Строение атмосферы

Атмосфера разделяется на спои по характеру изменения температуры воздуха с высотой, по газовому составу, по особенностям движения воздушных масс и взаимодействию с земной поверхностью и внешним космическим излучением.

По Характеру изменения температуры воздуха с высотой в атмосфере выделяются тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера. Тропосфера в средних широтах простирается от земной поверхности до высот 10 — 12 км, а в тропиках — до 15 — 16 км. В тропосфере температура воздуха понижается с высотой в среднем на 0,65°С на 100 м. Выше тропосферы, на высотах 11 — 50 км, располагается стратосфера. Переходный слой между тропосферой и стратосферой называется тропопаузой. Типичное значение температуры на уровне тропопаузы —56,6°С, а в тропиках эта температура равна —80,5°С зимой и —66,5°С летом. В нижнем слое стратосферы наблюдается замедленное падение температуры с вертикальным градиентом больше 0,2°С на 100 м, а в верхних слоях — рост температуры. На верхней границе стратосферы температура составляет около 0СС. Выше стратосферы располагается отделенная от нее стратопаузой мезосфера, которая начинается с высоты около 50 км и простирается до высот 80 — 95 км. В мезосфере температура с высотой падает в среднем на 0,35°С на 100 м. В переходном от мезосферы к термосфере слое — мезопаузе — температура меняется от -85 до —90°С. В термосфере, выше мезопаузы, температура с высотой начинает расти, в основном вследствие поглощения кислородом ультрафиолетовой солнечной радиации с длинами волн короче 0,24 мкм, и на высотах 200 — 300 км достигает + 1500°С, а затем остается постоянной.

По газовому составу атмосфера делится на два слоя. Нижний слой толщиной около 100 км имеет одинаковое соотношение основных образующих его газов. Он называется гомосферой. Выше гомосферы, вплоть до внешней границы атмосферы, простирается гетеросфера. В гетеросфере с высотой под воздействием солнечного и космического излучения происходит изменение газового состава воздуха вследствие разложения сложных молекул на более простые составляющие их атомы. Этот процесс называется фотодиссоциацией. При этом возникают ионы, т. е. части разрушенной молекулы, обладающие электрическими зарядами, и электроны. Слои атмосферы, содержащие большое количество ионов, вместе с нейтральными молекулами образуют ионизированную плазму с большой электропроводностью, но в целом нейтральную. Эти слои называются ионосферой, которая простирается от верхней части гомосферы до уровня 400 — 500 км. Начиная с высоты 800 км улетают в космическое пространство легкие газы — водород и гелий. Выше этого уровня, называемого уровнем диссипации, располагаются слои экзосферы, или внешней атмосферы. Отражение ионосферой радиоволн позволяет устанавливать на Земле устойчивую радиосвязь. Благодаря диссоциации молекул кислорода в верхних слоях атмосферы возникает атомарный кислород О. Его молекула, присоединяясь к двухатомному, образует в слое 15 — 70 км озон 03 — трехатомный кислород. Максимальное содержание озона наблюдается на высоте около 20 — 25 км. Это слои называются озоносферой. Дело в том, что на этой высоте создаются оптимальные условия для его образования: большое поступление жесткого солнечного излучения — рентгеновского и коротковолнового ультрафиолетового и еще значительное присутствие там кислорода. Выше этого уровня содержание кислорода убывает. В более низких слоях атмосферы количество озона уменьшается вследствие уменьшения жесткого ультрафиолета (1 < 0,200 мкм). Образовавшийся под воздействием этого излучения озон поглощает в свою очередь ультрафиолетовую радиацию более длинных волн, и до земной поверхности ультрафиолетовое излучение с длинами волн менее 0,29 мкм не доходит. В тропосфере содержание озона с высотой медленно возрастает и превышает на уровне тропопаузы (10 — 12 км) приземные значения примерно в 5 раз. На высоте около 23 км содержание озона больше приземного примерно в 100 раз. Общее содержание озона в вертикальном столбе атмосферы характеризуется толщиной слоя, который бы он образовал, если бы озон удалось выделить из атмосферы и привести к давлению 760 мм и температуре 0°С. Толщина слоя выражается в миллиметрах. Общее содержание озона в атмосфере меняется от 1,2 до 7,6 мм при среднем значении 2,91 мм.


Источник видео: AirPano.ru


Буду благодарен, если Вы поделитесь этой статьей в социальных сетях: