Dünyanın üst atmosferinin en dış kısmı. Kalıcı kutup ışığı kırmızı yayları

Mavi gezegen...

Bu konu sitede ilk görünen konulardan biri olmalıydı. Sonuçta helikopterler atmosferik uçaklardır. Dünya atmosferi– tabiri caizse yaşam alanları :-). A havanın fiziksel özellikleri Bu habitatın kalitesini belirleyen şey tam olarak budur :-). Yani bu temellerden biridir. Ve her zaman önce temel hakkında yazarlar. Ama bunu ancak şimdi fark ettim. Ancak bildiğiniz gibi geç olması hiç olmamasından iyidir... Bu konuya, gereksiz karışıklıklara girmeden değinelim :-).

Bu yüzden… Dünya atmosferi. Bu mavi gezegenimizin gazlı kabuğu. Bu ismi herkes biliyor. Neden mavi? Basitçe, güneş ışığının (tayfın) “mavi” (aynı zamanda mavi ve menekşe) bileşeninin atmosferde en iyi şekilde dağılması, dolayısıyla onu mavimsi-mavimsi, bazen bir miktar menekşe tonuyla (tabii ki güneşli bir günde) renklendirmesi nedeniyle :-)) .

Dünya atmosferinin bileşimi.

Atmosferin bileşimi oldukça geniştir. Metinde tüm bileşenleri listelemeyeceğim; bunun için iyi bir örnek var. Karbon dioksit (CO2) dışında tüm bu gazların bileşimi neredeyse sabittir. Ek olarak atmosferde mutlaka buhar, asılı damlacıklar veya buz kristalleri formunda su bulunur. Su miktarı sabit değildir ve sıcaklığa ve daha az oranda da hava basıncına bağlıdır. Ek olarak, Dünya'nın atmosferi (özellikle mevcut olanı) belirli miktarda, "her türden kötü şey" diyebilirim :-). Bunlar SO 2, NH 3, CO, HCl, NO'dur, ayrıca Hg cıva buharları da vardır. Doğru, bunların hepsi küçük miktarlarda var, şükürler olsun :-).

Dünya atmosferi Onu yüzeyden yükseklikte birkaç ardışık bölgeye bölmek gelenekseldir.

Dünyaya en yakın olan ilki troposferdir. Bu, çeşitli türlerdeki yaşam aktiviteleri için en düşük ve tabiri caizse ana katmandır. Tüm atmosferik havanın kütlesinin %80'ini (hacim olarak tüm atmosferin yalnızca %1'i kadar olmasına rağmen) ve tüm atmosferik suyun yaklaşık %90'ını içerir. Tüm rüzgarların, bulutların, yağmurun ve karın büyük kısmı oradan geliyor. Troposfer, tropikal enlemlerde yaklaşık 18 km, kutup enlemlerinde ise 10 km'ye kadar olan yüksekliklere kadar uzanır. İçindeki hava sıcaklığı, yükseklik arttıkça her 100 m'de yaklaşık 0,65 derece düşer.

Atmosfer bölgeleri.

İkinci bölge - stratosfer. Troposfer ile stratosfer arasında başka bir dar bölgenin - tropopozun - olduğu söylenmelidir. Yükseklikle birlikte sıcaklığın düşmesini durdurur. Tropopozun ortalama kalınlığı 1,5-2 km'dir, ancak sınırları belirsizdir ve troposfer çoğu zaman stratosferle örtüşür.

Yani stratosferin ortalama yüksekliği 12 km ila 50 km arasındadır. İçindeki sıcaklık 25 km'ye (yaklaşık -57°С) kadar değişmeden kalır, daha sonra 40 km'ye kadar bir yerde yaklaşık 0°С'ye yükselir ve ardından 50 km'ye kadar değişmeden kalır. Stratosfer, dünya atmosferinin nispeten sakin bir parçasıdır. İçinde neredeyse hiç olumsuz hava koşulu yoktur. Ünlü ozon tabakasının 15-20 km'den 55-60 km'ye kadar olan yüksekliklerde yer aldığı yer stratosferdedir.

Bunu, sıcaklığın 0°C civarında kaldığı küçük bir sınır tabakası olan stratopoz takip eder ve ardından bir sonraki bölge mezosferdir. 80-90 km yüksekliğe kadar uzanır ve sıcaklık yaklaşık 80°C'ye düşer. Mezosferde, genellikle içinde parlamaya ve orada yanmaya başlayan küçük meteorlar görünür hale gelir.

Bir sonraki dar aralık mezopoz ve onun ötesinde termosfer bölgesidir. Yüksekliği 700-800 km'ye kadardır. Burada sıcaklık yeniden yükselmeye başlar ve yaklaşık 300 km yükseklikte 1200ºС değerlerine ulaşabilir. Daha sonra sabit kalır. Termosferin içinde yaklaşık 400 km yüksekliğe kadar iyonosfer bulunur. Burada hava, güneş radyasyonuna maruz kalma nedeniyle yüksek oranda iyonize olur ve yüksek elektrik iletkenliğine sahiptir.

Bir sonraki ve genel olarak son bölge ekzosferdir. Bu sözde saçılma bölgesidir. Burada esas olarak çok seyrekleştirilmiş hidrojen ve helyum (hidrojen ağırlıklı olarak) bulunur. Yaklaşık 3000 km yükseklikte, ekzosfer yakın uzay boşluğuna geçer.

Bunun gibi bir şey. Neden yaklaşık olarak? Çünkü bu katmanlar oldukça geleneksel. Yükseklikte, gazların bileşiminde, suda, sıcaklıkta, iyonizasyonda vb. çeşitli değişiklikler mümkündür. Ayrıca dünya atmosferinin yapısını ve durumunu tanımlayan daha birçok terim vardır.

Örneğin, homosfer ve heterosfer. Birincisinde atmosferik gazlar iyi karışmıştır ve bileşimleri oldukça homojendir. İkincisi birincinin üzerinde bulunur ve orada neredeyse böyle bir karışım yoktur. İçerisindeki gazlar yerçekimi ile ayrılır. Bu katmanlar arasındaki sınır 120 km yükseklikte bulunur ve buna turbopause denir.

Şartlarla bitirelim ama şunu da eklemeliyim ki, atmosferin sınırının deniz seviyesinden 100 km yükseklikte olduğu geleneksel olarak kabul ediliyor. Bu sınıra Karman Hattı adı verilmektedir.

Atmosferin yapısını göstermek için iki resim daha ekleyeceğim. Ancak ilki Almancadır, ancak eksiksizdir ve anlaşılması oldukça kolaydır :-). Büyütülebilir ve net bir şekilde görülebilir. İkincisi atmosfer sıcaklığındaki yükseklikle değişimi gösterir.

Dünya atmosferinin yapısı.

Hava sıcaklığı rakımla birlikte değişir.

Modern insanlı yörüngesel uzay aracı yaklaşık 300-400 km yükseklikte uçuyor. Ancak bu artık havacılık değil, her ne kadar bölge elbette bir anlamda yakından ilişkili olsa da ve bunun hakkında kesinlikle daha sonra konuşacağız :-).

Havacılık bölgesi troposferdir. Modern atmosferik uçaklar aynı zamanda stratosferin alt katmanlarında da uçabilmektedir. Örneğin MIG-25RB'nin pratik tavanı 23.000 m'dir.

Stratosferde uçuş.

Ve kesinlikle havanın fiziksel özellikleri Troposfer, uçuşun nasıl olacağını, uçağın kontrol sisteminin ne kadar etkili olacağını, atmosferdeki türbülansın onu nasıl etkileyeceğini, motorların nasıl çalışacağını belirler.

İlk ana özellik hava sıcaklığı. Gaz dinamiğinde Celsius ölçeğinde veya Kelvin ölçeğinde belirlenebilir.

Sıcaklık t 1 belirli bir yükseklikte N Celsius ölçeğinde şu şekilde belirlenir:

t1 = t-6,5N, Nerede T– yere yakın hava sıcaklığı.

Kelvin ölçeğindeki sıcaklığa denir mutlak sıcaklık Bu ölçekte sıfır mutlak sıfırdır. Mutlak sıfırda moleküllerin termal hareketi durur. Kelvin ölçeğinde mutlak sıfır, Santigrat ölçeğinde -273°'ye karşılık gelir.

Buna göre sıcaklık T yüksekte N Kelvin ölçeğinde şu şekilde belirlenir:

T = 273K + t - 6,5H

Hava basıncı. Atmosfer basıncı, eski atmosfer (atm.) ölçüm sisteminde Pascal (N/m2) cinsinden ölçülür. Barometrik basınç diye bir şey de var. Bu, bir cıva barometresi kullanılarak milimetre cıva cinsinden ölçülen basınçtır. Barometrik basınç (deniz seviyesindeki basınç) 760 mmHg'ye eşittir. Sanat. standart denir. Fizikte 1 atm. tam olarak 760 mm Hg'ye eşittir.

Hava yoğunluğu. Aerodinamikte en sık kullanılan kavram havanın kütle yoğunluğudur. Bu, 1 m3 hacimdeki hava kütlesidir. Havanın yoğunluğu rakımla birlikte değişir, hava daha seyrek hale gelir.

Hava nemi. Havadaki su miktarını gösterir. Bir kavram var" bağıl nem" Bu, su buharı kütlesinin belirli bir sıcaklıkta mümkün olan maksimuma oranıdır. %0 kavramı yani havanın tamamen kuru olması kavramı ancak laboratuvarda var olabilir. Öte yandan %100 nem oranı oldukça mümkündür. Bu, havanın emebileceği tüm suyu emdiği anlamına gelir. Kesinlikle "dolu bir sünger" gibi bir şey. Yüksek bağıl nem hava yoğunluğunu azaltırken, düşük bağıl nem ise artırır.

Uçak uçuşlarının farklı atmosfer koşullarında gerçekleşmesi nedeniyle aynı uçuş modunda uçuş ve aerodinamik parametreleri farklı olabilir. Bu nedenle, bu parametreleri doğru bir şekilde tahmin etmek için, Uluslararası Standart Atmosfer (ISA). Artan rakımla birlikte havanın durumundaki değişimi gösterir.

Sıfır nemdeki klimanın temel parametreleri aşağıdaki gibi alınır:

basınç P = 760 mm Hg. Sanat. (101,3 kPa);

sıcaklık t = +15°C (288 K);

kütle yoğunluğu ρ = 1,225 kg/m3;

ISA için troposferdeki sıcaklığın her 100 metre yükseklikte 0,65° düştüğü kabul edilmektedir (yukarıda belirtildiği gibi :-).

Standart atmosfer (örneğin 10.000 m'ye kadar).

MSA tabloları, cihazların kalibrasyonunun yanı sıra navigasyon ve mühendislik hesaplamaları için de kullanılır.

Havanın fiziksel özellikleri eylemsizlik, viskozite ve sıkıştırılabilirlik gibi kavramları da içerir.

Atalet, havanın dinlenme durumundaki veya düzgün doğrusal hareketteki değişikliklere direnme yeteneğini karakterize eden bir özelliğidir. . Ataletin bir ölçüsü havanın kütle yoğunluğudur. Ne kadar yüksek olursa, uçak içinde hareket ettiğinde ortamın atalet ve direnç kuvveti de o kadar yüksek olur.

Viskozite Uçak hareket halindeyken hava sürtünme direncini belirler.

Sıkıştırılabilirlik, basınçtaki değişikliklerle hava yoğunluğundaki değişimi belirler. Uçağın düşük hızlarında (450 km/saat'e kadar), etrafından hava akışı geçtiğinde basınçta bir değişiklik olmaz, ancak yüksek hızlarda sıkıştırılabilirlik etkisi ortaya çıkmaya başlar. Etkisi özellikle süpersonik hızlarda fark edilir. Bu ayrı bir aerodinamik alanıdır ve ayrı bir makalenin konusudur :-).

Şimdilik bu kadar gibi görünüyor... Bu biraz sıkıcı sıralamayı bitirmenin zamanı geldi, ama kaçınılamayacak :-). Dünya atmosferi, parametreleri, havanın fiziksel özellikleri uçak için cihazın parametreleri kadar önemlidir ve göz ardı edilemezler.

Bir sonraki toplantılara ve daha ilginç konulara kadar hoşçakalın :) ...

Not: Tatlı olarak, ikiz MIG-25PU'nun stratosfere uçuşu sırasında kokpitinden çekilen videoyu izlemenizi öneririm. Görünüşe göre bu tür uçuşlar için parası olan bir turist tarafından çekilmiş :-). Çoğunlukla her şey ön camdan çekildi. Gökyüzünün rengine dikkat...

Dünyanın atmosferi heterojendir: farklı yüksekliklerde farklı hava yoğunlukları ve basınçları, sıcaklık ve gaz bileşimi değişiklikleri vardır. Ortam hava sıcaklığının davranışına bağlı olarak (yani sıcaklık yükseklikle artar veya azalır), içinde aşağıdaki katmanlar ayırt edilir: troposfer, stratosfer, mezosfer, termosfer ve ekzosfer. Katmanlar arasındaki sınırlara duraklamalar denir: bunlardan 4 tane vardır çünkü ekzosferin üst sınırı çok bulanıktır ve sıklıkla yakın uzaya atıfta bulunur. Atmosferin genel yapısı ekteki diyagramda görülebilir.

Şekil 1 Dünya atmosferinin yapısı. Kredi bilgileri: web sitesi

En alt atmosferik katman, tropopoz adı verilen üst sınırı coğrafi enleme bağlı olarak değişen ve 8 km arasında değişen troposferdir. kutuplarda 20 km'ye kadar. tropik enlemlerde. Orta veya ılıman enlemlerde üst sınırı 10-12 km yükseklikte bulunur. Yıl boyunca troposferin üst sınırı güneş ışınımının akışına bağlı olarak dalgalanmalar yaşar. Böylece, ABD meteoroloji servisi tarafından Dünyanın Güney Kutbu'nda yapılan sondajlar sonucunda, Mart'tan Ağustos'a veya Eylül'e kadar troposferde sürekli bir soğuma olduğu ve bunun sonucunda Ağustos ayında kısa bir süre için olduğu ortaya çıktı. veya Eylül ayında sınırı 11,5 km'ye çıkar. Daha sonra eylül ayından aralık ayına kadar olan dönemde hızla azalır ve en düşük konumuna (7,5 km) ulaşır, ardından yüksekliği Mart ayına kadar neredeyse hiç değişmeden kalır. Onlar. Troposfer en kalın noktasına yazın, en ince noktasına ise kışın ulaşır.

Tropopozun yüksekliğinde mevsimsel dalgalanmaların yanı sıra günlük dalgalanmaların da olduğunu belirtmekte fayda var. Ayrıca konumu siklonlardan ve antisiklonlardan etkilenir: ilkinde düşer çünkü İçlerindeki basınç çevredeki havaya göre daha düşüktür ve ikincisi buna göre yükselir.

Troposfer, dünyadaki havanın toplam kütlesinin %90'ını ve toplam su buharının 9/10'unu içerir. Burada türbülans oldukça gelişmiştir, özellikle yüzeye yakın ve en yüksek katmanlarda, her düzeyde bulutlar gelişir, siklonlar ve antisiklonlar oluşur. Ve Dünya yüzeyinden yansıyan güneş ışığının sera gazlarının (karbondioksit, metan, su buharı) birikmesi nedeniyle sera etkisi gelişir.

Sera etkisi, troposferdeki hava sıcaklığının yükseklikle azalmasıyla ilişkilidir (çünkü ısınan Dünya, yüzey katmanlarına daha fazla ısı verir). Ortalama dikey eğim 0,65°/100 m'dir (yani, her 100 metrelik yükselişte hava sıcaklığı 0,65° C azalır). Yani, eğer Dünya'nın ekvatora yakın yüzeyinde yıllık ortalama hava sıcaklığı +26° ise, üst sınırda -70°'dir. Kuzey Kutbu'nun üzerindeki tropopoz bölgesinde sıcaklık yıl boyunca yazın -45°'den kışın -65°'ye kadar değişir.

Yükseklik arttıkça hava basıncı da azalır ve troposferin üst sınırındaki yüzeye yakın seviyenin yalnızca %12-20'sine tekabül eder.

Troposferin sınırında ve stratosferin üstündeki katmanda 1-2 km kalınlığında bir tropopoz tabakası bulunur. Tropopozun alt sınırları genellikle dikey eğimin 0,2°/100 m'ye düştüğü, troposferin alttaki bölgelerinde ise 0,65°/100 m'ye düştüğü bir hava tabakası olarak alınır.

Tropopozda, Dünya'nın kendi ekseni etrafında dönmesinin ve güneş ışınımının katılımıyla atmosferin ısınmasının etkisi altında oluşan, yüksek irtifa jet akımları veya "jet akımları" adı verilen, kesin olarak tanımlanmış bir yönde hava akışları gözlenir. . Önemli sıcaklık farklılıkları olan bölgelerin sınırlarında akıntılar gözlenir. Bu akımların birkaç lokalizasyon merkezi vardır, örneğin arktik, subtropikal, subpolar ve diğerleri. Jet akışlarının lokalizasyonunun bilgisi meteoroloji ve havacılık için çok önemlidir: ilki akışları daha doğru hava tahmini için kullanır, ikincisi ise uçak uçuş rotalarını oluşturmak için kullanır, çünkü Akışların sınırlarında, bu yüksekliklerde bulutların bulunmaması nedeniyle "açık gökyüzü türbülansı" adı verilen, küçük girdaplara benzeyen güçlü türbülanslı girdaplar vardır.

Yüksek irtifa jet akımlarının etkisi altında tropopozda sıklıkla kırılmalar oluşur ve bazen tamamen kaybolur, ancak daha sonra yeniden oluşur. Bu, özellikle güçlü bir subtropikal yüksek irtifa akımının hakim olduğu subtropikal enlemlerde sıklıkla görülür. Ayrıca ortam hava sıcaklığındaki tropopoz katmanlarının farklılığı da boşlukların oluşmasına neden olur. Örneğin, sıcak ve düşük kutupsal tropopoz ile tropik enlemlerin yüksek ve soğuk tropopozu arasında büyük bir boşluk vardır. Son zamanlarda, önceki iki katmanla (kutupsal ve tropikal) süreksizlikleri olan ılıman enlemlerin tropopoz katmanı da ortaya çıktı.

Dünya atmosferinin ikinci katmanı stratosferdir. Stratosfer kabaca 2 bölgeye ayrılabilir. Bunlardan ilki, 25 km yüksekliğe kadar uzanan, belirli bir alandaki troposferin üst katmanlarının sıcaklıklarına eşit olan neredeyse sabit sıcaklıklarla karakterize edilir. İkinci bölge veya inversiyon bölgesi, hava sıcaklığının yaklaşık 40 km yüksekliğe kadar artmasıyla karakterize edilir. Bu, güneş ultraviyole radyasyonunun oksijen ve ozon tarafından emilmesi nedeniyle oluşur. Stratosferin üst kısmında bu ısınma sayesinde sıcaklık çoğu zaman pozitiftir, hatta yüzey havasının sıcaklığıyla karşılaştırılabilir düzeydedir.

İnversiyon bölgesinin üzerinde, stratopoz adı verilen ve stratosfer ile mezosfer arasındaki sınır olan sabit sıcaklıkların olduğu bir katman vardır. Kalınlığı 15 km'ye ulaşır.

Troposferin aksine, stratosferde türbülanslı rahatsızlıklar nadirdir, ancak kutuplara bakan ılıman enlemlerin sınırları boyunca dar bölgelerde esen güçlü yatay rüzgarlar veya jet akımları vardır. Bu bölgelerin konumu sabit değildir: yer değiştirebilir, genişleyebilir ve hatta tamamen ortadan kaybolabilirler. Çoğu zaman jet akımları troposferin üst katmanlarına nüfuz eder veya tersine troposferden gelen hava kütleleri stratosferin alt katmanlarına nüfuz eder. Hava kütlelerinin bu şekilde karışması özellikle atmosferik cephelerin olduğu bölgelerde tipiktir.

Stratosferde çok az su buharı bulunur. Buradaki hava çok kuru ve bu nedenle çok az bulut oluşuyor. Sadece 20-25 km rakımlarda ve yüksek enlemlerde aşırı soğumuş su damlacıklarından oluşan çok ince sedefli bulutları fark edebilirsiniz. Gün boyunca bu bulutlar görünmez, ancak karanlığın başlamasıyla birlikte, ufkun altına batmış olan Güneş'in onları aydınlatması nedeniyle parlıyor gibi görünüyorlar.

Alt stratosferde aynı rakımlarda (20-25 km), ultraviyole güneş ışınımının etkisi altında oluşan, en yüksek ozon içeriğine sahip alan olan ozon tabakası vardır (bunun hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz) sayfadaki işlem). Ozon tabakası veya ozonosfer, dalga boyu 290 nm'ye kadar olan ölümcül ultraviyole ışınları emerek karada yaşayan tüm organizmaların yaşamını sürdürmek için son derece önemlidir. Bu nedenle canlılar ozon tabakasının üzerinde yaşamazlar; o, yaşamın Dünya üzerindeki dağılımının üst sınırıdır.

Ozonun etkisi altında manyetik alanlar da değişir, atomlar parçalanır, moleküller parçalanır, iyonlaşma meydana gelir, yeni gazlar ve diğer kimyasal bileşiklerin oluşumu meydana gelir.

Stratosferin üzerinde yer alan atmosfer katmanına mezosfer denir. Güçlü türbülansa yol açan ortalama 0,25-0,3°/100 m dikey eğimle hava sıcaklığının yükseklikle azalmasıyla karakterize edilir. Mezosferin üst sınırlarında, mezopoz adı verilen bölgede, -138°C'ye kadar düşen sıcaklıklar kaydedildi; bu, tüm Dünya atmosferi için mutlak minimum sıcaklıktır.

Burada, mezopozun içinde, X-ışınının ve Güneş'ten gelen kısa dalga ultraviyole radyasyonun aktif olarak emildiği bölgenin alt sınırı yatıyor. Bu enerji sürecine radyant ısı transferi denir. Sonuç olarak gaz ısıtılır ve iyonize edilir, bu da atmosferin parlamasına neden olur.

Mezosferin üst sınırlarında 75-90 km yükseklikte, gezegenin kutup bölgelerinde geniş alanları işgal eden özel bulutlar kaydedildi. Bu bulutlara, güneş ışığının bu bulutları oluşturan buz kristallerinden yansıması nedeniyle alacakaranlıkta parlamaları nedeniyle gece parlayan denir.

Mezopozdaki hava basıncı, dünya yüzeyindeki basınçtan 200 kat daha azdır. Bu, atmosferdeki havanın neredeyse tamamının 3 alt katmanda yoğunlaştığını gösteriyor: troposfer, stratosfer ve mezosfer. Üstteki katmanlar, termosfer ve ekzosfer, tüm atmosferin kütlesinin yalnızca %0,05'ini oluşturur.

Termosfer, Dünya yüzeyinden 90 ila 800 km yükseklikte bulunur.

Termosfer, hava sıcaklığının 2500°C'ye ulaşabildiği 200-300 km yüksekliğe kadar sürekli artmasıyla karakterize edilir. Sıcaklık, Güneş'ten gelen X ışınlarının ve kısa dalga boylu ultraviyole radyasyonun gaz molekülleri tarafından emilmesi nedeniyle yükselir. Deniz seviyesinden 300 km'nin üzerinde sıcaklık artışı durur.

Sıcaklığın artmasıyla eş zamanlı olarak çevredeki havanın basıncı ve dolayısıyla yoğunluğu azalır. Dolayısıyla, termosferin alt sınırlarında yoğunluk 1,8 × 10 -8 g/cm3 ise, üst sınırlarda zaten 1,8 × 10 -15 g/cm3'tür, bu da yaklaşık olarak 10 milyon - 1 milyar parçacığa karşılık gelir. 1 cm3 başına.

Havanın bileşimi, sıcaklığı, yoğunluğu gibi termosferin tüm özellikleri güçlü dalgalanmalara maruz kalır: coğrafi konuma, yılın mevsimine ve günün saatine bağlı olarak. Termosferin üst sınırının yeri bile değişir.

Atmosferin en üst katmanına ekzosfer veya saçılma katmanı denir. Alt limiti çok geniş sınırlar içerisinde sürekli değişiyor; Ortalama yükseklik 690-800 km olarak alınır. Moleküller arası veya atomlar arası çarpışma olasılığının ihmal edilebileceği bir yere kurulur; Kaotik bir şekilde hareket eden bir molekülün, benzer başka bir molekülle çarpışmadan önce kat edeceği ortalama mesafe (serbest yol olarak adlandırılır) o kadar büyük olacaktır ki, gerçekte moleküller sıfıra yakın bir olasılıkla çarpışmayacaktır. Açıklanan olgunun meydana geldiği katmana termal duraklama denir.

Ekzosferin üst sınırı 2-3 bin km yükseklikte yer almaktadır. Oldukça bulanık ve yavaş yavaş yakın uzay boşluğuna dönüşüyor. Bazen, bu nedenle, ekzosfer, dış uzayın bir parçası olarak kabul edilir ve üst sınırı, güneş radyasyonu basıncının hidrojen atomlarının hızı üzerindeki etkisinin, hidrojen atomlarının yerçekimsel çekiciliğini aştığı 190 bin km'lik bir yükseklik olarak alınır. Toprak. Bu sözde hidrojen atomlarından oluşan dünyanın tacı. Dünyanın koronasının yoğunluğu çok küçüktür: santimetre küp başına yalnızca 1000 parçacık, ancak bu sayı gezegenler arası uzaydaki parçacıkların konsantrasyonundan 10 kat daha fazladır.

Ekzosferdeki havanın aşırı seyrekleşmesi nedeniyle parçacıklar, birbirleriyle çarpışmadan eliptik yörüngelerde Dünya'nın etrafında hareket ederler. Bazıları kozmik hızlarda (hidrojen ve helyum atomları) açık veya hiperbolik yörüngeler boyunca hareket ederek atmosferi terk eder ve uzaya gider, bu nedenle ekzosfere saçılma küresi denir.

- Dünya ile birlikte dönen dünyanın hava kabuğu. Atmosferin üst sınırı geleneksel olarak 150-200 km rakımlarda çizilir. Alt sınır Dünya'nın yüzeyidir.

Atmosfer havası bir gaz karışımıdır. Havanın yüzey katmanındaki hacminin büyük bir kısmı nitrojen (%78) ve oksijenden (%21) oluşur. Ayrıca havada inert gazlar (argon, helyum, neon vb.), karbondioksit (0,03), su buharı ve çeşitli katı parçacıklar (toz, kurum, tuz kristalleri) bulunur.

Hava renksizdir ve gökyüzünün rengi ışık dalgalarının saçılma özellikleriyle açıklanmaktadır.

Atmosfer birkaç katmandan oluşur: troposfer, stratosfer, mezosfer ve termosfer.

Havanın alt katmanına denir troposfer. Farklı enlemlerde gücü aynı değildir. Troposfer gezegenin şeklini takip eder ve Dünya ile birlikte eksenel dönüşe katılır. Ekvatorda atmosferin kalınlığı 10 ila 20 km arasında değişmektedir. Ekvatorda daha büyük, kutuplarda ise daha azdır. Troposfer, maksimum hava yoğunluğu ile karakterize edilir; tüm atmosferin kütlesinin 4/5'i burada yoğunlaşmıştır. Troposfer hava koşullarını belirler: Burada çeşitli hava kütleleri oluşur, bulutlar ve yağışlar oluşur, yoğun yatay ve dikey hava hareketi meydana gelir.

Troposferin üstünde, 50 km yüksekliğe kadar bulunur stratosfer. Daha düşük hava yoğunluğu ile karakterize edilir ve su buharı içermez. Stratosferin alt kısmında yaklaşık 25 km yükseklikte. organizmalar için ölümcül olan ultraviyole radyasyonu emen, yüksek ozon konsantrasyonuna sahip bir atmosfer tabakası olan bir “ozon perdesi” vardır.

50 ila 80-90 km yükseklikte uzanır mezosfer. Yükseklik arttıkça sıcaklık ortalama (0,25-0,3)°/100 m dikey eğimle düşer ve hava yoğunluğu azalır. Ana enerji süreci radyant ısı transferidir. Atmosferdeki ışıltı, radikalleri ve titreşimle uyarılan molekülleri içeren karmaşık fotokimyasal işlemlerden kaynaklanır.

Termosfer 80-90 ila 800 km yükseklikte bulunur. Buradaki hava yoğunluğu minimum düzeydedir ve hava iyonizasyon derecesi çok yüksektir. Sıcaklık Güneş'in aktivitesine bağlı olarak değişir. Çok sayıda yüklü parçacık nedeniyle burada auroralar ve manyetik fırtınalar gözlemleniyor.

Atmosfer, Dünya'nın doğası açısından büyük önem taşımaktadır. Oksijen olmadan canlı organizmalar nefes alamaz. Ozon tabakası tüm canlıları zararlı ultraviyole ışınlarından korur. Atmosfer sıcaklık dalgalanmalarını yumuşatır: Dünya'nın yüzeyi geceleri aşırı soğumaz ve gündüzleri aşırı ısınmaz. Yoğun atmosferik hava katmanlarında, meteorlar gezegenin yüzeyine ulaşmadan önce dikenlerden yanıyor.

Atmosfer dünyanın tüm katmanlarıyla etkileşim halindedir. Onun yardımıyla okyanus ve kara arasında ısı ve nem alışverişi yapılır. Atmosfer olmasaydı bulutlar, yağışlar ve rüzgarlar olmazdı.

İnsan ekonomik faaliyetlerinin atmosfer üzerinde önemli olumsuz etkileri vardır. Karbon monoksit (CO2) konsantrasyonunun artmasına neden olan atmosferik hava kirliliği meydana gelir. Bu da küresel ısınmaya katkıda bulunuyor ve “sera etkisini” artırıyor. Dünyanın ozon tabakası endüstriyel atıklar ve ulaşım nedeniyle yok oluyor.

Atmosferin korunmaya ihtiyacı var. Gelişmiş ülkelerde atmosferik havanın kirlilikten korunmasına yönelik bir dizi önlem hayata geçiriliyor.

Hala sorularınız mı var? Atmosfer hakkında daha fazla bilgi edinmek ister misiniz?
Bir öğretmenden yardım almak için kaydolun.

web sitesi, materyalin tamamını veya bir kısmını kopyalarken kaynağa bir bağlantı gereklidir.

Atmosfer (eski Yunanca ἀτμός - buhar ve σφαῖρα - top) Dünya gezegenini çevreleyen bir gaz kabuğudur (jeosfer). İç yüzeyi hidrosferi ve kısmen yer kabuğunu kaplarken, dış yüzeyi dış uzayın Dünya'ya yakın kısmını sınırlar.

Atmosferi inceleyen fizik ve kimya dallarına genellikle atmosfer fiziği denir. Atmosfer, Dünya yüzeyindeki hava durumunu belirler, meteoroloji hava durumunu inceler ve klimatoloji uzun vadeli iklim değişiklikleriyle ilgilenir.

Fiziki ozellikleri

Atmosferin kalınlığı Dünya yüzeyinden itibaren yaklaşık 120 km kadardır. Atmosferdeki toplam hava kütlesi (5,1-5,3) 1018 kg'dır. Bunlardan kuru havanın kütlesi (5,1352 ± 0,0003) 1018 kg, su buharının toplam kütlesi ise ortalama 1,27 1016 kg'dır.

Temiz kuru havanın molar kütlesi 28.966 g/mol, deniz yüzeyindeki havanın yoğunluğu ise yaklaşık 1.2 kg/m3'tür. 0 °C'de deniz seviyesindeki basınç 101.325 kPa'dır; kritik sıcaklık - −140,7 °C (~132,4 K); kritik basınç - 3,7 MPa; 0 °C'de Cp - 1,0048·103 J/(kg·K), Cv - 0,7159·103 J/(kg·K) (0 °C'de). Havanın sudaki çözünürlüğü (kütle olarak) 0 °C - %0,0036, 25 °C - %0,0023'te.

Dünya yüzeyinde şu durumlar “normal koşullar” olarak kabul edilir: yoğunluk 1,2 kg/m3, barometrik basınç 101,35 kPa, sıcaklık artı 20 °C ve bağıl nem %50. Bu koşullu göstergelerin tamamen mühendislik önemi vardır.

Kimyasal bileşim

Dünya'nın atmosferi, volkanik patlamalar sırasında gazların salınması sonucu ortaya çıktı. Okyanusların ve biyosferin gelişiyle birlikte su, bitkiler, hayvanlar ve bunların toprak ve bataklıklardaki ayrışma ürünleri ile gaz değişimi nedeniyle oluşmuştur.

Şu anda, Dünya'nın atmosferi esas olarak gazlardan ve çeşitli yabancı maddelerden (toz, su damlacıkları, buz kristalleri, deniz tuzları, yanma ürünleri) oluşmaktadır.

Atmosferi oluşturan gazların konsantrasyonu, su (H2O) ve karbondioksit (CO2) dışında hemen hemen sabittir.

Kuru havanın bileşimi

Azot
Oksijen
Argon
su
Karbon dioksit
Neon
Helyum
Metan
Kripton
Hidrojen
Ksenon
nitröz oksit

Tabloda belirtilen gazlara ek olarak atmosferde SO2, NH3, CO, ozon, hidrokarbonlar, HCl, HF, Hg buharı, I2, NO ve diğer birçok gaz küçük miktarlarda bulunur. Troposfer sürekli olarak büyük miktarda askıda kalan katı ve sıvı parçacıklar (aerosol) içerir.

Atmosferin yapısı

Troposfer

Üst sınırı kutuplarda 8-10 km, ılıman enlemlerde 10-12 km ve tropikal enlemlerde 16-18 km yükseklikte; kışın yaza göre daha düşüktür. Atmosferin alt ana katmanı, atmosferik havanın toplam kütlesinin %80'inden fazlasını ve atmosferde bulunan toplam su buharının yaklaşık %90'ını içerir. Troposferde türbülans ve konveksiyon oldukça gelişmiştir, bulutlar oluşur, siklonlar ve antisiklonlar gelişir. Yükseklik arttıkça sıcaklık ortalama 0,65°/100 m dikey eğimle azalır

Tropopoz

Troposferden stratosfere geçiş katmanı, atmosferin yükseklikle birlikte sıcaklık düşüşünün durduğu bir katman.

Stratosfer

Atmosferin 11 ila 50 km yükseklikte bulunan katmanı. 11-25 km'lik katmanda (stratosferin alt katmanı) sıcaklıkta hafif bir değişiklik ve 25-40 km'lik katmanda sıcaklığın -56,5'ten 0,8 ° C'ye (stratosferin üst katmanı veya inversiyon bölgesi) artmasıyla karakterize edilir. . Yaklaşık 40 km yükseklikte yaklaşık 273 K (neredeyse 0 °C) değerine ulaşan sıcaklık, yaklaşık 55 km yüksekliğe kadar sabit kalır. Sabit sıcaklıktaki bu bölgeye stratopoz adı verilir ve stratosfer ile mezosfer arasındaki sınırdır.

Stratopoz

Atmosferin stratosfer ile mezosfer arasındaki sınır tabakası. Dikey sıcaklık dağılımında bir maksimum (yaklaşık 0 °C) vardır.

Mezosfer

Mezosfer 50 km yükseklikte başlar ve 80-90 km'ye kadar uzanır. Sıcaklık yükseklikle birlikte ortalama (0,25-0,3)°/100 m'lik dikey eğimle azalır. Ana enerji süreci radyant ısı transferidir. Serbest radikalleri, titreşimle uyarılan molekülleri vb. içeren karmaşık fotokimyasal süreçler atmosferik lüminesansa neden olur.

Mezopoz

Mezosfer ve termosfer arasındaki geçiş tabakası. Dikey sıcaklık dağılımında bir minimum vardır (yaklaşık -90 °C).

Karman Hattı

Geleneksel olarak Dünya atmosferi ile uzay arasındaki sınır olarak kabul edilen deniz seviyesinden yükseklik. FAI tanımına göre Karman hattı deniz seviyesinden 100 km yükseklikte yer almaktadır.

Dünya atmosferinin sınırı

Termosfer

Üst sınır yaklaşık 800 km'dir. Sıcaklık 200-300 km yüksekliğe kadar yükselir, burada 1500 K mertebesindeki değerlere ulaşır, daha sonra yüksek rakımlara kadar neredeyse sabit kalır. Ultraviyole ve x-ışını güneş radyasyonunun ve kozmik radyasyonun etkisi altında, havanın iyonlaşması (“auroras”) meydana gelir - iyonosferin ana bölgeleri termosferin içinde bulunur. 300 km'nin üzerindeki rakımlarda atomik oksijen hakimdir. Termosferin üst sınırı büyük ölçüde Güneş'in mevcut aktivitesi tarafından belirlenir. Faaliyetin düşük olduğu dönemlerde - örneğin 2008-2009'da - bu katmanın boyutunda gözle görülür bir azalma olur.

Termopause

Atmosferin termosfere bitişik bölgesi. Bu bölgede güneş ışınımının emilimi ihmal edilebilir düzeydedir ve sıcaklık gerçekte yükseklikle değişmez.

Ekzosfer (saçılma küresi)

Ekzosfer, termosferin dış kısmı olan ve 700 km'nin üzerinde bulunan bir dağılım bölgesidir. Ekzosferdeki gaz çok nadirdir ve parçacıkları buradan gezegenler arası uzaya sızar (dağılım).

100 km yüksekliğe kadar atmosfer homojen, iyi karışmış bir gaz karışımıdır. Daha yüksek katmanlarda, gazların yüksekliğe göre dağılımı molekül ağırlıklarına bağlıdır; daha ağır gazların konsantrasyonu, Dünya yüzeyinden uzaklaştıkça daha hızlı azalır. Gaz yoğunluğunun azalması nedeniyle sıcaklık stratosferde 0 °C'den mezosferde -110 °C'ye düşer. Bununla birlikte, 200-250 km yükseklikteki bireysel parçacıkların kinetik enerjisi, ~150 °C sıcaklığa karşılık gelir. 200 km'nin üzerinde zaman ve mekanda sıcaklık ve gaz yoğunluğunda önemli dalgalanmalar gözlemleniyor.

Yaklaşık 2000-3500 km yükseklikte, ekzosfer yavaş yavaş, esas olarak hidrojen atomları olmak üzere, gezegenler arası gazın oldukça nadir parçacıklarıyla dolu olan sözde yakın uzay boşluğuna dönüşür. Ancak bu gaz gezegenler arası maddenin yalnızca bir kısmını temsil ediyor. Diğer kısım kuyruklu yıldız ve meteor kökenli toz parçacıklarından oluşur. Son derece inceltilmiş toz parçacıklarına ek olarak, güneş ve galaktik kökenli elektromanyetik ve korpüsküler radyasyon bu boşluğa nüfuz eder.

Troposfer, atmosferin kütlesinin yaklaşık% 80'ini, stratosfer - yaklaşık% 20'sini oluşturur; mezosferin kütlesi% 0,3'ten fazla değildir, termosfer ise atmosferin toplam kütlesinin% 0,05'inden azdır. Atmosferdeki elektriksel özelliklere göre nötronosfer ve iyonosfer birbirinden ayrılır. Şu anda atmosferin 2000-3000 km yüksekliğe kadar uzandığına inanılıyor.

Atmosferdeki gazın bileşimine bağlı olarak homosfer ve heterosfer ayırt edilir. Heterosfer, yerçekiminin gazların ayrılmasını etkilediği bir alandır, çünkü bu yükseklikte gazların karışması ihmal edilebilir düzeydedir. Bu, heterosferin değişken bir bileşimini ima eder. Bunun altında atmosferin homojen ve iyi karışmış bir kısmı olan homosfer bulunur. Bu katmanlar arasındaki sınıra turbopause denir; yaklaşık 120 km yükseklikte bulunur.

Atmosferin diğer özellikleri ve insan vücudu üzerindeki etkileri

Zaten deniz seviyesinden 5 km yükseklikte, eğitimsiz bir kişi oksijen açlığı yaşamaya başlar ve uyum sağlamadan kişinin performansı önemli ölçüde azalır. Atmosferin fizyolojik bölgesi burada bitiyor. Yaklaşık 115 km'ye kadar atmosferde oksijen bulunmasına rağmen, 9 km yükseklikte insanın nefes alması imkansız hale gelir.

Atmosfer bize nefes almamız için gerekli olan oksijeni sağlar. Ancak atmosferin toplam basıncının düşmesi nedeniyle yükseklere çıkıldıkça oksijenin kısmi basıncı da buna bağlı olarak azalır.

İnsan akciğerleri sürekli olarak yaklaşık 3 litre alveoler hava içerir. Normal atmosfer basıncında alveoler havadaki kısmi oksijen basıncı 110 mmHg'dir. Art., karbondioksit basıncı - 40 mm Hg. Sanat ve su buharı - 47 mm Hg. Sanat. Yükseklik arttıkça oksijen basıncı düşer ve akciğerlerdeki su ve karbondioksitin toplam buhar basıncı neredeyse sabit kalır - yaklaşık 87 mm Hg. Sanat. Ortam hava basıncı bu değere eşitlendiğinde akciğerlere oksijen verilmesi tamamen duracaktır.

Yaklaşık 19-20 km yükseklikte atmosfer basıncı 47 mm Hg'ye düşer. Sanat. Dolayısıyla bu yükseklikte insan vücudunda su ve dokulararası sıvı kaynamaya başlar. Bu irtifalarda basınçlı kabinin dışında ölüm neredeyse anında meydana gelir. Dolayısıyla insan fizyolojisi açısından “uzay” zaten 15-19 km yükseklikte başlıyor.

Yoğun hava katmanları - troposfer ve stratosfer - bizi radyasyonun zararlı etkilerinden korur. Havanın yeterli miktarda seyreltilmesiyle, 36 km'den daha yüksek rakımlarda iyonlaştırıcı radyasyon - birincil kozmik ışınlar - vücut üzerinde yoğun bir etkiye sahiptir; 40 km'nin üzerindeki rakımlarda güneş spektrumunun ultraviyole kısmı insanlar için tehlikelidir.

Dünya yüzeyinden daha yükseğe çıktıkça, atmosferin alt katmanlarında gözlenen ses yayılımı, aerodinamik kaldırma ve sürükleme, konveksiyon yoluyla ısı transferi vb. gibi tanıdık olaylar yavaş yavaş zayıflar ve sonra tamamen kaybolur.

Seyreltilmiş hava katmanlarında sesin yayılması imkansızdır. 60-90 km irtifalara kadar kontrollü aerodinamik uçuş için hava direncini ve kaldırma kuvvetini kullanmak hâlâ mümkündür. Ancak 100-130 km'lik irtifalardan başlayarak, her pilotun aşina olduğu M numarası ve ses bariyeri kavramları anlamını yitiriyor: arkasında yalnızca balistik uçuş bölgesinin başladığı geleneksel Karman hattı yatıyor. reaktif kuvvetler kullanılarak kontrol edilebilir.

100 km'nin üzerindeki rakımlarda, atmosfer başka bir dikkat çekici özellikten yoksun kalır - termal enerjiyi konveksiyon yoluyla (yani havayı karıştırarak) emme, iletme ve iletme yeteneği. Bu, yörüngesel uzay istasyonundaki çeşitli ekipman elemanlarının, genellikle uçakta yapıldığı gibi, hava jetleri ve hava radyatörleri yardımıyla dışarıdan soğutulamayacağı anlamına gelir. Bu yükseklikte, genel olarak uzayda olduğu gibi, ısıyı aktarmanın tek yolu termal radyasyondur.

Atmosfer oluşumunun tarihi

En yaygın teoriye göre, Dünya'nın atmosferi zaman içinde üç farklı bileşime sahip olmuştur. Başlangıçta gezegenler arası uzaydan yakalanan hafif gazlardan (hidrojen ve helyum) oluşuyordu. Bu sözde birincil atmosferdir (yaklaşık dört milyar yıl önce). Bir sonraki aşamada aktif volkanik aktivite, atmosferin hidrojen dışındaki gazlarla (karbon dioksit, amonyak, su buharı) doymasına neden oldu. İkincil atmosfer (günümüzden yaklaşık üç milyar yıl önce) bu şekilde oluşmuştur. Bu atmosfer onarıcıydı. Ayrıca, atmosfer oluşum süreci aşağıdaki faktörlerle belirlendi:

  • hafif gazların (hidrojen ve helyum) gezegenler arası uzaya sızması;
  • ultraviyole radyasyon, yıldırım deşarjı ve diğer bazı faktörlerin etkisi altında atmosferde meydana gelen kimyasal reaksiyonlar.

Yavaş yavaş, bu faktörler çok daha az hidrojen ve çok daha fazla nitrojen ve karbondioksit (amonyak ve hidrokarbonlardan kaynaklanan kimyasal reaksiyonlar sonucu oluşan) ile karakterize edilen üçüncül bir atmosferin oluşmasına yol açtı.

Azot

Büyük miktarda nitrojen N2'nin oluşumu, amonyak-hidrojen atmosferinin, 3 milyar yıl önce başlayan fotosentez sonucu gezegenin yüzeyinden gelmeye başlayan moleküler oksijen O2 tarafından oksidasyonundan kaynaklanmaktadır. Nitratların ve diğer nitrojen içeren bileşiklerin denitrifikasyonu sonucu atmosfere nitrojen N2 de salınır. Azot, üst atmosferde ozon tarafından NO'ya oksitlenir.

Azot N2 yalnızca belirli koşullar altında (örneğin, yıldırım düşmesi sırasında) reaksiyona girer. Elektrik deşarjları sırasında moleküler nitrojenin ozon tarafından oksidasyonu, nitrojenli gübrelerin endüstriyel üretiminde küçük miktarlarda kullanılır. Baklagiller adı verilen bitkilerle rizobiyal simbiyoz oluşturan siyanobakteriler (mavi-yeşil algler) ve nodül bakterileri, onu düşük enerji tüketimi ile oksitleyebilir ve biyolojik olarak aktif bir forma dönüştürebilir. yeşil gübre.

Oksijen

Oksijenin salınması ve karbondioksitin emilmesiyle birlikte fotosentez sonucunda canlı organizmaların Dünya'da ortaya çıkmasıyla atmosferin bileşimi kökten değişmeye başladı. Başlangıçta oksijen, indirgenmiş bileşiklerin (amonyak, hidrokarbonlar, okyanuslarda bulunan demirin demir formu vb.) oksidasyonu için harcandı. Bu aşamanın sonunda, atmosferdeki oksijen içeriği artmaya başladı. Yavaş yavaş oksitleyici özelliklere sahip modern bir atmosfer oluştu. Bu durum atmosferde, litosferde ve biyosferde meydana gelen birçok süreçte ciddi ve ani değişikliklere neden olduğundan bu olaya Oksijen Felaketi adı verilmiştir.

Fanerozoik sırasında atmosferin bileşimi ve oksijen içeriği değişikliklere uğradı. Bunlar öncelikle organik tortunun birikme hızıyla ilişkilidir. Böylece, kömürün biriktiği dönemlerde atmosferdeki oksijen içeriği, görünüşe göre, modern seviyeyi önemli ölçüde aştı.

Karbon dioksit

Atmosferdeki CO2 içeriği, dünyanın kabuklarındaki volkanik aktiviteye ve kimyasal süreçlere bağlıdır, ancak hepsinden önemlisi, Dünya'nın biyosferindeki organik maddenin biyosentezi ve ayrışmasının yoğunluğuna bağlıdır. Gezegenin mevcut biyokütlesinin neredeyse tamamı (yaklaşık 2,4 1012 ton), atmosferik havada bulunan karbondioksit, nitrojen ve su buharından oluşuyor. Okyanuslarda, bataklıklarda ve ormanlarda gömülü olan organik maddeler kömür, petrol ve doğalgaza dönüşüyor.

soy gazlar

Soy gazların kaynağı - argon, helyum ve kripton - volkanik patlamalar ve radyoaktif elementlerin bozunmasıdır. Genel olarak Dünya ve özel olarak atmosfer, uzaya kıyasla inert gazlardan yoksundur. Bunun nedeninin gazların gezegenler arası uzaya sürekli sızmasında yattığına inanılıyor.

Hava kirliliği

Son zamanlarda insanlar atmosferin evrimini etkilemeye başladı. Faaliyetlerinin sonucu, önceki jeolojik çağlarda biriken hidrokarbon yakıtların yanması nedeniyle atmosferdeki karbondioksit içeriğinde sürekli bir artış oldu. Fotosentez sırasında büyük miktarlarda CO2 tüketilir ve dünya okyanusları tarafından emilir. Bu gaz, karbonat kayalarının ve bitki ve hayvan kökenli organik maddelerin ayrışmasının yanı sıra volkanizma ve insan endüstriyel faaliyeti nedeniyle atmosfere girmektedir. Geçtiğimiz 100 yılda atmosferdeki CO2 içeriği %10 arttı ve büyük kısmı (360 milyar ton) yakıtların yanmasından kaynaklandı. Yakıt yanma hızındaki artış devam ederse, önümüzdeki 200-300 yıl içinde atmosferdeki CO2 miktarı iki katına çıkacak ve küresel iklim değişikliğine yol açabilecektir.

Yakıtın yanması kirletici gazların (CO, NO, SO2) ana kaynağıdır. Kükürt dioksit, atmosferin üst katmanlarında atmosferik oksijen tarafından SO3'e ve nitrojen oksit NO2'ye oksitlenir, bunlar da su buharı ile etkileşime girer ve ortaya çıkan sülfürik asit H2SO4 ve nitrik asit HNO3, Dünya yüzeyine düşer. sözde şekli. asit yağmuru. İçten yanmalı motorların kullanımı nitrojen oksitler, hidrokarbonlar ve kurşun bileşikleri (tetraetil kurşun) Pb(CH3CH2)4 ile önemli miktarda atmosferik kirliliğe yol açar.

Atmosferdeki aerosol kirliliği hem doğal nedenlerden (volkanik patlamalar, toz fırtınaları, deniz suyu damlalarının ve bitki polenlerinin sürüklenmesi vb.) hem de insani ekonomik faaliyetlerden (madencilik cevherleri ve inşaat malzemeleri, yakıt yakma, çimento yapımı vb.) kaynaklanmaktadır. ). Partikül maddenin atmosfere yoğun ve büyük ölçekli salınımı, gezegendeki iklim değişikliğinin olası nedenlerinden biridir.

(156 kez ziyaret edildi, bugün 1 ziyaret)

Troposfer

Üst sınırı kutuplarda 8-10 km, ılıman enlemlerde 10-12 km ve tropikal enlemlerde 16-18 km yükseklikte; kışın yaza göre daha düşüktür. Atmosferin alt ana katmanı, atmosferik havanın toplam kütlesinin %80'inden fazlasını ve atmosferde bulunan toplam su buharının yaklaşık %90'ını içerir. Troposferde türbülans ve konveksiyon oldukça gelişmiştir, bulutlar oluşur, siklonlar ve antisiklonlar gelişir. Yükseklik arttıkça sıcaklık ortalama 0,65°/100 m dikey eğimle azalır

Tropopoz

Troposferden stratosfere geçiş katmanı, atmosferin yükseklikle birlikte sıcaklık düşüşünün durduğu bir katman.

Stratosfer

Atmosferin 11 ila 50 km yükseklikte bulunan katmanı. 11-25 km'lik katmanda (stratosferin alt katmanı) sıcaklıkta hafif bir değişiklik ve 25-40 km'lik katmanda sıcaklığın -56,5'ten 0,8 ° C'ye (stratosferin üst katmanı veya inversiyon bölgesi) artmasıyla karakterize edilir. . Yaklaşık 40 km yükseklikte yaklaşık 273 K (neredeyse 0 °C) değerine ulaşan sıcaklık, yaklaşık 55 km yüksekliğe kadar sabit kalır. Sabit sıcaklıktaki bu bölgeye stratopoz adı verilir ve stratosfer ile mezosfer arasındaki sınırdır.

Stratopoz

Atmosferin stratosfer ile mezosfer arasındaki sınır tabakası. Dikey sıcaklık dağılımında bir maksimum (yaklaşık 0 °C) vardır.

Mezosfer

Mezosfer 50 km yükseklikte başlar ve 80-90 km'ye kadar uzanır. Sıcaklık yükseklikle birlikte ortalama (0,25-0,3)°/100 m'lik dikey eğimle azalır. Ana enerji süreci radyant ısı transferidir. Serbest radikalleri, titreşimle uyarılan molekülleri vb. içeren karmaşık fotokimyasal süreçler atmosferik lüminesansa neden olur.

Mezopoz

Mezosfer ve termosfer arasındaki geçiş tabakası. Dikey sıcaklık dağılımında bir minimum vardır (yaklaşık -90 °C).

Karman Hattı

Geleneksel olarak Dünya atmosferi ile uzay arasındaki sınır olarak kabul edilen deniz seviyesinden yükseklik. Karman hattı deniz seviyesinden 100 km yükseklikte bulunmaktadır.

Dünya atmosferinin sınırı

Termosfer

Üst sınır yaklaşık 800 km'dir. Sıcaklık 200-300 km yüksekliğe kadar yükselir, burada 1500 K mertebesindeki değerlere ulaşır, daha sonra yüksek rakımlara kadar neredeyse sabit kalır. Ultraviyole ve x-ışını güneş radyasyonunun ve kozmik radyasyonun etkisi altında, havanın iyonlaşması (“auroras”) meydana gelir - iyonosferin ana bölgeleri termosferin içinde bulunur. 300 km'nin üzerindeki rakımlarda atomik oksijen hakimdir. Termosferin üst sınırı büyük ölçüde Güneş'in mevcut aktivitesi tarafından belirlenir. Aktivitenin düşük olduğu dönemlerde bu katmanın boyutunda gözle görülür bir azalma meydana gelir.

Termopause

Atmosferin termosfere bitişik bölgesi. Bu bölgede güneş ışınımının emilimi ihmal edilebilir düzeydedir ve sıcaklık gerçekte yükseklikle değişmez.

Ekzosfer (saçılma küresi)

120 km yüksekliğe kadar atmosferik katmanlar

Ekzosfer, termosferin dış kısmı olan ve 700 km'nin üzerinde bulunan bir dağılım bölgesidir. Ekzosferdeki gaz çok nadirdir ve parçacıkları buradan gezegenler arası uzaya sızar (dağılım).

100 km yüksekliğe kadar atmosfer homojen, iyi karışmış bir gaz karışımıdır. Daha yüksek katmanlarda, gazların yüksekliğe göre dağılımı molekül ağırlıklarına bağlıdır; daha ağır gazların konsantrasyonu, Dünya yüzeyinden uzaklaştıkça daha hızlı azalır. Gaz yoğunluğunun azalması nedeniyle sıcaklık stratosferde 0 °C'den mezosferde -110 °C'ye düşer. Bununla birlikte, 200-250 km yükseklikteki bireysel parçacıkların kinetik enerjisi, ~150 °C sıcaklığa karşılık gelir. 200 km'nin üzerinde zaman ve mekanda sıcaklık ve gaz yoğunluğunda önemli dalgalanmalar gözlemleniyor.

Yaklaşık 2000-3500 km yükseklikte, ekzosfer yavaş yavaş, esas olarak hidrojen atomları olmak üzere, gezegenler arası gazın oldukça nadir parçacıklarıyla dolu olan sözde yakın uzay boşluğuna dönüşür. Ancak bu gaz gezegenler arası maddenin yalnızca bir kısmını temsil ediyor. Diğer kısım kuyruklu yıldız ve meteor kökenli toz parçacıklarından oluşur. Son derece inceltilmiş toz parçacıklarına ek olarak, güneş ve galaktik kökenli elektromanyetik ve korpüsküler radyasyon bu boşluğa nüfuz eder.

Troposfer, atmosferin kütlesinin yaklaşık% 80'ini, stratosfer - yaklaşık% 20'sini oluşturur; mezosferin kütlesi% 0,3'ten fazla değildir, termosfer ise atmosferin toplam kütlesinin% 0,05'inden azdır. Atmosferdeki elektriksel özelliklere göre nötronosfer ve iyonosfer birbirinden ayrılır. Şu anda atmosferin 2000-3000 km yüksekliğe kadar uzandığına inanılıyor.

Atmosferdeki gazın bileşimine bağlı olarak homosfer ve heterosfer ayırt edilir. Heterosfer, yerçekiminin gazların ayrılmasını etkilediği bir alandır, çünkü bu yükseklikte gazların karışması ihmal edilebilir düzeydedir. Bu, heterosferin değişken bir bileşimini ima eder. Bunun altında atmosferin homojen ve iyi karışmış bir kısmı olan homosfer bulunur. Bu katmanlar arasındaki sınıra turbopause denir; yaklaşık 120 km yükseklikte bulunur.



İlgili yayınlar