Строение атмосферы Земли
Атмосфера нашей планеты – это воздушная оболочка земли, защищающая поверхность от смертельного воздействия на все живое ультрафиолетовых лучей Солнца. Кроме этого атмосфера препятствует проникновению из космоса пыли и метеоритов.
Строение атмосферы: состав
Защитная оболочка состоит из смеси газов: две трети ее объема занимает азот, пятую часть – кислород, а один процент приходится на инертные газы (криптон, аргон, гелий и другие). Объем азота и кислорода почти не изменяется, так как азот практически не реагирует с другими веществами и соединениями, а кислород, несмотря на расходование, все время восполняется растениями.
До 100-километровой высоты соотношение данных газов в процентах практически не изменяется. Это связано с постоянным перемешиванием воздушных масс.
Кроме описанных составляющих, в состав атмосферы входит около 0,030 процента углекислого газа, который концентрируется ближе к земной поверхности. Больше всего его в промышленных центрах, городах, в районах вулканической активности.
Также атмосфера включает в свое строение небольшое содержание пыли и водяного пара. Объем последнего компонента зависит от окружающей температуры воздуха: при повышении образуется большее количество пара. Наличие в воздушной среде воды в парообразном состоянии дает возможность наблюдать такие природные явления, как рефракцию лучей солнца, радугу и т.д.
Попадание пыли в атмосферу происходит при извержениях вулканов, пылевых и песчаных бурях, в результате неполного сгорания топлива на тепловых станциях.
Плотность воздушной оболочки не везде одинакова. На этот показатель влияет высота атмосферы. Наиболее плотная оболочка у поверхности планеты, а с высотой она становится реже. Уже на расстоянии 11 км атмосфера в 4 раза реже, чем в приземном слое.
Строение атмосферы: вертикальный разрез (стратификация)
В зависимости от свойств газа, состава и плотности воздушную оболочку разделяют на 5 основных частей – концентрических слоев.
Самым нижним слоем является тропосфера, верхняя граница которой находится на расстоянии 10 км от поверхности планеты на экваторе, на полюсах этот показатель равен 18 км. В нижнем слое содержится практически весь водяной газ и почти 80 процентов всего объема атмосферы.
В тропосфере с высотой происходит понижение температуры воздуха: через каждые сто метров становится холоднее на 0,6 градуса, и у верхней границы наблюдается минус 45-50 градусов.
В данной оболочке происходит постоянное движение воздуха, который перемещается, перемешивается. Только здесь идут дожди, наблюдаются грозы, туманы, бури или снегопады.
Вторым слоем, входящим в строение атмосферы, является стратосфера, которая продолжается до высоты 55 км. Данная оболочка имеет незначительное давление и плотность воздуха. Разреженные массы состоят из тех же газов, что и тропосфера, однако, здесь находится больше озона. Максимальная концентрация данного изотопа кислорода наблюдается на расстоянии 20 – 30 км от поверхности. Температура стратосферы с высотой повышается, и на верхней границе данный показатель составляет 0 градусов. Это объясняется поглощением коротковолновой части солнечной энергии озоном, из-за чего происходит нагревание воздуха.
Выше стратосферы находится мезосфера, высота которой составляет 80 км от поверхности. Здесь уже опять происходит понижение температуры до минус 90 градусов на верхней границе, плотность воздуха в двести раз меньше, чем в поверхностных слоях атмосферы планеты.
Расстояние от 80 до 800 километров занимает мезосфера – четвертая оболочка, входящая в строение атмосферы. Здесь газы находятся в ионизированном состоянии, а температура на высоте 160 км составляет 200 градусов, а на 650 км — достигает 1500 С. Здесь образуются электрические токи, воздействующие на магнитное поле, происходят полярные сияния.
Последней внешней оболочкой называют экзосферу, которая расположена выше 800 км. Здесь скорость движения частиц достигает критической отметки, при которой они могут уйти в космос, преодолев земное тяготение.