Шари атмосфери: знайте, що вони собою являють та їх характеристики

Атмосфера Землі утворена кількома шарами газів, які оточують Землю через вплив гравітаційного поля.

Кожен шар має певний склад газів, які організовані відповідно до їх щільності. Більш щільні гази підтягуються ближче до поверхні Землі, тоді як інші залишаються далі від планети.

Завдяки різним властивостям газів шари атмосфери мають свої особливості і відіграють певну роль у їх взаємовідносинах із Землею.

В п’ять шарів, що складають земну атмосферу це: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера та екзосфера.

Тропосфера

Тропосфера - це найщільніший шар атмосфери, а отже, найближчий до поверхні Землі. За підрахунками, загальна атмосферна маса становить 5x10¹⁸ кг, і що 75% від цієї кількості знаходиться в тропосфері.

Товщина тропосфери коливається від 8 км до 14 км, залежно від регіону Землі. Найтонші точки (де товщина сягає 8 км) знаходяться на північному та південному полюсах.

Як найнижчий шар атмосфери, тропосфера відповідає за житло на планеті, і тут також відбуваються майже всі погодні явища. Термін тропосфера походить від грецької

тропи (зміни), щоб відобразити динамічний характер змін клімату та поведінку цього шару атмосфери.

Область тропосфери, яка обмежує її кінець і початок стратосфери, називається тропопаузою. Тропопаузу легко ідентифікувати за різними характеристиками тиску та температури кожного шару.

склад тропосфери

За обсягом тропосфера складається з 78,08% азоту, 20,95% кисню, 0,93% аргону та 0,04% вуглекислого газу. Повітря також складається із змінного відсотка водяної пари, яка потрапляє в тропосферу через явище випаровування.

Температура тропосфери

Як і тиск, температура в тропосфері також зменшується із збільшенням висоти. Це пов’язано з тим, що земля поглинає більшу частину сонячної енергії і нагріває нижні рівні тропосфери. Таким чином, враховуючи, що випаровування більше в теплих районах, водяна пара більше присутня на рівні моря і рідше на більшій висоті.

Що можна знайти в тропосфері?

Деякі приклади того, що можна знайти в тропосфері:

• Клімат
• Опади, такі як дощ, сніг та град;
• Такі гази, як азот, кисень, аргон і вуглекислий газ
• Хмари
• птахів

Стратосфера

Стратосфера є другим за величиною шаром атмосфери, а також другим найближчим до поверхні Землі. За оцінками, він містить близько 15% загальної маси земної атмосфери.

Товщина стратосфери становить 35 км від тропопаузи, це означає, що вона розташована між тропосферою та мезосферою. Термін стратосфера походить від грецької прошарок (шар), щоб позначити той факт, що сама стратосфера поділяється на інші, менші шари.

Шари стратосфери формуються через відсутність кліматичних явищ, що змішують повітря. Таким чином, існує чіткий розподіл між холодним, важким повітрям, яке розташоване знизу, і теплим, легким повітрям, яке знаходиться вище. Таким чином, з точки зору температури, стратосфера працює точно протилежно до тропосфери.

Оскільки це дуже стабільний регіон (оскільки немає обміну повітрям), пілоти літаків, як правило, залишаються на початку стратосфери, щоб уникнути турбулентності. Саме на цій висоті літаки та аеростати досягають своєї максимальної ефективності.

Деякі літаки, особливо реактивні літаки, піднімаються в стратосферу, щоб уникнути тертя та повітрообміну.

Стратосфера також містить відоме озоновий шар, відповідальний за поглинання більшої частини ультрафіолетового випромінювання, випромінюваного сонцем. Без озонового шару життя на Землі, як ми знаємо, було б неможливим.

Як і в тропосфері, стратосфера також має область, яка обмежує її кінець і позначає початок мезосфери, яка називається стратопаузою.

Склад стратосфери

Більшість елементів, що знаходяться на поверхні Землі та в тропосфері, не досягають стратосфери. Натомість для них зазвичай:

• розкладаються в тропосфері
• усуваються сонячним світлом
• повертаються на поверхню Землі дощем або іншими опадами

Через інверсію в динаміці температури між тропосферою та стратосферою обмін повітря між двома шарами, внаслідок чого водяна пара існує в мінімальних кількостях стратосфера. З цієї причини утворення хмар у цьому шарі надзвичайно складно.

Що стосується газів, то стратосфера переважно утворена озоном, присутнім в озоновому шарі. Вважається, що 90% всього озону в атмосфері знаходиться в цьому регіоні. Крім того, стратосфера містить елементи, що проходять через виверження вулканів, такі як оксиди азоту, азотна кислота, галогени тощо.

температура в стратосфері

Температура в стратосфері зростає із збільшенням висоти, коливаючись від -51 ° C у найнижчій точці (тропопауза) до -3 ° C у найвищій точці (стратопауза).

Що можна знайти в стратосфері?

Деякі приклади того, що можна знайти в стратосфері:

• Озоновий шар
• Літаки та повітряні кулі
• деякі птахи

мезосфера

Мезосфера - останній атмосферний шар, в якому гази все ще змішуються в повітрі і не організовані за своєю масою. Наука вважає його найскладнішим для вивчення шаром, тому підтвердженої інформації про нього мало.

Товщина мезосфери також становить 35 км, відлічуючи від стратопаузи, це означає, що вона розташована між стратосферою і термосферою. Термін мезосфера походить від грецької місяців (середній), оскільки він є третім серед п’яти шарів земної атмосфери

Повітряні кулі та літаки не здатні досягти такої висоти, щоб досягти мезосфери. У той же час супутники здатні здійснювати лише орбіту над ним, тому вони не можуть належним чином виміряти характеристики шару. В даний час єдиним способом вивчення мезосфери є використання звукових ракет, які збирають мало інформації про одну місію.

Саме в мезосфері відбувається згоряння небесних тіл, які потрапляють в атмосферу Землі, породжуючи такі явища, як метеорні потоки.

Метеорний потік виникає, коли небесне тіло потрапляє в атмосферу Землі. Через дуже високої температури небесне тіло згоряє і зазвичай розчиняється на кілька менших частин.

склад мезосфери

Відсоток кисню, азоту та вуглекислого газу в мезосфері в основному такий же, як у шарах нижче. Водяні пари зустрічаються навіть рідше, ніж у стратосфері, яка, в свою чергу, переносить частину озону в мезосферу.

Мезосфера також містить матеріал метеорів, який випаровується при попаданні в атмосферу. Таким чином, мезосфера також складається з відносно високої частки заліза та інших металів.

температура в мезосфері

Температура в мезосфері знижується із збільшенням висоти, коливаючись від -3 ° C у найнижчій точці (стратопауза) та -143ºC у найвищій точці, мезопаузі, найхолоднішій області в усій атмосфері наземний.

Що можна знайти в стратосфері?

Деякі приклади того, що можна знайти в стратосфері:

• Спалювання метеорів
• Напівпрозорі хмари (особливий тип хмар, які світяться вночі)

термосфера

Термосфера розташована над мезосферою і нижче екзосфери. Його товщина становить приблизно 513 км, що набагато більше, ніж усі нижні шари разом узяті.

Хоча термосфера вважається частиною атмосфери Землі, густина повітря настільки низька, що більша частина шару помилково сприймається як космічний простір. Ця ідея підкріплюється тим фактом, що шар не має достатньої кількості молекул для подорожі звукових хвиль.

У термосфері ультрафіолетове випромінювання викликає явища фотоіонізації молекул, тобто створення іонів через контакт між фотоном і атомом. Це явище відповідає за створення іоносфери, розташованої всередині термосфери. Іоносфера відіграє важливу роль у розповсюдженні радіохвиль у віддалених регіонах Землі.

Саме в термосфері супутники та Міжнародна космічна станція (МКС) обертаються. Крім того, саме в термосфері відбувається полярне сяйво.

Полярне сяйво трапляється при зіткненні сонячних частинок з атмосферною щільністю Землі.

Слово термосфера походить від грецької термос (спека), що відображає той факт, що в цьому шарі температури надзвичайно високі.

Межа між термосферою та екзосферою називається термопаузою.

Склад термосфери

На відміну від шарів нижче, в яких гази змішуються, частинки в термосфері рідко стикаються, що призводить до рівномірного поділу елементів. Більше того, більшість молекул, присутніх в термосфері, розщеплюються сонячним світлом.

Верхні частини термосфери складаються з атомарного кисню, атомарного азоту та гелію.

Температура термосфери

Температура в термосфері може коливатися від 500 ° C до 2000 ° C. Це тому, що значна частина сонячного світла абсурдна в цьому шарі.

Що можна знайти в термосфері?

Деякі приклади того, що можна знайти в термосфері:

• Супутники
• Раніше космічний човник
• МКС
• Північне сяйво
• Іоносфера

екзосфера

Екзосфера - це найбільший і найвіддаленіший шар атмосфери Землі. Він простягається на 600 км, поки не витончиться і не змішається з міжпланетним простором. Це робить його товщину 10000 км. Найдальша межа екзосфери сягає півмісяця до Місяця.

Термін екзосфера походить від грецької екзо (зовнішній), що позначає той факт, що це останній атмосферний шар перед вакуумом космосу.

склад екзосфери

Частинки в екзосфері надзвичайно далеко один від одного і тому не класифікуються як гази, оскільки щільність занадто низька. Можливо, щоб одна частинка проїхала сотні кілометрів, перш ніж зіткнутися з іншою. Вони також не вважаються плазмою, оскільки вони не мають електричного заряду.

У нижніх районах екзосфери можна знайти водень, гелій, вуглекислий газ та атомарний кисень, що залишаються мінімально прикріпленими до Землі гравітаційним полем.

температура в екзосфері

Через те, що екзосфера майже вакуумна (через відсутність взаємодії між молекулами) температура в шарі постійна і холодна.

Що можна знайти в екзосфері?

Ось приклади того, що можна знайти в екзосфері:

• космічний телескоп Хаббл
• Супутники

Дивіться також:

• Атмосфера
• Тропосфера
• Стратосфера
• Супутник
• Вакуум