STRUCTURA ATMOSFEREI

Atmosfera(din altă greacă ἀτμός - abur și σφαῖρα - bilă) - o înveliș gazos (geosferă) care înconjoară planeta Pământ. Suprafața sa interioară acoperă hidrosfera și parțial scoarța terestră, în timp ce suprafața sa exterioară se învecinează cu partea apropiată a Pământului a spațiului cosmic.

Proprietăți fizice

Grosimea atmosferei este de aproximativ 120 km de suprafața Pământului. Masa totală a aerului din atmosferă este (5,1-5,3) 10 18 kg. Dintre acestea, masa aerului uscat este (5,1352 ± 0,0003) 10 18 kg, masa totală a vaporilor de apă este în medie de 1,27 10 16 kg.

Masa molară a aerului curat uscat este de 28,966 g/mol, densitatea aerului la suprafața mării este de aproximativ 1,2 kg/m 3 . Presiunea la 0 °C la nivelul mării este de 101,325 kPa; temperatura critică - -140,7 ° C; presiune critică - 3,7 MPa; Cp la 0°C - 1,0048 103 J/(kg K), Cv - 0,7159 103 J/(kg K) (la 0°C). Solubilitatea aerului în apă (în masă) la 0 ° C - 0,0036%, la 25 ° C - 0,0023%.

Pentru „condiții normale” la suprafața Pământului se iau: densitate 1,2 kg/m 3, presiune barometrică 101,35 kPa, temperatură plus 20 ° C și umiditate relativă 50%. Acești indicatori condiționali au o valoare pur inginerească.

Structura atmosferei

Atmosfera are o structură stratificată. Straturile atmosferei diferă unele de altele prin temperatura aerului, densitatea acestuia, cantitatea de vapori de apă din aer și alte proprietăți.

troposfera(greaca veche τρόπος - „întoarcere”, „schimbare” și σφαῖρα - „minge”) - stratul inferior, cel mai studiat al atmosferei, cu o înălțime de 8-10 km în regiunile polare, până la 10-12 km în latitudinile temperate, la ecuator - 16-18 km.

La creșterea în troposferă, temperatura scade în medie cu 0,65 K la fiecare 100 m și ajunge la 180-220 K în partea superioară. Acest strat superior al troposferei, în care scăderea temperaturii odată cu înălțimea încetează, se numește tropopauză. Următorul strat al atmosferei deasupra troposferei se numește stratosferă.

Mai mult de 80% din masa totală a aerului atmosferic este concentrată în troposferă, turbulența și convecția sunt foarte dezvoltate, partea predominantă a vaporilor de apă este concentrat, apar nori, se formează și fronturi atmosferice, se dezvoltă cicloni și anticicloni, precum și alte procese care determină vremea și clima. Procesele care au loc în troposferă se datorează în primul rând convecției.

Partea troposferei în care se pot forma ghețarii pe suprafața pământului se numește chionosferă.

tropopauza(din grecescul τροπος - întoarcere, schimbare și παῦσις - oprire, încetare) - stratul atmosferei în care încetează scăderea temperaturii odată cu înălțimea; strat de tranziție de la troposferă la stratosferă. În atmosfera terestră, tropopauza este situată la altitudini de la 8-12 km (peste nivelul mării) în regiunile polare și până la 16-18 km deasupra ecuatorului. Înălțimea tropopauzei depinde și de perioada anului (tropopauza este mai mare vara decât iarna) și de activitatea ciclonică (este mai mică la cicloane și mai mare la anticicloni)

Grosimea tropopauzei variază de la câteva sute de metri până la 2-3 kilometri. În zonele subtropicale, se observă rupturi de tropopauză din cauza curentelor cu jet puternice. Tropopauza din anumite zone este adesea distrusă și reformată.

Stratosferă(din latină stratum - pardoseală, strat) - un strat al atmosferei, situat la o altitudine de 11 până la 50 km. O ușoară modificare a temperaturii în stratul de 11-25 km (stratul inferior al stratosferei) și creșterea acesteia în stratul de 25-40 km de la -56,5 la 0,8 °C (stratul superior al stratosferei sau regiunea de inversare) sunt tipice. Atinsă o valoare de aproximativ 273 K (aproape 0 °C) la o altitudine de aproximativ 40 km, temperatura rămâne constantă până la o altitudine de aproximativ 55 km. Această regiune de temperatură constantă se numește stratopauză și este granița dintre stratosferă și mezosferă. Densitatea aerului din stratosferă este de zeci și sute de ori mai mică decât la nivelul mării.

În stratosferă se află stratul de ozonosferă („stratul de ozon”) (la o altitudine de 15-20 până la 55-60 km), ceea ce determină limita superioară a vieții în biosferă. Ozonul (O 3 ) se formează ca rezultat al reacțiilor fotochimice cel mai intens la o altitudine de ~30 km. Masa totală de O 3 la presiune normală ar fi un strat de 1,7-4,0 mm grosime, dar chiar și aceasta este suficientă pentru a absorbi radiația ultravioletă solară care este dăunătoare vieții. Distrugerea O 3 are loc atunci când interacționează cu radicalii liberi, NO, compuși care conțin halogen (inclusiv „freoni”).

Cea mai mare parte a părții cu lungime de undă scurtă a radiației ultraviolete (180-200 nm) este reținută în stratosferă, iar energia undelor scurte este transformată. Sub influența acestor raze, câmpurile magnetice se modifică, moleculele se rup, se produce ionizare, se formează noi gaze și alți compuși chimici. Aceste procese pot fi observate sub formă de aurore boreale, fulgere și alte străluciri.

În stratosferă și în straturile superioare, sub influența radiației solare, moleculele de gaz se disociază - în atomi (peste 80 km, CO 2 și H 2 se disociază, peste 150 km - O 2, peste 300 km - N 2). La o altitudine de 200-500 km, ionizarea gazelor are loc și în ionosferă; la o altitudine de 320 km, concentrația de particule încărcate (O + 2, O - 2, N + 2) este de ~ 1/300 din concentrația de particule neutre. În straturile superioare ale atmosferei există radicali liberi - OH, HO 2 etc.

Aproape că nu există vapori de apă în stratosferă.

Zborurile în stratosferă au început în anii 1930. Zborul pe primul balon stratosferic (FNRS-1), pe care Auguste Picard și Paul Kipfer l-au făcut la 27 mai 1931 la o înălțime de 16,2 km, este larg cunoscut. Avioanele comerciale moderne de luptă și supersonice zboară în stratosferă la altitudini în general de până la 20 km (deși plafonul dinamic poate fi mult mai mare). Baloanele meteorologice de mare altitudine se ridică până la 40 km; recordul pentru un balon fără pilot este de 51,8 km.

Recent, în cercurile militare ale Statelor Unite, s-a acordat multă atenție dezvoltării straturilor stratosferei de peste 20 km, adesea numite „pre-spațiu” (ing. « aproape de spațiu» ). Se presupune că dirijabilele fără pilot și aeronavele alimentate cu energie solară (cum ar fi NASA Pathfinder) vor putea să rămână la o altitudine de aproximativ 30 km pentru o perioadă lungă de timp și să ofere observație și comunicare pentru zone foarte mari, rămânând în același timp vulnerabile la sistemele de apărare aeriană; astfel de dispozitive vor fi de multe ori mai ieftine decât sateliții.

Stratopauza- stratul atmosferei, care este limita dintre două straturi, stratosfera și mezosfera. În stratosferă, temperatura crește odată cu altitudinea, iar stratopauza este stratul în care temperatura atinge maximul. Temperatura stratopauzei este de aproximativ 0 °C.

Acest fenomen este observat nu numai pe Pământ, ci și pe alte planete cu atmosferă.

Pe Pământ, stratopauza este situată la o altitudine de 50 - 55 km deasupra nivelului mării. Presiunea atmosferică este de aproximativ 1/1000 din presiunea de la nivelul mării.

Mezosfera(din grecescul μεσο- - „mijloc” și σφαῖρα - „minge”, „sferă”) - stratul atmosferei la altitudini de la 40-50 la 80-90 km. Se caracterizează printr-o creștere a temperaturii odată cu înălțimea; temperatura maximă (aproximativ +50°C) este situată la o altitudine de aproximativ 60 km, după care temperatura începe să scadă la −70° sau −80°C. O astfel de scădere a temperaturii este asociată cu absorbția energetică a radiației solare (radiația) de către ozon. Termenul a fost adoptat de Uniunea Geografică și Geofizică în 1951.

Compoziția gazoasă a mezosferei, precum și cea a straturilor inferioare atmosferice, este constantă și conține aproximativ 80% azot și 20% oxigen.

Mezosfera este separată de stratosfera subiacentă prin stratopauză și de termosfera de deasupra prin mezopauză. Mezopauza coincide practic cu turbopauza.

Meteorii încep să strălucească și, de regulă, ard complet în mezosferă.

În mezosferă pot apărea nori noctilucenți.

Pentru zboruri, mezosfera este un fel de „zonă moartă” - aerul de aici este prea rarefiat pentru a susține avioane sau baloane (la altitudinea de 50 km, densitatea aerului este de 1000 de ori mai mică decât la nivelul mării), și în același timp timp prea dens pentru zboruri artificiale.sateliţi pe o orbită atât de joasă. Studiile directe ale mezosferei sunt efectuate în principal cu ajutorul rachetelor meteorologice suborbitale; în general, mezosfera a fost studiată mai rău decât alte straturi ale atmosferei, în legătură cu care oamenii de știință au numit-o „ignorosferă”.

mezopauza

mezopauza Stratul atmosferei care separă mezosfera și termosfera. Pe Pământ, se află la o altitudine de 80-90 km deasupra nivelului mării. În mezopauză, există o temperatură minimă, care este de aproximativ -100 ° C. Mai jos (începând de la o înălțime de aproximativ 50 km) temperatura scade odată cu înălțimea, deasupra (până la o înălțime de aproximativ 400 km) se ridică din nou. Mezopauza coincide cu limita inferioară a regiunii de absorbție activă a razelor X și radiația ultravioletă cu cea mai scurtă lungime de undă a Soarelui. La această altitudine se observă nori argintii.

Mezopauza există nu numai pe Pământ, ci și pe alte planete cu atmosferă.

Linia Karman- înălțimea deasupra nivelului mării, care este convențional acceptată ca graniță între atmosfera Pământului și spațiu.

După cum este definită de Fédération Aéronautique Internationale (FAI), linia Karman se află la o altitudine de 100 km deasupra nivelului mării.

Înălțimea a fost numită după Theodor von Karman, un om de știință american de origine maghiară. El a fost primul care a stabilit că la această altitudine atmosfera devine atât de rarefiată încât aeronautica devine imposibilă, deoarece viteza aeronavei, necesară pentru a crea suficientă sustentație, devine mai mare decât prima viteză cosmică și, prin urmare, pentru a atinge altitudini mai mari, este necesar să se folosească mijloacele astronauticii.

Atmosfera Pământului continuă dincolo de linia Karman. Partea exterioară a atmosferei terestre, exosfera, se extinde până la o altitudine de 10.000 km sau mai mult, la o astfel de altitudine atmosfera este formată în principal din atomi de hidrogen care pot părăsi atmosfera.

Atingerea Liniei Karman a fost prima condiție pentru Ansari X Prize, deoarece aceasta este baza pentru recunoașterea zborului ca zbor spațial.

Atmosfera Pământului este învelișul gazos al planetei. Limita inferioară a atmosferei trece în apropierea suprafeței terestre (hidrosfera și scoarța terestră), iar limita superioară este regiunea de contact cu spațiul cosmic (122 km). Atmosfera conține multe elemente diferite. Principalele sunt: ​​78% azot, 20% oxigen, 1% argon, dioxid de carbon, neon galiu, hidrogen etc. Fapte interesante pot fi vizualizate la sfârșitul articolului sau făcând clic pe.

Atmosfera are straturi distincte de aer. Straturile de aer diferă ca temperatură, diferența de gaz și densitatea lor și. Trebuie remarcat faptul că straturile stratosferei și troposferei protejează Pământul de radiațiile solare. În straturile superioare, un organism viu poate primi o doză letală din spectrul solar ultraviolet. Pentru a sări rapid la stratul dorit al atmosferei, faceți clic pe stratul corespunzător:

Troposfera și tropopauza

Troposfera - temperatura, presiunea, altitudinea

Limita superioară se menține la aproximativ 8 - 10 km aproximativ. La latitudini temperate 16 - 18 km, iar în polar 10 - 12 km. troposfera Este stratul principal inferior al atmosferei. Acest strat conține mai mult de 80% din masa totală a aerului atmosferic și aproape 90% din totalul vaporilor de apă. În troposferă apar convecția și turbulența, se formează și apar ciclonii. Temperatura scade cu inaltimea. Gradient: 0,65°/100 m. Pământul încălzit și apa încălzesc aerul din interior. Aerul încălzit se ridică, se răcește și formează nori. Temperatura din limitele superioare ale stratului poate ajunge la -50/70 °C.

În acest strat au loc modificări ale condițiilor climatice. Limita inferioară a troposferei se numește suprafaţă deoarece are o mulțime de microorganisme volatile și praf. Viteza vântului crește odată cu înălțimea în acest strat.

tropopauza

Acesta este stratul de tranziție al troposferei către stratosferă. Aici încetează dependența scăderii temperaturii cu creșterea altitudinii. Tropopauza este înălțimea minimă la care gradientul vertical de temperatură scade la 0,2°C/100 m. Înălțimea tropopauzei depinde de evenimentele climatice puternice precum ciclonii. Înălțimea tropopauzei scade peste cicloni și crește peste anticicloni.

Stratosferă și Stratopauză

Înălțimea stratului de stratosferă este de aproximativ 11 până la 50 km. Există o ușoară schimbare de temperatură la o altitudine de 11-25 km. La o altitudine de 25-40 km, inversiune temperatura, de la 56,5 se ridică la 0,8°C. De la 40 km la 55 km temperatura se menține în jur de 0°C. Această zonă se numește - stratopauza.

În stratosferă se observă efectul radiației solare asupra moleculelor de gaz, acestea se disociază în atomi. Aproape că nu există vapori de apă în acest strat. Avioanele comerciale supersonice moderne zboară la altitudini de până la 20 km datorită condițiilor de zbor stabile. Baloanele meteorologice de mare altitudine se ridică la o înălțime de 40 km. Aici sunt curenți de aer constant, viteza lor ajunge la 300 km/h. Tot în acest strat este concentrat ozon, un strat care absoarbe razele ultraviolete.

Mezosfera și Mezopauza - compoziție, reacții, temperatură

Stratul mezosferă începe la aproximativ 50 km și se termină la aproximativ 80-90 km. Temperaturile scad cu altitudinea cu aproximativ 0,25-0,3°C/100 m. Schimbul de căldură radiant este principalul efect energetic aici. Procese fotochimice complexe care implică radicali liberi (are 1 sau 2 electroni nepereche) deoarece ei implementează strălucire atmosfera.

Aproape toți meteorii ard în mezosferă. Oamenii de știință au numit această zonă Ignorosferă. Această zonă este greu de explorat, deoarece aviația aerodinamică aici este foarte slabă din cauza densității aerului, care este de 1000 de ori mai mică decât pe Pământ. Iar pentru lansarea sateliților artificiali, densitatea este încă foarte mare. Cercetările se desfășoară cu ajutorul rachetelor meteorologice, dar aceasta este o perversiune. mezopauza strat de tranziție între mezosferă și termosferă. Are o temperatură minimă de -90°C.

Linia Karman

Linie de buzunar numită granița dintre atmosfera Pământului și spațiul cosmic. Potrivit Federației Internaționale de Aviație (FAI), înălțimea acestei granițe este de 100 km. Această definiție a fost dată în onoarea savantului american Theodor von Karman. El a stabilit că la această înălțime densitatea atmosferei este atât de scăzută încât aviația aerodinamică devine imposibilă aici, deoarece viteza aeronavei trebuie să fie mai mare. prima viteza spatiala. La o asemenea înălțime, conceptul de barieră a sunetului își pierde sensul. Aici puteți controla aeronava numai datorită forțelor reactive.

Termosferă și termopauză

Limita superioară a acestui strat este de aproximativ 800 km. Temperatura urcă până la aproximativ 300 km, unde ajunge la aproximativ 1500 K. Deasupra, temperatura rămâne neschimbată. În acest strat există Lumini polare- apare ca urmare a efectului radiatiei solare asupra aerului. Acest proces se mai numește și ionizarea oxigenului atmosferic.

Datorită rarefării scăzute a aerului, zborurile deasupra liniei Karman sunt posibile numai pe traiectorii balistice. Toate zborurile orbitale cu echipaj (cu excepția zborurilor către Lună) au loc în acest strat al atmosferei.

Exosfera - densitate, temperatură, înălțime

Înălțimea exosferei este de peste 700 km. Aici gazul este foarte rarefiat, iar procesul are loc disipare— scurgerea particulelor în spațiul interplanetar. Viteza unor astfel de particule poate ajunge la 11,2 km/sec. Creșterea activității solare duce la extinderea grosimii acestui strat.

• Carcasa de gaz nu zboară în spațiu din cauza gravitației. Aerul este format din particule care au propria lor masă. Din legea gravitației, se poate concluziona că fiecare obiect cu masă este atras de Pământ.
• Legea lui Buys-Ballot spune că dacă vă aflați în emisfera nordică și stați cu spatele la vânt, atunci zona de înaltă presiune va fi situată în dreapta, iar presiunea scăzută în stânga. În emisfera sudică, va fi invers.

Straturi ale atmosferei în ordine de la suprafața Pământului

Rolul atmosferei în viața Pământului

Atmosfera este sursa de oxigen pe care o respiră oamenii. Cu toate acestea, pe măsură ce se urcă la altitudine, presiunea atmosferică totală scade, rezultând o scădere a presiunii parțiale a oxigenului.

Plămânii umani conțin aproximativ trei litri de aer alveolar. Dacă presiunea atmosferică este normală, atunci presiunea parțială a oxigenului în aerul alveolar va fi de 11 mm Hg. Art., presiunea dioxidului de carbon - 40 mm Hg. Art., si vapori de apa - 47 mm Hg. Artă. Odată cu creșterea altitudinii, presiunea oxigenului scade, iar presiunea vaporilor de apă și a dioxidului de carbon din plămâni va rămâne constantă - aproximativ 87 mm Hg. Artă. Când presiunea aerului este egală cu această valoare, oxigenul nu va mai curge în plămâni.

Din cauza scăderii presiunii atmosferice la o altitudine de 20 km, aici vor fierbe apa și lichidul interstițial din corpul uman. Dacă nu utilizați o cabină presurizată, la o astfel de înălțime o persoană va muri aproape instantaneu. Prin urmare, din punct de vedere al caracteristicilor fiziologice ale corpului uman, „spațiul” își are originea de la o înălțime de 20 km deasupra nivelului mării.

Rolul atmosferei în viața Pământului este foarte mare. Deci, de exemplu, datorită straturilor dense de aer - troposfera și stratosfera, oamenii sunt protejați de expunerea la radiații. În spațiu, în aer rarefiat, la o altitudine de peste 36 km, acționează radiațiile ionizante. La o altitudine de peste 40 km - ultraviolete.

Când se ridică deasupra suprafeței Pământului la o înălțime de peste 90-100 km, va avea loc o slăbire treptată și apoi dispariția completă a fenomenelor familiare oamenilor, observate în stratul inferior atmosferic:

Sunetul nu se propaga.

Nu există forță aerodinamică și rezistență.

Căldura nu este transferată prin convecție etc.

Stratul atmosferic protejează Pământul și toate organismele vii de radiațiile cosmice, de meteoriți, este responsabil de reglarea fluctuațiilor sezoniere de temperatură, echilibrarea și egalizarea celor zilnice. În absența unei atmosfere pe Pământ, temperatura zilnică ar fluctua în +/-200С˚. Stratul atmosferic este un „tampon” dătător de viață între suprafața pământului și spațiul cosmic, un purtător de umiditate și căldură; procesele de fotosinteză și schimb de energie au loc în atmosferă - cele mai importante procese biosferice.

Straturi ale atmosferei în ordine de la suprafața Pământului

Atmosfera este o structură stratificată, care reprezintă următoarele straturi ale atmosferei în ordine de la suprafața Pământului:

troposfera.

Stratosferă.

Mezosfera.

Termosferă.

Exosfera

Fiecare strat nu are granițe ascuțite între ele, iar înălțimea lor este afectată de latitudine și anotimpuri. Această structură stratificată s-a format ca urmare a schimbărilor de temperatură la diferite înălțimi. Datorită atmosferei, vedem stele sclipitoare.

Structura atmosferei terestre pe straturi:

Din ce este formată atmosfera pământului?

Fiecare strat atmosferic diferă ca temperatură, densitate și compoziție. Grosimea totală a atmosferei este de 1,5-2,0 mii km. Din ce este formată atmosfera pământului? În prezent, este un amestec de gaze cu diverse impurități.

troposfera

Structura atmosferei Pământului începe cu troposfera, care este partea inferioară a atmosferei la aproximativ 10-15 km înălțime. Aici este concentrat cea mai mare parte a aerului atmosferic. O trăsătură caracteristică a troposferei este o scădere a temperaturii cu 0,6 ˚C pe măsură ce te ridici la fiecare 100 de metri. Troposfera a concentrat în sine aproape toți vaporii de apă atmosferici și aici se formează și nori.

Înălțimea troposferei se schimbă zilnic. În plus, valoarea sa medie variază în funcție de latitudine și anotimpul anului. Înălțimea medie a troposferei deasupra polilor este de 9 km, deasupra ecuatorului - aproximativ 17 km. Temperatura medie anuală a aerului peste ecuator este aproape de +26 ˚C, iar peste Polul Nord -23 ˚C. Linia superioară a limitei troposferei deasupra ecuatorului este temperatura medie anuală de aproximativ -70 ˚C, iar peste polul nord vara -45 ˚C și iarna -65 ˚C. Astfel, cu cât altitudinea este mai mare, cu atât temperatura este mai scăzută. Razele soarelui trec liber prin troposferă, încălzind suprafața Pământului. Căldura radiată de soare este reținută de dioxid de carbon, metan și vapori de apă.

Stratosferă

Deasupra stratului troposferei se află stratosfera, care are 50-55 km înălțime. Particularitatea acestui strat este creșterea temperaturii cu înălțimea. Între troposferă și stratosferă se află un strat de tranziție numit tropopauză.

Aproximativ de la o înălțime de 25 de kilometri, temperatura stratului stratosferic începe să crească și, la atingerea înălțimii maxime de 50 km, capătă valori de la +10 la +30 ˚C.

Există foarte puțini vapori de apă în stratosferă. Uneori, la o altitudine de aproximativ 25 km, poti gasi nori destul de subtiri, care se numesc „sprit”. În timpul zilei, nu sunt vizibile, dar noaptea strălucesc datorită iluminării soarelui, care se află sub orizont. Compoziția norilor sidef este picături de apă suprarăcite. Stratosfera este formată în mare parte din ozon.

Mezosfera

Înălțimea stratului mezosferă este de aproximativ 80 km. Aici, pe măsură ce crește în sus, temperatura scade și la limita superioară atinge valori de câteva zeci de C˚ sub zero. În mezosferă pot fi observați și nori, care se presupune că sunt formați din cristale de gheață. Acești nori sunt numiți „argintii”. Mezosfera este caracterizată de cea mai rece temperatură din atmosferă: de la -2 la -138 ˚C.

Termosferă

Acest strat atmosferic și-a primit numele datorită temperaturilor ridicate. Termosfera este formată din:

ionosferă.

exosferelor.

Ionosfera este caracterizată de aer rarefiat, fiecare centimetru din care la o altitudine de 300 km este format din 1 miliard de atomi și molecule, iar la o altitudine de 600 km - mai mult de 100 de milioane.

De asemenea, ionosfera se caracterizează prin ionizare ridicată a aerului. Acești ioni sunt compuși din atomi de oxigen încărcați, molecule încărcate de atomi de azot și electroni liberi.

Exosfera

De la o înălțime de 800-1000 km începe stratul exosferic. Particulele de gaz, în special cele ușoare, se deplasează aici cu viteză mare, depășind forța gravitației. Astfel de particule, datorită mișcării lor rapide, zboară din atmosferă în spațiul cosmic și se dispersează. Prin urmare, exosfera este numită sfera de împrăștiere. Cei care zboară în spațiu sunt predominant atomii de hidrogen, care alcătuiesc cele mai înalte straturi ale exosferei. Datorită particulelor din atmosfera superioară și particulelor vântului solar, putem observa aurora boreală.

Sateliții și rachetele geofizice au făcut posibilă stabilirea prezenței în atmosfera superioară a centurii de radiații a planetei, care constă din particule încărcate electric - electroni și protoni.

troposfera

Limita sa superioară se află la o altitudine de 8-10 km în latitudini polare, 10-12 km în latitudinile temperate și 16-18 km în latitudini tropicale; mai scăzut iarna decât vara. Stratul principal inferior al atmosferei conține mai mult de 80% din masa totală a aerului atmosferic și aproximativ 90% din toți vaporii de apă prezenți în atmosferă. În troposferă, turbulența și convecția sunt foarte dezvoltate, apar nori, se dezvoltă cicloni și anticicloni. Temperatura scade cu altitudinea cu un gradient vertical mediu de 0,65°/100 m

tropopauza

Stratul de tranziție de la troposferă la stratosferă, stratul atmosferei în care încetează scăderea temperaturii odată cu înălțimea.

Stratosferă

Stratul atmosferei situat la o altitudine de 11 până la 50 km. O ușoară modificare a temperaturii în stratul de 11-25 km (stratul inferior al stratosferei) și creșterea acesteia în stratul de 25-40 km de la -56,5 la 0,8 °C (stratul superior al stratosferei sau regiunea de inversare) sunt tipice. Atinsă o valoare de aproximativ 273 K (aproape 0 °C) la o altitudine de aproximativ 40 km, temperatura rămâne constantă până la o altitudine de aproximativ 55 km. Această regiune de temperatură constantă se numește stratopauză și este granița dintre stratosferă și mezosferă.

Stratopauza

Stratul limită al atmosferei dintre stratosferă și mezosferă. Există un maxim în distribuția verticală a temperaturii (aproximativ 0 °C).

Mezosfera

Mezosfera începe la o altitudine de 50 km și se extinde până la 80-90 km. Temperatura scade odată cu înălțimea cu un gradient vertical mediu de (0,25-0,3)°/100 m. Procesul energetic principal este transferul de căldură radiantă. Procesele fotochimice complexe care implică radicali liberi, molecule excitate vibrațional etc., provoacă luminiscența atmosferică.

mezopauza

Stratul de tranziție între mezosferă și termosferă. Există un minim în distribuția verticală a temperaturii (aproximativ -90 °C).

Linia Karman

Altitudinea deasupra nivelului mării, care este convențional acceptată ca graniță între atmosfera Pământului și spațiu. Linia Karmana este situată la o altitudine de 100 km deasupra nivelului mării.

Limita atmosferei Pământului

Termosferă

Limita superioară este de aproximativ 800 km. Temperatura se ridică la altitudini de 200-300 km, unde atinge valori de ordinul a 1500 K, după care rămâne aproape constantă până la altitudini mari. Sub influența radiației solare ultraviolete și cu raze X și a radiației cosmice, aerul este ionizat („lumini polare”) - principalele regiuni ale ionosferei se află în interiorul termosferei. La altitudini de peste 300 km predomină oxigenul atomic. Limita superioară a termosferei este determinată în mare măsură de activitatea curentă a Soarelui. În perioadele de activitate scăzută, există o scădere vizibilă a dimensiunii acestui strat.

Termopauza

Regiunea atmosferei deasupra termosferei. În această regiune, absorbția radiației solare este neglijabilă și temperatura nu se modifică de fapt odată cu înălțimea.

Exosfera (sfera de împrăștiere)

Straturi atmosferice până la o înălțime de 120 km

Exosfera - zonă de împrăștiere, partea exterioară a termosferei, situată peste 700 km. Gazul din exosferă este foarte rarefiat și, prin urmare, particulele sale se scurg în spațiul interplanetar (disipare).

Până la o înălțime de 100 km, atmosfera este un amestec omogen, bine amestecat de gaze. În straturile superioare, distribuția gazelor în înălțime depinde de masele lor moleculare, concentrația gazelor mai grele scade mai repede cu distanța de la suprafața Pământului. Datorită scăderii densității gazelor, temperatura scade de la 0 °C în stratosferă la −110 °C în mezosferă. Cu toate acestea, energia cinetică a particulelor individuale la altitudini de 200–250 km corespunde unei temperaturi de ~150 °C. Peste 200 km, se observă fluctuații semnificative ale temperaturii și densității gazelor în timp și spațiu.

La o altitudine de aproximativ 2000-3500 km, exosfera trece treptat în așa-numitul vid din spațiul apropiat, care este umplut cu particule foarte rarefiate de gaz interplanetar, în principal atomi de hidrogen. Dar acest gaz este doar o parte din materia interplanetară. Cealaltă parte este compusă din particule asemănătoare prafului de origine cometă și meteorică. Pe lângă particulele extrem de rarefiate asemănătoare prafului, în acest spațiu pătrunde radiația electromagnetică și corpusculară de origine solară și galactică.

Troposfera reprezintă aproximativ 80% din masa atmosferei, stratosfera reprezintă aproximativ 20%; masa mezosferei nu este mai mare de 0,3%, termosfera este mai mică de 0,05% din masa totală a atmosferei. Pe baza proprietăților electrice din atmosferă, se disting neutrosfera și ionosfera. În prezent se crede că atmosfera se extinde până la o altitudine de 2000-3000 km.

În funcție de compoziția gazului din atmosferă, se disting homosferă și heterosferă. Heterosfera este o zonă în care gravitația are un efect asupra separării gazelor, deoarece amestecarea lor la o astfel de înălțime este neglijabilă. De aici urmează compoziția variabilă a heterosferei. Sub ea se află o parte bine amestecată, omogenă a atmosferei, numită homosferă. Limita dintre aceste straturi se numește turbopauză și se află la o altitudine de aproximativ 120 km.