Атмосфера. Слои атмосферы. Почему небо голубое.

Атмосфера

Атмосфера – газообразная оболочка, окружающая Землю. Она удерживается на месте силой притяжения Земли, под действием которой большая часть газов скапливается над поверхностью земли – в самом нижнем слое атмосферы– тропосфере.

Мы живём в самом нижнем слое атмосферы. Самолёты курсируют в слое, называемой атмосферой. Такие явления, как полярные сияния в Северном и Южном полушарии возникают в термосфере. Выше находится космос.

Слои атмосферы

Сколько слоёв в атмосфере?

Существует пять основных слоёв атмосферы. Самый нижний слой– тропосфера – высотой 18 км от поверхности земли. Следующий слой – стратосфера простирается до высоты 50 км, выше – мезосфера – около 80 км над землёй. Самый верхний слой называется термосферой. Чем выше подниматься, тем менее плотной становится атмосфера; выше 1000 км земная атмосфера почти исчезает, и экзосфера(очень разряжённый пятый слой) переходит в безвоздушное пространство.

Как атмосфера защищает нас?

В стратосфере находится слой озона (соединение трёх атомов кислорода), который образует защитный экран, сдерживающий большую часть вредных ультрафиолетовых излучений. На границе атмосферы есть две радиационные зоны,известные как пояса Ван Аллена, которые также как щит отражают космические лучи.

Почему небо синего цвета?

Свет от солнца проходит через атмосферу и рассеивается,отражаясь от мелких частичек пыли и водяных паров, находящихся в воздухе. Так белый солнечный свет разбивается на спектральные части – цвета радуги.Синие лучи рассеиваются быстрее, чем остальные. В результате мы видим больше синего цвета, чем любых других цветов солнечного спектра, поэтому небо кажется синим.

 Продолжение

Облака всё время меняют форму. Причина этого -ветер. Одни вздымаются огромными массами, другие напоминают лёгкие пёрышки. Иногда облака полностью закрывают небо над нами.

Похожее

Озоновый слой — Википедия

Озоновый слой в атмосфере Абсорбция ультрафиолетового излучения озоновым слоем. По горизонтальной оси отложена концентрация озона в единицах Добсона (DU) на километр высоты. По вертикальной оси — высота в километрах. Показано также поглощение в трёх диапазонах ультрафиолета (см. текст)

Озо́новый слой — часть стратосферы на высоте от 20 до 25 км (в тропических широтах 25—30 км, в умеренных 20—25, в полярных 15—20), с наибольшим содержанием озона (вещества, молекула которого состоит из трёх атомов кислорода, O₃), образующегося в результате воздействия ультрафиолетового излучения Солнца на молекулярный кислород (O₂). При этом с наибольшей интенсивностью, именно благодаря процессам диссоциации кислорода, атомы которого затем образуют озон, происходит поглощение ближней (к видимому свету) части ультрафиолета солнечного спектра. Кроме того, диссоциация озона под воздействием ультрафиолетового излучения приводит к поглощению наиболее жёсткой его части.

Около 90 % атмосферного озона находится в стратосфере, главным образом на высоте от 20 до 40 км над поверхностью Земли. Его концентрация в стратосфере составляет от 2 до 8 частей на миллион. Общее количество озона в атмосфере таково, что если бы можно было весь его переместить на уровень моря и сконцентрировать до атмосферного давления при температуре 0 °C, он занял бы слой высотой всего 3 мм (это соответствует 300 единицам Добсона, или 300×2,69×10¹⁶ молекул озона на квадратный сантиметр поверхности Земли). Для сравнения, вся сжатая под нормальным давлением атмосфера составляла бы слой в 8 км. Озоновый слой поглощает от 97 до 99 % солнечного излучения в области длин волн от 200 до 315 нм.

Очень опасный ультрафиолет в диапазоне UV-c (100—280 нм) практически полностью поглощается кислородом (< 200 нм с образованием монокислорода и далее озона) и озоном (200—280 нм) в самых верхних слоях атмосферы, выше 35 км. Диапазон UV-b (280—315 нм), вызывающий загар и рак кожи, поглощается озоном почти полностью, до поверхности Земли доходит лишь несколько процентов, причём в длинноволновой части этого диапазона, тогда как на длине волны 290 нм коэффициент поглощения озонового слоя составляет 3,5×10⁸. Диапазон UV-a (315—400 нм), ближайший к видимому свету (400—700 нм) почти не поглощается (см. рис.)^[1].

Благодаря нагреванию воздуха вследствие поглощения озоном солнечных лучей возникает температурная инверсия, то есть повышение температуры с высотой. Таким образом, тропосфера и стратосфера разделяются тропопаузой и смешивание воздуха между этими слоями атмосферы затруднено.

Озоновый слой образовался в атмосфере Земли 1,85—0,85 млрд лет назад, когда в ней вследствие фотосинтеза накопилось достаточно кислорода

[2]. Лишь после образования озонового слоя жизнь (включая растения) смогла выйти из океанов^[3]; без этого высокоразвитые формы жизни типа млекопитающих, включая человека, не возникли бы.

Открывателями озонового слоя были французские физики Шарль Фабри и Анри Буиссон. В 1912 году им удалось с помощью спектроскопических измерений ультрафиолетового излучения доказать существование озона в отдалённых от Земли слоях атмосферы.

Благодаря данным ультрафиолетового спектрометра, работавшего на борту орбитального зонда Venus Express, астрономы обнаружили озоновый слой в атмосфере Венеры^[4][5].

Механизм образования, а также расходования озона был предложен Сидни Чепменом в 1930 году и носит его имя.

Реакции образования озона:

O2+hν→2O:{\displaystyle {\mathsf {O_{2}+h\nu \rightarrow 2O:}}}

O2+O:→O3{\displaystyle {\mathsf {O_{2}+O:\rightarrow O_{3}}}}

Фотолиз молекулярного кислорода происходит в стратосфере под воздействием ультрафиолетового излучения с длиной волны 175—200 нм и до 242 нм.

Озон расходуется в реакциях фотолиза и взаимодействия с атомарным кислородом:

O3+hν→O2+O:{\displaystyle {\mathsf {O_{3}+h\nu \rightarrow O_{2}+O:}}}

O3+O:→2O2{\displaystyle {\mathsf {O_{3}+O:\rightarrow 2O_{2}}}}

Стратосферная химия озона

Кроме реакций, входящих в механизм Чепмена, имеется целый ряд других реакций, приводящих к гибели озона. Их все объединяют в несколько семейств, главными из которых является азотное, кислородное (из механизма Чепмена), водородное и галогеновое. Эти реакции представляют собой каталитические циклы, поэтому их также называют соответствующими циклами.

Азотный цикл (NO_x):

N2O+O⋅(Δ1)→2NO{\displaystyle {\mathsf {N_{2}O+O\cdot (\Delta ^{1})\rightarrow 2NO}}}

O3+NO→NO2+O2{\displaystyle {\mathsf {O_{3}+NO\rightarrow NO_{2}+O_{2}}}}

NO2+O:→NO+O2{\displaystyle {\mathsf {NO_{2}+O:\rightarrow NO+O_{2}}}}

Водородный цикл (HO_x):

h3O+O:→2HO⋅{\displaystyle {\mathsf {H_{2}O+O:\rightarrow 2HO\cdot }}}

HO⋅+O3→HO2⋅+O2{\displaystyle {\mathsf {HO\cdot +O_{3}\rightarrow HO_{2}\cdot +O_{2}}}}

HO2⋅+O3→HO⋅+2O2{\displaystyle {\mathsf {HO_{2}\cdot +O_{3}\rightarrow HO\cdot +2O_{2}}}}

Хлорный цикл (ClO_x):

CFCl3+hν→CFCl2⋅+Cl⋅{\displaystyle {\mathsf {CFCl_{3}+h\nu \rightarrow CFCl_{2}\cdot +Cl\cdot }}}

Cl⋅+O3→ClO⋅+O2{\displaystyle {\mathsf {Cl\cdot +O_{3}\rightarrow ClO\cdot +O_{2}}}}

ClO⋅+O:→Cl⋅+O2{\displaystyle {\mathsf {ClO\cdot +O:\rightarrow Cl\cdot +O_{2}}}}

Доля в расходовании озона различных химических семейств на разных высотах:^[6]

Давление, гПа	азотное	кислородное	водородное	галогеновое
1,31	0,10	0,26	0,41	0,21
3,78	0,50	0,14	0,11	0,25
8,93	0,68	0,11	0,08	0,13
21,9	0,46	0,12	0,19	0,20
55,8	0,12	0,03	0,48	0,14

Доля галогенового пути распада стратосферного озона увеличилась в результате деятельности человека, что привело к возникновению озоновых дыр. Генеральная ассамблея ООН в 1994 году провозгласила 16 сентября ежегодным Международным днём охраны озонового слоя.

Единица измерения толщины озонового слоя[править | править код]

Единицей измерения толщины озонового слоя служит единица Добсона (DU).

Статьи и обзоры[править | править код]

Международные соглашения[править | править код]

ВЕРХНИЕ СЛОИ АТМОСФЕРЫ — это… Что такое ВЕРХНИЕ СЛОИ АТМОСФЕРЫ?



ВЕРХНИЕ СЛОИ АТМОСФЕРЫ

ВЕРХНИЕ СЛОИ АТМОСФЕРЫ, слои атмосферы от 50 км и выше, свободные от возмущений, вызванных погодой. Включают МЕЗОСФЕРУ, ТЕРМОСФЕРУ И ИОНОСФЕРУ. На этой высоте воздух разрежен, температура изменяется в пределах от -1100 °С на низком уровне до 250°-1500 °С на более высоком. На поведение верхних слоев атмосферы сильно влияют такие внеземные явления, как солнечная и КОСМИЧЕСКАЯ РАДИАЦИЯ, под действием которых молекулы атмосферного газа ионизируются и образуют ионосферу, а также атмосферные потоки, вызывающие турбулентность.

Научно-технический энциклопедический словарь.

• ВЕРТОЛЕТНЫЙ ВИНТ
• ВЕРХНИЙ ИНДЕКС

Смотреть что такое «ВЕРХНИЕ СЛОИ АТМОСФЕРЫ» в других словарях:

• Давление атмосферы — (см. Атмосфера, Воздух) измеряется барометром и гипсотермометром (см.). По мере поднятия вверх от земной поверхности Д. уменьшается; но в каждом данном случае величина уменьшения давления может быть различная и находится в зависимости от… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

• Ионосфера — верхние слои атмосферы Земли, начиная от 50 80 км, характеризующиеся значительным содержанием ионов и свободных электронов. Повышенная ионизация воздуха в И. результат действия ультрафиолетового и рентгеновского излучений Солнца на молекулы… …   Астрономический словарь

• АТМОСФЕРА — газовая оболочка, окружающая небесное тело. Ее характеристики зависят от размера, массы, температуры, скорости вращения и химического состава данного небесного тела, а также определяются историей его формирования начиная с момента зарождения.… …   Энциклопедия Кольера

• Земля — (Earth) Планета Земля Строение Земли, эволюция жизни на Земле, животный и растительный мир, Земля в солнечной системе Содержание Содержание Раздел 1. Общая о планете земля. Раздел 2. Земля как планета. Раздел 3. Строение Земли. Раздел 4.… …   Энциклопедия инвестора

• Атмосфера Венеры — Структура облаков в атмосфере Венеры, сфотографированная зондом «Пионер Венера 1» в 1979 г. Характерная форма облаков в виде буквы V вызвана сильными ветрами вблизи экватора …   Википедия

• СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА — Солнце и обращающиеся вокруг него небесные тела 9 планет, более 63 спутников, четыре системы колец у планет гигантов, десятки тысяч астероидов, несметное количество метеороидов размером от валунов до пылинок, а также миллионы комет. В… …   Энциклопедия Кольера

• Атмосфера — I Атмосфера         Земли (от греч. atmos пар и sphaira шар), газовая оболочка, окружающая Землю. А. принято считать ту область вокруг Земли, в которой газовая среда вращается вместе с Землёй как единое целое. Масса А. составляет около 5,15 1015… …   Большая советская энциклопедия

• Атмосфера Земли — (от греч. atmos ‒ пар и sphaira ‒ шар), газовая оболочка, окружающая Землю. А. принято считать ту область вокруг Земли, в которой газовая среда вращается вместе с Землёй как единое целое. Масса А. составляет около 5,15 1015 т. А. обеспечивает… …   Большая советская энциклопедия

• Собаки в космосе — У этого термина существуют и другие значения, см. Собаки в космосе (значения) …   Википедия

• Ветер — У этого термина существуют и другие значения, см. Ветер (значения). Ветроуказатель  простейшее устройство для определения скорости и направления ветра, использующееся на аэродромах …   Википедия

Книги

• Песня песка, Василий Воронков. Уцелевшие после катастрофы города сотни лет окружены мертвыми песками. Из-за сильного излучения кораблям приходится подниматься в верхние слои атмосферы, чтобы пересечь разделяющую города… Подробнее  Купить за 351 грн (только Украина)
• Песня песка, Василий Воронков. Уцелевшие после катастрофы города сотни лет окружены мертвыми песками. Из-за сильного излучения кораблям приходится подниматься в верхние слои атмосферы, чтобы пересечь разделяющую города… Подробнее  Купить за 346 руб
• Песня песка, Воронков В.. Уцелевшие после катастрофы города сотни лет окружены мертвыми песками. Из-за сильного излучения кораблям приходится подниматься в верхние слои атмосферы, чтобы пересечь разделяющую города… Подробнее  Купить за 312 руб

ПРИЗЕМНЫЙ СЛОЙ АТМОСФЕРЫ • Большая российская энциклопедия

• 
• 
• 

  В книжной версии

  Том 27. Москва, 2015, стр. 478

• 

  Скопировать библиографическую ссылку:

  ---

Авторы: М. В. Курганский

ПРИЗЕ́МНЫЙ СЛОЙ АТМОСФЕ́РЫ, са­мая ниж­няя часть ат­мо­сфе­ры Зем­ли, про­сти­раю­щая­ся от по­верх­но­сти су­ши до вы­со­ты в неск. де­сят­ков мет­ров. Яв­ля­ет­ся ча­стью по­гра­нич­но­го слоя ат­мо­сфе­ры, ко­то­рая наи­бо­лее под­вер­же­на ме­ха­нич., тер­мич. и др. воз­дей­ст­ви­ям зем­ной по­верх­но­сти. В пре­де­лах П. с. а. су­щест­ву­ют тур­бу­лент­ные по­то­ки воз­ду­ха (вы­зы­ваю­щие пе­ре­нос им­пуль­са, те­п­ло­ты, во­дя­но­го па­ра, аэ­ро­зо­ля и т. п.), при­чём ко­эф. тур­бу­лент­но­сти (ха­рак­те­ри­зую­щий ин­тен­сив­ность про­цес­сов пе­ре­но­са по вер­ти­ка­ли) с вы­со­той воз­рас­та­ет. По­это­му вер­ти­каль­ные гра­ди­ен­ты ско­ро­сти вет­ра, темп-ры, влаж­но­сти и др. в П. с. а. в де­сят­ки и да­же сот­ни раз пре­вы­ша­ют со­от­вет­ст­вую­щие ве­ли­чи­ны в вы­ше­ле­жа­щих сло­ях. При уме­рен­ных и силь­ных вет­рах на­прав­ле­ние вет­ра в П. с. а. прак­ти­че­ски не ме­ня­ет­ся с вы­со­той, а ско­рость вет­ра воз­рас­та­ет с вы­со­той по ло­га­риф­мич. за­ко­ну. Точ­ность вы­пол­не­ния это­го за­ко­на за­ви­сит от сте­пе­ни тер­мич. стра­ти­фи­ка­ции ат­мо­сфе­ры; воз­ни­каю­щие от­кло­не­ния опи­сы­ва­ют­ся тео­ри­ей по­до­бия Мо­ни­на – Обу­хо­ва.

Сход­ный слой ат­мо­сфе­ры вы­де­ля­ют и над океа­на­ми, его на­зы­ва­ют при­вод­ным сло­ем ат­мо­сфе­ры. От­ли­чия по­след­не­го от П. с. а. соз­да­ют­ся взвол­но­ван­но­стью мор. по­верх­но­сти, воз­ни­каю­щей под дей­ст­ви­ем вет­ра. Это обу­слов­ли­ва­ет по­вы­шен­ную ше­ро­хо­ва­тость по­верх­но­сти и уси­ли­ва­ет пе­ре­да­чу им­пуль­са от ат­мо­сфе­ры океа­ну. За­ви­си­мость па­ра­мет­ра ше­ро­хо­ва­то­сти (вы­со­ты волн) от ско­ро­сти вет­ра опи­сы­ва­ет фор­му­ла Чар­но­ка, ко­то­рая хо­ро­шо ра­бо­та­ет в ши­ро­ком диа­па­зо­не ско­ро­стей вет­ра, из­ме­ряе­мо­го на выс. 10 м над не­воз­му­щён­ной по­верх­но­стью во­ды. Су­ще­ст­вен­ное влия­ние на ре­жим тур­бу­лент­но­сти и из­ме­не­ние ско­ро­сти вет­ра с вы­со­той в при­вод­ном слое ат­мо­сфе­ры ока­зы­ва­ет так­же взвесь во­ды и воз­ду­ха, об­ра­зую­щая­ся при об­ру­ше­ни­ях волн, вы­зван­ных штор­мо­вы­ми вет­ра­ми.