Что положено в основу деления атмосферы по слоям

Принципы деления атмосферы на слои. Краткие сведения о методах исследования атмосферы

Атмосфера по своим физическим свойствам неоднородна как по вертикали, так и по горизонтали. Изменяются такие физические ве­личины, как температура, давление, плотность, состав и влажность воздуха, содержание твердых и жидких примесей, скорость ветра. Наиболее резко они изменяются по вертикали. Так, температура при подъеме на каждый километр понижается в среднем на 6,5 °С (в тропосфере). В то же время в горизонтальном направлении на столь­ко же температура изменяется на расстоянии 500—600 км. Таким об­разом, по вертикали температура изменяется примерно в 5 • 102 раз

быстрее, чем по горизонтали. Вследствие этого при делении атмо­сферы на первое место выступает неоднородность ее свойств по вер­тикали.

В настоящее время существуют по меньшей мере четыре призна­ка (принципа), на основе которых атмосферу делят на слои в верти­кальном направлении. Это термический режим атмосферы (распре­деление температуры по высоте); состав атмосферного воздуха и на­личие заряженных частиц; характер взаимодействия атмосферы с земной поверхностью; влияние атмосферы на летательные аппараты.

Наиболее отчетливо различие в свойствах слоев атмосферы про­является в характере изменения температуры воздуха с высотой. По этому признаку атмосфера делится на пять основных слоев, или сфер: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу*.

В табл. 2.2 указаны средние высоты границ этих слоев и наиме­нование переходных слоев. Могут наблюдаться значительные от­клонения от этих средних в зависимости от широты, времени года, метеорологической обстановки и др. Так, например, высота тропо­паузы колеблется между 8 и 18 км.

Таблица 2.2. Основные и переходные слои (сферы)

Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть картинку Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Картинка про Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям

* Более точно экзосфера выделяется по признаку распределения плотности (здесь она ничтожно мала). Из этой сферы молекулы и атомы могут выбрасываться в межпланетную среду и навсегда покидать Землю.

Начиная с высоты 50—60 км, в атмосфере резко увеличивается содержание заряженных частиц (ионов и электронов). Вследствие этого слой атмосферы, расположенный выше указанного уровня, называется ионосферой. Внешняя часть атмосферы, где взаимные столкновения частиц редки и преобладающая их часть заряжена, составляет радиационный пояс Земли. В пределах радиационного пояса заряженные частицы совершают сложные колебательные движения вдоль силовых линий магнитного поля Земли и обладают значительной энергией. Граница радиационного пояса со стороны освещенной Солнцем части Земли в плоскости геомагнитного эква­тора лежит на расстоянии 10—12 радиусов Земли (считая от центра Земли). В неосвещенной части она несколько ближе к Земле (9— 10 радиусов).

По признаку взаимодействия атмосферы с земной поверхностью атмосферу делят на пограничный слой (иногда называемый также слоем трения) и свободную атмосферу. В пограничном слое (высо­той до 1—1,5 км) на характер движения большое влияние оказыва­ют земная поверхность и силы турбулентного трения. В этом слое хорошо выражены суточные изменения метеорологических вели­чин (см. главу 10).

В связи с запуском ИСЗ особо остро встал вопрос о влиянии атмо­сферы на полет ИСЗ и время их существования. Условия полета ИСЗ и других тел существенно различны на высотах больше и мень­ше 150 км. Исходя из этого признака атмосферу делят на плотные слои (или собственно атмосферу) и околоземное космическое про­странство, нижняя граница которого располагается на высоте око­ло 150 км. Сопротивление плотных слоев атмосферы настолько ве­лико, что в пределах этих слоев летательный аппарат с выключен­ной двигательной установкой не может совершить хотя бы один обо­рот вокруг Земли (потеряет скорость или сгорит). В то же время на высотах более 150 км время существования ИСЗ превышает время, необходимое для совершения одного оборота (при этом оно тем боль­ше, чем выше располагается орбита). На основании этого полеты ИСЗ называют космическими, хотя орбиты большинства запущен­ных до настоящего времени ИСЗ лежат в пределах атмосферы.

Упомянем также деление атмосферы на нижнюю и верхнюю. Первая из них совпадает с тропосферой, вторая охватывает все слои, расположенные выше тропопаузы.

Для получения сведений о физических свойствах и строении ат­мосферы используются различные методы исследования. Все они разделяются на прямые и косвенные. В последние десятилетия основное внимание уделяется развитию прямых методов исследова­ния атмосферы. К ним относятся методы исследования атмосферы с помощью радиозондов, аэростатов, шаров-пилотов, самолетов, ра­кет, ИСЗ и космических кораблей. Наиболее широко для получения сведений о свойствах атмосферы до высоты 20—25 км (в более ред­ких случаях до 35—40 км) используется метод радиозондирования. Радиозонд обладает тем существенным достоинством, что сведения о значениях температуры, давления, влажности и скорости ветра на различных высотах получают практически одновременно с подъе­мом радиозонда. Для более тщательного исследования погранично­го слоя, облаков, туманов, атмосферных примесей, потоков лучи­стой энергии, электрического поля атмосферы и других явлений применяются методы зондирования атмосферы (вертикального и го­ризонтального) с помощью самолетов и аэростатов.

Новая эпоха в исследовании верхних слоев атмосферы откры­лась в связи с освоением методов зондирования атмосферы с помо­щью ракет и особенно ИСЗ, пилотируемых космических кораблей и автоматических станций. Ракеты, используемые для исследования атмосферы, делятся на метеорологические, геофизические и косми­ческие. Наиболее полные данные о температуре, давлении и плотно­сти до высоты 60—80 км получены с помощью метеорологических ракет, подъемы которых производятся систематически в несколь­ких точках земного шара, в том числе с судов в океанах. Геофизиче­ские ракеты широко используются для исследования состава возду­ха до высоты 400—500 км, излучения Солнца, магнитного и элект­рического полей Земли.

Уникальный материал об облачности, оптических характеристи­ках земной поверхности и атмосферы, полях температуры и влаж­ности получен за последние 30—35 лет с помощью метеорологиче­ских ИСЗ и пилотируемых космических кораблей. Эти данные ис­пользуются метеорологическими службами разных стран для ана­лиза состояния атмосферы и при составлении прогнозов погоды.

Из косвенных методов, с помощью которых за последние 70—80 лет были получены сведения о верхних слоях атмосферы, назовем методы, основанные на наблюдениях за прожекторным лу­чом, аномальным распространением звука, движением следов мете­оров, перламутровыми и серебристыми облаками, распространени­ем электромагнитных волн, а также методы, базирующиеся на спектральных исследованиях ультрафиолетовой радиации, излуче­ния ночного неба и полярных сияний.

Источник

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. Вертикальная протяженность атмосферы составляет 60-70 тыс.км

Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть картинку Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Картинка про Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть картинку Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Картинка про Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть картинку Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Картинка про Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть картинку Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Картинка про Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям

Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть картинку Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Картинка про Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям

Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть картинку Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Картинка про Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям

Вертикальная протяженность атмосферы составляет 60-70 тыс.км. Резкой верхней границы атмосферы не существует. Атмосфера постепенно переходит в межпланетную среду. Общая масса атмосферы оценивается в 5.15*10 18 кг, что составляет примерно одну миллионную массы Земли.

Незначительная толщина основного (по массе) слоя атмосферы по сравнению с ее горизонтальной протяженностью приводит к тому, что вертикальные масштабы наблюдаемых в атмосфере явлений и процессов оказываются гораздо меньше горизонтальных: воздушные массы, циклоны, антициклоны по горизонтали занимают области в сотни и тысячи км, а по вертикали распространяются только на несколько км.

1.1. Принципы деления атмосферы на слои.

Атмосфера по своим физическим свойствам неоднородно как по вертикали, так и по горизонтали. Изменяются такие физические величины, как температура, давление, плотность, влажность, скорость ветра и т.п. Наиболее резко они изменяются по вертикали. Так, температура при подъеме на каждый км понижается в среднем на 6.5 С, а в горизонтальном направлении на столько же она изменяется на расстоянии 500-600 км. Вследствие этого при делении атмосферы на слои на первое место выступает неоднородность по вертикали.

В настоящее время атмосферу делят на слои по меньшей мере по четырем признакам. Это термический режим атмосферы, состав атмосферного воздуха и наличие заряженных частиц, характер взаимодействия атмосферы с земной поверхностью, влияние атмосферы на летательные аппараты.

По характеру изменения температуры с высотой атмосфера делится на 5 слоев: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу. Средние высоты этих слоев указаны в таблице.

Отметим, что могут наблюдаться значительные отклонения в зависимости от широты, времени года, метеорологической ситуации и т. д. В частности, высота тропопаузы зависит от широты: в тропиках она порядка 16–17 км, в средних широтах – 9–12 км, в полярных широтах – 8– 9 км.

Таблица. Основные и переходные слои.

СлойСредняя высота верхней и нижней границ, кмПереходный слой
Тропосфера0-11Тропопауза
Стратосфера11-50Стратопауза
Мезосфера50-90Мезопауза
Термосфера90-450Термопауза
Экзосфера>450

По составу воздуха атмосфера делится на гомосферу и гетеросферу. В первом из этих слоев, заключенном между земной поверхностью и высотой 95 км, относительный состав газов и относительная молекулярная масса воздуха практически не изменяется с высотой. В гетеросфере (на высотах более 95 км) наряду с молекулярным азотом N2 и кислородом О2 появляются атомарный азот N и кислород О. В связи с этим молекулярная масса воздуха в гетеросфере уменьшается с высотой.

Таблица 1.7. Содержание (в % по объему) основных газов в воздухе на больших высотах [22].

Высота, км
N278.178.178.177.977.4
O220.920.920.0
Ar0.90.90.80.80.7

Все газы, составляющие земную атмосферу, принято разбивать на 3 группы – основные газовые составляющие, малые газовые составляющие (МГС) и свободные радикалы. МГС − это газовые компоненты, постоянно присутствующие в атмосфере, но их содержание может варьироваться во времени и пространстве. К МГС относят прежде всего H2O (водяной пар), CO2 (углекислый газ) и O3 (озон) − соединения, сильно поглощающие электромагнитное излучение и активно участвующие в различных реакциях и химических превращениях. В силу этих свойств они играют большую роль в формировании климата нашей планеты.

Помимо газов, существенной компонентой атмосферы Земли (и ряда других планет) является атмосферный аэрозоль [11, 13, 34, 31, 43, 50]. Аэрозолем в физике называют смесь воздуха и частиц (твердых, жидких), находящихся в динамическом равновесии. В метеорологии и физике атмосферы под аэрозолем понимают сами частицы, взвешенные в воздухе. Таким образом, аэрозоль (аэрозоли) – твердые и жидкие мелкие частицы, взвешенные в воздухе, весьма разнообразного состава, формы, размеров и свойств: водяные капли и ледяные кристаллы облаков, пыль, поднятая с поверхности Земли, а также выброшенная вулканами или образовавшаяся из вулканических газов, метеоритная пыль, частицы солей морской воды, частицы, возникающие в результате производственной деятельности и т. д. Скорость их падения (оседания) мала, а их поверхность велика, что является, в частности, причиной их активного участия в химических и фотохимических реакциях с МГС и радикалами.

Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть картинку Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Картинка про Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям

На высотах больше 70 км распад Н2О под влиянием радиации Солнца (l £ 165 мкм) уменьшает содержание водяного пара. Однако на высотах около 80 км (в мезосфере) влажность бывает достаточной, и там образуются серебристые облака, которые хорошо видны в сумерки. Они имеют серебристый, голубоватый оттенок и светятся рассеянным светом Солнца.

Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть картинку Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Картинка про Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям

Озон образуется под действием ультрафиолетовых лучей с длиной волны менее 180 нм. УФ-свет с большей длиной волны (около 320 нм), наоборот, способствует разложению озона. Поверхности Земли достигают только те ультрафиолетовые лучи, которые не опасны для живых организмов.

Начиная с высоты 50-60 км в атмосфере резко увеличивается содержание заряженных частиц (ионов и электронов). Вследствие этого слой, расположенный выше указанного уровня называется ионосферой. Внешняя часть атмосферы, где взаимные столкновения частиц редки и преобладающая часть их заряжена составляет радиационный пояс Земли. В пределах радиационного пояса заряженные частицы совершают сложные колебательные движения вдоль линий магнитного поля Земли и обладают значительной энергией. Граница радиационного пояса со стороны, освещенной Солнцем лежит на расстоянии 10-12 радиусов Земли, со стороны неосвещенной – 9-10 радиусов.

По признаку взаимодействия атмосферы с земной поверхностью атмосферу делят на пограничный слой и свободную атмосферу. В пограничном слое (высотой 1-1.5 км) на характер движения большое влияние оказывает земная поверхность и силы турбулентного трения. В этом слое выражены суточные изменения метеорологических величин. Внутри пограничного слоя выделяется приземный слой (высотой 50-100 м), в пределах которого метеорологические параметры резко меняются с высотой.

Условия полета летательных аппаратов существенно различны на высотах больше и меньше 150 км. Исходя из этого признака атмосферу делят на плотные слои и околоземное космическое пространство. Сопротивление плотных слоев атмосферы не позволяет летательному аппарату с выключенным двигателем совершить хотя бы один оборот вокруг Земли. На высотах более 150км аппарат может совершить и более одного оборота (тем больше, чем выше орбита), на основании чего эти полеты называют космическими, хотя орбиты большинства запущенных спутников лежат в пределах атмосферы.

Атмосферу делят также на верхнюю и нижнюю. Первая совпадает с тропосферой, вторая включает все слои выше тропопаузы.

Источник

Основные слои атмосферы Земли в порядке возрастания

Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть картинку Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Картинка про Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям

Газовая оболочка, окружающая нашу планету Земля, известная как атмосфера, состоит из пяти основных слоев. Эти слои берут начало на поверхности планеты, от уровня моря (иногда ниже) и поднимаются до космического пространства в следующей последовательности:

В промежутке между каждым из этих основных пяти слоев находятся переходные зоны, называемые «паузами», где происходят изменения температуры, состава и плотности воздуха. Вместе с паузами, атмосфера Земли в общей сложности включает 9 слоев.

Тропосфера: где происходит погода

Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть картинку Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Картинка про Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям

Из всех слоев атмосферы тропосфера является тем, с которым мы больше всего знакомы (осознаете ли вы это или нет), так как мы живем на ее дне – поверхности планеты. Она окутывает поверхность Земли и простирается вверх на несколько километров. Слово тропосфера означает «изменение шара». Очень подходящее название, так как этот слой, где происходит наша повседневная погода.

Начиная с поверхности планеты, тропосфера поднимается на высоту от 6 до 20 км. Нижняя треть слоя, ближайшая к нам, содержит 50% всех атмосферных газов. Это единственная часть всего состава атмосферы, которая дышит. Благодаря тому, что воздух нагревается снизу земной поверхностью, поглощающей тепловую энергию Солнца, с увеличением высоты температура и давление тропосферы понижаются.

На вершине находится тонкий слой, называемый тропопаузой, который является всего лишь буфером между тропосферой и стратосферой.

Стратосфера: дом озона

Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть картинку Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Картинка про Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям

Стратосфера – следующий слой атмосферы. Он простирается от 6-20 км до 50 км над земной поверхностью Земли. Это слой, в котором летают большинство коммерческих авиалайнеров и путешествуют воздушные шары.

Здесь воздух не течет вверх и вниз, а движется параллельно поверхности в очень быстрых воздушных потоках. По мере того, как вы поднимаетесь, температура увеличивается, благодаря обилию природного озона (O3) – побочного продукта солнечной радиации и кислорода, который обладает способностью поглощать вредные ультрафиолетовые лучи солнца (любое повышение температуры с высотой в метеорологии, известно как “инверсия”).

Поскольку стратосфера имеет более теплые температуры внизу и более прохладные наверху, конвекция (вертикальные перемещения воздушных масс) встречается редко в этой части атмосферы. Фактически, вы можете рассматривать из стратосферы бушующую в тропосфере бурю, поскольку слой действует как «колпачок» для конвекции, через который не проникают штормовые облака.

После стратосферы снова следует буферный слой, на этот раз называемый стратопаузой.

Мезосфера: средняя атмосфера

Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть картинку Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Картинка про Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям

Термосфера: верхняя атмосфера

Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть картинку Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Картинка про Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям

После мезосферы и мезопаузы следует термосфера, расположенная между 80 и 700 км над поверхностью планеты, и содержит менее 0,01% всего воздуха в атмосферной оболочке. Температуры здесь достигают до +2000° C, но из-за сильной разреженности воздуха и нехватки молекул газа для переноса тепла, эти высокие температуры воспринимаются, как очень холодные.

На высоте около 700-10000 км над земной поверхностью находится экзосфера – внешний край атмосферы, граничащий с космосом. Здесь метеорологические спутники вращаются вокруг Земли.

Как насчет ионосферы?

Ионосфера не является отдельным слоем, а на самом деле этот термин используется для обозначения атмосферы на высоте от 60 до 1000 км. Она включает в себя самые верхние части мезосферы, всю термосферу и часть экзосферы. Ионосфера получила свое название, потому что в этой части атмосферы излучение Солнца ионизируется, когда проходит магнитные поля Земли на севере и юге. Это явления наблюдается с земли как северное сияние.

Источник

Принципы деления атмосферы на слои

СВЕДЕНИЯ О ЗЕМЛЕ И ЕЕ АТМОСФЕРЕ

Основные сведения о планете Земля

Земля представляет одну из планет Солнечной системы. Солнце является звездой средней величины и единственным источником энергии, благодаря которому существует жизнь на Земле.

Земля вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите со средней скоростью 29,8 км/с, одновременно вращаясь вокруг своей оси с запада на восток. Плоскость вращения Земли вокруг Солнца называется плоскостью эклиптики. Земная ось наклонена к плоскости эклиптики под углом 66°33′. Благодаря вращению Земли вокруг Солнца и наклону земной оси к плоскости эклиптики происходит смена времени года.

В астрономии существуют понятия солнечных и звездных суток.

Год содержит 365,25 солнечных суток, т.е. в течение года Земля совершает 365,25 оборота вокруг своей оси при одном обороте вокруг Солнца. Кроме того, пройдя за год всю орбиту, Земля сделает еще один оборот вокруг своей оси по отношению к неподвижным звездам. Поэтому один год равен 365,25 солнечных суток или 366,25 звездных суток. Отсюда одни звездные сутки равны 365,25/366,25 солнечных суток.

Угловая скорость суточного вращения Земли определяется как скорость ее вращения по отношению к неподвижным звездам.

Примечание: 1 звездные сутки = 24 час · 3600 сек/час = 86400 сек.

Угловая скорость вращения Земли и продолжительность суток изме­няются в течение года. Изменения в скорости вращения Земли обусловлены колебаниями в течение года скорости воздушных течений, горизонтальный масштаб которых сравним с размерами материков, океанов и всего полушария.

Совокупность таких воздушных течений носит название общей циркуляции атмосферы.

При построении теории атмосферных процессов и явлений угловая скорость вращения Земли принимается постоянной.

Земля имеет форму отличную от сферической. Эта форма называется геоидом (землеподобный).

Из 510 млн. км 2 земной поверхности – 70,8% занимает водная поверх­ность, причем

в Северном полушарии доля водной поверхности составляет 60,7%,

в Южном полушарии – 80,9%.

1.2. Общиесведения об атмосфере и принципы деления ее на слои

Общие сведения об атмосфере

Вертикальная протяженность атмосферы составляет 60 ÷ 70 тыс. км. Резкой верхней границы атмосферы не существует.

Общая масса атмосферы оценивается в 5,15·10 15 т, что составляет около одной миллионной части (0,000001) массы Земли. Толщина всей атмосферы сравнима с размерами Земли, однако большая часть ее массы сосредоточена в тонком слое.

Примерно 50% всей массы атмосферы заключено в слое до 5 км,

Принципы деления атмосферы на слои

Атмосфера по своим физическим свойствам неоднородна по вертикали и по горизонтали, изменениям подвержены характеристики атмосферы:

состав, температура, давление, плотность, влажность воздуха,

содержание твердых и жидких примесей, скорость ветра.

Наиболее резко характеристики изменяются по вертикали.

Существует четыре принципа деления атмосферы на слои:

· термический режим атмосферы;

· состав атмосферы воздуха и наличие заряженных частиц;

· характер взаимодействия атмосферы с земной поверхностью;

· влияние атмосферы на летательные аппараты.

Наиболее отчетливо различие в свойствах слоев атмосферы проявляется в изменении термического режима с высотой.

v По признаку изменения термического режима с высотой

атмосфера делится на пять основных слоев (см. рис. 1.1):

Рассмотрим краткую характеристику этих слоев.

— фазовые превращения водяного пара;

Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Смотреть картинку Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Картинка про Что положено в основу деления атмосферы по слоям. Фото Что положено в основу деления атмосферы по слоям

Рис.1.1. Основные слои атмосферы по признаку изменения

термического режима с высотой

Тропосферу можно разделить на нижнюю, среднюю и верхнюю:

Нижняя тропосфера – пограничный слой до 1 – 2 км (с приземным слоем толщиной 30 ÷ 50 м);

Средняя тропосфера располагается на высоте 1÷6 км и характеризуется переносом воздушных масс, образованием фронтов, облаков нижнего и среднего яруса;

Верхняя тропосфера – на высоте 6 ÷ 10 км,

температура воздуха –30°С и ниже, в этом слое наблюдаются облака верхнего яруса и вершины кучево-дождевых и мощно-кучевых облаков.

Выше тропосферы располагается тропопауза – слой толщиной

1 ÷ 2 км с инверсионным распределением температуры воздуха.

Возрастает концентрация озона, образующегося из молекулярного кислорода под воздействием ультрафиолетового излучения. Озон защищает органическую жизнь от жесткого излучения (солнечной радиации).

Между стратосферой и мезосферой располагается стратопауза.

Мезосфера (55 ÷ 80 км) – температура изменяется от 0° до –75°…

–80°С. Серебристые облака, изредка появляющиеся в этом слое аналогичны перистым облакам верхней тропосферы. Они состоят из ледяных кристаллов. Между мезосферой и термосферой располагается мезопауза.

Термосфера (80 ÷ 800 км) – наиболее мощный слой. Характеризуется непрерывным ростом температуры с высотой до +600. +800°С. Сильная

ионизация этого слоя обуславливает сверхдальнюю связь или затрудняет прохождение радиоволн.

Между термосферой и экзосферой располагается термопауза.

Экзосфера (более 800 км) – очень малая плотность воздуха и рост температуры воздуха с высотой, которая характеризует кинетическую энергию движения молекул и атомов.

v По составу воздуха атмосфера делится на гомосферу и

Гомосфера располагается от поверхности Земли до высоты 95 км.

В этом слое относительный состав газов (азота, кислорода и аргона) и относительная молекулярная масса воздуха с высотой практически не изменя­ется.

Гетеросфера – слой атмосферы выше 95 км.

В этом слое наряду с молекулярными азотом и кислородом появляются атомарные кислород и азот. Поэтому относительная молекулярная масса воздуха с высотой уменьшается.

По этому же признаку выделяются:

озоносфера – слой от 20 до 55 км, в котором сосредоточена основная масса озона;

ионосфера– слой выше 50 – 60 км. Делится на слои D,E,F1 и F2 с максимальной концентрацией ионов. В ионосфере резко увеличивается содержание заряженных частиц (ионов и электронов).

v По принципу взаимодействия атмосферы с земной поверхностью атмосфера делится на пограничный слой трения и свободную атмосферу.

Пограничный слой располагается до высоты 1,5 км. На изменение ха­рактеристик атмосферы в этом слое большое влияние оказывает земная по­верхность и силы турбулентного трения.

Внутри пограничного слоя выделяется приземный слой атмосферы толщиной до 50 ÷ 100 м. В этом слое наблюдается резкое изменение температуры и скорости ветра с высотой.

В свободной атмосфере (выше 1 – 1,5 км) силы турбулентного трения практически отсутствуют.

v По принципу влияния атмосферы на летательные аппараты в данном разделе не рассматривается.

1.3. Краткие сведения о составе приземного слоя атмосферы

В состав воздуха вблизи поверхности Земли входят:

азот(78,08%), кислород (20,95%), аргон (0,93%), углекислый

газ (0,03%), газы (неон, гелий, криптон, водород, ксенон, озон – 0,1%).

Такая смесь прослеживается до высоты 100 км.

В состав атмосферы всегда входит три переменных составляющих:

Водяной пар поступает в атмосферу в результате испарения воды с водной (земной) поверхности. Содержание его зависит от характера подстилающей поверхности, движения воздушных масс, температуры воздуха, широты, высоты и времени года.

Углекислый газ (СО2) является одной из важнейших составных частей питания растений. Он поступает в атмосферу в процессе горения, дыхания и гниения и расходуется в процессе усвоения его растениями. Значительное количество углекислого газа наблюдается в промышленных районах. Увеличение общего содержания его ведет к повышению температуры воздуха и потеплению климата (см. Киотский протокол, декабрь 1997г.).

Озон (О3) образуется в атмосфере под влиянием поглощения корот­коволновой части спектра солнечной радиации. Это приводит к распаду молекул кислорода на атомы с большим запасом энергии.

Озон поглощает ультрафиолетовую часть солнечной радиации.

Максимум его находится в стратосфере на высоте 21 ÷ 26 км.

В состав атмосферы также входят многочисленные твердые и жидкие примеси – аэрозоли. К ним относятся мельчайшие частицы, находящиеся в атмосфере во взвешенном состоянии. Аэрозоли активно участвуют в образовании облаков, туманов и осадков.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *