Земная атмосфера. - Планета Земля
Воздушный океан, окружающий Землю, - ее атмосфера, - является ареной, на которой разыгрываются разнообразные метеорологические явления. Для астрономов атмосфера является скорее помехой в наблюдательных работах, хотя некоторые явления, относящиеся к астрономии, протекают в атмосфере (например, вспышки метеоров). Воздух рассеивает солнечные лучи, причем это рассеяние возрастает с уменьшением длины волны. Для видимого спектра большее рассеяние сине-зеленых лучей обусловливает голубой цвет неба и не дает возможности наблюдать звезды днем. В силу этого же Солнце и Луна близ горизонта (перед закатом и после восхода) бывают красного или оранжевого цвета. Излучение с длиной волны короче 290 тц полностью поглощается слоями озона, находящимися на высотах 35--60 км. Общая толщина слоя озона, приведенного к нормальным условиям (т. е. давлению 760 мм ртутного столба и темпера туре 0°), составляет всего 3 мм. Он предохраняет живую природу от губительного действия далеких ультрафиолетовых и других коротковолновых излучений.
Атмосфера поглощает не только коротковолновое излучение небесных светил, но и не пропускает к нам значительную часть космического радиоизлучения. Радиоволны длиной больше 30-15 м отражаются ионосферой, а короче 3 см - поглощаются водяным паром. Кроме того, атмосфера значительно ослабляет, а также преобразует поток частиц высокой энергии, идущий к нам из космоса (так называемые космические лучи). Таким образом, земная атмосфера -- это своеобразный экран, защищающий поверхность Земли от непосредственного воздействия космоса.
Поглощая и рассеивая свет небесных светил, атмосфера уменьшает их блеск, причем поглощение возрастает при увеличении толщи воздуха, проходимой лучами. Толща увеличивается при возрастании зенитного расстояния 2 (в первом приближении пропорционально вес г). Поэтому при сравнении блеска небесных светил, находящихся на разных зенитных расстояниях, надо учитывать различие в поглощении света (см. табл. 55). Поглощение В совершенно чистой атмосфере составляет в зените 0M,21 в визуальных лучах и 0M,44 -- в фотографических.
Атмосфера вызывает также преломление лучей -- Рефракцию, которая влияет на положение светила на небе и заметным образом искажает форму Солнца и Луны у горизонта.
Свойства земной атмосферы до высоты в 40 Км изучены со стратостатов и самопишущих метеорологических приборов, поднимаемых шарами-зондами; разнообразные метеоприборы и спектральные аппараты поднимались до высот почти в 500 км специальными метеорологическими и геофизическими ракетами; наконец, в самые последние годы исключительно богатая информация о состоянии верхних слоев атмосферы получается с искусственных спутников Земли и космических ракет. Кроме того, высокие слои атмосферы исследуются разными косвенными методами (наблюдения метеоров, метеорных следов, серебристых облаков, полярных сияний, изучение свечения ночного неба, сумеречных явлений, лунных затмений), а также с помощью радио (изучение ионизованных областей, преломляющих и отражающих радиоволны).
Таблица 2. Состав земной атмосферы
Элемент |
% по объему |
Азот |
78,09 |
Кислород |
20,95 |
Аргон |
0,93 |
Углекислый газ |
0,03 |
Водород |
0,01 |
Неон |
0,0015 |
Гелий |
0,00015 |
Криптон |
0,000001 |
Ксенон |
0,00000009 |
В основном земная атмосфера состоит из азота и кислорода. В табл. 2 дано процентное содержание химических элементов, составляющих атмосферу Земли. Вследствие перемешивания воздуха конвективными токами и ветрами состав атмосферы почти не меняется до высоты в 100--150 Км. Выше обнаруживается изменение состава атмосферы: количество тяжелых инертных газов резко падает, а молекулярные азот и кислород заменяются атомарными. До высот 300--350 Км преобладает атомарный кислород, а выше -- атомарный азот.
Атмосферу Земли условно делят на четыре слоя: Тропосферу стратосферу, ионосферу и Экзосферу. Тропосфера начинается от поверхности земли или моря; верхняя ее граница в средних шпротах находится на высоте 9--10 Км зимой и 10--12 Км летом, а в экваториальной зоне поднимается до 15--17 Км. Тропосфера характеризуется постепенным убыванием температуры с высотой. В ней содержится около 80% массы всей атмосферы, почти вся вода и пыль, взвешенные в атмосфере. Граница между тропосферой и стратосферой называется Тропопаузой. Стратосфера распространяется от высоты 12--15 Км до 80--85 Км, где находится Стра-топауза, выше которой располагается ионосфера.
Как показывает само название, в этой последней, помимо нейтральных молекул, находятся и ионизованные атомы. Ионизацию производит коротковолновое излучение Солнца и потоки заряженных частиц (корпускул), летящих от Солнца. Электрические свойства ионосферы, высота и степень ее ионизации зависят от времени суток, времени года и от фазы солнечной активности, Ионосфера имеет громадное значение для радиосвязи на больших расстояниях, которая осуществляется на длинных, средних и коротких радиоволнах, многократно отражающихся (точнее, преломляющихся) от ионизованных слоев ионосферы и от поверхности Земли. планета земля атмосфера геологический кора
Представления о строении ионосферы значительно изменились после запуска искусственных спутников Земли. До этого предполагалось, что в ионосфере имеются четыре основных ионизованных слоя: слой D (на высоте 80 Км), слой E (100--105 км), слой F1, (200 км) и слой F2, (300-- 350 км). Однако подозревали, что эти слои имеют клочковатое строение и состоят из отдельных ионизованных облаков. В настоящее время приходится признать, что такого четкого деления на слои (стратификации) в ионосфере нет: от 60 км до, по крайней мере, 473 км имеется сплошной массив ионизованного газа с отдельными флуктуациями (неоднородностями) концентрации ионизованных частиц.
Было обнаружено изменение плотности верхних слоев атмосферы и колебания их температуры в зависимости от изменения солнечной активности, а также в зависимости от времени года (так, например, летом в дневные часы плотность на высоте 200 Км в 20 раз больше, чем зимой ночью).
Область выше 400 км называется Экзосферой.
Самые высокие полярные сияния наблюдались на высотах 700--1000 и даже 1200 Км. Свечение ночного неба обнаруживается на высотах до 2000 Км. Вероятно, верхняя граница земной атмосферы лежит около 3000--4000 км.
Данные, полученные в последнее время с помощью искусственных спутников Земли, а также советских космических ракет, доказали, что земной шар окружен двумя "поясами радиации" - областями резкого увеличения концентрации заряженных частиц высокой энергии. Концентрация оказалась наибольшей вблизи магнитного экватора Земли (как известно не совпадающего с географическим) и убывает к магнитным полюсам, а также зависит от высоты над земной поверхностью. В первой, близкой к Земле области концентрация заряженных частиц (по-видимому, протонов с энергиями до сотен миллионов электрон-вольт) достигает максимума на высоте порядка 1000 Км. Границы второй области, созданной, вероятно, электронами с энергией в несколько десятков тысяч электрон-вольт, простираются до высот в 50--60 тыс. Км.
На каждый квадратный сантиметр земной поверхности на уровне моря воздух давит с силой в 1,0332 Кг (так называемое давление в одну атмосферу). Общая масса атмосферы Земли составляет около одной миллионной доли массы Земли.
Распределение в атмосфере температуры (определяемой тепловыми скоростями движений частиц воздуха) характеризуется любопытными неправильностями -- Температурными инверсиями: в тропосфере температура уменьшается приблизительно на 6°C каждым километром высоты; от тропопаузы до высоты 30 Км температура приблизительно постоянна и равна -- 56.° С; от 30 до 55 Км температура постепенно повышается до 4-100.° С; к высоте 80 Км она вновь падает до +30° С и затем постепенно повышается, достигая нескольких сотен градусов на высоте 200--300 Км. Однако плотность воздуха на этих высотах столь мала, что температура тела, попавшего туда, будет определяться способностью тела поглощать энергию солнечных лучей (и излучать, ее в окружающее пространство), а не температурой окружающего крайне разреженного воздуха. Изучение метеорных следов и серебристых облаков обнаруживает скорости "стратосферных ветров" до 120 М/сек
Похожие статьи
-
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...
-
Общие представления о планете Земля - Планета Земля
Первые астрономические явления, которые с детства знакомы каждому, это -- смена дня и ночи, восход и заход Солнца. Объяснение этих явлений связано с...
-
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...
-
Десять интересных фактов о планете Земля
Десять интересных фактов о планете Земля 1. Твердь земной коры относительна. Поверхность планеты на самом деле состоит из литосферных плит, находящихся в...
-
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...
-
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...
-
Другие планеты земной группы, возможно, имеют подобные структуры и составы с некоторыми отличиями: у Луны маленькое ядро; у Меркурия очень большое ядро...
-
Мантия (слои B/C/D):верхняя, нижняя мантия - Внутреннее строение Земли
Эта геосфера является самым крупным элементом Земли - занимает 83 % ее объема и составляет около 66 % ее массы, простирается на глубину приблизительно...
-
Инверсии температуры воздуха, их типы и параметры Под метеорологическими факторами понимаются скорость и направление ветра, устойчивость атмосферы, слои...
-
Человек привыкает к тому, что земля у него под ногами незыблема. Но впечатление это обманчиво. Одно мгновение - и разрушается то, что создавалось многими...
-
Состав верхней мантии - Планета Земля
Проблема состава, структуры и минеральных ассоциаций глубинных земных оболочек или геосфер, конечно, еще далека от окончательного решения, однако новые...
-
Состав атмосферы Атмосфера - это газообразная воздушная оболочка, окутывающая Землю. Воздух представляет собой механическую смесь газов, с содержанием...
-
Современные данные о сейсмических границах - Планета Земля
Тем больше проводится сейсмологических исследований, тем больше появляется сейсмических границ. Глобальными принято считать границы 410, 520, 670, 2900...
-
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,...
-
Заключение - Геология хронологии Земли
Историю нашей планеты следует рассматривать только с того времени, с которого сохранились наиболее древние "свидетели", т. е горные породы и минералы....
-
Геотермальная энергия (тепло земли) Геотермальная энергия - в дословном переводе значит: земли тепловая энергия. Объем Земли составляет примерно 1085...
-
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...
-
Основные границы раздела в Земле - Внутреннее строение Земли
Земной шар подразделяется на несколько концентрических сфер (оболочек), вложенных одна в другую - так называемых геосфер. Выделяются наружные и...
-
Теория глобальной эволюции Земли - Концепции современной геологии
I . Архейский эон (4,6 - 2,5 млрд. л. н) - 44% времени существования Земли! І 4,6 - 4,2 млрд. л. н . - Образование Земли и дальнейшая мощная...
-
Общие сведения о Земле, Строение Земли - Концепции современной геологии
Ш Форма - геоид : RЭкв. > RПолярн. ( 6378?6357 ); Ш Длина экватора ? 40 000 км; Ш S Поверхности ? 510 млн. км2 (суша - 29%, моря и океаны -...
-
Введение - Движение вещества Земли
Земля состоит из оболочек, для каждой из которых характерны свои формы движения вещества, своя скорость вращения. Вещество жидкого ядра Земли вращается...
-
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...
-
При производстве аэрокосмосъемок регистрируют отраженное или собственное (естественное) излучение электромагнитных волн. Электромагнитное излучение...
-
ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ КОРЫ ПО ДАННЫМ МАГНИТОТЕЛЛУРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ - Электропроводность Земли
При постановке первых зондирований мы исходили из представления, распространенного в геофизике в 50-е годы. Земная кора древних платформ должна иметь...
-
Потенциал загрязнения атмосферы - Анализ потенциала загрязнения атмосферы
Климатологические исследования загрязнения воздуха городов развиваются по двум направлениям. Первое направление связано с непосредственными наблюдениями...
-
Заключение - Развитие представлений о внутреннем строении земли и методы ее изучения
Развитию представлений о Земле способствовали великие географические открытия. Если астрономические знания давали сведения о форме и размерах Земли, то...
-
Ядро(E, F, G): внешнее, переходная оболочка, субъядро - Внутреннее строение Земли
1. Ядро Земли. Центральная геосфера Земли, которая занимает около 17 % ее объема и составляет 34 % ее массы. Такое соотношение долей объема и массы...
-
Влияние кислорода на процессы, происходящие в атмосфере. - Эволюция атмосферы
Кислород в атмосферу поступал в основном из двух источников: за счет биогенного фотосинтеза и процесса восстановления углерода из углекислого газа, а...
-
НАЛИЧИЕ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ - Архипелаг Новая Земля
В эпоху четвертичного оледенения весь архипелаг, а в настоящее время около 25% всей площади Новой Земли покрыто материковым льдом. Оледенение Новой Земли...
-
Недостатком фотографической съемки местности является необходимость доставки фотопленки на Землю для обработки, после ее экспонирования на борту...
-
История тектонических событий Земли - Геология хронологии Земли
Считается, что в начальный период существования Земли на ней действовал активный вулканизм и изливались базальтовые и гипербазитовые лавы. Одновременно в...
-
Увеличение масштабов загрязнения атмосферы требуют быстрых и эффективных способов защиты ее от загрязнения, а также способов предупреждения вредного...
-
Определяющим фактором качества воздуха в республике Башкортостан является поступление в атмосферу загрязняющих веществ в результате деятельности...
-
По информации учебника Лесное ландшафтоведение Дмитрия Михайловича Киреева, лесные земли - это поверхностная часть литогенной основы ПТК, в которой...
-
Природные катаклизмы древности По одной из гипотез природные катаклизмы могли служить причиной физико-географических изменений гипотетического...
-
Агромелиоративные характеристики орошаемых земель Кызылординской области
Агромелиоративные характеристики орошаемых земель Кызылординской области В статье рассматривается фактическое состояние водно-солевого режима орошаемых...
-
ГЕОЛОГИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ, СОСТАВ ЗЕМНОЙ КОРЫ - Геология земной коры
Литосфера напластование минерал горная порода Предполагают, что Земля состоит из нескольких оболочек: литосферы -- наружной твердой толщиной до 50--70...
-
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ТЕРРИТОРИИ - Архипелаг Новая Земля
В геолого-структурном отношении острова Новая Земля входят в состав Пайхойско-Новоземельской складчатой системы, являющейся продолжением Урало-Пайхойской...
-
Контракция и тектогенез перисферы - Движение вещества Земли
В основе механизма формирования оболочек Земли лежат, как было показано, процессы физико-химических реакций и последующая термогравитационная...
-
Круговорот вещества Земли - Движение вещества Земли
КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ на Земле - повторяющиеся процессы превращения и перемещения вещества в природе, имеющие более или менее циклический характер. Общий...
Земная атмосфера. - Планета Земля