Строение атмосферы

Мы изучили внутреннее строение Земли и узнали, что наша планета сделана прочно, на совесть. Теперь можно с облегчением оглянуться и посмотреть, что же ещё есть вокруг нас. А вокруг нас воздух, где бы мы ни находились, днём и ночью. Не верите? А вы вдохните. Ну, как? Убедились? Вокруг нас во́здух — и это установленный научный факт.

Знаете главную особенность воздуха? Его нельзя разорвать, разбить, сломать. Невозможно отделить один кусок воздуха от другого. А что из этого чудесного свойства следует? То, что воздух образует сплошную, без единой дырочки и трещины, оболочку, которая со всех сторон окружает нашу планету. И как же по-научному называется эта оболочка? Правильно! Атмосфе́ра (Рис. 70).

А что же такое воздух? Говорите, газ? Не совсем. Во́здух — это смесь газов. Главные из них — азот и кислород. Азота в воздухе содержится 78%, а кислорода — 21%. И ещё 1% приходится на долю всех остальных газов (Рис. 71). К этим газам относятся: углекислый газ, водяной пар, водород, гелий, озон и ещё много других. Их в воздухе содержится совсем мало.

Знаете, что в переводе означает слово «азот»? Ничего хорошего! Безжизненный — так переводится это слово. Представьте, в каждом нашем вдохе 78% составляет газ с таким весёленьким названием! Но другого воздуха всё равно нет, приходится дышать этим.
Тем более что кислорода в нём вполне достаточно. Больше и не нужно. Знаете, почему больше не нужно? Дело в том, что кислород не только для дыхания хорош, он ещё и горение поддерживает. Если кислорода нет, то любой огонь потухнет. Вы думаете, почему пожарные заливают огонь водой или пеной? Чтобы кислород не проникал к тому, что горит. А теперь представьте, что кислорода в воздухе было бы гораздо больше, чем сейчас. Тогда от любой, даже самой маленькой, искорки вспыхивало бы такое пламя, что не потушишь никакой водой.

Толщина воздушной оболочки немаленькая — приблизительно 1000 км. Почему приблизительно? Да потому, что у атмосферы нет чёткой границы. Чем выше мы поднимаемся над поверхностью Земли, тем меньше воздуха. И так постепенно атмосфера переходит в безвоздушное космическое пространство.

В атмосфере выделяется несколько слоёв. Самый нижний слой, в котором проходит наша жизнь, конечно, если мы не космонавты, называется тропосфе́рой. Толщина тропосферы неодинакова и зависит от географической широты. Над экватором её толщина составляет 18 км, а над полюсами в два раза меньше — 8—10 км. Помните, что наша планета слегка приплюснута у полюсов? Ну так вот и тропосфера тоже сжата. Только сильнее. В этом слое содержится 80% воздуха атмосферы (Рис. 72). В ней находится почти весь водяной пар и, к сожалению, вся пыль. В тропосфере дует ветер, плывут облака, идут дожди. В ней постоянно что-то происходит, она очень изменчивая, эта тропосфера. Отсюда и её название, которое в переводе означает «меняющаяся оболочка». С тропосферой связаны все процессы и явления, которые изучают географы. Ещё об одном её замечательном свойстве нужно обязательно сказать. Воздух, содержащийся в этом слое, нагревается от поверхности Земли, и поэтому чем выше мы поднимаемся над этой поверхностью, тем холоднее воздух.

Над тропосферой находится второй слой — стратосфе́ра. Из чего она состоит? Из воздуха, конечно. Воздух в ней точно такой же, как в тропосфере. Правда, его там гораздо меньше. Воздуха там настолько мало, что без помощи кислородного аппарата или скафандра в стратосфере прожить невозможно. В стратосфере не только воздуха мало. В ней совсем нет водяного пара. Там почти не бывает облаков. И простирается стратосфера до высоты 50 км над Землёй.
В переводе слово «стратосфера» почти ничего не означает. «Стратос» — слой, «сфера» — оболочка. Стратосфера — это слой-оболочка. Спрашивается: если в стратосфере такой же воздух, как у Земли, то как же мы отличаем тропосферу от стратосферы? Очень просто. Помните, что в тропосфере температура с высотой понижается? Так вот, в стратосфере она с высотой растёт. Но всё равно остаётся ниже 0 °С. Только не спрашивайте, почему это происходит. Сначала нам нужно изучить законы физики. Так что об этом позже.

Над стратосферой расположено ещё несколько слоёв атмосферы, которые называют верхними слоями атмосферы.

Верхние слои атмосферы включают мезосферу и термосферу. Воздуха в них уже почти совсем нет: пролетают иногда отдельные атомы. В верхних слоях атмосферы происходит много природных явлений, и их изучает очень интересная наука — физика атмосферы. Но мы с вами — не физики, мы с вами — географы. Поэтому долго разговаривать о верхних слоях атмосферы не будем. Хотя одну вещь про эти верхние слои всё же сказать очень хочется. Именно в верхних слоях атмосферы возникает очень красивое явление природы — полярные сияния (Рис. 73).

Много лет назад начались постоянные наблюдения за процессами в тропосфере. Такие наблюдения называют метеорологи́ческими. Это от греческого слова «метеора», что означает «небесное явление». В наше время по всей Земле, даже в самых удалённых её уголках, работают метеорологические станции. Их многие тысячи. И на каждой из них специалисты снимают показания с многочисленных приборов, регистрирующих состояние тропосферы. Есть и автоматические метеостанции (Рис. 74), размещённые в труднодоступных местах планеты. Эти данные направляются в метеоцентры, где они обрабатываются и анализируются метеорологами с целью прогноза погоды.

Ну а для того чтобы узнать, что происходит на больших высотах, в атмосферу запускают оснащённые приборами воздушные шары — зонды (Рис. 75). Если же учёных и специалистов интересуют верхние слои атмосферы, то запускаются специальные метеорологические ракеты и спутники. Так что без внимания со стороны человека атмосфера не остаётся никогда.