Высота, границы и строение атмосферы

Границы атмосферы условные. Верхнюю границу точно не определено. Плотность воздуха с высотой уменьшается, атмосфера постепенно, без четкой границы переходит в межпланетное пространство. За верхнюю границу иногда берут такую высоту, на которой отдельные разрозненные части воздуха еще вращаются вместе с Землей, где сила притяжения еще больше центробежную силу.

По данным современных исследований, верхняя граница атмосферы прослеживается до 3000 км. Там ее плотность приближается к плотности межпланетного пространства.

За нижнюю границу атмосферы практически принимают поверхность Земли. Но и поверхность Земли — граница условная, потому что воздух проникает и в земную кору,и в воду.

Атмосфера неоднородна. Она имеет хорошо выраженное слоистое строение.Ее слои, или концентрические оболочки, за физическими особенностями отличаются между собой. Атмосферу делят на пять основных слоев (сфер): тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу (ионосферу) и экзосферу. Сферы не имеют четких границ они постепенно переходят друг в друга, образуя переходные рамки.

Тропосфера — нижний слой атмосферы, непосредственно прилегающий к Земле. Высота ее над различными широтами разная: над полюсами около 8 км, над умеренными широтами 11 -12 км, над экватором до 17-18 км. Такое распределение высот обусловлен различным температурным состоянием полюсов и экватора и вращением Земли вокруг оси.

Тропосфера — деятельный слой атмосферы. Большая активность тропосферы объясняется тем, что она непосредственно прилегает к земной поверхности. Поверхность Земли — основной источник нагрева воздуха. Итак, можно утверждать, что физические свойства тропосферы полностью определяются влиянием Земли.

Для тропосферы характерны интенсивное перемещение воздуха по вертикали и его горизонтальные движения. Среди горизонтальных движений преобладают западные ветры. В верхней части тропосферы наблюдаются струйные течения. Наиболее устоявшиеся из них направлены вдоль 30 — 40-х параллелей.

Тропосфера — слой активного тепло — и влагообмена с поверхностью Земли. Для нее характерно снижение температуры в соответствии с высотой — в среднем на 6,5 °С на каждый километр. Это объясняется тем, что тепло передается от Земли в основном через перемещения воздуха. За то что над экватором мощность тропосферы наибольшая, там на пределы тропосферы температуры воздуха низкие: -80°С, тогда как над умеренными широтами -55 °С, а над полярными -50 °С. В тропосфере сосредоточена почти вся водяной пар. В ней развиваются все явления погоды — образуются облака, выпадают осадки и т.др. В этом заключается одно из важнейших значений для тропосферы процессов, происходящих в ландшафтной оболочке Земли.

Стратосфера — слой воздуха, лежащий над тропосферой. От тропосферы стратосфера отделяется переходным слоем — тропопаузою, или субстратосферою, толщиной около 1-2 км. Стратосфера — безоблачный или малохмарний слой воздуха, простирается в среднем от 11 -12 до 25 км.

Для стратосферы характерно в целом одинакова температура (изотермии). В ней температура в среднем близка к той, которая свойственна верхней границе тропосферы, -55 °С. Стратосфера охвачена мощными горизонтальными движениями воздуха типа струйных течений, но есть и вертикальные движения, которые способствуют перемешиванию воздуха.

Мезосфера — слой воздуха от 25 до 85 км. Он отделяется от стратосферы стратопаузою. Для мезосферы в интервале 25 — 52 км. характерно повышение температуры от -55 до +10 °с (явление инверсии), а далее к верхней границе — снижение до -107 °с. Инверсия температуры в мезосфере объясняется наличием слоя озона. Слой озона в мезосфере — важное явление. Наибольшая концентрация этого газа на высоте 27-28 км. Озон поглощает короткие ультрафиолетовые лучи и этим предохраняет от его губительного действия мир микробов. Если бы не было озона, исчезли бы микроорганизмы, а с ними и многочисленные процессы (почвообразования и др.) в географической оболочке.

В мезосфере тоже больше горизонтальных движений воздух со скоростью 40-100 м/сек.

Термосфера (когда речь идет о ее электрические свойства, ее называют ионосферой) простирается от 80 до 800-1000 км. Там газы очень разреженные, давление очень низкое. По этим причинам молекулы там движутся с такой скоростью, как в газе, нагретом до нескольких сотен градусов. Термосфера — инверсионный ионизированный слой воздуха, расположенный выше от низких температур. По замерам искусственных спутников и геофизических ракет, температура на высоте 150 км. составляет 600 °с, на высоте 200 км. — 1000 °с, на высоте 500 км. — к 2200-2750 °с.

Под воздействием космической радиации молекулы газов ионизируются — образуют положительные и отрицательные ионы и свободные электроны. В ионосфере возникают полярные сияния, наблюдаются различные колебания магнитного поля.

Экзосфера, илисфера рассеяния, расположенная на высоте свыше 800-1000 км. Она характеризуется наибольшей разреженностью газов: отдельные их частицы, двигаясь с большими скоростями, почти не сталкиваются друг с другом. Это — верхний слой атмосферы, который граничит с межпланетными пространствами. Он простирается до высоты, которая измеряется несколькими десятками тысяч километров, где плотность воздуха близка к плотности межпланетного пространства (одна молекула, атом или ион на 1 куб. см). Это зона отток легких газов атмосферы в Космос, поэтому экзосферу называют еще сферой рассеивания.

Плотность воздуха с высотой уменьшается, поэтому масса атмосферы вокруг Земли распределяется так: в слое воздуха до 5 км. сосредоточено около 50% всей массы атмосферы, в толще тропосферы — около 79% ее массы, в стратосфере и мезосфере вместе — около 20%, в термосфері — менее 0,5%. Масса атмосферы составляет 1/1000000 массы Земли.

Предложения интернет-магазинов