Кожна грамотна людина повинна знати не тільки те, що планету оточує атмосфера із суміші всіляких газів, а й те, що існують різні верстви атмосфери, які розташовуються на неоднаковому віддаленні поверхні Землі.

Спостерігаючи на небі, ми не бачимо ні його складного пристрою, ні неоднорідного складу, ні інших прихованих від очей речей. Але саме завдяки складному та багатокомпонентному складу повітряного шару, навколо планети на ній і існують такі умови, які дозволили виникнути тут життю, розцвісти рослинності, з'явитися всьому тому, що тут будь-коли.

Знання про предмет розмови дає людям вже 6 клас у школі, але дехто до нього ще не довчився, а дехто був там так давно, що вже все забув. Проте кожна освічена людина повинна знати, з чого складається світ навколо неї, особливо та її частина, від якої безпосередньо залежить сама можливість її нормального життя.

Як називається кожен із шарів атмосфери, на якій висоті він знаходиться, яку роль відіграє? Всі ці питання будуть розглянуті нижче.

Будова атмосфери Землі

Дивлячись на небо, особливо коли воно абсолютно безхмарно, дуже складно навіть припустити, що воно має таку складну і багатошарову структуру, що температура там на різних висотах дуже відрізняється, і що саме там, у висоті, відбуваються найважливіші процеси для всієї флори та фауни на землі.

Якби не такий складний склад газового покриву планети, то тут просто не було б жодного життя і навіть можливості для її зародження.

Перші спроби вивчити цю частину навколишнього світу були зроблені ще древніми греками, але ті не могли зайти у своїх висновках занадто далеко, тому що не мали необхідної технічною базою. Вони бачили межі різних верств, було неможливо виміряти їх температуру, вивчити компонентний склад тощо.

Здебільшого лише погодні явища наштовхували найпрогресивніші уми на міркування про те, що видиме небо не таке просте, як здається.

Вважається, що структура сучасної газової оболонки навколо Землі утворилася три етапи.Спочатку була первинна атмосфера з водню та гелію, захоплених із космічного простору.

Потім виверження вулканів наповнило повітря безліччю інших частинок, і виникла вторинна атмосфера. Після проходження всіх основних хімічних реакційта процесів релаксації частинок, виникла нинішня ситуація.

Шари атмосфери по порядку від поверхні землі та їх характеристика

Структура газової оболонки планети досить складна та різноманітна. Розглянемо її докладніше, поступово дійшовши на верхніх рівнів.

Тропосфера

Якщо не брати до уваги прикордонний шар, тропосфера є найнижчим шаром атмосфери. Розширюється вона на висоту приблизно 8-10 км над поверхнею землі в полярних регіонах, на 10-12 км у помірному кліматі, а в тропічних частинах – на 16-18 кілометрів.

Цікавий факт:ця відстань може змінюватися залежно від пори року – взимку вона дещо менша, ніж улітку.

Повітря тропосфери містить у собі основну цілющу силу для всього живого землі.Тут міститься близько 80% всього наявного атмосферного повітря, понад 90% водяної пари, саме тут утворюються хмари, циклони та інші атмосферні явища.

Цікаво відзначити поступове зниження температури під час підняття від поверхні планети. Вчені підрахували, що на кожних 100 м висоти температура зменшується приблизно на 0,6-0,7 градусів.

Стратосфера

Наступний найважливіший прошарок - стратосфера. Висота стратосфери становить приблизно 45-50 км.Починається вона з 11 км, і тут уже переважають негативні температури, досягаючи цілих -57°С.

Чим важливий цей шар для людини, всіх тварин та рослин? Саме тут, на висоті 20-25 кілометрів, знаходиться озоновий шар - він затримує ультрафіолетові промені, що походять від сонця, і зменшує їх руйнівний вплив на флору і фауну до прийнятного значення.

Дуже цікаво відзначити, що стратосфера поглинає багато типів випромінювання, які йдуть на землю від сонця, інших зірок та космічного простору. Отримана енергія від цих частинок йде на іонізацію молекул і атомів, що знаходяться тут, з'являються різні хімічні сполуки.

Все це призводить до такого відомого та яскравого явища, як північне сяйво.

Мезосфера

Мезосфера починається приблизно з 50 і тягнеться до 90 кілометрів.Градієнт, або перепад температури зі зміною висоти, тут не настільки великий, як у нижніх шарах. У верхніх межах цієї оболонки температура дорівнює близько -80°С. Склад цієї області включає приблизно 80% азоту, а також 20% кисню.

Мезосфера - свого роду мертва зона для будь-яких літальних пристроїв. Літаки не можуть тут літати, тому що повітря надмірно розріджене, супутники ж на такій низькій висоті не літають, так як для них щільність повітря дуже велика.

Ще одна цікава характеристикамезосфери – саме тут згоряють метеорити, що налітають на планету.Вивчення таких віддалених від землі шарів відбувається за допомогою спеціальних ракет, але ефективність процесу невелика, тому вивчення регіону залишає бажати кращого.

Термосфера

Відразу після розглянутого шару йде термосфера, висота в км якої простягається на цілих 800 км.До певної міри це вже майже відкритий космос. Тут спостерігається агресивна дія космічного випромінювання, радіації, сонячного випромінювання.

Все це породжує таке чудове явище, як полярне сяйво.

Найнижчий шар термосфери нагрівається до температури приблизно 200 К і більше. Відбувається це завдяки елементарним процесам між атомами та молекулами, їх рекомбінацією та випромінювання.

Верхні шари ж нагріваються завдяки протікаючим тут магнітним бурям, електричним струмамякі при цьому генеруються. Температура шару нерівномірна і може дуже значно коливатися.

У термосфері відбувається політ більшості штучних супутників, балістичних тіл, пілотованих станцій і т.д.

Також тут проводяться випробування запусків різної зброї, ракет.

Екзосфера Екзосфера, або як вона ще називається сфера розсіювання, — це найвищий рівень нашої атмосфери, її межа, за якою слідує міжпланетна. космічний простір

Починається екзосфера з висоти приблизно 800-1000 кілометрів.

Щільні шари залишилися позаду і тут повітря гранично розріджене, будь-які частинки, що потрапили з боку, просто відносяться в космос в силу дуже слабкої дії сили гравітації.Закінчується ця оболонка на висоті приблизно 3000-3500 км.

, і тут майже немає ніяких частинок. Ця зона називається близькокосмічним вакуумом. Тут переважають не окремі частинки у своєму звичайному стані, а плазма, найчастіше повністю іонізована.

Значення атмосфери у житті Землі

Ось так виглядають усі основні рівні устрою атмосфери нашої планети. Детальна її схема може включати й інші регіони, але вони мають другорядне значення. Важливо, щоБагато озону в її стратосфері дозволяють флорі та фауні рятуватися від убивчої дії радіації та випромінювання з космосу.

Також саме тут формується погода, відбуваються всі атмосферні явища, зароджуються та вмирають циклони, вітри, встановлюється той чи інший тиск. Все це має прямий вплив на стан людини, всіх живих організмів та рослин.

Найближчий шар, тропосфера, дає можливість дихати, насичує киснем все живе і дозволяє йому жити. Навіть невеликі відхилення в структурі та компонентному складі атмосфери здатні згубно вплинути на все живе.

Саме тому зараз розгорнулася така кампанія проти шкідливих викидіввід авто та виробництва, екологи б'ють на сполох з приводу товщини озонної кулі, партія Зелених і їй подібні борються за максимальне збереження природи. Тільки так можна продовжити нормальне життя на землі і не зробити його нестерпним у кліматичному плані.

Всі, хто літав літаком, звикли до такого повідомлення: «наш політ проходить на висоті 10 000 м, температура за бортом - 50 °С». Здається нічого особливого. Що далі від нагрітої Сонцем поверхні Землі, то холодніше. Багато хто думає, що зниження температури з висотою йде безперервно і поступово температура падає, наближаючись до температури космосу. До речі, так думали вчені аж до кінця 19 століття.

Розберемося докладніше із розподілом температури повітря над Землею. Атмосферу поділяють кілька шарів, які й відбивають насамперед характер зміни температури.

Нижній шар атмосфери називається тропосферою, що означає „сфера повороту”. Усі зміни погоди та клімату є результатом фізичних процесів, що відбуваються саме у цьому шарі. Верхня межа цього шару розташовується там, де зменшення температури з висотою змінюється її зростанням, приблизно на висоті 15-16 км над екватором і 7-8 км над полюсами. Як і сама Земля, атмосфера під впливом обертання нашої планети теж дещо сплющена над полюсами і розбухає над екватором. Однак цей ефект виражений в атмосфері значно сильніше, ніж у твердій оболонці Землі. У напрямку поверхні Землі до верхньої межі тропосфери температура повітря знижується. Над екватором мінімальна температура повітря становить близько -62°С, а над полюсами -45°С. У помірних широтах понад 75% маси атмосфери перебуває у тропосфері. У тропіках у межах тропосфери перебуває близько 90% маси атмосфери.

У 1899 р. у вертикальному профілі температури на певній висоті було виявлено її мінімум, а потім температура трохи підвищувалася. Початок цього підвищення означає перехід до наступного шару атмосфери. стратосфері, що означає „сфера шару". Термін стратосфера означає і відображає колишнє уявлення про єдиність шару, що лежить вище тропосфери. Стратосфера простягається до висоти близько 50 км над земною поверхнею. Особливістю її є, зокрема, різке підвищення температури повітря. Це підвищення температури пояснюють реакцією утворення озону — однією з основних хімічних реакцій, які у атмосфері.

Основна маса озону зосереджена на висотах приблизно 25 км, але в цілому шар озону є сильно розтягнутою по висоті оболонкою, що охоплює майже всю стратосферу. Взаємодія кисню з ультрафіолетовими променями — один із сприятливих процесів у земній атмосфері, які сприяють підтримці життя на Землі. Поглинання озоном цієї енергії запобігає надмірному надходженню її на земну поверхню, де створюється саме такий рівень енергії, який придатний для існування земних форм життя. Озоносфера поглинає частину променистої енергії через атмосферу. В результаті цього в озоносфері встановлюється вертикальний градієнт температури повітря приблизно 0,62°С на 100 м, тобто температура підвищується з висотою до верхньої межі стратосфери — стратопаузи (50 км), досягаючи, за деякими даними, 0 °С.

На висотах від 50 до 80 км. розташовується шар атмосфери, званий мезосферою. Слово „мезосфера” означає „проміжна сфера”, тут температура повітря продовжує знижуватися з висотою. Вище мезосфери, у шарі, що називається термосфероютемпература знову зростає з висотою приблизно до 1000°С, а потім дуже швидко падає до -96°С. Однак падає не безмежно, потім температура знову збільшується.

Термосферає першим шаром іоносфери. На відміну від згаданих раніше шарів, іоносфера виділена не за температурною ознакою. Іоносфера є областю, що має електричну природу, завдяки якій стають можливими багато видів радіозв'язку. Іоносферу ділять на кілька шарів, позначаючи їх літерами D, Е, F1 та F2 Ці шари мають особливі назви. Поділ на шари викликано декількома причинами, серед яких найважливіша - неоднаковий вплив шарів на проходження радіохвиль. Найнижчий шар, D, в основному поглинає радіохвилі і тим самим перешкоджає подальшому їхньому поширенню. Найкраще вивчений шар Е розташований на висоті приблизно 100 км. над земною поверхнею. Його називають також шаром Кеннеллі - Хевісайда за іменами американського та англійського вчених, які одночасно і незалежно один від одного виявили його. Шар Е, подібно до гігантського дзеркала, відображає радіохвилі. Завдяки цьому шару довгі радіохвилі проходять більш далекі відстані, ніж слід очікувати, якби вони поширювалися лише прямолінійно, не відбиваючись від шару Е. Аналогічні властивості має і шар F. Його називають також шаром Епплтона. Разом із шаром Кеннеллі-Хевісайда він відображає радіохвилі до наземних радіостанцій. Таке відображення може відбуватися під різними кутами. Шар Епплтона розташований на висоті близько 240 км.

Найзовніша область атмосфери, другий шар іоносфери, часто називається екзосферою. Цей термін свідчить про існування околиці космосу поблизу Землі. Визначити, де саме закінчується атмосфера і починається космос, важко, оскільки з висотою щільність атмосферних газів поступово зменшується і сама атмосфера плавно перетворюється майже на вакуум, в якому зустрічаються лише окремі молекули. Вже на висоті приблизно 320 км щільність атмосфери настільки мала, що молекули, не стикаючись один з одним, можуть проходити більше 1 км. Сама зовнішня частина атмосфери служить її верхньою межею, яка розташовується на висотах від 480 до 960 км.

Докладніше про процеси про атмосферу можна дізнатися на сайті «Земний клімат»

При 0 °C - 1,0048·10 3 Дж/(кг·К), C v - 0,7159·10 3 Дж/(кг·К) (при 0 °C). Розчинність повітря у воді (за масою) при 0 °C – 0,0036 %, при 25 °C – 0,0023 %.

Крім зазначених у таблиці газів, в атмосфері містяться Cl 2 , SO 2 , NH 3 , СО , O 3 , NO 2 , вуглеводні , HCl , , HBr , , пари , I 2 , Br 2 , а також і багато інших газів у незначних кількостях. У тропосфері постійно знаходиться велика кількість завислих твердих і рідких частинок (аерозоль). Найрідкіснішим газом у Земній атмосфері є радон (Rn).

Будова атмосфери

Прикордонний шар атмосфери

Нижній шар атмосфери примикає до Землі (товщиною 1-2 км) у якому вплив цієї поверхні безпосередньо впливає її динаміку.

Тропосфера

Її верхня межа знаходиться на висоті 8-10 км у полярних, 10-12 км у помірних та 16-18 км у тропічних широтах; взимку нижче, ніж улітку. Нижній, основний шар атмосфери містить понад 80% всієї маси атмосферного повітря і близько 90% всього водяної пари, що є в атмосфері. У тропосфері сильно розвинені турбулентність та конвекція, виникають хмари, розвиваються циклони та антициклони. Температура зменшується зі зростанням висоти із середнім вертикальним градієнтом 0,65°/100 м

Тропопауза

Перехідний шар від тропосфери до стратосфери, шар атмосфери, де припиняється зниження температури з висотою.

Стратосфера

Шар атмосфери, що знаходиться на висоті від 11 до 50 км. Характерна незначна зміна температури у шарі 11-25 км (нижній шар стратосфери) та підвищення її у шарі 25-40 км від −56,5 до 0,8° (верхній шар стратосфери чи область інверсії). Досягши на висоті близько 40 км. значення близько 273 К (майже 0 °C), температура залишається постійною до висоти близько 55 км. Ця область постійної температури називається стратопаузою і є межею між стратосферою та мезосферою.

Стратопауза

Прикордонний шар атмосфери між стратосферою та мезосферою. У вертикальному розподілі температури є максимум (близько 0 °C).

Мезосфера

Мезосфера починається на висоті 50 км і тягнеться до 80-90 км. Температура з висотою знижується із середнім вертикальним градієнтом (0,25-0,3)°/100 м. Основним енергетичним процесом є променистий теплообмін. Складні фотохімічні процеси з участю вільних радикалів, коливально збуджених молекул тощо. буд. обумовлюють світіння атмосфери.

Мезопауза

Перехідний шар між мезосферою та термосферою. У вертикальному розподілі температури має місце щонайменше (близько -90 °C).

Лінія Карману

Висота над рівнем моря, яка умовно приймається як межа між атмосферою Землі та космосом. Відповідно до визначення ФАІ, лінія Кармана знаходиться на висоті 100 км над рівнем моря.

Термосфера

Верхня межа – близько 800 км. Температура зростає до висот 200-300 км, де досягає значень порядку 1226,85 °C, після чого залишається майже постійною до висот. Під дією сонячної радіації та космічного випромінювання відбувається іонізація повітря («полярні сяйва») – основні області іоносфери лежать усередині термосфери. На висотах понад 300 км. переважає атомарний кисень. Верхня межа термосфери значною мірою визначається поточною активністю Сонця. У періоди низької активності - наприклад, у 2008-2009 р. - відбувається помітне зменшення розмірів цього шару.

Термопауза

Область атмосфери, що прилягає зверху до термосфери. У цій галузі поглинання сонячного випромінювання незначне, і температура фактично не змінюється з висотою.

Екзосфера (сфера розсіювання)

До висоти 100 км атмосфера є гомогенною добре перемішаною сумішшю газів. У більш високих шарах розподіл газів за висотою залежить від їх молекулярних мас, концентрація більш важких газів зменшується швидше при віддаленні поверхні Землі. Внаслідок зменшення щільності газів температура знижується від 0 °C у стратосфері до −110 °C у мезосфері. Однак кінетична енергіяокремих частинок на висотах 200-250 км. відповідає температурі ~150 °C. Понад 200 км спостерігаються значні флуктуації температури та щільності газів у часі та просторі.

На висоті близько 2000-3500 км екзосфера поступово переходить у так званий ближньокосмічний вакуум, що заповнений сильно розрідженими частинками міжпланетного газу, головним чином атомами водню. Але цей газ є лише частиною міжпланетної речовини. Іншу частину складають пилоподібні частинки кометного та метеорного походження. Окрім надзвичайно розріджених пилоподібних частинок, у цей простір проникає електромагнітна та корпускулярна радіація сонячного та галактичного походження.

Огляд

Перед тропосфери припадає близько 80 % маси атмосфери, частку стратосфери - близько 20 %; маса мезосфери - трохи більше 0,3 %, термосфери - менше 0,05 % від загальної маси атмосфери.

На підставі електричних властивостей у атмосфері виділяють нейтросферуі іоносферу .

Залежно від складу газу в атмосфері виділяють гомосферуі гетеросферу. Гетеросфера- це область, де гравітація впливає поділ газів, оскільки їх перемішування такий висоті незначно. Звідси випливає змінний склад гетеросфери. Нижче лежить добре перемішана, однорідна за складом частина атмосфери, звана гомосфера . Кордон між цими шарами називається турбопаузою, вона лежить на висоті близько 120 км.

Інші властивості атмосфери та вплив на людський організм

Вже на висоті 5 км над рівнем моря у нетренованої людини з'являється кисневе голодування і без адаптації працездатність значно знижується. Тут кінчається фізіологічна зона атмосфери. Подих людини стає неможливим на висоті 9 км, хоча приблизно до 115 км атмосфера містить кисень.

Атмосфера забезпечує нас необхідним для дихання киснем. Однак унаслідок падіння загального тиску атмосфери у міру підйому на висоту відповідно знижується і парціальний тиск кисню.

У розріджених шарах повітря поширення звуку виявляється неможливим. До висот 60-90 км ще можливе використання опору та підйомної сили повітря для керованого аеродинамічного польоту. Але починаючи з висот 100-130 км, знайомі кожному льотчику поняття числа М і звукового бар'єру втрачають свій сенс: там проходить умовна лінія Кармана, за якою починається область суто балістичного польоту, керувати яким можна лише використовуючи реактивні сили.

На висотах вище 100 км атмосфера позбавлена ​​й іншої чудової властивості - здатності поглинати, проводити та передавати теплову енергію шляхом конвекції (тобто за допомогою перемішування повітря). Це означає що різні елементиобладнання, апаратури орбітальної космічної станціїне зможуть охолоджуватися зовні так, як це робиться зазвичай літаком, - за допомогою повітряних струменів і повітряних радіаторів. На такій висоті, як і загалом у космосі, єдиним способом передачі тепла є теплове випромінювання.

Історія освіти атмосфери

Згідно з найпоширенішою теорією, атмосфера Землі протягом історії останньої перебула в трьох різних складах. Спочатку вона складалася з легких газів (водню та гелію), захоплених із міжпланетного простору. Це так звана первинна атмосфера. На наступному етапі активна вулканічна діяльність призвела до насичення атмосфери та іншими газами, крім водню (вуглекислим газом, аміаком, водяною парою). Так утворилася вторинна атмосфера. Ця атмосфера була відновною. Далі процес утворення атмосфери визначався такими факторами:

• витік легких газів (водню та гелію) у міжпланетний простір;
• хімічні реакції, які у атмосфері під впливом ультрафіолетового випромінювання, грозових розрядів та деяких інших факторів.

Поступово ці фактори призвели до утворення третинної атмосфери, Що характеризується набагато меншим вмістом водню і набагато більшим - азоту та вуглекислого газу (утворені в результаті хімічних реакцій з аміаку та вуглеводнів).

Азот

Освіта великої кількостіазоту N 2 обумовлено окисленням аміачно-водневої атмосфери молекулярним киснем О 2 , який став надходити з поверхні планети в результаті фотосинтезу, починаючи з 3 млрд. років тому. Також азот N 2 виділяється в атмосферу в результаті денітрифікації нітратів та інших азотовмісних сполук. Азот окислюється озоном до NO у верхніх шарах атмосфери.

Азот N 2 вступає у реакції лише у специфічних умовах (наприклад, при розряді блискавки). Окислення молекулярного азоту озоном при електричних розрядах у малих кількостях використовується у промисловому виготовленні азотних добрив. Окислювати його з малими енерговитратами і переводити в біологічно активну форму можуть ціанобактерії (синьо-зелені водорості) і бульбочкові бактерії, що формують ризобіальний симбіоз з бобовими рослинами, які можуть бути ефективними сидератами - рослинами, які не виснажують, а збагачують ґрунт природними.

Кисень

Склад атмосфери почав радикально змінюватися з появою на Землі живих організмів, внаслідок фотосинтезу, що супроводжується виділенням кисню та поглинанням вуглекислого газу. Спочатку кисень витрачався на окислення відновлених сполук - аміаку, вуглеводнів, закисної форми заліза, що містилася в океанах та ін. Після закінчення даного етапу вміст кисню в атмосфері почав зростати. Поступово утворилася сучасна атмосфера, що має окислювальні властивості. Оскільки це викликало серйозні та різкі зміни багатьох процесів, що протікають в атмосфері, літосфері та біосфері, ця подія отримала назву Киснева катастрофа.

Шляхетні гази

Забруднення атмосфери

У Останнім часомна еволюцію атмосфери стала впливати людина. Результатом людської діяльностістав постійне зростаннявміст в атмосфері вуглекислого газу через спалювання вуглеводневого палива, накопиченого в попередні геологічні епохи. Величезні кількості СО 2 споживаються при фотосинтезі та поглинаються світовим океаном. Цей газ надходить в атмосферу завдяки розкладанню карбонатних. гірських поріді органічних речовинрослинного та тваринного походження, а також внаслідок вулканізму та виробничої діяльності людини. За останні 100 років вміст СО 2 в атмосфері зріс на 10%, причому основна частина (360 млрд тонн) надійшла від спалювання палива. Якщо темпи зростання спалювання палива збережуться, то протягом найближчих 200-300 років кількість СО 2 в атмосфері подвоїться і може призвести до глобальних змін клімату.

Спалювання палива - основне джерело та забруднюючих газів (СО , , SO 2). Діоксид сірки окислюється киснем повітря до SO 3 , а оксид азоту до NO 2 у верхніх шарах атмосфери, які в свою чергу взаємодіють з парами води, а сірчана кислота Н 2 SO 4 і азотна кислота НNO 3, що утворюються при цьому, випадають на поверхню Землі у вигляді т.з. кислотних дощів. Використання двигунів внутрішнього згоряння призводить до значного забруднення атмосфери оксидами азоту, вуглеводнями та сполуками свинцю (тетраетилсвинець Pb(CH 3 CH 2) 4).

Аерозольне забруднення атмосфери обумовлено як природними причинами (виверження вулканів, пилові бурі, винесення крапель. морської водиі пилку рослин та ін.), так і господарською діяльністюлюдини (видобуток руд та будівельних матеріалів, спалювання палива, виготовлення цементу тощо). Інтенсивний широкомасштабний винос твердих частинок в атмосферу – одна з можливих причинзмін клімату планети.

Див. також

• Jacchia (модель атмосфери)

Напишіть відгук про статтю "Атмосфера Землі"

Примітки

1. М. І. Будико, К. Я. КондратьєвАтмосфера Землі // Велика Радянська Енциклопедія. 3-тє вид. / Гол. ред. А. М. Прохоров. – М.: Радянська Енциклопедія, 1970. - Т. 2. Ангола - Барзас. - С. 380-384.
2. - стаття з Геологічної енциклопедії
4. Gribbin, John. Science. A History (1543-2001). – L.: Penguin Books, 2003. – 648 с. - ISBN 978-0-140-29741-6.
5. Tans, Pieter. Globally averaged marine surface annual mean data. NOAA/ESRL. Перевірено 19 лютого 2014 року.(англ.) (на 2013)
6. IPCC (англ.) (1998).
7. С. П. ХромовВологість повітря // Велика Радянська Енциклопедія. 3-тє вид. / Гол. ред. А. М. Прохоров. – М.: Радянська Енциклопедія, 1971. – Т. 5. Вешин - Газлі. - С. 149.
8. (англ.), SpaceDaily, 16.07.2010

Література

1. В. В. Парін, Ф. П. Космолінський, Б. А. Душков«Космічна біологія та медицина» (видання 2-ге, перероблене та доповнене), М.: «Освіта», 1975, 223 стор.
2. Н. В. Гусакова«Хімія довкілля», Ростов-на-Дону: Фенікс, 2004, 192 з ISBN 5-222-05386-5
3. Соколов В. А.Геохімія природних газів, М., 1971;
4. Маківен М., Філіпс Л.Хімія атмосфери, М., 1978;
5. Уорк К., Уорнер С.Забруднення повітря. Джерела та контроль, пров. з англ., М. 1980;
6. Моніторинг фонового забруднення природного середовища. в. 1, Л., 1982.

Посилання

• // 17 грудня 2013, Центр ФОБОС

Історія Землі Фізичні властивості Землі Оболонки Землі Географія та геологія Довкілля Див. також

Уривок, що характеризує Атмосфера Землі

Коли П'єр підійшов до них, він помітив, що Віра перебувала у задоволенні захоплення розмови, князь Андрій (що з ним рідко бувало) здавався збентежений.
- Як ви вважаєте? - З тонкою посмішкою говорила Віра. – Ви, князю, такі проникливі і так розумієте одразу характер людей. Що ви думаєте про Наталі, чи може вона бути постійна у своїх уподобаннях, чи може вона так, як інші жінки (Віра розуміла себе), один раз полюбити людину і назавжди залишитися їй вірною? Це я вважаю справжнім коханням. Як ви вважаєте, князю?
— Я надто мало знаю вашу сестру, — відповів князь Андрій із глузливою усмішкою, під якою він хотів приховати своє збентеження, — щоб вирішити таке тонке запитання; і потім я помічав, що чим менше подобається жінка, тим вона буває постійніша, - додав він і глянув на П'єра, який наблизився до них.
- Та це правда, князю; у наш час, – продовжувала Віра (згадуючи про наш час, як взагалі люблять згадувати обмежені люди, які вважають, що вони знайшли та оцінили особливості нашого часу і що властивості людей змінюються з часом), у наш час дівчина має стільки свободи, що le plaisir d'etre courtisee [задоволення мати шанувальників] часто заглушує в ній справжнє почуття. [І Наталя, треба зізнатися, на це дуже чутлива.] Повернення до Наталі знову змусило неприємно скривитися князя Андрія; він хотів підвестися, але Віра продовжувала з ще більш витонченою усмішкою.
- Я думаю, ніхто так не був courtisee [предметом залицяння], як вона, - говорила Віра; - Але ніколи, до останнього часу ніхто серйозно їй не подобався. Ось ви знаєте, графе, - звернулася вона до П'єра, - навіть наш милий cousin Борис, який був, entre nous [між нами], дуже і дуже dans le pays du tendre... [в країні ніжностей...]
Князь Андрій насупившись мовчав.
- Ви ж дружні з Борисом? - Сказала йому Віра.
– Так, я його знаю…
- Він вірно вам казав про свою дитячу любов до Наталки?
– А було дитяче кохання? – раптом несподівано почервонівши, спитав князь Андрій.
– Так. Vous savez entre cousin et cousine cette intimite mene quelquefois a l'amour: le cousinage est un dangereux voisinage, N'est ce pas? [Знаєте, між двоюрідним братом і сестрою ця близькість призводить іноді до кохання. Така спорідненість – небезпечне сусідство. Чи не правда?]
- О, без сумніву, - сказав князь Андрій, і раптом, неприродно оживившись, він почав жартувати з П'єром про те, як він повинен бути обережним у своєму поводженні зі своїми 50-річними московськими кузинами, і в середині жартівливої ​​розмови встав і, взявши під руку П'єра, відвів його убік.
- Ну що? - Сказав П'єр, який з подивом дивився на дивне пожвавлення свого друга і помітив погляд, який він встаючи кинув на Наташу.
– Мені треба, мені треба поговорити з тобою, – сказав князь Андрій. - Ти знаєш наші жіночі рукавички (він говорив про ті масонські рукавички, які давалися новообраному братові для вручення коханій жінці). – Я… Але ні, я потім поговорю з тобою… – І з дивним блиском в очах та занепокоєнням у рухах князь Андрій підійшов до Наташі і сів біля неї. П'єр бачив, як князь Андрій щось запитав у неї, і вона спалахнувши відповідала йому.
Але в цей час Берг підійшов до П'єра, наполегливо прохаючи його взяти участь у суперечці між генералом та полковником про іспанські справи.
Берг був задоволений та щасливий. Посмішка радості не сходила з його обличчя. Вечір був дуже гарний і такий, як і інші вечори, які він бачив. Все було схоже. І дамські, тонкі розмови, і карти, і за картами генерал, що підносить голос, і самовар, і печиво; але одного ще бракувало, того, що він завжди бачив на вечорах, яким він хотів наслідувати.
Бракувало гучної розмови між чоловіками і суперечки про щось важливе і розумне. Генерал почав цю розмову і до нього Берг залучив П'єра.

Другого дня князь Андрій поїхав до Ростов обідати, бо його кликав граф Ілля Андрійович, і провів у них цілий день.
Усі в будинку відчували для кого їздив князь Андрій, і він, не приховуючи, цілий день намагався бути з Наталкою. Не тільки в душі Наташі зляканої, але щасливої ​​і захопленої, але в усьому будинку відчувався страх перед чимось важливим, що має відбутися. Графиня сумними і серйозно строгими очима дивилася на князя Андрія, коли він розмовляв з Наталкою, і несміливо і вдавано починала якусь нікчемну розмову, коли він озирався на неї. Соня боялася піти від Наташі і боялася бути на заваді, коли вона була з ними. Наталка блідла від страху очікування, коли вона на хвилини залишалася з ним віч-на-віч. Князь Андрій вражав її своєю боязкістю. Вона відчувала, що йому треба було сказати їй щось, але що він не міг на це наважитися.
Коли ввечері князь Андрій поїхав, графиня підійшла до Наташі і пошепки сказала:
- Ну що?
- Мамо, заради Бога нічого не питайте у мене тепер. Це не можна говорити, – сказала Наталка.
Але незважаючи на те, цього вечора Наташа, то схвильована, то злякана, з очима, що зупинялися, лежала довго в ліжку матері. То вона розповідала їй, як він хвалив її, то як він казав, що поїде за кордон, те, що він питав, де вони житимуть це літо, як він питав її про Бориса.
- Але такого, такого... зі мною ніколи не бувало! – казала вона. — Тільки мені страшно за нього, мені завжди страшно за нього, що це означає? Отже, це справжнє, так? Мамо, ви спите?
- Ні, душе моя, мені самій страшно, - відповіла мати. - Іди.
- Все одно я не спатиму. Що за дурниці спати? Мамаша, матуся, такого зі мною ніколи не бувало! - говорила вона з подивом і переляком перед тим почуттям, яке вона усвідомлювала в собі. – І чи могли ми думати!
Наталці здавалося, що коли вона вперше побачила князя Андрія в Отрадному, вона закохалася в нього. Її ніби лякало це дивне, несподіване щастя, що той, кого вона вибрала ще тоді (вона твердо була впевнена в цьому), що той тепер знову зустрівся їй, і, як здається, небайдужий до неї. «І треба було йому навмисне тепер, коли ми тут, приїхати до Петербурга. І треба було нам зустрітись на цьому балі. Усе це доля. Зрозуміло, що це доля, що це велося до цього. Ще тоді, як я побачила його, я відчула щось особливе».
- Що ж він тобі ще казав? Які вірші ці? Прочитай ... - Замислено сказала мати, питаючи про вірші, які князь Андрій написав в альбом Наташі.
- Мамо, це не соромно, що він удівець?
- Досить, Наташа. Молись Богові. Les Marieiages se font dans les cieux. [Шлюби полягають у небесах.]
- Голубонько, матусю, як я вас люблю, як мені добре! - Крикнула Наталка, плачучи сльозами щастя і хвилювання і обіймаючи матір.
В цей же час князь Андрій сидів у П'єра і говорив йому про свою любов до Наталки і про твердо взятий намір одружитися з нею.

Цього дня у графині Олени Василівни був раут, був французький посланець, був принц, який став нещодавно частим відвідувачем будинку графині, і багато блискучих дам і чоловіків. П'єр був унизу, пройшовся залами, і вразив усіх гостей своїм зосереджено розсіяним і похмурим виглядом.
П'єр від часу балу відчував у собі наближення нападів іпохондрії і з відчайдушним зусиллям намагався боротися проти них. З часу зближення принца з його дружиною, П'єр несподівано був наданий в камергери, і з цього часу він став відчувати тяжкість і сором у великому суспільстві, і частіше йому стали приходити колишні похмурі думки про марність всього людського. В цей же час помічене ним почуття між Наталкою, що їм заступається, і князем Андрієм, своєю протилежністю між його становищем і становищем його друга, ще посилювало цей похмурий настрій. Він однаково намагався уникати думок про свою дружину і про Наталю та князя Андрія. Знову все йому здавалося мізерно в порівнянні з вічністю, знову постало питання: «До чого?». І він дні і ночі змушував себе працювати над масонськими роботами, сподіваючись відігнати наближення злого духа. П'єр о 12-й годині, вийшовши з покоїв графині, сидів у себе нагорі в накуреній, низькій кімнаті, у затасканому халаті перед столом і переписував справжні шотландські акти, коли хтось увійшов до нього в кімнату. То був князь Андрій.
- А, це ви, - сказав П'єр з розсіяним і незадоволеним виглядом. – А я ось працюю, – сказав він, вказуючи на зошит із тим видом порятунку від негараздів життя, з яким дивляться нещасливі люди на свою роботу.
Князь Андрій із сяючим, захопленим і оновленим до життя обличчям зупинився перед П'єром і, не помічаючи його сумного обличчя, з егоїзмом щастя посміхнувся до нього.
- Ну, душа моя, - сказав він, - я вчора хотів сказати тобі і сьогодні за цим приїхав до тебе. Ніколи не відчував нічого подібного. Я закоханий, мій друже.
П'єр раптом тяжко зітхнув і впав своїм важким тілом на диван біля князя Андрія.
- У Наташу Ростову, так? - сказав він.
- Так, так, у кого ж? Ніколи не повірив би, але це почуття сильніше за мене. Вчора я мучився, страждав, але й муки цього я не віддам нізащо у світі. Я не жив раніше. Тепер тільки я живу, але не можу жити без неї. Але чи може вона любити мене? Я старий для неї... Що ти не кажеш?
– Я? Я? Що я казав вам, — раптом сказав П'єр, підводячись і починаючи ходити по кімнаті. – Я завжди це думав… Ця дівчина такий скарб, такий… Це рідкісна дівчина… Милий друже, я вас прошу, ви не розумуйте, не сумнівайтеся, одружуйтеся, одружуйтеся і одружуйтеся… І я впевнений, що щасливішою за вас не буде людини.
- Але вона!
- Вона любить вас.
– Не кажи нісенітниці… – сказав князь Андрій, посміхаючись і дивлячись у вічі П'єру.
- Любить, я знаю, - сердито закричав П'єр.
– Ні, слухай, – сказав князь Андрій, зупиняючи його за руку. - Ти знаєш, у якому я становищі? Мені потрібно сказати все комусь.
— Ну, ну, кажіть, я дуже радий, — казав П'єр, і справді його обличчя змінилося, зморшка розгладилася, і він радісно слухав князя Андрія. Князь Андрій здавався і був зовсім іншою, новою людиною. Де була його туга, його зневага до життя, його розчарування? П'єр був єдина людина, перед яким він наважувався висловитися; зате він йому висловлював все, що в нього було на душі. То він легко і сміливо робив плани на тривале майбутнє, говорив про те, як він не може пожертвувати своїм щастям для примхи свого батька, як він змусить батька погодитись на цей шлюб і полюбити її чи обійдеться без його згоди, то він дивувався, як на щось дивне, чуже, від нього незалежне, на те почуття, яке володіло ним.
— Я не повірив би тому, хто б мені сказав, що я можу так любити, — казав князь Андрій. - Це зовсім не те почуття, яке було в мене раніше. Весь світ поділений для мене на дві половини: одна - вона і там все щастя надії, світло; інша половина - все, де її немає, там все зневіра і темрява ...
- Темрява і морок, - повторив П'єр, - так, так, я розумію це.
– Я не можу не любити світла, я не винний у цьому. І я дуже щасливий. Ти розумієш мене? Я знаю, що ти радий за мене.
- Так, так, - підтверджував П'єр, зворушеними і сумними очима дивлячись на свого друга. Чим світліше уявлялася йому доля князя Андрія, тим похмуріше уявлялася своя власна.

Для одруження потрібна була згода батька, і для цього другого дня князь Андрій поїхав до батька.
Батько із зовнішнім спокоєм, але внутрішньою злістю прийняв повідомлення сина. Він не міг зрозуміти того, щоб хтось хотів змінювати життя, вносити в нього щось нове, коли життя для нього вже закінчувалося. - "Дали б тільки дожити так, як я хочу, а потім робили б, що хотіли", казав собі старий. З сином він вжив ту дипломацію, яку він вживав у важливих випадках. Прийнявши спокійний тон, він обговорив усю справу.
По-перше, весілля було не блискуче щодо спорідненості, багатства і знатності. По-друге, князь Андрій був не першої молодості і слабкий здоров'ям (старий особливо налягав на це), а вона була дуже молода. По-третє, був син, якого шкода було віддати дівчинці. По-четверте, нарешті, – сказав батько, насмішкувато дивлячись на сина, – я тебе прошу, відклади справу на рік, з'їзд за кордон, полікуйся, знайди, як ти і хочеш, німця, для князя Миколи, і потім, якщо вже кохання, пристрасть, упертість, що хочеш, такі великі, тоді одружуйся.
— І це моє останнє слово, знай, останнє… — скінчив князь таким тоном, яким показував, що ніщо не змусить його змінити своє рішення.
Князь Андрій ясно бачив, що старий сподівався, що почуття його чи його майбутньої нареченої не витримає випробування року, чи що він сам, старий князь, помре до цього часу, і вирішив виконати волю батька: зробити пропозицію та відкласти весілля на рік.
Через три тижні після свого останнього вечорау Ростових, князь Андрій повернувся до Петербурга.

На другий день після свого пояснення з матір'ю, Наташа чекала цілий день на Болконського, але він не приїхав. На другий, на третій день було те саме. П'єр також не приїжджав, і Наталя, не знаючи, що князь Андрій поїхав до батька, не могла собі пояснити його відсутності.
Так минуло три тижні. Наташа нікуди не хотіла виїжджати і як тінь, пуста і похмура, ходила по кімнатах, увечері таємно від усіх плакала і не приходила вечорами до матері. Вона безперестанку червоніла і дратувала. Їй здавалося, що всі знають про її розчарування, сміються та шкодують про неї. За всієї сили внутрішнього горя, це гордо горе посилювало її нещастя.
Якось вона прийшла до графини, хотіла щось сказати їй, і раптом заплакала. Сльози її були сльози скривдженої дитини, яка сама не знає, за що вона покарана.
Графиня почала заспокоювати Наташу. Наталя, яка вслухалася спочатку в слова матері, раптом перервала її:
- Перестаньте, мамо, я не думаю, і не хочу думати! Так, поїздив і перестав, і перестав...
Голос її затремтів, вона мало не заплакала, але оговталася і спокійно продовжувала: - І зовсім я не хочу виходити заміж. І я його боюся; я тепер зовсім, зовсім, заспокоїлася.
На другий день після цієї розмови Наталя одягла ту стару сукню, яка була їй особливо відома за веселість, що доставлялася ним вранці, і з ранку почала той свій колишній спосіб життя, від якого вона відстала після балу. Вона, напившись чаю, пішла до зали, яку вона особливо любила за сильний резонанс, і почала співати свої солфеджі (вправи співу). Закінчивши перший урок, вона зупинилася на середині зали і повторила одну музичну фразу, що їй особливо сподобалася. Вона прислухалася радісно до тієї (ніби несподіваної для неї) принади, з якою ці звуки переливаючись наповнили всю порожнечу зали і повільно завмерли, і їй раптом стало весело. "Що про це думати багато і так добре", сказала вона собі і стала туди-сюди ходити по залі, ступаючи не простими кроками по дзвінкому паркету, але на кожному кроці переступаючи з каблучка (на ній були нові, улюблені черевики) на носок, і так само радісно, ​​як і до звуків свого голосу, прислухаючись до цього мірного тупоту каблучка і поскрипування носка. Проходячи повз дзеркало, вона зазирнула в нього. – «Ось вона я!» ніби говорив вираз її обличчя побачивши себе. - "Ну і добре. І нікого мені не потрібно».
Лакей хотів увійти, щоб прибрати щось у залі, але вона не пустила його, знову зачинивши за ним двері, і продовжувала свою прогулянку. Вона повернулася цього ранку знову до свого улюбленого стану любові до себе та захоплення перед собою. - «Що за краса ця Наташа!» сказала вона знову про себе словами якогось третього, збирального, чоловічого обличчя. – «Хороша, голос, молода, і нікому вона не заважає, дайте їй спокій». Але скільки б не давали їй спокій, вона вже не могла бути спокійна і відразу ж відчула це.
У передній відчинилися двері під'їзду, хтось запитав: чи вдома? і почулися чиїсь кроки. Наталка виглядала у дзеркало, але вона не бачила себе. Вона слухала звуки у передпокої. Коли вона побачила себе, її обличчя було бліде. То був він. Вона це вірно знала, хоч трохи чула звук його голосу із зачинених дверей.
Наташа, бліда і злякана, вбігла до вітальні.
- Мамо, Болконський приїхав! - сказала вона. - Мамо, це жахливо, це нестерпно! – Я не хочу… мучитися! Що ж мені робити?…
Ще графиня не встигла відповісти, як князь Андрій з тривожним і серйозним обличчям увійшов до вітальні. Як тільки він побачив Наташу, обличчя його засяяло. Він поцілував руку графині та Наталки і сів біля дивана.
- Давно вже ми не мали задоволення ... - Почала було графиня, але князь Андрій перебив її, відповідаючи на її запитання і очевидно поспішаючи сказати те, що йому було потрібно.
– Я не був у вас весь цей час, бо був у батька: мені треба було переговорити з ним про важливу справу. Я вчора тільки вночі повернувся, - сказав він, глянувши на Наташу. - Мені треба переговорити з вами, графине, - додав він після хвилинного мовчання.
Графіня, важко зітхнувши, опустила очі.
- Я до ваших послуг, - сказала вона.
Наталя знала, що їй треба піти, але вона не могла цього зробити: щось стискало їй горло, і вона неввічливо, прямо, відкритими очима дивилася на князя Андрія.
«Зараз? Цієї хвилини! ... Ні, це не може бути! » думала вона.
Він знову глянув на неї, і цей погляд переконав її, що вона не помилилася. - Так, зараз, зараз вирішувалася її доля.
- Іди, Наташа, я покличу тебе, - сказала графиня пошепки.
Наташа зляканими, благаючими очима глянула на князя Андрія і на матір, і вийшла.
– Я приїхав, графине, просити руки вашої дочки, – сказав князь Андрій. Обличчя графині спалахнуло, але вона нічого не сказала.
– Ваша пропозиція… – статечно почала графиня. - Він мовчав, дивлячись їй у вічі. – Ваша пропозиція… (вона зніяковіла) нам приємно, і… я приймаю вашу пропозицію, я рада. І мій чоловік… я сподіваюся… але від неї самої залежатиме…
– Я скажу їй тоді, коли матиму вашу згоду… чи даєте ви мені його? – сказав князь Андрій.
- Так, - сказала графиня і простягла йому руку і зі змішаним почуттям відчуженості та ніжності притулилася губами до його чола, коли він нахилився над її рукою. Вона хотіла любити його, як сина; але відчувала, що він був чужою і страшною для неї людиною. – Я впевнена, що мій чоловік буде згоден, – сказала графиня, – але ваш батюшка…
– Мій батько, якому я повідомив свої плани, неодмінною умовою згоди поклав те, щоб весілля не було раніше року. І це я хотів повідомити вам, – сказав князь Андрій.
- Правда, що Наталка ще молода, але так довго.
– Це не могло бути інакше, – зітхнувши, сказав князь Андрій.
- Я пошлю вам її, - сказала графиня і вийшла з кімнати.
- Господи, помилуй нас, - твердила вона, шукаючи дочку. Соня сказала, що Наталя у спальні. Наташа сиділа на своєму ліжку, бліда, з сухими очима, дивилася на образи і, швидко хрестячись, шепотіла щось. Побачивши матір, вона схопилася і кинулася до неї.
– Що? Мамо? Що?
- Іди, іди до нього. Він просить твоєї руки, - сказала графиня холодно, як здалося Наталці ... - Іди ... мабуть, - промовила мати з сумом і докором услід дочки, що тікала, і важко зітхнула.
Наталка не пам'ятала, як вона увійшла до вітальні. Увійшовши до дверей і побачивши його, вона зупинилася. «Невже ця чужа людина стала для мене все? спитала вона себе і миттєво відповіла: «Так, все: він один тепер дорожчий для мене всього на світі». Князь Андрій підійшов до неї, опустивши очі.
- Я полюбив вас з тієї хвилини, як побачив вас. Чи можу я сподіватися?
Він глянув на неї, і серйозна пристрасність її обличчя вразила його. Обличчя її говорило: «Навіщо питати? Навіщо сумніватися у тому, чого не можна не знати? Навіщо говорити, коли не можна словами висловити те, що відчуваєш».
Вона підійшла до нього і зупинилася. Він узяв її руку та поцілував.
- Чи любите ви мене?
- Так, так, - ніби з досадою промовила Наталка, голосно зітхнула, іноді, частіше і частіше, і заридала.
– Про що? Що з вами?
- Ах, я така щаслива, - відповіла вона, посміхнулася крізь сльози, нахилилася ближче до нього, подумала секунду, наче питаючи себе, чи це можна, і поцілувала його.
Князь Андрій тримав її руки, дивився їй у вічі, і не знаходив у своїй душі колишньої любові до неї. У душі його раптом обернулося щось: не було колишньої поетичної та таємничої принади бажання, а була жалість до її жіночої та дитячої слабкості, був страх перед її відданістю та довірливістю, важка і разом радісна свідомість обов'язку, що навіки пов'язала його з нею. Справжнє почуття, хоч і не було таке світло і поетично як колишнє, було серйозніше і сильніше.

Атмосфера Землі неоднорідна: на різних висотахспостерігаються різна щільність повітря та тиск, змінюється температура та газовий склад. З поведінки температури навколишнього повітря (тобто. зростає температура з висотою чи знижується) у ній виділяються такі верстви: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера і екзосфера.Межі між шарами називаються паузами: їх налічується 4 т.к. верхня межа екзосфери дуже розмита і найчастіше належить до ближнього космосу.

З

Найнижчий атмосферний шар - тропосфера, верхня межа якої, звана тропопаузою, залежить від географічної широтивідрізняється і становить від 8 км. у полярних до 20 км. у тропічних широтах. У середніх або помірних широтах її верхня межа лежить на висотах 10-12 км. Протягом року верхня межа тропосфери зазнає коливань, що залежать від надходження сонячної радіації. Так у результаті зондування у Південного полюсаЗемлі метеорологічною службою США було виявлено, що з березня до серпня чи вересня відбувається неухильне охолодження тропосфери, внаслідок якого на короткий період у серпні чи вересні її кордон піднімається до 11,5 км. Потім, у період з вересня по грудень вона швидко знижується і досягає свого найнижчого становища - 7,5 км, після якого її висота практично не змінюється до березня. Тобто. Найбільшої товщини тропосфера досягає влітку, а найменшою взимку.

Крім сезонних існують і добові коливання висоти тропопаузи. Також її становище впливають циклони і антициклони: у перших вона опускається, т.к. тиск у них нижчий ніж у навколишньому повітрі, по-друге відповідно піднімається.

Тропосфера містить до 90% всієї маси земного повітря та 9/10 усієї водяної пари. Тут сильно розвинена турбулентність, особливо в приповерхневих та найвищих шарах, розвиваються хмари всіх ярусів, формуються циклони та антициклони. А завдяки нагромадженню парниковими газами ( вуглекислий газ, метан, водяна пара) відбитих від поверхні Землі сонячних променіврозвивається парниковий ефект.

З парниковим ефектомпов'язане зниження температури повітря на тропосфері з висотою (т.к. нагріта Земля більше тепла дає приземним шарам). Середній вертикальний градієнт становить 0,65 ° / 100 м (тобто температура повітря знижується на 0,65 ° C при підйомі на кожні 100 метрів). Так, якщо у поверхні Землі в районі екватора середньорічна температура повітря становить +26° то на верхньому кордоні -70°. Температура у районі тропопаузи над північним полюсом протягом року змінюється від -45° влітку до -65° взимку.

Зі зростанням висоти падає і тиск повітря, становлячи біля верхньої межі тропосфери лише 12-20% від приповерхневого.

На межі тропосфери та вищележачого шару стратосфери лежить шар тропопаузи, завтовшки 1-2 км. Як нижні межі тропопаузи зазвичай приймається шар повітря в якому вертикальний градієнт знижується до 0,2 ° / 100 м проти 0,65 ° / 100 м в районах нижче тропосфери.

У межах тропопаузи спостерігаються повітряні потоки строго певного напрями, звані висотні струменеві течії чи " реактивні потоки " (jet streams), що утворюються під впливом обертання Землі навколо своєї осі та нагрівання атмосфери з участю сонячної радіації. Спостерігаються течії на межах зон із значними перепадами температур. Виділяють кілька вогнищ локалізації цих течій, наприклад, арктичний, субтропічний, субполярний та інші. Знання локалізації jet streams дуже важливе для метеорології та авіації: перша використовує потоки для точного прогнозування погоди, друга для побудови маршрутів польотів літаків, т.к. на межах потоків існують сильні турбулентні вихори, подібні до невеликих вир, звані через відсутність на цих висотах хмарності "турбулентністю ясного неба".

Під впливом висотних струменевих течій у тропопаузі часто утворюються розриви, а часом вона взагалі зникає, щоправда, потім утворюється заново. Особливо часто це спостерігається в субтропічних широтах, над якими панує потужна субтропічна висотна течія. Крім того, до формування розривів призводить різниця шарів тропопаузи за температурою навколишнього повітря. Наприклад, великий розрив існує між теплою та низькою полярною тропопаузою та високою та холодною тропопаузою тропічних широт. Останнім часом виділяється і шар тропопаузи помірних широт, що має розриви з попередніми двома шарами: полярним та тропічним.

Другим прошарком земної атмосфери є стратосфера.

Вище області інверсії знаходиться шар постійних температур, який зветься стратопаузи і є межею між стратосферою та мезосферою.

Її товщина сягає 15 км.

На відміну від тропосфери в стратосфері рідкісні турбулентні обурення, проте відзначені сильні горизонтальні вітри або струменеві течії, що дмуть у вузьких зонах вздовж меж помірних широт, звернених до полюсів. Становище цих зон непостійне: вони можуть зміщуватися, розширюватися і навіть зовсім зникати.

Часто струменеві течії проникають у верхні шари тропосфери, або навпаки маси повітря з тропосфери проникають у нижні шари стратосфери.

Особливо характерним є подібне перемішування мас повітря в районах атмосферних фронтів. Мало в стратосфері та водяної пари. Повітря тут дуже сухе, а тому і хмар утворюється мало. Лише на висотах 20-25 км, перебуваючи у високих широтах, можна помітити дуже тонкі перламутрові хмари, що складаються з переохолоджених водяних крапельок. Вдень ці хмари не видно, зате з настанням темряви вони здаються сонцем, що світилося через освітлення їх уже сівши за горизонт.На цих же висотах (20-25 км.) в нижній стратосфері існує так званий озоновий шар - область з найбільшим вмістом озону, який утворюється під впливом ультрафіолетового сонячного випромінювання (докладніше про цей процес ви можете дізнатися на сторінці). Озоновий шар або озоносфера має надзвичайну важливість для підтримки життя всіх організмів, що живуть на суші, поглинаючи смертельно небезпечні ультрафіолетові промені з довжиною хвилі до 290 нм. Саме з цієї причини вище за озоновий шар живі організми не живуть, він є верхньою межею поширення життя на Землі.

Під впливом озону також змінюються

Тут же в межах мезопаузи проходить нижня межа області активного поглинання рентгенівського та короткохвильового ультрафіолетового випромінювання Сонця. Подібний енергетичний процес отримав назву променистий теплообмін. В результаті відбувається нагрівання та іонізація газу, що зумовлює свічення атмосфери.

На висотах 75-90 км біля верхніх кордонів мезосфери було відзначено особливі хмари, які у полярних регіонах планети великі площі. Називають ці хмари сріблястими через їхнє свічення в сутінках, яке обумовлено відображенням сонячних променів від крижаних кристалів, з яких ці хмари складаються.

Тиск повітря в межах мезопаузи в 200 разів менше, ніж у земної поверхні. Це говорить про те, що майже все повітря атмосфери зосереджений у її трьох нижніх шарах: тропосфері, стратосфері та мезосфері. На вищі шари термосферу і екзосферу припадає лише 0,05% маси всієї атмосфери.

Термосфера лежить на висотах від 90 до 800 км. над поверхнею Землі.

Для термосфери характерне безперервне зростання температури повітря до висот 200-300 км, де може досягати 2500°C. Зростання температури відбувається рахунок поглинання молекулами газу рентгенівського і короткохвильової частини ультрафіолетового випромінювання Сонця. Понад 300 км над рівнем моря зростання температури припиняється.

Одночасно зі зростанням температури знижується тиск, і, отже, щільність навколишнього повітря. Так якщо у нижніх меж термосфери щільність становить 1,8×10 -8 г/см 3 , то у верхніх вже 1,8×10 -15 г/см 3 , що відповідає приблизно 10 млн. - 1 млрд. частинок в 1 см 3 .

Всі характеристики термосфери, такі як склад повітря, його температура, щільність, схильні до сильних коливань: залежно від географічного положення, сезону року та доби. Змінюється навіть розташування верхньої межі термосфери.

Найвищий шар атмосфери називається екзосферою або шаром розсіювання. Його нижня межа постійно змінюється у дуже широких межах; за середню величину прийнята висота 690-800 км. Встановлюється вона там, де ймовірність міжмолекулярних чи міжатомних зіткнень можна знехтувати, тобто. середня відстань, яку подолає молекула, що хаотично рухається, до зіткнення з іншою такою ж молекулою (т.зв. вільний пробіг) буде настільки велика, що фактично молекули з ймовірністю близькою до нуля не зіткнутися. Шар де має місце позначатися описане явище називається термопаузою.

Верхня межа екзосфери лежить на висотах 2-3 тис. км. Вона сильно розмита і поступово перетворюється на близькокосмічний вакуум. Іноді, з цієї причини, екзосферу вважають частиною космічного простору, а за її верхню межу приймають висоту 190 тис.км, де вплив тиску сонячного випромінювання швидкості атомів водню перевищує гравітаційне тяжіння Землі. Це т.зв. земна корона, що з атомів водню. Щільність земної корони дуже мала: всього 1000 частинок у кубічному сантиметрі, але це число більш ніж 10 разів перевищує концентрацію частинок в міжпланетному просторі.

У зв'язку з надзвичайною розрідженістю повітря екзосфери частинки рухаються навколо Землі по еліптичних орбітах, не стикаючись між собою. Деякі з них, рухаючись по розімкнених або гіперболічних траєкторіях з космічними швидкостями (атоми водню та гелію) залишають межі атмосфери і йдуть у космічний простір, через що екзосферу називають сферою розсіювання.

Будова атмосфери Землі

Атмосфера – це газова оболонка Землі з аерозольними частинками, що містяться в ній, що рухаються разом із Землею у світовому просторі як єдине ціле і одночасно бере участь у обертанні Землі. На дні атмосфери здебільшого протікає наше життя.

Своїми атмосферами мають майже всі планети нашої сонячної системиАле тільки земна атмосфера здатна підтримувати життя.

Коли 4,5 мільярда років тому формувалася наша планета, то, мабуть, вона була позбавлена ​​атмосфери. Атмосфера була сформована внаслідок вулканічних викидів водяної пари з домішками діоксиду вуглецю, азоту та інших. хімічних речовинз надр молодої планети. Але атмосфера може містити в собі обмежену кількість вологи, тому її надлишок в результаті конденсації дав початок океанам. Але тоді атмосфера була позбавлена ​​кисню. Перші живі організми, що зародилися і розвинулися в океані, в результаті реакції фотосинтезу (H 2 O + CO 2 = CH 2 O + O 2) стали виділяти невеликі порції кисню, який потрапив у атмосферу.

Формування кисню у атмосфері Землі призвело до утворення озонового шару висотах приблизно 8 – 30 км. І, тим самим, наша планета набула захисту від згубної дії ультрафіолетового вивчення. Ця обставина послужила поштовхом подальшої еволюції життєвих форм Землі, т.к. в результаті посилення фотосинтезу кількість кисню в атмосфері почала стрімко зростати, що сприяло формуванню та підтримці життєвих форм у тому числі і на суші.

Сьогодні наша атмосфера на 78,1% складається з азоту, на 21% із кисню, на 0,9% з аргону, на 0,04% із діоксиду вуглецю. Дуже малі частки проти основними газами становлять неон, гелій, метан, криптон.

На частки газу, які у атмосфері, діє сила тяжіння Землі. А, враховуючи те, що повітря стискаємо, його щільність з висотою поступово зменшується, переходячи в космічний простір без чіткої межі. Половина всієї маси земної атмосфери зосереджена у нижніх 5 км, три чверті – у нижніх 10 км, дев'ять десятих – у нижніх 20 км. 99% маси атмосфери Землі зосереджено нижче висоти 30 км, а це лише 0,5% екваторіального радіусу нашої планети.

На рівні моря число атомів і молекул на кубічний сантиметр повітря становить близько 2*1019, на висоті 600 км всього 2*107. На рівні моря атом або молекула пролітає приблизно 7*10 -6 см, перш ніж зіткнутися з іншою часткою. На висоті 600 км. ця відстань становить близько 10 км. І на рівні моря щосекунди відбувається близько 7 * 10 9 таких зіткнень, на висоті 600 км - всього близько одного за хвилину!

Але не тільки тиск змінюється з висотою. Змінюється і температура. Так, наприклад, біля підніжжя високої гори може бути досить жарко, тоді як вершина гори вкрита снігом і температура там водночас нижча за нуль. А варто піднятися літаком на висоту приблизно 10–11 км, як можна почути повідомлення про те, що за бортом –50 градусів, тоді як біля поверхні землі градусів на 60–70 тепліше.

Спочатку вчені припускали, що температура з висотою зменшується до тих пір, поки не досягає абсолютного нуля (-273,16 ° C). Але це не так.

Атмосфера Землі складається із чотирьох шарів: тропосфера, стратосфера, мезосфера, іоносфера (термосфера). Такий поділ на шари прийнято виходячи з даних про зміну температури з висотою. Найнижчий шар, де температура повітря падає із висотою, назвали тропосферою. Шар над тропосферою, де зниження температури припиняється, змінюється ізотермією і, нарешті, температура починає підвищуватися, назвали стратосферою. Шар над стратосферою, де температура знову стрімко падає – це мезосфера. І нарешті той шар, де знову починається зростання температури, назвали іоносферою або термосферою.

Тропосфера простягається загалом у нижніх 12 км. Саме у ній відбувається формування нашої погоди. Найвищі хмари (перисті) утворюються у верхніх шарах тропосфери. Температура тропосфері з висотою знижується адіабатично, тобто. зміна температури відбувається внаслідок зменшення тиску з висотою. Температурний профіль тропосфери багато в чому обумовлений надходить до поверхні Землі сонячною радіацією. В результаті нагрівання поверхні Землі Сонцем формуються конвективні та турбулентні потоки, спрямовані на верх, які формують погоду. Варто зауважити, що вплив поверхні, що підстилає, на нижні шари тропосфери поширюється до висоти приблизно 1,5 км. Звісно, ​​крім гірських районів.

Верхньою межею тропосфери є тропопауза – ізотермічний шар. Згадайте характерний виглядгрозових хмар, вершина яких є «викидом» перистих хмар, званих «ковадлом». Ця «ковадло» якраз і «розтікається» під тропопаузою, т.к. через ізотермію висхідні потоки повітря значно слабшають, і хмара перестає розвиватися по вертикалі. Але в особливих, поодиноких випадках, вершини купово-дощових хмар можуть вторгатися в нижні шари стратосфери, долаючи тропопаузу.

Висота тропопаузи залежить від географічної широти. Так, на екваторі вона знаходиться на висоті приблизно 16 км і її температура становить близько -80°C. На полюсах тропопауза розташована нижче приблизно на висоті 8 км. Влітку її температура тут становить -40 ° C, і -60 ° C взимку. Т.ч., незважаючи на більш високі температури біля поверхні Землі, тропічна тропопауза набагато холодніша, ніж у полюсів.