Viditeľná vrstva atmosféry. Hlavné vrstvy zemskej atmosféry vo vzostupnom poradí

Zemská atmosféra je plynný obal našej planéty. Jeho spodná hranica je na úrovni zemská kôra a hydrosféra a horná prechádza do blízkozemskej oblasti kozmického priestoru. Atmosféra obsahuje asi 78 % dusíka, 20 % kyslíka, do 1 % argónu, oxid uhličitý, vodík, hélium, neón a niektoré ďalšie plyny.

Táto zemská škrupina sa vyznačuje jasne definovaným vrstvením. Vrstvy atmosféry sú určené vertikálnym rozložením teploty a rôznymi hustotami plynov na rôznych úrovniach. Rozlišujú sa tieto vrstvy zemskej atmosféry: troposféra, stratosféra, mezosféra, termosféra, exosféra. Ionosféra je oddelená.

Až 80 % celkovej hmoty atmosféry tvorí troposféra – spodná prízemná vrstva atmosféry. Troposféra v polárnych zónach sa nachádza na úrovni až 8-10 km nad zemským povrchom, v tropickom pásme - maximálne 16-18 km. Medzi troposférou a nadložnou vrstvou stratosféry sa nachádza tropopauza – prechodná vrstva. V troposfére teplota so stúpajúcou výškou klesá, podobne s nadmorskou výškou klesá Atmosférický tlak. Priemerný teplotný gradient v troposfére je 0,6°C na 100 m. Teplota na rôznych úrovniach tejto škrupiny je určená charakteristikami absorpcie slnečného žiarenia a účinnosťou konvekcie. Takmer všetka ľudská činnosť sa odohráva v troposfére. Najvyššie hory nepresahujú troposféru, iba letecká doprava môže prekročiť hornú hranicu tejto škrupiny v malej výške a byť v stratosfére. Veľký podiel vodnej pary sa nachádza v troposfére, ktorá je zodpovedná za vznik takmer všetkých oblakov. Takmer všetky aerosóly (prach, dym atď.) vytvorené na zemskom povrchu sú sústredené v troposfére. V hraničnej spodnej vrstve troposféry sú výrazné denné výkyvy teplôt a vlhkosti vzduchu, rýchlosť vetra sa zvyčajne znižuje (s rastúcou nadmorskou výškou stúpa). V troposfére existuje premenlivé rozdelenie hrúbky vzduchu na vzduchové hmoty v horizontálnom smere, ktoré sa líšia množstvom charakteristík v závislosti od zóny a oblasti ich vzniku. Zapnuté atmosférické fronty– hranice medzi vzduchovými hmotami – vznikajú cyklóny a anticyklóny, určujúce počasie v určitej oblasti na konkrétne časové obdobie.

Stratosféra je vrstva atmosféry medzi troposférou a mezosférou. Hranice tejto vrstvy sa pohybujú od 8-16 km do 50-55 km nad zemským povrchom. V stratosfére je plynové zloženie vzduchu približne rovnaké ako v troposfére. Charakteristickým znakom je zníženie koncentrácie vodnej pary a zvýšenie obsahu ozónu. Ozónová vrstva atmosféry, ktorá chráni biosféru pred agresívnym pôsobením ultrafialového svetla, sa nachádza na úrovni 20 až 30 km. V stratosfére sa teplota zvyšuje s nadmorskou výškou a hodnoty teploty sú určené slnečným žiarením a nie konvekciou (pohyby vzdušných hmôt), ako v troposfére. Ohrievanie vzduchu v stratosfére je spôsobené absorpciou ultrafialového žiarenia ozónom.

Nad stratosférou siaha mezosféra do výšky 80 km. Táto vrstva atmosféry je charakteristická tým, že teplota klesá so zvyšovaním nadmorskej výšky z 0 ° C na - 90 ° C. Toto je najchladnejšia oblasť atmosféry.

Nad mezosférou je termosféra až do výšky 500 km. Od hranice s mezosférou po exosféru sa teplota pohybuje približne od 200 K do 2000 K. Do úrovne 500 km hustota vzduchu klesá niekoľko stotisíckrát. Relatívne zloženie atmosférických zložiek termosféry je podobné povrchovej vrstve troposféry, ale s rastúcou nadmorskou výškou veľká kvantita kyslík prechádza do atómového stavu. Určitá časť molekúl a atómov termosféry je v ionizovanom stave a je rozdelená do niekoľkých vrstiev, spája ich pojem ionosféra. Charakteristiky termosféry sa líšia v širokom rozsahu v závislosti od zemepisnej šírky, veľkosť slnečného žiarenia, čas roka a deň.

Horná vrstva atmosféry je exosféra. Toto je najtenšia vrstva atmosféry. V exosfére je stredná voľná dráha častíc taká obrovská, že častice môžu voľne unikať do medziplanetárneho priestoru. Hmotnosť exosféry je jedna desaťmilióntina celkovej hmotnosti atmosféry. Spodná hranica exosféry je na úrovni 450-800 km a za hornú hranicu sa považuje oblasť, kde je koncentrácia častíc rovnaká ako vo vesmíre – niekoľko tisíc kilometrov od povrchu Zeme. Exosféru tvorí plazma – ionizovaný plyn. V exosfére sú tiež radiačné pásy našej planéty.

Videoprezentácia - vrstvy zemskej atmosféry:

Súvisiace materiály:

Hrúbka atmosféry je približne 120 km od povrchu Zeme. Celková hmotnosť vzduchu v atmosfére je (5,1-5,3) 10 18 kg. Z toho hmotnosť suchého vzduchu je 5,1352 ±0,0003 10 18 kg, celková hmotnosť vodnej pary je v priemere 1,27 10 16 kg.

Tropopauza

Prechodová vrstva z troposféry do stratosféry, vrstva atmosféry, v ktorej sa pokles teploty s výškou zastavuje.

Stratosféra

Vrstva atmosféry nachádzajúca sa vo výške 11 až 50 km. Charakterizovaná miernou zmenou teploty vo vrstve 11-25 km (spodná vrstva stratosféry) a zvýšením teploty vo vrstve 25-40 km z -56,5 na 0,8 ° (horná vrstva stratosféry alebo inverzná oblasť). Po dosiahnutí hodnoty asi 273 K (takmer 0 °C) vo výške asi 40 km zostáva teplota konštantná až do výšky asi 55 km. Táto oblasť konštantnej teploty sa nazýva stratopauza a je hranicou medzi stratosférou a mezosférou.

Stratopauza

Hraničná vrstva atmosféry medzi stratosférou a mezosférou. Vo vertikálnom rozložení teploty je maximum (asi 0 °C).

mezosféra

Zemská atmosféra

Hranica zemskej atmosféry

Termosféra

Horná hranica je asi 800 km. Teplota stúpa do nadmorských výšok 200-300 km, kde dosahuje hodnoty rádovo 1500 K, potom zostáva do vysokých nadmorských výšok takmer konštantná. Pod vplyvom ultrafialového a röntgenového slnečného žiarenia a kozmického žiarenia dochádza k ionizácii vzduchu („polárna žiara“) - hlavné oblasti ionosféry ležia vo vnútri termosféry. Vo výškach nad 300 km prevláda atómový kyslík. Horná hranica termosféry je do značnej miery určená aktuálnou aktivitou Slnka. V obdobiach nízkej aktivity – napríklad v rokoch 2008 – 2009 – dochádza k výraznému poklesu veľkosti tejto vrstvy.

Termopauza

Oblasť atmosféry susediaca s termosférou. V tejto oblasti je absorpcia slnečného žiarenia zanedbateľná a teplota sa v skutočnosti s nadmorskou výškou nemení.

Exosféra (rozptylová guľa)

Do výšky 100 km je atmosféra homogénna, dobre premiešaná zmes plynov. Vo vyšších vrstvách závisí rozloženie plynov po výške od ich molekulové hmotnosti, koncentrácia ťažších plynov klesá so vzdialenosťou od zemského povrchu rýchlejšie. V dôsledku poklesu hustoty plynu klesá teplota z 0 °C v stratosfére na −110 °C v mezosfére. Kinetická energia jednotlivých častíc však vo výškach 200-250 km zodpovedá teplote ~150 °C. Nad 200 km sú pozorované výrazné výkyvy teploty a hustoty plynu v čase a priestore.

Vo výške okolo 2000-3500 km sa exosféra postupne mení na tzv. blízke vesmírne vákuum, ktorý je naplnený vysoko riedkymi časticami medziplanetárneho plynu, najmä atómami vodíka. Tento plyn však predstavuje len časť medziplanetárnej hmoty. Ďalšiu časť tvoria prachové častice kometárneho a meteorického pôvodu. Okrem extrémne riedkych prachových častíc do tohto priestoru preniká elektromagnetické a korpuskulárne žiarenie slnečného a galaktického pôvodu.

Troposféra predstavuje asi 80% hmotnosti atmosféry, stratosféra - asi 20%; hmotnosť mezosféry nie je väčšia ako 0,3 %, termosféra je menšia ako 0,05 % z celkovej hmotnosti atmosféry. Na základe elektrických vlastností v atmosfére sa rozlišuje neutronosféra a ionosféra. V súčasnosti sa verí, že atmosféra siaha do nadmorskej výšky 2000-3000 km.

V závislosti od zloženia plynu v atmosfére emitujú homosféra A heterosféra. Heterosféra- Toto je oblasť, kde gravitácia ovplyvňuje oddeľovanie plynov, pretože ich miešanie v takejto nadmorskej výške je zanedbateľné. To znamená premenlivé zloženie heterosféry. Pod ním leží dobre premiešaná, homogénna časť atmosféry, nazývaná homosféra. Hranica medzi týmito vrstvami sa nazýva turbopauza, leží vo výške okolo 120 km.

Fyziologické a iné vlastnosti atmosféry

Už vo výške 5 km nad morom začína netrénovaný človek pociťovať hladovanie kyslíkom a bez prispôsobenia sa jeho výkonnosť výrazne klesá. Tu končí fyziologická zóna atmosféry. Ľudské dýchanie je nemožné vo výške 9 km, hoci približne do 115 km atmosféra obsahuje kyslík.

Atmosféra nám dodáva kyslík potrebný na dýchanie. Avšak v dôsledku poklesu celkového tlaku v atmosfére, keď stúpate do nadmorskej výšky, parciálny tlak kyslíka primerane klesá.

V riedkych vrstvách vzduchu je šírenie zvuku nemožné. Do výšok 60-90 km je stále možné využiť odpor vzduchu a vztlak na riadený aerodynamický let. Počnúc výškami 100 – 130 km však pojmy čísla M a zvukovej bariéry, ktoré pozná každý pilot, strácajú svoj význam: prechádza tu konvenčná Karmanova línia, za ktorou začína oblasť čisto balistického letu, ktorá môže ovládať pomocou reaktívnych síl.

Vo výškach nad 100 km je atmosféra zbavená ďalšej pozoruhodnej vlastnosti - schopnosti absorbovať, viesť a prenášať tepelnú energiu konvekciou (t.j. miešaním vzduchu). To znamená, že rôzne prvky vybavenia, orbitálne vybavenie vesmírna stanica nebude môcť vonku chladiť tak, ako sa to bežne robí v lietadle – pomocou vzduchových trysiek a vzduchových radiátorov. V tejto nadmorskej výške, ako vo vesmíre všeobecne, je jediným spôsobom prenosu tepla tepelné žiarenie.

História vzniku atmosféry

Podľa najbežnejšej teórie mala zemská atmosféra v priebehu času tri rôzne zloženie. Spočiatku ho tvorili ľahké plyny (vodík a hélium) zachytené z medziplanetárneho priestoru. Ide o tzv primárna atmosféra(asi pred štyrmi miliardami rokov). Zapnuté ďalšia etapa aktívna vulkanická činnosť viedla k nasýteniu atmosféry inými plynmi ako vodík (oxid uhličitý, amoniak, vodná para). Takto to vzniklo sekundárna atmosféra(asi tri miliardy rokov pred súčasnosťou). Táto atmosféra bola obnovujúca. Ďalej bol proces tvorby atmosféry určený nasledujúcimi faktormi:

  • únik ľahkých plynov (vodík a hélium) do medziplanetárneho priestoru;
  • chemické reakcie prebiehajúce v atmosfére pod vplyvom ultrafialového žiarenia, bleskových výbojov a niektorých ďalších faktorov.

Postupne tieto faktory viedli k vzniku terciárna atmosféra, vyznačujúci sa oveľa nižším obsahom vodíka a oveľa vyšším obsahom dusíka a oxidu uhličitého (vzniká v dôsledku chemické reakcie z amoniaku a uhľovodíkov).

Dusík

Vznik veľkého množstva dusíka N2 je spôsobený oxidáciou amoniakovo-vodíkovej atmosféry molekulárnym kyslíkom O2, ktorý začal prichádzať z povrchu planéty v dôsledku fotosyntézy, ktorá sa začala pred 3 miliardami rokov. Dusík N2 sa tiež uvoľňuje do atmosféry v dôsledku denitrifikácie dusičnanov a iných zlúčenín obsahujúcich dusík. Dusík je oxidovaný ozónom na NO vo vyšších vrstvách atmosféry.

Dusík N 2 reaguje len za špecifických podmienok (napríklad pri výboji blesku). Oxidácia molekulárneho dusíka ozónom pri elektrické výboje používané v malých množstvách pri priemyselnej výrobe dusíkatých hnojív. Sinice (modrozelené riasy) a uzlové baktérie, ktoré tvoria rizobiálnu symbiózu so strukovinami, tzv., ho dokážu pri nízkej spotrebe energie oxidovať a premieňať na biologicky aktívnu formu. zelené hnojenie.

Kyslík

Zloženie atmosféry sa začalo radikálne meniť s objavením sa živých organizmov na Zemi v dôsledku fotosyntézy, sprevádzanej uvoľňovaním kyslíka a absorpciou oxidu uhličitého. Spočiatku sa kyslík vynakladal na oxidáciu redukovaných zlúčenín - amoniaku, uhľovodíkov, železitých foriem železa obsiahnutých v oceánoch atď. Na konci tejto etapy sa obsah kyslíka v atmosfére začal zvyšovať. Postupne sa vytvorila moderná atmosféra s oxidačnými vlastnosťami. Keďže to spôsobilo vážne a náhle zmeny v mnohých procesoch vyskytujúcich sa v atmosfére, litosfére a biosfére, táto udalosť sa nazývala kyslíková katastrofa.

Vzácne plyny

Znečistenie vzduchu

IN V poslednej dobeČlovek začal ovplyvňovať vývoj atmosféry. Výsledkom jeho činnosti bolo neustále výrazné zvyšovanie obsahu oxidu uhličitého v atmosfére v dôsledku spaľovania uhľovodíkových palív nahromadených v predchádzajúcich geologických érach. Obrovské množstvá CO 2 sa spotrebúvajú počas fotosyntézy a absorbujú ho svetové oceány. Tento plyn sa dostáva do atmosféry rozkladom uhličitanových hornín a organických látok rastlinného a živočíšneho pôvodu, ako aj vulkanizmom a priemyselnou činnosťou človeka. Za posledných 100 rokov sa obsah CO 2 v atmosfére zvýšil o 10 %, pričom väčšina (360 miliárd ton) pochádza zo spaľovania paliva. Ak bude tempo rastu spaľovania paliva pokračovať, potom sa v nasledujúcich 200 – 300 rokoch množstvo CO 2 v atmosfére zdvojnásobí a môže viesť ku globálnej zmene klímy.

Spaľovanie paliva je hlavným zdrojom znečisťujúcich plynov (CO, SO2). Oxid siričitý sa oxiduje vzdušným kyslíkom na SO 3 v horných vrstvách atmosféry, ktorý následne interaguje s vodou a parami amoniaku a výslednou kyselinou sírovou (H 2 SO 4) a síranom amónnym ((NH 4) 2 SO 4 ) sa vracajú na povrch Zeme vo forme tzv. kyslý dážď. Používaním spaľovacích motorov dochádza k výraznému znečisteniu ovzdušia oxidmi dusíka, uhľovodíkmi a zlúčeninami olova (tetraetylolovo Pb(CH 3 CH 2) 4)).

Znečistenie atmosféry aerosólmi je spôsobené oboma prirodzenými príčinami (výbuchy sopiek, prachové búrky, strhávanie kvapiek morská voda a peľ rastlín atď.) a ekonomická aktivitaľudí (ťažba rúd a stavebných materiálov, spaľovanie paliva, výroba cementu atď.). Intenzívna rozsiahla emisia pevných častíc do atmosféry je jednou z možné dôvody zmeny klímy planéty.

pozri tiež

  • Jacchia (model atmosféry)

Poznámky

Odkazy

Literatúra

  1. V. V. Parin, F. P. Kosmolinsky, B. A. Dushkov„Vesmírna biológia a medicína“ (2. vydanie, revidované a rozšírené), M.: „Prosveshcheniye“, 1975, 223 s.
  2. N. V. Gusáková„Chémia životné prostredie", Rostov na Done: Phoenix, 2004, 192 s ISBN 5-222-05386-5
  3. Sokolov V. A. Geochémia zemných plynov, M., 1971;
  4. McEwen M., Phillips L. Atmospheric Chemistry, M., 1978;
  5. Wark K., Warner S. Znečistenie vzduchu. Zdroje a riadenie, prekl. z angličtiny, M.. 1980;
  6. Monitorovanie znečistenia pozadia prírodného prostredia. V. 1, L., 1982.

Priestor je naplnený energiou. Energia vypĺňa priestor nerovnomerne. Existujú miesta jeho koncentrácie a vypúšťania. Takto môžete odhadnúť hustotu. Planéta je usporiadaný systém s maximálnou hustotou hmoty v strede a postupným poklesom koncentrácie smerom k periférii. Interakčné sily určujú stav hmoty, formu, v ktorej existuje. Fyzika popisuje súhrnný stav látok: tuhá látka, kvapalina, plyn atď.

Atmosféra je plynné prostredie obklopujúce planétu. Atmosféra Zeme umožňuje voľný pohyb a prepúšťa svetlo, čím vytvára priestor, v ktorom sa darí životu.


Oblasť od povrchu zeme do nadmorskej výšky približne 16 kilometrov (od rovníka k pólom je hodnota menšia, závisí aj od ročného obdobia) sa nazýva troposféra. Troposféra je vrstva, v ktorej je sústredených asi 80 % všetkého atmosférického vzduchu a takmer všetka vodná para. Tu prebiehajú procesy, ktoré formujú počasie. Tlak a teplota klesajú s nadmorskou výškou. Dôvodom poklesu teploty vzduchu je adiabatický proces, pri expanzii sa plyn ochladzuje. Na hornej hranici troposféry môžu hodnoty dosiahnuť -50, -60 stupňov Celzia.

Nasleduje stratosféra. Rozprestiera sa až 50 kilometrov. V tejto vrstve atmosféry teplota stúpa s výškou, pričom v hornom bode nadobúda hodnotu okolo 0 C. Nárast teploty je spôsobený procesom absorpcie ultrafialových lúčov ozónovou vrstvou. Žiarenie spôsobuje chemickú reakciu. Molekuly kyslíka sa rozpadajú na jednotlivé atómy, ktoré sa môžu spájať s normálnymi molekulami kyslíka a vytvárať ozón.

Slnečné žiarenie s vlnovými dĺžkami od 10 do 400 nanometrov je klasifikované ako ultrafialové. Čím kratšia je vlnová dĺžka UV žiarenia, tým väčšie nebezpečenstvo predstavuje pre živé organizmy. Len malý zlomok žiarenia sa dostane na zemský povrch a na menej aktívnu časť jeho spektra. Táto vlastnosť prírody umožňuje človeku zdravé opálenie.

Ďalšia vrstva atmosféry sa nazýva mezosféra. Obmedzenia od približne 50 km do 85 km. V mezosfére je koncentrácia ozónu, ktorý by mohol zachytávať UV energiu, nízka, takže teplota opäť začína klesať s výškou. V bode vrcholu teplota klesá na -90 C, niektoré zdroje uvádzajú hodnotu -130 C. Väčšina meteoroidov zhorí v tejto vrstve atmosféry.

Vrstva atmosféry, siahajúca od výšky 85 km do vzdialenosti 600 km od Zeme, sa nazýva termosféra. Ako prvá sa stretáva termosféra slnečné žiarenie, vrátane takzvaného vákuového ultrafialového žiarenia.

Vákuové UV je zadržiavané vzduchom, čím sa táto vrstva atmosféry zahrieva na obrovské teploty. Keďže je tu však extrémne nízky tlak, tento zdanlivo horúci plyn nemá na objekty taký účinok ako v podmienkach na zemskom povrchu. Naopak predmety umiestnené v takomto prostredí vychladnú.

Vo výške 100 km prechádza konvenčná čiara „Karmanova čiara“, ktorá sa považuje za začiatok vesmíru.

Polárne žiary sa vyskytujú v termosfére. V tejto vrstve atmosféry slnečný vietor interaguje s magnetickým poľom planéty.

Poslednou vrstvou atmosféry je exosféra, vonkajší obal, ktorý siaha tisíce kilometrov. Exosféra je prakticky prázdne miesto, avšak počet atómov, ktoré sa tu potulujú, je rádovo väčší ako v medziplanetárnom priestore.

Muž dýcha vzduch. Normálny tlak je 760 milimetrov ortuti. Vo výške 10 000 m je tlak asi 200 mm. rt. čl. V takej výške sa asi človek dokáže aspoň krátkodobo nadýchnuť, ale to si vyžaduje prípravu. Štát bude jednoznačne nefunkčný.

Plynné zloženie atmosféry: 78 % dusíka, 21 % kyslíka, asi percento argónu, zvyšok tvorí zmes plynov, ktorá predstavuje najmenšiu časť z celkového množstva.


Plynný obal obklopujúci našu planétu Zem, známy ako atmosféra, pozostáva z piatich hlavných vrstiev. Tieto vrstvy vznikajú na povrchu planéty, z hladiny mora (niekedy nižšie) a stúpajú do vesmíru v nasledujúcom poradí:

  • Troposféra;
  • stratosféra;
  • mezosféra;
  • termosféra;
  • Exosféra.

Schéma hlavných vrstiev zemskej atmosféry

Medzi každou z týchto hlavných piatich vrstiev sú prechodové zóny nazývané „pauzy“, kde dochádza k zmenám teploty, zloženia a hustoty vzduchu. Spolu s pauzami zahŕňa zemská atmosféra celkovo 9 vrstiev.

Troposféra: kde sa vyskytuje počasie

Zo všetkých vrstiev atmosféry je troposféra tou, ktorú poznáme (či už si to uvedomujete alebo nie), keďže žijeme na jej dne – povrchu planéty. Obklopuje povrch Zeme a siaha nahor niekoľko kilometrov. Slovo troposféra znamená „zmena zemegule“. Veľmi vhodný názov, keďže v tejto vrstve sa vyskytuje naše každodenné počasie.

Počnúc povrchom planéty stúpa troposféra do výšky 6 až 20 km. Spodná tretina vrstvy, ktorá je nám najbližšie, obsahuje 50 % všetkých atmosférických plynov. Toto je jediná časť celej atmosféry, ktorá dýcha. Vzhľadom na to, že vzduch je zospodu ohrievaný zemským povrchom, ktorý pohlcuje tepelnú energiu Slnka, teplota a tlak troposféry s rastúcou výškou klesá.

Na vrchu je tenká vrstva nazývaná tropopauza, ktorá je len nárazníkom medzi troposférou a stratosférou.

Stratosféra: domov ozónu

Stratosféra je ďalšou vrstvou atmosféry. Rozprestiera sa od 6-20 km do 50 km nad zemským povrchom. Toto je vrstva, v ktorej lieta väčšina komerčných lietadiel a lietajú teplovzdušné balóny.

Tu vzduch neprúdi hore a dole, ale pohybuje sa paralelne s povrchom vo veľmi rýchlych prúdoch vzduchu. Ako stúpate, teplota sa zvyšuje vďaka množstvu prirodzene sa vyskytujúceho ozónu (O3), vedľajšieho produktu slnečného žiarenia a kyslíka, ktorý má schopnosť absorbovať škodlivé ultrafialové lúče slnka (akékoľvek zvýšenie teploty s nadmorskou výškou v meteorológii je známe ako „inverzia“).

Pretože stratosféra má vyššie teploty v spodnej časti a nižšie teploty v hornej časti, konvekcia (vertikálny pohyb vzdušných hmôt) je v tejto časti atmosféry zriedkavá. V skutočnosti môžete vidieť búrku zúriacu v troposfére zo stratosféry, pretože vrstva funguje ako konvekčná čiapočka, ktorá zabraňuje prenikaniu búrkových oblakov.

Po stratosfére je opäť nárazníková vrstva, tentoraz nazývaná stratopauza.

Mezosféra: stredná atmosféra

Mezosféra sa nachádza približne 50-80 km od povrchu Zeme. Horná mezosféra je najchladnejším prírodným miestom na Zemi, kde teploty môžu klesnúť pod -143°C.

Termosféra: horná atmosféra

Po mezosfére a mezopauze nasleduje termosféra, ktorá sa nachádza vo výške 80 až 700 km nad povrchom planéty a obsahuje menej ako 0,01 % celkového vzduchu v atmosférickom obale. Teploty tu dosahujú až +2000°C, ale kvôli silnému riedeniu vzduchu a nedostatku molekúl plynu na prenos tepla tieto vysoké teploty sú vnímané ako veľmi chladné.

Exosféra: hranica medzi atmosférou a vesmírom

Vo výške asi 700 – 10 000 km nad zemským povrchom sa nachádza exosféra – vonkajší okraj atmosféry, ohraničujúci vesmír. Tu obiehajú meteorologické satelity okolo Zeme.

A čo ionosféra?

Ionosféra nie je samostatnou vrstvou, ale v skutočnosti sa tento výraz používa na označenie atmosféry medzi 60 a 1000 km nadmorskej výšky. Zahŕňa najvyššie časti mezosféry, celú termosféru a časť exosféry. Ionosféra dostala svoj názov, pretože práve v tejto časti atmosféry sa pri prechode Slnkom ionizuje žiarenie. magnetické polia Pristane na a. Tento jav je možné pozorovať zo zeme ako polárnu žiaru.

Každý gramotný človek by mal vedieť nielen to, že planétu obklopuje atmosféra tvorená zmesou všetkých druhov plynov, ale aj to, že existujú rôzne vrstvy atmosféry, ktoré sa nachádzajú v nerovnakých vzdialenostiach od zemského povrchu.

Pri pozorovaní oblohy vôbec nevidíme jej zložitú štruktúru, jej heterogénne zloženie, ani iné veci skryté pred očami. Ale práve vďaka zložitému a viaczložkovému zloženiu vzduchovej vrstvy existujú okolo planéty podmienky, ktoré umožnili vznik života tu, rozkvet vegetácie a objavenia sa všetkého, čo tu kedy bolo.

Vedomosti o predmete konverzácie dostávajú ľudia už v 6. ročníku v škole, no niektorí štúdium ešte nedokončili a niektorí sú tam už tak dávno, že už na všetko zabudli. Napriek tomu by mal každý vzdelaný človek vedieť, z čoho sa skladá svet okolo neho, najmä tá jeho časť, od ktorej priamo závisí samotná možnosť jeho normálneho života.

Ako sa volá každá vrstva atmosféry, v akej nadmorskej výške sa nachádza a akú úlohu zohráva? O všetkých týchto otázkach sa bude diskutovať nižšie.

Štruktúra zemskej atmosféry

Pri pohľade na oblohu, najmä keď je úplne bez mrakov, je veľmi ťažké si čo i len predstaviť, že má takú zložitú a viacvrstvovú štruktúru, že teplota tam v rôznych nadmorských výškach je veľmi rozdielna a čo sa tam presne deje, v nadmorská výška kritických procesov pre všetku flóru a faunu na Zemi.

Ak nie pre toto komplexné zloženie plynový obal planéty, potom by jednoducho neexistoval život a dokonca ani možnosť jeho vzniku.

Prvé pokusy o štúdium tejto časti okolitého sveta robili už starí Gréci, no vo svojich záveroch nemohli zájsť príliš ďaleko, keďže nemali potrebnú technickú základňu. Nevideli hranice rôznych vrstiev, nemohli merať ich teplotu, študovať ich zloženie komponentov atď.

Väčšinou len poveternostné podmienky podnietil najprogresívnejšie mysle, aby si mysleli, že viditeľná obloha nie je taká jednoduchá, ako sa zdá.

Predpokladá sa, že štruktúra moderného plynového obalu okolo Zeme bola vytvorená v troch etapách. Najprv tu bola prvotná atmosféra vodíka a hélia zachytená z vesmíru.

Potom sopečné erupcie naplnili vzduch masou ďalších častíc a vznikla sekundárna atmosféra. Po prejdení všetkých základných chemických reakcií a procesov relaxácie častíc nastala súčasná situácia.

Vrstvy atmosféry v poradí od povrchu Zeme a ich charakteristiky

Štruktúra plynového obalu planéty je pomerne zložitá a rôznorodá. Pozrime sa na to podrobnejšie, postupne sa dostávame na najvyššie úrovne.

Troposféra

Okrem hraničnej vrstvy je troposféra najnižšou vrstvou atmosféry. Rozprestiera sa do výšky približne 8-10 km nad zemským povrchom v polárnych oblastiach, 10-12 km v. mierne podnebie a v tropických častiach - o 16-18 kilometrov.

Zaujímavý fakt: táto vzdialenosť sa môže líšiť v závislosti od ročného obdobia - v zime je o niečo menšia ako v lete.

Vzduch troposféry obsahuje hlavnú životodarnú silu pre všetok život na Zemi. Obsahuje asi 80% všetkých dostupných atmosférický vzduch, viac ako 90 % vodnej pary, práve tu vznikajú oblaky, cyklóny a iné atmosférické javy.

Je zaujímavé všimnúť si postupný pokles teploty, keď stúpate z povrchu planéty. Vedci vypočítali, že na každých 100 m nadmorskej výšky sa teplota zníži asi o 0,6-0,7 stupňa.

Stratosféra

Ďalšou najdôležitejšou vrstvou je stratosféra. Výška stratosféry je približne 45-50 kilometrov. Začína sa na 11 km a už tu panujú mínusové teploty dosahujúce až -57°C.

Prečo je táto vrstva dôležitá pre ľudí, všetky živočíchy a rastliny? Práve tu v nadmorskej výške 20-25 kilometrov ozónová vrstva– odďaľuje ultrafialové lúče vychádzajúce zo slnka a znižuje ich deštruktívne účinky na flóru a faunu na prijateľnú úroveň.

Je veľmi zaujímavé poznamenať, že stratosféra pohlcuje mnoho druhov žiarenia, ktoré prichádza na Zem zo Slnka, iných hviezd a vesmíru. Energia prijatá z týchto častíc sa využíva na ionizáciu tu nachádzajúcich sa molekúl a atómov a objavujú sa rôzne chemické zlúčeniny.

To všetko vedie k takému slávnemu a farebnému fenoménu, akým je polárna žiara.

mezosféra

Mezosféra začína asi na 50 a siaha do 90 kilometrov. Gradient, čiže teplotný rozdiel so zmenami nadmorskej výšky tu už nie je taký veľký ako v nižších vrstvách. Na horných hraniciach tejto škrupiny je teplota asi -80 °C. Zloženie tejto oblasti zahŕňa približne 80 % dusíka a 20 % kyslíka.

Je dôležité poznamenať, že mezosféra je akousi mŕtvou zónou pre akékoľvek lietajúce zariadenia. Lietadlá tu nemôžu lietať, pretože vzduch je príliš riedky a satelity nemôžu lietať v takej nízkej výške, pretože hustota vzduchu, ktorý majú k dispozícii, je veľmi vysoká.

Ďalší zaujímavá charakteristika mezosféra - Tu zhoria meteority, ktoré zasiahnu planétu.Štúdium takýchto vrstiev vzdialených od Zeme sa uskutočňuje pomocou špeciálnych rakiet, ale účinnosť procesu je nízka, takže znalosť regiónu zostáva veľmi žiaduca.

Termosféra

Ihneď potom, čo príde uvažovaná vrstva termosféra, ktorej nadmorská výška v kilometroch dosahuje až 800 km. V niektorých ohľadoch je to takmer otvorený priestor. Tu dochádza k agresívnemu vplyvu kozmického žiarenia, žiarenia, slnečného žiarenia.

To všetko dáva vznik tak nádhernému a nádhernému úkazu, akým je polárna žiara.

Najnižšia vrstva termosféry sa zahrieva na teploty približne 200 K alebo viac. Deje sa tak v dôsledku elementárnych procesov medzi atómami a molekulami, ich rekombinácie a žiarenia.

Horné vrstvy sa zahrievajú v dôsledku magnetických búrok, ktoré sa tu vyskytujú, elektrické prúdy, ktoré sa v tomto prípade generujú. Teplota vrstvy je nerovnomerná a môže veľmi výrazne kolísať.

Väčšina letov prebieha v termosfére umelé satelity, balistické telá, stanice s posádkou atď. Vykonávajú sa tu aj štartovacie testy. rôzne druhy zbrane, rakety.

Exosféra

Exosféra, alebo ako sa nazýva aj rozptylová sféra, je najvyššia úroveň našej atmosféry, jej hranica, za ňou nasleduje medziplanetárna priestor. Exosféra začína vo výške približne 800-1000 kilometrov.

Husté vrstvy sú zanechané a vzduch je tu extrémne riedky; všetky častice, ktoré vstupujú zvonku, sú jednoducho odnesené do vesmíru kvôli veľmi slabému účinku gravitácie.

Táto škrupina končí vo výške približne 3000-3500 km a už tu nie sú takmer žiadne častice. Táto zóna sa nazýva blízkovesmírne vákuum. To, čo tu neprevláda, nie sú jednotlivé častice v normálnom stave, ale plazma, najčastejšie úplne ionizovaná.

Význam atmosféry v živote Zeme

Takto vyzerajú všetky hlavné úrovne atmosféry našej planéty. Jeho podrobná schéma môže zahŕňať aj iné regióny, ale tie sú druhoradé.

Je dôležité si to všimnúť Atmosféra hrá rozhodujúcu úlohu pre život na Zemi. Veľa ozónu v jeho stratosfére umožňuje flóre a faune uniknúť pred smrtiacimi účinkami žiarenia a žiarenia z vesmíru.

Tu sa tiež vytvára počasie, vyskytujú sa všetky atmosférické javy, vznikajú a umierajú cyklóny a vetry a vytvára sa ten či onen tlak. To všetko má priamy vplyv na stav ľudí, všetkých živých organizmov a rastlín.

Najbližšia vrstva, troposféra, nám dáva možnosť dýchať, saturuje všetko živé kyslíkom a umožňuje im žiť. Aj malé odchýlky v štruktúre a zložení zložiek atmosféry môžu mať najškodlivejší vplyv na všetko živé.

Preto sa teraz rozbehla takáto kampaň proti škodlivým emisiám z áut a výroby, environmentalisti bijú na poplach o hrúbke ozónovej vrstvy, Strana zelených a iní podobní sa zasadzujú za maximálnu ochranu prírody. Len tak sa dá predĺžiť normálny život na zemi a nerobiť ho klimaticky neúnosným.