Svet okoli nas nastala iz treh zelo različne dele: zemlja, voda in zrak. Vsak od njih je edinstven in zanimiv na svoj način. Zdaj bomo govorili le o zadnjem izmed njih. Kaj je atmosfera? Kako je nastal? Iz česa je sestavljen in na katere dele je razdeljen? Vsa ta vprašanja so izjemno zanimiva.

Samo ime "atmosfera" je sestavljeno iz dveh besed Grško poreklo, prevedeno v ruščino pomeni "para" in "žoga". In če pogledate natančno definicijo, lahko preberete naslednje: "Atmosfera je zračna lupina planeta Zemlje, ki hiti skupaj z njo v vesolju." Razvijal se je vzporedno z geološkimi in geokemičnimi procesi, ki so potekali na planetu. In danes so vsi procesi, ki se dogajajo v živih organizmih, odvisni od tega. Brez ozračja bi planet postal puščava brez življenja, kot je Luna.

Kaj je sestavljeno?

Vprašanje, kaj je atmosfera in kateri elementi so vključeni v to, je ljudi zanimalo že dolgo časa. Glavne komponente te lupine so bile znane že leta 1774. Postavil jih je Antoine Lavoisier. Odkril je, da je sestava ozračja v veliki meri sestavljena iz dušika in kisika. Sčasoma so bile njegove komponente izpopolnjene. In zdaj je znano, da vsebuje veliko drugih plinov, pa tudi vodo in prah.

Oglejmo si podrobneje, kaj sestavlja zemeljsko ozračje blizu njenega površja. Najpogostejši plin je dušik. Vsebuje nekaj več kot 78 odstotkov. Toda kljub tako veliki količini je dušik v zraku praktično neaktiven.

Naslednji element po količini in zelo pomemben po pomembnosti je kisik. Ta plin vsebuje skoraj 21 % in ima zelo visoko aktivnost. Njegova posebna funkcija je oksidacija odmrle organske snovi, ki se zaradi te reakcije razgradi.

Nizki, a pomembni plini

Tretji plin, ki je del ozračja, je argon. Je nekaj manj kot odstotek. Za njim pridejo ogljikov dioksid z neonom, helij z metanom, kripton z vodikom, ksenon, ozon in celo amoniak. Vendar jih je tako malo, da je odstotek takih komponent enak stotinkam, tisočinkam in milijoninkam. Od tega igra samo ogljikov dioksid pomembno vlogo ker je gradbeni material, ki jih rastline potrebujejo za fotosintezo. Njegova druga pomembna funkcija je, da blokira sevanje in absorbira nekaj sončne toplote.

Še en majhen, a pomemben plin, ozon, obstaja za lovljenje ultravijoličnega sevanja, ki prihaja od sonca. Zahvaljujoč tej lastnosti je vse življenje na planetu zanesljivo zaščiteno. Po drugi strani pa ozon vpliva na temperaturo stratosfere. Zaradi dejstva, da absorbira to sevanje, se zrak segreva.

Konstantnost kvantitativne sestave atmosfere se vzdržuje z nenehnim mešanjem. Njegove plasti se premikajo vodoravno in navpično. Zato je povsod na zemeljski obli dovolj kisika in ni presežka ogljikovega dioksida.

Kaj je še v zraku?

Upoštevati je treba, da se para in prah lahko nahajata v zračnem prostoru. Slednji je sestavljen iz delcev cvetnega prahu in zemlje, v mestu pa se jim pridružijo še primesi trdnih izpustov izpušnih plinov.

Toda v ozračju je veliko vode. Pod določenimi pogoji se zgosti in nastanejo oblaki in megla. V bistvu gre za eno in isto, le da se prvi pojavijo visoko nad površjem Zemlje, zadnji pa se širijo po njej. Oblaki imajo različne oblike. Ta proces je odvisen od višine nad Zemljo.

Če so nastali 2 km nad kopnim, se imenujejo slojeviti. Iz njih pada dež na tla ali pada sneg. Nad njimi se do višine 8 km oblikujejo kumulusni oblaki. Vedno so najlepši in najbolj slikoviti. Oni so tisti, ki jih gledajo in se sprašujejo, kako izgledajo. Če se takšne tvorbe pojavijo v naslednjih 10 km, bodo zelo rahle in zračne. Njihovo ime je pernato.

Na katere plasti je razdeljeno ozračje?

Čeprav imajo med seboj zelo različne temperature, je zelo težko ugotoviti, na kateri specifični višini se ena plast začne in druga konča. Ta delitev je zelo pogojna in je približna. Vendar pa plasti ozračja še vedno obstajajo in opravljajo svoje funkcije.

Najnižji del zračne lupine se imenuje troposfera. Njegova debelina se povečuje, ko se premika od polov do ekvatorja od 8 do 18 km. To je najtoplejši del ozračja, saj se zrak v njem segreje zemeljsko površje. Večina vodne pare je skoncentrirana v troposferi, zato nastajajo oblaki, padajo padavine, nevihte in pihajo vetrovi.

Naslednja plast je debela približno 40 km in se imenuje stratosfera. Če se opazovalec premakne v ta del zraka, bo ugotovil, da je nebo postalo vijolično. To je razloženo z nizko gostoto snovi, ki praktično ne razprši sončnih žarkov. V tej plasti letijo reaktivna letala. Za njih so odprti vsi odprti prostori, saj oblakov praktično ni. Znotraj stratosfere je plast, sestavljena iz velike količine ozon.

Za njo prideta stratopavza in mezosfera. Slednja je debela okoli 30 km. Zanj je značilno močno zmanjšanje gostote in temperature zraka. Nebo se opazovalcu zdi črno. Tukaj lahko celo podnevi opazujete zvezde.

Plasti, v katerih praktično ni zraka

Struktura ozračja se nadaljuje s plastjo, imenovano termosfera - najdaljša od vseh ostalih, njena debelina doseže 400 km. To plast odlikuje ogromna temperatura, ki lahko doseže 1700 °C.

Zadnji dve krogli sta pogosto združeni v eno in ju imenujemo ionosfera. To je posledica dejstva, da se v njih pojavijo reakcije s sproščanjem ionov. Prav te plasti omogočajo opazovanje takšnega naravnega pojava, kot je severni sij.

Naslednjih 50 km od Zemlje je dodeljenih eksosferi. To je zunanja lupina ozračja. Razpršuje delce zraka v prostor. Vremenski sateliti se običajno premikajo v tej plasti.

Zemljino ozračje se konča z magnetosfero. Ona je tista, ki je zaščitila večino umetnih satelitov planeta.

Po vsem povedanem ne bi smelo ostati vprašanj, kakšno je vzdušje. Če imate dvome o njegovi nujnosti, jih je mogoče zlahka odpraviti.

Pomen atmosfere

Glavna naloga ozračja je zaščititi površino planeta pred pregrevanjem podnevi in čezmerno hlajenje ponoči. Naslednji pomemben namen te lupine, ki mu nihče ne bo oporekal, je oskrba s kisikom vseh živih bitij. Brez tega bi se zadušili.

Večina meteoritov zgori v zgornjih plasteh in nikoli ne doseže površja Zemlje. Ljudje lahko občudujejo leteče luči in jih zamenjujejo za padajoče zvezde. Brez ozračja bi bila vsa Zemlja posejana s kraterji. O zaščiti pred sončnim sevanjem smo že govorili zgoraj.

Kako človek vpliva na ozračje?

Zelo negativno. To je posledica vse večje dejavnosti ljudi. Največji delež vseh negativnih vidikov odpade na industrijo in promet. Mimogrede, avtomobili oddajajo skoraj 60% vseh onesnaževal, ki prodrejo v ozračje. Preostalih štirideset je razdeljenih med energetiko in industrijo ter industrijo odstranjevanja odpadkov.

Seznam škodljivih snovi, ki dnevno napolnijo zrak, je zelo dolg. Zaradi transporta so v ozračju: dušik in žveplo, ogljik, modrina in saje ter močan rakotvorni dejavnik, ki povzroča kožnega raka - benzopiren.

Za to je odgovorna industrija kemični elementi: žveplov dioksid, ogljikovodik in vodikov sulfid, amoniak in fenol, klor in fluor. Če se proces nadaljuje, potem kmalu odgovori na vprašanja: »Kakšno je ozračje? Kaj je sestavljeno? bo popolnoma drugačen.

STRUKTURA OZRAČJA

Vzdušje(iz starogrške ἀτμός - para in σφαῖρα - krogla) - plinska lupina (geosfera), ki obdaja planet Zemljo. Njegova notranja površina pokriva hidrosfero in delno zemeljska skorja, zunanja pa meji na prizemni del vesolja.

Fizikalne lastnosti

Debelina atmosfere je približno 120 km od zemeljske površine. Skupna masa zraka v ozračju je (5,1-5,3) 10 18 kg. Od tega je masa suhega zraka (5,1352 ±0,0003) 10 18 kg, skupna masa vodne pare pa povprečno 1,27 10 16 kg.

Molska masa čistega suhega zraka je 28,966 g/mol, gostota zraka na površini morja pa približno 1,2 kg/m3. Tlak pri 0 °C na morski gladini je 101,325 kPa; kritična temperatura - −140,7 °C; kritični tlak - 3,7 MPa; C p pri 0 °C - 1,0048·10 3 J/(kg·K), C v - 0,7159·10 3 J/(kg·K) (pri 0 °C). Topnost zraka v vodi (masna) pri 0 °C - 0,0036 %, pri 25 °C - 0,0023 %.

Za »normalne pogoje« na zemeljskem površju so sprejeti naslednji: gostota 1,2 kg/m3, zračni tlak 101,35 kPa, temperatura plus 20 °C in relativna vlažnost 50 %. Ti pogojni kazalniki imajo izključno inženirski pomen.

Struktura ozračja

Atmosfera ima plastovito strukturo. Plasti ozračja se med seboj razlikujejo po temperaturi zraka, njegovi gostoti, količini vodne pare v zraku in drugih lastnostih.

Troposfera(starogrški τρόπος - "obrat", "sprememba" in σφαῖρα - "krogla") - spodnja, najbolj raziskana plast ozračja, visoka 8-10 km v polarnih regijah, do 10-12 km v zmernih širinah, na ekvatorju - 16-18 km.

Ko se dvigne v troposferi, se temperatura v povprečju zmanjša za 0,65 K na vsakih 100 m in doseže 180-220 K v zgornjem delu. To zgornjo plast troposfere, v kateri se zniževanje temperature z višino ustavi, imenujemo tropopavza. Naslednja plast ozračja, ki se nahaja nad troposfero, se imenuje stratosfera.

V troposferi je skoncentrirano več kot 80 % celotne mase atmosferskega zraka, močno sta razviti turbulenca in konvekcija, koncentriran je pretežni del vodne pare, nastajajo oblaki, nastajajo atmosferske fronte, razvijajo se cikloni in anticikloni ter drugi procesi. ki določajo vreme in podnebje. Procese, ki se dogajajo v troposferi, povzroča predvsem konvekcija.

Del troposfere, znotraj katerega je možen nastanek ledenikov na zemeljskem površju, se imenuje kionosfera.

Tropopavza(iz grščine τροπος - obrat, sprememba in παῦσις - zaustavitev, prenehanje) - plast atmosfere, v kateri se zniževanje temperature z višino ustavi; prehodna plast iz troposfere v stratosfero. V zemeljski atmosferi se tropopavza nahaja na nadmorski višini od 8-12 km (nad morsko gladino) v polarnih regijah in do 16-18 km nad ekvatorjem. Višina tropopavze je odvisna tudi od letnega časa (poleti se tropopavza nahaja višje kot pozimi) in ciklonske aktivnosti (v ciklonih je nižja, v anticiklonih pa višja).

Debelina tropopavze je od nekaj sto metrov do 2-3 kilometrov. V subtropih opazimo prekinitve tropopavze zaradi močnih curkov. Tropopavza nad določenimi območji je pogosto uničena in na novo oblikovana.

Stratosfera(iz latinščine stratum - pod, plast) - plast ozračja, ki se nahaja na nadmorski višini od 11 do 50 km. Zanj je značilna rahla sprememba temperature v plasti 11-25 km (spodnja plast stratosfere) in zvišanje temperature v plasti 25-40 km od -56,5 do 0,8 ° C (zgornja plast stratosfere ali območje inverzije) . Ko je na nadmorski višini približno 40 km dosegla vrednost približno 273 K (skoraj 0 °C), temperatura ostane konstantna do višine približno 55 km. To območje s konstantno temperaturo imenujemo stratopavza in je meja med stratosfero in mezosfero. Gostota zraka v stratosferi je desetkrat in stokrat manjša kot na morski gladini.

V stratosferi se nahaja ozonski plašč ("ozonski plašč") (na nadmorski višini od 15-20 do 55-60 km), ki določa zgornjo mejo življenja v biosferi. Ozon (O 3) nastaja kot posledica fotokemičnih reakcij najintenzivneje na nadmorski višini ~30 km. Skupna masa O 3 bi bila pri normalnem tlaku plast debela 1,7-4,0 mm, vendar je to dovolj, da absorbira življenjsko uničujoče ultravijolično sevanje sonce Uničenje O 3 se pojavi pri interakciji s prostimi radikali, NO in spojinami, ki vsebujejo halogene (vključno s "freoni").

V stratosferi se večina kratkovalovnega dela ultravijoličnega sevanja (180-200 nm) zadrži in energija kratkih valov se transformira. Pod vplivom teh žarkov se spreminjajo magnetna polja, molekule razpadajo, prihaja do ionizacije, na novo nastajajo plini in druge kemične spojine. Te procese lahko opazujemo v obliki severnega sija, strele in drugih sijev.

V stratosferi in širše visoke plasti pod vplivom sončnega sevanja molekule plina disociirajo na atome (nad 80 km CO 2 in H 2 disociirata, nad 150 km - O 2, nad 300 km - N 2). Na nadmorski višini 200-500 km pride do ionizacije plinov tudi na višini 320 km, koncentracija nabitih delcev (O + 2, O − 2, N + 2) je ~ 1/300 od koncentracija nevtralnih delcev. V zgornjih plasteh atmosfere so prosti radikali - OH, HO 2 itd.

V stratosferi skoraj ni vodne pare.

Poleti v stratosfero so se začeli v tridesetih letih prejšnjega stoletja. Splošno znan je polet prvega stratosferskega balona (FNRS-1), ki sta ga 27. maja 1931 opravila Auguste Picard in Paul Kipfer na višino 16,2 km. Sodobna bojna in nadzvočna komercialna letala letijo v stratosferi na višinah običajno do 20 km (čeprav je lahko dinamična zgornja meja precej višja). Visokogorski vremenski baloni se dvignejo do 40 km; rekord za balon brez posadke je 51,8 km.

IN v zadnjem času V ameriških vojaških krogih veliko pozornosti namenjajo razvoju plasti stratosfere nad 20 km, ki se pogosto imenujejo "predvesolje". « bližnji prostor» ). Predpostavlja se, da bodo zračne ladje brez posadke in letala na sončni pogon (kot je Nasin Pathfinder) lahko dolgo časa biti na nadmorski višini približno 30 km in zagotavljati nadzor in komunikacije na zelo velikih območjih, hkrati pa ostati nizko ranljiv za sisteme zračne obrambe; Takšne naprave bodo večkrat cenejše od satelitov.

Stratopavza- plast ozračja, ki je meja med dvema plastema, stratosfero in mezosfero. V stratosferi temperatura narašča z naraščajočo nadmorsko višino, stratopavza pa je plast, kjer temperatura doseže svoj maksimum. Temperatura stratopavze je okoli 0 °C.

Ta pojav opazimo ne le na Zemlji, ampak tudi na drugih planetih, ki imajo atmosfero.

Na Zemlji se stratopavza nahaja na nadmorski višini 50 - 55 km. Atmosferski tlak je približno 1/1000 tlaka morske gladine.

Mezosfera(iz grščine μεσο- - "sredina" in σφαῖρα - "krogla", "krogla") - plast ozračja na nadmorski višini od 40-50 do 80-90 km. Zanj je značilno povišanje temperature z nadmorsko višino; najvišja (približno +50 ° C) temperatura se nahaja na nadmorski višini približno 60 km, nato pa se temperatura začne zniževati na -70 ° ali -80 ° C. To znižanje temperature je povezano z močno absorpcijo sončnega sevanja (sevanja) z ozonom. Izraz je leta 1951 sprejela Geografska in geofizikalna zveza.

Plinska sestava mezosfere, tako kot sestava spodaj ležečih atmosferskih plasti, je stalna in vsebuje približno 80 % dušika in 20 % kisika.

Mezosfera je ločena od spodaj ležeče stratosfere s stratopavzo, od zgornje termosfere pa z mezopavzo. Mezopavza v bistvu sovpada s turbopavzo.

Meteorji začnejo žareti in v mezosferi praviloma popolnoma zgorejo.

V mezosferi se lahko pojavijo svetleči oblaki.

Za lete je mezosfera nekakšna "mrtva cona" - zrak je tukaj preveč redek, da bi podpiral letala ali balone (na višini 50 km je gostota zraka 1000-krat manjša kot na morski gladini), hkrati pa pregost za umetne lete satelitov v tako nizki orbiti. Neposredne študije mezosfere se izvajajo predvsem z uporabo suborbitalnih vremenskih raket; Na splošno je bila mezosfera manj raziskana kot druge plasti ozračja, zato so jo znanstveniki poimenovali »ignorosfera«.

Mezopavza

Mezopavza- plast ozračja, ki ločuje mezosfero in termosfero. Na Zemlji se nahaja na nadmorski višini 80-90 km. V mezopavzi je temperaturni minimum, ki je okoli –100 °C. Nižje (od nadmorske višine okoli 50 km) temperatura z višino pada, višje (do nadmorske višine okoli 400 km) pa spet narašča. Mezopavza sovpada s spodnjo mejo območja aktivne absorpcije rentgenskega in kratkovalovnega ultravijoličnega sevanja Sonca. Na tej višini opazimo svetleče oblake.

Mezopavza se ne pojavi samo na Zemlji, ampak tudi na drugih planetih, ki imajo atmosfero.

Linija Karman- nadmorska višina, ki je običajno sprejeta kot meja med zemeljsko atmosfero in vesoljem.

Po definiciji Fédération Aéronautique Internationale (FAI) se Karmanova linija nahaja na nadmorski višini 100 km.

Višina je dobila ime po Theodoru von Karmanu, ameriškem znanstveniku madžarskega porekla. Bil je prvi, ki je ugotovil, da se na približno tej višini atmosfera tako redči, da aeronavtika postane nemogoča, saj hitrost letala, potrebna za ustvarjanje zadostnega vzgona, postane večja od prve kozmične hitrosti, zato je za doseganje večjih višin potrebno uporabljati astronavtiko.

Zemljina atmosfera se nadaljuje preko Karmanove črte. Zunanji del zemeljske atmosfere, eksosfera, se razprostira do nadmorske višine 10 tisoč km ali več, atmosfera je sestavljena predvsem iz atomov vodika, ki lahko zapustijo atmosfero.

Doseganje Karmanove črte je bil prvi pogoj za prejem nagrade Ansari X, saj je to osnova za priznanje poleta kot vesoljskega.

Zemljina atmosfera je plinasti ovoj našega planeta. Mimogrede, skoraj vsi imajo podobne školjke nebesna telesa, začenši s planeti sončni sistem in konča z velikimi asteroidi. odvisno od številnih dejavnikov - velikosti njegove hitrosti, mase in številnih drugih parametrov. Toda le lupina našega planeta vsebuje sestavine, ki nam omogočajo življenje.

Zemljina atmosfera: kratka zgodovina nastanek

Menijo, da na začetku svojega obstoja naš planet sploh ni imel plinske lupine. Toda mlado, na novo nastalo nebesno telo se je nenehno razvijalo. Zemljina primarna atmosfera je nastala kot posledica stalnih vulkanskih izbruhov. Tako se je skozi več tisoč let okrog Zemlje oblikovala lupina iz vodne pare, dušika, ogljika in drugih elementov (razen kisika).

Ker je količina vlage v ozračju omejena, se je njen presežek spremenil v padavine - tako so nastala morja, oceani in druga vodna telesa. Prvi organizmi, ki so naselili planet, so se pojavili in razvili v vodnem okolju. Večina jih je pripadala rastlinskim organizmom, ki s fotosintezo proizvajajo kisik. Tako se je Zemljina atmosfera začela polniti s tem vitalnim plinom. In kot posledica kopičenja kisika je nastala ozonska plast, ki je zaščitila planet pred škodljivimi učinki ultravijoličnega sevanja. Prav ti dejavniki so ustvarili vse pogoje za naš obstoj.

Zgradba zemeljske atmosfere

Kot veste, je plinska lupina našega planeta sestavljena iz več plasti - troposfere, stratosfere, mezosfere, termosfere. Nemogoče je potegniti jasne meje med temi plastmi - vse je odvisno od letnega časa in zemljepisne širine planeta.

Troposfera je spodnji del plinske lupine, katerega višina je v povprečju od 10 do 15 kilometrov. Tu je skoncentrirana večina vlage. Mimogrede, tu se nahaja vsa vlaga in nastanejo oblaki. Troposfera zaradi vsebnosti kisika podpira življenjsko aktivnost vseh organizmov. Poleg tega je ključnega pomena pri oblikovanju vremena in podnebnih značilnosti območja - tu nastajajo ne le oblaki, ampak tudi vetrovi. Temperatura pada z višino.

Stratosfera - začne se v troposferi in konča na nadmorski višini od 50 do 55 kilometrov. Tukaj temperatura narašča z nadmorsko višino. Ta del ozračja praktično ne vsebuje vodne pare, ima pa ozonski plašč. Včasih lahko tukaj opazite nastanek "bisernih" oblakov, ki jih je mogoče videti le ponoči - domnevajo, da jih predstavljajo močno kondenzirane vodne kapljice.

Mezosfera se razteza do 80 kilometrov navzgor. V tej plasti lahko opazite močan padec temperature, ko se premikate navzgor. Turbulenca je tudi tu zelo razvita. Mimogrede, v mezosferi se oblikujejo tako imenovani "noctilucentni oblaki", ki so sestavljeni iz majhnih ledenih kristalov - vidni so le ponoči. Zanimivo je, da na zgornji meji mezosfere praktično ni zraka - 200-krat manj kot blizu zemeljske površine.

Termosfera je zgornja plast zemeljske plinske lupine, v kateri je običajno razlikovati med ionosfero in eksosfero. Zanimivo je, da tukaj temperatura zelo strmo narašča z višino – na višini 800 kilometrov od zemeljskega površja je več kot 1000 stopinj Celzija. Za ionosfero je značilen visoko razredčen zrak in velika vsebnost aktivnih ionov. Kar zadeva eksosfero, ta del atmosfere gladko prehaja v medplanetarni prostor. Omeniti velja, da termosfera ne vsebuje zraka.

Ugotovimo lahko, da je Zemljina atmosfera zelo pomemben del našega planeta, ki ostaja odločilen dejavnik pri nastanku življenja. Zagotavlja življenjsko aktivnost, ohranja obstoj hidrosfere (vodne lupine planeta) in ščiti pred ultravijoličnim sevanjem.

Troposfera

Njegova zgornja meja je na nadmorski višini 8-10 km v polarnih, 10-12 km v zmernih in 16-18 km v tropskih širinah; nižja pozimi kot poleti. Spodnja, glavna plast atmosfere vsebuje več kot 80 % celotne mase atmosferskega zraka in okoli 90 % vse vodne pare, ki je prisotna v atmosferi. Turbulenca in konvekcija sta v troposferi močno razviti, nastajajo oblaki, razvijajo se cikloni in anticikloni. Temperatura pada z naraščajočo nadmorsko višino s povprečnim navpičnim gradientom 0,65°/100 m

Tropopavza

Prehodna plast iz troposfere v stratosfero, plast ozračja, v kateri se upadanje temperature z višino ustavi.

Stratosfera

Plast ozračja, ki se nahaja na nadmorski višini od 11 do 50 km. Zanj je značilna rahla sprememba temperature v plasti 11-25 km (spodnja plast stratosfere) in zvišanje temperature v plasti 25-40 km od -56,5 do 0,8 ° C (zgornja plast stratosfere ali območje inverzije) . Ko je na nadmorski višini približno 40 km dosegla vrednost približno 273 K (skoraj 0 °C), temperatura ostane konstantna do višine približno 55 km. To območje konstantne temperature imenujemo stratopavza in je meja med stratosfero in mezosfero.

Stratopavza

Mejna plast ozračja med stratosfero in mezosfero. Pri navpični porazdelitvi temperature je največ (približno 0 °C).

Mezosfera

Mezosfera se začne na nadmorski višini 50 km in se razteza do 80-90 km. Temperatura pada z višino s povprečnim navpičnim gradientom (0,25-0,3)°/100 m je glavni proces prenosa toplote. Kompleksni fotokemični procesi, ki vključujejo proste radikale, vibracijsko vzbujene molekule itd., povzročajo atmosfersko luminiscenco.

Mezopavza

Prehodna plast med mezosfero in termosfero. V navpični porazdelitvi temperature je minimum (približno -90 °C).

Linija Karman

Višina nad morsko gladino, ki je običajno sprejeta kot meja med zemeljsko atmosfero in vesoljem. Karmanova linija se nahaja na nadmorski višini 100 km.

Meja zemeljske atmosfere

Termosfera

Zgornja meja je približno 800 km. Temperatura se dvigne do nadmorske višine 200-300 km, kjer doseže vrednosti reda 1500 K, nato pa ostane skoraj konstantna do visokih nadmorskih višin. Pod vplivom ultravijoličnega in rentgenskega sončnega sevanja ter kozmičnega sevanja pride do ionizacije zraka (“ aurore") - glavna področja ionosfere ležijo znotraj termosfere. Na nadmorski višini nad 300 km prevladuje atomski kisik. Zgornjo mejo termosfere v veliki meri določa trenutna aktivnost Sonca. V obdobjih nizke aktivnosti pride do opaznega zmanjšanja velikosti te plasti.

Termopavza

Območje ozračja, ki meji na termosfero. V tem območju je absorpcija sončnega sevanja zanemarljiva in temperatura se dejansko ne spreminja z nadmorsko višino.

Eksosfera (razpršilna krogla)

Plasti atmosfere do nadmorske višine 120 km

Eksosfera je disperzijsko območje, zunanji del termosfere, ki se nahaja nad 700 km. Plin v eksosferi je zelo redčen in od tu njegovi delci uhajajo v medplanetarni prostor (disipacija).

Do višine 100 km je ozračje homogena, dobro premešana mešanica plinov. V višjih plasteh je porazdelitev plinov po višini odvisna od njihovih molekulskih mas, koncentracija težjih plinov pa z oddaljenostjo od površja Zemlje hitreje upada. Zaradi zmanjšanja gostote plina temperatura pade od 0 °C v stratosferi do −110 °C v mezosferi. Vendar pa kinetična energija posameznih delcev na višinah 200-250 km ustreza temperaturi ~150 °C. Nad 200 km opazimo znatna nihanja temperature in gostote plina v času in prostoru.

Na nadmorski višini približno 2000-3500 km se eksosfera postopoma spremeni v tako imenovani skoraj vesoljski vakuum, ki je napolnjen z zelo redkimi delci medplanetarnega plina, predvsem atomi vodika. Toda ta plin predstavlja le del medplanetarne snovi. Drugi del sestavljajo prašni delci kometnega in meteorskega izvora. V ta prostor prodira poleg izredno redkih prašnih delcev tudi elektromagnetno in korpuskularno sevanje sončnega in galaktičnega izvora.

Troposfera predstavlja približno 80% mase ozračja, stratosfera - približno 20%; masa mezosfere ni večja od 0,3%, termosfera je manjša od 0,05% celotne mase ozračja. Glede na električne lastnosti atmosfere ločimo nevtrosfero in ionosfero. Trenutno se domneva, da se atmosfera razprostira do nadmorske višine 2000-3000 km.

Glede na sestavo plina v ozračju ločimo homosfero in heterosfero. Heterosfera je območje, kjer gravitacija vpliva na ločevanje plinov, saj je njihovo mešanje na taki višini zanemarljivo. To pomeni spremenljivo sestavo heterosfere. Pod njim leži dobro premešan, homogen del ozračja, imenovan homosfera. Meja med temi plastmi se imenuje turbopavza; leži na nadmorski višini približno 120 km.

Ozračje je tisto, kar omogoča življenje na Zemlji. Prve informacije in dejstva o ozračju prejmemo nazaj osnovna šola. V srednji šoli se s tem konceptom pobližje seznanimo pri pouku geografije.

Koncept zemeljske atmosfere

Atmosfere nima le Zemlja, tudi druga nebesna telesa. To je ime za plinasto lupino, ki obdaja planete. Sestava tega plinskega sloja različni planeti je bistveno drugačen. Poglejmo si osnovne informacije in dejstva o drugače imenovanem zraku.

Njegova najpomembnejša sestavina je kisik. Nekateri zmotno mislijo, da je zemeljsko ozračje v celoti sestavljeno iz kisika, v resnici pa je zrak mešanica plinov. Vsebuje 78% dušika in 21% kisika. Preostali en odstotek vključuje ozon, argon, ogljikov dioksid in vodno paro. Naj odstotek Teh plinov je malo, vendar opravljajo pomembno funkcijo - absorbirajo pomemben del sončne sevalne energije in s tem preprečijo, da bi svetilo spremenilo vse življenje na našem planetu v pepel. Lastnosti ozračja se spreminjajo glede na nadmorsko višino. Na nadmorski višini 65 km je na primer dušik 86 % in kisik 19 %.

Sestava zemeljske atmosfere

• Ogljikov dioksid potrebna za prehrano rastlin. V ozračju se pojavi kot posledica procesa dihanja živih organizmov, gnitja in gorenja. Njegova odsotnost v ozračju bi onemogočila obstoj kakršnih koli rastlin.
• kisik- vitalna sestavina ozračja za človeka. Njena prisotnost je pogoj za obstoj vseh živih organizmov. Predstavlja približno 20% celotne prostornine atmosferskih plinov.
• Ozon je naravni absorber sončnega ultravijoličnega sevanja, ki škodljivo vpliva na žive organizme. Večina tvori ločeno plast ozračja - ozonski zaslon. V zadnjem času je človeška dejavnost privedla do tega, da se postopoma začenja rušiti, a ker je velikega pomena, se izvajajo aktivna dela za njegovo ohranitev in obnovo.
• vodna para določa vlažnost zraka. Njegova vsebina se lahko razlikuje glede na različni dejavniki: temperatura zraka, teritorialna lega, letni čas. Pri nizkih temperaturah je v zraku zelo malo vodne pare, morda manj kot en odstotek, pri visokih temperaturah pa doseže 4 %.
• Poleg vsega zgoraj navedenega sestava zemeljske atmosfere vedno vsebuje določen odstotek trdne in tekoče nečistoče. To je saje, pepel, morska sol, prah, vodne kapljice, mikroorganizmi. V zrak lahko pridejo tako naravno kot antropogeno.

Plasti atmosfere

Temperatura, gostota in kakovostna sestava zraka na različnih nadmorskih višinah niso enake. Zaradi tega je običajno razlikovati med različnimi plastmi ozračja. Vsak od njih ima svoje značilnosti. Ugotovimo, katere plasti ozračja se razlikujejo:

• Troposfera - ta plast atmosfere je najbližja površini Zemlje. Njegova višina je 8-10 km nad poli in 16-18 km v tropih. Tu se nahaja 90% vse vodne pare v ozračju, zato prihaja do aktivnega nastajanja oblakov. Tudi v tej plasti opazimo procese, kot so gibanje zraka (veter), turbulenca in konvekcija. Temperature se gibljejo od +45 stopinj opoldne v topli sezoni v tropih do -65 stopinj na polih.
• Stratosfera je druga najbolj oddaljena plast ozračja. Nahaja se na nadmorski višini od 11 do 50 km. V spodnji plasti stratosfere je temperatura približno -55, pri odmiku od Zemlje se dvigne na +1˚С. To območje imenujemo inverzija in je meja med stratosfero in mezosfero.
• Mezosfera se nahaja na nadmorski višini od 50 do 90 km. Temperatura na spodnji meji je približno 0, na zgornji pa doseže -80 ... -90 ˚С. Meteoriti, ki vstopijo v zemeljsko atmosfero, popolnoma zgorijo v mezosferi, kar povzroči zračne žarke.
• Termosfera je debela približno 700 km. V tej plasti ozračja se pojavi severni sij. Nastanejo zaradi vpliva kozmičnega sevanja in sevanja, ki izhaja iz Sonca.
• Eksosfera je območje disperzije zraka. Tu je koncentracija plinov majhna in postopoma uhajajo v medplanetarni prostor.

Šteje se, da je meja med zemeljsko atmosfero in vesoljem 100 km. Ta črta se imenuje Karmanova linija.

Atmosferski tlak

Ko poslušamo vremensko napoved, pogosto slišimo odčitke zračnega tlaka. Toda kaj pomeni atmosferski tlak in kako lahko vpliva na nas?

Ugotovili smo, da je zrak sestavljen iz plinov in nečistoč. Vsaka od teh komponent ima svojo težo, kar pomeni, da atmosfera ni breztežna, kot so verjeli do 17. stoletja. Atmosferski tlak je sila, s katero vse plasti ozračja pritiskajo na površje Zemlje in na vse predmete.

Znanstveniki izvedli zapletene izračune in dokazali, da kvadratni meter območje pritiska atmosfera s silo 10,333 kg. To pomeni, da je človeško telo izpostavljeno zračnemu tlaku, katerega teža je 12-15 ton. Zakaj tega ne čutimo? Rešuje nas notranji pritisk, ki uravnoveša zunanjega. Pritisk atmosfere lahko občutite že na letalu ali visoko v gorah, saj je atmosferski tlak na višini precej manjši. V tem primeru so možni fizično nelagodje, zamašena ušesa in vrtoglavica.

O okoliškem vzdušju je mogoče povedati veliko. Vemo veliko o njej zanimiva dejstva, nekateri pa se morda zdijo presenetljivi:

• Teža zemeljske atmosfere je 5.300.000.000.000.000 ton.
• Spodbuja prenos zvoka. Na nadmorski višini več kot 100 km ta lastnost izgine zaradi sprememb v sestavi ozračja.
• Gibanje ozračja izzove neenakomerno segrevanje zemeljskega površja.
• Za določanje temperature zraka se uporablja termometer, za določanje atmosferskega tlaka pa barometer.
• Prisotnost ozračja reši naš planet pred 100 tonami meteoritov vsak dan.
• Sestava zraka je bila nespremenjena nekaj sto milijonov let, vendar se je začela spreminjati z začetkom hitre industrijske dejavnosti.
• Atmosfera naj bi segala navzgor do višine 3000 km.

Pomen ozračja za človeka

Fiziološko območje ozračja je 5 km. Na nadmorski višini 5000 m oseba začne doživljati kisikovo stradanje, kar se izraža v zmanjšanju njegove zmogljivosti in poslabšanju dobrega počutja. To kaže, da človek ne more preživeti v prostoru, kjer ni te neverjetne mešanice plinov.

Vsi podatki in dejstva o atmosferi samo potrjujejo njen pomen za ljudi. Zahvaljujoč njegovi prisotnosti je postalo mogoče razviti življenje na Zemlji. Že danes, ko smo ocenili obseg škode, ki jo je človeštvo sposobno povzročiti s svojimi dejanji življenju dajalnemu zraku, bi morali razmišljati o nadaljnjih ukrepih za ohranitev in obnovo ozračja.