Будова атмосфери - загальне землезнавство

будова атмосфери

Атмосферу по ряду особливостей прийнято умовно ділити на ряд концентричних шарів різної товщини, кожному з яких притаманні деякі спільні риси. Шари відрізняються один від одного температурою, вологістю, циркуляцією повітря і іншими елементами. У 1962 р Всесвітньою метеорологічною організацією прийняті наступні назви шарів атмосфери: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосферу, екзосфера (рис. 17).

Тропосфера - нижній і самий щільний шар атмосфери. У цьому шарі, що безпосередньо прилягає до Землі, зосереджено близько 80% всієї маси повітря. Над полюсами його товщина дорівнює 8 км над екватором -16 км, в середньому - 11 км. Такий неоднаковий розподіл товщини обумовлений термічними особливостями різних широт і обертанням Землі навколо осі. Температура від земної поверхні знижується з висотою в середньому на 0,6 ° кожні 100 м. При середній для всієї Землі літній температурі повітря 14 ° С на верхній межі тропосфери вона опускається до -56 ° С. Для тропосфери характерно горизонтальне і вертикальне переміщення повітряних мас , що призводить сталість її хімічного складу. Постійний рух повітря в тропосфері часто супроводжується утворенням хмар і опадами.

Пил і водяна пара зосереджені переважно в нижній частині атмосфери. Кількість водяної пари з висотою зменшується, тому що знижується температура. Тому велика частина хмар утворюється в нижніх шарах тропосфери. Висота звичайних зливових хмар коливається від 3 до 8 км, а в тропічних областях вони можуть перебувати значно вище.

Стратосфера знаходиться безпосередньо над тропосферою і має висоту від 11 до 50-55 км. Нижня стратосфера ізотермічний: її температура постійна і становить -56 ° С. Але починаючи з висоти 25 км температура в стратосфері швидко зростає, досягаючи на висоті 50 км позитивних значень - від +1 до + 5 ° С В стратосфері мають місце сильні горизонтальні рухи типу струменевих течій. Вони характеризуються постійністю і дуже високими швидкостями. Вертикальні переміщення повітря в стратосфері слабо розвинені, але вони сприяють перемішуванню повітря. Склад повітря такий же, як в тропосфері.

Мал. 17. Будова атмосфери: 1 - сріблясті хмари; 2 - полярні сяйва в нижньому шарі термосфери; 3 - полярні сяйва в верхньому іонізованому шарі термосфери; 4 - температурна крива; 5 - шар поширення озону; в-куля найбільшої концентрації озону

У стратосфері дуже мало зважених часток. Іноді на висоті 20-30 км утворюються перламутрові хмари, що складаються з кристалів льоду. Крізь стратосферу безперервно проходить метеоритний пил, а іноді сюди потрапляє вулканічний попіл. Дуже дрібні частинки вулканічного пилу, надзвичайно повільно осідають, поступово розносяться вітрами над усією планетою, фарбуючи в яскраві кольори сходу і заходу сонця протягом декількох місяців після виверження. Наявність великої маси вулканічного попелу в атмосфері знижує кількість сонячної радіації, що досягає поверхні Землі. Вважають, що надлишок вулканічного попелу в повітрі може бути причиною похолодання клімату і навіть сприяти утворенню льодовиків.

Важливою специфічною ознакою стратосфери є наявність в ній шару озону. Найбільша концентрація цього газу виявлена ​​на висотах 23-27 км. Озон поглинає ультрафіолетові промені: на кордоні атмосфери становлять близько 7% загального потоку сонячної радіації, а до земної поверхні доходить тільки соті частки відсотка.

Мезосфера знаходиться на висоті від 50-55 км до 80- 85 км. Для неї характерно дуже швидке зниження температури з висотою. За допомогою метеорологічних супутників і ракет в мезосфері зареєстровано абсолютний мінімум для атмосфери -143 ° С. Поблизу верхньої межі температура знижується до -70-90 ° С. Внаслідок швидкого падіння температури з висотою тут дуже розвинена турбулентність. Вітер в мезосфері відзначається частою мінливість. Взимку переважають західні вітри з максимальними швидкостями близько 100 м / с, а влітку - східні.

На висотах, близьких до верхньої межі (82-85 км) мезосфери, утворюються видимі з Землі в сутінки довгасті, блискучі, тонкі сріблясті хмари, природу яких ще не вивчені; можливо, вони складаються з дуже дрібних і розсіяних льодових кристаликів.

Термосфера (іоносфера) - величезна за обсягом, хоча і мізерна по масі (0,5%) і складна за будовою частина атмосфери.

У термосфере на висоті 80-90 км холодний (-107 ° С) ізотермічний шар. Далі до 250 км температура зростає "а ще вище залишається практично незмінною.

Іонізоване повітря термосфери відіграє значну роль в природі і має велике практичне значення. Іоносфера поглинає рентгенівське випромінювання Сонця, згубно впливає на все живе на Землі. Вона відбиває радіохвилі, чим забезпечується навколоземний радіозв'язок. У термосфере виникають полярні сяйва і близькі до них за своєю природою світіння нічного неба - постійна люмінесценція атмосферного повітря, а також різкі коливання магнітного поля - іоносферні магнітні бурі.

Між кожними двома сусідніми оболонками виділяють перехідні зони або паузи. Так, тропосфера відокремлена від стратосфери тропопаузою, стратосфера від мезосфери - стратопаузой, а мезосфера від термосфери - мезопаузи. Це дуже тонкі перехідні шари з ознаками властивостей суміжних газових оболонок.

Отже, атмосфера має шарувату структуру. Нижні шари - головні для живих організмів. Але для біосфери Землі важливе значення мають і ті процеси, які відбуваються на верхніх "поверхах" повітряної оболонки.