В структурата на земната атмосфера
Структурата на атмосферата на Земята
На земната атмосфера е хетерогенна: различна плътност на въздуха се наблюдава при различни височини и налягането, температурни промени и състав газ. Въз основа на поведението на температурата на околния въздух (т.е., температурата се увеличава или намалява с височина) има следните слоеве: тропосферата, стратосферата, мезосферата, термосфера и exosphere. Границите между слоевете са наречени на пауза, от които има 4, тъй като горната граница на exosphere е много неясно, а често се отнася до пространството на околоземното. Една обща структура на атмосферата може да се намери в придружаващата диаграма.
Заслужава да се отбележи, че в допълнение към сезонните и денонощните вариации съществуват тропопаузата височина. Също така на нейната позиция е повлияна от циклони и антициклони: в първия тя се намира, тъй като налягането в нея е по-ниска, отколкото в околния въздух, и второ, разположена съответно.
В тропосферата съдържа до 90% от общото тегло на наземната въздух и водна пара само 9/10. Тук е силно развита турбулентност, особено в повърхностните слоеве и най-високата, разработване облака всички нива, образувайки циклони и антициклони. И поради натрупването на парникови газове (въглероден диоксид, метан, водна пара) от повърхността отразена светлина земята парников ефект се развива.
В парников ефект поради понижаване на температурата с височина в тропосферата (т.к. нагрява земята дава повече топлина Ground слоя). Средната вертикален градиент от 0,65 ° / 100 m (тоест, температурата се понижава до 0,65 ° С при нарастване на всеки 100 м). По този начин, ако повърхността на земята при средна температура на въздуха екватор е + 26 ° на горния границата от -70 °. Температура на площ над тропопаузата северния полюс в рамките на една година варира от -45 ° до -65 ° лятото зимата.
С увеличаване на височината, както и налягането на въздуха падне, което представлява най-горната граница на тропосферата на само 12-20% от повърхността.
На границата на тропосферата и стратосферата над мястото слой е слой от на тропопаузата, 1-2 км дебел. Както долната граница на тропопаузата обикновено приемат в който слой от въздух вертикален градиент намалява до 0,2 ° / 100 m vs. 0,65 ° / 100 m в долните участъци на тропосферата.
В тропопаузата наблюдава въздушни потоци строго определени дестинации, наречен поток струя или "струя поток" (струйни потоци), генерирани под въздействието на въртене на Земята около оста си и нагряването на атмосферата с помощта на слънчевата радиация. Наблюдаван на границите на зоните на потока на големи разлики в температурите. Няколко отделни огнища локализация на тези движения, като Арктика, субтропични и субполярен и др. Познаване на локализацията на струйни течения е много важно за метеорологията и авиация: първата използва конци за по-точна прогноза за времето, а другият за изграждане на полетните маршрути, тъй като на границата на потока има силни бурни водовъртежи, като малки водовъртежи, наречени заради липсата на тези височини на облаците "чист въздух сътресения".
Под влияние на паузите реактивна струя често се образуват в тропопаузата, а понякога може да изчезне напълно вярно, тогава формира отново. Това се наблюдава особено в субтропичните ширини, върху които цари силен субтропични високи в. В допълнение към образуването на прекъсвания води тропопаузата разлика слоеве от температурата на околната среда. Например, съществува широка междина между топлата и ниско и високо полярен тропопаузата тропопаузата студени и тропически ширини. Наскоро освободен и слой на тропопаузата умерените ширини, който има прекъсвания с предишните две фази: полярен и дъжд.
Вторият слой на земната атмосфера е стратосферата. Stratosphere може да бъде разделена на 2 части. Първият от тях, да лежи на височина до 25 км се характеризира с почти постоянни температури, които са равни на температурата на горните слоеве на тропосферата върху определен терен. Вторият регион или регион инверсия, характеризиращ се с повишаване на температурата до около 40 km височина. Това се дължи на абсорбцията на кислород и озон слънчевата ултравиолетова радиация. В горната част на стратосферата поради това нагряване температура често е положително или дори сравнима с температура на повърхността на въздуха.
Над регион инверсия е слой на постоянна температура, която се нарича стратопауза и е на границата между стратосферата и мезосферата. Дебелината му е 15 км.
За разлика от тропосферата до стратосферата бурните сътресения са редки, но белязана силни ветрове и хоризонтални струйни течения, които духат в тесни зони по границите на умерените ширини, се превръща в полюсите. Позицията на тези зони не е постоянен: те могат да се движат, се разширява, или дори напълно да изчезнат. Често реактивна струя прониква горната тропосферата, или алтернативно масата на въздуха от тропосферата прониква долната стратосферата. Особено характерни подобни смесване въздушни маси в области атмосферни фронтове.
Не само в стратосферата, и водната пара. Въздухът е много суха, и следователно облака формира малък. Само на височина 20-25 км, а във високите географски ширини може да се види много тънки перлени облаци, състоящи се от преохладени водни капчици. През деня, тези облаци не са видими, но след залез слънце те изглежда да светят поради осветление им вече смален слънце над хоризонта.
Под влияние на озон също варира магнитното поле, атомите попадат молекули се йонизира, новообразувание на газове и други химични съединения.
В слой на атмосферата, наречен стратосферата над мястото мезосфера. Тя се характеризира с намаляване на температурата с височина със средна вертикален градиент 0,25-0,3 ° / 100 m, което води до силна турбулентност. В горната част на температурата на граничния мезосфера беше отбелязано в областта, наречена mesopause до -138 ° C, което е абсолютният минимум за цялата атмосфера Земята като цяло.
Тук mesopause в рамките на по-ниска граница на активната област на усвояването на рентгенови лъчи и късовълнова ултравиолетова радиация от слънцето. Такъв процес енергия наречен излъчващ топлинен трансфер. В резултат на нагряване и йонизация на газ, което води до атмосферата на блясък.
На височини на 75-90 км в горните граници мезосферата специални облаци са наблюдавани заема големи площи в полярните региони на планетата. Обадете се на тези облаци с сребро поради тяхното сияние по здрач, който се дължи на отражението на слънчевата светлина от ледени кристали, от които са направени тези облаци.
Налягане на въздуха в рамките mesopause 200 пъти по-малко, отколкото в земната повърхност. Това показва, че почти всички от въздуха на атмосферата е концентрирана в три своите долни слоеве: тропосферата, стратосферата и мезосферата. На покриващи слоеве и термосфера exosphere представлява само 0.05% от теглото на целия атмосферата.
Термосфера се намира на височина 90 до 800 км над земната повърхност.
За Термосфера типичен непрекъснат температура нараства до височина от 200-300 км, където той може да достигне 2500 ° С повишаването на температурата се дължи на абсорбцията на газови молекули, рентгенови лъчи и къси вълни част на ултравиолетовите лъчи на слънцето. Над 300 км над морското равнище, повишаване на температурата е спряло.
Едновременно с увеличаването на температурата намалява налягането и следователно плътността на околния въздух. Така че, ако плътността е 1,8 х 10 -8грама / cm в долната граница 3. Термосфера след ред е 1,8 х 10 -15 г / см 3, която съответства приблизително 10 милиона -. 1 милиард частици в 1 см. 3.
Всички характеристики на термосфера, като състава на въздуха, температура, плътност, се колебае: в зависимост от географското местоположение, сезон и време на деня. Промяна дори мястото на горния термосфера граница.
Най-горният слой се нарича атмосфера или exosphere разсейване слой. По-малката му граница постоянно се променя в много широк диапазон; за средната стойност на приетата височина на 690-800 км. Той е разположен в които вероятността от междумолекулни или interatomic сблъсъци могат да бъдат пренебрегвани, т.е. средно разстояние, който победи на случаен принцип се движат молекула преди сблъсък с друга молекула от същия (така наречената средна свободен пробег) е толкова голям, че действителната молекула с вероятност близка до нула не се сблъскат. Layer, където има ефект описано явление, наречено thermopause.
Горната граница на exosphere се намира на надморска височина от 2-3000 км Много е замъглено и постепенно се превръща в blizhnekosmichesky вакуум. От време на време, поради тази причина, той се счита за част exosphere пространство, както и горната гранична стойност за височината на 190 км от получаването му, при скоростта, с която водородни атоми на влиянието на слънчевата радиация налягане надвишава гравитационното привличане на Земята. Този така наречен земята корона, състояща се от водородни атоми. плътност корона Земята е много малък: само 1000 частици на кубичен сантиметър, но тази цифра е повече от 10 пъти по-висока от концентрацията на частици в междупланетното пространство.
Благодарение на изключително тънки въздух exosphere частиците се движат около Земята в елиптична орбита, без да пречат един на друг. Някои от тях се движат по откритите или хиперболичен траекториите с обемни скорости (водород и хелий) оставя атмосферата и иди в пространство, поради което exosphere нарича разсейване сфера.