Что такое Атмосфера Земли. Какие слои в атмосфере

Содержание

Метеорологические явления происходят в тропиках, где мы живем. Источник: http: //pulidosanchezbiotech.blogspot.com.es/p/el-reino-monera-se-caracteriza-por.html

Атмосфера Земли

Атмосфера (от греч. ἀτμός — пар и sphere — шар) — это газовая оболочка (земная сфера), окружающая планету Земля. Его внутренняя поверхность покрывает гидросферу и часть земной коры, а внешняя поверхность отграничивает земную часть космоса.

Совокупность физики и химии, изучающих атмосферу, называется физикой атмосферы. Атмосфера определяет погоду на поверхности Земли, погоду изучает метеорология, а долгосрочные изменения климата — климатология.

Содержание

Толщина атмосферы составляет около 120 км от поверхности Земли. Общая масса воздуха в атмосфере составляет (5,1-5,3)-1018 кг. Из них масса сухого воздуха составляет 5,1352 ± 0,0003 -10 18 кг, а общая масса водяного пара в среднем равна 1,27 -1016 кг.

Молекулярная масса чистого сухого воздуха составляет 28,966 г/моль, а плотность воздуха на уровне моря — около 1,2 кг/м3. Давление при 0°C на уровне моря составляет 101 325 кПа, критическая температура -140,7°C, критическое давление 3,7 МПа, C_p 1,0048-103 Дж / (кг-К) при 0°C, C_v -0,7159-10 3 Дж / (кг-К) при 0°C. Растворимость (масса) воздуха в воде при 0°C составляет 0,0036%, а при 25°C — 0,0023%.

Нормальные условия» — это плотность 1,2 кг/м3, барометрическое давление 101,35 кПа, температура плюс 20°C и относительная влажность 50%. Эти фиктивные значения имеют чисто механический смысл.

Строение атмосферы

Тропосфера

Их верхние границы составляют 8-10 км в полярных широтах, 10-12 км в умеренных широтах и 16-18 км в тропических широтах, причем зимой они ниже, чем летом. Нижний основной слой атмосферы содержит более 80% общей массы атмосферы и около 90% всего водяного пара в атмосфере. В тропиках турбулентность и синагога интенсивны, образуются облака, развиваются циклоны и антициклоны. Температура снижается с высотой, средний вертикальный градиент составляет 0,65°/100 м.

Тропопауза

Переходный слой от тропосферы к стратосфере, слой атмосферы, в котором снижение температуры прекращается с высотой.

Стратосфера

Слой атмосферы, расположенный на высоте 11-50 км. Он характеризуется незначительным изменением температуры в слое между 11 и 25 км (нижняя стратосфера) и повышением от -56,5 до 0,8°C (верхний стратосферный слой или область инверсии) в слое между 25 и 40 км. Как только температура достигает примерно 273 К (почти 0 °C) на высоте около 40 км, она остается постоянной до высоты около 55 км. Эта область с постоянной температурой называется стратосферой и является пограничным слоем между стратосферой и мезосферой.

Стратопауза

Атмосферный пограничный слой между стратосферой и мезосферой. Вертикальный температурный профиль имеет максимум (около 0 °C).

Мезосфера

Мезосфера начинается на высоте 50 км и простирается до 80-90 км. Температура снижается с высотой, со средним вертикальным градиентом (0,25-0,3)°/100 м. Основными энергетическими процессами являются обмен теплом и излучение. Сложные фотохимические процессы, включая свободные радикалы и колебательно-возбужденные молекулы. Заставляет атмосферу светиться.

Мезопауза

Переходный слой между мезосферой и термосферой. Вертикальное распределение температуры имеет минимальное значение (прибл. -90°C).

Линия Кармана

Высота над уровнем моря. Это условно считается границей между атмосферой Земли и космосом. По определению ФАИ, Керманская линия находится на высоте 100 км над уровнем моря.

Граница атмосферы Земли

Принято считать, что граница между атмосферой Земли и ионосферой находится на высоте 118 км. Это вытекает из анализа высокоэнергетических кинетических параметров, движущихся в атмосфере и ионосфере.

Термосфера

Потолок составляет около 800 км. Температура повышается на высоте 200-300 км, где она достигает примерно 1500 К, а затем остается почти стабильной на больших высотах. Под воздействием ультрафиолетового и лучевого Х солнечного излучения и космических лучей происходит ионизация воздуха («полярное сияние») — основная область ионосферы находится в пределах термосферы. На высотах более 300 км преобладает атомарный кислород. Верхние границы термосферы определяются в основном текущей активностью Солнца. В периоды низкой активности — например, в 2008-2009 годах — размер этого слоя 2 значительно уменьшается.

Термопауза

Область атмосферы, прилегающая сверху к термосфере. В этой области поглощение солнечной радиации незначительно, и температура практически не меняется с высотой.

Экзосфера (сфера рассеяния)

Интересным фактом является то, что состав воздуха (смесь газов в слое) не менялся в течение длительного времени — он известен сотни миллионов лет. В последние столетия произошли значительные изменения, поскольку человечество пережило значительный рост производства.

Тропосфера

Тропосфера — самый плотный слой атмосферы и, следовательно, самый близкий к поверхности Земли. Общая масса атмосферы оценивается в 5 x 1018 кг, и 75% этого количества находится в тропосфере.

Толщина тропосферы составляет от 8 км до 14 км, в зависимости от региона. Самые тонкие точки (достигающие толщины 8 км) находятся на Северном и Южном полюсах.

Являясь нижним слоем атмосферы, тропосфера отвечает за жизнь на Земле и является местом, где происходят почти все климатические вспышки. Термин «тропосфера» происходит от греческого слова «тропос» (что означает «изменение») и отражает динамический характер изменения климата и поведения этого слоя атмосферы.

Области тропосферы, ограничивающие ее в конце и начале стратосферы, называются тропосами. Конец тропосферы легко распознать по различным картинам распределения давления и температуры в каждом слое.

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 различных по скорости водяных паров, поступающих в тропосферу за счет эффекта испарения.

Температура тропосферы

Как и давление, температура в тропосфере уменьшается с высотой. Это связано с тем, что почва поглощает большую часть солнечной энергии и нагревает нижние уровни тропосферы. Поскольку в более теплых районах испарение происходит интенсивнее, водяного пара больше на уровне моря и меньше на больших высотах.

Что встречается в тропосфере?

Некоторые примеры 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 — это второй по величине слой атмосферы и второй по близости к поверхности Земли. По оценкам, в нем содержится около 15% от общей массы атмосферы Земли.

Толщина стратосферы составляет 35 км от тропосферы. Другими словами, он находится между тропосферой и мезосферой. Термин «стратосфера» происходит от греческого strato, что означает «слой», и относится к тому факту, что сама стратосфера подразделяется на другие тонкие слои.

Иерархические слои образуются из-за отсутствия климатических явлений, перемешивающих воздух. Поэтому существует четкое разделение между более холодным, тяжелым воздухом снизу и более теплым, легким воздухом сверху. Поэтому с точки зрения температуры стратосфера работает в противоположность тропосфере.

Поскольку это область повышенной вертикальной устойчивости (без движения воздуха), воздушные пилоты, как правило, остаются в начале стратосферы, чтобы избежать срыва. На этой высоте самолеты и воздушные шары достигают максимальной производительности.

Некоторые самолеты, особенно реактивные, летают в стратосфере, чтобы избежать воздухообмена.

В стратосфере также находится известный озоновый слой, который поглощает большую часть ультрафиолетового излучения солнца. Без озонового слоя жизнь на Земле, какой мы ее знаем, была бы невозможна.

Как и тропосфера, стратосфера имеет области, ограничивающие ее конец и обозначающие начало мезосферы.

Состав стратосферы

Большинство элементов Земли и тропосферы не достигают стратосферы. Напротив, они обычно так и поступают: они делают это

разлагаются в тропосфере;
могут быть устранены солнечным светом;
могут переноситься на поверхность Земли через дождь или другие осадки.

Из-за обратного изменения динамической температуры между тропосферой и стратосферой испарение воды в небольших количествах наблюдается только в стратосфере, поскольку между этими двумя слоями происходит незначительный воздухообмен. По этой причине в этом слое облака образуются очень редко.

Что касается газов, то стратосфера образуется в основном за счет озона, присутствующего в озоновом слое. Считается, что 90% озона в атмосфере находится в этом регионе. Кроме того, в стратосфере содержатся элементы, перенесенные из вулканических извержений, такие как оксиды азота, азотная кислота и галогены.

Температура стратосферы

Стратосферная температура увеличивается с высотой, варьируясь от -51°C до самой низкой точки (troppies), а самая высокая точка (CAMP) находится на уровне -3°C.

Что встречается в стратосфере?

Некоторые примеры того, что можно найти в стратосфере:.

Тепло находится в центре и под чайником. Толщина этого слоя составляет около 513 километров, что намного толще всех нижних слоев.

Тепло считается частью земной атмосферы, но плотность воздуха настолько мала, что большинство матрасов считаются неподходящими для космоса. Эта идея подкрепляется тем фактом, что в матрасе недостаточно молекул для движения звуковых волн.

В термосфере УФ-излучение вызывает явление молекулярного фотонизма, т.е. образование ионов в результате контакта фотона с атомом. Это явление отвечает за создание ионосферы в жару. Ионосфера играет важную роль в распространении радиоволн в отдаленные части Земли.

Спутники выходят на орбиту Международной космической станции (МКС). Северное седло также появляется в жару.

Северное сияние возникает, когда солнечные частицы сталкиваются с плотностью земной атмосферы.

Слово «тепло» происходит от греческого thermos, что означает «тепло». Это отражает тот факт, что температура этого слоя очень высока.

Граница между горячим теплом и чайником называется тепловым барьером.

Состав термосферы

В отличие от нижнего слоя, где газы перемешиваются, частицы редко сталкиваются в тепле, что приводит к равномерному разделению элементов. Кроме того, большинство молекул в тепле разрушаются под воздействием солнечного света.

Верхняя часть термосферы состоит из атомарного кислорода, индивидуального азота и солнца.

Температура термосферы

Температура в термосфере колеблется от 500ºC до 2000ºC. Это происходит потому, что большая часть солнечного света поглощается этим слоем.

Что встречается в термосфере?

Некоторые примеры того, что можно найти в термосфере:.

спутники;
раньше, многоразовый транспортный космический корабль Спейс шаттл;
МКС;
северное сияние;
ионосфера.

Марс имеет тонкую атмосферу, состоящую примерно на 95% из углекислого газа, а остальное — азот и аргон. Средняя температура поверхности Марса составляет -63°C. На Марсе наблюдались облака как из воды, так и из углекислого газа. Существуют также четко определенные сезоны.

Стратопауза

Граница атмосферы Земли

Граница между атмосферой Земли и ионосферой признана на высоте 118 км. Об этом свидетельствует анализ кинетических параметров энергетических частиц, проходящих через атмосферу и ионосферу.

Максимальное значение составляет около 800 км. Температура воздуха поднимается до высоты 200-300 км и достигает значения около 1500 К, после чего остается почти постоянной на больших высотах. Ионизация воздуха («полярное сияние») происходит под воздействием солнечной радиации и космических лучей в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах — основные области ионосферы находятся в пределах термосферы. На высотах более 300 км преобладает атомарный кислород. Верхний предел температуры определяется в первую очередь текущей активностью Солнца. В периоды низкой активности наблюдается значительное уменьшение размера этого слоя.

Термопауза

Экзосфера — это зона рассеяния, внешняя часть термосферы, расположенная выше 700 км. Экзосферные газы сильно разбавлены, из них частицы просачиваются в межпланетное пространство (диффузия).

До высоты 100 км атмосфера представляет собой гомогенную хорошо перемешанную смесь газов. В более высоких слоях распределение газов по высоте зависит от их молекулярных масс, концентрация более тяжёлых газов убывает быстрее по мере удаления от поверхности Земли. Вследствие уменьшения плотности газов температура понижается от 0 °C в стратосфере до −110 °C в мезосфере. Однако кинетическая энергия отдельных частиц на высотах 200—250 км соответствует температуре ~150 °C. Выше 200 км наблюдаются значительные флуктуации температуры и плотности газов во времени и пространстве.

На высоте около 2000-3500 км экзосфера постепенно переходит в так называемую пустоту ближнего космоса, которая заполнена очень разреженными частицами межпланетного газа, в основном атомами водорода. Однако этот газ является лишь частью межпланетного материала. Другая часть состоит из пылевых частиц кометного и метеоритного происхождения. В дополнение к очень редким частицам пыли, электромагнитное излучение и излучение частиц солнечного и галактического происхождения также пронизывают это пространство.

Тропосфера составляет около 80% от массы атмосферы, стратосфера — около 20%, мезосфера — менее 0,3% от общей массы атмосферы, а термосфера — менее 0,05% от общей массы атмосферы. По своим электрическим свойствам атмосфера делится на нейтросферу и ионосферу. В настоящее время считается, что атмосфера простирается на высоту 2000-3000 км.

В зависимости от состава атмосферных газов различают атмосферу и гетеросферу. Гетеросфера — это область, где гравитация влияет на разделение газов, поскольку смешивание газов на таких высотах незначительно. Отсюда переменный состав гетеросферы. Под ним находится хорошо перемешанная, однородная часть атмосферы, называемая атмосферой. Граница между этими слоями называется турбослоем и лежит на высоте около 120 км.

С увеличением высоты над поверхностью Земли известные явления, наблюдаемые в нижних слоях атмосферы, такие как распространение звука, аэродинамическая плавучесть и сопротивление, теплопроводность, постепенно ослабевают, а затем полностью исчезают.

Структура атмосферы

На высоте до 100 км атмосфера представляет собой однородную (однофазную), хорошо перемешанную газовую смесь. В более высоких слоях распределение газов по высоте зависит от их молекулярного веса, причем концентрация более тяжелых газов уменьшается быстрее по мере удаления от поверхности. По мере уменьшения плотности газов температура снижается от 0°C в стратосфере до -110°C в мезосфере.

На высоте около 2000-3000 км внешняя сфера постепенно переходит в так называемый ближний космический промежуток, который заполнен очень разреженными частицами межпланетного газа, в основном атомами водорода. Однако этот газ является лишь частью межпланетного материала. Другая часть состоит из частиц, похожих на пыль кометного и метеоритного происхождения. В дополнение к этим очень редким частицам, электромагнитное излучение и излучение частиц солнечного и галактического происхождения также пронизывают это пространство.

Тропосфера составляет около 80% массы атмосферы, стратосфера — около 20%, мезосфера — менее 0,3% от общей массы атмосферы, а термосфера — менее 0,05%. По своим электрическим свойствам атмосфера делится на нейтросферу и ионосферу. В настоящее время считается, что атмосфера простирается на высоту 2000-3000 км.

В зависимости от состава атмосферных газов различают гомосферу и гетеросферу. Гетеросфера — это область, где гравитация влияет на разделение газов, поскольку смешивание на этой высоте незначительно. Поэтому состав гетеросферы изменчив. Ниже этого находится хорошо перемешанная, однородная часть атмосферы, известная как атмосфера. Граница между этими слоями называется турбулентностью и находится на высоте около 120 км.

Состав атмосферы

Атмосфера Земли является воздушной оболочкой планеты и состоит в основном из газов и различных примесей (пыли, капель воды, кристаллов льда, морской соли и продуктов сгорания), количество которых непостоянно. Основными газами являются азот (78%), кислород (21%) и аргон (0,93%). Концентрация газов, составляющих атмосферу, практически постоянна, за исключением CO2 (0,03%).

Атмосфера также содержит SO2, CH4, N, CO, углеводороды, HCl, HF, пары Hg, I2 и небольшие количества многих других газов. В тропосфере всегда присутствует большое количество взвешенных твердых и жидких частиц (аэрозолей).

Конспект курса «Атмосфера: структура, состав». План урока «Атмосфера: структура, строение, состав» продолжается следующим образом.