Височина на горната атмосфера. бяла ивица в небето

Тук ли си: Продукти за деца

АТМОСФЕРА
газова обвивка около небесното тяло. Характеристиките му зависят от размера, масата, температурата, скоростта на въртене и химичния състав на дадено небесно тяло, а също така се определят от историята на формирането му от момента на раждането му. Атмосферата на Земята се състои от смес от газове, наречена въздух. Основните му съставки са азот и кислород в съотношение приблизително 4:1. Човек се влияе главно от състоянието на долните 15-25 км от атмосферата, тъй като именно в този долен слой е концентрирана по-голямата част от въздуха. Науката, която изучава атмосферата, се нарича метеорология, въпреки че предмет на тази наука също е времето и неговото влияние върху хората. Състоянието на горните слоеве на атмосферата, разположени на височина от 60 до 300 и дори 1000 км от земната повърхност, също се променя. Тук се развиват силни ветрове, бури и се появяват невероятни електрически явления като полярните сияния. Много от тези явления са свързани с потоци от слънчева радиация, космическа радиация и магнитното поле на Земята. Високите слоеве на атмосферата също са химическа лаборатория, тъй като там при условия, близки до вакуума, някои атмосферни газове под въздействието на мощен поток от слънчева енергия влизат в химични реакции. Науката, която изучава тези взаимосвързани явления и процеси, се нарича физика на високите слоеве на атмосферата.
ОБЩА ХАРАКТЕРИСТИКА НА ЗЕМНАТА АТМОСФЕРА
Размери.Докато сондажните ракети и изкуствените спътници не изследват външните слоеве на атмосферата на разстояния, няколко пъти по-големи от радиуса на Земята, се смяташе, че докато се отдалечавате от земната повърхност, атмосферата постепенно става по-разредена и плавно преминава в междупланетното пространство . Сега е установено, че енергийните потоци от дълбоките слоеве на Слънцето проникват в космическото пространство далеч отвъд земната орбита, чак до външните граници на Слънчевата система. Този т.нар. Слънчевият вятър обикаля магнитното поле на Земята, образувайки продълговата „кухина“, в която е концентрирана земната атмосфера. Магнитното поле на Земята е забележимо стеснено от дневната страна, обърната към Слънцето, и образува дълъг език, вероятно излизащ извън орбитата на Луната, от противоположната, нощна страна. Границата на магнитното поле на Земята се нарича магнитопауза. От дневна страна тази граница минава на разстояние от около седем радиуса на Земята от повърхността, но в периоди на повишена слънчева активност е още по-близо до повърхността на Земята. Магнитопаузата е и границата на земната атмосфера, чиято външна обвивка също се нарича магнитосфера, тъй като съдържа заредени частици (йони), чието движение се дължи на земното магнитно поле. Общото тегло на атмосферните газове е приблизително 4,5*1015 тона.Така "теглото" на атмосферата на единица площ, или атмосферното налягане, е приблизително 11 тона/m2 на морското равнище.
Значение за живота.От горното следва, че Земята е отделена от междупланетното пространство с мощен защитен слой. Космосът е пронизан от мощна ултравиолетова и рентгенова радиация от Слънцето и още по-твърда космическа радиация, а тези видове радиация са пагубни за всички живи същества. Във външния край на атмосферата интензивността на радиацията е смъртоносна, но значителна част от нея се задържа от атмосферата далеч от повърхността на Земята. Поглъщането на тази радиация обяснява много свойства на високите слоеве на атмосферата и особено електрическите явления, които се случват там. Най-долният, повърхностен слой на атмосферата е особено важен за човек, който живее в точката на контакт на твърдите, течните и газообразните обвивки на Земята. Горната обвивка на "твърдата" Земя се нарича литосфера. Около 72% от повърхността на Земята е покрита от водите на океаните, които съставляват по-голямата част от хидросферата. Атмосферата граничи както с литосферата, така и с хидросферата. Човекът живее на дъното на въздушния океан и близо или над нивото на водния океан. Взаимодействието на тези океани е един от важните фактори, които определят състоянието на атмосферата.
Съединение.Долните слоеве на атмосферата се състоят от смес от газове (виж таблицата). В допълнение към изброените в таблицата, други газове също присъстват под формата на малки примеси във въздуха: озон, метан, вещества като въглероден оксид (CO), азотни и серни оксиди, амоняк.

СЪСТАВ НА АТМОСФЕРАТА

Във високите слоеве на атмосферата съставът на въздуха се променя под въздействието на силна радиация от Слънцето, което води до разпадането на кислородните молекули на атоми. Атомарният кислород е основният компонент на високите слоеве на атмосферата. И накрая, в най-отдалечените слоеве на атмосферата от повърхността на Земята, най-леките газове, водород и хелий, стават основни компоненти. Тъй като по-голямата част от материята е концентрирана в долните 30 km, промените в състава на въздуха на височини над 100 km нямат забележим ефект върху общия състав на атмосферата.
Обмен на енергия.Слънцето е основният източник на енергия, идваща на Земята. Намирайки се на разстояние от прибл. На 150 милиона км от Слънцето, Земята получава около една две милиарда от енергията, която излъчва, главно във видимата част на спектъра, която човекът нарича "светлина". По-голямата част от тази енергия се абсорбира от атмосферата и литосферата. Земята също излъчва енергия, най-вече под формата на далечна инфрачервена радиация. Така се установява баланс между енергията, получена от Слънцето, нагряването на Земята и атмосферата и обратния поток на топлинна енергия, излъчена в космоса. Механизмът на този баланс е изключително сложен. Молекулите на прах и газ разпръскват светлина, частично я отразяват в световното пространство. Облаците отразяват дори повече от входящата радиация. Част от енергията се абсорбира директно от газовите молекули, но най-вече от скалите, растителността и повърхностните води. Водната пара и въглеродният диоксид, присъстващи в атмосферата, пропускат видимата радиация, но абсорбират инфрачервената радиация. Топлинната енергия се натрупва главно в ниските слоеве на атмосферата. Подобен ефект се получава в оранжерия, когато стъклото пропуска светлина и почвата се нагрява. Тъй като стъклото е относително непрозрачно за инфрачервено лъчение, топлината се натрупва в оранжерията. Нагряването на ниските слоеве на атмосферата поради наличието на водни пари и въглероден диоксид често се нарича парников ефект. Облачността играе важна роля за запазването на топлината в ниските слоеве на атмосферата. Ако облаците се разсеят или прозрачността на въздушните маси се увеличи, температурата неизбежно ще намалее, тъй като повърхността на Земята свободно излъчва топлинна енергия в околното пространство. Водата на повърхността на Земята абсорбира слънчевата енергия и се изпарява, превръщайки се в газ - водна пара, която пренася огромно количество енергия в ниските слоеве на атмосферата. Когато водната пара кондензира и образува облаци или мъгла, тази енергия се освобождава под формата на топлина. Около половината от слънчевата енергия, достигаща земната повърхност, се изразходва за изпаряване на водата и навлиза в ниските слоеве на атмосферата. Така, поради парниковия ефект и изпарението на водата, атмосферата се затопля отдолу. Това отчасти обяснява високата активност на неговата циркулация в сравнение с циркулацията на Световния океан, който се затопля само отгоре и следователно е много по-стабилен от атмосферата.
Вижте също МЕТЕОРОЛОГИЯ И КЛИМАТОЛОГИЯ. В допълнение към общото нагряване на атмосферата от слънчевата "светлина", значително нагряване на някои от нейните слоеве се получава поради ултравиолетово и рентгеново лъчение от Слънцето. Структура. В сравнение с течностите и твърдите вещества, при газообразните вещества силата на привличане между молекулите е минимална. Тъй като разстоянието между молекулите се увеличава, газовете могат да се разширяват за неопределено време, ако нищо не им попречи. Долната граница на атмосферата е повърхността на Земята. Строго погледнато, тази бариера е непроницаема, тъй като обменът на газ се извършва между въздух и вода и дори между въздух и скали, но в този случай тези фактори могат да бъдат пренебрегнати. Тъй като атмосферата е сферична обвивка, тя няма странични граници, а само долна граница и горна (външна) граница, отворени от страната на междупланетното пространство. През външната граница изтичат някои неутрални газове, както и потокът материя от околното космическо пространство. Повечето от заредените частици, с изключение на високоенергийните космически лъчи, се улавят от магнитосферата или се отблъскват от нея. Атмосферата също се влияе от силата на гравитацията, която задържа въздушната обвивка на повърхността на Земята. Атмосферните газове се компресират от собственото си тегло. Тази компресия е максимална на долната граница на атмосферата и следователно плътността на въздуха тук е най-висока. На всяка височина над земната повърхност степента на компресия на въздуха зависи от масата на въздушния стълб над него, така че плътността на въздуха намалява с височината. Налягането, равно на масата на надлежащия въздушен стълб на единица площ, е пряко свързано с плътността и следователно също намалява с височината. Ако атмосферата беше „идеален газ“ с постоянен състав, независим от височината, постоянна температура и постоянна сила на гравитацията, действаща върху нея, тогава налягането би намаляло с коефициент 10 за всеки 20 км височина. Реалната атмосфера леко се различава от идеалния газ до около 100 км, а след това налягането намалява по-бавно с височината, тъй като съставът на въздуха се променя. Малки промени в описания модел се внасят и от намаляване на силата на гравитацията с отдалечаване от центъра на Земята, възлизащо на прибл. 3% за всеки 100 км надморска височина. За разлика от атмосферното налягане, температурата не намалява непрекъснато с надморската височина. Както е показано на фиг. 1, тя намалява до приблизително 10 km и след това започва да се покачва отново. Това се случва, когато кислородът абсорбира ултравиолетовото слънчево лъчение. В този случай се образува газ озон, чиито молекули се състоят от три кислородни атома (O3). Той също така поглъща ултравиолетова радиация и следователно този слой на атмосферата, наречен озоносфера, се нагрява. По-висока, температурата отново пада, тъй като има много по-малко газови молекули и поглъщането на енергия съответно намалява. В още по-високи слоеве температурата отново се повишава поради поглъщането на най-късата дължина на вълната ултравиолетово и рентгеново лъчение от Слънцето от атмосферата. Под въздействието на това мощно лъчение атмосферата се йонизира, т.е. Газовата молекула губи електрон и придобива положителен електрически заряд. Такива молекули се превръщат в положително заредени йони. Поради наличието на свободни електрони и йони, този слой на атмосферата придобива свойствата на електрически проводник. Смята се, че температурата продължава да се повишава до височини, където разредената атмосфера преминава в междупланетното пространство. На разстояние от няколко хиляди километра от повърхността на Земята вероятно преобладават температури от 5 000° до 10 000° C. Въпреки че молекулите и атомите имат много високи скорости на движение и следователно висока температура, този разреден газ не е „горещ“ в обичайния смисъл.. Поради оскъдния брой молекули на голяма надморска височина, тяхната обща топлинна енергия е много малка. Така атмосферата се състои от отделни слоеве (т.е. поредица от концентрични черупки или сфери), чийто избор зависи от това кое свойство представлява най-голям интерес. Въз основа на разпределението на средната температура метеоролозите са разработили схема за структурата на идеална „средна атмосфера“ (виж фиг. 1).

Тропосфера - долният слой на атмосферата, простиращ се до първия топлинен минимум (т.нар. тропопауза). Горната граница на тропосферата зависи от географската ширина (в тропиците - 18-20 km, в умерените ширини - около 10 km) и времето на годината. Националната метеорологична служба на САЩ извърши сондиране близо до Южния полюс и разкри сезонни промени във височината на тропопаузата. През март тропопаузата е на надморска височина ок. 7,5 км. От март до август или септември има стабилно охлаждане на тропосферата и нейната граница се издига за кратък период през август или септември до височина от приблизително 11,5 km. След това от септември до декември спада бързо и достига най-ниската си позиция - 7,5 km, където остава до март, като се колебае в рамките на само 0,5 km. Именно в тропосферата се формира основно времето, което определя условията за съществуване на човека. По-голямата част от атмосферната водна пара е концентрирана в тропосферата и следователно облаците се образуват главно тук, въпреки че някои от тях, състоящи се от ледени кристали, се намират и в по-високите слоеве. Тропосферата се характеризира с турбулентност и мощни въздушни течения (ветрове) и бури. В горната тропосфера има силни въздушни течения със строго определена посока. Турбулентните водовъртежи, подобно на малки водовъртежи, се образуват под въздействието на триене и динамично взаимодействие между бавно и бързо движещи се въздушни маси. Тъй като обикновено няма облачна покривка в тези високи слоеве, тази турбуленция се нарича "турбуленция на чист въздух".
Стратосфера. Горният слой на атмосферата често се описва погрешно като слой с относително постоянни температури, където ветровете духат повече или по-малко стабилно и където метеорологичните елементи се променят малко. Горните слоеве на стратосферата се нагряват, тъй като кислородът и озонът абсорбират слънчевата ултравиолетова радиация. Горната граница на стратосферата (стратопауза) се очертава там, където температурата леко се повишава, достигайки междинен максимум, който често е сравним с температурата на повърхностния въздушен слой. Въз основа на наблюдения, направени със самолети и балони, адаптирани да летят на постоянна височина, в стратосферата са установени турбулентни смущения и силни ветрове, духащи в различни посоки. Както и в тропосферата, се забелязват мощни въздушни вихри, които са особено опасни за високоскоростни самолети. Силни ветрове, наречени струйни потоци, духат в тесни зони по границите на умерените ширини, обърнати към полюсите. Тези зони обаче могат да се изместват, изчезват и да се появяват отново. Реактивните течения обикновено проникват през тропопаузата и се появяват в горната тропосфера, но скоростта им бързо намалява с намаляване на надморската височина. Възможно е част от енергията, постъпваща в стратосферата (основно изразходвана за образуването на озон), да повлияе на процесите в тропосферата. Особено активното смесване е свързано с атмосферните фронтове, където обширни потоци стратосферен въздух са регистрирани значително под тропопаузата, а тропосферният въздух е изтеглен в долните слоеве на стратосферата. Значителен напредък е постигнат в изследването на вертикалната структура на долните слоеве на атмосферата във връзка с усъвършенстването на техниката за изстрелване на радиозонди на височини 25-30 km. Мезосферата, разположена над стратосферата, е обвивка, в която до височина 80-85 km температурата пада до минимума за атмосферата като цяло. Рекордно ниски температури до -110°C бяха регистрирани от метеорологични ракети, изстреляни от американо-канадската инсталация във Форт Чърчил (Канада). Горната граница на мезосферата (мезопауза) приблизително съвпада с долната граница на зоната на активно поглъщане на рентгеновите лъчи и най-късата дължина на вълната на ултравиолетовото лъчение на Слънцето, което е придружено от нагряване и йонизация на газа. В полярните региони през лятото в мезопаузата често се появяват облачни системи, които заемат голяма площ, но имат слабо вертикално развитие. Такива облаци, светещи през нощта, често правят възможно откриването на широкомащабни вълнообразни въздушни движения в мезосферата. Съставът на тези облаци, източниците на влага и кондензационните ядра, динамиката и връзката с метеорологичните фактори са все още недостатъчно проучени. Термосферата е слой от атмосферата, в който температурата непрекъснато се повишава. Мощността му може да достигне 600 км. Налягането и следователно плътността на газа непрекъснато намаляват с височината. В близост до земната повърхност 1 m3 въздух съдържа ок. 2.5x1025 молекули, на височина от прибл. 100 km, в долните слоеве на термосферата - приблизително 1019, на височина 200 km, в йоносферата - 5 * 10 15 и, според изчисленията, на надморска височина от прибл. 850 км - приблизително 1012 молекули. В междупланетното пространство концентрацията на молекули е 10 8-10 9 на 1 m3. На височина ок. 100 км, броят на молекулите е малък и те рядко се сблъскват една с друга. Средното разстояние, изминато от произволно движеща се молекула, преди да се сблъска с друга подобна молекула, се нарича нейният среден свободен път. Слоят, в който тази стойност нараства толкова много, че вероятността от междумолекулни или междуатомни сблъсъци може да бъде пренебрегната, се намира на границата между термосферата и горната обвивка (екзосфера) и се нарича термична пауза. Термопаузата се намира на приблизително 650 км от земната повърхност. При определена температура скоростта на движение на молекулата зависи от нейната маса: по-леките молекули се движат по-бързо от тежките. В ниските слоеве на атмосферата, където свободният път е много къс, няма забележимо разделяне на газовете според молекулното им тегло, но то е изразено над 100 км. В допълнение, под въздействието на ултравиолетовото и рентгеновото лъчение на Слънцето, молекулите на кислорода се разпадат на атоми, чиято маса е половината от масата на молекулата. Следователно, докато се отдалечаваме от повърхността на Земята, атомният кислород става все по-важен в състава на атмосферата и на надморска височина от ок. 200 км става негов основен компонент. По-високо, на разстояние около 1200 км от повърхността на Земята, преобладават леките газове - хелий и водород. Те са външният слой на атмосферата. Това разделяне по тегло, наречено дифузно разделяне, наподобява разделянето на смеси с помощта на центрофуга. Екзосферата е външният слой на атмосферата, който е изолиран въз основа на промените в температурата и свойствата на неутралния газ. Молекулите и атомите в екзосферата се въртят около Земята в балистични орбити под въздействието на гравитацията. Някои от тези орбити са параболични и подобни на траекториите на снарядите. Молекулите могат да се въртят около Земята и в елиптични орбити, като сателити. Някои молекули, главно водород и хелий, имат отворени траектории и излизат в открития космос (фиг. 2).

СЛЪНЧЕВО-ЗЕМНИ ВРЪЗКИ И ТЯХНОТО ВЛИЯНИЕ ВЪРХУ АТМОСФЕРАТА
атмосферни приливи и отливи. Привличането на Слънцето и Луната предизвиква приливи и отливи в атмосферата, подобни на земните и морските. Но атмосферните приливи имат значителна разлика: атмосферата реагира най-силно на привличането на Слънцето, докато земната кора и океанът - на привличането на Луната. Това се обяснява с факта, че атмосферата се нагрява от Слънцето и в допълнение към гравитационния прилив възниква мощен термичен прилив. Като цяло механизмите на образуване на атмосферни и морски приливи са сходни, с изключение на това, че за да се предскаже реакцията на въздуха към гравитационни и топлинни ефекти, е необходимо да се вземе предвид неговата свиваемост и разпределение на температурата. Не е напълно ясно защо полудневните (12-часови) слънчеви приливи и отливи в атмосферата преобладават над дневните слънчеви и полудневните лунни приливи, въпреки че движещите сили на последните два процеса са много по-мощни. Преди това се смяташе, че в атмосферата възниква резонанс, който усилва именно трептенията с 12-часов период. Наблюденията, извършени с помощта на геофизични ракети обаче показват, че няма температурни причини за такъв резонанс. При решаването на този проблем вероятно трябва да се вземат предвид всички хидродинамични и топлинни характеристики на атмосферата. На земната повърхност близо до екватора, където влиянието на приливните колебания е максимално, то осигурява промяна на атмосферното налягане с 0,1%. Скоростта на приливните ветрове е прибл. 0,3 км/ч. Поради сложната термична структура на атмосферата (особено наличието на температурен минимум в мезопаузата), приливните въздушни течения се засилват и например на надморска височина 70 km скоростта им е около 160 пъти по-висока от тази на земната повърхност , което има важни геофизични последици. Смята се, че в долната част на йоносферата (слой Е) приливните колебания движат йонизирания газ вертикално в магнитното поле на Земята и следователно тук възникват електрически токове. Тези постоянно възникващи системи от течения на повърхността на Земята се установяват от смущения на магнитното поле. Денонощните вариации на магнитното поле са в добро съответствие с изчислените стойности, което убедително свидетелства в полза на теорията за приливните механизми на "атмосферното динамо". Електрическите токове, възникващи в долната част на йоносферата (слой Е), трябва да се движат някъде и следователно веригата трябва да бъде затворена. Аналогията с динамото става пълна, ако разглеждаме насрещното движение като работа на двигателя. Предполага се, че обратната циркулация на електрическия ток се извършва в по-висок слой на йоносферата (F) и този насрещен поток може да обясни някои от особеностите на този слой. И накрая, приливният ефект трябва също да генерира хоризонтални течения в слоя E и следователно в слоя F.
йоносфера.Опитвайки се да обяснят механизма на възникване на полярните сияния, учените от 19 век. предположи, че в атмосферата има зона с електрически заредени частици. През 20 век Експериментално са получени убедителни доказателства за съществуването на слой, отразяващ радиовълните на височини от 85 до 400 km. Сега е известно, че неговите електрически свойства са резултат от йонизация на атмосферния газ. Следователно този слой обикновено се нарича йоносфера. Въздействието върху радиовълните се дължи главно на наличието на свободни електрони в йоносферата, въпреки че механизмът на разпространение на радиовълните е свързан с наличието на големи йони. Последните представляват интерес и при изучаването на химичните свойства на атмосферата, тъй като са по-активни от неутралните атоми и молекули. Химичните реакции, протичащи в йоносферата, играят важна роля в нейния енергиен и електрически баланс.
нормална йоносфера.Наблюденията, проведени с помощта на геофизични ракети и сателити, дадоха много нова информация, която показва, че йонизацията на атмосферата се извършва под въздействието на широкоспектърна слънчева радиация. Основната му част (повече от 90%) е съсредоточена във видимата част на спектъра. Ултравиолетовото лъчение с по-къса дължина на вълната и повече енергия от виолетовите светлинни лъчи се излъчва от водорода във вътрешната част на слънчевата атмосфера (хромосферата), а рентгеновото лъчение, което има дори по-висока енергия, се излъчва от газове във външната обвивка на Слънцето (корона). Нормалното (средно) състояние на йоносферата се дължи на постоянна мощна радиация. В нормалната йоносфера настъпват регулярни промени под влияние на дневното въртене на Земята и сезонните разлики в ъгъла на падане на слънчевите лъчи по обяд, но също така се случват непредвидими и резки промени в състоянието на йоносферата.
Смущения в йоносферата. Както е известно, на Слънцето възникват мощни циклично повтарящи се смущения, които достигат максимум на всеки 11 години. Наблюденията по програмата на Международната геофизична година (IGY) съвпаднаха с периода на най-висока слънчева активност за целия период на систематични метеорологични наблюдения, т.е. от началото на 18 век По време на периоди на висока активност някои области на Слънцето увеличават яркостта си няколко пъти и изпращат мощни импулси на ултравиолетово и рентгеново лъчение. Такива явления се наричат слънчеви изригвания. Продължават от няколко минути до един или два часа. По време на изригване слънчевият газ (предимно протони и електрони) изригва и елементарните частици се втурват в космоса. Електромагнитното и корпускулярното излъчване на Слънцето в моментите на подобни изригвания оказва силно влияние върху земната атмосфера. Първоначалната реакция се наблюдава 8 минути след светкавицата, когато до Земята достигат интензивни ултравиолетови и рентгенови лъчи. В резултат на това рязко се увеличава йонизацията; рентгеновите лъчи проникват в атмосферата до долната граница на йоносферата; броят на електроните в тези слоеве нараства толкова много, че радиосигналите се поглъщат почти напълно („изгасват“). Допълнителното поглъщане на радиация причинява нагряване на газа, което допринася за развитието на ветрове. Йонизираният газ е електрически проводник и когато се движи в магнитното поле на Земята се появява динамо ефект и се генерира електрически ток. Такива токове могат от своя страна да причинят забележими смущения на магнитното поле и да се проявят под формата на магнитни бури. Тази начална фаза отнема само кратко време, съответстващо на продължителността на слънчевото изригване. По време на мощни изригвания на Слънцето поток от ускорени частици се втурва в космоса. Когато се насочи към Земята, започва втората фаза, която оказва голямо влияние върху състоянието на атмосферата. Много природни явления, сред които най-известни са полярните сияния, показват, че значителен брой заредени частици достигат до Земята (виж също ПОЛЯРНО СВЕТЛИНО). Въпреки това процесите на отделяне на тези частици от Слънцето, техните траектории в междупланетното пространство и механизмите на взаимодействие с магнитното поле на Земята и магнитосферата все още са недостатъчно проучени. Проблемът се усложнява след откриването през 1958 г. от Джеймс Ван Алън на обвивки, задържани от геомагнитното поле, състоящи се от заредени частици. Тези частици се движат от едно полукълбо в друго, въртящи се в спирали около линиите на магнитното поле. В близост до Земята, на височина, зависеща от формата на силовите линии и от енергията на частиците, има "точки на отражение", в които частиците променят посоката си на движение в обратна (фиг. 3). Тъй като силата на магнитното поле намалява с разстоянието от Земята, орбитите, по които се движат тези частици, са донякъде изкривени: електроните се отклоняват на изток, а протоните - на запад. Поради това те са разпространени под формата на колани по цялото земно кълбо.

Някои последствия от нагряването на атмосферата от Слънцето.Слънчевата енергия влияе на цялата атмосфера. Вече споменахме поясите, образувани от заредени частици в магнитното поле на Земята и въртящи се около нея. Тези пояси са най-близо до земната повърхност в околополярните региони (виж фиг. 3), където се наблюдават полярни сияния. Фигура 1 показва, че регионите на полярното сияние в Канада имат значително по-високи термосферни температури от тези в югозападната част на САЩ. Вероятно уловените частици предават част от енергията си на атмосферата, особено при сблъсък с газови молекули близо до точките на отражение, и напускат предишните си орбити. Така се нагряват високите слоеве на атмосферата в зоната на полярното сияние. Друго важно откритие беше направено при изучаване на орбитите на изкуствени спътници. Луиджи Якиа, астроном от Смитсонианската астрофизична обсерватория, смята, че малките отклонения на тези орбити се дължат на промени в плътността на атмосферата, тъй като тя се нагрява от Слънцето. Той предположи наличието на максимална електронна плътност в йоносферата на надморска височина над 200 км, която не съответства на слънчевия пладне, но под въздействието на силите на триене изостава от него с около два часа. По това време стойностите на атмосферната плътност, характерни за надморска височина от 600 км, се наблюдават на ниво от ок. 950 км. В допълнение, максималната концентрация на електрони изпитва неравномерни колебания, дължащи се на краткотрайни проблясъци на ултравиолетово и рентгеново лъчение от Слънцето. L. Yakkia също откри краткотрайни колебания в плътността на въздуха, съответстващи на слънчеви изригвания и смущения в магнитното поле. Тези явления се обясняват с навлизането на частици от слънчев произход в земната атмосфера и нагряването на онези слоеве, в които орбитират сателитите.
АТМОСФЕРНО ЕЛЕКТРИЧЕСТВО
В повърхностния слой на атмосферата малка част от молекулите претърпяват йонизация под въздействието на космически лъчи, радиация от радиоактивни скали и разпадни продукти на радий (главно радон) в самия въздух. В процеса на йонизация атомът губи електрон и придобива положителен заряд. Свободен електрон бързо се комбинира с друг атом, образувайки отрицателно зареден йон. Такива сдвоени положителни и отрицателни йони имат молекулни размери. Молекулите в атмосферата са склонни да се групират около тези йони. Няколко молекули, комбинирани с йон, образуват комплекс, обикновено наричан "лек йон". Атмосферата съдържа и комплекси от молекули, известни в метеорологията като кондензационни ядра, около които при насищане на въздуха с влага започва процесът на кондензация. Тези ядра са частици сол и прах, както и замърсители, изпускани във въздуха от промишлени и други източници. Леките йони често се прикрепят към такива ядра, за да образуват "тежки йони". Под въздействието на електрическо поле леките и тежките йони се преместват от една област на атмосферата в друга, пренасяйки електрически заряди. Въпреки че атмосферата обикновено не се счита за електропроводима среда, тя има малко количество проводимост. Следователно зареденото тяло, оставено във въздуха, бавно губи своя заряд. Атмосферната проводимост се увеличава с височина поради увеличения интензитет на космическите лъчи, намалената загуба на йони при условия на по-ниско налягане (и следователно по-дълъг среден свободен път) и поради по-малкото тежки ядра. Проводимостта на атмосферата достига максималната си стойност на височина ок. 50 км, т.нар. "ниво на компенсация". Известно е, че между земната повърхност и „нивото на компенсация“ винаги има потенциална разлика от няколкостотин киловолта, т.е. постоянно електрическо поле. Оказа се, че потенциалната разлика между определена точка във въздуха на височина няколко метра и земната повърхност е много голяма – повече от 100 V. Атмосферата е с положителен заряд, а земната повърхност е с отрицателен заряд. Тъй като електрическото поле е област, във всяка точка от която има определена потенциална стойност, можем да говорим за потенциален градиент. При ясно време, в рамките на долните няколко метра, напрегнатостта на електрическото поле на атмосферата е почти постоянна. Поради разликите в електрическата проводимост на въздуха в повърхностния слой, градиентът на потенциала е обект на денонощни колебания, чийто курс варира значително от място на място. При липса на локални източници на замърсяване на въздуха - над океаните, високо в планините или в полярните райони - дневният ход на потенциалния градиент при ясно време е един и същ. Големината на градиента зависи от универсалното или средното време по Гринуич (UT) и достига максимум в 19:00 E. Апълтън предположи, че тази максимална електрическа проводимост вероятно съвпада с най-голямата гръмотевична буря в планетарен мащаб. Мълниеносните разряди по време на гръмотевични бури носят отрицателен заряд на земната повърхност, тъй като основите на най-активните купесто-дъждовни гръмотевични облаци имат значителен отрицателен заряд. Върховете на гръмотевичните облаци имат положителен заряд, който, според изчисленията на Холцер и Саксон, изтича от върховете им по време на гръмотевични бури. Без постоянно попълване зарядът на земната повърхност би бил неутрализиран от проводимостта на атмосферата. Предположението, че потенциалната разлика между земната повърхност и „нивото на компенсация“ се поддържа поради гръмотевични бури, се подкрепя от статистически данни. Например, максималният брой гръмотевични бури се наблюдава в долината на реката. Амазонки. Най-често там има гръмотевични бури в края на деня, т.е. ДОБРЕ. 19:00 ч. Средно време по Гринуич, когато градиентът на потенциала е най-висок навсякъде по света. Освен това сезонните вариации във формата на кривите на денонощната вариация на потенциалния градиент също са в пълно съответствие с данните за глобалното разпределение на гръмотевичните бури. Някои изследователи твърдят, че източникът на електрическото поле на Земята може да има външен произход, тъй като се смята, че електрическите полета съществуват в йоносферата и магнитосферата. Това обстоятелство вероятно обяснява появата на много тесни удължени форми на сияния, подобни на кулисите и арките.
(виж също ПОЛЯРНО СВЕТЛИНЕ). Благодарение на потенциалния градиент и проводимостта на атмосферата между „нивото на компенсация“ и земната повърхност, заредените частици започват да се движат: положително заредените йони – към земната повърхност, а отрицателно заредените – нагоре от нея. Този ток е прибл. 1800 A. Въпреки че тази стойност изглежда голяма, трябва да се помни, че тя е разпределена по цялата повърхност на Земята. Силата на тока във въздушен стълб с основна площ от 1 m2 е само 4 * 10 -12 A. От друга страна, силата на тока по време на разряд на мълния може да достигне няколко ампера, въпреки че, разбира се, такъв разряд има кратка продължителност - от части от секундата до цяла секунда или малко повече с повтарящи се разряди. Мълнията представлява голям интерес не само като особен природен феномен. Той дава възможност да се наблюдава електрически разряд в газова среда при напрежение няколкостотин милиона волта и разстояние между електродите няколко километра. През 1750 г. Б. Франклин предлага на Лондонското кралско общество да експериментират с железен прът, фиксиран върху изолираща основа и монтиран на висока кула. Той очакваше, че когато гръмотевичен облак се приближи до кулата, заряд с противоположен знак ще бъде концентриран в горния край на първоначално неутралния прът, а заряд със същия знак като в основата на облака ще бъде концентриран в долния край . Ако силата на електрическото поле по време на разряд на мълния се увеличи достатъчно, зарядът от горния край на пръта ще се оттече частично във въздуха и прътът ще придобие заряд със същия знак като основата на облака. Експериментът, предложен от Франклин, не е извършен в Англия, но е поставен през 1752 г. в Марли близо до Париж от френския физик Жан д'Аламбер.Той използва железен прът с дължина 12 m, поставен в стъклена бутилка (която служи за изолатор), но не го постави на кулата.На 10 май неговият асистент докладва, че когато гръмотевичен облак е бил над прът, са генерирани искри, когато до него е бил докаран заземен проводник.Самият Франклин, без да знае за успешния опит, реализиран във Франция, през юни същата година провежда известния си експеримент с хвърчило и наблюдава електрически искри в края на тел, свързана с него. На следващата година, докато изучава зарядите, събрани от пръчка, Франклин установява, че основите на гръмотевичните облаци обикновено са отрицателно заредени .По-подробни изследвания на мълнията станаха възможни в края на 19 век благодарение на подобренията във фотографските методи, особено след изобретяването на устройството с въртящи се лещи, което направи възможно фиксирането на бързо развиващите се процеси. Такава камера се използва широко при изследване на искрови разряди. Установено е, че има няколко вида мълнии, като най-често срещаните са линейни, плоски (вътре в облака) и кълбовидни (въздушни разряди). Линейната мълния е искров разряд между облак и земната повърхност, следващ канал с разклонения надолу. Плоската мълния възниква вътре в гръмотевичен облак и изглежда като проблясъци на разсеяна светлина. Въздушните разряди на кълбовидни мълнии, започващи от гръмотевичен облак, често са насочени хоризонтално и не достигат земната повърхност.

Гръмотевичният разряд обикновено се състои от три или повече повтарящи се разряда - импулси, следващи един и същи път. Интервалите между последователните импулси са много кратки, от 1/100 до 1/10 s (това е причината за трептенето на светкавицата). Като цяло светкавицата продължава около секунда или по-малко. Типичен процес на развитие на мълния може да бъде описан по следния начин. Първо, слабо светещ разряден лидер се втурва отгоре към земната повърхност. Когато го достигне, ярко светещ обратен, или основен, разряд преминава от земята нагоре по канала, положен от водача. Разтоварващият водач по правило се движи зигзагообразно. Скоростта на разпространението му варира от сто до няколкостотин километра в секунда. По пътя си той йонизира молекулите на въздуха, създавайки канал с повишена проводимост, през който обратният разряд се движи нагоре със скорост около сто пъти по-голяма от тази на лидерния разряд. Трудно е да се определи размерът на канала, но диаметърът на водещия заустване се оценява на 1–10 m, а този на обратния заустване - няколко сантиметра. Гръмотевичните разряди създават радиосмущения, като излъчват радиовълни в широк диапазон - от 30 kHz до свръхниски честоти. Най-голямото излъчване на радиовълните вероятно е в диапазона от 5 до 10 kHz. Такива нискочестотни радиосмущения са "концентрирани" в пространството между долната граница на йоносферата и земната повърхност и са способни да се разпространяват на разстояния от хиляди километри от източника.
ПРОМЕНИ В АТМОСФЕРАТА
Въздействие на метеори и метеорити.Въпреки че понякога метеорните дъждове правят дълбоко впечатление със своите светлинни ефекти, отделни метеори рядко се виждат. Много по-многобройни са невидимите метеори, твърде малки, за да се видят в момента, в който са погълнати от атмосферата. Някои от най-малките метеори вероятно изобщо не се нагряват, а само се улавят от атмосферата. Тези малки частици с размери от няколко милиметра до десет хилядна от милиметъра се наричат микрометеорити. Количеството метеоритна материя, навлизаща в атмосферата всеки ден, е от 100 до 10 000 тона, като по-голямата част от тази материя са микрометеорити. Тъй като метеоритната материя частично изгаря в атмосферата, нейният газов състав се попълва със следи от различни химични елементи. Например каменните метеори внасят литий в атмосферата. Изгарянето на метални метеори води до образуването на малки сферични железни, желязо-никелови и други капчици, които преминават през атмосферата и се отлагат на земната повърхност. Те могат да бъдат намерени в Гренландия и Антарктика, където ледените покривки остават почти непроменени в продължение на години. Океанолозите ги намират в дънни океански седименти. Повечето от метеорните частици, влизащи в атмосферата, се отлагат в рамките на приблизително 30 дни. Някои учени смятат, че този космически прах играе важна роля при образуването на атмосферни явления като дъжд, тъй като служи като ядро на кондензация на водна пара. Следователно се приема, че валежите са статистически свързани с големи метеорни потоци. Въпреки това, някои експерти смятат, че тъй като общият внос на метеорна материя е много десетки пъти по-голям, отколкото дори при най-големия метеорен поток, промяната в общото количество на този материал, която се получава в резултат на един такъв дъжд, може да бъде пренебрегната. Въпреки това, няма съмнение, че най-големите микрометеорити и, разбира се, видимите метеорити оставят дълги следи от йонизация във високите слоеве на атмосферата, главно в йоносферата. Такива следи могат да се използват за радиокомуникации на дълги разстояния, тъй като отразяват високочестотни радиовълни. Енергията на метеорите, влизащи в атмосферата, се изразходва главно, а може би и изцяло, за нейното нагряване. Това е един от второстепенните компоненти на топлинния баланс на атмосферата.
Въглероден диоксид от промишлен произход.През карбоновия период дървесната растителност е била широко разпространена на Земята. По-голямата част от въглеродния диоксид, абсорбиран от растенията по това време, се натрупва в находищата на въглища и в нефтените находища. Хората са се научили да използват огромните запаси от тези минерали като източник на енергия и сега бързо връщат въглеродния диоксид в циркулацията на веществата. Фосилът вероятно е ок. 4*10 13 тона карбон. През миналия век човечеството е изгорило толкова много изкопаеми горива, че приблизително 4 * 10 11 тона въглерод отново са навлезли в атмосферата. В момента има ок. 2 * 10 12 тона въглерод и през следващите сто години тази цифра може да се удвои поради изгарянето на изкопаеми горива. Въпреки това, не целият въглерод ще остане в атмосферата: част от него ще се разтвори във водите на океана, част ще бъде абсорбирана от растенията, а друга част ще бъде свързана в процеса на изветряне на скалите. Все още не е възможно да се предвиди колко въглероден диоксид ще има в атмосферата или какъв ефект ще има върху климата в света. Въпреки това се смята, че всяко увеличаване на съдържанието му ще доведе до затопляне, въпреки че изобщо не е необходимо всяко затопляне да повлияе значително на климата. Концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата, според резултатите от измерванията, забележимо нараства, макар и с бавни темпове. Климатичните данни за Svalbard и Little America Station на шелфовия лед Рос в Антарктида показват увеличение на средните годишни температури за период от приблизително 50 години съответно с 5° и 2,5°C.
Въздействието на космическата радиация.Когато високоенергийните космически лъчи взаимодействат с отделни компоненти на атмосферата, се образуват радиоактивни изотопи. Сред тях се откроява въглеродният изотоп 14C, който се натрупва в растителни и животински тъкани. Чрез измерване на радиоактивността на органични вещества, които дълго време не са обменяли въглерод с околната среда, може да се определи тяхната възраст. Радиовъглеродният метод се утвърди като най-надеждният метод за датиране на изкопаеми организми и обекти на материалната култура, чиято възраст не надвишава 50 хиляди години. Други радиоактивни изотопи с дълъг период на полуразпад могат да се използват за датиране на материали, които са на стотици хиляди години, ако основният проблем с измерването на изключително ниски нива на радиоактивност бъде решен.
(вижте също РАДИОВЪГЛЕРОДНО ДАТИРАНЕ).
ПРОИЗХОД НА ЗЕМНАТА АТМОСФЕРА
Историята на образуването на атмосферата все още не е възстановена абсолютно надеждно. Въпреки това са идентифицирани някои вероятни промени в неговия състав. Образуването на атмосферата започва веднага след образуването на Земята. Има доста основателни причини да се смята, че в процеса на еволюцията на Пра-Земята и придобиването на близки до съвременните размери и маса, тя почти напълно е загубила първоначалната си атмосфера. Смята се, че на ранен етап Земята е била в разтопено състояние и ок. Преди 4,5 милиарда години се оформя в твърдо тяло. Този крайъгълен камък се приема за начало на геоложката хронология. Оттогава е имало бавна еволюция на атмосферата. Някои геоложки процеси, като изригвания на лава по време на вулканични изригвания, бяха придружени от отделяне на газове от недрата на Земята. Те вероятно включват азот, амоняк, метан, водна пара, въглероден оксид и въглероден диоксид. Под въздействието на слънчевата ултравиолетова радиация водните пари се разлагат на водород и кислород, но освободеният кислород реагира с въглероден оксид, за да образува въглероден диоксид. Амонякът се разлага на азот и водород. Водородът в процеса на дифузия се издига нагоре и напуска атмосферата, докато по-тежкият азот не може да избяга и постепенно се натрупва, превръщайки се в негов основен компонент, въпреки че част от него е свързана по време на химични реакции. Под въздействието на ултравиолетовите лъчи и електрическите разряди смес от газове, вероятно присъстващи в първоначалната атмосфера на Земята, влизат в химични реакции, в резултат на които се образуват органични вещества, по-специално аминокиселини. Следователно животът може да възникне в атмосфера, коренно различна от съвременната. С появата на примитивните растения започва процесът на фотосинтеза (виж също ФОТОСИНТЕЗА), придружен от освобождаване на свободен кислород. Този газ, особено след дифузия в горните слоеве на атмосферата, започна да защитава долните й слоеве и земната повърхност от животозастрашаващо ултравиолетово и рентгеново лъчение. Изчислено е, че наличието на едва 0,00004 от днешния обем кислород може да доведе до образуването на слой с половината от настоящата концентрация на озон, който въпреки това осигурява много значителна защита от ултравиолетовите лъчи. Също така е вероятно първичната атмосфера да е съдържала много въглероден диоксид. Консумира се по време на фотосинтезата и концентрацията му трябва да е намаляла с развитието на растителния свят, а също и поради усвояването по време на някои геоложки процеси. Тъй като парниковият ефект се свързва с наличието на въглероден диоксид в атмосферата, някои учени смятат, че колебанията в неговата концентрация са една от важните причини за мащабни климатични промени в историята на Земята, като например ледникови периоди. Хелият, присъстващ в съвременната атмосфера, вероятно е най-вече продукт на радиоактивното разпадане на уран, торий и радий. Тези радиоактивни елементи излъчват алфа частици, които са ядрата на хелиевите атоми. Тъй като по време на радиоактивния разпад не се създава или унищожава електрически заряд, има два електрона за всяка алфа частица. В резултат на това той се комбинира с тях, образувайки неутрални хелиеви атоми. Радиоактивните елементи се съдържат в минералите, разпръснати в дебелината на скалите, така че значителна част от образувания в резултат на радиоактивния разпад хелий се съхранява в тях, като се изпарява много бавно в атмосферата. Известно количество хелий се издига нагоре в екзосферата поради дифузия, но поради постоянния приток от земната повърхност обемът на този газ в атмосферата остава непроменен. Въз основа на спектралния анализ на звездната светлина и изследването на метеоритите е възможно да се оцени относителното изобилие на различни химични елементи във Вселената. Концентрацията на неон в космоса е около десет милиарда пъти по-висока от тази на Земята, на криптон - десет милиона пъти, а на ксенон - милион пъти. От това следва, че концентрацията на тези инертни газове, които първоначално са присъствали в земната атмосфера и не са били възстановени в хода на химичните реакции, значително е намаляла, вероятно дори на етапа, когато Земята е загубила своята първична атмосфера. Изключение прави инертният газ аргон, тъй като той все още се образува под формата на изотопа 40Ar в процеса на радиоактивно разпадане на изотопа на калия.
ОПТИЧНИ ФЕНОМЕНИ
Разнообразието от оптични явления в атмосферата се дължи на различни причини. Най-честите явления включват мълния (виж по-горе) и много живописните полярно сияние и полярно сияние (виж също ПОЛЯРНО СВЕТЛИНЕ). Освен това особен интерес представляват дъгата, галът, пархелионът (фалшивото слънце) и арките, короната, ореолите и призраците на Брокен, миражите, огньовете на Свети Елмо, светещите облаци, зелените и здрачните лъчи. Дъгата е най-красивото атмосферно явление. Обикновено това е огромна арка, състояща се от многоцветни ивици, наблюдавана, когато Слънцето осветява само част от небето, а въздухът е наситен с водни капки, например по време на дъжд. Многоцветните дъги са подредени в спектърна последователност (червено, оранжево, жълто, зелено, циан, индиго, виолетово), но цветовете почти никога не са чисти, защото лентите се припокриват. По правило физическите характеристики на дъгите се различават значително и следователно те са много разнообразни на външен вид. Тяхната обща черта е, че центърът на дъгата винаги е разположен на права линия, прекарана от Слънцето към наблюдателя. Основната дъга е дъга, състояща се от най-ярките цветове - червено отвън и лилаво отвътре. Понякога се вижда само една дъга, но често се появява второстепенна от външната страна на основната дъга. Той няма толкова ярки цветове като първия, а червените и лилавите ивици в него сменят местата си: червеното е разположено отвътре. Образуването на основната дъга се обяснява с двойно пречупване (виж също ОПТИКА) и единично вътрешно отражение на слънчевите лъчи (виж фиг. 5). Прониквайки вътре в капка вода (А), светлинният лъч се пречупва и разлага, както при преминаване през призма. След това достига противоположната повърхност на капката (B), отразява се от нея и излиза от капката навън (C). В този случай светлинният лъч, преди да стигне до наблюдателя, се пречупва втори път. Първоначалният бял лъч се разлага на лъчи с различни цветове с ъгъл на отклонение 2°. При образуването на вторична дъга се получава двойно пречупване и двойно отражение на слънчевите лъчи (виж фиг. 6). В този случай светлината се пречупва, прониквайки вътре в капката през долната й част (А) и се отразява от вътрешната повърхност на капката първо в точка B, след това в точка C. В точка D светлината се пречупва , оставяйки капката към наблюдателя.

При изгрев и залез наблюдателят вижда дъгата под формата на дъга, равна на половин кръг, тъй като оста на дъгата е успоредна на хоризонта. Ако Слънцето е по-високо над хоризонта, дъгата на дъгата е по-малка от половин кръг. Когато Слънцето се издигне над 42° над хоризонта, дъгата изчезва. Навсякъде, освен на високи географски ширини, дъгата не може да се появи по обяд, когато слънцето е твърде високо. Интересно е да се оцени разстоянието до дъгата. Въпреки че изглежда, че многоцветната дъга е разположена в същата равнина, това е илюзия. Всъщност дъгата има голяма дълбочина и може да се представи като повърхност на кух конус, на върха на който е наблюдателят. Оста на конуса свързва Слънцето, наблюдателя и центъра на дъгата. Наблюдателят гледа така да се каже по повърхността на този конус. Двама души никога не могат да видят една и съща дъга. Разбира се, като цяло може да се наблюдава същият ефект, но двете дъги са в различни позиции и се образуват от различни водни капки. Когато дъждът или мъглата образуват дъга, пълният оптичен ефект се постига чрез комбинирания ефект на всички водни капки, пресичащи повърхността на конуса на дъгата с наблюдателя на върха. Ролята на всяка капка е мимолетна. Повърхността на дъговия конус се състои от няколко слоя. Бързо пресичайки ги и преминавайки през редица критични точки, всяка капка мигновено разлага слънчевия лъч на целия спектър в строго определена последователност - от червено до лилаво. Много капки пресичат повърхността на конуса по същия начин, така че дъгата изглежда на наблюдателя като непрекъсната както по протежение на дъгата, така и напречно. Ореол - бели или преливащи се светлинни дъги и кръгове около диска на Слънцето или Луната. Те се причиняват от пречупването или отразяването на светлината от ледени или снежни кристали в атмосферата. Кристалите, които образуват ореола, са разположени на повърхността на въображаем конус, чиято ос е насочена от наблюдателя (от върха на конуса) към Слънцето. При определени условия атмосферата е наситена с малки кристали, много от чиито лица образуват прав ъгъл с равнината, минаваща през Слънцето, наблюдателя и тези кристали. Такива фасети отразяват входящите светлинни лъчи с отклонение от 22 °, образувайки ореол, който е червеникав отвътре, но може да се състои и от всички цветове на спектъра. По-рядко се среща ореол с ъглов радиус 46°, разположен концентрично около 22-градусов ореол. Вътрешната му страна също има червеникав оттенък. Причината за това е и пречупването на светлината, което се случва в този случай върху кристалните повърхности, които образуват прави ъгли. Широчината на пръстена на такъв ореол надвишава 2,5°. Както 46-градусовите, така и 22-градусовите ореоли обикновено са най-ярки в горната и долната част на пръстена. Редкият 90-градусов ореол е слабо светещ, почти безцветен пръстен, който има общ център с другите два ореола. Ако е цветен, има червен цвят от външната страна на пръстена. Механизмът на появата на този тип хало не е напълно изяснен (фиг. 7).

Пархелии и арки. Пархеличен кръг (или кръг от фалшиви слънца) - бял пръстен с център в зенитната точка, минаващ през Слънцето успоредно на хоризонта. Причината за образуването му е отразяването на слънчевата светлина от краищата на повърхностите на ледените кристали. Ако кристалите са достатъчно равномерно разпределени във въздуха, става видим пълен кръг. Пархелиите или фалшивите слънца са ярко светещи петна, наподобяващи Слънцето, които се образуват в точките на пресичане на пархеличния кръг с ореола, имащи ъглови радиуси от 22°, 46° и 90°. Най-често образуваният и най-ярък пархелион се образува в пресечната точка с 22-градусов ореол, обикновено оцветен в почти всички цветове на дъгата. Много по-рядко се наблюдават фалшиви слънца в пресечните точки с 46- и 90-градусови ореоли. Пархелиите, които се срещат при пресичане с 90-градусови ореоли, се наричат парантелии или фалшиви противослънца. Понякога се вижда и антелиум (контра-слънце) - светло петно, разположено върху пръстена на пархелиона точно срещу Слънцето. Предполага се, че причината за това явление е двойното вътрешно отражение на слънчевата светлина. Отразеният лъч следва същия път като падащия лъч, но в обратна посока. Циркумзениталната дъга, понякога неправилно наричана горната допирателна дъга на 46-градусовия ореол, е дъга от 90° или по-малко, центрирана в зенитната точка и приблизително 46° над Слънцето. Вижда се рядко и само за няколко минути, има ярки цветове, като червеният цвят е ограничен до външната страна на дъгата. Циркумзениталната дъга се отличава със своето оцветяване, яркост и ясни очертания. Друг любопитен и много рядък оптичен ефект от типа хало е дъгата на Ловиц. Те възникват като продължение на пархелиите в пресечната точка с 22-градусовия ореол, преминават от външната страна на ореола и са леко вдлъбнати към Слънцето. Стълбове от белезникава светлина, както и различни кръстове, понякога се виждат призори или здрач, особено в полярните региони, и могат да придружават както Слънцето, така и Луната. Понякога се наблюдават лунни ореоли и други ефекти, подобни на описаните по-горе, като най-често срещаният лунен ореол (пръстен около Луната) има ъглов радиус от 22°. Подобно на фалшивите слънца, фалшивите луни могат да възникнат. Короните или короните са малки концентрични цветни пръстени около Слънцето, Луната или други ярки обекти, които се наблюдават от време на време, когато източникът на светлина е зад полупрозрачни облаци. Радиусът на короната е по-малък от радиуса на ореола и е приблизително. 1-5°, синият или виолетовият пръстен е най-близо до Слънцето. Корона се образува, когато светлината се разпръсне от малки водни капчици вода, които образуват облак. Понякога короната изглежда като светещо петно (или ореол), заобикалящо Слънцето (или Луната), което завършва с червеникав пръстен. В други случаи извън ореола се виждат поне два концентрични пръстена с по-голям диаметър, много слабо оцветени. Това явление е придружено от преливащи се облаци. Понякога краищата на много високи облаци са боядисани в ярки цветове.
Глория (ореоли).При специални условия възникват необичайни атмосферни явления. Ако Слънцето е зад наблюдателя и сянката му се проектира върху близки облаци или завеса от мъгла, при определено състояние на атмосферата около сянката на главата на човек можете да видите цветен светещ кръг - ореол. Обикновено такъв ореол се образува поради отразяването на светлината от капки роса върху тревна морава. Глориите също често се срещат около сянката, която самолетът хвърля върху долните облаци.
Призраците на Брокен.В някои региони на земното кълбо, когато сянката на наблюдател на хълм при изгрев или залез падне зад него върху облаци, разположени на кратко разстояние, се разкрива поразителен ефект: сянката придобива колосални размери. Това се дължи на отразяването и пречупването на светлината от най-малките водни капчици в мъглата. Описаният феномен е наречен "призракът на Брокен" по името на върха в планината Харц в Германия.
миражи- оптичен ефект, предизвикан от пречупването на светлината при преминаване през слоеве въздух с различна плътност и се изразява в появата на виртуално изображение. В този случай отдалечените обекти могат да се окажат повдигнати или спуснати спрямо действителното си положение, а също така могат да бъдат изкривени и да придобият неправилни, фантастични форми. Миражите често се наблюдават в горещ климат, като например над пясъчни равнини. Долните миражи са често срещани, когато далечната, почти плоска повърхност на пустинята придобива вид на открита вода, особено когато се гледа от леко възвишение или просто над слой нагрят въздух. Подобна илюзия обикновено се случва на нагрят павиран път, който изглежда като водна повърхност далеч напред. В действителност тази повърхност е отражение на небето. Под нивото на очите в тази „вода“ могат да се появят предмети, обикновено обърнати с главата надолу. Над нагрятата земна повърхност се образува "въздушна бутерка", а най-близкият до земята слой е най-нагрят и толкова разреден, че светлинните вълни, преминаващи през него, се изкривяват, тъй като скоростта им на разпространение варира в зависимост от плътността на средата. Висшите миражи са по-рядко срещани и по-живописни от долните миражи. Отдалечени обекти (често под морския хоризонт) се появяват с главата надолу в небето, а понякога директно изображение на същия обект се появява и отгоре. Това явление е характерно за студените райони, особено когато има значителна температурна инверсия, когато по-топъл слой въздух е над по-студения слой. Този оптичен ефект се проявява в резултат на сложни модели на разпространение на фронта на светлинните вълни във въздушни слоеве с неравномерна плътност. Много необичайни миражи се случват от време на време, особено в полярните региони. Когато миражите се появят на сушата, дърветата и другите компоненти на ландшафта са с главата надолу. Във всички случаи обектите в горните миражи са по-ясно видими, отколкото в долните. Когато границата на две въздушни маси е вертикална равнина, понякога се наблюдават странични миражи.
Огънят на Свети Елмо.Някои оптични явления в атмосферата (например сиянието и най-разпространеното метеорологично явление - мълнията) имат електричен характер. Много по-рядко се срещат огньовете на Свети Елмо - светещи бледосини или лилави четки с дължина от 30 cm до 1 m или повече, обикновено на върховете на мачтите или краищата на дворовете на кораби в морето. Понякога изглежда, че целият такелаж на кораба е покрит с фосфор и свети. Огньовете на Елмо понякога се появяват на планински върхове, както и на шпилове и остри ъгли на високи сгради. Това явление представлява четкови електрически разряди в краищата на електрическите проводници, когато напрегнатостта на електрическото поле в атмосферата около тях е силно увеличена. Will-o'-the-wisps са бледо синкаво или зеленикаво сияние, което понякога се вижда в блата, гробища и крипти. Те често се появяват като тихо горящ, незагряващ се пламък на свещ, издигнат на около 30 см над земята, надвиснал за момент над обекта. Светлината изглежда напълно неуловима и с приближаването на наблюдателя сякаш се премества на друго място. Причината за това явление е разлагането на органични остатъци и спонтанното запалване на блатен газ метан (CH4) или фосфин (PH3). Блуждаещите светлини имат различна форма, понякога дори сферична. Зелен лъч - проблясък на изумрудено зелена слънчева светлина в момента, когато последният слънчев лъч изчезва под хоризонта. Червеният компонент на слънчевата светлина изчезва първи, всички останали следват по ред, а изумруденото зелено остава последно. Това явление възниква само когато само самият ръб на слънчевия диск остава над хоризонта, в противен случай има смесване на цветовете. Крепускулните лъчи са разминаващи се лъчи слънчева светлина, които стават видими, когато осветяват праха във високите слоеве на атмосферата. Сенките от облаците образуват тъмни ивици, а между тях се разпространяват лъчи. Този ефект възниква, когато слънцето е ниско на хоризонта преди зазоряване или след залез.

Синята планета...

Тази тема трябваше да се появи на сайта една от първите. В крайна сметка хеликоптерите са атмосферни летателни апарати. Земна атмосфера- тяхното, така да се каже, местообитание :-). НО физични свойства на въздухапросто определете качеството на това местообитание :-). Така че това е една от основите. И винаги първо се пише основата. Но чак сега осъзнах това. Въпреки това, както знаете, по-добре е късно, отколкото никога ... Нека да се докоснем до този въпрос, но без да навлизаме в дивата природа и ненужни трудности :-).

Така… Земна атмосфера. Това е газовата обвивка на нашата синя планета. Всеки знае това име. Защо синьо? Просто защото „синият“ (както и синият и виолетовият) компонент на слънчевата светлина (спектър) е най-добре разпръснат в атмосферата, като по този начин я оцветява в синкаво-синкаво, понякога с виолетов оттенък (в слънчев ден, разбира се :-)) .

Състав на земната атмосфера.

Съставът на атмосферата е доста широк. Няма да изброявам всички компоненти в текста, има добра илюстрация за това.Съставът на всички тези газове е почти постоянен, с изключение на въглеродния диоксид (CO 2 ). Освен това атмосферата задължително съдържа вода под формата на пари, суспендирани капчици или ледени кристали. Количеството вода не е постоянно и зависи от температурата и в по-малка степен от атмосферното налягане. Освен това земната атмосфера (особено сегашната) също съдържа известно количество, бих казал "всякаква гадост" :-). Това са SO 2, NH 3, CO, HCl, NO, освен това има живачни пари Hg. Вярно, всичко това го има в малки количества, слава Богу :-).

Земна атмосфераПрието е да се разделят на няколко зони, следващи една след друга по височина над повърхността.

Първият, най-близо до земята, е тропосферата. Това е най-ниският и, така да се каже, основният слой за живота на различни видове. Той съдържа 80% от масата на целия атмосферен въздух (въпреки че по обем съставлява само около 1% от цялата атмосфера) и около 90% от цялата атмосферна вода. По-голямата част от всички ветрове, облаци, дъждове и снегове 🙂 идват от там. Тропосферата се простира до височини от около 18 km в тропическите ширини и до 10 km в полярните ширини. Температурата на въздуха в него се понижава с покачване с около 0,65º на всеки 100 m.

атмосферни зони.

Втората зона е стратосферата. Трябва да кажа, че между тропосферата и стратосферата се разграничава друга тясна зона - тропопаузата. Спира падането на температурата с височина. Тропопаузата има средна дебелина 1,5-2 km, но нейните граници са неясни и тропосферата често припокрива стратосферата.

Така че стратосферата има средна височина от 12 км до 50 км. Температурата в него до 25 км остава непроменена (около -57ºС), след това някъде до 40 км се повишава до около 0ºС и по-нататък до 50 км остава непроменена. Стратосферата е сравнително тиха част от земната атмосфера. В него практически няма неблагоприятни климатични условия. Именно в стратосферата известният озонов слой се намира на височини от 15-20 км до 55-60 км.

Следва малка стратопауза на граничния слой, в която температурата се задържа около 0ºС, а след това следващата зона е мезосферата. Простира се на надморска височина 80-90 км, като в него температурата пада до около 80ºС. В мезосферата обикновено стават видими малки метеори, които започват да светят в нея и изгарят там.

Следващата тясна празнина е мезопаузата и отвъд нея зоната на термосферата. Височината му е до 700-800 км. Тук температурата отново започва да се покачва и на надморска височина от около 300 км може да достигне стойности от порядъка на 1200ºС. След това тя остава постоянна. Йоносферата е разположена вътре в термосферата до височина около 400 km. Тук въздухът е силно йонизиран поради излагане на слънчева радиация и има висока електропроводимост.

Следващата и като цяло последна зона е екзосферата. Това е така наречената зона на разсейване. Тук присъстват главно много разреден водород и хелий (с преобладаване на водород). На височини около 3000 км екзосферата преминава в близкия космически вакуум.

Някъде е така. Защо около? Защото тези слоеве са доста условни. Възможни са различни промени в надморската височина, състава на газовете, водата, температурата, йонизацията и т.н. Освен това има много повече термини, които определят структурата и състоянието на земната атмосфера.

Например хомосфера и хетеросфера. При първия атмосферните газове са добре смесени и съставът им е доста хомогенен. Вторият се намира над първия и там практически няма такова смесване. Газовете се разделят чрез гравитация. Границата между тези слоеве се намира на надморска височина 120 km и се нарича турбопауза.

Нека приключим с термините, но определено ще добавя, че конвенционално се приема, че границата на атмосферата се намира на надморска височина от 100 км. Тази граница се нарича линията на Карман.

Ще добавя още две снимки, за да илюстрирам структурата на атмосферата. Първият обаче е на немски, но е пълен и достатъчно лесен за разбиране :-). Може да се увеличи и добре да се разгледа. Вторият показва промяната на атмосферната температура с надморската височина.

Структурата на земната атмосфера.

Промяна на температурата на въздуха с височина.

Съвременните пилотирани орбитални кораби летят на височини около 300-400 км. Това обаче вече не е авиация, въпреки че областта, разбира се, е в известен смисъл тясно свързана и със сигурност ще говорим отново за нея :-).

Авиационната зона е тропосферата. Съвременните атмосферни самолети могат да летят и в долните слоеве на стратосферата. Например практическият таван на МИГ-25РБ е 23 000 m.

Полет в стратосферата.

И то точно физични свойства на въздухатропосферите определят как ще бъде полетът, колко ефективна ще бъде системата за управление на самолета, как ще се отрази турбуленцията в атмосферата, как ще работят двигателите.

Първото основно свойство е температура на въздуха. В газовата динамика може да се определи по скалата на Целзий или по скалата на Келвин.

температура t1на дадена височина зпо скалата на Целзий се определя:

t 1 \u003d t - 6,5N, където Tе температурата на въздуха при земята.

Температурата по скалата на Келвин се нарича абсолютна температураНулата в тази скала е абсолютна нула. При абсолютна нула топлинното движение на молекулите спира. Абсолютната нула по скалата на Келвин съответства на -273º по скалата на Целзий.

Съответно температурата Tна високо зпо скалата на Келвин се определя:

T = 273K + t - 6.5H

Въздушно налягане. Атмосферното налягане се измерва в паскали (N / m 2), в старата система за измерване в атмосфери (атм.). Има и такова нещо като барометрично налягане. Това е налягането, измерено в милиметри живачен стълб с помощта на живачен барометър. Барометрично налягане (налягане на морското равнище), равно на 760 mm Hg. Изкуство. наречен стандартен. Във физиката 1 атм. точно равно на 760 mm Hg.

Плътност на въздуха. В аеродинамиката най-често използваната концепция е масовата плътност на въздуха. Това е масата на въздуха в 1 m3 обем. Плътността на въздуха се променя с височината, въздухът става по-разреден.

Влажност на въздуха. Показва количеството вода във въздуха. Има понятие " относителна влажност". Това е съотношението на масата на водната пара към максималната възможна при дадена температура. Концепцията за 0%, тоест когато въздухът е напълно сух, може да съществува като цяло само в лабораторията. От друга страна, 100% влажност е съвсем реална. Това означава, че въздухът е погълнал цялата вода, която може да поеме. Нещо като абсолютно "пълна гъба". Високата относителна влажност намалява плътността на въздуха, докато ниската относителна влажност съответно я увеличава.

Поради факта, че полетите на самолетите се извършват при различни атмосферни условия, техните летателни и аеродинамични параметри в един режим на полет могат да бъдат различни. Ето защо, за правилна оценка на тези параметри, въведохме Международна стандартна атмосфера (ISA). Той показва промяната в състоянието на въздуха с повишаване на надморската височина.

Основните параметри на състоянието на въздуха при нулева влажност се приемат като:

налягане P = 760 mm Hg. Изкуство. (101,3 kPa);

температура t = +15°C (288 K);

плътност на масата ρ \u003d 1,225 kg / m 3;

За ISA се приема (както беше споменато по-горе :-)), че температурата в тропосферата пада с 0,65º на всеки 100 метра надморска височина.

Стандартна атмосфера (пример до 10000 m).

ISA таблиците се използват за калибриране на инструменти, както и за навигационни и инженерни изчисления.

Физични свойства на въздухавключват също такива понятия като инертност, вискозитет и свиваемост.

Инерцията е свойство на въздуха, което характеризира способността му да устои на промените в състоянието на покой или равномерно праволинейно движение. . Мярката за инерция е масовата плътност на въздуха. Колкото по-високо е то, толкова по-голяма е инерцията и съпротивлението на средата, когато самолетът се движи в нея.

Вискозитет. Определя съпротивлението на триене срещу въздуха при движение на самолета.

Свиваемостта измерва промяната в плътността на въздуха при промяна на налягането. При ниски скорости на самолета (до 450 km/h) няма промяна в налягането, когато въздушният поток го обтича, но при високи скорости започва да се проявява ефектът на свиваемост. Особено изразено е влиянието му върху свръхзвука. Това е отделна област на аеродинамиката и тема за отделна статия :-).

Е, изглежда това е всичко за сега ... Време е да приключим с това малко досадно изброяване, което обаче не може да се отмени :-). Земна атмосфера, неговите параметри, физични свойства на въздухаса толкова важни за самолета, колкото и параметрите на самия апарат, и беше невъзможно да не ги споменем.

За сега, до следващи срещи и още интересни теми 🙂 …

P.S. За десерт предлагам да гледате видео, заснето от пилотската кабина на близнак МИГ-25ПУ по време на полета му в стратосферата. Явно заснет от турист, който има пари за такива полети :-). Снимано предимно през предното стъкло. Обърнете внимание на цвета на небето...

атмосфера

Атмосферата е газовата обвивка, която заобикаля Земята. Той се задържа от силата на гравитацията на Земята, под въздействието на която голяма част от газовете се натрупват над повърхността на земята - в най-долния слой на атмосферата - тропосферата.

Ние живеем в най-долния слой на атмосферата. Самолетите летят в слой, наречен атмосфера. Явления като полярните сияния в северното и южното полукълбо произхождат от термосферата. Отгоре е пространството.

Слоеве на атмосферата

Колко слоя има в атмосферата?

Има пет основни слоя на атмосферата. Най-долният слой, тропосферата, е на 18 km над земната повърхност. Следващият слой - стратосферата - се простира на височина 50 км, над - мезосферата - на около 80 км над земята. Най-горният слой се нарича термосфера. Колкото по-високо се изкачвате, толкова по-малко плътна става атмосферата; над 1000 km земната атмосфера почти изчезва и екзосферата (много разреден пети слой) преминава във вакуум.

Как атмосферата ни защитава?

Стратосферата съдържа озонов слой (съединение от три кислородни атома), който образува защитен щит, който предпазва по-голямата част от вредното ултравиолетово лъчение. На границата на атмосферата има две радиационни зони, известни като пояси на Ван Алън, които също отразяват космическите лъчи като щит.

Защо небето е синьо?

Светлината от слънцето преминава през атмосферата и се разсейва, отразявайки малките частици прах и водни пари във въздуха. Ето как бялата слънчева светлина се разделя на спектрални части - цветовете на дъгата.Сините лъчи се разпръскват по-бързо от останалите. В резултат на това виждаме повече син цвят от всеки друг цвят в слънчевия спектър, поради което небето изглежда синьо.

Облаците променят формата си през цялото време. Причината за това е вятърът. Някои се издигат в огромни маси, други приличат на леки пера. Понякога облаците напълно покриват небето над нас.

- въздушната обвивка на земното кълбо, която се върти със Земята. Горната граница на атмосферата обикновено се провежда на височини от 150-200 км. Долната граница е повърхността на Земята.

Атмосферният въздух е смес от газове. По-голямата част от обема му в повърхностния въздушен слой е азот (78%) и кислород (21%). Освен това въздухът съдържа инертни газове (аргон, хелий, неон и др.), въглероден диоксид (0,03), водна пара и различни твърди частици (прах, сажди, солни кристали).

Въздухът е безцветен, а цветът на небето се обяснява с особеностите на разсейването на светлинните вълни.

Атмосферата се състои от няколко слоя: тропосфера, стратосфера, мезосфера и термосфера.

Долният слой въздух се нарича тропосфера.На различни географски ширини силата му не е еднаква. Тропосферата повтаря формата на планетата и участва заедно със Земята в осово въртене. На екватора дебелината на атмосферата варира от 10 до 20 km. На екватора е по-голямо, а на полюсите е по-малко. Тропосферата се характеризира с максимална плътност на въздуха, в нея е концентрирана 4/5 от масата на цялата атмосфера. Тропосферата определя климатичните условия: тук се образуват различни въздушни маси, образуват се облаци и валежи, възниква интензивно хоризонтално и вертикално движение на въздуха.

Над тропосферата, до надморска височина от 50 km, се намира стратосфера.Характеризира се с по-ниска плътност на въздуха, в него няма водни пари. В долната част на стратосферата на височина около 25 км. има "озонов екран" - слой от атмосферата с висока концентрация на озон, който абсорбира ултравиолетовото лъчение, което е фатално за организмите.

На надморска височина от 50 до 80-90 km се простира мезосфера.С увеличаване на надморската височина температурата се понижава със среден вертикален градиент (0,25-0,3)°/100 m, а плътността на въздуха намалява. Основният енергиен процес е лъчист топлообмен. Сиянието на атмосферата се дължи на сложни фотохимични процеси, включващи радикали, вибрационно възбудени молекули.

Термосфераразположени на надморска височина от 80-90 до 800 км. Плътността на въздуха тук е минимална, степента на йонизация на въздуха е много висока. Температурата се променя в зависимост от активността на Слънцето. Поради големия брой заредени частици тук се наблюдават полярни сияния и магнитни бури.

Атмосферата е от голямо значение за природата на Земята.Без кислород живите организми не могат да дишат. Неговият озонов слой предпазва всички живи същества от вредните ултравиолетови лъчи. Атмосферата изглажда температурните колебания: земната повърхност не се преохлажда през нощта и не се прегрява през деня. В плътни слоеве на атмосферния въздух, които не достигат повърхността на планетата, метеоритите изгарят от тръни.

Атмосферата взаимодейства с всички черупки на земята. С негова помощ обменът на топлина и влага между океана и сушата. Без атмосферата нямаше да има облаци, валежи, ветрове.

Човешката дейност оказва значително неблагоприятно въздействие върху атмосферата. Възниква замърсяване на въздуха, което води до повишаване на концентрацията на въглероден окис (CO 2 ). А това допринася за глобалното затопляне и засилва "парниковия ефект". Озоновият слой на Земята се разрушава поради промишлени отпадъци и транспорт.

Атмосферата трябва да бъде защитена. В развитите страни се предприемат комплекс от мерки за опазване на атмосферния въздух от замърсяване.

Имате ли някакви въпроси? Искате ли да научите повече за атмосферата?
За да получите помощ от учител -.

blog.site, при пълно или частично копиране на материала е необходима връзка към източника.

Съставът на атмосферата.Въздушната обвивка на нашата планета - атмосферапредпазва земната повърхност от вредното въздействие върху живите организми на ултравиолетовото лъчение на Слънцето. Освен това предпазва Земята от космически частици – прах и метеорити.

Атмосферата се състои от механична смес от газове: 78% от нейния обем е азот, 21% е кислород и по-малко от 1% е хелий, аргон, криптон и други инертни газове. Количеството кислород и азот във въздуха е практически непроменено, тъй като азотът почти не влиза в комбинации с други вещества, а кислородът, който, въпреки че е много активен и се изразходва за дишане, окисление и горене, непрекъснато се попълва от растенията.

До височина около 100 км процентното съдържание на тези газове остава практически непроменено. Това се дължи на факта, че въздухът постоянно се смесва.

В допълнение към тези газове, атмосферата съдържа около 0,03% въглероден диоксид, който обикновено се концентрира близо до земната повърхност и се разпределя неравномерно: в градовете, индустриалните центрове и зоните на вулканична активност количеството му се увеличава.

В атмосферата винаги има известно количество примеси - водни пари и прах. Съдържанието на водна пара зависи от температурата на въздуха: колкото по-висока е температурата, толкова повече пара задържа въздухът. Поради наличието на парообразна вода във въздуха са възможни атмосферни явления като дъги, пречупване на слънчевата светлина и др.

Прахът навлиза в атмосферата по време на вулканични изригвания, пясъчни и прашни бури, с непълно изгаряне на гориво в топлоелектрически централи и др.

Структурата на атмосферата.Плътността на атмосферата се променя с височината: тя е най-висока на повърхността на Земята и намалява с издигането й. Така на височина 5,5 км плътността на атмосферата е 2 пъти, а на височина 11 км - 4 пъти по-малка, отколкото в повърхностния слой.

В зависимост от плътността, състава и свойствата на газовете атмосферата е разделена на пет концентрични слоя (фиг. 34).

Ориз. 34.Вертикален разрез на атмосферата (атмосферна стратификация)

1. Долният слой се нарича тропосфера.Горната му граница минава на височина 8-10 km на полюсите и 16-18 km на екватора. Тропосферата съдържа до 80% от общата маса на атмосферата и почти цялата водна пара.

Температурата на въздуха в тропосферата се понижава с височина с 0,6 °C на всеки 100 m и на горната й граница е -45-55 °C.

Въздухът в тропосферата непрекъснато се смесва, движейки се в различни посоки. Само тук се наблюдават мъгли, дъждове, снеговалежи, гръмотевични бури, бури и други метеорологични явления.

2. По-горе се намира стратосфера,който се простира на височина 50-55 км. Плътността на въздуха и налягането в стратосферата са незначителни. Разреденият въздух се състои от същите газове като в тропосферата, но съдържа повече озон. Най-високата концентрация на озон се наблюдава на височина 15-30 км. Температурата в стратосферата се повишава с височината и достига 0 °C или повече на горната си граница. Това се дължи на факта, че озонът поглъща късовълновата част от слънчевата енергия, в резултат на което въздухът се нагрява.

3. Над стратосферата се намира мезосфера,простираща се на височина 80 км. В него температурата отново пада и достига -90°C. Плътността на въздуха там е 200 пъти по-малка, отколкото на повърхността на Земята.

4. Над мезосферата е термосфера(от 80 до 800 км). Температурата в този слой се повишава: на височина 150 km до 220 °C; на височина от 600 km до 1500 °C. Атмосферните газове (азот и кислород) са в йонизирано състояние. Под действието на късовълновата слънчева радиация отделните електрони се откъсват от обвивките на атомите. В резултат на това в този слой - йоносферапоявяват се слоеве от заредени частици. Най-плътният им слой е на надморска височина 300-400 км. Поради ниската плътност слънчевите лъчи не се разпръскват там, така че небето е черно, звездите и планетите блестят ярко върху него.

В йоносферата има полярни светлини,генерират се мощни електрически токове, които причиняват смущения в магнитното поле на Земята.

5. Над 800 км външната обвивка се намира - екзосфера.Скоростта на движение на отделните частици в екзосферата се доближава до критичната - 11,2 mm/s, така че отделните частици могат да преодолеят земната гравитация и да избягат в световното пространство.

Стойността на атмосферата.Ролята на атмосферата в живота на нашата планета е изключително голяма. Без него Земята щеше да е мъртва. Атмосферата предпазва земната повърхност от интензивно нагряване и охлаждане. Влиянието му може да се оприличи на ролята на стъклото в оранжериите: да пропуска слънчевите лъчи и да не позволява на топлината да излиза.

Атмосферата защитава живите организми от късовълновата и корпускулярната радиация на Слънцето. Атмосферата е средата, в която възникват метеорологичните явления, с които е свързана цялата човешка дейност. Изследването на тази черупка се извършва в метеорологични станции. Ден и нощ, при всякакви метеорологични условия, метеоролозите следят състоянието на долната атмосфера. Четири пъти на ден, а на много станции на всеки час измерват температурата, налягането, влажността на въздуха, отбелязват облачността, посоката и скоростта на вятъра, валежите, електрическите и звуковите явления в атмосферата. Метеорологичните станции са разположени навсякъде: в Антарктида и в тропическите гори, във високите планини и в огромните пространства на тундрата. Правят се и наблюдения на океаните от специално построени кораби.

От 30-те години. 20-ти век започнаха наблюдения в свободна атмосфера. Те започнаха да изстрелват радиозонди, които се издигат на височина 25-35 км и с помощта на радиооборудване предават на Земята информация за температурата, налягането, влажността на въздуха и скоростта на вятъра. В наши дни метеорологичните ракети и сателити също се използват широко. Последните имат телевизионни инсталации, които предават изображения на земната повърхност и облаци.

| |
5. Въздушна обвивка на земята§ 31. Нагряване на атмосферата

Избор на редакторите

Инструкция по туберкулоза за ученици в часовете по технологии

Спомняте ли си вица за това как свърши битката между учителя по физическо възпитание и Трудовика? Трудовик спечели, защото каратето си е карате и ...

Текстове от общата диктовка Пример за финансова диктовка

AEO "Nazarbayev Intellectual Schools" Примерна диктовка за окончателното сертифициране на завършилите основно училище Руски език (роден) 1....

Дистанционни курсове за повишаване на квалификацията за учители по изобразително изкуство, mhk Онлайн курсове за повишаване на квалификацията за учител по изобразително изкуство

ИМАМЕ ИСТИНСКО ПРОФЕСИОНАЛНО РАЗВИТИЕ! Изберете курс за себе си! ИМАМЕ ИСТИНСКО ПРОФЕСИОНАЛНО РАЗВИТИЕ! Курсове за надграждане...

Регионален научно-практически семинар за учители по география Технологии за развитие на критичното мислене

Ръководителят на ГМО на учителите по география е Дроздова Олеся Николаевна Документи на ГМО на учителите по география Новини на МО на учителите по география ...

Как се изчисляват учебните седмици?

Септември 2017 Понеделник Вторник Сряда Четвъртък Петък Събота Нед 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19...

Непретенциозни и високопродуктивни пилета от висока линия Последни години и смърт

Робърт Ансън Хайнлайн е американски писател. Заедно с Артър С. Кларк и Айзък Азимов, той е един от "тримата големи" на основателите на...

Цитати по темата „Летище

Пътуване със самолет: часове на скука, прекъсвани от моменти на паника El Boliska 208 Връзка към цитат 3 минути за размисъл...

Основните мотиви на лириката

Иван Алексеевич Бунин - най-великият писател от началото на XIX-XX век. Влиза в литературата като поет, създава прекрасни поетични ...

Тони Блеър: биография и интересни факти

Тони Блеър, който встъпи в длъжност на 2 май 1997 г., стана най-младият ръководител на британското правителство ...

Нов

Популярен