Слои и классификации атмосферы Земли
Из чего состоит атмосфера Земли?
В то время как кислород является важным компонентом для большей части жизни на Земле, большая часть земной атмосферы не состоит из кислорода. Атмосфера Земли состоит примерно из 78% азота, 21% кислорода, 0,03% углекислого газа и 0,9% аргона с крошечным процентом других элементов. Наша атмосфера также состоит из водяного пара. Кроме того, атмосфера Земли состоит из остатков частиц пыли, пыльцы, растительных зерен и других твердых частиц.
Три основных компонента земной атмосферы – азот, кислород и аргон. Водяной пар составляет почти 0,25% атмосферы по массе. Агрегация водяного пара заметно отличается от примерно 10 частей на миллион по объему в самых холодных частях атмосферы. Это делается для достижения степени около 5% по объему в горячих, влажных воздушных массах. Агрегации других атмосферных газов обычно рассматриваются в терминах сухого воздуха, оставляющего любой водяной пар.
Газы, которые остаются позади, часто известны как следы газов. Из которых мы также включаем парниковые газы (которые в атмосфере Земли нагреваются. Кроме того, мы также добавляем углекислый газ, метан, закись азота, озон вместе с фильтрованным воздухом, который состоит из следовых количеств многих других химических соединений.
Стратификация
Атмосфера Земли продолжается от поверхности планеты примерно на 10 000 километров выше. И после достижения этой точки атмосфера сливается с космосом. Не каждый ученый знает, где находится настоящая верхняя граница атмосферы. Однако они могли бы согласиться с тем фактом, что основная часть атмосферы расположена близко к поверхности Земли на расстоянии примерно от восьми до 15 километров.
Исходя из температуры, атмосфера Земли делится на пять различных слоев. Там слои, которые лежат ближе всего к поверхности Земли, – это тропосфера. Они продолжается почти на семь и 15 километров от поверхности. Тропосфера, как известно, самая толстая на экваторе, и по мере того, как она движется к полюсам, она становится все тоньше. Большая часть массы всей атмосферы находится в тропосфере. Большая часть водяного пара в атмосфере, наряду с пылью и частицами пепла, находится в слое тропосферы. Это также объясняет, почему большая часть облаков Земли находится в этом слое. С увеличением высоты температура в тропосфере снижается.
Обычно с увеличением высоты давление и плотность воздуха в атмосфере уменьшаются. Однако температура имеет более сложный контур с высотой и может оставаться относительно постоянной. Хотя в некоторых регионах она может увеличиваться с высотой. Температурное поведение дает существенную метрику для изменения атмосферных слоев. Вот почему земную атмосферу можно разделить на пять основных слоев, также известных как атмосферная стратификация. Если исключить экзосферу, то атмосфера будет иметь только четыре первичных слоя. Эти слои-тропосфера, стратосфера, мезосфера и термосфера. От Высшего к низшему, пять основных слоев:
- Экзосфера
- Термосфера
- Мезосфера
- Стратосфера
- Тропосфера
Слои атмосферы
Таким образом, как мы уже говорили, атмосфера Земли делится на пять основных слоев: экзосферу, термосферу, мезосферу, стратосферу и тропосферу. С увеличением верхнего слоя атмосфера истончается до тех пор, пока газы не исчезнут в космосе. Между атмосферой и космосом нет четкой границы. Однако воображаемая линия, которая находится почти в 100 километрах от поверхности, а именно линия Кармана. Эта линия обычно проходит там, где, по словам ученых, атмосфера встречается с космическим пространством.
Тропосфера
Тропосфера – это слой, наиболее близкий к поверхности Земли, который имеет толщину от 7 до 20 км и состоит из половины земной атмосферы. Воздух, как известно, теплее вблизи Земли и становится холоднее, когда он поднимается вверх. Почти весь водяной пар и пыль в атмосфере находятся в этом слое, и именно поэтому облака обычно находятся в слое тропосферы.
Хотя различия действительно возникают, температура обычно уменьшается с высотой. А та, в свою очередь, увеличивается в тропосфере, ибо тропосфера в основном нагревается за счет передачи энергии с поверхности. Тропосфера толще и намного плотнее, чем все ее перекрывающиеся атмосферные слои. Это происходит из-за того, что массивная атмосферная масса лежит поверх тропосферы и делает ее сильно сплющенной.
Почти весь атмосферный водяной пар или влага находятся в тропосфере, поэтому именно в этом слое происходит большинство погодных явлений на Земле. На фундаментальной основе он имеет все связанные с погодой типы облаков, вызванные активной циркуляцией ветра. Хотя очень высокие грозовые облака altocumulus могут проникать в тропопаузу снизу и подниматься в нижнюю часть стратосферы. Наиболее типичная авиационная активность происходит в основном в тропосфере, и это единственный слой, который может быть доступен винтокрылым самолетам.
Стратосфера
Стратосфера – это второй слой внутри слоев атмосферы. Он начинается за пределами тропосферы и заканчивается примерно в 31 Миле над землей. Озон находится здесь в изобилии, и он кипит в атмосфере, а также захватывает опасную радиацию от солнца. Воздух здесь сильно пересох. По сравнению с уровнем моря он примерно в тысячу раз тоньше в стратосфере, из-за чего именно здесь летают реактивные самолеты и метеозонды.
Температура стратосферного контура формирует очень сильные атмосферные условия. Поэтому в стратосфере отсутствует вызывающая погоду воздушная турбулентность, которая так часто встречается в тропосфере. Таким образом, Стратосфера в основном свободна от облаков и других форм погоды. Однако полярные стратосферные или перламутровые облака время от времени наблюдаются в нижней части этого слоя атмосферы, где воздух остается наиболее прохладным. Таким образом, стратосфера-это самый высокий слой, к которому могут добраться реактивные самолеты.
Мезосфера
Мезосфера начинается с 31 мили и продолжается примерно до 53 миль в высоту. Самая верхняя область мезосферы, также известная как мезопауза, является самой прохладной областью атмосферы Земли. Его температура в среднем составляет около минус 130 градусов по Фаренгейту (минус 90 градусов по Цельсию). И это заставляет их сомневаться, сгорают ли метеориты в этом слое. Это потому, что реактивные самолеты и воздушные шары не поднимаются достаточно высоко, а спутники и космические челноки вращаются слишком высоко.
Термосфера
Термосфера, как известно, является вторым по высоте слоем атмосферы, который продолжается от 56 миль до 310-620 миль. Высота термопаузы значительно различается из-за изменений солнечной активности. Из-за термопаузы, лежащей на нижней границе экзосферы, ее также называют экзобазой. Нижняя часть термосферы, над поверхностью Земли, состоит из ионосферы. Термосфера считается частью земной атмосферы, но плотность воздуха настолько мала, что большую часть этого слоя обычно называют космическим пространством. На самом деле именно здесь происходят полярные сияния, летают космические челноки и где Международная космическая станция вращается вокруг Земли. Заряженные частицы из космоса сталкиваются с атомами и молекулами в термосфере, активируя их в более высокие энергетические состояния. Атомы сбрасывают эту избыточную энергию, испуская фотоны света.
Температура термосферы продолжает ускоряться с высотой и может подняться до 1500 °C. Кроме того, молекулы газа находятся на расстоянии многих миль друг от друга, что его температура в обычном случае не имеет большого смысла. Здесь воздух такой эзотерический. Такова, например, отдельная молекула кислорода, которая проходит в среднем 1 километр между столкновениями с другими молекулами. Хотя термосфера имеет высокую долю молекул с высокой энергией, она не будет чувствовать жжения к человеческому телу при непосредственном контакте. И это происходит, когда его плотность остается слишком низкой, чтобы передавать заметное количество энергии к коже или от нее. Кроме того, этот слой полностью безоблачен и свободен от водяного пара.
Экзосфера
Экзосфера, как известно, является самым высоким слоем атмосферы, который чрезвычайно разрежен. Именно здесь атмосфера соединяется с космическим пространством. Он состоит из широких дисперсных частиц водорода и гелия. Будучи самым внешним слоем земной атмосферы, экзосфера расширяется от экзобазы. Известно, что он находится в верхней части термосферы на высоте около 700 км над уровнем моря, примерно до 10 000 км. Именно здесь он соединяется с солнечным ветром.
Этот слой в основном состоит из исключительно низких плотностей водорода, гелия и нескольких более тяжелых молекул. Он также состоит из азота, кислорода и углекислого газа ближе к экзобазе. Атомы и молекулы настолько различны, что могут путешествовать на сотни километров, не сталкиваясь друг с другом. Следовательно, экзосфера больше не действует как газ, и частицы постоянно улетают в космос. Эти свободно движущиеся частицы могут мигрировать в магнитосферу или солнечный ветер.
Экзосфера расположена очень высоко над Землей на случай каких-либо метеорологических явлений. Она содержит множество спутников, вращающихся вокруг Земли.
Ссылки
- Earth’s Atmosphere: Composition, Climate & Weather – Space
- Atmosphere – National Geographic
