Атмосфера – воздушная оболочка земли, состоящая на 78% из азота, 21% кислорода и 1% — других газов (например, аргон, углекислый газ, гелий, метан). Имеет слоистую структуру. Ближайший к земле слой называется тропосфера, следующий – стратосфера, далее расположена мезосфера, затем – термосфера.

«Стратосфера» — именно так называется слой атмосферы, расположенный на высоте 10-15 км. От тропосферы она отделена 1-2 километровой прослойкой, которая называется тропопаузой, а от мезосферы – стратопаузой. Верхняя граница стратосферы находится на высоте примерно 50-55 км.

Стратосфера

Существование стратосферы предположил и обосновал французский метеоролог Леон Тейсеран де Бор, он же и дал ей название.

Температура воздуха в стратосфере варьируется от -56°С до почти 0°С и зависит от высоты. Такая низкая температура обуславливает крайне малое содержание влаги. Однако и здесь иногда можно наблюдать так называемые перламутровые облака. Днём они невидимы, а ночью — светятся, благодаря солнечным лучам.

Практически отсутствует в стратосфере конвекция воздуха, но есть ветра. Характер движения ветров зависит от времени года. Уже сегодня метеорологи делают долгосрочные прогнозы погоды на основании поведения ветров в стратосфере.

Озоновый слой

На высоте 20-25 километров двухатомный кислород О₂, под влиянием фотохимических реакций, превращается в озон О₃. Именно озоновый слой поглощает ультрафиолетовую радиацию, разрушающую ДНК живых организмов.

В 1985 году ученые сделали сенсационное открытие: обнаружили озоновую дыру над Антарктидой. Позднее нашли меньшую по размерам дыру над Арктикой. Некоторое время считалось, что виновник появления озоновых дыр — деятельность человека. Позднее была обнаружена цикличность появления и исчезновения озоновых дыр. Это позволило сделать вывод, что причиной изменения количества и концентрации озона являются не столько антропогенные факторы, сколько естественные процессы в стратосфере.

Температура воздуха

Разделение слоёв атмосферы на тропосферу, стратосферу, мезосферу и термосферу принято, исходя из изменений температуры воздуха в зависимости от высоты. В тропосфере она постепенно понижается, в стратосфере – повышается, а в мезосфере снова уменьшается с тем, чтобы в термосфере начать постепенно увеличиваться до примерно 1500К.

Альтернативная классификация

Существует другая классификация слоёв атмосферы, основанная на иных характеристиках. Гомосферой (турбосферой) называют слой до высоты примерно 100-110 км. Здесь состав газов постоянно перемешивается, благодаря чему остается относительно постоянным. Выше идет гетеросфера, состав которой неоднороден из-за влияния гравитации на газы.

Источник: podskajem.com

Строение стратосферы

Толщина этого атмосферного слоя составляет чуть менее четырёх десятков километров. Начинается он на высоте 11-18 км (зависит от того, на какой высоте заканчивается нижележащая тропопауза), а верхняя граница стратосферы расположена на высоте 50 км. Но объяснять постоянно это слишком долго, поэтому говорят, что стратосфера находится на высоте 11-50 км.

Свойства стратосферы

Из-за изменения состава воздуха и его характеристик по мере увеличения высоты, атмосферный слой разделён на две части — нижнюю и верхнюю. Их так и называют: нижний слой стратосферы (11-25 км) и верхний слой (25-50 км, его ещё именуют областью инверсии).
оисходит так, потому что наибольшая концентрация озона находится как раз на высоте 25 км, но вообще говоря, озоновый слой простирается от 15 до 60 километров.
Температура воздуха в нижнем слое остаётся практически неизменной (около -56 °C), а вот верхний слой характерен резким потеплением. Уже к отметке 40 км над уровнем моря температура воздуха поднимается до 0 °C, но выше не растёт. Остаётся она таковой до самой границы атмосферного слоя. И даже стратопауза, которая расположена над стратосферой, также имеет нулевую температуру.

Интересно

Большинство современных самолётов летают на высоте около 20 километров, поскольку там наиболее подходящие и стабильные условия для полётов. Хотя предполагается, что с развитием авиации самолёты смогут подниматься на высоту до 30 км и находиться там продолжительное время. Только зачем? А вот желание поднять как можно выше в воздух метеозонды вполне понятно, ведь это необходимо для сбора метеоданных. Сейчас они летают на высоте 40 км, но иногда беспилотники поднимаются и до полусотни километров.

Из-за воздействия ультрафиолетового излучения на озоносферу, происходит множество химических и физических процессов. Их мы можем наблюдать в виде различных свечений атмосферы.

Источник: naturae.ru

Общее

Земная атмосфера являет собой газовою оболочку планеты. Нижняя граница атмосферы проходит возле поверхности земли (гидросфера и земная кора), а верхняя граница является область соприкасающеюся космического пространства (122 км). В себе атмосфера содержит много разных элементов. Основные из них: 78% азот, 20% кислород, 1% аргон, углекислый газ, галий неона, водород и тд. Интересные факты можно посмотреть в конце статьи или перейдя по ссылке.

Атмосфера имеет четко выраженные слои воздуха. Слои воздуха отличаются между собой температурой, разностью газов и их плотностью и давлением. Нужно отметить, что слои стратосфера и тропосфера защищают Землю от солнечной радиации. В высших слоях живой организм может получить смертельную дозу ультрафиолетового солнечного спектра. Для быстрого перехода к нужному слою атмосферы, нажмите на соответствующий слой:

• Тропосфера
• Стратосфера
• Мезосфера
• Линия кармана
• Термосфера
• Экзосфера

Тропосфера — температура, давление, высота

Верхняя граница держится на отметке 8 — 10 км примерно. В умеренных широтах 16 — 18 км, а в полярных 10 — 12 км. Тропосфера — это нижний главный слой атмосферы. В этом слое находится более 80% всей массы атмосферного воздуха и близко 90% всей водяной пары. Именно в тропосфере возникают конвекция и турбулентность, образуются облака, происходят циклоны. Температура понижается с ростом высоты. Градиент: 0,65 °/100 м. Нагретая земля и вода нагревают прилагающий воздух. Нагретый воздух поднимается в верх, охлаждается и образует облака. Температура в верхних границах слоя может достигать — 50/70 °C.

Именно в этом слое происходят изменения климатических погодных условий. В нижнюю границу тропосферы называют приземным, так как он имеет много летучих микроорганизмов и пыли. Скорость ветра увеличивается с увеличением высоты в этом слое.

Тропопауза

Это переходной слой тропосферы к стратосфере. Здесь прекращается зависимость снижения температуры с повышением высоты. Тропопауза — минимальная высота, где вертикальный градиент температуры падает до 0,2°C/100 м. Высота тропопаузы зависит от сильных климатических проявлений, таких как циклоны. Над циклонами высота тропопаузы понижается, а над антициклонами повышается.

Высота слоя стратосферы примерно от 11 до 50 км. Присутствует незначительное изменение температуры на высоте 11 — 25 км. На высоте 25 — 40 км наблюдается инверсия температуры, от 56,5 поднимается до 0,8°C. От 40 км до 55 температура держится на отметке 0°C. Эту область называют — Стратопаузой.

В Стратосфере наблюдают воздействие солнечной радиации на молекулы газа, они диссоциируют на атомы. В этом слое нету почти водяного пара. Современные сверхзвуковые коммерческие самолёты летают на высоте до 20 км из-за стабильных полетных условий. Высотные метеозонды поднимаются на высоту 40 км. Здесь присутствуют устойчивые воздушные течения, скорость их достигает 300 км/ч. Также в этом слое сосредоточен озон, слой который поглощает ультрафиолетовые лучи.

Слой мезосферы начинается примерно на высоте 50 км и заканчивается на отметке 80 — 90 км. Температуры понижается с повышением высоты примерно 0,25-0,3°C/100 м. Основным энергетическим действием здесь является лучистый теплообмен. Сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов (имеет 1 или 2 непарных электронная) т.к. они реализуют свечение атмосферы.

Почти все метеоры сгорают в мезосфере. Ученые назвали эту зону — Игноросферой. Эту зону тяжело исследовать, так как аэродинамическая авиация здесь очень плохая из-за плотности воздуха, которая здесь в 1000 раз меньше чем на Земле. А для запуска искусственных спутников плотность еще очень высокая. Исследования проводят с помощью метеорологических ракет, но это извращенность. Мезопауза переходной слой между мезосферой и термосферой. Имеет температуру минимум -90°C.

Линию кармана называют границей между атмосферой Земли и космосом. Согласно международной авиационной федерацией (ФАИ) высота этой границы — 100 км. Такое определения дали в честь американского ученого Теодора Фон Кармана. Он определил, что примерно на этой высоте плотность атмосферы настолько мала, что аэродинамическая авиация здесь становится невозможная, так как скорость летательного устройства должна быть большей первой космической скорости. На такой высоте теряет смысл понятие звуковой барьер. Здесь управлять летательным аппаратом можно лишь за счет реактивных сил.

Верхняя граница этого слоя примерно 800 км. Температура растёт примерно до высоты 300 км где достигает порядка 1500 К. Выше температура остается неизменной. В этом слое происходит полярное сияние — происходит в следствии воздействия солнечной радиации на воздуха. Также этот процесс называют ионизацией атмосферного кислорода.

Из-за малой разряженности воздуха полёты выше линии Кармана реализуемы только по баллистических траекториях. Все пилотируемые орбитальные полеты (кроме полетов на Луну) происходят в этом слое атмосферы.

Высота экзосферы выше 700 км. Здесь газ сильно разрежён,и происходит процесс диссипации — утечка частиц в межпланетное пространство. Скорость таких частиц может достигать 11,2 км/сек. Рост солнечной активности приводит к расширению толщины этого слоя.

Источник: terasfera.ru

Состав

Высокая устойчивость стратосферы обусловлена возрастанием температуры с высотой. В отличие от тропосферы, в этом слое отсутствует упорядоченное вертикальное движение воздуха и его перемешивание, а существуют небольшие вертикальные движения в виде медленного оседания или подъема, охватывающие слои стратосферы на огромных пространствах. Нагревание воздуха в стратосфере происходит за счет поглощения озоном ультрафиолетового излучения, а охлаждение – за счет длинноволнового излучения молекул H2O и CO2. Поэтому в низких широтах, где повышено содержание H2O и CO2, а O3 меньше, холоднее, чем над высокими широтами стратосферы. В стратосфере на высоте 20 — 25 км летом характерно изменение направления ветра с западного на восточное, а зимой постоянно дуют западные ветры. У верхней границы стратосферы наблюдаются максимально большие скорости ветра, а также струйные течения.

В нижней части стратосферы на высоте до 20 — 25 км отмечается повышенное содержание аэрозольных частиц, в особенности сульфатных, которые заносятся сюда во время извержения вулканов. Здесь они сохраняются дольше, чем в тропосфере, из-за малого турбулентного обмена и отсутствия вымывания осадками.

В стратосфере очень мало водяного пара, но иногда в высоких широтах наблюдаются перламутровые облака на высоте 22 — 24 км. Особенно они хорошо видны ночью, освещенные Солнцем, находящимся под горизонтом. Предполагается, что эти облака образуются из переохлажденных капель или кристалликов льда.

В стратосфере газовый состав воздуха практически не отличается от такового в тропосфере, но имеет отличие, а именно, повышенное содержание озона (O3). Стратосферу можно назвать озоносферой, из-за наличия в ней слоя озона. Озоновый слой образовался и сохраняется, благодаря взаимодействию ультрафиолетовых лучей Солнца с молекулами кислорода, и служит надежным препятствием для ультрафиолета, который губителен для всех живых организмов. При поглощении солнечной энергии слоем озона температура атмосферы повышается, а следовательно, слой озона является своеобразным резервуаром тепла в атмосфере. До высоты 10 км и более 60 км атмосфера почти полностью лишена озона, а максимальная концентрация его сосредоточена на высоте 20 — 30 км. В стратосфере тепловой режим, в основном, определяется лучистым теплообменом. Озон разрушается при взаимодействии с NO, со свободными радикалами, галогенсодержащими соединениями.

В стратосфере остается основная доля коротковолновой части ультрафиолетового излучения (180 — 200 нм) и трансформируется энергия коротких волн. Под влиянием ультрафиолетовых лучей происходит изменение магнитных полей, распад молекул, ионизация, образуются новые газы и другие химические соединения. В природе эти процессы наблюдаются как северные сияния, зарницы и другие свечения.

Похожие материалы:

 

Источник: geografya.ru