Строение атмосферы
Результаты многочисленных подъемов различных приборов на значительные высоты и наблюдения над отдельными явлениями, возникающими высоко в атмосфере, показывают, что плотность воздуха с высотой постепенно убывает. Атмосфера с высотой становится все более и более разреженной и поэтому четко выраженной границы не имеет. Она как бы сходит «нa нет», постепенно переходя в межпланетное пространство.
О наличии воздуха на разных расстояниях от земной поверхности судят по таким явлениям, как, например, возгорание и погасание метеоров, иногда называемых «падающими звездами».
Метеоры—это космические тела с массой от долей грамма до многих килограммов и тонн. Попадая в атмосферу из межпланетного пространства, в результате трения о воздух они загораются, оставляя за собой огненные следы. Измерения показывают, что максимальная высота возгорания метеоров составляет около 200 км. Следовательно, атмосфера на высоте 200 км существует и к тому же обладает еще значительной плотностью.
Но наиболее замечательным явлением природы, по которому судят о высоте простирания земной атмосферы, является полярное сияние. Это явление представляет собой свечение разреженных газов атмосферы в околополярных районах Земли под возбуждающим действием электронного потока, идущего от Солнца.
Обычно полярные сияния бывают на высоте 80—140 кму но отдельные формы (в виде дуг) встречаются на значительно больших высотах, около 1000—1200 км. Следовательно, атмосфера, хотя и очень разреженная, имеется и на этих высоких уровнях. Эта высота (1000—1200 км) до последнего времени принималась в качестве условной границы атмосферы Земли. Теперь же считается, что атмосфера Земли простирается до высоты около 3 тыс. км, где плотность ее равна почти нулю.
По сравнению с размерами Земли ее реальная атмосфера представляет собой сравнительно тонкий слон, а если учесть, что в ее массе сосредоточено в слое 20 км, то она может рассматриваться «как незначительная пленка, составляющая всего 0,0032 доли радиуса Земли.
Что же касается строения атмосферы, то, по современным представленням, она делится на четыре основных слоя, каждый из которых имеет те или иные отличительные особенности.
Первый от земной поверхности слой, толщиной в средне* Ю—12 км., называется тропосферой. В этом относительно тонком слое сосредоточено около 80% всей массы атмосферы. Несмотря на сравнительно малую вертикальную протяженность тропосферы в ней совершаются сложные физические процессы, обусловливающие возникновение всех явлений погодых явлений. Но главной особенностью тропосферы являются постоянные вертикальные и горизонтальные движения воздуха. В тропосфере возникают облака и осадки. Температура воздуха в ней, как правило, понижается в среднем на 5—6° на каждый километр высоты. В пограничном верхнем слое тропосферы, называемом тропопаузой, температура воздуха во все времена года составляет в умеренных широтах примерно —50, -60°.
Второй слой, расположенный над тропосферой, называется стратосферой. Верхняя граница стратосферы находится на высоте около 80 км. В отличие от тропосферы, в стратосфере господствует сравнительное постоянство погоды. Здесь почти не бывает облаков. Лишь изредка на высоте 25—30 км появляются перламутровые, а на высоте 70—80 км—серебристые облака, состоящие из переохлажденных капелек воды или кристалликов льда. Но те и другие имеют малую плотность, осадки из них не выпадают. Ветер здесь хотя и меняется, но не так часто и резко, как это происходит в тропосфере. Вертикальные перемещения воздуха ослаблены.
Температура воздуха с высотой до уровня примерно 40 км остается неизменной (—55, —60°). В средней части стратосферы (на высоте от 40 до 60 км) имеется очень теплая прослойка, в которой температура воздуха повышается примерно до +30, 4-35°. Это объясняется наличием здесь большого количества озона, поглощающего значительную часть солнечной радиации. К верхней границе стратосферы температура вновь понижается до —60, —70°.
Третий слой — ионосфера, или, как ее называют в последнее время, термосфера — самый мощный слой: примерно от 80 до 800 км. Он характерен, во-первых, очень большой разреженностью воздуха и, во-вторых, постоянным наличием большого количества ионов, образующихся под действием ультрафиолетовой радиации Солнца. Будучи ионизированным, воздух ионосферы обладает способностью проводить электричество и отражать радиоволны. В зависимости от характера и степени ионизации ионосфера подразделяется на ряд самостоятельных слоев. По расчетам в ионосфере температура воздуха повышается до нескольких сотен градусов.
Выше уровня 800 км расположено крайне разреженное воздушное пространство, получившее название сферы рассекания. Эта область атмосферы характерна тем, что из нее происходит постепенное рассеивание частиц газов в мировое пространство.
По решению Международного геодезического и геофизического союза в 1951 г. принято несколько иное послойное разделение атмосферы, произведенное в зависимости от характера изменения температуры с высотой:
1) тропосфера, высота 0—11 км температура с высотой понижается;
2) стратосфера, высота 11 —40 км; температура с высотой не меняется;
3) мезосфера, высота 40—80 км; температура с высотой резко повышается до положительных значений, затем вновь падает до —60, —75°;
4) термосфера, высота 80—800 км; температура с высотой постепенно повышается;
5) экзосфера, выше 800 км; последний слой, постепенно переходящий в безвоздушное пространство.
О наличии воздуха на разных расстояниях от земной поверхности судят по таким явлениям, как, например, возгорание и погасание метеоров, иногда называемых «падающими звездами».
Метеоры—это космические тела с массой от долей грамма до многих килограммов и тонн. Попадая в атмосферу из межпланетного пространства, в результате трения о воздух они загораются, оставляя за собой огненные следы. Измерения показывают, что максимальная высота возгорания метеоров составляет около 200 км. Следовательно, атмосфера на высоте 200 км существует и к тому же обладает еще значительной плотностью.
Но наиболее замечательным явлением природы, по которому судят о высоте простирания земной атмосферы, является полярное сияние. Это явление представляет собой свечение разреженных газов атмосферы в околополярных районах Земли под возбуждающим действием электронного потока, идущего от Солнца.
Обычно полярные сияния бывают на высоте 80—140 кму но отдельные формы (в виде дуг) встречаются на значительно больших высотах, около 1000—1200 км. Следовательно, атмосфера, хотя и очень разреженная, имеется и на этих высоких уровнях. Эта высота (1000—1200 км) до последнего времени принималась в качестве условной границы атмосферы Земли. Теперь же считается, что атмосфера Земли простирается до высоты около 3 тыс. км, где плотность ее равна почти нулю.
По сравнению с размерами Земли ее реальная атмосфера представляет собой сравнительно тонкий слон, а если учесть, что в ее массе сосредоточено в слое 20 км, то она может рассматриваться «как незначительная пленка, составляющая всего 0,0032 доли радиуса Земли.
Что же касается строения атмосферы, то, по современным представленням, она делится на четыре основных слоя, каждый из которых имеет те или иные отличительные особенности.
Первый от земной поверхности слой, толщиной в средне* Ю—12 км., называется тропосферой. В этом относительно тонком слое сосредоточено около 80% всей массы атмосферы. Несмотря на сравнительно малую вертикальную протяженность тропосферы в ней совершаются сложные физические процессы, обусловливающие возникновение всех явлений погодых явлений. Но главной особенностью тропосферы являются постоянные вертикальные и горизонтальные движения воздуха. В тропосфере возникают облака и осадки. Температура воздуха в ней, как правило, понижается в среднем на 5—6° на каждый километр высоты. В пограничном верхнем слое тропосферы, называемом тропопаузой, температура воздуха во все времена года составляет в умеренных широтах примерно —50, -60°.
Второй слой, расположенный над тропосферой, называется стратосферой. Верхняя граница стратосферы находится на высоте около 80 км. В отличие от тропосферы, в стратосфере господствует сравнительное постоянство погоды. Здесь почти не бывает облаков. Лишь изредка на высоте 25—30 км появляются перламутровые, а на высоте 70—80 км—серебристые облака, состоящие из переохлажденных капелек воды или кристалликов льда. Но те и другие имеют малую плотность, осадки из них не выпадают. Ветер здесь хотя и меняется, но не так часто и резко, как это происходит в тропосфере. Вертикальные перемещения воздуха ослаблены.
Температура воздуха с высотой до уровня примерно 40 км остается неизменной (—55, —60°). В средней части стратосферы (на высоте от 40 до 60 км) имеется очень теплая прослойка, в которой температура воздуха повышается примерно до +30, 4-35°. Это объясняется наличием здесь большого количества озона, поглощающего значительную часть солнечной радиации. К верхней границе стратосферы температура вновь понижается до —60, —70°.
Третий слой — ионосфера, или, как ее называют в последнее время, термосфера — самый мощный слой: примерно от 80 до 800 км. Он характерен, во-первых, очень большой разреженностью воздуха и, во-вторых, постоянным наличием большого количества ионов, образующихся под действием ультрафиолетовой радиации Солнца. Будучи ионизированным, воздух ионосферы обладает способностью проводить электричество и отражать радиоволны. В зависимости от характера и степени ионизации ионосфера подразделяется на ряд самостоятельных слоев. По расчетам в ионосфере температура воздуха повышается до нескольких сотен градусов.
Выше уровня 800 км расположено крайне разреженное воздушное пространство, получившее название сферы рассекания. Эта область атмосферы характерна тем, что из нее происходит постепенное рассеивание частиц газов в мировое пространство.
По решению Международного геодезического и геофизического союза в 1951 г. принято несколько иное послойное разделение атмосферы, произведенное в зависимости от характера изменения температуры с высотой:
1) тропосфера, высота 0—11 км температура с высотой понижается;
2) стратосфера, высота 11 —40 км; температура с высотой не меняется;
3) мезосфера, высота 40—80 км; температура с высотой резко повышается до положительных значений, затем вновь падает до —60, —75°;
4) термосфера, высота 80—800 км; температура с высотой постепенно повышается;
5) экзосфера, выше 800 км; последний слой, постепенно переходящий в безвоздушное пространство.
Откуда в воздухе берется пар
Что такое кислородное голодание
Как образуются облака
Распределение температуры по высоте
Вес, плотность и давление воздуха
Как тепло передается в верхние слои атмосферы
Какие бывают состояния атмосферы в зависимости от распределения температуры
Откуда земля получает тепло?
Что такое солнечная радиация?
Как изменяется давление с высотой?