Строение атмосферы. По характеру изменения температуры в вертикальном направлении и другим физическим свойствам атмосферу делят на пять концентрических оболочек: тропосферуПо характеру изменения температуры в вертикальном направлении и другим физическим свойствам атмосферу делят на пять концентрических оболочек: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу, которые разделены тонкими (1—2 км) переходными слоями: тропо-, страто-, мезо- и термопаузами (рис. 21). Тропосфера (греч. tropоs — поворот) простирается от земной поверхности до высоты 16—18 км в экваториально-тропических широтах и до 8—9 км над полюсами. В ней заключено почти 80 % воздуха атмосферы. Физические свойства воздуха тропосферы и происходящие в ней процессы находятся в большой зависимости от земной поверхности. От нее воздух получает тепло, поэтому с подъемом вверх температура его понижается в среднем на 0,6° на каждые 100 м и достигает близ тропопаузы в умеренных широтах около — 55 °С (она неодинакова на разных широтах и в разные сезоны года). Величина 0,6 °С/100 м называется вертикальным температурным градиентом. Для тропосферы характерны интенсивные вертикальные и горизонтальные движения воздуха и его перемешивание. В тропосфере содержится почти весь водяной пар атмосферы (99 %), количество которого быстро убывает с высотой. Здесь происходит образование облаков, выпадают
Рис. 21. Строение атмосферы: 1 — уровень моря; 2 — перистые облака; 3 — кучевые облака; 4 — слоистые облака; 5 — свободный аэростат; 6 — стратостат; 7 — радиозонд; 8 — перламутровые облака; 9 — отражение звуковых волн; 10 — метеорологическая ракета; 11 — серебристые облака; 12 — отражение средних радиоволн; 13 — метеоры; 14 и 15 — полярные сияния; 16 — отражение коротких радиоволн; 17 — геофизическая ракета; 18 — искусственные спутники Земли; 19 — пилотируемые космические корабли
осадки, наблюдаются оптические, световые и звуковые метеорологические явления. Стратосфера (лат. strаtиs — слоистый) простирается от тропопаузы до 50 — 55 км. Здесь сосредоточено около 20 % воздуха, в котором много озона. В нижней стратосфере температура более или менее постоянна, но выше 30 км она быстро растет за счет поглощения озоном ультрафиолетовой солнечной радиации и достигает близ стратопаузы среднегодового значения около 0 °С с отклонением ±20 °С в зависимости от широты и времени года. Возрастание температуры с высотой приводит к большой устойчивости стратосферы. Водяного пара в стратосфере ничтожно мало. На высоте 22—25 км наблюдаются капельно-жидкие перламутровые облака. Раньше стратосферу считали спокойной средой, но оказалось, что в ней происходит интенсивная горизонтальная циркуляция и наблюдаются небольшие вертикальные перемещения типа подъема и оседания, захватывающие большие пространства. Мезосфера (греч. теsоs — средний) простирается от стратопаузы до 80 км. В ней температура понижается до — 80 °С... -85 °С, с чем связана турбулентность. Здесь образуются тонкие ледяные серебристые облака. В целом в трех нижних слоях заключено 99,5 % всей массы атмосферы. Термосфера (греч. thеrте — тепло) — слой от мезопаузы до 800 км. Температура в нем возрастает до 1500 °С, но в разреженном воздухе она характеризует лишь кинетическую энергию движения частиц и не ощущается, поэтому летающие здесь искусственные спутники от воздуха не нагреваются и не сгорают. В нижней термосфере сгорают метеоры. Экзосфера (греч. ехо — снаружи) — внешний (800—1000 км) крайне разреженный слой атмосферы с температурой около 2000 °С. Здесь скорость движения атомов водорода и гелия более 11,2 км/с и они частично ускользают в межпланетное пространство, за что этот слой называют сферой рассеяния. С точки зрения ионизации, т. е. по электрическому составу, атмосфера делится на нейтросферу (три нижних слоя) и ионосферу (два верхних слоя). В ионосфере наблюдаются полярные сияния, магнитные бури. Благодаря ей обеспечивается дальняя радиосвязь.
|
