Structura atmosferei terestre
Structura atmosferei Pământului
Atmosfera Pământului este eterogenă: densitate diferită a aerului sunt observate la înălțimi diferite și presiunea, schimbările de temperatură și compoziția gazului. Pe baza comportamentului temperaturii aerului ambiant (adică, temperatura crește sau descrește cu înălțimea) sunt următoarele straturi: troposfera, stratosfera, mezosfera, Termosferă și exosferei. Limitele dintre straturile sunt numite pauză, de care există 4, din moment ce limita superioară a exosferei este foarte neclară, și de multe ori se referă la spațiul din apropierea Pământului. O structură generală a atmosferei poate fi găsită în diagrama însoțitoare.
Este demn de remarcat faptul că, în plus față de variațiile sezoniere și diurne există tropopauzei înălțime. De asemenea, pe poziția ei este influențată de cicloane și anticiclonale: în primul cade, ca presiunea de acolo, este mai mică decât în aerul înconjurător, și pe de altă parte situată respectiv.
Troposferă conține până la 90% din greutatea totală a aerului și a apei vaporii terestru numai 9/10. Aici este dezvoltat puternic turbulență, mai ales în straturile de suprafață și cea mai mare, nor în curs de dezvoltare toate nivelurile, formând cicloane și anticiclonale. Și datorită acumulării de gaze cu efect de seră (dioxid de carbon, metan, vapori de apă) de la suprafața pământului lumina solară reflectată efect de seră se dezvoltă.
Cu efect de seră scădere datorită temperaturii cu altitudinea în troposferă (p.f. pământ încălzit oferă mai multe straturi de sol de căldură). Gradientul mediu vertical de 0,65 ° / 100 m (adică, temperatura este coborâtă până la 0.65 ° C la naștere la 100 de metri). Astfel, dacă suprafața pământului la temperatura medie a aerului este ecuator + 26 ° pe marginea superioară -70 °. Temperatura la zona de deasupra polul nord tropopauzei într-un an variază de la -45 ° la -65 ° iarnă de vară.
Odată cu creșterea înălțimii, iar presiunea aerului scade, constituind la limita superioară a troposferei de numai 12-20% din suprafață.
La granița dintre troposferă și stratosferă stratul de deasupra este un strat al tropopauzei, 1-2 km grosime. Deoarece bordura inferioară a tropopauzei adoptat în mod obișnuit, în care un strat de aer cu gradient vertical a scăzut la 0,2 ° / 100 m vs. 0.65 ° / 100 m în regiunile inferioare ale troposferei.
În cadrul curenților de aer tropopauză observate destinații definite strict, numit curent cu jet sau „flux jet“ (fluxuri de jet), generate sub influența rotației Pământului în jurul axei sale și încălzirea atmosferei cu ajutorul radiației solare. Observate la limitele zonelor de curgere la diferențe mari de temperatură. Mai multe localizare distinctă a acestor focare mișcări, cum ar fi regiunea arctică, subtropicală și subpolar și altele. Cunoașterea localizarea fluxurilor de jet este foarte important pentru meteorologie și aviație: prima folosește fire pentru o prognoză meteo mai precisă, cealaltă pentru construirea de rute de zbor de aeronave, astfel cum pe frontierele de fluxuri sunt vârtejuri turbulente puternice, cum ar fi vârtejuri mici, numite din cauza lipsei acestor înălțimi ale norilor „turbulențe de aer clare“.
Sub influența pauze jetul de apa sunt adesea formate în tropopauzei, și, uneori, dispare cu totul adevărat, apoi din nou format. Acest lucru se observă mai ales la latitudini subtropicale peste care domnește puternic subtropicale mare creștere în interior. În plus față de formarea discontinuităților conduce straturi diferență tropopauză la temperatura mediului ambiant. De exemplu, există un decalaj extinse între tropopauzei caldă și joasă și înaltă polar tropopauzei latitudini reci și tropicale. Recent, a lansat și un strat al latitudini temperate tropopauză, care are discontinuități cu cele două straturi anterioare: polar și ploaie.
Al doilea strat al atmosferei terestre este stratosfera. Stratosferă pot fi împărțite în 2 zone. Prima dintre ele, situată la inaltimi de 25 km este caracterizata prin temperaturi aproape constante care sunt egale cu temperatura straturilor superioare ale troposferei pe un teren specific. A doua regiune sau regiunea inversiune, caracterizată prin creșterea temperaturii la aproximativ 40 km altitudine. Acest lucru se datorează absorbției de oxigen și ozon radiației solare ultraviolete. În partea superioară a stratosferei datorită acestei temperaturi de încălzire este adesea pozitiv sau chiar comparabile cu temperatura aerului de suprafață.
Deasupra regiunii inversiune este un strat de temperatură constantă, care se numește stratopause și este granița dintre stratosferă și mezosfera. Grosimea sa este de 15 km.
Spre deosebire de troposferă la stratosfera perturbațiile turbulente sunt rare, dar ea a marcat vânturi orizontale și jeturi care suflă în zone înguste de-a lungul granițelor latitudinile temperate puternice, convertește la poli. Poziția acestor zone nu este constantă: ele se pot deplasa, extinde, sau chiar dispar complet. Adesea jetul penetrează troposfera superioară, sau, alternativ, masa de aer din troposferă penetrează stratosfera inferioară. În special caracteristic mase de aer de amestec similare în zone meteorologice fronturi.
Nu numai în stratosferă, și vaporii de apă. Aerul este foarte uscat, și, prin urmare, norul format mic. Numai la altitudini de 20-25 km în timp ce la latitudini mari pot fi văzute nori sidefii foarte subțiri constând din picături de apă suprarăcite. În timpul zilei, acești nori nu sunt vizibile, dar după lăsarea întunericului par să strălucească din cauza iluminat soarele lor deja retractat peste orizont.
Sub influența ozonului variază, de asemenea, câmpul magnetic, atomii cad moleculele sunt ionizate, neoplasmul de gaze și alți compuși chimici.
Stratul al atmosferei numită stratosferă suprapusă mezosfera. Acesta este caracterizat prin scăderea temperaturii cu altitudinea cu un gradient de 0,25-0,3 mediu vertical ° / 100 m, ceea ce duce la turbulențe puternice. La temperatura mezosfera frontieră superioară a fost menționat în câmpul numit mesopause la -138 ° C, care este minimul absolut pentru atmosfera întregul pământ ca întreg.
Aici mesopause in limita inferioară a regiunii active a absorbției de raze X și radiațiile ultraviolete unde scurte de la soare. Un astfel de proces de energie numit transfer de căldură radiative. Ca rezultat, încălzirea și ionizare a gazului, care provoacă atmosfera strălucire.
La altitudini de 75-90 km în limitele mezosferei superioare au fost observate nori speciale care ocupă suprafețe mari în regiunile polare ale planetei. Numiți aceste nori cu argint din cauza lor strălucire la amurg, care este cauzată de reflexia luminii solare de cristale de gheață, din care sunt făcute aceste nori.
Presiunea aerului în interiorul mesopause de 200 de ori mai mică decât la suprafața pământului. Acest lucru sugerează că practic tot aerul din atmosferă este concentrată în trei straturi sale inferioare: troposfera, stratosfera si mezosfera. Pe straturile suprapuși și exosferei Termosfera reprezintă doar 0,05% din greutatea întreaga atmosferă.
Termosferei se află la altitudini de 90 până la 800 km deasupra suprafeței Pământului.
Pentru Termosferei temperatură tipică continuă creștere la inaltimi de 200-300 km, unde se poate ajunge la 2500 ° C Creșterea temperaturii se datorează absorbției moleculelor de gaz, cu raze X și partea unde scurte de radiatii ultraviolete ale soarelui. La peste 300 km deasupra nivelului mării, creșterea temperaturii este oprită.
Concomitent cu creșterea temperaturii scade presiunea și, prin urmare, densitatea aerului din jur. Deci, dacă densitatea este de 1,8 x 10 -8 g / cm în bordura inferioară 3. Termosferei apoi rând are 1,8 x 10 -15 g / cm3, care corespunde aproximativ cu 10 milioane -. 1 miliard de particule 1 cm. 3.
Toate caracteristicile Termosferă, cum ar fi compoziția aerului, de temperatura, densitate, fluctuează: în funcție de locația geografică, anotimp și ora din zi. Schimbarea chiar localizarea frontierei termosfera superior.
Stratul cel mai de sus se numește stratul de imprastiere atmosfera sau exosferei. limita sa inferioară este în continuă schimbare într-o gamă foarte largă; pentru valoarea medie a înălțimii acceptate de 690-800 km. Acesta este situat în cazul în care probabilitatea coliziunilor intermoleculare sau interatomice pot fi neglijate, adică distanța medie care depășește în mișcare în mod aleatoriu moleculă înainte de coliziune cu o altă moleculă de același (așa-numita drumul liber) este atât de mare încât molecula reală cu probabilitate aproape de zero, nu se ciocnesc. Layer în cazul în care există un fenomen numit efect descris thermopause.
Limita superioară a exosferei se află la o altitudine de 2-3 mii km Este foarte neclară și transformată treptat în vid blizhnekosmichesky. Ocazional, din acest motiv, este considerat spațiu parte exosferei, iar limita superioară pentru înălțimea de 190 km de primire, la viteza cu care atomii de hidrogen din influența presiunii radiației solare depășește atracția gravitațională a Pământului. Această așa-numita coroană pământ constând din atomi de hidrogen. Pământ Densitatea coroanei este foarte mică: doar 1000 particule pe centimetru cub, dar acest număr este mai mare de 10 ori mai mare decât concentrația particulelor în spațiu interplanetar.
Datorită extrem de subțiri particulele exosferei de aer muta în jurul Pământului pe o orbită eliptică, fără a interfera unele cu altele. Unii dintre ei se deplasează pe traiectorii deschise sau hiperbolice cu viteze spațiale (hidrogen și heliu) părăsește atmosfera și du-te în spațiu, motiv pentru care numita exosferei împrăștiere sferă.