Вертикальное строение атмосферы

Тропосфера

Её верхняя граница находится на высоте 8—10 км в полярных, 10—12 км в умеренных и 16—18 км в тропических широтах; зимой ниже, чем летом. Нижний, основной слой атмосферы содержит более 80 % всей массы атмосферного воздуха и около 90 % всего имеющегося в атмосфере водяного пара. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны. Температура убывает с ростом высоты со средним вертикальным градиентом 0,65°/100 м

Тропопауза

Переходный слой от тропосферы к стратосфере, слой атмосферы, в котором прекращается снижение температуры с высотой.

Стратосфера

Слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11—25 км (нижний слой стратосферы) и повышение её в слое 25—40 км от −56,5 до 0,8 °С (верхний слой стратосферы или область инверсии).

Достигнув на высоте около 40 км значения около 273 К (почти 0 °C), температура остаётся постоянной до высоты около 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой.

Стратопауза

Пограничный слой атмосферы между стратосферой и мезосферой. В вертикальном распределении температуры имеет место максимум (около 0 °C).

Мезосфера

Мезосфера начинается на высоте 50 км и простирается до 80—90 км. Температура с высотой понижается со средним вертикальным градиентом (0,25—0,3)°/100 м. Основным энергетическим процессом является лучистый теплообмен. Сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов, колебательно возбуждённых молекул и т. д. обусловливают свечение атмосферы.

Мезопауза

Переходный слой между мезосферой и термосферой. В вертикальном распределении температуры имеет место минимум (около —90 °C).

Линия Кармана

Высота над уровнем моря, которая условно принимается в качестве границы между атмосферой Земли и космосом. Линия Кармана находится на высоте 100 км над уровнем моря.

Граница атмосферы Земли

Принято считать, что граница атмосферы Земли и ионосферы находится на высоте 118 километров. Это показывает анализ параметров движения высокоэнергетических частиц, перемещающихся в атмосфере и ионосфере.

Термосфера

Верхний предел — около 800 км. Температура растёт до высот 200—300 км, где достигает значений порядка 1500 К, после чего остаётся почти постоянной до больших высот. Под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и космического излучения происходит ионизация воздуха («полярные сияния») — основные области ионосферы лежат внутри термосферы. На высотах свыше 300 км преобладает атомарный кислород. Верхний предел термосферы в значительной степени определяется текущей активностью Солнца. В периоды низкой активности происходит заметное уменьшение размеров этого слоя.

Термопауза

Область атмосферы прилегающая сверху к термосфере. В этой области поглощение солнечного излучения незначительно и температура фактически не меняется с высотой.

 

Экзосфера (сфера рассеяния)

 

Атмосферные слои до высоты 120 км

Экзосфера — зона рассеяния, внешняя часть термосферы, расположенная выше 700 км. Газ в экзосфере сильно разрежен, и отсюда идёт утечка его частиц в межпланетное пространство (диссипация).

До высоты 100 км атмосфера представляет собой гомогенную хорошо перемешанную смесь газов. В более высоких слоях распределение газов по высоте зависит от их молекулярных масс, концентрация более тяжёлых газов убывает быстрее по мере удаления от поверхности Земли. Вследствие уменьшения плотности газов температура понижается от 0 °C в стратосфере до −110 °C в мезосфере. Однако кинетическая энергия отдельных частиц на высотах 200—250 км соответствует температуре ~150 °C. Выше 200 км наблюдаются значительные флуктуации температуры и плотности газов во времени и пространстве.

На высоте около 2000—3500 км экзосфера постепенно переходит в так называемый ближнекосмический вакуум, который заполнен сильно разреженными частицами межпланетного газа, главным образом атомами водорода. Но этот газ представляет собой лишь часть межпланетного вещества. Другую часть составляют пылевидные час­тицы кометного и метеорного происхождения. Кроме чрезвычайно разреженных пылевидных частиц, в это пространство проникает электромагнитная и корпускулярная радиация солнечного и галактического происхождения.

На долю тропосферы приходится около 80 % массы атмосферы, на долю стратосферы — около 20 %; масса мезосферы — не более 0,3 %, термосферы — менее 0,05 % от общей массы атмосферы. На основании электрических свойств в атмосфере выделяют нейтросферу и ионосферу. В настоящее время считают, что атмосфера простирается до высоты 2000—3000 км.

В зависимости от состава газа в атмосфере выделяют гомосферу и гетеросферу. Гетеросфера — это область, где гравитация оказывает влияние на разделение газов, так как их перемешивание на такой высоте незначительно. Отсюда следует переменный состав гетеросферы. Ниже её лежит хорошо перемешанная, однородная по составу часть атмосферы, называемая гомосфера. Граница между этими слоями называется турбопаузой, она лежит на высоте около 120 км.

Урок 7. атмосфера. состав и строение — География — 6 класс

География, 6 класс

Урок 07. Атмосфера. Состав и строение

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке

1. Урок посвящён изучению воздушной оболочки Земли – атмосфере.
2. В ходе урока школьники познакомятся со строением атмосферы.
3. Узнают состав атмосферы.

Тезаурус

Атмосфера – воздушная оболочка Земли.

Тропосфера – нижний, наиболее изученный слой атмосферы, высотой в полярных областях 8–10 км, в умеренных широтах до 10 – 12 км, а на экваторе – 18 – 19 км.

Стратосфера – слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км.

Озоновый слой – часть стратосферы на высоте от 20 до 25 км, самый тонкий и лёгкий слой в атмосфере, защищает от ультрафиолетового излучения.

Основная и дополнительная литература по теме

1. География. 5 – 6 класс / А. И. Алексеев, В. В. Николина, Е. К. Липкина и др. – М.: Просвещение, 2019.
2. Сайт: Научно-популярная энциклопедия. Вода России. http://water-rf.ru/.
3. Сайт: География. https://geographyofrussia.com/mirovoj-okean-i-ego-chasti/.
4. Сайт: Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов www.school-collection.edu.ru.
5. Сайт: Издательство «Просвещение» www.prosv.ru.
6. Сайт: Российская версия международного проекта Сеть творческих учителей www.it-n.ru.
7. Сайт: Российский общеобразовательный Портал www.school.edu.ru.
8. Сайт: Федерация Интернет-образования, сетевое объединение методистов www.som.fio.ru.
9. Сайт. Мир океана. http://www.seapeace.ru.
10. Сайт. Гидрометцентр России. https://meteoinfo.ru.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Сегодня мы начинаем изучать новую оболочку Земли. Оболочку, которая защищает нашу планету от губительного влияния у три фиолетовых лучей и поступающих от солнца от летящих на землю метеоритов от перегревания и переохлаждения.

Воздушная оболочка Земли называется атмосферой. Сила притяжения Земли удерживает её вокруг себя и не даёт рассеяться в космосе. Воздух атмосферы – это смесь различных газов. Больше всего в составе воздуха азота и кислорода Кислород необходим человеку для жизни и хозяйственной деятельности. Чистый воздух самое главное условие жизни человека и всего живого. Атмосфера состоит из слоёв: тропосфера, стратосферы и ионосферы. Состав и свойства воздуха в них различаются.

Тропосфера – самый важный для человека нижний слой атмосферы. Выше находится стратосфера, которая переходит в верхние слои атмосферы. В нижней части стратосферы находится озоновый слой, где в небольших концентрациях содержится газ озон. Озоновый слой выполняет важную функцию задерживает ультрафиолетовые лучи.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

Задание 1. Установите соответствие между явлением и его определением.

Варианты ответов:

Погода	Состояние атмосферы в данный момент в данном месте
Воздушные массы	Перемещение воздушных масс в горизонтальном направлении
Ветер	Большие объёмы примерно одинакового по свойствам воздуха тропосферы
Атмосферное давление	Вес столба воздуха от верхней границы атмосферы до земной поверхности

Правильный вариант ответа:

Погода	Состояние атмосферы в данный момент в данном месте
Воздушные массы	Большие объёмы примерно одинакового по свойствам воздуха тропосферы
Ветер	Перемещение воздушных масс в горизонтальном направлении
Атмосферное давление	Вес столба воздуха от верхней границы атмосферы до земной поверхности

Задание 2. Рассортируйте по группам.

Стратосфера	Мезосфера

Варианты ответов:

Расположена на высоте 20 – 50 км.

Здесь могут летать только ракеты.

Расположена на высоте 50 – 80 км.

Это промежуточный слой.

С высотой (20 – 30 км) происходит повышение температуры.

Правильный вариант:

Стратосфера	Мезосфера
Расположена на высоте 20 – 50 км Это промежуточный слой С высотой (20 – 30 км) происходит повышение температуры	Здесь могут летать только ракеты Расположена на высоте 50 – 80 км

Слои атмосферы — урок. География, 6 класс.

Атмосфера состоит из \(5\) слоёв, которые различаются по составу, плотности и температуре.

 

Рис. \(1\). Слои атмосферы

 

Нижние слои атмосферы — тропосфера и стратосфера — содержат почти весь воздух Земли.

 

Тропосфера — самый нижний и наиболее плотный слой атмосферы. Тропосфера наиболее пригодна для жизни. Здесь обитает большинство живых организмов Земли, включая людей. Атмосфера вращается вместе с планетой, поэтому она так же сплюснута у полюсов. Верхняя граница тропосферы проходит на высоте \(16\)–\(18\) км над экватором, \(10\)–\(12\) км в умеренных широтах и \(8\)–\(9\) км над полюсами. В тропосфере находится \(80\) % массы воздуха, почти весь водяной пар и примеси. Здесь происходят горизонтальные и вертикальные движения воздуха, формируются облака, выпадают атмосферные осадки (дождь, снег и другие). Тропосферу называют «фабрикой погоды». Воздух нижнего слоя атмосферы нагревается от поверхности Земли, но при подъёме вверх температура воздуха понижается и достигает у верхней границы тропосферы \(-50\) °С.

 

Стратосфера — второй слой от поверхности Земли. Он простирается до высоты \(50\)–\(55\) км. Воздух здесь разрежён (\(20\) % массы атмосферы), им невозможно дышать. В стратосфере температура воздуха с подъёмом повышается и на верхней границе почти достигает \(0\) °С. На высоте \(20\)–\(25\) км располагается озоновый слой. Этот слой служит своеобразным экраном, который защищает всё живое на Земле от губительных ультрафиолетовых лучей. Но под действием продуктов сгорания топлива и фреонов озон разрушается, появляются озоновые дыры (например над Антарктидой).

 

Выше \(50\)–\(55\) км располагаются верхние слои атмосферы — мезосфера, термосфера и экзосфера. Плотность воздуха в этих слоях ничтожно мала. Здесь происходят удивительные явления природы: полярные сияния (свечение разрежённых газов) и метеоры (вспышки при сгорании в атмосфере метеорных тел). В экзосфере происходит ускользание в космическое пространство водорода, кислорода и гелия.

Географическая оболочка, её свойства и целостность

Географическая оболочка – это цельная оболочка Земли, где ее составляющие (верхняя часть литосферы, нижняя часть атмосферы, гидросфера и биосфера) тесно взаимодействуют, обмениваясь веществом и энергией. Географическая оболочка имеет сложный состав и строение. Ее изучением занимается физическая география. Верхней границей географической оболочки является стратопауза, до нее проявляется тепловое влияние земной поверхности на атмосферные процессы. Нижней границей географической оболочки считают подножие стратисферы в литосфере, то есть верхнюю зону земной коры. Так, географическая оболочка включает всю гидросферу, всю биосферу, нижнюю часть атмосферы и верхнюю литосферы. Наибольшая толщина географической оболочки по вертикали достигает 40 км. Географическая оболочка Земли образуется под влиянием земных и космических процессов. В ней заключены различные виды свободной энергии. Вещество имеется в любых агрегатных состояниях, причем степень агрегированности вещества разнообразна – от свободных элементарных частиц до химических веществ и сложных биологических организмов. Притекающее от Солнца тепло аккумулируется, а все природные процессы в географической оболочке происходят за счет лучистой энергии Солнца и внутренней энергии нашей планеты. В данной оболочке развивается человеческое общество, черпающее ресурсы для своей жизнедеятельности из географической оболочки и воздействующее на нее как положительно, так и отрицательно. Элементы, свойства  Главные вещественные элементы географической оболочки – горные породы, составляющие земную кору, воздушные и водные массы, почвы и биоценозы. Ледяные массивы играют большую роль в северных широтах и высокогорьях. Данные составляющие оболочку элементы образуют различные комбинации. Форма той или иной комбинации определяется количеством входящих компонентов и их внутренними видоизменениями, а также характером их взаимовлияний. Географическая оболочка имеет ряд важных свойств. Целостность ее обеспечивается, благодаря постоянному обмену веществ и энергии между ее составляющими. А взаимодействие всех компонентов связывает их в одну материальную систему, в которой изменение любого элемента провоцирует изменение и остальных звеньев. В географической оболочке непрерывно осуществляется круговорот веществ. При этом одни и те же явления и процессы многократно повторяются. Их общая эффективность держится на высоком уровне, несмотря на ограниченное количество исходных веществ. Все эти процессы отличаются по сложности и структруре. Некоторые являются механическими явлениями, например, морские течения, ветра, другие сопровождаются переходом веществ из одного агрегатного состояния в другое, к примеру, круговорот воды в природе, может происходить биологическая трансформация веществ, как при биологическом круговороте. Следует отметить повторяемость различных процессов в географической оболочке во времени, то есть определенную ритмику. В ее основе лежат астрономические и геологические причины. Различают суточную ритмику (день-ночь), годовую (времена года), внутривековую (циклы в 25-50 лет), сверхвековую, геологическую (каледонский, альпийский, герцинский циклы длительностью по 200-230 млн лет). Географическую оболочку можно рассматривать как целостную непрерывно развивающуюся систему под действием экзогенных и эндогенных факторов. Вследствие этого постоянного развития происходит территориальная дифференциация поверхности суши, морского и океанического дна (геокомплексы, ландшафты), выражена полярная асимметрия, проявляющаяся существенными отличиями природы географической оболочки в южном и северном полушариях. Похожие материалы:

Оболочки Земли

Жизнь на нашей планете зародилась благодаря сочетанию многих факторов. Земля находится на благоприятном расстоянии от Солнца — не слишком сильно нагревается днём и не переохлаждается в ночное время. Земля имеет твёрдую поверхность, и на ней существует вода в жидком состоянии. Воздушная оболочка, окружающая Землю, предохраняет её от жёсткого космического излучения и «бомбардировки» метеоритами.

Наша планета обладает уникальными особенностями — её поверхность опоясывают, взаимодействуя между собой, несколько оболочек: твёрдая, воздушная и водная.

Воздушная оболочка — атмосфера простирается над Землёй до высоты 2-3 тыс. км, но большая часть её массы сосредоточена у поверхности планеты. Атмосфера удерживается силой притяжения Земли, поэтому с высотой её плотность уменьшается. Атмосфера содержит кислород, необходимый для дыхания живых организмов. В атмосфере находится слой озона, так называемый защитный экран, который поглощает частьультрафиолетовой радиации Солнца и защищает Землю от избыточных ультрафиолетовых лучей.

Атмосфера (от греч. atmos — пар) — воздушная оболочка Земли.

Далеко не у всех планет Солнечной системы есть твёрдая оболочка: например, поверхности планет-гигантов — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна состоят из газов, находящихся в жидком или твёрдом состоянии из-за высокого давления и низких температур. Твёрдая оболочка Земли, или литосфера, — это огромные массы горных пород на суше и на дне океана. Под океанами и материками она имеет разную толщину — от 70 до 250 км. Литосфера разделена на крупные блоки — литосферные плиты.

Водная оболочка нашей планеты — гидросфера включает в себя всю воду планеты — в твёрдом, жидком и газообразном состоянии. Гидросфера — это моря и океаны, реки и озёра, подземные воды, болота, ледники, водяной пар в воздухе и вода в живых организмах. Водная оболочка перераспределяет тепло, поступающее от Солнца. Медленно нагреваясь, водные толщи Мирового океана накапливают тепло, а потом передают его атмосфере, что смягчает климат на материках в холодные периоды. Вовлечённая в мировой круговорот, вода постоянно перемещается: испаряясь с поверхностей морей, океанов, озёр или рек, она облаками переносится на сушу и выпадает в виде дождя или снега.

Оболочка Земли, в которой существует жизнь во всех её проявлениях, называется биосфера. Она включает самую верхнюю часть литосферы, гидросферу и приземную часть атмосферы. Нижняя граница биосферы располагается в земной коре материков на глубине 4-5 км, а в воздушной оболочке сфера жизни простирается до озонового слоя.

Гидросфера (от греч. hydor — вода) — водная оболочка планеты.

Биосфера (от греч. bios — жизнь) — оболочка Земли, где существует жизнь во всех её проявлениях.

Все оболочки Земли влияют друг на друга. Основным объектом изучения географии является географическая оболочка — планетарная сфера, где переплетаются и тесно взаимодействуют нижняя часть атмосферы, гидросфера, биосфера и верхняя часть литосферы. Географическая оболочка развивается согласно суточным и годовым ритмам, на неё оказывают влияние одиннадцатилетние циклы солнечной активности, поэтому характерной особенностью географической оболочки является ритмичность происходящих процессов.

Литосфера (от греч. litos — камень) — твёрдая оболочка Земли.

Ноосфера (от греч. noos — разум) — оболочка взаимодействия природы и человека.

Буду благодарен, если Вы поделитесь этой статьей в социальных сетях: Поиск по сайту:

это …? Свойства и состав тропосферы

Тропосфера – это один из слоев атмосферы Земли. Она имеет наибольшее влияние на планету и лучше всего изучена человеком. Какой состав имеет тропосфера? Какими свойствами она обладает?

Слои атмосферы

Газовая оболочка нашей планеты называется атмосферой. Она словно обволакивает Землю. В нижней части она соприкасается с земной корой и поверхностью гидросферы, в верхней части – соединяется с космическим пространством.

Атмосфера движется вместе с планетой и удерживается около неё благодаря силам гравитации. Её свойства, такие как плотность, состав, температура, влажность, неодинаковы на разных уровнях. В зависимости от их характера газовую оболочку разделяют на несколько зон – слоев. Какими слоями обладает атмосфера?

Тропосфера является самым нижним. Здесь формируется погода, возникают облака. Дальше следует стратосфера. В ней содержится много озона, который задерживает часть ультрафиолетового излучения, делая его менее опасным для нас. Самым холодным слоем является мезосфера. Температура в нем опускается ниже -90 градусов.

Примерно с высоты 90 и до 500 километров находится термосфера. Именно в этом слое происходит полярное сияние. Из-за большого количества ионизированных атомов мезосфера и термосфера объединяются под названием «ионосфера». Последний слой – экзосфера. Он сильно разрежен и не имеет четкой внешней границы, плавно сливаясь с межпланетным пространством.

Тропосфера

Тропосфера – это слой атмосферы, который начинается от самой поверхности Земли. Он оказывает на планету наибольшее влияние. Высота тропосферы зависит от географической широты. В полярных регионах она заканчивается на высоте 10 километров, в экваториальных областях её верхняя граница достигает 18 километров.

Нижняя часть тропосферы называется планетарным пограничным уровнем. Его толщина составляет от одного до двух километров. Здесь происходит наиболее активное взаимодействие воздушной оболочки с гидросферой и твердой земной поверхностью.

К стратосфере тропосфера не примыкает напрямую. Между ними есть промежуточный слой – тропопауза, толщина которого составляет от нескольких сотен метров до двух километров. Температура в нем не изменяется с высотой, в отличие от тропосферы. Высота слоя может изменяться: с циклонами она уменьшается, с антициклонами – увеличивается.

Состав

Тропосфера – это наиболее весомая часть атмосферы. На неё приходится больше 75 % массы газовой оболочки. Тропосфера содержит почти все количество водяного пара атмосферы (98 %). Остальные слои практически лишены этой составляющей.

На нижнем, приземном уровне слоя находится 99 % аэрозолей, присутствующих в газовой оболочке. Они представляют собой мелкие частицы, поднятые с поверхности земли воздушными массами: пыль, молекулы дыма, споры растений, морская соль.

Воздух тропосферы сильно насыщен кислородом и азотом. Они участвуют в круговороте веществ в природе и являются основными компонентами, которые необходимы для поддержания жизни на Земле. Всего в атмосфере на кислород приходится 21 % массы, а на азот — 78 %.

В тропосфере большое содержание аргона и углекислого газа, по сравнению с другими слоями. Кроме того, в ней содержатся и остальные составляющие атмосферы (неон, аммиак, ксенон, радон, гелий, водород, озон и т. д.), но в незначительных количествах.

Физические свойства

Основными физическими параметрами слоя являются плотность, влажность, температура и давление. Эти свойства являются важным фактором для формирования климата и погоды на Земле. В различных местностях и разных широтах их показатели неодинаковы.

Поверхность планеты, в особенности Мировой океан, аккумулирует солнечное тепло и отдает его воздуху. Поэтому внизу температура в тропосфере больше. Влажность также повышена в нижних участках слоя и уменьшается с высотой. Это влияет и на температуру — на каждые сто метров подъема в высоту она уменьшается на 0,65 градуса, пока не достигнет тропопаузы.

Плотность и давление также уменьшаются с высотой. Например, давление в верхней части слоя в 6-7 раз меньше, чем на уровне моря. Плотность уменьшается чуть медленнее, но её изменения тоже заметны.

Воздух становится разреженным и содержит меньше кислорода и азота на единицу объема. Из-за этого в горах, как правило, дышать труднее, а долгое пребывание на больших высотах проявляется кислородным голоданием.

Формирование погоды

Тропосфера – это слой атмосферы, который активнее всего взаимодействует с поверхностью Земли. Её физические свойства влияют на погоду на планете.

Разница в давлении, плотности и температуре создает движения воздуха. Более холодные и плотные воздушные массы стремятся к области с меньшей плотностью и температурой. За счет этого формируются фронты, циклоны и антициклоны, определяющие погоду.

Ветер в тропосфере усиливается с высотой. На границе с тропопаузой он в три раза выше, чем у земной поверхности. Он обеспечивает циркуляцию атмосферы, двигаясь как в меридианном, так и в широтном направлении.

Ветер участвует также в переносе влаги и аэрозолей. В тропосфере их удерживают парниковые газы (метан, озон, углекислый газ), не позволяя подниматься выше. Они накапливаются в атмосфере, способствуя формированию различных типов облаков. А их конденсация приводит к выпадению осадков.

География Географическая оболочка Земли. Природные комплексы

Географическая оболочка – целостная и непрерывная оболочка Земли, включающая в себя нижнюю часть атмосферы, верхнюю часть – литосферы, всю гидросферу и всю биосферу.

Рис. 1. Географическая оболочка Земли

Между оболочками Земли происходит сложное взаимодействие, непрерывный обмен веществом и энергией. Границы географической оболочки выражены нечётко. Обычно за верхнюю границу принимают озоновый экран. Нижняя граница на суше чаще всего проводится на глубине не более 1000 м. Это та часть земной коры, которая подвержена сильным изменениям под воздействием атмосферы, гидросферы и живых организмов. В океане нижней границей географической оболочки служит его дно. Общая мощность географической оболочки составляет около 30 км.

Географическая оболочка обладает рядом особенностей. Она отличается большим разнообразием вещественного состава и видов энергии. Вещество оболочки может находиться в трёх агрегатных состояниях – твёрдом, жидком и газообразном. В целом географическая оболочка – наиболее сложно устроенная часть нашей планеты. Географическая оболочка неоднородна не только в вертикальном, но и горизонтальном направлениях. Она дифференцируется на отдельные природные комплексы.

Природный комплекс – это сочетание взаимосвязанных природных компонентов.

Рис. 2. Природный комплекс

К природным компонентам относятся: горные породы, воздух, вода, растения, животные и почвы. Дифференциация географической оболочки на природные комплексы обусловлена неравномерным поступлением тепла на разные её участки и неоднородностью земной поверхности.

Географическая оболочка обладает рядом закономерностей. К важнейшим из них относятся целостность, ритмичность развития, горизонтальная зональность и высотная поясность.

Целостность географической оболочки – это единство географической оболочки, обусловленное тесной взаимосвязью слагающих его компонентов.

Изменение одного компонента неизбежно приводит к изменению других и географической оболочки в целом. Целостность свойственна всем природным комплексам. Она достигается круговоротом вещества и энергии. Географической оболочке свойственна ритмичность развития.

Ритмичность развития – это повторяемость во времени тех или иных явлений. В природе существуют ритмы разной продолжительности: суточный, годовой, внутривековой и сверхвековые.

частей атмосферы | Национальное географическое общество

Мы живем на дне невидимого океана, называемого атмосферой, слоя газов, окружающих нашу планету. Азот и кислород составляют 99 процентов газов в сухом воздухе, при этом аргон, диоксид углерода, гелий, неон и другие газы составляют мельчайшие порции. Водяной пар и пыль также являются частью атмосферы Земли. У других планет и спутников очень разные атмосферы, а у некоторых вообще нет атмосферы.

Атмосфера настолько обширна, что мы ее почти не замечаем, но ее вес равен слою воды глубиной более 10 метров (34 фута), покрывающему всю планету. В нижних 30 километрах (19 миль) атмосферы содержится около 98 процентов ее массы. Атмосфера — воздух — на больших высотах намного тоньше. В космосе нет атмосферы.

Ученые говорят, что многие газы в нашей атмосфере были выброшены в воздух ранними вулканами. В то время вокруг Земли было бы мало или совсем не было свободного кислорода.Свободный кислород состоит из молекул кислорода, не связанных с другим элементом, например углеродом (для образования углекислого газа) или водородом (для образования воды).

Свободный кислород мог быть добавлен в атмосферу примитивными организмами, возможно, бактериями, во время фотосинтеза. Фотосинтез — это процесс, который растение или другой автотроф использует для производства пищи и кислорода из углекислого газа и воды. Позже более сложные формы растительной жизни добавили в атмосферу больше кислорода. Кислород в сегодняшней атмосфере, вероятно, накапливался за миллионы лет.

Атмосфера действует как гигантский фильтр, не пропускающий большую часть ультрафиолетового излучения и пропускающий согревающие солнечные лучи. Ультрафиолетовое излучение вредно для живых существ и вызывает солнечные ожоги. С другой стороны, солнечное тепло необходимо для всего живого на Земле.

Атмосфера Земли имеет слоистую структуру. От земли к небу слоями являются тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера. Другой слой, называемый ионосферой, простирается от мезосферы до экзосферы.За пределами экзосферы находится космическое пространство. Границы между слоями атмосферы четко не определены и меняются в зависимости от широты и сезона.

Тропосфера

Тропосфера — это самый нижний слой атмосферы. В среднем тропосфера простирается от земли примерно до 10 километров (6 миль) в высоту, от примерно 6 километров (4 миль) на полюсах до более чем 16 километров (10 миль) на экваторе. Верх тропосферы летом выше, чем зимой.

Почти вся погода развивается в тропосфере, потому что она содержит почти весь водяной пар атмосферы. В тропосфере образуются облака, от низколежащих туманов до грозовых облаков и высотных перистых облаков. Воздушные массы, области систем высокого и низкого давления, перемещаются ветрами в тропосфере. Эти погодные системы приводят к ежедневным изменениям погоды, а также к сезонным погодным условиям и климатическим системам, таким как Эль-Ниньо.

Воздух в тропосфере становится разреженным с увеличением высоты.Например, на вершине Эвереста в Непале молекул кислорода меньше, чем на пляже на Гавайях. Вот почему альпинисты часто используют баллоны с кислородом при восхождении на высокие вершины. Из-за разреженного воздуха вертолетам трудно маневрировать на больших высотах. Фактически, вертолет не мог приземлиться на Эверест до 2005 года.

По мере того, как воздух в тропосфере становится разреженным, температура понижается. Вот почему на вершинах гор обычно намного холоднее, чем в долинах под ними. Ученые привыкли думать, что температура продолжает падать по мере увеличения высоты за пределами тропосферы.Но данные, собранные с помощью метеозондов и ракет, показали, что это не так. В нижних слоях стратосферы температура остается почти постоянной. По мере увеличения высоты в стратосфере температура фактически увеличивается.

Солнечное тепло легко проникает в тропосферу. Этот слой также поглощает тепло, которое отражается от земли в процессе, называемом парниковым эффектом. Парниковый эффект необходим для жизни на Земле. Наиболее распространенные парниковые газы в атмосфере — это углекислый газ, водяной пар и метан.

Быстро движущиеся высокогорные ветры, называемые реактивными потоками, кружат вокруг планеты около верхней границы тропосферы. Реактивные потоки чрезвычайно важны для авиационной отрасли. Самолеты экономят время и деньги, летая в реактивных струях, а не в нижней тропосфере, где воздух более густой.

Стратосфера
Тропосфера имеет тенденцию к внезапным и резким изменениям, но стратосфера спокойна. Стратосфера простирается от тропопаузы, верхней границы тропосферы, до примерно 50 километров (32 миль) над поверхностью Земли.

В стратосфере дуют сильные горизонтальные ветры, но с небольшой турбулентностью. Это идеально подходит для самолетов, которые могут летать в этой части атмосферы.

Стратосфера очень сухая, а облака редки. Те, что имеют форму, тонкие и тонкие. Их называют перламутровыми облаками. Иногда их называют перламутровыми облаками, потому что их цвета похожи на цвета внутри раковины моллюска.

Стратосфера имеет решающее значение для жизни на Земле, потому что она содержит небольшое количество озона, формы кислорода, которая предотвращает попадание вредных ультрафиолетовых лучей на Землю.Область в стратосфере, где находится эта тонкая озоновая оболочка, называется озоновым слоем. Озоновый слой стратосферы неровный и тоньше около полюсов. Количество озона в атмосфере Земли неуклонно уменьшается. Ученые связывают использование химических веществ, таких как хлорфторуглероды (CFC), с разрушением озонового слоя.

Мезосфера

Мезосфера простирается от стратопаузы (верхней границы стратосферы) до примерно 85 километров (53 миль) над поверхностью Земли. Здесь снова начинают падать температуры.

В мезосфере самые низкие температуры в атмосфере, опускающиеся до -120 градусов по Цельсию (-184 градуса по Фаренгейту, или 153 кельвина). В мезосфере также находятся самые высокие облака атмосферы. В ясную погоду их иногда можно увидеть как серебристые пучки сразу после захода солнца. Их называют серебристыми облаками или сияющими ночью облаками. Мезосфера настолько холодная, что серебристые облака на самом деле представляют собой замороженный водяной пар — ледяные облака.

Падающие звезды — огненное выгорание метеоров, пыли и камней из космоса — видны в мезосфере.Большинство падающих звезд размером с песчинку сгорают, прежде чем попасть в стратосферу или тропосферу. Однако некоторые метеориты размером с гальку или даже валун. Их внешние слои горят, когда они мчатся через мезосферу, но они достаточно массивны, чтобы провалиться через нижние слои атмосферы и упасть на Землю в виде метеоритов.

Мезосфера — наименее изученная часть атмосферы Земли. Она слишком высока для работы самолетов или метеозондов, но слишком низка для космических аппаратов.Зондирующие ракеты предоставили метеорологам и астрономам единственные важные данные об этой важной части атмосферы. Зондирующие ракеты — это беспилотные исследовательские инструменты, которые собирают данные во время суборбитальных полетов.

Возможно, из-за того, что мезосфера так мало изучена, она является домом для двух метеорологических загадок: спрайтов и эльфов. Спрайты — это красноватые вертикальные электрические разряды, которые появляются высоко над грозами, в верхних слоях стратосферы и мезосферы. Эльфы — это тусклые, галообразные разряды, которые появляются еще выше в мезосфере.

Ионосфера

Ионосфера простирается от верхней половины мезосферы до экзосферы. Этот атмосферный слой проводит электричество.

Ионосфера названа в честь ионов, созданных энергичными частицами солнечного света и космического пространства. Ионы — это атомы, в которых количество электронов не равно количеству протонов, что придает атому положительный (меньше электронов, чем протонов) или отрицательный (больше электронов, чем протонов) заряд. Ионы создаются в виде мощных рентгеновских лучей, а ультрафиолетовые лучи сбивают электроны с атомов.

Ионосфера — слой свободных электронов и ионов — отражает радиоволны. Гульельмо Маркони, «отец беспроводной связи», помог доказать это в 1901 году, когда отправил радиосигнал из Корнуолла, Англия, в Сент-Джонс, Ньюфаундленд, Канада. Эксперимент Маркони показал, что радиосигналы не распространяются по прямой линии, а отражаются от атмосферного слоя — ионосферы.

Ионосфера разделена на отдельные слои, называемые слоями D, E, F1 и F2. Как и все другие части атмосферы, эти слои меняются в зависимости от сезона и широты.На самом деле изменения в ионосфере происходят ежедневно. Слой с низким D, который поглощает высокочастотные радиоволны, и слой E фактически исчезают ночью, что означает, что радиоволны могут достигать более высоких уровней в ионосфере. Вот почему радиостанции AM могут каждую ночь увеличивать радиус действия на сотни километров.

Ионосфера также отражает частицы солнечного ветра, потока сильно заряженных частиц, выбрасываемых Солнцем. Эти электрические дисплеи создают полярные сияния (световые дисплеи), называемые северным и южным сиянием.

Термосфера

Термосфера — самый толстый слой атмосферы. Здесь находятся только самые легкие газы — в основном кислород, гелий и водород.

Термосфера простирается от мезопаузы (верхней границы мезосферы) до 690 километров (429 миль) над поверхностью Земли. Здесь тонко рассеянные молекулы газа поглощают рентгеновское и ультрафиолетовое излучение. Этот процесс поглощения толкает молекулы в термосфере к огромным скоростям и высоким температурам.Температура в термосфере может подняться до 1500 градусов по Цельсию (2732 градуса по Фаренгейту, или 1773 кельвина).

Хотя температура очень высокая, тепла мало. Как такое возможно? Тепло создается, когда молекулы возбуждаются и передают энергию от одной молекулы к другой. Тепло происходит в зоне высокого давления (представьте себе кипящую воду в кастрюле). Поскольку в термосфере очень мало давления, теплопередача мала.

Космический телескоп Хаббла и Международная космическая станция (МКС) вращаются вокруг Земли в термосфере.Хотя термосфера является вторым по высоте слоем атмосферы Земли, работающие здесь спутники находятся на «низкой околоземной орбите».

Экзосфера

Область колебаний между термосферой и экзосферой называется турбопаузой. Самый нижний уровень экзосферы называется экзобазой. На верхней границе экзосферы ионосфера сливается с межпланетным пространством или пространством между планетами.

Экзосфера расширяется и сжимается при контакте с солнечными бурями.Во время солнечных бурь частицы выбрасываются в космос в результате взрывных событий на Солнце, таких как солнечные вспышки и корональные выбросы массы (CME).

Солнечные бури могут сжимать экзосферу до высоты всего 1000 километров (620 миль) над Землей. Когда солнце спокойно, экзосфера может простираться на 10 000 километров (6214 миль).

Водород, самый легкий элемент во Вселенной, доминирует в тонкой атмосфере экзосферы. Присутствуют только следовые количества гелия, углекислого газа, кислорода и других газов.

Многие метеорологические спутники вращаются вокруг Земли в экзосфере. Нижняя часть экзосферы включает низкую околоземную орбиту, а средняя околоземная орбита находится выше в атмосфере.

Верхняя граница экзосферы видна на спутниковых снимках Земли. Это нечеткое синее освещение, которое окружает Землю, называется геокорона.

Внеземные атмосферы

У всех планет в нашей солнечной системе есть атмосферы. Большинство этих атмосфер радикально отличаются от земных, хотя содержат многие из тех же элементов.

В солнечной системе есть два основных типа планет: планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс) и газовые гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун).

Атмосфера планет земной группы в чем-то похожа на атмосферу Земли. Атмосфера Меркурия содержит только тонкую экзосферу, в которой преобладают водород, гелий и кислород. Атмосфера Венеры намного толще, чем у Земли, что мешает четкому обзору планеты. В его атмосфере преобладает углекислый газ и кружатся облака серной кислоты.В атмосфере Марса также преобладает углекислый газ, хотя, в отличие от Венеры, она довольно тонкая.

Газовые гиганты состоят из газов. Их атмосфера почти полностью состоит из водорода и гелия. Присутствие метана в атмосферах Урана и Нептуна придает планетам ярко-синий цвет.

В нижних слоях атмосферы Юпитера и Сатурна облака из воды, аммиака и сероводорода образуют четкие полосы. Быстрый ветер отделяет полосы светлого цвета, называемые зонами, от полос темного цвета, называемых поясами.Другие погодные явления, такие как циклоны и молнии, создают закономерности в зонах и поясах. Большое красное пятно Юпитера — это многовековой циклон, крупнейший шторм в Солнечной системе.

Спутники некоторых планет имеют собственные атмосферы. Самый большой спутник Сатурна, Титан, имеет плотную атмосферу, состоящую в основном из азота и метана. То, как солнечный свет расщепляет метан в ионосфере Титана, помогает придать Луне оранжевый цвет.

Большинство небесных тел, включая все астероиды в поясе астероидов и нашу собственную луну, не имеют атмосферы.Отсутствие атмосферы на Луне означает, что на ней нет погоды. Из-за отсутствия ветра или воды, которые могли бы их разрушить, многие кратеры на Луне существовали сотни и даже тысячи лет.

Структура атмосферы небесного тела и ее состав позволяют астробиологам предполагать, какой вид жизни может поддерживать планета или луна. Таким образом, атмосфера является важным маркером в освоении космоса.

Атмосфера планеты или луны должна содержать определенные химические вещества для поддержания жизни в том виде, в каком мы ее знаем.Эти химические вещества включают водород, кислород, азот и углерод. Хотя Венера, Марс и Титан имеют похожие атмосферные газы, в Солнечной системе нет ничего, кроме Земли, с атмосферой, способной поддерживать жизнь. Атмосфера Венеры слишком плотная, Марса слишком тонкая, а Титана слишком холодная.

Атмосфера | Национальное географическое общество

Посмотрите вверх. Вверх. Облака, которые вы видите в небе, ветер, который шевелит деревья, или флаг на школьном дворе, даже солнечный свет, который вы чувствуете на своем лице, — все это результат атмосферы Земли.

Атмосфера Земли простирается от поверхности планеты на высоту 10 000 километров (6214 миль). После этого атмосфера растворяется в космосе. Не все ученые согласны с тем, где на самом деле находится верхняя граница атмосферы, но они могут согласиться с тем, что основная часть атмосферы расположена близко к поверхности Земли — на расстоянии примерно от восьми до 15 километров (от пяти до девяти миль).

Хотя кислород необходим для большей части жизни на Земле, большая часть атмосферы Земли не является кислородом.Атмосфера Земли состоит из примерно 78 процентов азота, 21 процента кислорода, 0,9 процента аргона и 0,1 процента других газов. Следы углекислого газа, метана, водяного пара и неона — это некоторые из других газов, которые составляют оставшиеся 0,1 процента.

Атмосфера разделена на пять различных слоев в зависимости от температуры. Слой, ближайший к поверхности Земли, — это тропосфера, простирающаяся на расстояние от семи до 15 километров (от пяти до 10 миль) от поверхности. Тропосфера наиболее толстая на экваторе и намного тоньше на Северном и Южном полюсах.Большая часть массы всей атмосферы содержится в тропосфере — примерно от 75 до 80 процентов. Большая часть водяного пара в атмосфере, наряду с частицами пыли и пепла, находится в тропосфере, что объясняет, почему большая часть облаков Земли находится в этом слое. Температура в тропосфере уменьшается с высотой.

Стратосфера — следующий слой от поверхности Земли. Он простирается от вершины тропосферы, называемой тропопаузой, до высоты примерно 50 километров (30 миль).Температура в стратосфере увеличивается с высотой. Озон с высокой концентрацией, молекула, состоящая из трех атомов кислорода, составляет озоновый слой стратосферы. Этот озон поглощает часть поступающей солнечной радиации, защищая жизнь на Земле от потенциально вредного ультрафиолетового (УФ) света и отвечает за повышение температуры на высоте.

Вершина стратосферы называется стратопаузой. Выше находится мезосфера, которая простирается примерно на 85 километров (53 мили) над поверхностью Земли.С высотой температура в мезосфере понижается. Фактически, самые низкие температуры в атмосфере находятся в верхней части мезосферы — около -90 ° C (-130 ° F). Атмосфера здесь тонкая, но все же достаточно плотная, чтобы метеоры сгорали при прохождении через мезосферу, создавая то, что мы видим как «падающие звезды». Верхняя граница мезосферы называется мезопаузой.

Термосфера расположена выше мезопаузы и простирается на расстояние около 600 километров (372 мили).Об термосфере известно немногое, за исключением того, что температура увеличивается с высотой. Солнечное излучение делает верхние области термосферы очень горячими, достигая температуры 2000 ° C (3600 ° F).

Самый верхний слой, который сливается с тем, что считается космическим пространством, — это экзосфера. Гравитация Земли здесь настолько мала, что молекулы газа улетучиваются в космос.

NWS JetStream — Слои атмосферы

Газовая оболочка, окружающая Землю, изменяется снизу вверх.Пять отдельных слоев были идентифицированы с использованием …

• тепловые характеристики (перепады температур),
• химический состав,
• механизм, и
• плотность.

Каждый из слоев ограничен «паузами», где происходят наибольшие изменения тепловых характеристик, химического состава, движения и плотности.

Пять основных слоев атмосферы

Экзосфера

Это самый внешний слой атмосферы.Она простирается от верха термосферы до 6 200 миль (10 000 км ) над Землей. В этом слое атомы и молекулы уходят в космос, а спутники вращаются вокруг Земли. Внизу экзосферы находится термопауза, расположенная на высоте около 375 миль (600 км) над землей.

Между примерно 53 милями (85 км) и 375 милями (600 км) находится термосфера. Этот слой известен как верхняя атмосфера. Хотя газы термосферы все еще очень тонкие, они становятся все более плотными по мере того, как человек спускается к Земле.

Таким образом, поступающее высокоэнергетическое ультрафиолетовое и рентгеновское излучение от Солнца начинает поглощаться молекулами в этом слое и вызывает значительное повышение температуры.

Из-за этого поглощения температура увеличивается с высотой. Начиная с -184 ° F (-120 ° C ) в нижней части этого слоя, температура может достигать 3600 ° F (2000 ° C) в верхней части.

Однако, несмотря на высокую температуру, этот слой атмосферы все равно будет очень холодным для нашей кожи из-за очень тонкой атмосферы.Высокая температура указывает на количество энергии, поглощаемой молекулами, но при таком небольшом количестве в этом слое общего количества молекул недостаточно, чтобы нагреть нашу кожу.

Поднимите его до МАКСИМАЛЬНОГО! Ионосфера

Мезосфера

Этот слой простирается от примерно 31 мили (50 км) над поверхностью Земли до 53 миль (85 км). При спуске газы, включая молекулы кислорода, продолжают уплотняться. Таким образом, при спуске температура повышается до примерно 5 ° F (-15 ° C) у основания этого слоя.

Газы в мезосфере теперь достаточно толстые, чтобы замедлять метеоры, летящие в атмосферу, где они сгорают, оставляя огненные следы в ночном небе. И стратосфера (следующий слой ниже), и мезосфера считаются средней атмосферой. Переходная граница, отделяющая мезосферу от стратосферы, называется стратопаузой.

Стратосфера

Стратосфера простирается примерно на 31 милю (50 км) вниз до любой точки на высоте от 4 до 12 миль (от 6 до 20 км) над поверхностью Земли.Этот слой содержит 19 процентов атмосферных газов, но очень мало водяного пара.

В этой области температура увеличивается с высотой. В процессе образования озона вырабатывается тепло, которое отвечает за повышение температуры от среднего значения -60 ° F (-51 ° C) в тропопаузе до максимального значения примерно 5 ° F (-15 ° C) в условиях тропопаузы. вершина стратосферы.

Это повышение температуры с высотой означает, что более теплый воздух располагается над более холодным. Это предотвращает «конвекцию», поскольку нет вертикального движения газов вверх.Таким образом, расположение нижней части этого слоя легко увидеть по вершинам кучево-дождевых облаков в форме наковальни.

Тропосфера

Известный как нижняя атмосфера, в этом регионе бывает почти вся погода. Тропосфера начинается на поверхности Земли и простирается от 4 до 12 миль (от 6 до 20 км) в высоту.

Высота тропосферы варьируется от экватора к полюсам. На экваторе она составляет около 11-12 миль (18-20 км) в высоту, на 50 ° N и 50 ° S , 5½ миль, а на полюсах — чуть меньше четырех миль.

По мере того, как плотность газов в этом слое уменьшается с высотой, воздух становится тоньше. Следовательно, температура в тропосфере также понижается с высотой в ответ. По мере того, как человек поднимается выше, температура в тропопаузе падает со средней примерно 62 ° F (17 ° C) до -60 ° F (-51 ° C).

Профиль средней температуры для нижних слоев атмосферы

Жизненно важные признаки планеты

Атмосфера Земли состоит из пяти основных и нескольких вторичных слоев. От самого низкого до самого высокого, основные слои — это тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера.

Тропосфера. Тропосфера Земли простирается от поверхности Земли в среднем до 12 километров (7,5 миль) в высоту, причем ее высота ниже на полюсах Земли и выше на экваторе. Тем не менее, этот очень неглубокий слой предназначен для удержания всего воздуха, необходимого растениям для фотосинтеза и животным, необходимым для дыхания, а также содержит около 99 процентов всего водяного пара и аэрозолей (мельчайшие твердые или жидкие частицы, взвешенные в атмосфере). В тропосфере температура обычно понижается по мере того, как вы поднимаетесь, поскольку большая часть тепла, обнаруживаемого в тропосфере, генерируется за счет передачи энергии от поверхности Земли. Тропосфера — самый плотный слой атмосферы, сжатый весом остальной атмосферы над ним. Здесь наблюдается большая часть погоды на Земле, и почти все облака, которые порождаются погодой, находятся здесь, за исключением кучево-дождевых грозовых облаков, вершины которых могут подниматься в самые нижние части соседней стратосферы. Большая часть авиации находится здесь, в том числе в переходной зоне между тропосферой и стратосферой.

Стратосфера. Расположен на расстоянии примерно от 12 до 50 километров (7.5 и 31 миля) над поверхностью Земли, стратосфера, пожалуй, наиболее известна как дом для озонового слоя Земли, который защищает нас от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Из-за этого ультрафиолетового излучения, чем выше вы поднимаетесь в стратосферу, тем выше становятся температуры. В стратосфере почти нет облаков и погодных условий, но полярные стратосферные облака иногда присутствуют на самых низких и самых низких высотах. Это также самая высокая часть атмосферы, которую могут достичь реактивные самолеты.

Мезосфера. Мезосфера, расположенная на высоте примерно от 50 до 80 километров (от 31 до 50 миль) над поверхностью Земли, становится все холоднее с высотой. Фактически, верхняя часть этого слоя является самым холодным местом в системе Земля со средней температурой около минус 85 градусов по Цельсию (минус 120 градусов по Фаренгейту). Очень скудный водяной пар, присутствующий в верхней части мезосферы, образует серебристые облака, самые высокие облака в атмосфере Земли, которые можно увидеть невооруженным глазом при определенных условиях и в определенное время дня.Большинство метеоров сгорает в этом слое атмосферы. Зондирующие ракеты и летательные аппараты с ракетными двигателями могут достигать мезосферы.

Термосфера. На высоте примерно от 80 до 700 километров (от 50 до 440 миль) над поверхностью Земли находится термосфера, нижняя часть которой содержит ионосферу. В этом слое температура увеличивается с высотой из-за очень низкой плотности молекул, обнаруженных здесь. Он не содержит облаков и водяного пара. Иногда здесь можно увидеть северное сияние и аврора австралис.Международная космическая станция вращается в термосфере.

Экзосфера. Экзосфера, расположенная на высоте примерно от 700 до 10 000 километров (от 440 до 6200 миль) над поверхностью Земли, является самым высоким слоем атмосферы Земли и на своей вершине сливается с солнечным ветром. Обнаруженные здесь молекулы имеют чрезвычайно низкую плотность, поэтому этот слой не ведет себя как газ, и частицы здесь улетучиваются в космос. Хотя в экзосфере вообще нет погоды, северное сияние и северное сияние иногда можно увидеть в ее нижней части.Большинство спутников Земли вращаются вокруг экзосферы.

Край космического пространства. Хотя на самом деле нет четкой границы между тем, где заканчивается атмосфера Земли и начинается космическое пространство, большинство ученых используют очертание, известное как линия Кармана, расположенная на 100 километров (62 мили) над поверхностью Земли, для обозначения точки перехода, так как 99,99997 процентов площади Земли атмосфера лежит ниже этой точки. Однако исследование, проведенное в феврале 2019 года с использованием данных космического корабля НАСА / Европейского космического агентства по солнечной и гелиосферной обсерватории (SOHO), предполагает, что самые дальние уголки атмосферы Земли — облако атомов водорода, называемое геокороной, — может фактически простираться почти на 391000 миль (629 300 км). километров) в космос, далеко за пределы орбиты Луны.

— Алан Бьюс / Веб-сайт НАСА по глобальному изменению климата

‹Вернуться к основной статье: ‘Атмосфера: Защитное одеяло Земли ‘

слоев атмосферы

слой атмосферы Слои атмосферы

---

Уникальная атмосфера нашей планеты состоит из четырех различных слои. Эти слои разделены по вертикали в зависимости от температуры. Различные слои чередуются между областями повышения температуры. и понижение температуры с высотой.(Если вы не знакомы как ведет себя давление в атмосфере нажмите здесь для быстрого урока.)

На рисунке ниже показано, как температура меняется в зависимости от высота в атмосфере. По оси абсцисс отложена температура в градусов Цельсия, а ось Y представляет высоту. Обратите внимание на чередование области понижения и повышения температуры с высотой. An инверсия существует, когда температура увеличивается с высотой. Рисунок ниже показывает четыре слоя: тропосфера, стратосфера, Мезосфера и термосфера. Между каждым слоем существует «пауза», в которой температура остается постоянной. с высотой.

---

ТЕПЛОВАЯ СТРУКТУРА АТМОСФЕРЫ

Тропосфера
Метеорологи проводят большую часть своего времени, изучая процессы в тропосфере. Его часто называют «зона погоды». Все осадки, ветры, штормы и облака (за исключением нескольких наблюдаемых в стратосфере и мезосфере) мы наблюдаем происходят в этом самом нижнем слое.

Тропосфера характеризуется турбулентным перемешиванием. и переворачивание. Эта турбулентность возникает из-за неравномерного нагрева поверхность и атмосфера. Температура уменьшается с высотой в этот слой. Это снижение температуры известно как экологическая градиент и в среднем 6.5 ºC / км. Этот слой расширяет от поверхности до средней высоты 11 км (Аренс 10). Эта высота может варьироваться от 16 км в тропиках до менее 9 км. км над полюсами (Lutgens 19).Этот диапазон обусловлен температурой различия между тропиками и полюсами. Теплая температура поверхности и турбулентное перемешивание над тропиками помогает раздвинуть границу тропосферы вверх (Lutgens 19).

Тропопауза простирается над тропосферой. Температура в этом слое остается постоянной с высотой. Реактивные потоки течет через тропопаузу, где широтные колебания температуры отлично.

Стратосфера
Стратосфера лежит выше тропопаузы, расширяясь на высоту около 50 км (Lutgens 20).Стратосфера характеризуется сильной температурной инверсией, как показано на рисунке выше. Это стабильный слой с небольшим перемешиванием. В результате загрязняющие вещества а другие частицы могут находиться в стратосфере много лет.

Обнаружена большая концентрация озона (O ₃ ) в стратосфере с максимальной концентрацией примерно на 25 км. Этот «озоновый слой» поглощает большую часть ультрафиолетового излучения, излучаемого солнце. При поглощении УФ-излучения выделяется тепло, которое затем нагревает атмосфера.Это объясняет, почему температура увеличивается с высотой. в этом слое. (Аренс 15)

Интересно отметить, что инверсия продолжается за пределами максимальной плотности озона. Причина в том, что большая часть доступного УФ-излучения уже поглощается озоном выше уровень максимальной плотности. Следовательно, потенциал УФ-излучения меньше, чем могут впитаться, что приведет к более низким температурам в нижней части стратосфера.

Стратопауза лежит над стратосферой и как тропопауза, температура остается постоянной с высотой.На стратопауза, давление всего 1 мб! Это означает 99,9% атмосферы. содержится в стратосфере и тропосфере. И все же атмосфера продолжается вверх: 99% оставшейся массы находится в мезосфере и 1% в термосфере (Wallace and Hobbs 24).

Мезосфера
Мезосфера лежит над стратосферой и простирается на высоту около 85 км (Аренс 13). Этот слой часто бывает называется холодным слоем, так как самые низкие показания в атмосфере находятся здесь.Температура уменьшается с высотой, достигая минимума. среднее значение -90 ºC в верхней части слоя. Верхняя часть мезосферы содержит часть ионосферы, наэлектризованную область. Иногда в полярных регионах серебристые облака в мезосфере. можно увидеть. Их можно увидеть летом, когда достаточно подъем (Уоллес и Хоббс 24). Существование этих облаков доказывает что даже на такой высоте остается следы влаги!

Мезопауза лежит над мезосферой, разделяя это из термосферы.

Термосфера
Термосфера часто считается «горячим слоем». потому что он содержит самые высокие температуры в атмосфере. Температура увеличивается с высотой до предполагаемой вершины термосферы на уровне 500 км. Температура здесь может достигать 2000 K или 1727 ºC. слой (Уоллес и Хоббс 24). Однако из-за того, что воздух такой разреженный, наши тела не смогли бы обнаружить это тепло. Наши тела полагаются о постоянной бомбардировке молекул воздуха для определения температуры. Воздух настолько разрежен, что молекула проходит 1 километр, прежде чем ударится. другая молекула (сравните это с величиной менее одной миллионной сантиметра у поверхности земли). (Аренс 14). В верхней части термосферы, молекулы пройдут 10 км, прежде чем столкнутся с другой молекулой! (Аренс 14) На этой высоте многие более легкие молекулы достигли скорости, достаточной для того, чтобы вырваться из-под земного притяжения в космическое пространство. Область, где молекулы воздуха побег известен как экзосфера.

А как насчет этой штуки под названием Ионосфера ? Щелкните эту ссылку, чтобы узнать! =>

<= На главную

Отрывая слои атмосферы

Атмосфера Земли является нашим естественным щитом от суровых условий космоса, включая все, от метеоров и падающих спутников до смертоносного ультрафиолетового излучения Солнца. Он также содержит воздух, которым мы дышим, погодные условия, которые мы переживаем, и помогает регулировать планетарные температуры.

Атмосфера состоит из слоев газов, называемых «воздухом», которые окружают планету и удерживаются земной гравитацией.

«Воздух» — это общее название, данное комбинации газов, используемых организмами для дыхания и фотосинтеза. По объему сухой воздух содержит 78,09% азота, 20,95% кислорода, 0,93% аргона, 0,039% углекислого газа и меньшее количество различных других газов, а также различные количества водяного пара.Однако состав воздуха и атмосферное давление в атмосфере неодинаковы и различаются на разных высотах, давая атмосфере 5 различных основных слоев.

Слои атмосферы

Тропосфера

Начиная с поверхности Земли, тропосфера простирается примерно на семь миль вверх. Это слой, в котором мы живем, и он содержит большую часть того, что мы считаем «атмосферой», включая воздух, которым мы дышим, и почти всю погоду и облака, которые мы видим. В тропосфере температура воздуха снижается по мере того, как вы поднимаетесь.

Стратосфера

Этот слой существует на высоте от семи до 31 мили над поверхностью Земли. В отличие от тропосферы внизу, температура воздуха на самом деле увеличивается с высотой, что приводит к стратификации воздуха. По возможности, коммерческие реактивные самолеты летают в нижних слоях стратосферы, чтобы избежать турбулентности, характерной для тропосферы, из-за конвекции.

Мезосфера

Третий слой атмосферы Земли, мезосфера, простирается от 31 до 50 миль в высоту (высота, на которой У.С. стандартов). Считается одним из самых холодных мест на Земле, средняя температура составляет около -120 ° F. В этом слое сгорает большинство метеоров при входе в атмосферу Земли, и это самая высокая высота, на которой может образоваться облако.

Термосфера

Родина линии Кармана и охватывает территорию от 50 до 440 миль над поверхностью Земли, термосфера — это второй и последний слой атмосферы. Термосфера — это место, где высокоэнергетическое ультрафиолетовое и рентгеновское излучение начинает поглощаться, вызывая сильные колебания температуры.В значительной степени зависит от солнечной активности, температура здесь может варьироваться от -184 ° F до 3630 ° F. Однако, несмотря на высокие температуры, этот слой атмосферы все равно будет очень холодным для нашей кожи из-за очень тонкой атмосферы. В термосфере кривизна Земли становится отчетливо ясной, и космические путешественники начинают ощущать «невесомость». Из-за сильно ионизированной атмосферы, присутствующей в термосфере, здесь также наблюдается явление, известное как полярные сияния.

Экзосфера

Последний слой атмосферы Земли, где она постепенно уступает место космическому пространству, — это экзосфера.Этот слой простирается от примерно 440 миль над Землей до почти 6200 миль. Атмосфера в экзосфере невероятно тонкая и больше не ведет себя как обычный газ. Атомы и молекулы настолько удалены друг от друга, что могут путешествовать на сотни миль, не сталкиваясь друг с другом. Этот слой содержит большую часть спутников на низкой околоземной орбите.

Layers of the Atmosphere Flashcards

• Важнейшие функции атмосферы включают следующее: ◦ поддерживает температуру Земли стабильной и пригодной для жизни ◦ защищает от ультрафиолета ◦ защищает от ударов метеоритов ◦ обеспечивает кислород для дыхания и углекислый газ для фотосинтеза • Атмосфера состоит в основном из азота (78%) и кислорода (21%).Вместе они составляют 99% атмосферы. • Остаточные газы составляют оставшийся 1% атмосферы. Следовые газы включают аргон, неон и водород. • Различные газы, как следует из их названия, различаются по концентрации. Важными переменными газами являются углекислый газ, водяной пар и озон. • Слои атмосферы имеют отличительные особенности. Вот краткое изложение: ◦ Тропосфера — это слой, с которым мы больше всего взаимодействуем, дышим ли мы или летаем на дельтаплане. Температура снижается с высотой. Здесь бывает почти вся погода.◦Стратосфера — в этом слое есть устойчивые ветры, подходящие для дальних перелетов. Температура увеличивается с высотой из-за озоносферы в верхней части слоя. ◦ Мезосфера — этот слой сжигает метеоры, которые выглядят как падающие или падающие звезды. Температура снижается с высотой. Это самый холодный слой атмосферы. ◦Термосфера — в этом слое газы слоистые, а не смешанные. Он состоит из двух подслоев: ионосферы, где возникают полярные сияния и отражаются радиоволны, и экзосферы, где парят спутники.Это самый горячий слой атмосферы, пока он не сливается с космосом. • Атмосфера динамичная. Он транспортирует и перерабатывает материалы. • Атмосфера супермагистрали. Он может перевезти материал по стране за считанные дни. Это помогает транспортировать, распространять и перерабатывать материалы. • Круговорот воды описывает испарение, конденсацию и осаждение воды. Этот процесс распределяет тепло и энергию, поддерживая теплую атмосферу во всем мире. • Азотный цикл обеспечивает нитраты для живых организмов, которые используют нитраты для образования нуклеиновых кислот и аминокислот. Атмосфера обеспечивает азот для этого цикла. • Углерод и кислород также необходимы для живых организмов. Углеродно-кислородный цикл перемещает углекислый газ и кислород из атмосферы или гидросферы, распределяя их по растениям и другим живым организмам для роста клеток. Эти газы также помогают блокировать ультрафиолетовое излучение и поддерживать высокую температуру на Земле. • Энергетический баланс Земли относится к балансу приходящей и уходящей энергии. Стабильность температуры на Земле зависит от энергетического баланса Земли.• Энергетический баланс Земли, парниковые газы и круговорот воды влияют на температуру атмосферы. • Излучение, теплопроводность и конвекция — это процессы, передающие тепло. • Атмосферная влажность или влажность зависит от источников воды и температуры. Горячие и влажные регионы, как правило, подвержены большей грозовой активности из-за большего количества скрытого тепла в водяном паре. • Гравитационная сила Земли притягивает молекулы воздуха к ее поверхности. Итак, воздух имеет вес. Это давление воздуха. • Нижние слои атмосферы более плотные и имеют большее давление воздуха, чем верхние слои.Давление воздуха уменьшается с высотой. • Обычным инструментом для измерения давления воздуха является барометр. Большинство метеорологов могут предсказывать погоду, изучая изменения давления. Высокое давление обычно означает хорошую погоду, а низкое — плохую. • Дует ветер из-за неравномерного распределения тепла. Конвекционные токи или ячейки передают тепло движущимся воздухом. Ветер перемещается из областей с высоким давлением (холодный воздух плотнее) в области с низким давлением (теплый воздух легче). • Круговые узоры океанических и ветровых течений создаются из-за вращения Земли.Это известно как эффект Кориолиса. • Ветровые течения также могут изменяться из-за статических объектов, таких как горы или здания. В районах возле больших водоемов дует наземный бриз (с земли на море) ночью и с моря (с моря на сушу) днем. • Парниковый эффект относится к атмосферному покрову газов, который действует как стекло в теплице, позволяя теплу проникать в атмосферу Земли и улавливая часть его. • Загрязнение воздуха — это отходы, которые обычно не встречаются в воздухе. Двумя основными загрязнителями являются частицы и газы.• Загрязняющие вещества образуются в результате деятельности человека, например сжигания ископаемого топлива для вождения автомобиля, отопления домов или ведения бизнеса. • Загрязнение воздуха способствует глобальному потеплению, что может повлиять на изменение климата. Тектоника плит и циклы Миланковича — это естественные процессы, которые также влияют на климат. • Загрязнение воздуха может иметь пагубные последствия для здоровья, вызывая респираторную и сердечную недостаточность. Он может разрушить растительные, животные и водные экосистемы. • Оксиды серы и оксиды азота вызывают кислотные дожди, которые наносят вред растениям и водным экосистемам, а также разрушают здания и другие сооружения.• ХФУ создали дыру в озоновом слое, слое, которое блокирует часть ультрафиолетовых лучей Солнца. Это привело к росту рака кожи и нанесению вреда растениям и животным.