Zemská atmosféra je tvorená niekoľkými vrstvami plynov, ktoré obklopujú Zem v dôsledku účinkov gravitačného poľa.
Každá vrstva má špecifické zloženie plynov, ktoré sú usporiadané podľa ich hustôt. Hustejšie plyny sú ťahané bližšie k zemskému povrchu, zatiaľ čo ostatné zostávajú ďalej od planéty.
Vďaka rôznym atribútom, ktoré majú plyny, majú vrstvy atmosféry svoje vlastné vlastnosti a vo vzťahu k Zemi zohrávajú špecifickú úlohu.
O päť vrstiev, ktoré tvoria zemskú atmosféru sú: troposféra, stratosféra, mezosféra, termosféra a exosféra.
Troposféra
Troposféra je najhustejšou vrstvou atmosféry, a teda najbližšie k povrchu Zeme. Odhaduje sa, že celková atmosférická hmotnosť je 5x1018 kg, a že 75% z tohto množstva sa nachádza v troposfére.
Hrúbka troposféry sa pohybuje od 8 km do 14 km, v závislosti od oblasti Zeme. Najtenšie body (kde hrúbka dosahuje 8 km) sú na severnom a južnom póle.
Ako najnižšia vrstva atmosféry je troposféra zodpovedná za život na planéte a je tiež miestom, kde sa vyskytujú takmer všetky poveternostné javy. Termín troposféra je odvodený z gréčtiny
tropy (zmena), aby odrážala dynamickú povahu zmeny podnebia a správanie tejto vrstvy atmosféry.Oblasť troposféry, ktorá ohraničuje jej koniec a začiatok stratosféry, sa nazýva tropopauza. Tropopauza je ľahko identifikovateľná podľa rôznych tlakových a teplotných vzorov každej vrstvy.
zloženie troposféry
Pokiaľ ide o objem, troposféra sa skladá zo 78,08% dusíka, 20,95% kyslíka, 0,93% argónu a 0,04% oxidu uhličitého. Vzduch sa tiež skladá z premenlivého percenta vodnej pary, ktorá vstupuje do troposféry fenoménom odparovania.
Teplota troposféry
Rovnako ako tlak, aj teplota v troposfére klesá so zvyšovaním nadmorskej výšky. Je to tak preto, lebo zem absorbuje väčšinu slnečnej energie a ohrieva nižšie úrovne troposféry. Ak teda vezmeme do úvahy, že v teplejších oblastiach je väčší výpar, sú vodné pary prítomné viac na úrovni mora a vzácnejšie vo vyšších nadmorských výškach.
Čo možno nájsť v troposfére?
Niektoré príklady toho, čo možno nájsť v troposfére, sú:
- Podnebie
- Zrážky ako dážď, sneh a krupobitie;
- Plyny ako dusík, kyslík, argón a oxid uhličitý
- Mraky
- vtáky
Stratosféra
Stratosféra je druhou najväčšou vrstvou atmosféry a zároveň druhou najbližšou k povrchu Zeme. Odhaduje sa, že obsahuje asi 15% z celkovej hmotnosti zemskej atmosféry.
Hrúbka stratosféry je 35 km od tropopauzy, čo znamená, že sa nachádza medzi troposférou a mezosférou. Pojem stratosféra je odvodený z gréčtiny vrstva (vrstva), na označenie skutočnosti, že samotná stratosféra je rozdelená na ďalšie, menšie vrstvy.
Vrstvy stratosféry sa vytvárajú kvôli absencii klimatických javov, ktoré miešajú vzduch. Existuje teda jasné rozdelenie medzi studeným, ťažkým vzduchom, ktorý sa nachádza dole, a teplým, ľahkým vzduchom, ktorý sa nachádza nad. Stratosféra teda z hľadiska teploty funguje presne opačne ako troposféra.
Pretože ide o vysoko stabilný región (pretože nedochádza k žiadnej výmene vzduchu), piloti lietadiel majú tendenciu zostať na začiatku stratosféry, aby sa vyhli turbulenciám. Práve v tejto nadmorskej výške dosahujú lietadlá a balóny svoju maximálnu účinnosť.
Niektoré lietadlá, najmä prúdové, stúpajú do stratosféry, aby sa zabránilo treniu a výmene vzduchu.
Stratosféra obsahuje aj známe ozónová vrstva, zodpovedný za absorpciu väčšiny ultrafialového žiarenia emitovaného slnkom. Bez ozónovej vrstvy by život na Zemi, ako ho poznáme, nebol možný.
Rovnako ako troposféra, aj stratosféra má oblasť, ktorá ohraničuje jej koniec a označuje začiatok mezosféry, ktorá sa nazýva stratopauza.
Zloženie stratosféry
Väčšina prvkov nájdených na zemskom povrchu a v troposfére nedosahuje stratosféru. Namiesto toho je bežné, že:
- sa rozkladajú v troposfére
- sú eliminované slnečným žiarením
- sú privedené späť na zemský povrch dažďom alebo inými zrážkami
Kvôli inverzii teplotnej dynamiky medzi troposférou a stratosférou nedochádza takmer k nijakej výmene vzduch medzi dvoma vrstvami, čo spôsobuje, že vodné pary existujú v stratosféra. Z tohto dôvodu je tvorba oblakov v tejto vrstve mimoriadne ťažká.
Pokiaľ ide o plyny, stratosféru tvorí predovšetkým ozón prítomný v ozónovej vrstve. Predpokladá sa, že 90% všetkého ozónu v atmosfére sa nachádza v tejto oblasti. Stratosféra navyše obsahuje prvky prenášané sopečnými výbuchmi, ako sú oxidy dusíka, kyselina dusičná, halogény atď.
teplota v stratosfére
Teplota v stratosfére sa zvyšuje so zvyšovaním nadmorskej výšky, ktorá sa pohybuje od -51 ° C v najnižšom bode (tropopauza) do -3 ° C v najvyššom bode (stratopauza).
Čo možno nájsť v stratosfére?
Niektoré príklady toho, čo možno nájsť v stratosfére, sú:
- Ozónová vrstva
- Lietadlá a meteorologické balóny
- nejaké vtáky
mezosféra
Mezosféra je posledná atmosférická vrstva, v ktorej sú plyny stále zmiešané vo vzduchu a nie sú usporiadané podľa svojej hmotnosti. Veda je považovaná za najťažšiu vrstvu na štúdium, takže sú o nej len málo potvrdené informácie.
Hrúbka mezosféry je tiež 35 km, počítaná od stratopauzy, čo znamená, že sa nachádza medzi stratosférou a termosférou. Pojem mezosféra pochádza z gréčtiny mesiacov (stredná), pretože je treťou medzi piatimi vrstvami zemskej atmosféry
Meteorologické balóny a lietadlá nie sú schopné dosiahnuť tak vysoko, aby sa dostali do mezosféry. Zároveň sú satelity schopné obiehať iba nad ním, takže nemôžu správne merať vlastnosti vrstvy. Jediným spôsobom, ako študovať mezosféru, je v súčasnosti použitie sonických rakiet, ktoré zhromažďujú málo informácií na jednu misiu.
Práve v mezosfére dochádza k spaľovaniu nebeských telies, ktoré vstupujú do zemskej atmosféry, čo vedie k javom, ako sú meteorické roje.
Meteorický roj nastáva, keď nebeské teleso vstúpi do zemskej atmosféry. Vďaka veľmi vysokej teplote nebeské telo spaľuje a zvyčajne sa rozpúšťa na niekoľko menších kúskov.
zloženie mezosféry
Percento kyslíka, dusíka a oxidu uhličitého v mezosfére je v podstate rovnaké ako vo vrstvách nižšie. Vodné pary sú ešte vzácnejšie ako v stratosfére, ktorá následne prenáša časť ozónu do mezosféry.
Mezosféra tiež obsahuje materiál z meteorov, ktorý sa odparuje pri vstupe do atmosféry. Mesosféra sa teda skladá aj z relatívne vysokého podielu železa a iných kovov.
teplota v mezosfére
Teplota v mezosfére klesá so zvyšovaním nadmorskej výšky, ktorá sa pohybuje v rozmedzí od -3 ° C v najnižšom bode (stratopauza) a -143 ° C v najvyššom bode, v mezopauze, najchladnejšej oblasti v celej atmosfére suchozemský.
Čo možno nájsť v stratosfére?
Niektoré príklady toho, čo možno nájsť v stratosfére, sú:
- Horiace meteory
- Nočné svietiace mraky (zvláštny typ mrakov, ktoré v noci žiaria)
termosféra
Termosféra sa nachádza nad mezosférou a pod exosférou. Jeho hrúbka je približne 513 km, čo je oveľa väčšie ako všetky nižšie vrstvy dohromady.
Aj keď sa termosféra považuje za súčasť zemskej atmosféry, hustota vzduchu je taká nízka, že sa väčšina vrstvy mylne považuje za vesmír. Túto myšlienku podporuje skutočnosť, že vrstva nemá dostatok molekúl na to, aby mohli zvukové vlny cestovať.
V termosfére ultrafialové žiarenie spôsobuje javy fotoionizácie molekúl, to znamená vytváranie iónov kontaktom medzi fotónom a atómom. Tento jav je zodpovedný za vytvorenie ionosféry nachádzajúcej sa v termosfére. Ionosféra hrá dôležitú úlohu pri šírení rádiových vĺn do vzdialených oblastí Zeme.
Práve v termosfére obiehajú satelity a Medzinárodná vesmírna stanica (ISS). Ďalej sa v polárnej žiare vyskytuje v termosfére.
Polárna žiara sa odohráva pri zrážke slnečných častíc s atmosférickou hustotou Zeme.
Slovo termosféra pochádza z gréčtiny termoska (teplo), čo odráža skutočnosť, že v tejto vrstve sú teploty extrémne vysoké.
Hranica medzi termosférou a exosférou sa nazýva termopauza.
Zloženie termosféry
Na rozdiel od vrstiev pod nimi, v ktorých sa miešajú plyny, častice v termosfére zriedka kolidujú, čo vedie k rovnomernému rozdeleniu prvkov. Ďalej sa väčšina molekúl prítomných v termosfére rozkladá pomocou slnečného žiarenia.
Horné časti termosféry sú tvorené atómovým kyslíkom, atómovým dusíkom a héliom.
Teplota termosféry
Teplota v termosfére sa môže pohybovať od 500 ° C do 2 000 ° C. Je to preto, lebo veľká časť slnečného žiarenia je v tejto vrstve absurdná.
Čo možno nájsť v termosfére?
Niektoré príklady toho, čo možno nájsť v termosfére, sú:
- Satelity
- Predtým raketoplán
- ISS
- Severné svetlá
- Ionosféra
exosféra
Exosféra je najväčšou a najvzdialenejšou vrstvou zemskej atmosféry. Tiahne sa 600 km, kým sa nestenčí a nezmieša sa s medziplanetárnym priestorom. Vďaka tomu je jeho hrúbka 10 000 km. Najvzdialenejšia hranica exosféry siaha do polovice Mesiaca.
Pojem exosféra pochádza z gréčtiny exo (vonkajšia), označujúca skutočnosť, že ide o poslednú atmosférickú vrstvu pred vákuom vesmíru.
zloženie exosféry
Častice v exosfére sú extrémne ďaleko od seba, a preto nie sú klasifikované ako plyny, pretože hustota je príliš nízka. Je možné, že jedna častica cestuje stovky kilometrov pred zrážkou s druhou. Tiež sa nepovažujú za plazmu, pretože nie sú elektricky nabité.
V spodných oblastiach exosféry je možné nájsť vodík, hélium, oxid uhličitý a atómový kyslík, ktoré zostávajú minimálne minimálne spojené s Zemou gravitačným poľom.
teplota v exosfére
Vzhľadom na to, že exosféra je takmer vákuová (kvôli absencii interakcie medzi molekulami), je teplota vo vrstve konštantná a chladná.
Čo možno nájsť v exosfére?
Niektoré príklady toho, čo možno nájsť v exosfére, sú:
- vesmírny ďalekohľad Hubbleov teleskop
- Satelity
Pozri tiež:
- Atmosféra
- Troposféra
- Stratosféra
- Satelit
- Vákuum
