Vrstvy atmosféry: vězte, jaké jsou a jejich vlastnosti

Atmosféra Země je tvořena několika vrstvami plynů, které obklopují Zemi v důsledku účinků gravitačního pole.

Každá vrstva má specifické složení plynů, které jsou uspořádány podle jejich hustoty. Hustší plyny jsou přitahovány blíže k zemskému povrchu, zatímco ostatní zůstávají dále od planety.

Vzhledem k různým atributům, které plyny mají, mají vrstvy atmosféry své vlastní charakteristiky a hrají specifické role ve vztahu k Zemi.

Na pět vrstev, které tvoří zemskou atmosféru jsou: troposféra, stratosféra, mezosféra, termosféra a exosféra.

Troposféra

Troposféra je nejhustší vrstva atmosféry, a proto je nejblíže zemskému povrchu. Odhaduje se, že celková atmosférická hmotnost je 5x10¹⁸ kg, a že 75% z tohoto množství se nachází v troposféře.

Tloušťka troposféry se pohybuje od 8 km do 14 km, v závislosti na oblasti Země. Nejtenčí body (kde tloušťka dosahuje 8 km) jsou na severním a jižním pólu.

Jako nejnižší vrstva atmosféry je troposféra zodpovědná za život na planetě a je také místem, kde se vyskytují téměř všechny jevy počasí. Termín troposféra je odvozen z řečtiny

tropy (změna), aby odrážela dynamickou povahu změny klimatu a chování této vrstvy atmosféry.

Oblast troposféry, která ohraničuje její konec a začátek stratosféry, se nazývá tropopauza. Tropopauza je snadno identifikovatelná podle různých vzorců tlaku a teploty každé vrstvy.

složení troposféry

Pokud jde o objem, troposféra se skládá ze 78,08% dusíku, 20,95% kyslíku, 0,93% argonu a 0,04% oxidu uhličitého. Vzduch se také skládá z proměnlivého procenta vodní páry, která vstupuje do troposféry fenoménem odpařování.

Teplota troposféry

Stejně jako tlak, teplota v troposféře také klesá s rostoucí nadmořskou výškou. Je to proto, že země absorbuje většinu sluneční energie a ohřívá nižší úrovně troposféry. Vzhledem k tomu, že odpařování je větší v teplejších oblastech, jsou vodní páry přítomny více na hladině moře a vzácnější ve vyšších nadmořských výškách.

Co lze najít v troposféře?

Některé příklady toho, co lze najít v troposféře, jsou:

• Podnebí
• Srážky jako déšť, sníh a krupobití;
• Plyny jako dusík, kyslík, argon a oxid uhličitý
• Mraky
• ptactvo

Stratosféra

Stratosféra je druhou největší vrstvou atmosféry a také druhou nejblíže k zemskému povrchu. Odhaduje se, že obsahuje asi 15% celkové hmotnosti zemské atmosféry.

Tloušťka stratosféry je 35 km od tropopauzy, což znamená, že leží mezi troposférou a mezosférou. Termín stratosféra je odvozen z řečtiny vrstva (vrstva), k označení skutečnosti, že samotná stratosféra je rozdělena na další, menší vrstvy.

Vrstvy stratosféry se tvoří kvůli absenci klimatických jevů, které mísí vzduch. Existuje tedy jasné rozdělení mezi studeným, těžkým vzduchem, který se nachází dole, a teplým, lehkým vzduchem, který se nachází nad. Pokud jde o teplotu, stratosféra tedy funguje přesně opačně než troposféra.

Jelikož se jedná o vysoce stabilní oblast (protože nedochází k žádné výměně vzduchu), piloti letadel mají tendenci zůstat na začátku stratosféry, aby se vyhnuli turbulencím. V této nadmořské výšce dosahují letadla a balóny maximální účinnosti.

Některá letadla, zejména proudová letadla, stoupají do stratosféry, aby se zabránilo tření a výměně vzduchu.

Stratosféra také obsahuje známé ozónová vrstva, zodpovědný za absorpci většiny ultrafialového záření vyzařovaného sluncem. Bez ozonové vrstvy by život na Zemi, jak ho známe, nebyl možný.

Stejně jako troposféra má stratosféra také oblast, která ohraničuje její konec a označuje začátek mezosféry, nazývaný stratopauza.

složení stratosféry

Většina prvků nalezených na zemském povrchu a v troposféře nedosahuje stratosféry. Místo toho je běžné, že:

• rozkládají se v troposféře
• jsou eliminovány slunečním zářením
• jsou přivedeny zpět na zemský povrch deštěm nebo jinými srážkami

Kvůli inverzi teplotní dynamiky mezi troposférou a stratosférou nedochází téměř k žádné výměně vzduch mezi oběma vrstvami, což způsobuje, že vodní páry existují pouze v malém množství stratosféra. Z tohoto důvodu je tvorba mraků v této vrstvě extrémně obtížná.

Pokud jde o plyny, stratosféru tvoří převážně ozon přítomný v ozonové vrstvě. Předpokládá se, že 90% veškerého ozonu v atmosféře se nachází v této oblasti. Stratosféra navíc obsahuje prvky nesené sopečnými erupcemi, jako jsou oxidy dusíku, kyselina dusičná, halogeny atd.

teplota ve stratosféře

Teplota ve stratosféře se zvyšuje s rostoucí nadmořskou výškou, která se pohybuje od -51 ° C v nejnižším bodě (tropopauza) do -3 ° C v nejvyšším bodě (stratopauza).

Co lze najít ve stratosféře?

Některé příklady toho, co lze najít ve stratosféře, jsou:

• Ozónová vrstva
• Letadla a meteorologické balóny
• nějaké ptáky

mezosféra

Mezosféra je poslední atmosférická vrstva, ve které se plyny stále mísí se vzduchem a nejsou uspořádány podle jejich hmotnosti. Věda je považována za nejobtížnější vrstvu ke studiu, takže o ní existuje jen málo potvrzených informací.

Tloušťka mezosféry je také 35 km, počítáno od stratopauzy, což znamená, že se nachází mezi stratosférou a termosférou. Termín mezosféra pochází z řečtiny měsíce (uprostřed), protože je to třetí z pěti vrstev zemské atmosféry

Meteorologické balóny a letadla nejsou schopny dosáhnout tak vysoko, aby dosáhly mezosféry. Současně jsou satelity schopné obíhat pouze nad ním, takže nemohou správně měřit vlastnosti vrstvy. Jediným způsobem, jak studovat mezosféru, je v současné době použití zvukových raket, které shromažďují málo informací na misi.

Právě v mezosféře dochází ke spalování nebeských těles, která vstupují do zemské atmosféry, což vede k jevům, jako jsou meteorické roje.

Meteorický roj nastane, když nebeské těleso vstoupí do zemské atmosféry. Díky velmi vysoké teplotě nebeské tělo spaluje a obvykle se rozpouští na několik menších kusů.

složení mezosféry

Procento kyslíku, dusíku a oxidu uhličitého v mezosféře je v podstatě stejné jako ve vrstvách níže. Vodní páry jsou ještě vzácnější než ve stratosféře, která zase přenáší část ozonu do mezosféry.

Mezosféra také obsahuje materiál z meteorů, který se odpařuje při vstupu do atmosféry. Mezosféra se tedy také skládá z relativně vysokého podílu železa a jiných kovů.

teplota v mezosféře

Teplota v mezosféře klesá s rostoucí nadmořskou výškou, která se pohybuje od -3 ° C v nejnižším bodě (stratopauza) a -143 ° C v nejvyšším bodě, v mezopauze, nejchladnější oblasti v celé atmosféře pozemní.

Co lze najít ve stratosféře?

Některé příklady toho, co lze najít ve stratosféře, jsou:

• Zápalné meteory
• Noční svítící mraky (speciální typ mraků, které září v noci)

termosféra

Termosféra se nachází nad mezosférou a pod exosférou. Jeho tloušťka je přibližně 513 km, což je mnohem větší než všechny spodní vrstvy dohromady.

Přestože je termosféra považována za součást zemské atmosféry, hustota vzduchu je tak nízká, že většina vrstvy je mylně považována za vesmír. Tato myšlenka je posílena skutečností, že vrstva nemá dostatek molekul pro cestování zvukových vln.

V termosféře ultrafialové záření způsobuje jevy fotoionizace molekul, tj. Vytváření iontů kontaktem mezi fotonem a atomem. Tento jev je zodpovědný za vytvoření ionosféry, která se nachází v termosféře. Ionosféra hraje důležitou roli při šíření rádiových vln do vzdálených oblastí Země.

Družice a Mezinárodní vesmírná stanice (ISS) obíhají právě v termosféře. Dále se v termosféře vyskytuje polární záře.

Polární záře se děje při srážce slunečních částic s atmosférickou hustotou Země.

Slovo termosféra pochází z řečtiny termoska (teplo), což odráží skutečnost, že teploty jsou v této vrstvě extrémně vysoké.

Hranice mezi termosférou a exosférou se nazývá termopauza.

Složení termosféry

Na rozdíl od vrstev níže, ve kterých se plyny mísí, částice v termosféře zřídka kolidují, což vede k rovnoměrnému rozdělení prvků. Kromě toho je většina molekul přítomných v termosféře rozložena slunečním světlem.

Horní části termosféry se skládají z atomového kyslíku, atomového dusíku a helia.

Teplota termosféry

Teplota v termosféře se může pohybovat od 500 ° C do 2 000 ° C. Je to proto, že většina slunečního světla je v této vrstvě absurdní.

Co lze najít v termosféře?

Některé příklady toho, co lze najít v termosféře, jsou:

• Satelity
• Dříve raketoplán
• ISS
• Severní polární záře
• Ionosféra

exosféra

Exosféra je největší a nejvzdálenější vrstva zemské atmosféry. Táhne se 600 km, dokud se neztenčí a nespojí s meziplanetárním prostorem. Díky tomu je jeho tloušťka 10 000 km. Nejvzdálenější hranice exosféry sahá do poloviny měsíce.

Termín exosféra pochází z řečtiny exo (vnější), označující skutečnost, že se jedná o poslední atmosférickou vrstvu před vakuem vesmíru.

složení exosféry

Částice v exosféře jsou extrémně daleko od sebe, a proto nejsou klasifikovány jako plyny, protože hustota je příliš nízká. Je možné, že jedna částice cestuje stovky kilometrů před srážkou s druhou. Rovněž se nepovažují za plazmu, protože nejsou elektricky nabité.

V nižších oblastech exosféry je možné najít vodík, hélium, oxid uhličitý a atomový kyslík, které zůstávají minimálně připojeny k Zemi gravitačním polem.

teplota v exosféře

Vzhledem k tomu, že exosféra je téměř vakuová (kvůli absenci interakce mezi molekulami), je teplota ve vrstvě konstantní a nízká.

Co lze najít v exosféře?

Některé příklady toho, co lze najít v exosféře, jsou:

• vesmírný dalekohled Hubble
• Satelity

Podívejte se také:

• Atmosféra
• Troposféra
• Stratosféra
• Družice
• Vakuum