне были там сотни и даже тысячи лет.

То, как устроена атмосфера небесного тела и из чего оно сделано, позволяет астробиологам предположить, какую жизнь может поддерживать планета или луна. Атмосфера, таким образом, является важным маркером в освоении космоса.

Планета или атмосфера Луны должны содержать определенные химические вещества, чтобы поддерживать жизнь, какой мы ее знаем. Эти химические вещества включают водород, кислород, азот и углерод. Хотя Венера, Марс и Титан имеют похожие атмосферные газы, в Солнечной системе нет нигде, кроме Земли, где есть атмосфера, способная поддерживать жизнь.Атмосфера Венеры слишком густая, Марс слишком тонкий, а Титан слишком холодный.

Атмосфера Земли уникальна — Маглипогода

Температура над Землей

АТМОСФЕРА • Большая российская энциклопедия

Строение атмосферы

Состав атмосферы

Эволюция атмосферы

Атмосфера и жизнь

Радиационный, тепловой и водный балансы атмосферы

Движение воздуха

Климат и погода

Оптические, акустические и электрические явления в атмосфере

Влияние человека на атмосферу

Изучение атмосферы

АТМОСФЕРА

Строение атмосферы.

Структура атмосферы

Состав атмосферы

27 интересных фактов об атмосфере Земли

1. Смесь

2. Пять слоев

3. Большая высота, тонкая атмосфера

4. Линия Кармана

5. Тропосфера плотнее

6. Температура Земли растет

7. Озоновый слой

8. Хлор влияет на озон

9. Северное сияние

10. Почему Земля кажется синей?

11. Температура на каждом слое

12. Метеоры сгорают в атмосфере

13. Кислотный дождь

14. Ионосферный слой

15. Магнитосфера Земли — самая сильная

16. Природа экзосферы

17. Инверсионные следы

18. Загрязненный воздух

19. Общее количество воды в атмосфере

20. Энергия, необходимая для испарения воды

21. Пассаты

22. Атмосфера Земли протекает

23. Почему закат выглядит красным?

24. Живые Микробы

25. Тепло от молнии

26. Показатель преломления воздуха

27. Преодоление звукового барьера

Строение атмосферы | big-archive.ru

Состав атмосферы Земли по порядку

Общие сведения

Составные элементы атмосферы

Атмосфера: ее слои

Интересные сведения и научные факты

Атмосфера Земли: состав, климат и погода

Состав воздуха

Слои атмосферы

Климат и погода

Земля, Венера и Марс

Какая температура на Земле?

Открыта для интерпретации

Экстремальные температуры

Самые высокие и самые низкие температуры по континентам

Рост температуры, повышение уровня моря

NWS JetStream — Слои атмосферы

Exosphere

Мезосфера

Стратосфера

Тропосфера

атмосфер | Национальное географическое общество

Добавить комментарий Отменить ответ