Atmosferin sıx təbəqələri hansı yüksəklikdə yerləşir. Atmosfer

Təyyarədə uçan hər kəs bu cür mesaja öyrəşib: "bizim uçuşumuz 10.000 m yüksəklikdədir, havanın temperaturu 50 ° C-dir". Xüsusi bir şey görünmür. Günəş tərəfindən qızdırılan Yer səthindən nə qədər uzaq olarsa, bir o qədər soyuq olar. Bir çox insanlar hündürlüklə temperaturun azalmasının davamlı olaraq davam etdiyini və tədricən temperaturun azalaraq kosmosun istiliyinə yaxınlaşdığını düşünür. Yeri gəlmişkən, alimlər 19-cu əsrin sonuna qədər belə düşünürdülər.

Gəlin Yer üzərində hava istiliyinin paylanmasına daha yaxından nəzər salaq. Atmosfer ilk növbədə temperatur dəyişikliklərinin xarakterini əks etdirən bir neçə təbəqəyə bölünür.

Atmosferin aşağı təbəqəsi adlanır troposfer, yəni “fırlanma sferası” deməkdir.Hava və iqlimdəki bütün dəyişikliklərin nəticəsidir fiziki proseslər bu təbəqədə baş verir. Bu təbəqənin yuxarı sərhədi temperaturun hündürlüklə azalması onun artımı ilə əvəz olunduğu yerdə, təxminən ekvatordan 15-16 km və qütblərdən 7-8 km yüksəklikdə yerləşir. Yerin özü kimi, planetimizin fırlanmasının təsiri altında atmosfer də qütblər üzərində bir qədər yastılaşır və ekvator üzərində qabarır. Lakin bu təsir atmosferdə Yerin bərk qabığından qat-qat güclüdür. Yer səthindən troposferin yuxarı sərhəddinə qədər olan istiqamətdə havanın temperaturu azalır. Ekvator üzərində minimum hava temperaturu təqribən -62°C, qütblərdə isə -45°C-dir. Mülayim enliklərdə atmosfer kütləsinin 75%-dən çoxu troposferdə olur. Tropiklərdə atmosfer kütləsinin təxminən 90%-i troposferin daxilindədir.

1899-cu ildə müəyyən bir hündürlükdə şaquli temperatur profilində minimum tapıldı və sonra temperatur bir qədər artdı. Bu artımın başlanğıcı atmosferin növbəti təbəqəsinə keçid deməkdir stratosfer, "qat sferası" mənasını verir. Stratosfer termini troposferin üstündə yerləşən təbəqənin unikallığı haqqında əvvəlki fikri ifadə edir və əks etdirir. Stratosfer yer səthindən təxminən 50 km yüksəkliyə qədər uzanır. Onun xüsusiyyəti , xüsusilə, havanın temperaturunun kəskin artması.Temperaturun bu artımı ozon əmələ gəlməsi reaksiyası ilə izah olunur - əsaslardan biri kimyəvi reaksiyalar atmosferdə baş verir.

Ozonun əsas hissəsi təqribən 25 km hündürlükdə cəmləşmişdir, lakin ümumilikdə ozon təbəqəsi demək olar ki, bütün stratosferi əhatə edən hündürlük boyu güclü şəkildə uzanan qabıqdır. Oksigenin ultrabənövşəyi şüalarla qarşılıqlı təsiri yer atmosferində yer üzündə həyatın saxlanmasına töhfə verən əlverişli proseslərdən biridir. Bu enerjinin ozon tərəfindən udulması onun yer səthinə həddindən artıq axınının qarşısını alır, burada yerüstü həyat formalarının mövcudluğu üçün uyğun olan tam belə bir enerji səviyyəsi yaranır. Ozonosfer atmosferdən keçən şüa enerjisinin bir hissəsini udur. Nəticədə, ozonosferdə 100 m-ə təxminən 0,62 ° C olan şaquli hava temperaturu qradiyenti qurulur, yəni temperatur hündürlüklə stratosferin yuxarı həddinə - stratopauzaya (50 km) qədər yüksəlir. bəzi məlumatlar, 0 ° C.

50-80 km hündürlükdə atmosferin adlanan təbəqəsi var mezosfer. "Mezosfer" sözü "aralıq kürə" deməkdir, burada havanın temperaturu hündürlüklə azalmağa davam edir. Mezosferin üstündə, adlanan təbəqədə termosfer, temperatur təqribən 1000°C-ə qədər hündürlüklə yenidən yüksəlir və sonra çox sürətlə -96°C-ə enir. Ancaq sonsuza qədər düşmür, sonra temperatur yenidən yüksəlir.

Termosfer birinci təbəqədir ionosfer. Daha əvvəl qeyd olunan təbəqələrdən fərqli olaraq ionosfer temperaturla fərqlənmir. İonosfer bir çox növ radio rabitəsini mümkün edən elektrik xarakterli bir bölgədir. İonosfer bir neçə təbəqəyə bölünərək onları D, E, F1 və F2 hərfləri ilə təyin edir.Bu təbəqələrin də xüsusi adları var. Qatlara bölünmə bir neçə səbəbə görə baş verir, bunlardan ən başlıcası təbəqələrin radio dalğalarının keçməsinə qeyri-bərabər təsiridir. Ən aşağı təbəqə olan D əsasən radiodalğaları udur və beləliklə də onların sonrakı yayılmasının qarşısını alır. Ən yaxşı öyrənilmiş E təbəqəsi yer səthindən təxminən 100 km yüksəklikdə yerləşir. Onu eyni vaxtda və müstəqil şəkildə kəşf edən Amerika və İngilis alimlərinin adlarına görə Kennelli-Heavisayd təbəqəsi də adlandırılır. E təbəqəsi nəhəng güzgü kimi radio dalğalarını əks etdirir. Bu təbəqə sayəsində uzun radiodalğalar E təbəqəsindən əks olunmadan, yalnız düz xətt üzrə yayılsalar gözləniləndən daha uzaq məsafələrə qət edirlər.F təbəqəsi də oxşar xüsusiyyətlərə malikdir.Ona Appleton təbəqəsi də deyilir. Kennelli-Heavisayd təbəqəsi ilə birlikdə radiodalğaları yerüstü radiostansiyalara əks etdirir.Belə əks olunma müxtəlif bucaqlarda baş verə bilər. Appleton təbəqəsi təxminən 240 km yüksəklikdə yerləşir.

Atmosferin ən kənar bölgəsi, ionosferin ikinci təbəqəsi çox vaxt adlanır ekzosfer. Bu termin Yerə yaxın kosmosun kənarlarının mövcudluğunu göstərir. Atmosferin harada bitdiyini və kosmosun başladığını dəqiq müəyyən etmək çətindir, çünki atmosfer qazlarının sıxlığı tədricən hündürlüklə azalır və atmosferin özü tədricən yalnız fərdi molekulların görüşdüyü demək olar ki, vakuuma çevrilir. Artıq təxminən 320 km yüksəklikdə atmosferin sıxlığı o qədər aşağıdır ki, molekullar bir-biri ilə toqquşmadan 1 km-dən çox məsafə qət edə bilirlər. Atmosferin ən xarici hissəsi onun 480 ilə 960 km yüksəklikdə yerləşən yuxarı sərhədi rolunu oynayır.

Atmosferdəki proseslər haqqında daha ətraflı məlumatı "Yer iqlimi" saytında tapa bilərsiniz.

10,045×10 3 J/(kq*K) (0-100°C temperatur intervalında), C v 8,3710*10 3 J/(kq*K) (0-1500°C). 0°C-də havanın suda həllolma qabiliyyəti 0,036%, 25°C-də - 0,22% təşkil edir.

Atmosferin tərkibi

Atmosferin yaranma tarixi

Erkən tarix

Hazırda elm Yerin əmələ gəlməsinin bütün mərhələlərini 100% dəqiqliklə izləyə bilmir. Ən çox yayılmış nəzəriyyəyə görə, Yer atmosferi zamanla dörd müxtəlif tərkibdə olmuşdur. Əvvəlcə planetlərarası kosmosdan tutulan yüngül qazlardan (hidrogen və helium) ibarət idi. Bu sözdə ilkin atmosfer. Növbəti mərhələdə aktiv vulkanik fəaliyyət atmosferin hidrogendən başqa qazlarla (karbohidrogenlər, ammonyak, su buxarı) doymasına gətirib çıxardı. Bu belədir ikinci dərəcəli atmosfer. Bu atmosfer bərpaedici idi. Bundan əlavə, atmosferin formalaşması prosesi aşağıdakı amillərlə müəyyən edilmişdir:

hidrogenin planetlərarası kosmosa daimi sızması;
təsiri altında atmosferdə gedən kimyəvi reaksiyalar ultrabənövşəyi radiasiya, ildırım atqıları və bəzi digər amillər.

Tədricən bu amillər formalaşmağa səbəb oldu üçüncü dərəcəli atmosfer, hidrogenin daha aşağı tərkibi və daha çox azot və karbon qazı (ammiak və karbohidrogenlərdən kimyəvi reaksiyalar nəticəsində əmələ gəlir) ilə xarakterizə olunur.

Həyatın və oksigenin yaranması

Oksigenin ayrılması və karbon qazının udulması ilə müşayiət olunan fotosintez nəticəsində canlı orqanizmlərin Yerə gəlməsi ilə atmosferin tərkibi dəyişməyə başladı. Bununla belə, atmosfer oksigeninin geoloji mənşəyinin lehinə şəhadət verən məlumatlar (atmosfer oksigeninin izotopik tərkibinin təhlili və fotosintez zamanı buraxılan) mövcuddur.

Əvvəlcə oksigen reduksiya edilmiş birləşmələrin - karbohidrogenlərin, okeanların tərkibində olan dəmirin qara formasının və s. oksidləşməsinə sərf olunurdu. Bu mərhələnin sonunda atmosferdə oksigen miqdarı artmağa başladı.

1990-cı illərdə qapalı ekoloji sistem (“Biosfer 2”) yaratmaq üçün eksperimentlər aparıldı, bu müddət ərzində vahid hava tərkibi ilə sabit sistem yaratmaq mümkün olmadı. Mikroorqanizmlərin təsiri oksigen səviyyəsinin azalmasına və karbon qazının miqdarının artmasına səbəb oldu.

Azot

Təhsil böyük rəqəm N 2, gözlənildiyi kimi, təxminən 3 milyard il əvvəl (başqa bir versiyaya görə, atmosferik oksigen geoloji mənşəlidir). Azot atmosferin yuxarı qatında NO-yə qədər oksidləşir, sənayedə istifadə olunur və azot bağlayan bakteriyalarla bağlanır, N 2 isə nitratların və digər azot tərkibli birləşmələrin denitrifikasiyası nəticəsində atmosferə buraxılır.

Azot N 2 inert qazdır və yalnız xüsusi şəraitdə (məsələn, ildırım çaxması zamanı) reaksiya verir. O, siyanobakteriyalar, bəzi bakteriyalar (məsələn, paxlalı bitkilərlə rizobial simbioz əmələ gətirən düyün bakteriyaları) tərəfindən oksidləşib bioloji formaya çevrilə bilər.

Molekulyar azotun elektrik tullantıları ilə oksidləşməsi azot gübrələrinin sənaye istehsalında istifadə olunur və bu da Çili Atakama səhrasında unikal selitra yataqlarının əmələ gəlməsinə səbəb olmuşdur.

nəcib qazlar

Yanacağın yanması çirkləndirici qazların (CO, NO, SO 2) əsas mənbəyidir. Kükürd dioksidi atmosferin yuxarı qatında H 2 O və NH 3 buxarları ilə qarşılıqlı əlaqədə olan hava O 2-dən SO 3-ə qədər oksidləşir və nəticədə yaranan H 2 SO 4 və (NH 4) 2 SO 4 yağışla birlikdə Yer səthinə qayıdır. . Daxili yanma mühərriklərinin istifadəsi havanın azot oksidləri, karbohidrogenlər və Pb birləşmələri ilə əhəmiyyətli dərəcədə çirklənməsinə səbəb olur.

Atmosferin aerozollarla çirklənməsi həm təbii səbəblərdən (vulkan püskürmələri, toz fırtınaları, dəniz suyu və bitkilərin polen hissəcikləri və s.) və insanın təsərrüfat fəaliyyəti (filizlərin çıxarılması və Tikinti materiallari, yanacağın yanması, sement istehsalı və s.). Zərrəciklərin atmosferə sıx şəkildə geniş miqyaslı çıxarılması işlərindən biridir mümkün səbəblər planetar iqlim dəyişikliyi.

Atmosferin quruluşu və ayrı-ayrı qabıqların xüsusiyyətləri

Atmosferin fiziki vəziyyəti hava və iqlimlə müəyyən edilir. Atmosferin əsas parametrləri: havanın sıxlığı, təzyiqi, temperaturu və tərkibi. Hündürlük artdıqca havanın sıxlığı və atmosfer təzyiqi azalır. Hündürlüyün dəyişməsi ilə temperatur da dəyişir. Atmosferin şaquli quruluşu müxtəlif temperatur və elektrik xüsusiyyətləri ilə xarakterizə olunur, fərqli dövlət hava. Atmosferdəki temperaturdan asılı olaraq aşağıdakı əsas təbəqələr fərqləndirilir: troposfer, stratosfer, mezosfer, termosfer, ekzosfer (səpələnmə sferası). Atmosferin qonşu qabıqlar arasında keçid bölgələri müvafiq olaraq tropopauza, stratopauza və s. adlanır.

Troposfer

Stratosfer

Ultrabənövşəyi şüalanmanın qısa dalğalı hissəsinin çox hissəsi (180-200 nm) stratosferdə saxlanılır və qısa dalğaların enerjisi çevrilir. Bu şüaların təsiri altında maqnit sahələri dəyişir, molekullar parçalanır, ionlaşma baş verir, yeni qazların əmələ gəlməsi və s. kimyəvi birləşmələr. Bu proseslər şimal işıqları, şimşəklər və digər parıltılar şəklində müşahidə edilə bilər.

Stratosferdə və daha yüksək təbəqələrdə günəş radiasiyasının təsiri altında qaz molekulları atomlara ayrılır (80 km-dən yuxarı, CO 2 və H 2 dissosiasiya olunur, 150 km-dən yuxarı - O 2, 300 km-dən yuxarı - H 2). 100-400 km hündürlükdə qazların ionlaşması ionosferdə də baş verir; 320 km yüksəklikdə yüklü hissəciklərin (O + 2, O - 2, N + 2) konsentrasiyası 1/300-ə bərabərdir. neytral hissəciklərin konsentrasiyası. Atmosferin yuxarı təbəqələrində sərbəst radikallar - OH, HO 2 və s.

Stratosferdə demək olar ki, su buxarı yoxdur.

Mezosfer

100 km hündürlüyə qədər atmosfer qazların homojen, yaxşı qarışmış qarışığıdır. Daha yüksək təbəqələrdə qazların hündürlükdə paylanması onların molekulyar kütlələrindən asılıdır, daha ağır qazların konsentrasiyası Yer səthindən uzaqlaşdıqca daha tez azalır. Qazın sıxlığının azalması ilə əlaqədar olaraq temperatur stratosferdə 0°С-dən mezosferdə -110°С-ə qədər düşür. Bununla belə, 200–250 km yüksəklikdə fərdi hissəciklərin kinetik enerjisi ~1500°C temperatura uyğundur. 200 km-dən yuxarı zaman və məkanda temperatur və qaz sıxlığında əhəmiyyətli dalğalanmalar müşahidə olunur.

Təxminən 2000-3000 km yüksəklikdə ekzosfer tədricən planetlərarası qazın, əsasən hidrogen atomlarının çox seyrəkləşmiş hissəcikləri ilə dolu olan yaxın kosmik vakuuma keçir. Lakin bu qaz planetlərarası maddənin yalnız bir hissəsidir. Digər hissəsi isə kometa və meteor mənşəli toz kimi hissəciklərdən ibarətdir. Bu son dərəcə nadir hissəciklərə əlavə olaraq, günəş və qalaktik mənşəli elektromaqnit və korpuskulyar şüalanma bu fəzaya nüfuz edir.

Troposfer atmosfer kütləsinin təxminən 80%-ni, stratosfer isə təxminən 20%-ni təşkil edir; mezosferin kütləsi 0,3% -dən çox deyil, termosfer atmosferin ümumi kütləsinin 0,05% -dən azdır. Atmosferdəki elektrik xüsusiyyətlərinə əsasən neytrosfer və ionosfer fərqlənir. Hazırda atmosferin 2000-3000 km hündürlüyə qədər uzandığı güman edilir.

Atmosferdəki qazın tərkibindən asılı olaraq, onlar buraxırlar homosfer Və heterosfer. heterosfer- bu, cazibə qüvvəsinin qazların ayrılmasına təsir etdiyi sahədir, çünki belə bir hündürlükdə onların qarışması əhəmiyyətsizdir. Beləliklə, heterosferin dəyişən tərkibini izləyir. Onun altında atmosferin homosfer adlanan yaxşı qarışıq, homojen hissəsi yerləşir. Bu təbəqələr arasındakı sərhəd turbopauza adlanır, təxminən 120 km yüksəklikdə yerləşir.

Atmosfer xüsusiyyətləri

Onsuz da dəniz səviyyəsindən 5 km yüksəklikdə təhsilsiz bir insan inkişaf edir oksigen aclığı və uyğunlaşma olmadan insan performansı əhəmiyyətli dərəcədə azalır. Atmosferin fizioloji zonası burada bitir. 15 km yüksəklikdə insanın nəfəs alması qeyri-mümkün olur, baxmayaraq ki, təxminən 115 km-ə qədər atmosferdə oksigen var.

Atmosfer bizi nəfəs almağımız üçün lazım olan oksigenlə təmin edir. Lakin hündürlüyə qalxdıqca atmosferin ümumi təzyiqinin azalması səbəbindən oksigenin qismən təzyiqi də buna uyğun olaraq azalır.

İnsan ağciyərlərində daima təxminən 3 litr alveolyar hava olur. Normalda alveolyar havada oksigenin qismən təzyiqi atmosfer təzyiqi 110 mm Hg-dir. Art., karbon qazının təzyiqi - 40 mm Hg. Art., və su buxarı -47 mm Hg. İncəsənət. Artan hündürlüklə oksigen təzyiqi aşağı düşür və ağciyərlərdə su buxarının və karbon qazının ümumi təzyiqi demək olar ki, sabit qalır - təxminən 87 mm Hg. İncəsənət. Ətrafdakı havanın təzyiqi bu dəyərə bərabər olduqda, ağciyərlərə oksigen axını tamamilə dayanacaq.

Təxminən 19-20 km yüksəklikdə atmosfer təzyiqi 47 mm civə sütununa enir. İncəsənət. Ona görə də bu yüksəklikdə insan orqanizmində su və interstisial maye qaynamağa başlayır. Bu yüksəkliklərdə təzyiqli kabin xaricində ölüm demək olar ki, dərhal baş verir. Beləliklə, insan fiziologiyası baxımından "kosmos" artıq 15-19 km yüksəklikdə başlayır.

Havanın sıx təbəqələri - troposfer və stratosfer bizi radiasiyanın zərərli təsirlərindən qoruyur. Havanın kifayət qədər seyrəkləşməsi ilə, 36 km-dən çox yüksəklikdə, ionlaşdırıcı radiasiya, ilkin kosmik şüalar, bədənə güclü təsir göstərir; 40 km-dən çox yüksəklikdə günəş spektrinin insanlar üçün təhlükəli olan ultrabənövşəyi hissəsi fəaliyyət göstərir.

Yer atmosferi heterojendir: müxtəlif yüksəkliklərdə müxtəlif hava sıxlığı və təzyiqləri müşahidə olunur, temperatur və qaz tərkibi dəyişir. Ətraf mühitin temperaturunun davranışına əsasən (yəni temperatur hündürlüklə yüksəlir və ya azalır) onda aşağıdakı təbəqələr fərqlənir: troposfer, stratosfer, mezosfer, termosfer və ekzosfer. Qatlar arasındakı sərhədlərə pauzalar deyilir: onlardan 4-ü var, çünki. ekzosferin yuxarı sərhədi çox bulanıqdır və tez-tez yaxın kosmosa aiddir. İLƏ ümumi quruluş atmosferi əlavə edilmiş diaqramda tapa bilərsiniz.

Şəkil 1 Yer atmosferinin quruluşu. Kredit: vebsayt

Atmosferin ən aşağı təbəqəsi troposferdir, onun yuxarı sərhəddi tropopoz adlanır. coğrafi enlik dəyişir və 8 km arasında dəyişir. qütbdə 20 km-ə qədər. tropik enliklərdə. Orta və ya mülayim enliklərdə onun yuxarı həddi 10-12 km yüksəkliklərdə yerləşir.İl ərzində troposferin yuxarı həddi günəş radiasiyasının axınından asılı olaraq dalğalanmalar yaşayır. Belə ki, ABŞ meteoroloji xidmətinin Yerin Cənub Qütbündə apardığı zondlamalar nəticəsində məlum olub ki, mart-avqust və ya sentyabr ayları ərzində troposferin davamlı soyuması müşahidə olunur ki, bunun da nəticəsində qısa müddət avqust və ya sentyabr aylarında onun sərhədi 11,5 km-ə qədər yüksəlir. Sonra, sentyabr-dekabr ayları arasında sürətlə aşağı düşür və ən aşağı mövqeyinə - 7,5 km-ə çatır, bundan sonra hündürlüyü mart ayına qədər praktiki olaraq dəyişməz qalır. Bunlar. Troposfer yayda ən qalın, qışda isə ən nazik olur.

Qeyd etmək lazımdır ki, mövsümi dəyişikliklərlə yanaşı, tropopozun hündürlüyündə də gündəlik tərəddüdlər olur. Həmçinin, onun mövqeyinə siklonlar və antisiklonlar təsir edir: birincidə, aşağı enir, çünki. onlarda təzyiq ətrafdakı havadan aşağıdır, ikincisi, ona uyğun olaraq yüksəlir.

Troposferdə ümumi kütlənin 90%-ə qədəri var yer havası və bütün su buxarının 9/10-u. Burada turbulentlik, xüsusən səthə yaxın və ən yüksək təbəqələrdə yüksək səviyyədə inkişaf edir, bütün yarusların buludları inkişaf edir, siklonlar və antisiklonlar əmələ gəlir. Və Yerin səthindən əks olunan istixana qazlarının (karbon qazı, metan, su buxarı) yığılması səbəbindən günəş şüaları istixana effekti inkişaf edir.

İLƏ istixana effekti troposferdə havanın temperaturunun azalması hündürlüklə bağlıdır (çünki qızdırılan Yer səth təbəqələrinə daha çox istilik verir). Orta şaquli gradient 0,65°/100 m-dir (yəni yüksəldiyiniz hər 100 metr üçün havanın temperaturu 0,65°C aşağı düşür). Beləliklə, ekvatorun yaxınlığında Yer səthində orta illik hava temperaturu + 26 °, yuxarı hədddə -70 ° -dir. Şimal qütbünün üstündəki tropopoz bölgəsində temperatur il boyu yayda -45°-dən qışda -65°-dək dəyişir.

Hündürlük artdıqca hava təzyiqi də azalır və yuxarı troposferin yaxınlığında səthə yaxın səviyyənin yalnız 12-20%-ni təşkil edir.

Troposferin və stratosferin üst qatının sərhədində qalınlığı 1-2 km olan tropopoz təbəqəsi yerləşir. Troposferin alt hissələrində şaquli qradiyentin 0,2°/100 m-ə qədər 0,65°/100 m-ə qədər azaldığı hava təbəqəsi adətən tropopozun aşağı sərhədləri kimi qəbul edilir.

Tropopauzada Yerin öz oxu ətrafında fırlanması və günəş radiasiyasının iştirakı ilə atmosferin qızması nəticəsində əmələ gələn yüksək hündürlüklü reaktiv axınlar və ya “reaktiv axınlar” adlanan ciddi şəkildə müəyyən edilmiş istiqamətli hava axınları müşahidə olunur. Cərəyanlar əhəmiyyətli temperatur fərqləri olan zonaların sərhədlərində müşahidə olunur. Bu cərəyanların lokalizasiyasının bir neçə mərkəzi var, məsələn, arktik, subtropik, subpolar və s. Reaktiv axınların lokalizasiyasını bilmək meteorologiya və aviasiya üçün çox vacibdir: birincisi daha dəqiq hava proqnozu üçün axınlardan istifadə edir, ikincisi təyyarələrin uçuş marşrutlarını qurmaq üçün, çünki Axın sərhədlərində kiçik burulğanlara bənzər güclü turbulent burulğanlar var ki, bu yüksəkliklərdə buludların olmaması səbəbindən “aydın səma turbulentliyi” adlanır.

Yüksək hündürlükdəki reaktiv cərəyanların təsiri altında tropopozda tez-tez qırılmalar əmələ gəlir və bəzən tamamilə yox olur, baxmayaraq ki, sonra yenidən əmələ gəlir. Bu, xüsusilə güclü subtropik yüksək hündürlük cərəyanının üstünlük təşkil etdiyi subtropik enliklərdə müşahidə olunur. Bundan əlavə, ətraf havanın temperaturu baxımından tropopozun təbəqələrinin fərqi fasilələrin əmələ gəlməsinə səbəb olur. Məsələn, isti və aşağı qütb tropopozası ilə tropik enliklərin yüksək və soyuq tropopozası arasında geniş boşluq mövcuddur. IN Son vaxtlar mülayim enliklərin tropopoz təbəqəsi də fərqlənir ki, bu da əvvəlki iki təbəqə ilə qırılır: qütb və tropik.

Yer atmosferinin ikinci təbəqəsi stratosferdir. Stratosferi şərti olaraq 2 bölgəyə bölmək olar. Onlardan birincisi, 25 km hündürlüyə qədər uzanan, temperaturlara bərabər olan demək olar ki, sabit temperaturlarla xarakterizə olunur. üst təbəqələr müəyyən bir ərazidə troposfer. İkinci bölgə və ya inversiya bölgəsi, havanın temperaturunun təxminən 40 km yüksəkliyə qədər artması ilə xarakterizə olunur. Bu, günəşin ultrabənövşəyi şüalarının oksigen və ozon tərəfindən udulması ilə əlaqədardır. Stratosferin yuxarı hissəsində, bu isitmə ilə əlaqədar olaraq, temperatur tez-tez müsbət və hətta səth havasının temperaturu ilə müqayisə edilə bilər.

İnversiya bölgəsinin üstündə stratopoz adlanan və stratosfer ilə mezosfer arasında sərhəd olan sabit temperatur təbəqəsi yerləşir. Onun qalınlığı 15 km-ə çatır.

Troposferdən fərqli olaraq, stratosferdə turbulent pozuntular nadirdir, lakin qütblərə baxan mülayim enliklərin sərhədləri boyunca dar zonalarda əsən güclü üfüqi küləklər və ya reaktiv axınlar qeyd olunur. Bu zonaların mövqeyi sabit deyil: onlar yerdəyişmə, genişlənmə və hətta tamamilə yox ola bilər. Çox vaxt reaktiv axınlar troposferin yuxarı təbəqələrinə nüfuz edir və ya əksinə, troposferdən gələn hava kütlələri stratosferin aşağı təbəqələrinə nüfuz edir. Atmosfer cəbhələrinin ərazilərində hava kütlələrinin belə qarışması xüsusilə xarakterikdir.

Stratosferdə və su buxarında azdır. Burada hava çox qurudur və buna görə də buludlar azdır. Yalnız 20-25 km yüksəklikdə, yüksək enliklərdə, həddindən artıq soyumuş su damcılarından ibarət çox nazik mirvari buludlarını görmək olar. Gündüz bu buludlar görünmür, lakin qaranlığın başlanğıcı ilə artıq üfüqün altına batmış Günəş tərəfindən işıqlandırıldıqlarına görə parlayırlar.

Eyni hündürlüklərdə (20-25 km.) aşağı stratosferdə ozon təbəqəsi adlanan bir sahə var. ən böyük məzmun ultrabənövşəyi günəş radiasiyasının təsiri altında əmələ gələn ozon (bu proses haqqında ətraflı məlumatı səhifədə tapa bilərsiniz). Ozon təbəqəsi və ya ozonosfer 290 nm-ə qədər olan ölümcül ultrabənövşəyi şüaları udaraq quruda yaşayan bütün orqanizmlərin həyatını təmin etmək üçün vacibdir. Məhz buna görədir ki, canlı orqanizmlər ozon qatının üstündə yaşamır, bu, Yer kürəsində həyatın yayılmasının yuxarı həddidir.

Ozonun təsiri altında maqnit sahələri də dəyişir, atomlar molekulları parçalayır, ionlaşma baş verir, qazların və digər kimyəvi birləşmələrin yeni əmələ gəlməsi baş verir.

Atmosferin stratosferdən yuxarı qatına mezosfer deyilir. Orta şaquli gradient 0,25-0,3°/100 m olan hündürlüklə havanın temperaturunun azalması ilə xarakterizə olunur ki, bu da güclü turbulentliyə səbəb olur. Mezopauz adlanan ərazidə mezosferin yuxarı sərhədlərində -138 ° C-ə qədər temperatur qeyd edildi ki, bu da bütövlükdə Yerin bütün atmosferi üçün mütləq minimumdur.

Burada, mezopoz daxilində, rentgen şüalarının və Günəşin qısa dalğalı ultrabənövşəyi radiasiyasının aktiv udulma bölgəsinin aşağı sərhədi keçir. Bu enerji prosesinə radiasiya istilik ötürülməsi deyilir. Nəticədə qaz qızdırılır və ionlaşır ki, bu da atmosferin parıltısına səbəb olur.

Mezosferin yuxarı sərhədlərinə yaxın 75-90 km yüksəklikdə planetin qütb bölgələrində geniş əraziləri tutan xüsusi buludlar qeyd edilmişdir. Bu buludlar alacakaranlıqda parıldadıqlarına görə gümüş adlanırlar, bu da buludların ibarət olduğu buz kristallarından günəş işığının əks olunması ilə əlaqədardır.

Mezopauzdakı hava təzyiqi ondan 200 dəfə azdır yer səthi. Bu, atmosferdəki demək olar ki, bütün havanın onun 3 aşağı təbəqəsində cəmləşdiyini göstərir: troposfer, stratosfer və mezosfer. Termosfer və ekzosferin üst qatları bütün atmosfer kütləsinin cəmi 0,05%-ni təşkil edir.

Termosfer Yer səthindən 90-800 km yüksəklikdə yerləşir.

Termosfer havanın temperaturunun 200-300 km hündürlüklərə qədər davamlı artması ilə xarakterizə olunur, burada 2500 ° C-ə çata bilər. Temperaturun artması Günəşin ultrabənövşəyi radiasiyasının rentgen şüalarının və qısa dalğalı hissəsinin qaz molekulları tərəfindən udulması səbəbindən baş verir. Dəniz səviyyəsindən 300 km yüksəklikdə temperaturun yüksəlməsi dayanır.

Temperaturun artması ilə eyni vaxtda təzyiq azalır və nəticədə ətrafdakı havanın sıxlığı azalır. Beləliklə, əgər termosferin aşağı sərhədlərində sıxlıq 1,8 × 10 -8 q / sm 3-dirsə, yuxarıda artıq 1,8 × 10 -15 q / sm 3 təşkil edir ki, bu da təxminən 10 milyon - 1 milyard hissəciklərə uyğundur. 1 sm 3.

Termosferin bütün xüsusiyyətləri, məsələn, havanın tərkibi, temperaturu, sıxlığı güclü dalğalanmalara məruz qalır: coğrafi mövqedən, ilin fəslindən və günün vaxtından asılı olaraq. Hətta termosferin yuxarı sərhədinin yeri də dəyişir.

Atmosferin ən yuxarı qatına ekzosfer və ya səpilmə təbəqəsi deyilir. Onun aşağı həddi çox geniş hüdudlarda daim dəyişir; orta qiymət kimi 690-800 km hündürlük götürülüb. Molekullararası və ya atomlararası toqquşma ehtimalının laqeyd qala biləcəyi yerdə təyin edilir, yəni. xaotik şəkildə hərəkət edən bir molekulun başqa bir oxşar molekulla toqquşmadan əvvəl keçəcəyi orta məsafə (sərbəst yol deyilən) o qədər böyük olacaq ki, əslində molekullar sıfıra yaxın bir ehtimalla toqquşmayacaqlar. Təsvir edilən hadisənin baş verdiyi təbəqə termopauza adlanır.

Ekzosferin yuxarı sərhədi 2-3 min km yüksəklikdə yerləşir. O, güclü şəkildə bulanıqlaşır və tədricən yaxın kosmik vakuuma keçir. Bəzən bu səbəbdən ekzosfer kosmosun bir hissəsi hesab olunur və onun yuxarı sərhədi 190 min km hündürlük kimi qəbul edilir ki, bu zaman günəş radiasiyasının təzyiqinin hidrogen atomlarının sürətinə təsiri qravitasiya cazibəsini üstələyir. yer kürəsi. Bu sözdə. hidrogen atomlarından ibarət yerin tacı. Yerin tacının sıxlığı çox aşağıdır: hər kub santimetrə cəmi 1000 hissəcik düşür, lakin hətta bu rəqəm planetlərarası kosmosdakı hissəciklərin konsentrasiyasından 10 dəfə çoxdur.

Ekzosferin son dərəcə nadir havası səbəbindən hissəciklər bir-biri ilə toqquşmadan Yer ətrafında elliptik orbitlərdə hərəkət edirlər. Onların bəziləri açıq və ya hiperbolik trayektoriyalarla kosmik sürətlərlə (hidrogen və helium atomları) hərəkət edərək atmosferi tərk edərək kosmosa çıxırlar, buna görə də ekzosfer səpələnmə sferası adlanır.

Məkan enerji ilə doldurulur. Enerji məkanı qeyri-bərabər doldurur. Onun cəmləşdiyi və axıdıldığı yerlər var. Bu şəkildə sıxlığı təxmin edə bilərsiniz. Planet nizamlı bir sistemdir, maddənin maksimum sıxlığı mərkəzdə yerləşir və konsentrasiyası periferiyaya doğru tədricən azalır. Qarşılıqlı təsir qüvvələri maddənin vəziyyətini, mövcud olduğu formanı müəyyən edir. Fizika maddələrin birləşmə vəziyyətini təsvir edir: bərk, maye, qaz və s.

Atmosfer planeti əhatə edən qaz mühitidir. Yer atmosferi sərbəst hərəkət etməyə imkan verir və işığın keçməsinə imkan verir, həyatın çiçəkləndiyi bir məkan yaradır.

Yer səthindən təqribən 16 kilometr hündürlüyə qədər (ekvatordan qütblərə qədər daha az, həm də mövsümdən asılıdır) ərazi troposfer adlanır. Troposfer, atmosferdəki havanın təxminən 80% -ni və demək olar ki, bütün su buxarını ehtiva edən təbəqədir. Burada hava şəraitini formalaşdıran proseslər baş verir. Hündürlüklə təzyiq və temperatur azalır. Havanın temperaturunun azalmasının səbəbi adiabatik prosesdir, qaz genişləndikdə soyuyur. Troposferin yuxarı sərhəddində dəyərlər -50, -60 dərəcəyə çata bilər.

Sonra Stratosfer gəlir. 50 kilometrə qədər uzanır. Atmosferin bu qatında temperatur hündürlüklə artır, dəyərini alır üst nöqtə təxminən 0 C. Temperaturun artması udma prosesi ilə əlaqədardır ozon qatı ultrabənövşəyi şüalar. Radiasiya kimyəvi reaksiyaya səbəb olur. Oksigen molekulları ozon yaratmaq üçün normal oksigen molekulları ilə birləşə bilən tək atomlara parçalanır.

Dalğa uzunluğu 10 ilə 400 nanometr arasında olan günəşdən gələn radiasiya ultrabənövşəyi kimi təsnif edilir. UV dalğa uzunluğu nə qədər qısa olarsa, bir o qədər çox olar böyük təhlükə canlı orqanizmləri təmsil edir. Radiasiyanın yalnız kiçik bir hissəsi Yer səthinə çatır, üstəlik, onun spektrinin daha az aktiv hissəsidir. Təbiətin bu xüsusiyyəti insana sağlam günəş qaralmasına imkan verir.

Atmosferin növbəti təbəqəsi Mezosfer adlanır. Təxminən 50 km-dən 85 km-ə qədər olan məhdudiyyətlər. Mezosferdə ultrabənövşəyi enerjini tuta bilən ozonun konsentrasiyası aşağıdır, buna görə də yüksəkliklə temperatur yenidən düşməyə başlayır. Pik nöqtədə temperatur -90 C-ə enir, bəzi mənbələrdə -130 C-ə qədər dəyər göstərilir. Meteoroidlərin əksəriyyəti atmosferin bu təbəqəsində yanır.

Atmosferin Yerdən 85 km hündürlükdən 600 km məsafəyə qədər uzanan təbəqəsi Termosfer adlanır. Termosfer günəş radiasiyası ilə, o cümlədən vakuum ultrabənövşəyi ilə qarşılaşan ilk yerdir.

Vakuum UV gecikdirildi hava mühiti, bununla da atmosferin bu təbəqəsini böyük temperaturlara qədər qızdırır. Lakin buradakı təzyiq son dərəcə aşağı olduğu üçün, zahirən közərmiş kimi görünən bu qaz, yer səthindəki şəraitdə olduğu kimi, cisimlərə eyni təsir göstərmir. Əksinə, belə bir mühitə yerləşdirilən əşyalar soyuyacaq.

100 km hündürlükdə kosmosun başlanğıcı hesab edilən "Karman xətti" şərti xətti keçir.

Auroralar termosferdə baş verir. Atmosferin bu təbəqəsində günəş küləyi ilə qarşılıqlı əlaqədə olur maqnit sahəsi planetlər.

Atmosferin son təbəqəsi minlərlə kilometrə qədər uzanan xarici qabıq olan Ekzosferdir. Ekzosfer praktiki olaraq boş bir yerdir, lakin burada gəzən atomların sayı planetlərarası məkandan daha böyük bir sıradır.

İnsan hava ilə nəfəs alır. normal təzyiq- 760 millimetr civə. 10.000 m yüksəklikdə təzyiq təxminən 200 mm-dir. rt. İncəsənət. Bu hündürlükdə insan yəqin ki, ən azı uzun müddət nəfəs ala bilər, lakin bunun üçün hazırlıq tələb olunur. Şübhəsiz ki, dövlət fəaliyyətsiz olacaq.

Atmosferin qaz tərkibi: 78% azot, 21% oksigen, təxminən yüzdə arqon, qalan hər şey qazların qarışığıdır, cəminin ən kiçik hissəsini təmsil edir.

Troposfer

Onun yuxarı həddi qütbdə 8-10 km, mülayim enliklərdə 10-12 km, tropik enliklərdə 16-18 km yüksəklikdədir; qışda yaydan daha aşağıdır. Atmosferin aşağı, əsas təbəqəsi ümumi kütlənin 80%-dən çoxunu ehtiva edir atmosfer havası və atmosferdəki bütün su buxarının təxminən 90%-ni təşkil edir. Troposferdə turbulentlik və konveksiya yüksək inkişaf edir, buludlar görünür, siklonlar və antisiklonlar inkişaf edir. Temperatur orta şaquli gradient 0,65°/100 m olan hündürlüklə azalır

tropopauza

Troposferdən stratosferə keçid təbəqəsi, hündürlüklə temperaturun azalmasının dayandığı atmosfer təbəqəsi.

Stratosfer

Atmosfer təbəqəsi 11 ilə 50 km yüksəklikdə yerləşir. 11-25 km-lik təbəqədə (stratosferin aşağı təbəqəsi) temperaturun cüzi dəyişməsi və onun 25-40 km-lik təbəqədə -56,5-dən 0,8 °C-ə (yuxarı stratosfer təbəqəsi və ya inversiya bölgəsi) artması xarakterikdir. Təxminən 40 km yüksəklikdə təxminən 273 K (demək olar ki, 0 ° C) dəyərə çatdıqdan sonra temperatur təxminən 55 km yüksəkliyə qədər sabit qalır. Bu sabit temperatur bölgəsi stratopoz adlanır və stratosfer ilə mezosfer arasındakı sərhəddir.

Stratopoz

Atmosferin stratosfer və mezosfer arasındakı sərhəd qatı. Şaquli temperatur paylanmasında maksimum (təxminən 0 °C) var.

Mezosfer

Mezosfer 50 km yüksəklikdən başlayır və 80-90 km-ə qədər uzanır. Temperatur hündürlüklə (0,25-0,3)°/100 m orta şaquli qradiyentlə azalır.Əsas enerji prosesi radiasiyalı istilik ötürülməsidir. Sərbəst radikalların, vibrasiya ilə həyəcanlanan molekulların və s.-nin iştirak etdiyi mürəkkəb fotokimyəvi proseslər atmosferin lüminessensiyasına səbəb olur.

Mezopauza

Mezosfer və termosfer arasında keçid təbəqəsi. Şaquli temperatur paylanmasında minimum (təxminən -90 ° C) var.

Karman xətti

Şərti olaraq Yer atmosferi ilə kosmos arasındakı sərhəd kimi qəbul edilən dəniz səviyyəsindən yüksəklik. Karmana xətti dəniz səviyyəsindən 100 km yüksəklikdə yerləşir.

Yer atmosferinin sərhədi

Termosfer

Üst sərhəd təxminən 800 km-dir. Temperatur 200-300 km yüksəkliyə qalxır, burada 1500 K səviyyəli dəyərlərə çatır, bundan sonra yüksək hündürlüklərə qədər demək olar ki, sabit qalır. Ultrabənövşəyi və rentgen günəş radiasiyasının və kosmik radiasiyanın təsiri altında hava ionlaşır ("qütb işıqları") - ionosferin əsas bölgələri termosferin içərisindədir. 300 km-dən yuxarı yüksəkliklərdə atomik oksigen üstünlük təşkil edir. Termosferin yuxarı həddi əsasən Günəşin cari fəaliyyəti ilə müəyyən edilir. Aşağı aktivlik dövrlərində bu təbəqənin ölçüsündə nəzərəçarpacaq dərəcədə azalma müşahidə olunur.

Termopauza

Atmosferin termosferdən yuxarı hissəsi. Bu bölgədə günəş radiasiyasının udulması əhəmiyyətsizdir və temperatur əslində hündürlüklə dəyişmir.

Ekzosfer (dispersiya sferası)

120 km hündürlüyə qədər atmosfer təbəqələri

Ekzosfer - səpilmə zonası, 700 km-dən yuxarıda yerləşən termosferin xarici hissəsi. Ekzosferdəki qaz çox nadirdir və buna görə də onun hissəcikləri planetlərarası kosmosa sızır (dissipasiya).

100 km hündürlüyə qədər atmosfer qazların homojen, yaxşı qarışmış qarışığıdır. Daha yüksək təbəqələrdə qazların hündürlükdə paylanması onların molekulyar kütlələrindən asılıdır, daha ağır qazların konsentrasiyası Yer səthindən uzaqlaşdıqca daha tez azalır. Qazın sıxlığının azalması ilə əlaqədar olaraq temperatur stratosferdə 0 °C-dən mezosferdə -110 °C-ə düşür. Bununla belə, 200–250 km yüksəklikdə fərdi hissəciklərin kinetik enerjisi ~150 °C temperatura uyğundur. 200 km-dən yuxarı zaman və məkanda temperatur və qaz sıxlığında əhəmiyyətli dalğalanmalar müşahidə olunur.

Təxminən 2000-3500 km hündürlükdə ekzosfer tədricən planetlərarası qazın, əsasən hidrogen atomlarının çox seyrəkləşmiş hissəcikləri ilə dolu olan yaxın kosmik vakuuma keçir. Lakin bu qaz planetlərarası maddənin yalnız bir hissəsidir. Digər hissəsi isə kometa və meteor mənşəli toz kimi hissəciklərdən ibarətdir. Həddindən artıq seyrəkləşmiş tozşəkilli hissəciklərlə yanaşı, günəş və qalaktika mənşəli elektromaqnit və korpuskulyar şüalanma da bu boşluğa nüfuz edir.

Atmosferdəki qazın tərkibindən asılı olaraq homosfer və heterosfer fərqlənir. Heterosfer, cazibə qüvvəsinin qazların ayrılmasına təsir etdiyi bir sahədir, çünki belə bir hündürlükdə onların qarışması əhəmiyyətsizdir. Beləliklə, heterosferin dəyişən tərkibini izləyir. Onun altında atmosferin homosfer adlanan yaxşı qarışıq, homojen hissəsi yerləşir. Bu təbəqələr arasındakı sərhəd turbopauza adlanır və təxminən 120 km yüksəklikdə yerləşir.