Узнать цену работы
Статьи по теме

Строение атмосферы

Тропосфера

Стратосфера

Мезосфера

Термосфера

Экзосфера

Термин «атмосфера» имеет греческое происхождение, представляет собой синтез двух слов: atmos — пар и sphaira — шар. Современная наука под атмосферой понимает газовую оболочку какой-либо планеты, связанную с ней силами притяжения. Как и другие планеты, Земля окружена слоями воздушных масс, которые организованы определенным образом вокруг ее поверхности. Современный состав воздуха формировался постепенно. Общепризнанной считается версия формирования газового состава атмосферы за счет выхода газов из недр планеты посредством сейсмической и вулканической активности.

В силу воздействия на частицы воздуха гравитационных сил Земли, ее воздушная оболочка имеет неоднородное строение. В ней можно условно выделить слои, отличающиеся друг от друга по ряду параметров их физико-химических свойств: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу. Каждый из слоев рассмотрим более детально, с указанием газового состава и ключевых особенностей.

Тропосфера

Характерным признаком этого слоя следует считать конвекцию - явление циркуляции пластов воздуха с разными физическими свойствами, главным образом, температуры. Дело в том, что нижние слои воздуха прогреваются за счет излучения тепла поверхностью земли. Согласно законам физики, они перемещаются вверх и их место занимает более холодный воздух. Именно за счет наличия конвективных, а также турбулентных явлений тропосфера получила такое название (греческое слово“tropos”– перемена, изменение). Отрицательный температурный градиент - еще один признак тропосферы: каждые 100 метров высоты соответствуют снижению температуры приблизительно на 0.6-0.7 o С.

Фактом наличия здесь конвекции и турбулентности, а также сосредоточение основной массы водяных паров можно объяснить формирование в тропосфере облаков, гроз, осадков.

Самому нижнему, непосредственно прилежащему к земле, условному слою тропосферы толщиной 1.5-2 км дано название приземного пограничного слоя. В нем непосредственно формируются специфические типы воздушных масс над крупными частями континентов и мирового океана.

Тропосферный слой имеет неодинаковую толщину: от 8 км над полюсами земли до 18-20 км над областью экватора. Различная толщина слоя обусловлена сильным влиянием свойств подлежащей поверхности.

Действие гравитационных сил на воздушные частицы здесь максимально, что обуславливает сосредоточение основной массы (около 80%) всех атмосферных частиц именно в тропосфере.

Именно тропосферное, максимальное среди всех прочих слоев давление в 1000 миллибар принято за эталон одной атмосферы (1 атм = 1013 миллибар).

Стратосфера

Занимает пространство между так называемой тропопаузой, в которую постепенно переходит тропосфера на уровне 8-18 км, и стратопаузой, соответствующей высоте в 50-55 км над уровнем земной поверхности.

Тропопаузой называют слой атмосферы, где прекращается снижение температуры, где уже не наблюдается отрицательный температурный градиент в 0.6о /100 м, столь характерный для тропосферы. Еще на протяжении 10-15 км вверх температура остается стабильно отрицательной, а на уровне приблизительно равном 25 км над поверхностью земли она начинает повышаться, достигая максимума в 0,5 - 1 0 С на уровне приблизительно 38 - 40 км. Эта инверсия температуры обусловлена прогрессивным падением величины атмосферного давления в стратосфере по мере отдаления от земли, что объясняет появление здесь нового газа - озона, поглощающего энергию солнечного излучения,. Поглощение лучистой энергии приводит к нагреву воздушных масс. После достижения обозначенного максимума, температура на протяжении нескольких километров остается постоянной. Эту описанную переходную к мезосфере зону и называют стратопаузой, служащей условной верхней границей слоя.

Мезосфера

Находится на высоте 50-85 км над поверхностью Земли. Внутри слоя происходит дальнейшее прогрессивное падение атмосферного давления, снижение температуры с отрицательным градиентом приблизительно в 0.2-0.3 o / 100 м. Плотность газов воздуха в пару сотен раз ниже тропосферных значений. Воздух разрежен настолько, что передвижение здесь на реактивных самолетах уже не представляется возможным. Именно на уровне мезосферы разрушается большая часть метеоритов, что обусловлено возгоранием от сил трения газов воздуха атмосферы о твердое тело метеорита.

В верхних слоях мезосферы температура воздуха достигает отрицательной величины равной приблизительно — 140 o С.

Термосфера

Условные границы данного слоя простираются от уровня в 80-90 км до 800 км над поверхностью земного шара.

В пределах термосферы проходит условная линия Кармана (высота, равная 100 километрам над уровнем моря). Пересечение этого уровня принято считать выходом в космос. В термосфере, как правило, проходят орбиты искусственных спутников Земли. Однако отметка в 100 км признается не всеми: в Соединенных Штатах Америки, к примеру, границей с открытым космосом считается отметка высоты в 122 километра, потому как на этом уровне американскими исследователями была зафиксирована остановка реактивных двигателей самолетов-истребителей..

Под влиянием ультрафиолетового и ионизирующего излучений здесь происходит распад молекул с образованием ионов и частиц свободных радикалов, развиваются мощные электрические явления, что сопровождается выделением света в виде вспышек. Видимое при определенных условиях с поверхности Земли, данное явление получило название Северного сияния.

Экзосфера

Предельно разреженный воздух по своему газовому составу уже ничем не напоминает земной. Представлен, в основном, атомарный водородом и гелием, встречаются отдельные атомы других химических элементов. Температурные значения превышают отметку в 2000 градусов по Цельсию.

Это зона утечки, или зона рассеивания газов воздуха в открытый космос. Рассеивание происходит за счет предельно высоких скоростей движения атомарных частиц.

Условными границами экзосферы принято считать уровень от 800 км над поверхностью Земли до 2500 — 3000 км.

Выше располагается зона ближнего космического вакуума, в составе которой, помимо атомарного водорода, находится космическая пыль, представленная, в основном, мелкими осколками сгоревших в слоях атмосферы метеоритов. Она образует так называемую «корону Земли», толщина которой достигает радиуса 100 000 километров.

Статьи на тему:

Атмосфера

Атмосферное давление

Температура воздуха

Узнать цену работы
Узнай цену
своей работы
Нужны оригинальность, уникальность и персональный подход?
Закажи свою оригинальную работу
УЗНАТЬ СТОИМОСТЬ