Атмосфера Земли образована несколькими слоями газов, которые окружают Землю из-за воздействия гравитационного поля.
Каждый слой имеет определенный состав газов, которые упорядочены в соответствии с их плотностями. Более плотные газы притягиваются ближе к поверхности Земли, в то время как другие остаются дальше от планеты.
Из-за различных свойств газов слои атмосферы имеют свои особенности и играют определенную роль в своих отношениях с Землей.
В пять слоев, составляющих атмосферу Земли это: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера.
Тропосфера
Тропосфера - самый плотный слой атмосферы и, следовательно, самый близкий к поверхности Земли. По оценкам, общая масса атмосферы составляет 5х1018 кг, причем 75% этого количества находится в тропосфере.
Толщина тропосферы колеблется от 8 км до 14 км в зависимости от региона Земли. Наиболее тонкие точки (где мощность достигает 8 км) находятся на северном и южном полюсах.
Как самый нижний слой атмосферы, тропосфера отвечает за обитание жизни на планете, а также здесь происходят почти все погодные явления. Термин тропосфера происходит от греческого
тропы (изменение), чтобы отразить динамический характер изменения климата и поведение этого слоя атмосферы.Область тропосферы, которая ограничивает ее конец и начало стратосферы, называется тропопаузой. Тропопаузу легко идентифицировать по разным характеристикам давления и температуры каждого слоя.
состав тропосферы
По объему тропосфера состоит из 78,08% азота, 20,95% кислорода, 0,93% аргона и 0,04% углекислого газа. Воздух также состоит из переменного процента водяного пара, который попадает в тропосферу в результате испарения.
Температура тропосферы
Как и давление, температура в тропосфере также уменьшается с увеличением высоты. Это потому, что земля поглощает большую часть солнечной энергии и нагревает нижние уровни тропосферы. Таким образом, учитывая, что испарение больше в более теплых районах, водяные пары больше присутствуют на уровне моря и реже - на больших высотах.
Что можно найти в тропосфере?
Вот несколько примеров того, что можно найти в тропосфере:
- Климат
- Осадки, такие как дождь, снег и град;
- Газы, такие как азот, кислород, аргон и углекислый газ.
- Облака
- птицы
Стратосфера
Стратосфера - второй по величине слой атмосферы, а также второй по величине слой атмосферы. По оценкам, он содержит около 15% общей массы атмосферы Земли.
Толщина стратосферы составляет 35 км от тропопаузы, что означает, что она расположена между тропосферой и мезосферой. Термин стратосфера происходит от греческого слой (слой), чтобы обозначить тот факт, что сама стратосфера подразделяется на другие, более мелкие слои.
Слои стратосферы образуются из-за отсутствия климатических явлений, перемешивающих воздух. Таким образом, существует четкое разделение между холодным тяжелым воздухом, который находится внизу, и теплым, легким воздухом, который расположен выше. Таким образом, с точки зрения температуры стратосфера работает прямо противоположно тропосфере.
Поскольку это очень стабильный регион (из-за отсутствия воздухообмена), пилоты самолетов стремятся оставаться в начале стратосферы, чтобы избежать турбулентности. Именно на этой высоте самолеты и воздушные шары достигают максимальной эффективности.
Некоторые самолеты, особенно реактивные, поднимаются в стратосферу, чтобы избежать трения и воздухообмена.
В стратосфере также есть хорошо известные озоновый слой, отвечающий за поглощение большей части ультрафиолетового излучения, излучаемого солнцем. Без озонового слоя жизнь на Земле в том виде, в котором мы ее знаем, была бы невозможна.
Подобно тропосфере, стратосфера также имеет область, ограничивающую ее конец и знаменующую начало мезосферы, называемую стратопаузой.
Состав стратосферы
Большинство элементов, обнаруженных на поверхности Земли и в тропосфере, не достигают стратосферы. Вместо этого они обычно:
- разлагаться в тропосфере
- устраняются солнечным светом
- возвращаются на поверхность Земли дождем или другими осадками
Из-за инверсии температурной динамики между тропосферой и стратосферой обмен температур практически отсутствует. воздух между двумя слоями, в результате чего пары воды существуют только в незначительных количествах в стратосфера. По этой причине образование облаков в этом слое чрезвычайно затруднено.
Что касается газов, стратосфера в основном образована озоном, присутствующим в озоновом слое. Считается, что 90% всего озона в атмосфере находится в этом регионе. Кроме того, стратосфера содержит элементы, переносимые вулканическими извержениями, такие как оксиды азота, азотная кислота, галогены и т. Д.
температура в стратосфере
Температура в стратосфере увеличивается с увеличением высоты, от -51 ° C в самой низкой точке (тропопауза) до -3 ° C в самой высокой точке (стратопауза).
Что можно найти в стратосфере?
Вот несколько примеров того, что можно найти в стратосфере:
- Озоновый слой
- Самолеты и метеозонд
- некоторые птицы
мезосфера
Мезосфера - это последний слой атмосферы, в котором газы еще смешаны с воздухом и не организованы по своей массе. Он считается наукой наиболее сложным для изучения пластом, поэтому подтвержденной информации о нем мало.
Толщина мезосферы также составляет 35 км, отсчитывая от стратопаузы, что означает, что она расположена между стратосферой и термосферой. Термин мезосфера происходит от греческого месяцы (в центре), так как это третий из пяти слоев атмосферы Земли.
Метеорологические аэростаты и летательные аппараты не способны достигать такой высоты, чтобы достичь мезосферы. В то же время спутники могут вращаться только над ним, поэтому они не могут правильно измерить характеристики слоя. В настоящее время единственный способ изучить мезосферу - использовать звуковые ракеты, которые собирают мало информации за одну миссию.
Именно в мезосфере происходит сгорание небесных тел, попадающих в атмосферу Земли, что приводит к таким явлениям, как метеорные дожди.
Метеорный дождь возникает, когда небесное тело входит в атмосферу Земли. Из-за очень высокой температуры небесное тело воспламеняется и обычно распадается на несколько более мелких частей.
состав мезосферы
Процентное содержание кислорода, азота и углекислого газа в мезосфере практически такое же, как и в нижележащих слоях. Водяные пары встречаются еще реже, чем в стратосфере, которая, в свою очередь, переносит часть озона в мезосферу.
Мезосфера также содержит материал от метеоров, который испаряется при входе в атмосферу. Таким образом, мезосфера также состоит из относительно высокой доли железа и других металлов.
температура в мезосфере
Температура в мезосфере понижается с увеличением высоты, начиная с -3 ° C в самой низкой точке. (стратопауза) и -143ºC в наивысшей точке, мезопауза, самый холодный регион во всей атмосфере. земной.
Что можно найти в стратосфере?
Вот несколько примеров того, что можно найти в стратосфере:
- Горящие метеоры
- Серебристые облака (особый тип облаков, которые светятся ночью)
термосфера
Термосфера расположена выше мезосферы и ниже экзосферы. Его толщина составляет примерно 513 км, что намного больше, чем все нижние слои вместе взятые.
Хотя термосфера считается частью атмосферы Земли, плотность воздуха настолько мала, что большую часть слоя ошибочно принимают за космическое пространство. Эта идея подкрепляется тем фактом, что в слое недостаточно молекул для распространения звуковых волн.
В термосфере ультрафиолетовое излучение вызывает явления фотоионизации молекул, то есть образование ионов в результате контакта фотона с атомом. Это явление отвечает за создание ионосферы, расположенной внутри термосферы. Ионосфера играет важную роль в распространении радиоволн в отдаленные регионы Земли.
Спутники и Международная космическая станция (МКС) находятся на орбите в термосфере. Кроме того, северное сияние происходит в термосфере.
Северное сияние происходит при столкновении солнечных частиц с плотностью атмосферы Земли.
Слово термосфера происходит от греческого термос (тепло), что отражает тот факт, что температура в этом слое чрезвычайно высока.
Граница между термосферой и экзосферой называется термопаузой.
Состав термосферы
В отличие от нижележащих слоев, в которых смешиваются газы, частицы в термосфере редко сталкиваются, что приводит к равномерному разделению элементов. Кроме того, большинство молекул, присутствующих в термосфере, разрушаются солнечным светом.
Верхние части термосферы состоят из атомарного кислорода, атомарного азота и гелия.
Температура термосферы
Температура в термосфере может колебаться от 500 ° C до 2000 ° C. Это потому, что большая часть солнечного света в этом слое абсурдна.
Что можно найти в термосфере?
Вот несколько примеров того, что можно найти в термосфере:
- Спутники
- Ранее космический шаттл
- МКС
- Северное сияние
- Ионосфера
экзосфера
Экзосфера - это самый большой и внешний слой атмосферы Земли. Он тянется на 600 км, пока не станет тоньше и не сольется с межпланетным пространством. Это составляет его толщину 10 000 км. Самая дальняя граница экзосферы достигает середины Луны.
Термин экзосфера происходит от греческого экзо (внешний), что свидетельствует о том, что это последний слой атмосферы перед космическим вакуумом.
состав экзосферы
Частицы в экзосфере находятся очень далеко друг от друга и поэтому не классифицируются как газы из-за слишком низкой плотности. Одна частица может пройти сотни километров, прежде чем столкнется с другой. Они также не считаются плазмой, поскольку не имеют электрического заряда.
В нижних областях экзосферы можно найти водород, гелий, углекислый газ и атомарный кислород, которые остаются минимально привязанными к Земле гравитационным полем.
температура в экзосфере
Из-за того, что экзосфера почти вакуумная (из-за отсутствия взаимодействия между молекулами) температура в слое постоянная и низкая.
Что можно найти в экзосфере?
Вот несколько примеров того, что можно найти в экзосфере:
- космический телескоп Хаббл
- Спутники
Смотрите также:
- Атмосфера
- Тропосфера
- Стратосфера
- спутник
- Вакуум
