Главная Статьи Новости Обратная связь Форум                              Каталог статей 1   Каталог статей 2

 

Навигация

Случайная статья

Фазы Луны

19:21 15.Окт.2014

21:57 23.Окт.2014

02:40 31.Окт.2014

22:24 06.Ноя.2014


Rambler's Top100

Партнёры:

Сборник статей

Атмосфера

АТМОСФЕРА (от греч. atmos — пар + sphaira — шар) — газообразная оболочка, окружающая Землю, Солнце, некоторые другие планеты и звёзды. А. Земли — механическая смесь нескольких постоянных и переменных газовых ингредиентов, называемых воздухом, и содержащиеся в ней твёрдые и жидкие аэрозоли естественного и техногенного происхождения, облачные элементы, осадки.
В нижних слоях (до 100 км) незагрязнённой А. сохраняется постоянное соотношение основных газовых ингредиентов атмосферного воздуха: 78% азота, 21% кислорода, менее 1% аргона; остальные газы (углекислый газ, неон, гелий, криптон, водород, ксенон) содержатся в существенно меньших количествах, причём содержание углекислого газа (СО,) в А. подвержено колебаниям в зависимости от территории, времени года, и прежде всего от процессов фотосинтеза (т.е. углеродного питания зелёных растений), а также результатов антропогенной деятельности. Так, при среднем содержании в А. СО, (по состоянию на нач. 2000-х гг.) 0,033%, в Антарктиде оно составляет ок. 0,02%. Масса Атмосферы ок. 0,005-10'1 кг, или Шь% от массы Земли. Давление и плотность А. убывают с высотой. Около половины всей массы воздуха сосредоточено в нижнем 5-километровом слое, 90% — в 20-километровом слое. Плотность А. у поверхности ок. 1,2 кг/м3, с высотой она постепенно убывает (примерно в 10 раз на каждые 16 км до выс. ~ 120 км), и А. без резкой границы постепенно переходит в межпланетное пространство. Верхним пределом А. условно принимается высота ок. 20000 км. А. делится на слои, различающиеся по температуре, ионизации молекул и другим физическим и химическим свойствам. По газовому составу А. можно разделить на две части — нижнюю — гомосферу, характеризующуюся одинаковым соотношением газовых компонентов, и верхнюю — Гете росферу, в которой по мере удаления от земной поверхности меняется газовый состав воздуха, начинают преобладать лёгкие газы - водород, гелий и убывать тяжелые — ксенон, криптон и др., т.е. происходит гравитационное разделение газов. Процесс осложняется влиянием жёсткого ультрафиолетового излучения Солнца вызывающего диссоциацию молекул некоторых газов. Границу между гетеросферой и гомосферой определяют на высоте ок. 100 км. На высотах 10—50 км в результате фотохимической диссоциации кислород начинает превращаться в атомарный, атомы кислорода, присоединяясь к не распавшимся молекулам 0„ образуют трёхатомный — озон. Формируется озоносфера с максимумом содержания 03 в слое 20—25 км, играющая важную роль в радиционном балансе А. и экранирующая коротковолновую часть солнечного излучения (УФ излучение с длинами волн менее 300 нм), вредного для живых организмов. На высоте 200 км число атомов кислорода сравнивается с числом молекул азота, а аргона уже нет. Выше 1000 км Атмосфера состоит, в основном, из атомарного водорода и гелия. С этих высот начинается интенсивный процесс диссипации атмосферных газов (рассеяния их в межпланетное пространство).
АтмосфераПо температурной стратификации А. подразделяют на слои, определяемые характером происходящих в них процессов теплообмена. Нижний слой - тропосфера - имеет высоту над полюсами 8—9 км, в умеренных широтах 10—12 км и в тропиках 15-17 км. В ней находится примерно 80% всей массы атмосферного воздуха, преобладающая масса водяного пара, развиваются погодные процессы (возникают все основные виды облаков, образуются циклоны и антициклоны, воздушные массы и фронты, выпадают осадки). В тропосфере происходит значительный вертикальный турбулентный тепло- и влагообмен. Нижний слой А., прилегающий к земной поверхности, прогревается в основном от неё, поэтому в тропосфере температура воздуха с высотой убывает. Средняя температура в приэкваториальных широтах падает от 26°С у земной поверхности до -80°С на верхней границе тропосферы; в умеренных широтах, соответственно, от 3°С до -56°С, над Северным полюсом - около -23°С и -60°С. Верхний слой тропосферы - тропопауза имеет толщину 1—2 км. В тропопаузе температура с высотой не меняется, либо слабо растёт. Выше расположена стратосфера, в которой, до ее верхней границы на высоте 50-55 км температура растет, причём, начиная с высот ок. 35 км, происходит наиболее значительный её рост, достигающий на верхней границе 0°С. Этот верхний слой — стратопауза является переходным от стратосферы к м е -зосфере, которая простирается над стратосферой до 80—85 км, где располагается мезопауза. Мезосфера характеризуется понижением температуры по мере роста высоты; на уровне мезо-паузы температура воздуха около -70°С. В слоях А. (по мезосферу включительно) содержится более чем 99,5% массы всей Атмосферы.
Над мезосферой расположена т е р м о - сфера, являющаяся самым протяженным слоем А. В нём температура растёт и на высоте ок. 300 км её значения могут превышать 1500°С. Формирование теплового режима в термосфере обусловлено радиационными процессами.
Выше 500 км находится экзосфера, в которой преобладают лёгкие атомы гелия (на выс. ~ 1000 км) и водорода (на выс. ~ 5000 км) и происходит их диссипация. В экзосфере формируется земная корона.
В термосфере и экзосфере максимально влияние космических излучений, рентгеновской и коротковолновой радиации Солнца. Это ведёт к образованию молекулярных и атомарных ионов кислорода, азота и других газов, свободных электронов, которые, начиная с высоты 50—80 км, и в области околоземного пространства, занятого геомагнитным полем, образуют слои ионизированной плазмы с большой электропроводностью. Эти слои формируют ионосферу Земли и её внешнюю часть - магнитосферу. В ионосфере происходит интенсивное поглощение, отражение и преломление радиоволн различной длины. Состояние ионосферы определяет условия радиосвязи как на поверхности Земли, так и за пределами земной А, в ионосфере возникают полярные сияния и ионосферные магнитные бури. Электромагнитное излучение Солнца и других космических источников на всех длинах волн X в той или иной мере поглощается А. Исключение составляют т.н. окна прозрачности оптического и радио-диапазонов (0,3 мкм <Х<5,2 мкм) и (1 мм <Х<30 м). Из других видов космической радиации не поглощается только нейтрино.
По специфике физико-химических процессов, происходящих в А., стратосфера частично совпадает с озоносфе-рой, а термосфера и экзосфера - с ионосферой.
Свойства А. уникальны, поскольку её наличие играет определяющю роль в развитии жизни на Земле. Она защищает поверхность Земли от разрушительного действия метеоритов, большая часть которых сгорает при вхождении в плотные слои А., частично поглощает и рассеивает солнечную радиацию, в т.ч. задерживает большую часть ультрафиолетового излучения Солнца, поглощает и сама испускает длинноволновую инфракрасную радиацию. Между А. и земной поверхностью происходит постоянный обмен теплом и влагой, что вместе с циркуляцией А. составляет основные климато-образующие процессы. А. — активный агент физических процессов, происходящих на поверхности Земли (выветривание, морские течения и др.). но устойчивость А. в отношении существования биологических объектов при тепловых, химических, радиационных и других антропогенных воздействий на её состав (углекислый газ, водяной пар, озон) и тепловой режим ограничена. Имеется реальная и возрастающая опасность необратимых изменений Атмосферы. Устранение такой опасности (далеко не всеми осознанной) является одной из важнейших глобальных проблем 21 в.


При любом использовании материалов сайта, гиперссылка (hyperlink) на http://astro.wx1.ru/ обязательна.
Кравцов Виктор © 2007-2010