Что такое атмосфера — слои, строение и состав атмосферы Земли

Здравствуйте уважаемые читатели блога.

Многие небесные тела имеют атмосферу (почти все планеты Солнечной системы), но нас больше интересует атмосфера Земли, потому что мы в ней живем.

Поговорим сегодня о том, что такое атмосфера, из чего она состоит, каково ее строение, а также рассмотрим каждый из выделенных в ней слоев в отдельности. Будет интересно, следите за новостями…

Атмосфера — это…

Слово «атмосфера» имеет древнегреческие корни: «атмос» (пар) и «сфера». В самом простом смысле он относится к газовому слою любого небесного тела, который удерживается вокруг него силой тяжести.

Между атмосферой планеты и космическим пространством нет четкой границы, поэтому под атмосферой понимают газообразную среду, вращающуюся вместе с небесным телом в целом.

Атмосфера Земли простирается до 800 км над уровнем моря. Однако условная граница с космосом, по определению Международной авиационной федерации (FAI), проходит на высоте 100 км над уровнем моря и называется линией Кармана».

Всем известно о существовании атмосферы Земли (о ней речь пойдет позже).

А вот то, что, кроме Земли, у Солнца есть еще и атмосфера (как это?) и восемь (из девяти) планет Солнечной системы («лишенный» остался только Меркурий), скорее всего, мало кто знает.

Если «копнуть» еще глубже, то к этой галактике нужно добавить спутник Сатурна Титан, который имеет достаточно плотную атмосферу (у других спутников, в том числе у Луны, газовая оболочка настолько разрежена, что ее нельзя считать истинной галактикой) атмосфера).

Каждая атмосфера имеет свой химический состав и поведение.

Например, атмосфера околоземных планет (Венера и Марс) состоит преимущественно из углекислого газа (СО2) с включениями азота, кислорода, аргона и др газов.

Температура и давление зависят главным образом от массы и расстояния этих планет от Солнца, в частности, средняя температура на поверхности Венеры составляет около 450 °С, а давление — 90 бар. Для Марса эти цифры составляют -25°С и 6 мбар соответственно (что составляет всего 0,6% земного давления).

У газовых гигантов (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) основными компонентами атмосферы являются водород и гелий, дополненные различными примесями (аммиак, метан, фосфор, сера и др.), что во многом определяет ее цвет при просмотре через телескоп.

Состав атмосферы Земли

Состав атмосферы Земли, согласно Википедии, приведен в следующей таблице:

Структура и слои земной атмосферы

Толщина атмосферы нашей планеты делится на следующие слои:

1. тропосфера;
2. стратосфера;
3. мезосфера;
4. термосфера;
5. экзосфера.

Тропосфера простирается на высоту от 8 до 18 км в зависимости от географической широты и времени года. Самый тонкий слой встречается в полярных широтах, самый толстый — в тропиках. Зимой толщина тропосферы уменьшается, летом увеличивается.

Нижний (пограничный) слой высотой от 1 до 2 км содержит примерно 80% всей массы атмосферного воздуха и почти 90% водяного пара.

В тропосфере из-за разницы температуры (она может достигать 100 °С) и давления постоянно образуются турбулентные и конвективные потоки воздуха, появляются облака, формируются циклоны, антициклоны и другие атмосферные явления, формирующие метеорологические условия.

Стратосфера находится на высоте 12-50 км. Его характерной особенностью является то, что в нижнем слое (в районе 12-25 км) температура меняется незначительно, а затем начинается ее рост (от -50 до 0оС).

В средних слоях стратосферы находится озоновый слой, защищающий Землю от ультрафиолетовых лучей.

Газовая оболочка под озоновым экраном составляет биосферу (что это такое?), состав и строение которой во многом определяется живыми организмами. Около 20% массы атмосферы сосредоточено в стратосфере. Время от времени на нем образуются тонкие облачка перламутра, которые иногда можно увидеть на закате.

Мезосфера начинается на высоте 45-50 км и заканчивается на отметке 85-90 км. В мезосфере происходит постоянное понижение температуры (от 0 до -100 °С) со средним градиентом 0,3 °С на 100 м, а также активный радиационный теплообмен и фотохимические процессы.

В этом слое, как и в стратосфере, еще имеется небольшое количество водяного пара, которого достаточно для образования самых высоких облаков — серебристых.

Мезосфера малопригодна для полета: воздух слишком разрежен для самолетов и слишком плотен для космических кораблей.

Термосфера: ее верхний предел находится на высотах от 500 до 800 км. Для этого слоя характерно постоянное повышение температуры (от -100 до +1200°С!) на толщине в пятьсот километров, после чего она стабилизируется и остается почти постоянной на большой площади.

Большая часть ионосферы находится в тропосфере, где на больших высотах происходит ионизация воздуха и преобладает атомарный кислород.

При низкой активности Солнца (циклическая активность 11 лет) размеры термосферы заметно уменьшаются.

Экзосфера — очень разреженный внешний слой (в переводе с др.-греч. — внешний шар) атмосферы выше 500 км с очень высокими температурами (до 2500°С) из-за высокой солнечной радиации. Отсюда происходит уход (рассеивание) частиц газа в межпланетное пространство (диссипация), что приводит к постепенному «утонению» атмосферы в целом.

Переход от одного слоя к другому осуществляется плавно, в связи с этим выделяют промежуточные этапы:

1. тропопауза (между тропом и стратосферой);
2. стратопауза (между стратосферой и мезосферой);
3. мезопауза (между мезосферой и термосферой);
4. термопауза (между термо и экзосферой).

Загрязнение атмосферы

На состав и поведение земной атмосферы большое влияние оказывает хозяйственная деятельность человека, что приводит к ухудшению состояния окружающей среды, изменению климата и другим негативным явлениям.

Проблема загрязнения воздуха все больше беспокоит не только ученых, но и простых людей.

Общество предпринимает шаги по улучшению ситуации (снижение вредных выбросов, строительство очистных сооружений, переход на возобновляемые источники энергии и многое другое). Удастся ли кардинально переломить тревожную тенденцию, покажет время.