Из каких слоев состоит атмосфера, особенности структуры

Что представляет собой атмосфера Земли

Определение

Атмосфера (от греч. atmos – пар и sphaira – шар) — газовая оболочка вокруг небесного тела, удерживаемая около него гравитацией.

Земная атмосфера образована смесью газов  воздухом. Его основные компоненты  азот и кислород в примерном соотношении четыре к одному. В меньших концентрациях содержатся аргон, углекислый газ, неон, гелий, метан, криптон, водород, закись азота, ксенон, двуокись серы и азота, озон, аммиак. 

Современная наука установила, что потоки энергии из глубоких слоев Солнца проникают в космическое пространство за орбиту нашей планеты до внешних пределов Солнечной системы. Этот солнечный ветер обтекает магнитное поле Земли и формирует сферическую оболочку земной атмосферы с нижней, земной, и верхней, внешней и открытой со стороны межпланетного пространства, границей.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Примечание

Общий вес газов земной оболочки — около 4,5x1015 т. Атмосферное давление, вес атмосферы на единицу площади, составляет около 11 т/м2 на уровне моря.

В атмосферном слое высотой до 95 км (гомосфере) содержание основных газов постоянно. Чем дальше от Земли (гетеросфера), тем более изменчив этот состав.

Примечание

Первичная атмосфера Земли из-за многочисленных активных вулканов состояла из углекислого газа, азота и окиси углерода. Один миллиард лет тому назад первые формы жизни на планете развивались без кислорода.

Слои атмосферы по порядку от поверхности Земли

Схема строения земной оболочки состоит из основных и переходных слоев в соответствии с характером изменения температуры с высотой.  

Тропосфера. Самый нижний и самый плотный слой атмосферы расположен от поверхности Земли до высоты 8 км над полюсами, 10 км в умеренных широтах и 18 км в тропиках. С каждым километром вверх температура понижается на 6 градусов, растет и сила ветра. Приграничный слой называют «кухней погоды»: здесь формируются метеорологические явления и зарождаются осадки, туманы, грозы.

Тропосфера содержит до 75-80 процентов всей массы атмосферы и большую часть атмосферного водяного пара. Последнее обстоятельство стало причиной формирования облаков. Если же облака состоят из ледяных кристаллов, то могут встречаться и в более высоких слоях.

Знакомые авиапилотам турбулентность и мощные воздушные течения тоже берут начало на этих высотах. В переходном слое толщиной от нескольких сотен метров до 2 км, тропопаузе, замедляется или вовсе прекращается падение температуры.  

Стратосфера. Простирается до 50 км в высоту, с высотой растет и температура за счет молекул озона. В озоносфере сосредоточена пятая часть массы атмосферы. Водяного пара здесь уже почти нет, нет и условий для образования обычных облаков. Заканчивается стратопаузой.

Мезосфера. В оболочке выше переходной стратопаузы, доходящей до высоты 80–85 км, происходит понижение температуры до минимальных показателей в атмосфере. Рекорд в –110°С был зарегистрирован метеорологическими ракетами, запущенными с американо-канадской установки в Форт-Черчилле.

Мезопауза совпадает с нижней границей области активного поглощения рентгеновского и коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца, что сопровождается нагреванием и ионизацией газа.

Термосфера. Слой непрерывного повышения температуры до 600 км в высоту. Чем выше  тем ниже становится давление и плотность газа. Термопауза расположена над термосферой, отстоит от земной поверхности примерно на 650 км. В ней температура перестает повышаться.

Примечание

В мезосфере и термосфере под влиянием космических лучей молекулы газов распадаются на заряженные, ионизированные частицы атомов. Эта часть атмосферы получила название ионосферы — слоя очень разреженного воздуха на высоте от 50 до 1000 км с наличием ионизированных атомов кислорода, молекул окиси азота и свободных электронов.

Основные характеристики ионосферы — высокая наэлектризованность, как от зеркала отражающая длинные и средние радиоволны, резкие колебания магнитного поля и свечение разреженных газов от электрически заряженных, летящих от Солнца частиц. Так образуются полярные сияния.

Экзосфера. Внешний слой атмосферы, который простирается до 2-3 тыс. км.

Значение атмосферы в жизни Земли

Воздух. Кислород, содержащийся в газовой смеси земной атмосферы, необходим для дыхания всем живым организмам планеты, для химических реакций, непрерывно протекающих в их клетках, тканях и органах. В процессе реакций с участием кислорода сгорают вещества, поступившие с пищей, и высвобождается заключенная в них энергия, направляемая на синтез веществ, сокращение мышцы, работу внутренних органов.

Часть микроорганизмов использует для жизнедеятельности азот, также содержащийся в воздухе. При участии углекислого газа происходит процесс фотосинтеза растений, живет биосфера планеты. 

Защита. Атмосфера, как барьер, принимает и смягчает действие космического излучения и обеспечивает условия для развития и существования жизни на Земле. Озоновый слой стратосферы служит своеобразной солнечной батареей, аккумулирующей солнечную энергию, и одновременно защитным зонтиком от жесткого ультрафиолета.

Обеспечение. Углекислый газ поглощает инфракрасное излучение Земли и возвращает обратно львиную его долю. Так образуется воздушное «покрывало», которое не дает планете остыть и поддерживает оптимальную для жизни температуру.

Водяные пары в виде облаков в холодное и ночное время не допускают снижения температуры воздуха и земной поверхности. В теплое и дневное время они не допускают накаливания поверхности солнечными лучами, и смягчают климат в целом. 

Атмосферы других планет солнечной системы, краткое описание

Наблюдения современной эпохи показали, что газовые атмосферы других планет Солнечной системы значительно отличаются от земной. 

Атмосфера ближайшей к Солнцу Венеры состоит из углекислого газа, не выпускает наружу тепло горячей звезды и создает парниковый эффект до +500°С на поверхности.

Температура поверхности Марса в определенное время суток более приемлема, но оболочка из смеси углекислого газа и незначительных примесей азота, аргона, кислорода и водяного пара не пригодна для дыхания человека.

Оболочки Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна преимущественно схожи: водород, гелий с добавлением метана, аммиака, сероводорода и воды. При этом плотность газов в оболочке Сатурна высока настолько, что ученым доступны для наблюдения только ее верхние слои с облаками из замерзшего аммиака и сверхураганным ветром порывами до 1500 км в час.

Единственным источником тепла и энергии самой холодной планеты системы, Урана, является Солнце. Яркая характеристика Нептуна (окрашенная в синий цвет атмосфера) вызвана способностью метана поглощать красную часть света. В разреженной атмосфере Меркурия давление у поверхности в 500 млрд раз меньше, чем у Земли. 

Насколько полезной была для вас статья?

У этой статьи пока нет оценок.

Заметили ошибку?

Выделите текст и нажмите одновременно клавиши «Ctrl» и «Enter»