Reikia pasakyti, kad Žemės atmosferos struktūra ir sudėtis ne visada buvo pastovios vertybės vienu ar kitu mūsų planetos vystymosi laikotarpiu. Šiandien vertikalią šio elemento struktūrą, kurios bendras „storis“ yra 1,5–2,0 tūkst. km, vaizduoja keli pagrindiniai sluoksniai, įskaitant:
- Troposfera.
- tropopauzė.
- Stratosfera.
- Stratopauzė.
- mezosfera ir mezopauzė.
- Termosfera.
- egzosfera.
Pagrindiniai atmosferos elementai
Troposfera yra sluoksnis, kuriame stebimi stiprūs vertikalūs ir horizontalūs judesiai, būtent čia formuojasi orai, krituliai, klimato sąlygos. Jis tęsiasi 7-8 kilometrus nuo planetos paviršiaus beveik visur, išskyrus poliarinius regionus (ten - iki 15 km). Troposferoje temperatūra palaipsniui mažėja, maždaug 6,4 ° C su kiekvienu aukščio kilometru. Skirtingose platumose ir metų laikais šis skaičius gali skirtis.
Žemės atmosferos sudėtis šioje dalyje pavaizduota šiais elementais ir jų procentais:
Azoto – apie 78 proc.;
Deguonis – beveik 21 proc.;
Argonas – apie vieną procentą;
Anglies dioksidas – mažiau nei 0,05 proc.
Viena kompozicija iki 90 kilometrų aukščio
Be to, čia galima rasti dulkių, vandens lašelių, vandens garų, degimo produktų, ledo kristalų, jūros druskų, daug aerozolių dalelių ir t.t. Tokia Žemės atmosferos sudėtis stebima iki maždaug devyniasdešimties kilometrų aukščio, todėl cheminės sudėties oras yra maždaug vienodas ne tik troposferoje, bet ir viršutiniuose sluoksniuose. Tačiau ten atmosfera turi iš esmės skirtingas fizines savybes. Sluoksnis, turintis bendrą cheminę sudėtį, vadinamas homosfera.
Kokie kiti elementai yra Žemės atmosferoje? Procentais (pagal tūrį, sausame ore) yra tokios dujos kaip kriptonas (apie 1,14 x 10 -4), ksenonas (8,7 x 10 -7), vandenilis (5,0 x 10 -5), metanas (apie 1,7 x 10 -4), azoto oksidas (5,0 x 10 -5), spiratas ir kt.
Skirtingų atmosferos sluoksnių fizinės savybės
Fizinės troposferos savybės yra glaudžiai susijusios su jos prisirišimu prie planetos paviršiaus. Iš čia atspindėta saulės šiluma infraraudonųjų spindulių pavidalu siunčiama atgal, įskaitant šilumos laidumo ir konvekcijos procesus. Štai kodėl temperatūra krenta didėjant atstumui nuo žemės paviršiaus. Šis reiškinys stebimas iki stratosferos aukščio (11-17 kilometrų), tada temperatūra praktiškai nekinta iki 34-35 km lygio, o tada vėl temperatūra pakyla iki 50 kilometrų aukščio (viršutinė stratosferos riba). Tarp stratosferos ir troposferos yra plonas tarpinis tropopauzės sluoksnis (iki 1-2 km), kuriame virš pusiaujo stebima pastovi temperatūra - apie minus 70 ° C ir žemiau. Virš ašigalių tropopauzė vasarą „įšyla“ iki minus 45°C, žiemą temperatūra čia svyruoja apie –65°C.
Žemės atmosferos dujų sudėtis apima tokį svarbų elementą kaip ozonas. Prie paviršiaus jo yra palyginti nedaug (nuo dešimties iki minus šeštosios procento galios), nes dujos susidaro veikiamos saulės spindulių iš atominio deguonies viršutinėse atmosferos dalyse. Visų pirma, didžioji ozono dalis yra maždaug 25 km aukštyje, o visas „ozono ekranas“ yra 7–8 km atstumu nuo ašigalių, nuo 18 km ties pusiauju ir iki penkiasdešimties kilometrų virš planetos paviršiaus.
Atmosfera saugo nuo saulės spindulių
Žemės atmosferos oro sudėtis vaidina labai svarbų vaidmenį išsaugant gyvybę, nes atskiri cheminiai elementai ir kompozicijos sėkmingai riboja saulės spinduliuotės patekimą į žemės paviršių ir joje gyvenančius žmones, gyvūnus ir augalus. Pavyzdžiui, vandens garų molekulės efektyviai sugeria beveik visus infraraudonųjų spindulių diapazonus, išskyrus ilgius nuo 8 iki 13 mikronų. Ozonas, atvirkščiai, sugeria ultravioletinius spindulius iki 3100 A bangos ilgio. Be jo plono sluoksnio (padėtus planetos paviršiuje jis bus vidutiniškai tik 3 mm), gali gyventi tik vanduo daugiau nei 10 metrų gylyje ir požeminiuose urvuose, kurių saulės spinduliai nepasiekia.
Nulis Celsijaus stratopauzėje
Tarp kitų dviejų atmosferos lygių – stratosferos ir mezosferos – yra nuostabus sluoksnis – stratopauzė. Ji maždaug atitinka ozono maksimumų aukštį ir čia stebima gana patogi žmogui temperatūra – apie 0°C. Virš stratopauzės, mezosferoje (prasideda kažkur 50 km aukštyje ir baigiasi 80-90 km aukštyje), vėl nukrenta temperatūra, didėjant atstumui nuo Žemės paviršiaus (iki minus 70-80 ° C). Mezosferoje meteorai dažniausiai visiškai perdega.
Termosferoje - plius 2000 K!
Žemės atmosferos cheminė sudėtis termosferoje (prasideda po mezopauzės nuo maždaug 85–90–800 km aukščio) lemia tokio reiškinio, kaip laipsniškas labai išretinto „oro“ sluoksnių kaitinimas saulės spinduliuotės įtakoje, galimybę. Šioje planetos „oro antklodės“ dalyje susidaro nuo 200 iki 2000 K temperatūra, kuri gaunama jonizuojant deguonį (virš 300 km yra atominis deguonis), taip pat deguonies atomų rekombinacijai į molekules, kartu išleidžiant didelį šilumos kiekį. Termosfera yra ta vieta, kur atsiranda auroros.
Virš termosferos yra egzosfera – išorinis atmosferos sluoksnis, iš kurio į kosmosą gali ištrūkti lengvi ir greitai judantys vandenilio atomai. Žemės atmosferos cheminę sudėtį čia labiau atspindi atskiri deguonies atomai apatiniuose sluoksniuose, helio atomai viduryje ir beveik vien vandenilio atomai viršutiniuose sluoksniuose. Čia vyrauja aukšta temperatūra – apie 3000 K ir nėra atmosferos slėgio.
Kaip susidarė žemės atmosfera?
Tačiau, kaip minėta aukščiau, planeta ne visada turėjo tokią atmosferos sudėtį. Iš viso yra trys šio elemento kilmės sąvokos. Pirmoji hipotezė daro prielaidą, kad atmosfera buvo paimta akrecijos procese iš protoplanetinio debesies. Tačiau šiandien ši teorija susilaukia didelės kritikos, nes tokią pirminę atmosferą turėjo sunaikinti saulės „vėjas“ iš mūsų planetos sistemos žvaigždės. Be to, daroma prielaida, kad lakieji elementai negalėjo likti tokių planetų formavimosi zonoje kaip antžeminė grupė dėl per aukštos temperatūros.
Pirminės Žemės atmosferos sudėtis, kaip rodo antroji hipotezė, galėjo susidaryti dėl aktyvaus paviršiaus bombardavimo asteroidams ir kometoms, kurie atkeliavo iš Saulės sistemos apylinkių ankstyvosiose vystymosi stadijose. Gana sunku patvirtinti ar paneigti šią koncepciją.
Eksperimentuokite IDG RAS
Labiausiai tikėtina yra trečioji hipotezė, kuri mano, kad atmosfera atsirado dėl dujų išsiskyrimo iš žemės plutos mantijos maždaug prieš 4 milijardus metų. Ši koncepcija buvo išbandyta Rusijos mokslų akademijos Geologijos ir geochemijos institute atliekant eksperimentą „Tsarev 2“, kai meteorinės medžiagos mėginys buvo kaitinamas vakuume. Tada buvo užfiksuotas dujų, tokių kaip H 2, CH 4, CO, H 2 O, N 2 ir kt., išsiskyrimas. Todėl mokslininkai pagrįstai manė, kad pirminės Žemės atmosferos cheminė sudėtis apima vandenį ir anglies dioksidą, vandenilio fluorido garus (HF), anglies monoksidą (CO), vandenilio sulfidą (H 2 S), azoto junginius (H 2 S), azoto junginius, vandenilį, NH3, argoną (CH4, NH4). pirminės atmosferos garai dalyvavo formuojant hidrosferą, anglies dioksidas buvo labiau surištas organinėse medžiagose ir uolienose, azotas pateko į šiuolaikinio oro sudėtį, vėlgi į nuosėdines uolienas ir organines medžiagas.
Pirminės Žemės atmosferos sudėtis neleistų šiuolaikiniams žmonėms būti joje be kvėpavimo aparatų, nes tada nebuvo reikiamo deguonies kiekio. Šis elementas atsirado dideliais kiekiais prieš pusantro milijardo metų, kaip manoma, dėl fotosintezės proceso mėlynai žaliose ir kituose dumbliuose, kurie yra seniausi mūsų planetos gyventojai.
Deguonies minimumas
Tai, kad Žemės atmosferos sudėtis iš pradžių buvo beveik beanoksinė, rodo tai, kad seniausiose (Katarchėjos) uolienose randamas lengvai oksiduojantis, bet neoksiduojamas grafitas (anglis). Vėliau atsirado vadinamosios juostinės geležies rūdos, apimančios praturtintų geležies oksidų tarpsluoksnius, o tai reiškia galingo molekulinės formos deguonies šaltinio atsiradimą planetoje. Tačiau šie elementai pasitaikydavo tik periodiškai (galbūt tie patys dumbliai ar kiti deguonies gamintojai pasirodydavo kaip mažos salelės anoksinėje dykumoje), o likęs pasaulis buvo anaerobinis. Pastarąjį pagrindžia faktas, kad lengvai oksiduojamas piritas buvo rastas tėkmės apdorotų akmenukų pavidalu be cheminių reakcijų pėdsakų. Kadangi tekantis vanduo negali būti blogai aeruojamas, susiformavo nuomonė, kad ikikambro atmosferoje buvo mažiau nei vienas procentas dabartinės sudėties deguonies.
Revoliucinis oro sudėties pokytis
Maždaug proterozojaus viduryje (prieš 1,8 milijardo metų) įvyko „deguonies revoliucija“, kai pasaulis perėjo prie aerobinio kvėpavimo, kurio metu iš vienos maistinės medžiagos molekulės (gliukozės) galima gauti 38 energijos vienetus, o ne du (kaip anaerobinio kvėpavimo metu). Žemės atmosferos sudėtis deguonies atžvilgiu pradėjo viršyti vieną procentą šiuolaikinės, ėmė formuotis ozono sluoksnis, apsaugantis organizmus nuo radiacijos. Būtent nuo jos „paslėpė“ po storais lukštais, pavyzdžiui, tokius senovinius gyvūnus kaip trilobitai. Nuo tada iki mūsų laikų pagrindinio „kvėpavimo“ elemento turinys palaipsniui ir lėtai didėjo, todėl planetoje vystėsi įvairios gyvybės formos.
Tikslus atmosferos dydis nežinomas, nes jos viršutinė riba nėra aiškiai matoma. Tačiau atmosferos struktūra buvo pakankamai ištirta, kad kiekvienas galėtų susidaryti supratimą apie tai, kaip yra išdėstytas mūsų planetos dujinis apvalkalas.
Atmosferos fizikos mokslininkai jį apibrėžia kaip plotą aplink Žemę, kuris sukasi kartu su planeta. FAI pateikia štai ką apibrėžimas:
- Riba tarp erdvės ir atmosferos eina palei Karmano liniją. Ši linija, pagal tos pačios organizacijos apibrėžimą, yra aukštis virš jūros lygio, esantis 100 km aukštyje.
Viskas, kas viršija šią liniją, yra kosminė erdvė. Atmosfera palaipsniui pereina į tarpplanetinę erdvę, todėl yra įvairių minčių apie jos dydį.
Su apatine atmosferos riba viskas daug paprasčiau – ji eina per žemės plutos paviršių ir Žemės vandens paviršių – hidrosferą. Tuo pačiu metu riba, galima sakyti, susilieja su žemės ir vandens paviršiais, nes ten taip pat ištirpsta oro dalelės.
Kokie atmosferos sluoksniai įeina į Žemės dydį
Įdomus faktas: žiemą žemesnis, vasarą aukštesnis.
Būtent šiame sluoksnyje kyla turbulencija, anticiklonai ir ciklonai, susidaro debesys. Būtent ši sfera yra atsakinga už orų formavimąsi, joje yra apie 80% visų oro masių.
Tropopauzė yra sluoksnis, kuriame temperatūra nemažėja didėjant aukščiui. Virš tropopauzės virš 11 ir iki 50 km aukštyje yra stratosfera. Stratosferoje yra ozono sluoksnis, kuris, kaip žinoma, apsaugo planetą nuo ultravioletinių spindulių. Oras šiame sluoksnyje yra retesnis, o tai paaiškina būdingą purpurinį dangaus atspalvį. Oro srovių greitis čia gali siekti 300 km/val. Tarp stratosferos ir mezosferos yra stratopauzė – ribinė sfera, kurioje vyksta temperatūros maksimumas.
Kitas sluoksnis yra mezosfera. Jis tęsiasi iki 85-90 kilometrų aukščio. Dangaus spalva mezosferoje yra juoda, todėl žvaigždes galima stebėti net ryte ir po pietų. Ten vyksta sudėtingiausi fotocheminiai procesai, kurių metu atsiranda atmosferos švytėjimas.
Tarp mezosferos ir kito sluoksnio, termosferos, yra mezopauzė. Jis apibrėžiamas kaip pereinamasis sluoksnis, kuriame laikomasi temperatūros minimumo. Aukščiau, 100 kilometrų aukštyje virš jūros lygio, yra Karmano linija. Virš šios linijos yra termosfera (800 km aukščio riba) ir egzosfera, kuri dar vadinama „dispersijos zona“. Maždaug 2–3 tūkstančių kilometrų aukštyje jis pereina į artimąjį kosminį vakuumą.
Atsižvelgiant į tai, kad viršutinis atmosferos sluoksnis nėra aiškiai matomas, negalima apskaičiuoti tikslaus jo dydžio. Be to, įvairiose šalyse yra organizacijų, kurių nuomonės šiuo klausimu skiriasi. Reikėtų pažymėti, kad Karmano linijaŽemės atmosferos riba gali būti laikoma tik sąlyginai, nes skirtingi šaltiniai naudoja skirtingus ribos ženklus. Taigi kai kuriuose šaltiniuose galite rasti informacijos, kad viršutinė riba eina 2500–3000 km aukštyje.
NASA skaičiavimams naudoja 122 kilometrų ženklą. Ne taip seniai buvo atlikti eksperimentai, kurių metu buvo nustatyta, kad siena yra maždaug 118 km.
Troposfera
Jo viršutinė riba yra 8-10 km aukštyje poliarinėse, 10-12 km vidutinio klimato ir 16-18 km atogrąžų platumose; mažesnė žiemą nei vasarą. Apatiniame, pagrindiniame atmosferos sluoksnyje yra daugiau nei 80% visos atmosferos oro masės ir apie 90% visų atmosferoje esančių vandens garų. Troposferoje labai išvystyta turbulencija ir konvekcija, atsiranda debesys, vystosi ciklonai ir anticiklonai. Temperatūra mažėja didėjant aukščiui, o vidutinis vertikalus gradientas yra 0,65°/100 m
tropopauzė
Pereinamasis sluoksnis iš troposferos į stratosferą, atmosferos sluoksnis, kuriame sustoja temperatūros mažėjimas didėjant aukščiui.
Stratosfera
Atmosferos sluoksnis, esantis 11–50 km aukštyje. Būdingas nedidelis temperatūros pokytis 11-25 km sluoksnyje (apatiniame stratosferos sluoksnyje) ir jo padidėjimas 25-40 km sluoksnyje nuo -56,5 iki 0,8 °C (viršutinis stratosferos sluoksnis arba inversijos sritis). Pasiekusi apie 273 K (beveik 0 °C) vertę maždaug 40 km aukštyje, temperatūra išlieka pastovi iki maždaug 55 km aukščio. Ši pastovios temperatūros sritis vadinama stratopauze ir yra riba tarp stratosferos ir mezosferos.
Stratopauzė
Atmosferos ribinis sluoksnis tarp stratosferos ir mezosferos. Vertikaliame temperatūros pasiskirstyme yra maksimumas (apie 0 °C).
Mezosfera
Mezosfera prasideda 50 km aukštyje ir tęsiasi iki 80-90 km. Temperatūra mažėja didėjant aukščiui, kai vidutinis vertikalus gradientas yra (0,25-0,3)°/100 m. Pagrindinis energijos procesas yra spinduliuotės šilumos perdavimas. Sudėtingi fotocheminiai procesai, kuriuose dalyvauja laisvieji radikalai, vibracijos sužadintos molekulės ir kt., sukelia atmosferos liuminescenciją.
Mezopauzė
Pereinamasis sluoksnis tarp mezosferos ir termosferos. Vertikaliame temperatūros pasiskirstyme yra minimumas (apie -90 °C).
Karmano linija
Aukštis virš jūros lygio, kuris sutartinai pripažįstamas kaip riba tarp Žemės atmosferos ir kosmoso. Karmanos linija yra 100 km aukštyje virš jūros lygio.
Žemės atmosferos riba
Termosfera
Viršutinė riba yra apie 800 km. Temperatūra pakyla iki 200–300 km aukščio, kur pasiekia 1500 K reikšmes, o po to išlieka beveik pastovi iki didelio aukščio. Veikiant ultravioletinei ir rentgeno saulės spinduliuotei bei kosminei spinduliuotei, oras jonizuojasi („poliarinės šviesos“) – pagrindinės jonosferos sritys yra termosferos viduje. Virš 300 km aukštyje vyrauja atominis deguonis. Viršutinę termosferos ribą daugiausia lemia dabartinis Saulės aktyvumas. Mažo aktyvumo laikotarpiais pastebimas šio sluoksnio dydžio sumažėjimas.
Termopauzė
Atmosferos sritis virš termosferos. Šiame regione saulės spinduliuotės sugertis yra nereikšminga, o temperatūra iš tikrųjų nesikeičia didėjant aukščiui.
Egzosfera (dispersijos sfera)
Atmosferos sluoksniai iki 120 km aukščio
Egzosfera – sklaidos zona, išorinė termosferos dalis, esanti aukščiau 700 km. Dujos egzosferoje yra labai retos, todėl jų dalelės patenka į tarpplanetinę erdvę (išsklaidymas).
Iki 100 km aukščio atmosfera yra vienalytis, gerai susimaišęs dujų mišinys. Aukštesniuose sluoksniuose dujų pasiskirstymas aukštyje priklauso nuo jų molekulinių masių, sunkesnių dujų koncentracija mažėja greičiau tolstant nuo Žemės paviršiaus. Dėl dujų tankio sumažėjimo temperatūra nukrenta nuo 0 °C stratosferoje iki –110 °C mezosferoje. Tačiau atskirų dalelių kinetinė energija 200–250 km aukštyje atitinka ~150 °C temperatūrą. Virš 200 km pastebimi dideli temperatūros ir dujų tankio svyravimai laike ir erdvėje.
Maždaug 2000–3500 km aukštyje egzosfera palaipsniui pereina į vadinamąjį artimojo kosmoso vakuumą, kuris užpildomas labai retomis tarpplanetinių dujų dalelėmis, daugiausia vandenilio atomais. Tačiau šios dujos yra tik tarpplanetinės materijos dalis. Kitą dalį sudaro į dulkes panašios kometinės ir meteorinės kilmės dalelės. Be itin retų į dulkes panašių dalelių, į šią erdvę prasiskverbia saulės ir galaktikos kilmės elektromagnetinė ir korpuskulinė spinduliuotė.
Troposfera sudaro apie 80 % atmosferos masės, stratosfera – apie 20 %; mezosferos masė yra ne didesnė kaip 0,3%, termosfera yra mažesnė nei 0,05% visos atmosferos masės. Pagal elektrines savybes atmosferoje išskiriama neutrosfera ir jonosfera. Šiuo metu manoma, kad atmosfera tęsiasi iki 2000-3000 km aukščio.
Priklausomai nuo dujų sudėties atmosferoje, išskiriama homosfera ir heterosfera. Heterosfera yra sritis, kurioje gravitacija turi įtakos dujų atsiskyrimui, nes jų maišymasis tokiame aukštyje yra nereikšmingas. Taigi seka kintama heterosferos sudėtis. Po juo slypi gerai sumaišyta, vienalytė atmosferos dalis, vadinama homosfera. Riba tarp šių sluoksnių vadinama turbopauze ir yra maždaug 120 km aukštyje.
Atmosferos sudėtis. Mūsų planetos oro apvalkalas - atmosfera apsaugo žemės paviršių nuo žalingo Saulės ultravioletinės spinduliuotės poveikio gyviems organizmams. Jis taip pat apsaugo Žemę nuo kosminių dalelių – dulkių ir meteoritų.
Atmosferą sudaro mechaninis dujų mišinys: 78% jos tūrio yra azotas, 21% - deguonis, mažiau nei 1% - helis, argonas, kriptonas ir kitos inertinės dujos. Deguonies ir azoto kiekis ore praktiškai nekinta, nes azotas beveik nesijungia su kitomis medžiagomis, o deguonis, kuris, nors ir labai aktyvus ir eikvojamas kvėpavimui, oksidacijai ir degimui, nuolat pasipildo augalų.
Iki maždaug 100 km aukščio šių dujų procentas praktiškai nesikeičia. Taip yra dėl to, kad oras nuolat maišomas.
Be šių dujų atmosferoje yra apie 0,03% anglies dvideginio, kuris dažniausiai telkiasi prie žemės paviršiaus ir pasiskirsto netolygiai: miestuose, pramonės centruose ir vulkaninės veiklos zonose jo kiekis didėja.
Atmosferoje visada yra tam tikras kiekis priemaišų – vandens garų ir dulkių. Vandens garų kiekis priklauso nuo oro temperatūros: kuo aukštesnė temperatūra, tuo daugiau garų sulaiko oras. Dėl ore esančio vandens garų galimi atmosferos reiškiniai, tokie kaip vaivorykštės, saulės šviesos lūžimas ir kt.
Dulkės į atmosferą patenka ugnikalnių išsiveržimų, smėlio ir dulkių audrų metu, nepilnai degant kurui šiluminėse elektrinėse ir kt.
Atmosferos struktūra. Atmosferos tankis kinta didėjant aukščiui: didžiausias jis yra Žemės paviršiuje, o kylant aukštyn mažėja. Taigi 5,5 km aukštyje atmosferos tankis yra 2 kartus, o 11 km aukštyje - 4 kartus mažesnis nei paviršiniame sluoksnyje.
Atsižvelgiant į dujų tankį, sudėtį ir savybes, atmosfera skirstoma į penkis koncentrinius sluoksnius (34 pav.).
Ryžiai. 34. Vertikali atmosferos dalis (atmosferos stratifikacija)
1. Apatinis sluoksnis vadinamas troposfera. Jo viršutinė riba eina 8-10 km aukštyje ties ašigaliais ir 16-18 km ties pusiauju. Troposferoje yra iki 80% visos atmosferos masės ir beveik visi vandens garai.
Oro temperatūra troposferoje didėjant aukščiui mažėja 0,6 °C kas 100 m, o viršutinėje jos riboje yra –45–55 °C.
Oras troposferoje nuolat maišomas, juda įvairiomis kryptimis. Tik čia stebimas rūkas, lietus, sninga, perkūnija, audros ir kiti oro reiškiniai.
2. Aukščiau yra stratosfera, kuris tęsiasi iki 50-55 km aukščio. Oro tankis ir slėgis stratosferoje yra nereikšmingi. Išretintas oras susideda iš tų pačių dujų kaip ir troposferoje, tačiau jame yra daugiau ozono. Didžiausia ozono koncentracija stebima 15-30 km aukštyje. Stratosferos temperatūra kyla didėjant aukščiui ir pasiekia 0 °C ar daugiau viršutinėje jos riboje. Taip yra dėl to, kad ozonas sugeria trumpabangią saulės energijos dalį, dėl to oras įkaista.
3. Virš stratosferos yra mezosfera, besitęsiantis iki 80 km aukščio. Jame temperatūra vėl nukrenta ir pasiekia -90 ° C. Oro tankis ten yra 200 kartų mažesnis nei Žemės paviršiuje.
4. Virš mezosferos yra termosfera(nuo 80 iki 800 km). Temperatūra šiame sluoksnyje pakyla: 150 km aukštyje iki 220 °C; aukštyje nuo 600 km iki 1500 °C. Atmosferos dujos (azotas ir deguonis) yra jonizuotos būsenos. Veikiant trumpųjų bangų saulės spinduliuotei, atskiri elektronai atsiskiria nuo atomų apvalkalo. Dėl to šiame sluoksnyje - jonosfera atsiranda įkrautų dalelių sluoksniai. Tankiausias jų sluoksnis yra 300-400 km aukštyje. Dėl mažo tankio saulės spinduliai ten neišsisklaido, todėl dangus juodas, jame ryškiai šviečia žvaigždės ir planetos.
Jonosferoje yra poliarinės šviesos, susidaro galingos elektros srovės, kurios sukelia Žemės magnetinio lauko trikdžius.
5. Virš 800 km išorinis apvalkalas yra - egzosfera. Atskirų dalelių judėjimo greitis egzosferoje artėja prie kritinio – 11,2 mm/s, todėl atskiros dalelės gali įveikti Žemės gravitaciją ir ištrūkti į pasaulio erdvę.
Atmosferos vertė. Atmosferos vaidmuo mūsų planetos gyvenime yra išskirtinai didelis. Be jo Žemė būtų mirusi. Atmosfera apsaugo Žemės paviršių nuo intensyvaus įkaitimo ir atšalimo. Jo įtaką galima prilyginti stiklo vaidmeniui šiltnamiuose: įsileisti saulės spindulius ir neleisti šilumai ištrūkti.
Atmosfera saugo gyvus organizmus nuo trumpųjų bangų ir korpuskulinės Saulės spinduliuotės. Atmosfera – tai aplinka, kurioje vyksta oro reiškiniai, su kuria susijusi visa žmogaus veikla. Šio apvalkalo tyrimas atliekamas meteorologijos stotyse. Dieną ir naktį bet kokiu oru meteorologai stebi žemutinės atmosferos sluoksnių būklę. Keturis kartus per dieną, o daugelyje stočių kas valandą matuoja temperatūrą, slėgį, oro drėgmę, fiksuoja debesuotumą, vėjo kryptį ir greitį, kritulius, elektros ir garso reiškinius atmosferoje. Meteorologijos stotys yra visur: Antarktidoje ir atogrąžų miškuose, aukštuose kalnuose ir didžiulėse tundros erdvėse. Vandenynuose taip pat atliekami stebėjimai iš specialiai pastatytų laivų.
Nuo 30-ųjų. 20 amžiaus stebėjimai prasidėjo laisvoje atmosferoje. Jie pradėjo paleisti radiozondus, kurie kyla į 25-35 km aukštį, o radijo aparatūros pagalba į Žemę perduoda informaciją apie temperatūrą, slėgį, oro drėgmę ir vėjo greitį. Šiais laikais plačiai naudojamos ir meteorologinės raketos bei palydovai. Pastarosiose įrengtos televizijos instaliacijos, perduodančios žemės paviršiaus ir debesų vaizdus.
| |
5. Oro apvalkalas žemės§ 31. Atmosferos šildymas
