Atmosfera ziemska składa się z kilku warstw gazów, które otaczają Ziemię w wyniku działania pola grawitacyjnego.
Każda warstwa ma określony skład gazów, które są zorganizowane według ich gęstości. Gęstsze gazy są przyciągane bliżej powierzchni Ziemi, podczas gdy inne pozostają dalej od planety.
Ze względu na różne atrybuty, jakie mają gazy, warstwy atmosfery mają swoje własne cechy i odgrywają określone role w ich relacji z Ziemią.
W pięć warstw tworzących ziemską atmosferę to: troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera i egzosfera.
Troposfera
Troposfera jest najgęstszą warstwą atmosfery, a zatem najbliższą powierzchni Ziemi. Szacuje się, że całkowita masa atmosfery wynosi 5x1018 kg, a 75% tej ilości znajduje się w troposferze.
Grubość troposfery waha się od 8 km do 14 km, w zależności od regionu Ziemi. Najcieńsze punkty (gdzie miąższość dochodzi do 8 km) znajdują się na biegunach północnym i południowym.
Jako najniższa warstwa atmosfery troposfera jest odpowiedzialna za życie na planecie, a także zachodzą tam prawie wszystkie zjawiska pogodowe. Termin troposfera pochodzi z języka greckiego
tropy (zmiana), aby odzwierciedlić dynamiczny charakter zmiany klimatu i zachowanie tej warstwy atmosfery.Region troposfery, który wyznacza jej koniec i początek stratosfery, nazywa się tropopauzą. Tropopauzę można łatwo zidentyfikować na podstawie różnych wzorców ciśnienia i temperatury każdej warstwy.
skład troposfer
Pod względem objętości troposfera składa się z 78,08% azotu, 20,95% tlenu, 0,93% argonu i 0,04% dwutlenku węgla. Powietrze składa się również ze zmiennego procentu pary wodnej, która przedostaje się do troposfery poprzez zjawisko parowania.
Temperatura troposfery
Podobnie jak ciśnienie, temperatura w troposferze również spada wraz ze wzrostem wysokości. Dzieje się tak, ponieważ ziemia pochłania większość energii słonecznej i ogrzewa dolne poziomy troposfery. Tak więc, biorąc pod uwagę, że parowanie jest większe w cieplejszych obszarach, pary wodne są bardziej obecne na poziomie morza i rzadsze na wyższych wysokościach.
Co można znaleźć w troposferze?
Oto kilka przykładów tego, co można znaleźć w troposferze:
- Klimat
- Opady takie jak deszcz, śnieg i grad;
- Gazy takie jak azot, tlen, argon i dwutlenek węgla
- Chmury
- ptaki
Stratosfera
Stratosfera jest drugą co do wielkości warstwą atmosfery, a także drugą najbliższą powierzchni Ziemi. Szacuje się, że zawiera około 15% całkowitej masy ziemskiej atmosfery.
Grubość stratosfery wynosi 35 km od tropopauzy, co oznacza, że znajduje się ona pomiędzy troposferą a mezosferą. Termin stratosfera pochodzi z języka greckiego warstwa (warstwa), aby wskazać fakt, że sama stratosfera jest podzielona na inne, mniejsze warstwy.
Warstwy stratosfery tworzą się z powodu braku zjawisk klimatycznych, które mieszają powietrze. W ten sposób istnieje wyraźny podział na powietrze zimne, ciężkie, które znajduje się poniżej, i powietrze ciepłe, lekkie, które znajduje się powyżej. Zatem pod względem temperatury stratosfera działa dokładnie odwrotnie niż troposfera.
Ponieważ jest to region bardzo stabilny (ponieważ nie ma wymiany powietrza), piloci samolotów mają tendencję do pozostawania na początku stratosfery, aby uniknąć turbulencji. To na tej wysokości samoloty i balony osiągają maksymalną wydajność.
Niektóre samoloty, zwłaszcza odrzutowce, wznoszą się w stratosferę, aby uniknąć tarcia i wymiany powietrza.
Stratosfera zawiera również dobrze znane warstwa ozonowa, odpowiedzialny za pochłanianie większości promieniowania ultrafioletowego emitowanego przez słońce. Bez warstwy ozonowej życie na Ziemi, jakie znamy, nie byłoby możliwe.
Podobnie jak troposfera, stratosfera ma również obszar, który wyznacza jej koniec i wyznacza początek mezosfery, zwany stratopauzą.
Skład stratosfery
Większość pierwiastków znajdujących się na powierzchni Ziemi iw troposferze nie dociera do stratosfery. Zamiast tego często:
- rozkładać się w troposferze
- są eliminowane przez światło słoneczne
- są sprowadzane na powierzchnię Ziemi przez deszcz lub inne opady,
Ze względu na inwersję dynamiki temperatury między troposferą a stratosferą, prawie nie ma wymiany powietrze między dwiema warstwami, powodując, że para wodna występuje tylko w niewielkich ilościach w stratosfera. Z tego powodu tworzenie się chmur w tej warstwie jest niezwykle trudne.
Jeśli chodzi o gazy, stratosferę tworzy głównie ozon obecny w warstwie ozonowej. Uważa się, że 90% całego ozonu w atmosferze znajduje się w tym regionie. Ponadto stratosfera zawiera pierwiastki przenoszone przez erupcje wulkaniczne, takie jak tlenki azotu, kwas azotowy, halogeny itp.
temperatura w stratosferze
Temperatura w stratosferze wzrasta wraz ze wzrostem wysokości, od -51°C w najniższym punkcie (tropopauza) do -3°C w najwyższym punkcie (stratopauza).
Co można znaleźć w stratosferze?
Oto kilka przykładów tego, co można znaleźć w stratosferze:
- Warstwa ozonowa
- Samoloty i balony pogodowe
- niektóre ptaki
mezosfera
Mezosfera to ostatnia warstwa atmosfery, w której gazy są nadal mieszane w powietrzu i nie są zorganizowane według ich masy. Jest uważany przez naukę za najtrudniejszą do zbadania warstwę, więc niewiele jest potwierdzonych informacji na jej temat.
Miąższość mezosfery również wynosi 35 km, licząc od stratopauzy, co oznacza, że znajduje się ona pomiędzy stratosferą a termosferą. Termin mezosfera pochodzi z greki miesięcy (w środku), ponieważ jest trzecią spośród pięciu warstw atmosfery ziemskiej
Balony pogodowe i samoloty nie są w stanie dotrzeć tak wysoko, aby dotrzeć do mezosfery. Jednocześnie satelity mogą krążyć tylko nad nią, więc nie mogą właściwie zmierzyć właściwości warstwy. Obecnie jedynym sposobem badania mezosfery jest użycie rakiet dźwiękowych, które zbierają niewiele informacji na misję.
To w mezosferze dochodzi do spalania ciał niebieskich, które wnikają w ziemską atmosferę, dając początek takim zjawiskom jak deszcz meteorów.
Deszcz meteorów pojawia się, gdy ciało niebieskie wejdzie w ziemską atmosferę. Ze względu na bardzo wysoką temperaturę ciało niebieskie spala się i zwykle rozpada na kilka mniejszych kawałków.
skład mezosfery
Procentowa zawartość tlenu, azotu i dwutlenku węgla w mezosferze jest zasadniczo taka sama jak w warstwach poniżej. Pary wodne są jeszcze rzadsze niż w stratosferze, co z kolei przenosi część ozonu do mezosfery.
Mezosfera zawiera również materiał z meteorów, który paruje po wejściu do atmosfery. W związku z tym mezosfera składa się również ze stosunkowo dużej ilości żelaza i innych metali.
temperatura w mezosferze
Temperatura w mezosferze spada wraz ze wzrostem wysokości, od -3°C w najniższym punkcie (stratopauza) i -143ºC w najwyższym punkcie, mezopauza, najzimniejszy region w całej atmosferze ziemski.
Co można znaleźć w stratosferze?
Oto kilka przykładów tego, co można znaleźć w stratosferze:
- Płonące meteory
- Chmury nocne (specjalny rodzaj chmur świecących w nocy)
termosfera
Termosfera znajduje się powyżej mezosfery i poniżej egzosfery. Jego miąższość wynosi około 513 km, czyli znacznie więcej niż wszystkie dolne warstwy łącznie.
Chociaż termosfera jest uważana za część ziemskiej atmosfery, gęstość powietrza jest tak niska, że większość warstwy jest błędnie postrzegana jako przestrzeń kosmiczna. Pomysł ten wzmacnia fakt, że warstwa nie ma wystarczającej ilości cząsteczek, aby fale dźwiękowe mogły się przemieszczać.
W termosferze promieniowanie ultrafioletowe powoduje zjawisko fotojonizacji cząsteczek, czyli tworzenia jonów poprzez kontakt fotonu z atomem. Zjawisko to odpowiada za powstanie jonosfery znajdującej się w termosferze. Jonosfera odgrywa ważną rolę w propagacji fal radiowych do odległych rejonów Ziemi.
To właśnie w termosferze krążą satelity i Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS). Co więcej, to w termosferze występuje zorza polarna.
Zorza polarna ma miejsce podczas zderzenia cząstek słonecznych z gęstością atmosfery Ziemi.
Słowo termosfera pochodzi z greki termos (ciepło), odzwierciedlające fakt, że temperatury w tej warstwie są ekstremalnie wysokie.
Granica między termosferą a egzosferą nazywana jest termopauzą.
Skład termosfery
W przeciwieństwie do warstw poniżej, w których mieszają się gazy, cząstki w termosferze rzadko się zderzają, co skutkuje równomiernym podziałem pierwiastków. Co więcej, większość cząsteczek obecnych w termosferze jest rozkładana przez światło słoneczne.
Górne części termosfery składają się z tlenu atomowego, azotu atomowego i helu.
Temperatura termosfery
Temperatura w termosferze może wynosić od 500°C do 2000°C. Dzieje się tak, ponieważ większość światła słonecznego w tej warstwie jest absurdalna.
Co można znaleźć w termosferze?
Oto kilka przykładów tego, co można znaleźć w termosferze:
- Satelity
- Wcześniej prom kosmiczny
- ISS
- Zorza polarna
- Jonosfera
egzosfera
Egzosfera jest największą i najbardziej zewnętrzną warstwą atmosfery ziemskiej. Ciągnie się przez 600 km, aż przerzedzi się i zlewa z przestrzenią międzyplanetarną. To sprawia, że jego grubość wynosi 10 000 km. Najdalsza granica egzosfery sięga połowy księżyca.
Termin egzosfera pochodzi z języka greckiego egzo (zewnętrzna), zaznaczając fakt, że jest to ostatnia warstwa atmosfery przed próżnią kosmiczną.
skład egzosfery
Cząsteczki w egzosferze są bardzo daleko od siebie i dlatego nie są klasyfikowane jako gazy, ponieważ gęstość jest zbyt niska. Jedna cząstka może przebyć setki kilometrów, zanim zderzy się z inną. Nie są również uważane za plazmę, ponieważ nie są naładowane elektrycznie.
W niższych rejonach egzosfery można znaleźć wodór, hel, dwutlenek węgla i tlen atomowy, pozostające w minimalnym stopniu związane z Ziemią przez pole grawitacyjne.
temperatura w egzosferze
Ze względu na to, że egzosfera jest prawie próżnia (ze względu na brak interakcji między cząsteczkami) temperatura w warstwie jest stała i zimna.
Co można znaleźć w egzosferze?
Oto kilka przykładów tego, co można znaleźć w egzosferze:
- teleskop kosmiczny Hubble
- Satelity
Zobacz też:
- Atmosfera
- Troposfera
- Stratosfera
- Satelita
- Odkurzać