Сколько км атмосфера земли: Вертикальное строение атмосферы

Автор

Содержание

Вертикальное строение атмосферы


Тропосфера

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

Тропопауза

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

Стратосфера

Слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11—25 км (нижний слой стратосферы) и повышение её в слое 25—40 км от −56,5 до 0,8 °С (верхний слой стратосферы или область инверсии).

Достигнув на высоте около 40 км значения около 273 К (почти 0 °C), температура остаётся постоянной до высоты около 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой.

Стратопауза

Пограничный слой атмосферы между стратосферой и мезосферой. В вертикальном распределении температуры имеет место максимум (около 0 °C).

Мезосфера

Мезосфера начинается на высоте 50 км и простирается до 80—90 км. Температура с высотой понижается со средним вертикальным градиентом (0,25—0,3)°/100 м. Основным энергетическим процессом является лучистый теплообмен. Сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов, колебательно возбуждённых молекул и т. д. обусловливают свечение атмосферы.

Мезопауза

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

Линия Кармана

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

Граница атмосферы Земли

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

Термосфера

Верхний предел — около 800 км. Температура растёт до высот 200—300 км, где достигает значений порядка 1500 К, после чего остаётся почти постоянной до больших высот. Под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и космического излучения происходит ионизация воздуха («полярные сияния») — основные области ионосферы лежат внутри термосферы. На высотах свыше 300 км преобладает атомарный кислород. Верхний предел термосферы в значительной степени определяется текущей активностью Солнца. В периоды низкой активности происходит заметное уменьшение размеров этого слоя.

Термопауза

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

 

Экзосфера (сфера рассеяния)

 

Атмосферные слои до высоты 120 км

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

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

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

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

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

АТМОСФЕРА — это… Что такое АТМОСФЕРА?

  • атмосфера — атмосфера …   Орфографический словарь-справочник

  • атмосфера — ы, ж. atmosphère f., н. лат. atmosphaera <гр. 1. физ., метеор. Воздушная оболочка земли, воздух. Сл. 18. В атмосфере, или в воздухе, которой нас .. окружает и которым мы дышем. Карамзин 11 111. Разсеивание света атмосферою. Астр. Лаланда 415.… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • АТМОСФЕРА — Земли (от греч. atmos пар и sphaira шар), газовая оболочка Земли, связанная с ней силой тяжести и принимающая участие в ее суточном и годовом вращении. Атмосфера. Схема строения атмосферы Земли (по Рябчикову). Масса А. ок. 5,15 10 8 кг.… …   Экологический словарь

  • АТМОСФЕРА — (греч. atmosphaira, от atmos пар, и sphaira шар, сфера). 1) Газообразная оболочка, окружающая землю или другую планету. 2) умственная среда, в которой кто либо вращается. 3) единица, которою измеряется давление, испытываемое или производимое… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • атмосфера — Воздух. См. круг… Словарь русских синонимов и сходных по смыслу выражений. под. ред. Н. Абрамова, М.: Русские словари, 1999. атмосфера воздух, круг, обстановка, климат, среда, условия, микроклимат, пятый океан, фон Словарь русс …   Словарь синонимов

  • АТМОСФЕРА — (атмосфера неправ.), атмосферы, жен. (от греч. atmos дыхание и sphaira шар). 1. только ед. Воздушная оболочка, окружающая землю (ест.). || Газообразная оболочка, окружающая некоторые планеты (астр.). Атмосфера Марса. 2. только ед. Воздух (разг.) …   Толковый словарь Ушакова

  • АТМОСФЕРА — внесистемная единица давления. Нормальная, или физическая, атмосфера (обозначается атм.

    ) равна 101 325 Па 1013,25 гПа 760 мм ртутного столба 10 332 мм водяного столба 1,0332 ат; техническая атмосфера (ат) равна 1 кгс/см&sup2 735,56 мм ртутного… …   Большой Энциклопедический словарь

  • Атмосфера — (иноск.) среда, сфера, вѣяніе (собств. окружающій насъ воздухъ, которымъ мы дышимъ). Ср. Ольга Ѳедоровна была хорошій барометръ для опредѣленія домашней атмосферы: она какъ нельзя болѣе основательно предсказывала грозу… Лѣсковъ. Захудалый родъ …   Большой толково-фразеологический словарь Михельсона (оригинальная орфография)

  • АТМОСФЕРА — АТМОСФЕРА, оболочка из газов, окружающая землю. Она защищает планету от жестких условий космоса, а газы, составляющие ее, необходимы для существования жизни. Примерно 95% по весу всей атмосферы располагается до высоты 25 км; смесь газов в нижнем… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • Атмосфера

    — газовая оболочка Земли, состоящая, исключая воду и пыль (по объему), из азота (78,08%), кислорода (20,95%), аргона (0,93%), углекислоты (около 0,09%) и водорода, неона, гелия, криптона, ксенона и ряда др. газов (в сумме около 0,01%). Состав сухой …   Геологическая энциклопедия

  • АТМОСФЕРА — жен. окружающий шар земной или иное небесное тело воздух, со всеми природными примесями его: испарениями, облаками и пр., мироколица, колоземица. Земная мироколица не подымается от земли и на сто верст. От густоты летней колоземицы марево в… …   Толковый словарь Даля

  • Слои атмосферы — урок. География, 6 класс.

    Атмосфера состоит из \(5\) слоёв, которые различаются по составу, плотности и температуре.

     

    Рис. \(1\). Слои атмосферы

     

    Нижние слои атмосферы — тропосфера и стратосфера — содержат почти весь воздух Земли.

     

    Тропосфера — самый нижний и наиболее плотный слой атмосферы. Тропосфера наиболее пригодна для жизни. Здесь обитает большинство живых организмов Земли, включая людей. Атмосфера вращается вместе с планетой, поэтому она так же сплюснута у полюсов. Верхняя граница тропосферы проходит на высоте \(16\)–\(18\) км над экватором, \(10\)–\(12\) км в умеренных широтах и \(8\)–\(9\) км над полюсами. В тропосфере находится \(80\) % массы воздуха, почти весь водяной пар и примеси. Здесь происходят горизонтальные и вертикальные движения воздуха, формируются облака, выпадают атмосферные осадки (дождь, снег и другие). Тропосферу называют «фабрикой погоды». Воздух нижнего слоя атмосферы нагревается от поверхности Земли, но при подъёме вверх температура воздуха понижается и достигает у верхней границы тропосферы \(-50\) °С.

     

    Стратосфера — второй слой от поверхности Земли. Он простирается до высоты \(50\)–\(55\) км. Воздух здесь разрежён (\(20\) % массы атмосферы), им невозможно дышать. В стратосфере температура воздуха с подъёмом повышается и на верхней границе почти достигает \(0\) °С. На высоте \(20\)–\(25\) км располагается озоновый слой. Этот слой служит своеобразным экраном, который защищает всё живое на Земле от губительных ультрафиолетовых лучей. Но под действием продуктов сгорания топлива и фреонов озон разрушается, появляются озоновые дыры (например над Антарктидой).

     

    Выше \(50\)–\(55\) км располагаются верхние слои атмосферы — мезосфера, термосфера и экзосфера. Плотность воздуха в этих слоях ничтожно мала. Здесь происходят удивительные явления природы: полярные сияния (свечение разрежённых газов) и метеоры (вспышки при сгорании в атмосфере метеорных тел). В экзосфере происходит ускользание в космическое пространство водорода, кислорода и гелия.

    Слои атмосферы — тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера

    Общее

    <img loading=»lazy» src=»http://terasfera.ru/wp-content/uploads/2015/12/zavisimost-temperatury-ot-vysoty-sloya-atmosfery-284×300.jpg» alt=»зависимость температуры от высоты слоя атмосферы» srcset=»wp-content/uploads/2015/12/zavisimost-temperatury-ot-vysoty-sloya-atmosfery-284×300.jpg 284w,wp-content/uploads/2015/12/zavisimost-temperatury-ot-vysoty-sloya-atmosfery.jpg 559w»>Земная атмосфера являет собой газовою оболочку планеты. Нижняя граница атмосферы проходит возле поверхности земли (гидросфера и земная кора), а верхняя граница является область соприкасающеюся космического пространства (122 км). В себе атмосфера содержит много разных элементов. Основные из них: 78% азот, 20% кислород, 1% аргон, углекислый газ, галий неона, водород и тд. Интересные факты можно посмотреть в конце статьи или перейдя по ссылке.

    Атмосфера имеет четко выраженные слои воздуха. Слои воздуха отличаются между собой температурой, разностью газов и их плотностью и давлением. Нужно отметить, что слои стратосфера и тропосфера защищают Землю от солнечной радиации. В высших слоях живой организм может получить смертельную дозу ультрафиолетового солнечного спектра. Для быстрого перехода к нужному слою атмосферы, нажмите на соответствующий слой:

    Тропосфера и тропопауза

    Тропосфера — температура, давление, высота

    Верхняя граница держится на отметке 8 — 10 км примерно. В умеренных широтах 16 — 18 км, а в полярных 10 — 12 км. Тропосфера — это нижний главный слой атмосферы. В этом слое находится более 80% всей массы атмосферного воздуха и близко 90% всей водяной пары. Именно в тропосфере возникают конвекция и турбулентность, образуются облака, происходят циклоны. Температура понижается с ростом высоты. Градиент: 0,65 °/100 м. Нагретая земля и вода нагревают прилагающий воздух. Нагретый воздух поднимается в верх, охлаждается и образует облака. Температура в верхних границах слоя может достигать — 50/70 °C.

    Именно в этом слое происходят изменения климатических погодных условий. В нижнюю границу тропосферы называют приземным, так как он имеет много летучих микроорганизмов и пыли. Скорость ветра увеличивается с увеличением высоты в этом слое.

    Тропопауза

    Это переходной слой тропосферы к стратосфере. Здесь прекращается зависимость снижения температуры с повышением высоты. Тропопауза — минимальная высота, где вертикальный градиент температуры падает до 0,2°C/100 м. Высота тропопаузы зависит от сильных климатических проявлений, таких как циклоны. Над циклонами высота тропопаузы понижается, а над антициклонами повышается.

    <iframe loading=»lazy» src=»https://www.youtube.com/embed/n-uzw-sYLsc» frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»></iframe>

    Мезосфера и Мезопауза — состав, реакции, температура

    Слой мезосферы начинается примерно на высоте 50 км и заканчивается на отметке 80 — 90 км. Температуры понижается с повышением высоты примерно 0,25-0,3°C/100 м. Основным энергетическим действием здесь является лучистый теплообмен. Сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов (имеет 1 или 2 непарных электронная) т.к. они реализуют свечение атмосферы.

    Почти все метеоры сгорают в мезосфере. Ученые назвали эту зону — Игноросферой. Эту зону тяжело исследовать, так как аэродинамическая авиация здесь очень плохая из-за плотности воздуха, которая здесь в 1000 раз меньше чем на Земле. А для запуска искусственных спутников плотность еще очень высокая. Исследования проводят с помощью метеорологических ракет, но это извращенность. Мезопауза переходной слой между мезосферой и термосферой. Имеет температуру минимум -90°C.

    Линия Кармана

    Линию кармана называют границей между атмосферой Земли и космосом. Согласно международной авиационной федерацией (ФАИ) высота этой границы — 100 км. Такое определения дали в честь американского ученого Теодора Фон Кармана. Он определил, что примерно на этой высоте плотность атмосферы настолько мала, что аэродинамическая авиация здесь становится невозможная, так как скорость летательного устройства должна быть большей первой космической скорости. На такой высоте теряет смысл понятие звуковой барьер. Здесь управлять летательным аппаратом можно лишь за счет реактивных сил.

    Термосфера и Термопауза

    Верхняя граница этого слоя примерно 800 км. Температура растёт примерно до высоты 300 км где достигает порядка 1500 К. Выше температура остается неизменной. В этом слое происходит полярное сияние — происходит в следствии воздействия солнечной радиации на воздуха. Также этот процесс называют ионизацией атмосферного кислорода.

    Из-за малой разряженности воздуха полёты выше линии Кармана реализуемы только по баллистических траекториях. Все пилотируемые орбитальные полеты (кроме полетов на Луну) происходят в этом слое атмосферы.

    Экзосфера — плотность, температура, высота

    Высота экзосферы выше 700 км. Здесь газ сильно разрежён,и происходит процесс диссипации — утечка частиц в межпланетное пространство. Скорость таких частиц может достигать 11,2 км/сек. Рост солнечной активности приводит к расширению толщины этого слоя.

    Интересные факты

    • Газовая оболочка не улетает в космос из-за земного притяжения. Воздух состоит из частиц, которые имеют свою массу. Из закона тяготения можно вынести то, что каждый объект обладающий массой притягивается к Земли.
    • Закон Буйс-Баллота гласит, что если находиться в Северном полушарии и встать спиной к ветру, то справа будет располагаться зона высокого давления, а слева — низкого. В Южном же полушарии все будет наоборот.

    Смотрите также:

    Слои атмосферы — верхний, нижний, озоновый

    Атмосфера Земли представляет собой газовую оболочку нашей планеты. Ее нижняя граница проходит на уровне земной коры и гидросферы, а верхняя переходит в околоземную область космического пространства. Атмосфера содержит около 78% азота, 20% кислорода, до 1% аргона, углекислого газа, водорода, гелия, неона и некоторых других газов.

    Данная земная оболочка характеризуется четко выраженной слоистостью. Слои атмосферы определяются вертикальным распределением температуры и различной плотностью газов на разных ее уровнях. Различают такие слои атмосферы Земли: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера, экзосфера. Отдельно выделяют ионосферу.

    До 80% всей массы атмосферы составляет тропосфера – нижний приземный слой атмосферы. Тропосфера в полярных поясах расположена на уровне до 8-10 км над земной поверхностью, в тропическом поясе — максимально до 16-18 км. Между тропосферой и вышележащим слоем стратосферой находится тропопауза – переходный слой. В тропосфере температура снижается по мере увеличения высоты, аналогично с высотой уменьшается атмосферное давление. Средний градиент температуры в тропосфере составляет 0,6°С на 100 м. Температура на разных уровнях данной оболочки определяется особенностями поглощения солнечного излучения и эффективностью конвекции. Почти вся деятельность человека осуществляется в тропосфере. Самые высокие горы не выходят за пределы тропосферы, только воздушный транспорт может пересекать на небольшую высоту верхнюю границу данной оболочки и находиться в стратосфере. Большая доля водяного пара содержится в тропосфере, что обусловливает формирование почти всех облаков.

    Также в тропосфере сконцентрированы практически все аэрозоли (пыль, дым, т.д.), образующиеся на земной поверхности. В пограничном нижнем слое тропосферы выражены суточные колебания температуры, влажности воздуха, скорость ветра обычно снижена (она возрастает с повышением высоты). В тропосфере наблюдается изменчивое расчленение толщи воздуха на воздушные массы в горизонтальном направлении, отличающиеся по ряду характеристик в зависимости от пояса и местности их формирования. На атмосферных фронтах – границах между воздушными массами – образуются циклоны и антициклоны, определяющие погоду на определенной территории в течение конкретного промежутка времени.

    Стратосфера является слоем атмосферы между тропосферой и мезосферой. Пределы данного слоя составляют от 8-16 км до 50-55 км над поверхностью Земли. В стратосфере газовый состав воздуха приблизительно таков же, как и в тропосфере. Отличительная особенность – уменьшение концентрации водяного пара и повышение содержания озона. Озоновый слой атмосферы, защищающий биосферу от агрессивного воздействия ультрафиолетового света, находится на уровне от 20 до 30 км. В стратосфере температура повышается с высотой, причем температурные значение определяются солнечным излучением, а не конвекцией (передвижениями воздушных масс), как в тропосфере. Нагревание воздуха стратосферы обусловлено поглощением ультрафиолетового излучения озоном.

    Над стратосферой простирается мезосфера до уровня 80 км. Этот слой атмосферы характеризуется тем, что температура по мере увеличения высоты понижается от 0° С до — 90° С. Это наиболее холодная область атмосферы.

    Выше мезосферы находится термосфера до уровня 500 км. От границы с мезосферой до экзосферы температура меняется примерно от 200 К до 2000 К. До уровня 500 км плотность воздуха убывает в несколько сот тысяч раз. Относительный состав атмосферных составляющих термосферы аналогичен приземному слою тропосферы, но с увеличением высоты большее количество кислорода переходит в атомарное состояние. Определенная доля молекул и атомов термосферы находится в ионизированном состоянии и распределены в нескольких слоях, они объединяются понятием ионосфера. Характеристики термосферы варьируют в большом диапазоне в зависимости от географической широты, величины солнечной радиации, времени года и суток.

    Верхний слой атмосферы – экзосфера. Это самый разреженный слой атмосферы. В экзосфере длины свободного пробега частиц настолько огромны, что частицы могут свободно удаляться в межпланетное пространство. Масса экзосферы составляет одну десятимиллионную от общей массы атмосферы. Нижняя граница экзосферы – уровень 450-800 км, а верхней границей считается область, где концентрация частиц такая же, как в космическом пространстве, — несколько тысяч километров от поверхности Земли. Экзосфера состоит из плазмы – ионизированного газа. Также в экзосфере находятся радиационные пояса нашей планеты.

    Видео презентация — слои атмосферы Земли:

    Если вы прочитали мой предыдущий пост о серебристых облаках, второе определение должно быть звонком; облака образуются примерно на одной высоте.Для сравнения: коммерческий самолет обычно летает на высоте около 12 км (7,5 миль) около верхней части тропосферы , самого нижнего слоя атмосферы.

    Оба определения произвольны. Линия Кармана названа в честь венгерско-американского инженера Теодора фон Кармана, который определил, что выше 80-мильного предела воздух слишком разрежен, чтобы обеспечить подъемную силу, необходимую для полета на обычном самолете. НАСА использовало определение 50 миль в течение десятилетий, начиная с конца 1950-х годов, когда агентство начало награждать крыльями астронавтов пилотами, которые преодолели ограничение в 50 миль.

    Атмосфера разделена на слои. Выше тропосферы, где бывает погода, стратосфера простирается на 31 милю, пока не уступает место мезосфере, самому холодному слою. Линия Кармана показана красным на высоте 62 миль, на высоте низкого яркого полярного сияния. Космическая станция вращается на высоте около 250 миль в термосфере. Над этим слоем находится экзосфера, которая сменяется межпланетным пространством.(NOAA)

    По совпадению, это также самая низкая высота, на которой спутник может вращаться вокруг Земли в течение небольшого промежутка времени. На глубине менее 50 миль трение с воздухом приведет к тому, что объект быстро потеряет высоту и сгорит в атмосфере.

    Чтобы быть точным, спутник должен двигаться по эллиптической (овальной) орбите, где он проводит большую часть времени на дальнем конце своей орбиты и совершает только быстрые колебания через мезосферу на близком конце .Это, безусловно, приемлемое определение, потому что оно отражает резкость достижения космоса.

    Брэнсон придерживается определения НАСА. Воскресный полет Virgin Galactic достиг высоты 53,5 миль (86 км), выполнив свою задачу по достижению космического пространства. Джефф Безос, основатель Amazon, принял рейс Карман Лайн для своего предстоящего 20 июля рейса Blue Origin . Это международный стандарт, который используется мировым руководящим органом по авиационным и астронавтическим рекордам, Международной авиационной федерацией (FAI) и Организацией Объединенных Наций.

    Безос будет иметь право хвастаться, если полет будет успешным, но я сомневаюсь, что вид из окна будет выглядеть иначе. Удачливые пассажиры будут в восторге от искривленной Земли под черным небом и, возможно, увидят несколько ярких звезд.

    Северное сияние, видимое здесь с космической станции, формируется в термосфере примерно от линии Кармана до высоты 620 миль (1000 км).(НАСА)

    Если вы хотите говорить о РЕАЛЬНОМ космическом пространстве, о том, где атмосфера Земли уступает место ветру частиц, дующих с Солнца, то это намного дальше. Внешний слой атмосферы, экзосфера, практически заканчивается на высоте 6200 миль (10 000 км) — в 100 раз дальше линии Кармана.

    Немногочисленные атомы и молекулы земного происхождения могут преодолевать сотни миль на этой высоте, не сталкиваясь друг с другом.Это там! И все же это лишь часть расстояния 239 000 миль (384 600 км) до Луны.

    «Астро» Боб Кинг — внештатный писатель для Duluth News Tribune. Прочтите больше его работ на duluthnewstribune.

    Ответить

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *