Строение атмосферы - Строение атмосферы, ее химический состав и физические свойства
Масса атмосферы составляет 5.3-1015 т. В слое до 5,5 км содержится 50%, до 25 км - 95% и до 30 км - 99% всей массы атмосферы. Тридцатикилометровый слой атмосферы составляет 1/200 или 0,05 радиуса Земли. На глобусе диаметром 40 см этот 30-километровый слой имеет толщину около 1 мм, т. е. атмосфера представляет тонкую пленку, покрывающую поверхность Земли.
Вертикальное строение атмосферы:
1 - наибольшая высота гор; 2 - наибольшая глубина океана; 3 - облака нижние; 4 - облака конвекции; 5 - облака перистые; 6 - облака перламутровые; 7 - облака серебристые; 8 - стратостат Пикара; 9 - стратостат; 10 - радиозонды; 11 - метеорологические ракеты; 12 - геофизические ракеты; 13 - искусственные спутники; 14 - отражение звуковых волн; 15 - отражение средних радиоволн; 16 - отражение коротких радиоволн; 17 - полярные сияния в нижней ионосфере; 18 - полярные сияния в верхней ионосфере; 19 - метеоры; 20 - наивысшая концентрация озона
Нижней границей атмосферы является земная поверхность (в метеорологии - подстилающая поверхность). Четко выраженной Верхней границы атмосфера не имеет. Она плавно переходит в межпланетное пространство. За верхнюю границу атмосферы Условно принимают высоту 1500-2000 км, выше которой находится земная корона.
Давление и плотность с высотой убывают: при давлении у земли 1013 гПа плотность равна 1,27-103 г/м3, а на высоте 750 км плотность составляет 10-10 г/м3.
Распределение физических свойств в атмосфере имеет слоистый характер, поскольку их изменение по высоте происходит во много раз интенсивнее, нежели в горизонтальном направлении. Так, вертикальные температурные градиенты в несколько сотен раз больше горизонтальных градиентов.
Расчленение атмосферы на слои делают по различным свойствам воздуха: по температуре, влажности, содержанию озона, электропроводимости и т. п. Наиболее отчетливо различие слоев атмосферы проявляется в характере распределения температуры воздуха с высотой. По этому признаку выделяют пять основных слоев.
Тропосфера - самый нижний слой атмосферы, нижней границей которого является земная поверхность. Вертикальная протяженность тропосферы в умеренных широтах составляет 9-12 км, к полюсам уменьшается до 8-10 км, а к экватору увеличивается до 16-18 км. Зимой высота тропосферы ниже, чем летом. Кроме того, особенно в умеренных широтах, верхняя граница тропопаузы над определенным районом может опускаться или подниматься на несколько километров (связано с изменениями температуры при прохождении циклонов и антициклонов).
Физические свойства тропосферы в большой степени определяются влиянием земной поверхности. Для этого слоя характерно понижение температуры воздуха с высотой в среднем на 0,65°С на 100 м высоты, хотя при этом возможны большие вариации в распределении температуры. Средняя годовая температура на верхней границе тропосферы составляет примерно -55°С в умеренных широтах, -75 °С над экватором, -65 °С над северным полюсом зимой и -47 °С летом.
В тропосфере имеют место горизонтальные и вертикальные движения воздуха, турбулентность, возникают и развиваются все погодообразующие процессы (циклоны, антициклоны атмосферных фронтов, почти все виды облаков и осадков).
В пределах тропосферы выделяют Пограничный слой, Или Слой трения (до высот 1-1,5 км), в котором на движение воздуха оказывают влияние силы трения о подстилающую поверхность. Высота слоя трения тем больше, чем больше шероховатость. Поэтому над водной поверхностью и равнинной степной местностью высота слоя трения меньше, чем над пересеченной местностью, покрытой лесом. В пограничном слое отмечается повышенное содержание пыли, дыма, аэрозолей.
Слои воздуха, расположенные выше слоя трения - это Свободная атмосфера.
Самый нижний слой воздуха (от нескольких до десятков метров), примыкающий к земной поверхности - это Приземной слой.
Верхней границей тропосферы является Тропопауза - переходный слой 1-2 км, выше располагается стратосфера.
Стратосфера простирается до высоты 50-55 км. В стратосфере отмечается рост температуры, который объясняется поглощением солнечной радиации озоном. До высоты 35 км рост происходит очень медленно, а затем ускоряется, и на верхней границе температура достигает среднего годового значения 0°С с отклонениями ±20°С. Резкие сезонные колебания температуры на верхней границе стратосферы связаны с изменениями содержания озона.
В стратосфере происходит интенсивная циркуляция воздуха с вертикальными движениями. Водяной пар содержится в ничтожном количестве и обычные облака не образуются. Только изредка на высотах 22-27 км и только в некоторых районах Земли, особенно в Северной Европе и на Аляске зимой, когда Солнце находится в нескольких градусах ниже горизонта, наблюдаются перламутровые облака, состоящие из переохлажденных капель воды.
Далее по высоте следует переходный слой - Стратопауза (толщина около 5 км), над которым располагается мезосфера.
Мезосфера - слой толщиной от 55 до 80-85 км. В этом слое температура понижается до -90°С. В мезосфере отмечаются скорости ветра до 150 м/с. Наблюдаются серебристые облака из ледяных кристаллов и вулканической пыли.
Выше переходного слоя - Мезопаузы - расположена термосфера.
Термосфера - слой, толщиной до 450 км, где температура с высотой растет и на верхней границе, на высоте 200-300 км, достигает +1500-2500є С. Связана с крайне высокой разреженностью и увеличением расстояния между молекулами газов - молекулы сильно разгоняются, но практически не сталкиваются, поэтому высокая температура термосферы Потенциальная и она не ощущается живыми организмами. Кроме того, в термосфере наблюдается значительная ионизация, что приводит к образованию ионосферы и возникновению различного рода полярных сияний.
Экзосфера (от 450 до 700 км) - это наружная сфера, или Сфера рассеяния. Этот внешний слой атмосферы, простирающийся до так называемой Земной короны, постепенно переходящий в межпланетное пространство. Температура на высоте 700 км растет до 3000 °К. В экзосфере газы находятся в очень разреженном состоянии и их частицы, двигаясь с огромными скоростями, почти не сталкиваясь друг с другом, частично покидают земную атмосферу.
В атмосфере находится слой с высокой электрической проводимостью, образующийся в результате ионизации воздуха ультрафиолетовым и корпускулярным излучением Солнца и частично космическими лучами. Это - Ионосфера, которая располагается на высоте от 50-80 км до нескольких сотен километров.
В пределах этого слоя имеются слои с максимальной ионизацией, в особенности на высотах 100-120 и 200-400 км. Ионосфера, обладая способностью поглощать, преломлять и отражать радиоволны, оказывает большое влияние на их распространение в зависимости от длины. В ионосфере наблюдаются полярные сияния, свечение ночного неба, резкие колебания магнитного поля.
Похожие статьи
-
Состав атмосферы Атмосфера - это газообразная воздушная оболочка, окутывающая Землю. Воздух представляет собой механическую смесь газов, с содержанием...
-
СОСТАВ И СТРУКТУРА ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ - Основы географии
1 . Литосфера - внешняя оболочка твердой части Земли, мощностью от нескольких до 200 км, включающая земную кору и верхнюю часть мантии. К собственно ГО...
-
МИНЕРАЛОГИЯ (от минерал и греч. льгпт - логос, слово, учение / англ. Mineralogy; нем. Mineralogie; фр. Minйralogie; ит. Mineralogнe) - наука о минералах....
-
В пределах площадки буровыми скважинами вскрыты два водоносных горизонта. Первый от поверхности горизонт грунтовых вод залегает на глубинах от 0,1 м...
-
Состав растворенного в нефти газа исследовался в 19 пробах, отобранных из 12 скважин. Как видно из результатов анализа (таблица 2.3.3.) основными...
-
Состав земной коры - Строение земной коры
Земная кора состоит из нескольких слоев, толщина и строение которых различны в пределах океанов и материков. В связи с этим выделяют океанический,...
-
А) азота; Б) магния; В) меди. Р = 3 Выберите из перечисленных элементов металлы: Ca, Fe, P, Аl, Br, O. А) Ca, P, O; Б) Fe, Al; В) Fe, Al, Br; Г) Ca, Al,...
-
Охрана атмосферы В процессе производства работ в атмосферу поступает породная и угольная пыль, а также вредные газы. Основными источниками...
-
Состав и свойства нефти в поверхностных условиях Физико-химические свойства нефти месторождения Сазанкурак были исследованы по поверхностным и пластовым...
-
Состав мантии ниже границы 670 км - Планета Земля
Проведенные в последние два-три десятилетия исследования структурных переходов минералов с использованием рентгеновских камер высокого давления позволили...
-
Модель строения Земли - Планета Земля
Широко известная модель внутреннего строения Земли (деление ее на ядро, мантию и земную кору) разработана сейсмологами Г. Джеффрисом и Б. Гутенбергом еще...
-
Карта фактического материала Рис. 1 Геолого-литологические колонки опорных скважин Таблица 1 Скважина №19 Н=12,0м Таблица 2 Скважина №20 Н=10,0м Таблица...
-
Изучение остракод невозможно без правильной идентификации переднего и заднего концов раковины. Эта процедура вызывает особые затруднения при исследовании...
-
Формула Курлова представляет собой псевдо дробь, в числителе которой в порядке убывания в %-эквивалентной форме располагаются анионы, а в знаменателе -...
-
Состав и свойства нефти, газа и воды - Пермо-карбоновая залежь Усинского месторождения
По I объекту пермо-карбоновой залежи отобраны и исследованы 5 проб нефти. Пластовая нефть недонасыщена газом (давление насыщения 6,9 - 7,4 МПа, ниже...
-
Состав и свойства пластовой воды - Геологическая характеристика Гагаринского месторождения
Пластовые воды продуктивных отложений верхнедевонско-турнейского ГНВК являются потенциально перспективными для формирования промышленно ценных попутных...
-
Образование облаков, Микроструктура и водность облаков - Образование и свойства облаков
В результате конденсации внутри атмосферы возникают скопления продуктов конденсации - капелек и кристаллов. Их называют облаками. Размеры облачных...
-
Внутреннее строение Земли - Развитие представлений о внутреннем строении земли и методы ее изучения
Рисунок 1. Разрез Земли Толщина Земной коры (внешней оболочки) изменяется от нескольких километров (в океанических областях) до нескольких десятков...
-
Необычные облака - Образование и свойства облаков
Перламутровые облака практически не оказывают влияния на погоду. Они формируются на высотах в 15-30 км и состоят из кристалликов льда, на которых...
-
Понятие и состав географической оболочки Биосфера ноосфера техногенез Наиболее общим объектом изучения географической науки является географическая...
-
Для оценки физико-химических характеристик нефти и газа из продуктивных отложений среднего и нижнего карбона отобраны пробы нефти, и газа. По...
-
Всего проанализировано 92 глубинные пробы из 12 скважин. Величина давления насыщения нефти газом в качественных пробах менялась от 11,84 до 16,1 МПа,...
-
Номер участка Номер скважины Галька >100 Гравий 10-2 Песчаные Пылеватые 2-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 0,1-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 3 17 - 1 2 16 57 11 3 2 3...
-
Изменение химического состава речных вод, Сток растворных веществ - Мутность рек
В течение года в соответствии с различными условиями питания и под воздействием метеорологических факторов химические свойства речных вод могут меняться....
-
Химический состав речных вод - Мутность рек
Большая роль в формировании химического состава речных вод принадлежит источникам питания рек. Питание за счет подземных вод всегда вызывает повышение...
-
Вещественный состав, коллекторские свойства и нефтенасыщенность Начальное пластовое давление Пласта Фм приведенное к абсолютной отметке ВНК (-1880 м)...
-
Породы-коллекторы представлены в основном мелкозернистыми песчаниками и крупнозернистыми алевролитами, которые по разрезу переслаиваются с аргиллитами и...
-
Физико-химические свойства пластовой нефти Пластовые нефти изучались для пластов терригенной толщи нижнего карбона по ограниченному количеству проб, что...
-
Химический состав грунтовых вод изучен по пробам, отобранным в скважине №17. Результаты анализа приведены в таблице (см. раздел 1.4). Таблица 13...
-
АЛМАЗ, Химический состав - Алмаз
АЛМАЗ, минерал, кристаллическая кубическая полиморфная модификация самородного углерода, по блеску, красоте и твердости превосходящий все минералы....
-
Результаты исследований скважин на газоконденсатность Состав и свойства пластовых углеводородных систем залежей Ямбургского месторождения последовательно...
-
Охрана земель - Геологическое строение и горно-геологическая характеристика месторождения
В целях охраны земель из 2982га земной поверхности, нарушенных земель горными работами разреза, подлежит лесохозяйственной рекультивации 2179га (внешние...
-
В пределах левого берега Оки, на котором и расположен Дзержинск, находятся четыре террасы, образованные рекой. На пространстве поймы видны старые русла...
-
Охрана водных ресурсов - Геологическое строение и горно-геологическая характеристика месторождения
Водная среда включает поверхностные и подземные воды. Поверхностные воды в основном сосредоточены в океане, содержанием 1 млрд. 375 млн. кубических...
-
Новая модель строения мантии - Планета Земля
К 80-м годам XX века сейсмологические исследования методами продольных и поперечных сейсмических волн, способных проникать через весь объем Земли, а...
-
Характеристика геологического строения Стратиграфия. Во вскрытом геологическом разрезе структуры Сазанкурак принимают участие отложения от нижнепермских...
-
Отвалообразование - Геологическое строение и горно-геологическая характеристика месторождения
При транспортировании вскрышной породы на отвал автомобильным транспортом применяется бульдозерное отвалообразование, процесс отвалообразования при...
-
Океаны и суша по земной поверхности распределены неравномерно. Суша сосредоточена в северном полушарии (39 % всей поверхности, т. к. в южном полушарии...
-
Низкие облака - Образование и свойства облаков
Кучевые облака - это отдельные облака в нижнем и среднем ярусах, как правило, плотные и с резко очерченными контурами, развивающиеся вверх в виде...
-
Формы облаков, Международная классификация, Высокие облака - Образование и свойства облаков
Международная классификация Ярус Диапазон высот Тип (род) Сокращенное обозначение Высокие 3-18 км Перистые Ci Перисто-кучевые Cs Перисто-слоистые Cc...
Строение атмосферы - Строение атмосферы, ее химический состав и физические свойства