Строение атмосферы
16.06.2015

Атмосферу делят на пять сфер, различающихся между собой прежде всего по температуре. Сферы разделены переходными слоями — паузами (табл. 7).
Тропосфера — нижний слой атмосферы, содержащий около 3/4 всей ее массы. В тропосфере находится почти весь водяной пар атмосферы. Верхняя граница ее достигает наибольшей высоты — 17 км — на экваторе и снижается к полюсам до 8—10 км. В умеренных широтах средняя высота тропосферы — 10—12 км. Колебания верхней границы тропосферы зависят от температуры: зимой эта граница выше, летом ниже; в течение суток колебания ее могут достигать нескольких километров.
Температура в тропосфере от земной поверхности до тропопаузы понижается в среднем на 0,6° на каждые 100 м. В тропосфере происходит непрерывное перемешивание воздуха, образуются облака, выпадают осадки. В горизонтальном переносе воздуха преобладают движения с запада на восток.
Нижний слой атмосферы, примыкающий непосредственно к земной поверхности, называют приземным слоем. Физические процессы в этом слое под влиянием земной поверхности отличаются своеобразием. Здесь особенно резко выражены изменения температуры в течение суток и в течение года.

Строение атмосферы

Тропопауза — переходный слой от тропосферы к стратосфере. Высота тропопаузы и ее температура изменяются в зависимости от широты. От экватора к полюсам тропопауза снижается, причем это снижение происходит неравномерно: около 30—40° северной и южной широты наблюдается разрыв тропопаузы. В результате она как бы делится на тропическую и полярную части, находящиеся на широте 35—40° одна над другой. Чем выше тропопауза, тем ниже ее температура. Исключение составляют полярные районы, где тропопауза низкая и холодная. Самая низкая температура, зарегистрированная в тропопаузе, -92°.
Стратосфера отличается от тропосферы большей разреженностью воздуха, почти полным отсутствием водяного пара, сравнительно большим содержанием озона, достигающим максимальной концентрации на высоте 22—26 км. Температура в стратосфере с высотой возрастает очень медленно. На нижней границе стратосферы над экватором температура весь год около -76°, в северной полярной области в январе -64, -68°, в июле -42, -43°. Различия в температуре вызывают перемещения воздуха. Скорость ветров в стратосфере достигает 340 км/час.
В средней стратосфере (20—26 км) возникают тонкие облака — перламутровые, состоящие из кристалликов льда и капель переохлажденной воды.
В стратопаузе температура равна приблизительно 0°.
Мезосфера характеризуется значительными изменениями температуры с высотой. До высоты 60 км температура повышается и достигает +20°, на верхней границе сферы температура понижается до -75°.
На высоте 75—80 км падение температуры сменяется новым повышением. Летом на этой высоте образуются блестящие, тонкие облака — серебристые, состоящие, вероятно, из переохлажденного водяного пара.
Движение серебристых облаков свидетельствует о большой изменчивости направления и скорости движения воздуха (от 60 до нескольких сотен километров в час), особенно заметно проявляющейся в периоды, переходные от одного сезона к другому.
Строение атмосферы

В термосфере (ионосфере) температура с высотой повышается, достигая на верхней границе +1000°. Скорости движения частичек газов огромны, но при крайней разреженности пространства столкновения их очень редки.
Наряду с нейтральными частицами в термосфере содержатся свободные электроны и ионы. В одном кубическом сантиметре объема их многие сотни и тысячи, а в слоях максимальной плотности — миллионы. Термосфера — сфера разреженного ионизированного газа, состоящая из серии слоев. Выделяются четыре основных слоя: Д (на высоте 80 км), E (110 км), F1 (120 км) и F2 (250—400 км).
Кроме того, возникают дополнительные слои, имеющие иногда очень большую плотность ионизации. Ионизированные слои, отражающие, поглощающие и преломляющие радиоволны, оказывают огромное влияние на радиосвязь. Слои ионизации особенно хорошо выражены днем. Слой E ночью практически отсутствует, a F1 и F2 сливаются в один слой. Временами слои испытывают вертикальные движения со скоростью 40—80 м/сек. Ионизация делает термосферу электропроводящей, и в ней текут мощные электрические токи.
Движение частиц в нижней части термосферы (до 200 км) напоминает их движение в более низких слоях атмосферы. Выше 400 км преимущественное влияние оказывает геомагнитное поле и облака заряженных частиц, вытянутые в направлении магнитных силовых линий, перемещаются со скоростью сотен километров в час.
В термосфере в зависимости от солнечной активности сильно изменяются плотность и температура (в полярных широтах плотность — в сто раз, температура — на сотни градусов). С деятельностью Солнца связано возникновение в термосфере полярных сияний.
Экзосфера — самая верхняя (внешняя) сфера — сфера рассеяния, из которой газы могут уходить в межпланетное пространство. Она еще очень мало изучена. Предполагают, что температура в экзосфере возрастает до 2000°; редкие, быстро двигающиеся (со скоростью в несколько тысяч километров в секунду) частицы почти не сталкиваются друг с другом.
Экзосфера теряет преимущественно атомы водорода, господствующего в высоких (выше 2000 км) слоях экзосферы. Водород, ускользающий из экзосферы, образует вокруг Земли так называемую земную корону, простирающуюся до высоты 20 000 км. Плотность газа в короне ничтожна.
Первичная атмосфера образовалась за счет газов, выделявшихся в процессе формирования планеты из вещества, вошедшего в состав Земли. При разогревании Земли легкие газы улетучились из первичной земной атмосферы. В дальнейшем основное значение в изменении состава атмосферы имели возникновение и развитие жизни на Земле.
Роль атмосферы в жизни Земли огромна. Она предохраняет земную поверхность от летящих к ней метеоритов, поглощает губительное для всего живого ультрафиолетовое излучение Солнца; задерживает длинноволновое тепловое излучение Земли, создавая благоприятные для жизни тепловые условия на земной поверхности. В атмосфере переносится влага, образуются облака и осадки. Без атмосферы жизнь не существовала бы на Земле в привычных для нас формах.
В течение года вся атмосфера не один раз проходит через живые организмы в процессе дыхания животных и питания растений. Происходит непрерывный кругооборот, определяющий современный состав атмосферы и его изменения. Атмосфера — среда развития организмов на Земле и продукт их жизнедеятельности. Она испытывает влияние процессов, происходящих на земной поверхности, внутри Земли и в космическом пространстве.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Введите два слова, показанных на изображении: *