Cuvântul de atmosfera provine din cuvântul grecesc Atmos, ceea ce înseamnă că vaporii de apă și sphaira, ceea ce înseamnă - o zonă mingea. Acum, acest termen se numește plic gazos care înconjoară pământul.
Aer sau substanțe care constituie atmosfera. Este un amestec mecanic de diferite gaze. aer curat și uscat Proba conține aproximativ 78% (în volum) de azot, 21% oxigen și aproximativ 1% argon. În plus, conține aproximativ 0,03% dioxid de carbon.
Azot, oxigen, argon si dioxid de carbon constituie 99,99% din aerul uscat și curat. Restul de 0,01% conține urme de gaze cu neon, kripton, heliu, ozon, xenon și hidrogen. Ele sunt în aer în cantități mici, care nu au nici o semnificație practică în studiile fenomenelor meteorologice.
Cantitatea de dioxid de carbon nu este în întregime constantă. Acesta absorbit în mod continuu de către plante și animale este de asemenea produsă în mod continuu și este produsă prin arderea combustibililor, a activităților și a proceselor de descompunere în sol vulcanic. Deși toate aceste procese nu sunt întotdeauna echilibrate unul cu celălalt, cantitatea de dioxid de carbon în atmosferă rămâne aproape constantă a oceanelor, dizolvarea dioxidului de carbon în exces, reglează în mod eficient cantitatea.
Cantitatea de ozon din atmosfera inferioara este mic. Se ajunge la un maxim la altitudini cuprinse intre 10 si 25 km. Aici, numărul de subiectul său la fluctuații considerabile.
Cu excepția acestor schimbări în conținutul de dioxid de carbon și ozon, compozitia atmosferica este foarte constant ca o distribuție de-a lungul suprafeței, și atunci când a luat, în orice caz, până la înălțimi dispozitive atinse.
Aer conține, de asemenea, vapori de apă, existând în cantități variabile. În multe feluri, vaporii de apă este cea mai importantă parte a atmosferei.
Cantitatea de vapori de apă în aer, depinde în întregime de temperatura. Cu cât temperatura, cu atât mai mare cantitatea de vapori de apă pot fi conținute în ea. Aerul este considerat saturat dacă cantitatea de vapori de apa atinge un maxim posibil la această temperatură. Dacă aerul răcit, astfel încât temperatura sa este sub temperatura de saturație a aburului, ultima condensare are loc, care constă în conversia de bule de abur în picăturile de apă, sau la o temperatură sub punctul de îngheț pentru cristalele de gheață.
picături de apă mici și cristalele sunt păstrate în curenții de aer a aerului în creștere. În condiții speciale, care vor fi descrise mai jos, aceste mici picături sau cristale de gheață și sunt conectate pentru a forma picături mari sau fulgi de zăpadă. În cazul în care acestea ajung astfel de proporții încât curenți ascendenți nu le mai poate ține în aer, acestea se încadrează în jos sub formă de ploaie sau zăpadă.
În plus față de acești constituenți, aerul conține, de asemenea, o cantitate variabilă de impurități. Acestea includ: praf, funingine, sare.
Principalele surse de praf sunt regiuni aride, cum ar fi deserturi si stepe. Particulele mai mari ridicate de vânt în sus, nu a dus departe de locurile lor de origine, dar particulele fine de praf sunt transportate și împrăștiate pe partea inferioară a atmosferei. mase de aer. pe continente subtropicale din trecut, de obicei, conțin o cantitate considerabilă de praf. mase de aer polar sunt relativ curate.
Zone industriale, vulcani activi și incendiile forestiere ocazionale reprezintă principalele surse de funingine. În cazul în care combustibilul este ars la temperaturi ridicate, hidrogenul și oxigenul se combină pentru a produce vapori de apă și oxigen și carbon se combină pentru a forma dioxid de carbon; ambele sunt componente normale ale atmosferei.
Dacă arderea combustibilului are loc la temperaturi scăzute, carbon și oxigen este compus particule de cărbune dificil, incomplet nearse sunt transportate de aer în sus în creștere și condensat în funingine.
Observațiile arată că aerul conține, de obicei, o cantitate semnificativă de sare. Sub acțiunea vântului cu stropi - suprafața oceanului sunt transportate în sus; aici apa se evaporă încet și sarea rămâne în aer, ca particule minuscule.
Particulele care poluează aerul și, astfel, să conducă la turbiditatea sa, atât de mici încât acestea sunt invizibile cu ochiul liber, dar acestea provoacă o reducere a vizibilității și a decolorării obiectele îndepărtate în mod clar vizibile. Prin neclare obiectele îndepărtate, dacă acestea sunt întunecate (munți), văzută ca printr-un văl subțire de culoare albastru deschis. În cazul în care acestea sunt (de exemplu, munți acoperiți de zăpadă sau nori la orizont) alb, vălul devine de culoare gălbuie. La o anumită distanță, care depinde de gradul de ceata, toate detaliile dispar și obiectele siluetele pe cer sub forma de siluete. Cu cât turbiditatea, mai scurtă distanța, PA care dispar toate detaliile obiectului.
Prezența prafului în atmosferă nu afectează numai aspectul obiectelor: în absența de praf în aer, ar fi perfect curate și nu s-ar produce condensarea vaporilor de apă apreciabilă. Acesta din urmă are loc atunci când aerul de răcire la temperatura de saturație la nucleii adecvat activ (higroscopic). Cele mai active nuclee de condensare sunt săruri particule din oceane și produsele de ardere. Observațiile arată că aceste particule sunt în mod constant în atmosferă în cantități mari.
Structura atmosferă
Aerul este extrem de compresibil și este mobil. Deși este foarte ușor, dar încă are o anumită greutate. La greutate normală de presiune și temperatură a volumului de aer, luate la suprafață, este aproximativ 1/800 greutatea același volum de apă. 1 cu. metru de aer cântărește aproximativ 1.3 kg.
coloană de aer de la suprafața pământului la limita atmosferei are pe presiunea suprafață echivalentă pământului la greutatea înălțimii coloanei de apă de aproximativ 10 m sau greutatea înălțimii coloanei de mercur de numai 76 cm. Prin urmare, barometrele cu mercur utilizat pentru a măsura presiunea atmosferică.
Presiunea atmosferică scade odată cu creșterea altitudinii. Dacă greutatea măsurată a coloanei de aer între cele două puncte situate pe aceeași verticală, cunoscând temperatura și presiunea la aceste puncte, putem calcula diferența de înălțime dintre ele. La presiunea normală de distribuție a temperaturii este o funcție simplă a înălțimii, iar raportul permis este proiectat pentru a determina înălțimea barometre speciale, Altimetre (Altimetre), la o scară care, în loc de presiunea menționată în mod explicit înălțime. Astfel de dispozitive sunt acum utilizate pe scară largă în domeniul aviației.
Deoarece presiunea atmosferică este egală cu greutatea coloanei de aer, înălțimea crescând ulterior ar trebui să scadă și se apropie de zero treptat. Aceasta se va schimba, de asemenea, și densitatea aerului. Cu toate acestea, atmosfera nu are nici o limită superioară ascuțită, se transformă treptat într-un vid.
În ciuda faptului că atmosfera ajunge la înălțimi mari, doar partea de jos influențează starea vremii. Cele mai mari Norii sunt rareori observate mai mult de 10 km deasupra suprafeței pământului. 50% din greutatea totală a atmosferei și aproximativ 90% conținut de umiditate totală să rămână în mai mici de 5 km.
stratificare a atmosferei
Sa demonstrat că temperatura aerului scade la 11 km în înălțime, și apoi rămâne constantă. Amploarea scădere a temperaturii cu altitudinea numită gradient de temperatură pe verticală. Partea inferioară a atmosferei, caracterizată printr-o valoare semnificativă a gradientului de temperatură, numită troposferă. Partea superioară a atmosferei, în care o temperatură constantă aproape completă, numită stratosferă. Stratul de tranziție care separă stratosferă și troposferă, numit tropopauzei.
Înălțimea tropopauzei peste suprafața pământului depinde de latitudinea și timpul anului. De asemenea, se schimbă datorită naturii vremii peste o regiune de presiune joasă (cicloane) tropopauzei este de obicei mai mic de peste zone cu presiune ridicată (anticiclonale) - de mai sus. Fig. 2 prezintă o convențional și înălțimea medie a distribuției temperaturii tropopauzei în atmosfera inferioară. Trebuie remarcat faptul că temperatura stratosfera de la poli la ecuator scade.
Înălțimea maximă, care a ajuns la instrumentele meteorologice, este de aproximativ 36 km. Observațiile directe realizate sub 36 km, cele mai recente radiații de cercetare de meteoriți aurora sunet propagare a undelor radio, și N. Permis așa mai departe. pentru a trage concluzii cu privire la structura atmosferei superioare. Cunoștințele noastre curente de stratificarea atmosferei poate fi rezumat după cum urmează.
În troposferă, temperatura este coborâtă până la o înălțime de aproximativ 0,6 grade la 100 m. Troposfera este relativ instabil, este adesea format flux vertical, ceea ce duce la condensarea vaporilor de apă și apariția de nori și ploaie. Toate fenomenele meteorologice obișnuite se dezvolta în troposferă, și mai ales în jumătatea sa inferioară.
Peste temperatura de tropopauzei rămâne constantă sau chiar crește cu înălțimea. Acesta este găsit, cel puțin, la acele înălțimi care au fost atinse instrumente meteorologice. Deasupra stratului de tropopauzei ne întâlnim, în special bogat în ozon. Cele mai recente de cercetare Dobson (Dobson) și alții au găsit o relație semnificativă între cantitatea de ozon de deasupra tropopauză și de vreme la suprafața Pământului. Stratosferă este de obicei fără nori, deși uneori, datorită prezenței ozonului, se observă un tip special de nori (nori sidefate). Spațiul dintre tropopauzei și stratul de ozon întotdeauna Rosy; și ca aerul din interiorul acestui strat este extrem de stabil, stratosfera inferioară, condițiile de zbor sunt cel mai aproape de ideal.
Studiile statistice arată că meteoritul dispar de preferință, la o înălțime de 80 până la 40 de kilometri deasupra suprafeței pământului. Acest fapt, împreună cu rezultatele studiului undelor sonore, aparent indicând faptul că temperatura patului este cuprinsă între 40 și 80 km este foarte ridicată (60-70 ° C).
La o înălțime de aproximativ 60 km este stratul care tinde să absoarbă undele radio. Din moment ce acest strat este format sub acțiunea razelor solare, gama de radio audibilitate noapte, în special lungime de undă scurtă, este crescută.
Peste 80 km este așa numitul ionosferei. În părțile inferioare ale acesteia se găsesc, ocazional, nori strălucitori. Ionosferă se caracterizează prin faptul că mai multe straturi conductoare, dintre care cel mai important este Heaviside stratul Connelly (Kemielly-Heaviside) sau £ strat. Acesta reflectă undele radio înapoi la suprafața pământului, iar acest lucru explică raza mare a postului de radio. Layer Cannell-Heaviside foarte otchotliv și se află în mod normal, între 90 și 130 km. Mai sus este un așa-numitul strat Appltona (Appleton) sau F-layer. El este mai puțin pronunțată, iar înălțimea acestora nu este constantă; uneori, este împărțit în mai multe straturi vagi.
Aurora și fenomenele conexe sunt adesea observate în partea inferioară a ionosferei. Cea mai recentă măsurare Stormer (Stormer) a arătat că aurora găsit la 1200 km deasupra suprafeței Pământului. Aceasta indică prezența unor cantități măsurabile în atmosferă, chiar și la altitudini înalte.