Тропосфера

Её верхняя граница находится на высоте 8—10 км в полярных, 10—12 км в умеренных и 16—18 км в тропических широтах; зимой ниже, чем летом. Нижний, основной слой атмосферы содержит более 80 % всей массы атмосферного воздуха и около 90 % всего имеющегося в атмосфере водяного пара. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны. Температура убывает с ростом высоты со средним вертикальным градиентом 0,65°/100 м

Тропопауза

Переходный слой от тропосферы к стратосфере, слой атмосферы, в котором прекращается снижение температуры с высотой.

Стратосфера

Слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11—25 км (нижний слой стратосферы) и повышение её в слое 25—40 км от −56,5 до 0,8 °С (верхний слой стратосферы или область инверсии). Достигнув на высоте около 40 км значения около 273 К (почти 0 °C), температура остаётся постоянной до высоты около 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой.

Стратопауза

Мезосфера

Мезопауза

Переходный слой между мезосферой и термосферой. В вертикальном распределении температуры имеет место минимум (около —90 °C).

Линия Кармана

Высота над уровнем моря, которая условно принимается в качестве границы между атмосферой Земли и космосом. Линия Кармана находится на высоте 100 км над уровнем моря.

Граница атмосферы Земли

Принято считать, что граница атмосферы Земли и ионосферы находится на высоте 118 километров. Это показывает анализ параметров движения высокоэнергетических частиц, перемещающихся в атмосфере и ионосфере.

Термосфера

Термопауза

Область атмосферы прилегающая сверху к термосфере. В этой области поглощение солнечного излучения незначительно и температура фактически не меняется с высотой.

 

Экзосфера (сфера рассеяния)

Экзосфера — зона рассеяния, внешняя часть термосферы, расположенная выше 700 км. Газ в экзосфере сильно разрежен, и отсюда идёт утечка его частиц в межпланетное пространство (диссипация).

До высоты 100 км атмосфера представляет собой гомогенную хорошо перемешанную смесь газов. В более высоких слоях распределение газов по высоте зависит от их молекулярных масс, концентрация более тяжёлых газов убывает быстрее по мере удаления от поверхности Земли. Вследствие уменьшения плотности газов температура понижается от 0 °C в стратосфере до −110 °C в мезосфере. Однако кинетическая энергия отдельных частиц на высотах 200—250 км соответствует температуре ~150 °C. Выше 200 км наблюдаются значительные флуктуации температуры и плотности газов во времени и пространстве.

На высоте около 2000—3500 км экзосфера постепенно переходит в так называемый ближнекосмический вакуум, который заполнен сильно разреженными частицами межпланетного газа, главным образом атомами водорода. Но этот газ представляет собой лишь часть межпланетного вещества. Другую часть составляют пылевидные час­тицы кометного и метеорного происхождения. Кроме чрезвычайно разреженных пылевидных частиц, в это пространство проникает электромагнитная и корпускулярная радиация солнечного и галактического происхождения.

На долю тропосферы приходится около 80 % массы атмосферы, на долю стратосферы — около 20 %; масса мезосферы — не более 0,3 %, термосферы — менее 0,05 % от общей массы атмосферы. На основании электрических свойств в атмосфере выделяют нейтросферу и ионосферу. В настоящее время считают, что атмосфера простирается до высоты 2000—3000 км.

В зависимости от состава газа в атмосфере выделяют гомосферу и гетеросферу. Гетеросфера — это область, где гравитация оказывает влияние на разделение газов, так как их перемешивание на такой высоте незначительно. Отсюда следует переменный состав гетеросферы. Ниже её лежит хорошо перемешанная, однородная по составу часть атмосферы, называемая гомосфера. Граница между этими слоями называется турбопаузой, она лежит на высоте около 120 км.

Источник: meteoinfo.ru

Характеристика термосферы

Этот слой атмосферы Земли является весьма горячим. Ведь его температура быстро увеличивается от -90 °C до 1200 °C, и происходит это уже на высоте около 200 км. После этого температура воздуха практически не изменяется, но всё же немного колеблется, то повышаясь, то понижаясь. Обусловлено это интенсивностью солнечной активности, ведь ультрафиолетовое излучение поглощается термосферой на высотах 150-300 км. Это, кстати, является причиной возникновения полярного сияния атмосферы. Из-за поглощения излучения Солнца, температура в атмосферном слое может резко возрастать во время магнитных бурь, но происходит это крайне неравномерно.

Воздух атмосферного слоя крайне разрежен, то есть, имеет очень малую плотность. Именно поэтому летательные аппараты, оказавшиеся в термосфере, практически не подвергаются нагреванию, несмотря на высокую температуру слоя. Молекул воздуха попросту не хватает, чтобы разогреть физическое тело. Этим-то и пользуются люди, запуская беспилотные спутники в термосферу.
Также проходят пилотируемые орбитальные полёты, но возможно это лишь по баллистическим траекториям, и лишь до высоты 500 км. Ведь выше располагаются радиационные пояса, оказывающие вредное воздействие на людей.

Состав термосферы

В самом низу атмосферного слоя, на высоте 100 км, находится официально принятая граница атмосферы, называемая Линией Кармана. Разумеется, внешних проявлений границы в термосфере нет. Это понятие является весьма условным и существует лишь в теории. Назвали данную высоту границей, потому что управляемые полёты выше этой отметки, из-за сильно разреженной атмосферы, если и невозможны, то крайне затруднительны.

Сильно ионизированную, из-за поглощения космического излучения, часть атмосферы (а это практически вся термосфера), называют ионосферой. Это также атмосферный слой, но не такой, как все, ведь он не имеет чётких границ. Где из-за воздействия солнечного излучения воздух ионизируется, ту часть и называют ионосферой. В целом, фиксируется это явление на высотах от 60 км до 1000 км. Но, в любом случае, большая часть ионосферы находится внутри термосферы.

Источник: naturae.ru

Источник: www.chem21.info